RANCANG BANGUN INVERTER 1 PHASA ... - digilib.unila.ac…digilib.unila.ac.id/22816/25/SKRIPSI TANPA PMBAHASAN DAN LAMPIR… · Inverter is one of the electronic devices that has a

RANCANG BANGUN INVERTER 1 PHASA DENGAN KONTROL PEMBANGKIT

PULSE WIDTH MODULATION (PWM)

YUSTINUS ANDRIANUS SINAGA


PULSE WIDTH MODULATION (PWM)

(Skripsi)

Oleh

YUSTINUS ANDRIANUS SINAGA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016


RANCANG BANGUN INVERTER 1 PHASA DENGAN KONTROL

PEMBANGKIT PULSE WIDTH MODULATION (PWM)

Oleh

Yustinus Andrianus Sinaga

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2016

ABSTRAK

RANCANG BANGUN INVERTER 1 PHASA DENGAN KONTROL PEMBANGKIT PULSE–WIDTH MODULATION (PWM)

Inverter merupakan salah satu alat elektronika yang berfungsi untuk mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) dengan besaran tegangan dan frekuensi dapat diatur, output suatu inverter berupa tegangan AC dengan bentuk berupa gelombang sinus (sine wave), gelombang kotak (square wave) dan gelombang sinus modifikasi (sine wave modified).

Pulse width modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Proses pembangkitan PWM dapat dilakukan dengan cara membangkitkan gelombang segitiga dan gelombang sinus secara diskret dengan metode look up table, kemudian dilakukan perbandingan untuk masing-masing nilai amplitude gelombang sinus dan segitiga.

Dari hasil analisa diketahui pengaruh mylar pada rangkaian pembangkit pulsa menunjukkan bahwa semakin besar nilai mylar yang digunakan maka frekuensi yang dihasilkan akan semakin kecil, dengan menggunakan kapasitor CT 220 nf dan resistor RT yang terdiri dari resistor 4K7 dihubung seri dengan potensiometer 100 K didapatkan frekuensi berkisar 55 Hz sampai 550 Hz, untuk menghasilkan output inverter 60 Hz digunakan kapasitor CT 220 nf dan resistor RT 5,35 K. Kata kunci : Inverter, Pulse width modulatation (PWM), Proses pembangkitan PWM

ABSTRACT

ONE PHASE INVERTER DESIGN USING PULSE WIDTH MODULAT ION (PWM) CONTROL

By


Inverter is one of the electronic devices that has a function to convert direct current (DC) into alternating current (AC) where the amount of voltage and frequency are can be set, the output of an inverter is an AC voltage in variety of waveform like sinusoidal(sine wave), a square wave or modified sinusoidal wave.

Generally, Pulse width modulation (PWM) in general is a way of manipulating the width of the signal represented by pulses over a longer period, to get the average voltage is different. PWM generation process can be done by a wave of the triangle and sinusoidal wave discretely with a look up table method, then do a comparison for each amplitude value of the sine wave and triangular.

From the analysis, the effect mylar on pulse generator shows that the greater the value of mylar is used, the frequency generated will be smaller, by using capacitors CT 220 nf and resistor RT which consists of resistor 4K7 linked in series with a potentiometer 100 K obtained a frequency of approximately 55 Hz to 550 Hz, to produce 60 Hz output inverter used CT 220 nf capacitor and resistor RT of 5.35 K.

Keywords: Inverter, modulatation Pulse width (PWM), the PWM generation process

RIWAYAT HIDUP

Penulis merupakan anak kedua dari enam bersaudara.

Dilahirkan di Kotabumi, Lampung Utara pada

tanggal 16 Agustus 1989 dari pasangan Bapak

Thomas Budiman Sinaga dan Ibu Adelina Rinsa

Panggabean dan diberi nama Yustinus Andrianus

Sinaga.

Riwayat pendidikan penulis dimulai dari Sekolah

Taman Kanak-kanak (TK) Yustikarini, Bandar

Lampung dan lulus pada tahun 1996. Setelah lulus

TK, penulis melanjutkan pendidikan ke Sekolah Dasar Negri 104325 Kampung

Manggis, Desa Penggalangan, Serdang Bedagai, Sumatera Utara dan lulus pada

tahun 2001. Setelah lulus dari sekolah Dasar Negri 104325 Kampung Manggis,

penulis melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 2

Tebing Tinggi, Sumatera Utara. Setelah lulus pada tahun 2004, penulis

melanjutkan kembali pendidikannya di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK)

swasta Yayasan Budhi Darma, Indrapura, Batubara, Sumatera Utara . Lulus SMA

pada tahun 2007, penulis berhasil masuk ke Universitas Lampung dan mengambil

jurusan Teknik Elektro. Penulis sendiri berhasil menyelesaikan kuliahnya di

tingkat Universitas pada tahun 2015.

