BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian per modul dan pengujian alat secara keseluruhan. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan. 4.1. Pengujian Modul Mikrokrontroler Mikrokontroler pada alat ini berfungsi untuk menghasilkan PWM yang akan filter menggunakan LPF untuk mendapatkan sinyal tegangan DC, dan juga untuk mendeteksi suhu pada sistem. 4.1.1. Pengujian PWM DAC Pengujian ini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran DAC saat duty cycle PWM divariasi antara 0 100%, dengan VCC sebesar 3.3V. Sehingga perhitungannya sebagai berikut : Saat duty cycle = 50% V out = 0.5 * 3.3 = 1.65V Tabel 4.1. Tabel pengujian PWM-DAC Duty cycle Tegangan yang Tegangan yang Error(V) PWM diukur (V) dihitung (V) 0 0 0 0 10% 0,39 0,33 0,06 20% 0,73 0,66 0,07 30% 1,07 0,99 0,08 40% 1,41 1,32 0,09 50% 1,73 1,65 0,08 60% 2,12 1,98 0,14 24
70% 2,43 2,31 0,12 80% 3,75 2,64 0,11 90% 3.09 2.97 0,12 100% 3.45 3.3 0,14 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.5 1 1.5 Tegangan yang diukur (V) Tegangan yang dihitung (V) Gambar 4.1 Grafik tegangan PWM-DAC yang terukur terhadap tegangan PWM-DAC yang dihitung Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa ada perbedaan antara besaar tegangan yang diukur dan tegangan yang dihitung sebesar ± 0.1volt. Yaitu saat Nilai tersebut masih dalam nilai tegangan yang diinginkan untuk masukan active load yaitu ±3V atau sesuai yang diinginkan. 4.1.2. Pengujian Sensor Suhu Sensor LM35 berfungsi sebagai sensor suhu yang mendeteksi suhu pada heatsink. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bahwa sensor telah bekerja dengan baik. Secara teori LM35 memiliki karakteristik perbandingan suhu dan tegangan yang linear yaitu 10mV/ o C. Pengujian ini dilakukan dengan membandingkan pembacaan suhu dari pada heatsink dengan tegangan yang dihasilkan oleh sebuah sensor LM35. 25
Tabel 4.2. Hasil pengujian LM35 Suhu terukur( o C) Tegangan keluaran(v) 25 0,254 30 0,301 35 0,353 40 0,400 45 0,455 50 0,501 55 0,556 60 0,653 65 0,712 70 0,765 tegangan keluaran 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 suhu Gambar 4.2. Grafik suhu terhadap tegangan LM35 Dari pengujian yang dilakukan, dihasilkan data perbandingan antara suhu yang diukur menggunakan termometer dengan tegangan yang dihasilkan sensor. Data hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.2. Gambar 4.1 merupakan grafik yang merepresentasikan hasil data. Dalam pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa sensor telah bekerja dengan baik dan sangat mendekati perhitungan bahwa sensor LM35 memiliki koefisien sebesar 10 mv/ 0 C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1 0 C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mv. Pengujian sensor suhu juga dilakukan pada penerapan ke modul active load. 26
Tabel 4.3. Pengukuran suhu pada active load saat Id = 1 ampere Vps (volt) Suhu ( o C) 12 28 15 39 18 48 20 61 25 70 30 79 Tabel 4.4 Pengukuran suhu pada active load saat Id = 3 ampere Vps (volt) Suhu ( o C) 12 38 15 51 18 54 20 65 25 79 30 97 120 100 80 suhu 60 40 Id=1A Id = 3A 20 0 0 10 20 30 40 tegangan Gambar 4.3. Grafik tegangan terhadap suhu Dari tabel tabel 4.3 dan 4.4 serta gambar 4.3. dapat kita ketahui semakin besar arus maka suhu akan semakin naik. Hal ini dikarenakan semakin besar arus yang melalui MOSFET maka daya pada MOSFET pun akan semakin besar, dimana 27
