BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada abad ini perangkat elektronik sudah tidak bisa lepas dari kehidupan sehari-hari. Tenryata rangkaian elektrik pada perangkat elektronik bisa menghasilkan emisi elektromagnetik dan mempengaruhi perangkat lain. Tidak hanya itu, emisi dari alam seperti sambaran guruh juga bisa mempengaruhi kemampuan seuatu perangkat. EMC(Electromagnetic Compability) adalah kemampuan perangkat dalam melindungi diri dari lingkungan elektromagnetik serta kemampuan perangkat itu sendiri agar tidak menghasilkan emisi elektromagnetik. Gangguan elektromagnetik atau yang sering disebut EMI(Elektromagnetic Inference) merupakan emisi yang diakibatkan oleh sumbersumber noise melalui radiasi maupun konduksi elektromagnetik. Konduksi dan radiasi elektromagnetik dibedakan berdasarkan transmisinya. Konduksi elektromagnetik disebabkan oleh kontak fisik seperti perambatan melalui kabel. Sedang radiasi elektromagnetik disebabkan oleh induksi atau tanpa melalui perantara fisik. Sebuah perangkat dapat dipengaruhi oleh konduksi serta radiasi sekaligus ataupun dipengaruhi hanya salah satu saja. Untuk menanggulangi masalah emisi elektromagnetik dibentuk badan standar yang bertugas dalam bidang EMC. Terdapat dua badan standar internasional yang menangani permasalah EMC. FCC atau Federal Communications Commission digunakan di Amerika sedangkan CISPR(Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques) atau dalam Bahasa Inggris disebut International Special Committee on Radio Interference biasa digunakan di Eropa. Menurut CISPR, EMI yang dihasilkan oleh konduksi elektromagnetik berkisar pada rentang frekuensi 150 KHz 30 Mhz, dan yang dihasilkan oleh 1
radiasi elektromagnetik berkisar pada rentang frekunsi 30 Mhz 960 Mhz. Sedangkan menurut FCC, EMI yang dihasilkan oleh konduksi elektromagnetik berkisar pada rentang frekuensi 450 KHz 30 Mhz, dan yang dihasilkan oleh radiasi elektromagnetik berkisar pada rentang frekunsi 30 Mhz 1 Ghz. Pada penelitian ini bertujuan untuk meredam noise ataupun emisi yang hanya berasal dari konduksi elektromagnetik, Perangkat yang umum digunakan sehari-hari dan menghasilkan emisi elektromagnetik yang tinggi adalah Switching Mode Power Supply atau biasa disebut SMPS. SMPS merupakan perangkat Power Supply yang menggunkan regulator swtching untuk menghasilkan arus listrik searah atau direct current(dc). Keunggulan utama dari Power Supply ini adalah efisiensi daya yang tinggi dibanding dengan Linier Power Supply. Dibalik keunggulannya, SMPS menghasilkan gangguan EMI berupa konduksi elektromagnetik yang cukup besar. Konduksi EMI muncul bersamaan dengan pengoperasional dari converter. Switch on-off dari mosfet akan menghasilkan discontinuous current pada input, output maupun keduanya pada power supply. Discontinuous current akan menghasilkan voltage ripple yang bisa mengkonduksi power supply, beban, dsb. Tanpa kontrol yang baik, munculnya voltage ripple akan mengganggu operasional sumber, beban, mapun sistem disekitarnya. Fokus pada penelitian ini adalah untuk emredam noise yang menuju sistem jala-jala PLN. Oleh karena itu input pada buck converter perlu dipasang filter untuk mengurangi voltage ripple agar tidak mengganggu sistem jala-jala PLN. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh dari pemasangan rangkaian filter dalam meredam voltage ripple yang menuju jala-jala PLN. Dalam penelitian ini digunakan LISN 5µH sebagai buffer network, LM 2576 dan LM 2596 sebagai sumber noise atau emisi. 2