Selama menempuh pendidikan, penulis juga aktif mengikuti berbagai organisasi.

Saat menempuh pendidikan SD dan SMP, penulis aktif di kegiatan Pramuka.

Penulis juga terlibat aktif dalam organisasi OSIS, Karya Ilmiah Remaja (KIR),

dan kegiatan pembinaan dan orientasi seni musik tradisional lampung saat jenjang

SMK. Di level dalam Universitas, penulis pernah aktif mengikuti Forum

Komunikasi Mahasiswa Kristen Fakultas Teknik (FKMK) dan Unit Kegiatan

Mahasiswa Kristen Universitas Lampung, sedangkan diluar Universitas penulis

juga pernah aktif dalam Gerakan Mahasiswa Kristen Indonesia (GMKI) cabang

Bandar Lampung.

Motto

“Kemungkinan terbesar untuk sukses adalah memperbesar kemungkinan untuk

membuat ruang sukses”

(Yustinus Andrianus Sinaga)

“Mulut bisa berkata apa saja tapi hati selalu punya cara sendiri tuk merasakan dan

sampaikan sesuatu itu”

JRX

“Berdirilah teguh jangan goyah” (1 Korintus 15:58)

“Sekalipun bukit-bukit pengorbanan tidak dijauhkan dari israel, namun hati asa tulus

ikhlas sepanjang umurmu” (2 Tawarikh 15:17)

Atas Anugerah dari Tuhan Yesus Kristus

Dengan rasa hormat, cinta, kasih dan sayangku

ku dedikasikan karya sederhana ini teruntuk Bapak dan Mama

THOMAS BUDIMAN SINAGA

&

ADELINA RINSA PANGGABEAN

Yang senantiasa mencintai, memotivasi, dan mendoakanku,

Selalu ada untukku.

Terimakasih atas kepercayaan yang diberikan kepadaku,

Karya kecilku ini ku persembahkan kepada:

Kakakku Yustina Sarimantua Sinaga,

Adikku Heriberta Meisa M. Sinaga, Fransiskus Buttu H. Sinaga,

Septi C. Sinaga dan Aprial PP. Sinaga

Karya kecilku ini ku persembahkan kepada:

Guru-guru, Dosen-dosen ku

dan

Almamater tercinta

SANWACANA

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan

rahmat dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

dengan judul “ Rancang Bangun Inverter 1 Phasa dengan Kontrol Pembangkit

Pulse Width Modulation (PWM)” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak

sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Dalam

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

2. Bapak Dr. Ing. Ardian Ulvan, S.T., MSc., selaku Ketua Jurusan Teknik

Elektro Universitas Lampung.

3. Bapak Dr. Herman Halomoan Sinaga S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan

Teknik Elektro Universitas Lampung;

4. Bapak Dr. Ahmad Saudi Samosir, S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama atas

kesediaannya dalam memberikan bimbingan, saran, motivasi, dan kritik yang

sangat membangun dalam proses penyelesaian skripsi ini.

5. Bapak Ir. Abdul Haris, M.T., selaku Pembimbing Pendamping atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran, motivasi, dan kritik dalam

proses penyelesaian skripsi ini.

6. Ibu Dr. Eng. Endah Komalasari, S.T., M.T., selaku Penguji Utama pada ujian

skripsi. Terima kasih pak untuk masukan dan saran-saran pada seminar

proposal, seminar hasil dan ujian komprehensif;

7. Bapak Ageng Sadnowo. R , S.T., M.T., selaku Pembimbing Akademik;

vi

8. Seluruh dosen Teknik Elektro Unila yang telah memberikan banyak ilmu dan

pengetahuan kepada penulis;

9. Seluruh staf administrasi Jurusan Teknik Elektro dan staf administrasi

Fakultas Teknik Universitas Lampung;

10. Teman seperjuangan Nora, Olil dan kakek, sebagai teman senasib dan

sepenanggungan dalam penyelesaian tugas akhir ini;

11. Teman-teman yang masih berjuang sampai akhir: Matul, Eko dan Una terima

kasih atas kebersamaan, semangat, cerita-cerita manis dan masa-masa sulit

yang pernah kita lewati bersama.

12. Keluarga besar Forum Komunikasi Mahasiswa Kristen Fakultas Teknik

(FKMK-FT).

