PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh: Rachmad Putra Pamungkas 201010130311174 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015 i
LEMBAR PERSETUJUAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Rachmad Putra P 201010130311174 Diperiksa dan disetujui Oleh Pembimbing I Pembimbing II Dr.Ir.Lailis Syafa ah, MT Ir.M.Irfan,MT NIP: 1089009018 NIP : 10892030255 ii
LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Disetujui Oleh : Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : RACHMAD PUTRA PAMUNGKAS 201010130311174 Tanggal Ujian : 8 Agustus 2015 Periode Wisuda : Oktober 2015 1. Dr. Ir. Lailis Syafa ah, MT. (Pembimbing I) NIP : 10890090189 2. Ir. M. Irfan, MT. (Pembimbing II) NIP : 10892030255 3. Ir. Nur Khasan, MT. (Penguji I) NIP : 10893030293 4. Machmud Effendy, ST, M.Eng. (Penguji II) NIP : 10802030363 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIP : 10892030257 iii
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA : RACHMAD PUTRA P. Tempat/Tgl Lahir : Malang/02 Maret 1992 NIM : 201010130311174 FAK./JUR. : TEKNIK/ELEKTRO Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Malang,21 Agustus 2015 Yang Membuat Pernyataan (Rachmad Putra P ) Pembimbing I Mengetahui, Pembimbing II Dr.Ir.Lailis Syafa ah, MT Ir.M.Irfan,MT NIP: 1089009018 NIP : 10892030255 iv
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE Ini untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi serta dalam rangka memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Penghargaan dan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ayahanda tercinta Abu Khamid tercinta dan Ibunda yang kusayangi Nurijah Harijah yang telah mencurahkan segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan lenerkahan di dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis. Penghargaan dan terima kasih penulis kepada Ibu Dr.Ir.Lailis Syafa ah, selaku pembimbing I dan Bapak Ir.M.Irfan,MT selaku pembimbing II telah membantu penulisan skripsi ini. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Karena itu, penulis memohon saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaannya dan semoga bermanfaat bagi kita semua. Amiin Malang, 21 Agustus 2015 Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii SURAT PERNYATAAN... iv ABSTRAK... v LEMBAR PERSEMBAHAN... vi KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 3 1.5 Metodologi... 4 1.6 Sistematika Pembahasan... 5 BAB II. DASAR TEORI 2.1 Rumah DC... 6 2.2 Televisi... 7 2.3 DC DC Converter... 8 2.3.1 Prinsip Kerja DC DC Converter... 8 vi
2.4 Penurun Tegangan Buck converter... 11 2.5 Pulse Width Modulation (PWM)... 15 2.5.1 Kontrol Digital... 17 2.6 Mosfet... 18 2.6.1 Jenis-Jenis Mosfet... 19 2.7 Arduino Uno... 21 2.7.1 Kelebihan Arduino... 22 2.8 Program Arduino... 23 2.8.1 Bahasa Pemograman Arduino... 23 BAB III. PERANCANGAN ALAT 3.1 Diagram Blog... 28 3.1.1 Buck Converter... 29 3.1.2 Rangkaian Buck Converter... 30 3.1.3 Perhitungan Converter... 31 3.1.4 Sensor Tegangan... 33 3.1.5 Rangkaian PWM... 33 3.1.6 Arduino Uno... 36 3.1.7 Fungsi Pin Arduino Uno... 36 3.1.8 Program PWM... 37 3.1.9 Sistem Keseluruhan... 39 vii