MOSFET pada beban elektronik ini berfungsi seperti resistor, sehingga arus yang melalui sebuah resistor akan menghasilkan daya. Dan sebagian daya yang digunakan akan terbuang sebagai panas. 4.2. Pengujian Modul Active load Pengujian modul active load ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan beban elektronik yang dirancang dalam menarik arus dari power supply, serta kemapuan power supply untuk mengeluarkan arus baik secara konstan maupun sesaat. Pengujian ini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari modul active load yaitu pada resistor Rsense. Gambar 4.4. Pengujian beban elektronik Power supply yang diuji adalah GW laboratory DC power supply model GPR-3030. Dengan tegangan maksimum = 30 volt dan arus = 3 ampere. Tabel 4.5. tabel pengujian modul active load pertama saat I D divariasi I D (A) Tegangan power supply yang diuji 12V 15V 18V 20V 25V 30V 0 12 15 18 20 25 30 0.5 11,97 14,96 17,95 19,95 24,92 29,88 1 11,93 14,81 17,76 19,73 24,71 29,64 1.5 11,84 14,78 17,65 19,64 24,63 29,51 2 11,75 14,62 17,57 19,48 24,55 29,45 28
2.5 11,62 14,59 17,44 19,34 24,38 29,26 3 11,56 14,45 17,35 19,29 24,12 29,03 35 30 Vpsu (V) 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 Id(A) Vps = 12V Vps = 15V Vps = 18V Vps = 20V Vps = 25V Vps = 30V Gambar 4.4. Grafik perubahan I D terhadap V PSU Dari tabel dan grafik diatas dapat kita lihat bahwa, dengan perubahan arus I D maka tegangan power supply yang diuji juga ikut berubah. Semakin besar arus maka tegangan power supply akan berkurang. Hal ini akan berpengaruh pada perhitugan regulasi beban. Dari tabel pengujian diatas kita dapat mengetahui berapa persen regulasi beban dari power supply yang diuji. Tabel 4.6. Regulasi beban power supply yang diuji V PSU (V) Regulasi beban ( ) 12 3,68 15 3,67 18 3,61 20 3,55 29
25 3,52 30 3,23 3.8 3.7 3.6 %regulasi 3.5 3.4 3.3 3.2 0 5 10 15 20 25 30 35 Vpsu Gambar 4.5. Grafik V PSU terhadap %regulasi Sehingga dapat disimpulkan bahwa regulasi beban rata-rata dari power supply yang diukur adalah ±3.54%. Selain itu dapat dilihat juga bahwa dengan variasi tegangan power supply yang diuji tidak mempengaruhi besarnya arus yang ditarik oleh beban elektronik. Misalnya saat tegangan power supply bervariasi dari 11.93V 29.74V, arus yang ditarik oleh beban elektronik tetap sama yaitu 1 ampere. Hal ini membuktikan bahwa beban elektronik yang dirancang ini bekerja pada mode constant current atau arus konstan, yaitu suatu sistem yang dapat memvariasikan nilai tegangan untuk menjaga arus yang mengalir melewati sistem elektronik tersebut tetap. MOSFET pada beban elektronik ini dapat dianggap sebagai sebuah resistor dan dapat menarik arus yang cukup besar. Sehingga akan terdapat daya yang cukup besar juga. Sebagian daya ini akan terbuang menjadi panas, atau terjadi proses disipasi daya. Karena itu, perlu dilakukan pengujian untuk megetahui berapa besar daya yang terdisipasi tersebut. Dari tabel diatas kita dapat mengetahui besarnya daya yang dihasilkan, dengan perhitungan berikut : 30
Saat I D = 1 ampere Tabel 4.6. Daya pada MOSFET Id(A) Vps(V) Daya yang dihitung(watt) 0 30 0 0,5 29,43 14,715 1 28,72 28,72 1,5 28,15 42,225 2 27,55 55,1 2,5 26,91 67,275 3 26,31 78,93 Dari tabel diatas dapat diketahui semakin besar arus yang mengalir maka daya yang terdisipasi juga semakin besar. Karena itu dalam perancangan diberi tambahan heatsink untuk mengurangi kenaikan suhu per watt. 31