13. Keluarga besar Badan Pengurus Cabang GMKI Bandarlampung periode 2010-

2012 terima kasih untuk semua senyum, kebersamaan yang pernah kita lewati

bersama.

14. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro 2008 terima kasih atas kebersamaan,

semangat yang pernah kita lewati bersama.

15. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro 2009, 2010, 2011 dan 2012 terima

kasih atas kebersamaan, semangat yang pernah kita lewati bersama;

16. Dan semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak

langsung.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan

dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Bandarlampung, Mei 2016

Penulis


DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ...................................................................................................... I

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... II

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ III

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... IV

SANWACANA ............................................................................................... VI

DAFTAR ISI .................................................................................................... IX

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... XII

DAFTAR TABEL ............................................................................................ XIII

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2. Tujuan Penelitian ................................................................................ 3

1.3. Manfaat Penelitian .............................................................................. 3

1.4. Rumusan Masalah ............................................................................... 3

1.5. Batasan Masalah ................................................................................. 3

1.6. Hipotesis ............................................................................................. 4

II. TINJUAN PUSTAKA

2.1 Inverter ................................................................................................ 7

2.1.1 Prinsip Kerja Inverter ................................................................ 8

2.2 Full Bridge inverter ............................................................................ 9

2.3 Half Bridge Inverter ........................................................................... 10

2.4 Push Pull Inverter .............................................................................. 12

2.5 Inverter Yang Akan Dipakai ............................................................... 12

2.6 Rangkaian Untuk Penghasil Pulsa ...................................................... 13

2.6.1 IC TL494 ................................................................................. 13

2.7 Pulse Width Modulation (PWM) ........................................................ 16

2.8 Rangkaian Pemicu .............................................................................. 18

2.8.1 G-driver .................................................................................. 19

III. METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................ 21

3.2 Alat dan Bahan .................................................................................. 21

3.3 Tahap Pembuatan Tugas Akhir .......................................................... 24

3.4 Blog Diagram ..................................................................................... 30

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Rangkaian Daya .................................................................................. 33

4.2 Rangkaian Penghasil Pulsa ................................................................. 34

4.3 Rangkaian Inverter Keseluruhan ........................................................ 36

4.4 Pengujian Rangkaian Penghasil Pulsa ................................................ 38

4.4.1 Pengujian Pengaruh Kapasitor Mylar (CT) 1 nf Terhadap

Frekuensi ................................................................................... 40


Frekuensi ................................................................................... 42


Frekuensi ................................................................................... 44


Frekuensi ................................................................................... 46


Frekuensi ................................................................................... 48


Frekuensi ................................................................................... 50


Frekuensi ................................................................................... 52


Frekuensi ................................................................................... 54


Frekuensi ................................................................................... 56


Frekuensi ................................................................................... 58

4.5 Pengujian Inverter .............................................................................. 61

4.5.1 Pengujian Inverter Dengan Beban 5 Watt 220 Volt .................. 61

4.5.2 Pengujian Inverter Dengan Beban 10 Watt 220 Volt ................ 62







4.5.9 Pengujian Inverter Dengan Beban 45 Watt 220 Volt ............... 66



4.6 Pengujian Arus Input dan Arus Output ................................................ 71

4.7 Pengujian Daya Input dan Daya Output ............................................... 74

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 76

5.2 Saran ................................................................................................... 76

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Tegangan keluar dari kombinasi saklar ............................................... 9

2.2 Penjelasan Pin IC TL 494 .................................................................... 14

2.3 Penjelasan Pin Gate Driver .................................................................. 20

4.1 Pengujian Pengaruh Kapasitor Mylar (CT) Terhadap Frekuensi ....... 60

4.2 Hasil pengukuran dengan beban lampu pijar 5 sampai 55 Watt

220 Volt ............................................................................................... 69

4.3 Hasil pengujian Arus input dan arus output ......................................... 71

4.4 Hasil Pengujian Daya Input dan Daya Output ..................................... 74

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Prinsip Kerja Inverter ........................................................................... 8