BAB IV PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Induktor Pada Rangkaingan Buck Converter... 40 4.2 Pengujian MOSFET... 42 4.3 Pengujian PWM... 42 4.4 Analisa Penggunaan Frekuensi Terhadap Tegangan Keluaran DC-DC Converter... 46 4.5 Pengujian Sensor Tegangan... 47 4.6 Pengujian DC DC Converter pada Beban Televisi... 47 BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 50 5.2 Saran... 50 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem desain Rumah DC... 6 Gambar 2.2 Televisi... 7 Gambar 2.3 Sistem DC-DC Converter... 8 Gambar 2.4 Dasar DC-DC Converter... 9 Gambar 2.5 Bentuk Signal dari Nilai Rata-Rata Tegangan Output... 9 Gambar 2.6 Blok Diagram Pulse Width Modulator (PWM)... 10 Gambar 2.7 Comparator Signals Pulse Width Modulator (PWM)... 10 Gambar 2.8 Rangkaian konverter Buck Converter... 11 Gambar 2.9 Tegangan rata-rata Buck Converter... 12 Gambar 2.10 Persamaan tegangan Buck Converter... 12 Gambar 2.11 Dua Konfigurasi OFF-Statte dan ON-State... 14 Gambar 2.12 Evolusi tegangan, arus dengan waktu dibuck converter... 15 Gambar 2.13 Sinyal PWM dan rumus perhitungannya... 15 Gambar 2.14 Pulsa PWM... 16 Gambar 2.15 Pengontrolan Tegangan Pulsa PWM... 17 Gambar 2.16 Sinyal PWM... 18 Gambar 2.17 Simbol Transisitor Mosfet Mode Depletion... 19 Gambar 2.18 Simbol Transisitor Mosfet Mode Enhancement... 20 Gambar 2.19 Arduino Uno... 21 Gambar 2.20 Arduino IDE... 23 Gambar 3.1 Diagram Dc Dc Converter... 28 ix
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Tegangan... 33 Gambar 3.4 Rangkaian driver PWM... 34 Gambar 3.5 Board Arduino... 36 Gambar 3.6 Pin Arduino Uno... 37 Gambar 3.7 Rangkaian Dc Dc Buck Converter... 39 Gambar 4.1 Rangkaingan buck converter menggunakan induktor 3.3mH35... 41 Gambar 4.2 Rangkaingan buck converter menggunakan induktor toroid... 41 Gambar 4.3 Gelombang PWM dengan duty cycle 40%... 44 Gambar 4.4 Gelombang PWM dengan duty cycle 50%... 44 Gambar 4.5 Gelombang PWM dengan duty cycle 60%... 45 Gambar 4.6 Gelombang PWM dengan duty cycle 70%... 45 Gambar 4.7 Pengujian DC-DC Converter Terhadap Beban Televisi. 48 Gambar 4.8 kondisi Telivisi pada saat Pengujian DC-DC Converter 49 Gambar 4.9 Nilai Tegangan pada Arduino IDE... 49 x
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Spesifikasi Buck Converter... 30 Tabel 3.2 Daftar Komponen... 35 Tabel 4.1 Analisa Induktor DC-DC converter... 40 Tabel 4.2 Analisa MOSFET Pada Rangkaian Dc Dc Converter.. 42 Tabel 4.3 Analisa Dutycyle Pada PWM... 43 Tabel 4.4 Nilai Tegangan Keluaran Pada Frekuensi 2 Mhz Dan 16Mhz40... 46 Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Sistem Sensor Tegangan... 47 xi
DAFTAR PUSTAKA [1]. Taufik, 2008 Practical Design of Buck DC house, California Polytecnic State University, USA [2]. http://sinarcelltecnic.blogspot.com/2010/10/teori-dasar-televisi1.html (accessed15okbober 2014) [3]. E. Van Dijk. Al,.. PWM-SWITCH MODELLING OF DC-DC CONVERTERS Regulators [4]. Ananaba, Kemjika. Design and Implementation of a Buck Converter. [5]. Membangun siyal PWM : http://ini-robot.blogspot.com (accessed 15januari2015) [6]. http://www.scribd.com/doc/176148161/mosfet-sebagai-saklar#scribd (accessed 15febuari 2015) [7]. http:// Arduino.cc (accessed15januari 2015) 51