1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang terdapat dalam tugas akhir ini adalah: 1. Bagaimana bentuk sinyal yang mucul dalam domain waktu dan frekuensi input buck converter pada LISN sebelum dipasang filter? 2. bagaimana cara menentukan jenis filter yang cocok dalam meredam sinyal yang muncul? 3. Bagaimana Mengetahui pengaruh dan analisis rangkaian filter yang dipasang terhadap sinyal yang muncul? 4. Bagaimana bentuk sinyal yang muncul dalam domain waktu dan frekuensi input buck converter pada LISN setelah dipasang filter? 1.3 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah: 1. mengetahui bentuk sinyal yang mucul dalam domain waktu dan frekuensi input buck converter pada LISN sebelum dipasang filter. 2. Mengetahui cara bagaimana menentukan jenis filter yang cocok dalam meredam sinyal yang muncul. 3. Mengetahui pengaruh dan analisis rangkaian filter yang dipasang terhadap sinyal yang muncul. 4. Mengetuahui bentuk sinyal yang muncul dalam domain waktu dan frekuensi input buck converter pada LISN setelah dipasang filter. 1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat penelitian yang dilakukan adalah memberikan rekomendasi bagaimana menentukan dan membuat analisis suatu filter untuk meredam gangguan sinyal berdasarkan standar EMC. 3
1.5 Batasan Masalah Untuk mencapai tujuan dari penelitian ini, penulis membatasi masalah sebagai berikut: 1. Sumber emisi yang muncul berasal hanya pada LM2576 dan LM 2596. 2. Emisi yang diredam adalah emisi pada input buck converter yang menuju sistem jala-jala dengan rentang frekuensi 150 KHz 30 MHz berdasarkan standar CISPR 22 3. Penelitian yang dilakukan berfokus pada perancangan dan analisis suatu filter terhadap sinyal gangguan yang muncul. 4. Percobaan dan penelitian dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan osiloskop dan spectrum analyzer. 1.6 Metodelogi penelitian Metode yang dilakukan dalam penelitian kali ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Literaur dan Konsultasi Melakukan pencarian pengumpulan data literatur yang berkaitan dengan tugas akhir ini serta berkonsultasi dengan dosen pembimbing. Data bisa diambil dari buku penunjang, jurnal penelitian, internet, ataupun data yang ada di lapangan. 2. Simulasi Simulasi dilakukan dengan menggunakan softwere penunjang seperti Multisim 3. Perancangan dan Pengujian Perancangan dilakukan setelah didapat data dari simulasi. Pengujian dilakukan pada skala laboratorium setelah dilakukan simulasi. 4. Analisis dan Diskusi Setelah didapatkan data dari pengajuan, dilakukan analisis untuk mengetahui masalah yang terjadi. Dari analisis yang dibuat, bisa diambil kesimpulan dari permasalahan yang terjadi. 4
1.7 Sistematika penulisan Sistematika penulisan ditujukan agar agar penulisan tugas akhir lebih tertata dan teratur, hal yang menjadi perhatian adalah sebagai berikut: BAB I Pendahuluan Menjelaskan tentang permasalahan yang akan dibahas secara umum dengan memperhatikan latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan tugas akhir, pembatasan masalah, penyelesaian masalah serta sistematika pembahasan. BAB II Landasan Teori Pada bab ini dijelaskan tentang semua dasar teori yang digunakan untuk melakukan simulasi dan analisis masalah. Selain teorema, bab ini juga akan menjelaskan secara rinci mengenai setiap komponen yang digunakan. BAB III Hipotesis dan Perancangan Bab ini membahas tentang hipotesis dan perancangan dari permasalahan yang dibahas dalam penelitian ini. BAB IV Pengujian dan Analisis Bab ini membahas tentang pengujian dan analisis penelitian yang sudah dilakukan. BAB V Penutup Merupakan akhir dari seluruh penulisan tugas akhir yang berupa kesimpulan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut dari perancanaan sistem. 5