2.2 Full Bridge Inverter ............................................................................. 9

2.3 Half Bridge Inverter ............................................................................. 11

2.4 Prinsip Kerja Inverter Push Pull .......................................................... 12

2.5 Blok Diagram IC TL494 ...................................................................... 14

2.6 Pin Out IC TL 494 ............................................................................... 14

2.7 Sinyal PWM ......................................................................................... 16

2.8 Rangkaian PWM Analog ..................................................................... 17

2.9 Pembentukan Sinyal PWM .................................................................. 17

2.10 Rangkian Pemicu Dasar ....................................................................... 19

2.11 Diagram Blok G-driver ........................................................................ 19

3.1 Rangkaian Pengujian Inverter .............................................................. 25

3.2 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 26

4.1 Rangkaian Skematik Daya .................................................................. 33

4.2 Hardware Dari Rangkaian Skematik Daya ......................................... 34

4.3 Rangkaian Skematik Penghasil Pulsa .................................................. 35

4.4 Hardware Rangkaian Penghasil Pulsa ................................................. 35

4.5 Rangkaian Skematik Inverter ............................................................... 36

4.6 Hardware Inverter Kesluruhan ............................................................ 37

4.7 Skema Rangkaian Penghasil Pulsa Dengan Lingkaran Merah

Sebagai Titik Uji .................................................................................. 38

4.8 Skema Rangakain Penghasil Pulsa Dengan Lingkaran Merah

Sebagai Kapasitor Mylar Yang Diganti .............................................. 39

4.9 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Tertinggi Untuk Mylar 1 nf .......... 40

4.10 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Terendah Untuk Mylar 1 nf ........... 41

4.11 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Terendah Untuk Mylar 220 nf ....... 42

4.12 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Tertinggi Untuk Mylar 220 nf ....... 43





4.17 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Terendah Untuk Mylar 47 nf ......... 48

4.18 Gelombang Pada Frekuensi Nilai Tertinggi Untuk Mylar 47 nf ......... 49











4.29 Gelombang Dengan Beban Lampu Pijar 5 Watt 220 Volt ................... 61

4.30 Gelombang Dengan Beban Lampu Pijar 10 Watt 220 Volt ................. 62










4.40 Grafik Tegangan Output Inverter Terhadap Perubahan Beban

5 Watt Sampai 55 Watt 220 Volt ......................................................... 70

4.41 Grafik Perubahan Arus Input Terhadap Perubahan Beban .................. 72

4.42 Grafik Perubahan Arus Output Terhadap Perubahan Beban ............... 73

4.43 Grafik Perubahan Daya Output dan Daya Input Akibat Perubahan .... 75

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Masalah

Indonesia ialah sebuah negara yang begitu besar, indonesia juga termasuk salah satu

negara dengan jumlah penduduk terbanyak didunia, dimana jumlah penduduknya ±

200 Juta jiwa itu tersebar dari sabang sampai marauke dan tersebar di 33 Provinsi,

dengan data tersebut belum semua penduduk itu merasakan nikmatnya memakai

energi lisrik yang kita rasakan sekarang maupun memakai peralatan elektronika untuk

menunjang kebutuhan kehidupan sehari-hari. Disebagian perjuru nusantara ini masih

banyak kita temui wilayah yang masih belum tersentuh pelayanan PLN, oleh karena

itu penggunan sel surya/aki ialah langkah alternatif untuk mengganti/ menghasilkan

sebuah arus listrik pengganti PLN yang akan digunakan untuk menghidupkan

peralatan elektronika. Tetapi sumber tegangan yang dihasilkan dari sel surya/aki

tersebut belum mampu menghidupkan sebuah peralatan elektronika dikarenakan hasil

dari sel surya/aki tersebut ialah tegangan DC 12 Volt yang telah tersimpan di sebuah

baterai, karena sebuah peralatan elektronika yang pada umumnya kita gunakan

mengharuskan menggunakan sumber tegangan AC 220 Volt.

2

Penggunaan peralatan elektronika pada zaman ini sangat begitu pesat, sehingga

sebuah peralatan elektronika tidak dapat dilepaskan dari kehidupan umat manusia,

peralatan elektronika sangat berguna untuk membantu kebutuhan primer kehidupan

manusia. Peralatan elektronika juga menjadi sahabat sejati manusia untuk melakukan

kegiatan sehari-hari karena dapat mempermudah pekerjaan dan kegiatan yang setiap

hari selalu dilakukan. Namun pada akhir-akhir ini aliran listrik dari PLN seringkali

terputus karena suatu gangguan atau karena adanya pembagian suplay tegangan dari

pembangkit yang disebabkan oleh banyaknya pelanggan, sehingga kita tidak dapat

menggunakan peralatan elektronika.

Inverter adalah sebuah rangkaian yang dapat diaplikasikan untuk menggantikan peran

dari PLN pada saat terjadinya pemadaman atau gangguan dari PLN seperti yang

sering kita alami belakangan ini, inverter ini berfungsi sebagai penyedia listrik

cadangan baik di kendaraan maupun dirumah, sebagai emergency power saat aliran

listrik rumah padam. Selain itu di masa mendatang, inverter akan memegan peranan

penting dalam mengubah energi DC dari sumber energi terbarukan menjadi energi

listrik AC yang kita gunakan sehari-hari. Dalam aplikasinya, inverter ini dapat

digunakan pada perangkat rumah tangga, komputer, peralatan pertukangan, pompa

air, kipas angin, sistem suplai energi pada rumah di daerah terpencil dan berbagai

barang elektronik lainnya.

Maka dari pada itu tugas akhir ini membuat sebuah alat yaitu inverter yang fungsinya

dapat mengubah tegangan DC 12 Volt menjadi AC 220 Volt sehingga sebuah

peralatan elektronika dapat digunakan walaupun tanpa adanya aliran listik PLN.

3

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini ialah :

Membuat sebuah inverter dengan IC TL 494 menggunakan sumber masukan DC 12

Volt dengan keluaran AC 220 Volt dengan frekuensi 60 Hz.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini ialah :

Dengan alat ini kita dapat menggunakan peralatan elektronika dengan sumber sel

surya/aki.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam tugas akhir ini ialah :

Membuat suatu inverter dengan IC TL 494 menggunakan masukan DC 12 Volt

keluaran AC 220 Volt dengan frekuensi 60 Hz.

1.5 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam tugas akhir ini ialah :

Bagaimana membuat suatu inverter menggunakan IC TL 494 dengan DC 12 Volt

sebagai masukan dan AC 220 Volt sebagai keluarannya dengan frekuensi 60 Hz

4

1.6 Hipotesis

Dengan menggunakan IC TL494 sebagai pembangkit sinyal AC maka akan

dihasilkan sebuah inverter DC 12Volt dengan keluaran sinyal sinusoidal AC 220 Volt

dan frekuensi 60 Hz.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Penelitian yang membahas tentang inverter sudah cukup banyak, jadi perlu

dilakukan penelitian lebih lanjut lagi sehingga teknologi pada bidang ini dapat

lebih dikembangkan. Berikut ini merupakan beberapa penelitian yang telah

dilakukan berkaitan dengan inverter.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan Syaifulhaq pada tahun 2008, yang

menjelaskan tentang perancangan inverter half bridge zero voltage switching pada

aplikasi ballast elektronik untuk lampu high pressure sodium. Inverter yang

dibangun ini menggunakan IC TL494 sebagai sinyal pemicu mosfet, sinyal

pemicuan dari IC TL494 ini selanjutnya dilewatkan ke rangkaian driver dan

output dari driver ini yang akan memicu gate MOSFET. Tegangan keluaran

transformator pulsa tidak boleh melebihi 20 Volt tiap siklus positif atau negatif

sebab akan mengakibatkan gagal pada MOSFET sebab tegangan VGS MOSFET

IRF P460 adalah 20 Volt. Tegangan negatif ini berguna untuk membantu

mempercepat pengosongan muatan pada gate ketika MOSFET turn-off. Hasil

yang diperoleh pada sumulasinya ialah lampu sodium bertekanan tinggi (High

Pressure Sodium Lamp) dapat disuplay oleh tegangan AC dengan frekuensi tinggi

dengan bantuan inverter frekuensi tinggi dan daya lampu dipengaruhi oleh

frekuensi inverter, semakin tinggi frekuensi inverter semakin rendah daya pada

lampu, ditunjukkan dengan semakin redupnya lampu, dan sebaliknya semakin

6

rendah frekuensi inverter maka daya lampu semakin tinggi dan lampu semakin

cerah.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Fadhli MR pada tahun 2010, yang

membahas tentang salah satu peralatan elektronika yaitu inverter yang berfungsi

mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC, salah satunya adalah DC 12 Volt

menjadi tegangan 220 AC 50Hz dan gelombang keluarannya sinusoidal. Inverter

yang dibangun dilengkapi dengan low pass filter (LPF) yang merupakan suatu

rangkaian yang meneruskan sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi dibawah

frekuensi transisinya, dan melemahkan sinyal-sinyal yang memiliki frekuensi

diatas frekuensi transisinya. Disain rangkaian yang dibuat memiliki keunggulan

karena untuk penguat 2 fasa yang berbeda cukup menggunakan 2 rangkaian

driver dan final yang identik. Tidak diperlukan transistor yang saling

komplementer seperti pada rangkaian penguat push-pull. Konsekuensi yang ada

adalah kebutuhan akan suatu transformator step-up yang memiliki CT pada

kumparan primernya. Selain itu tegangan keluaran yang dihasilkan tidak dapat

mencapai 220V, hal ini disebabkan karena pengaruh jumlah lilitan yang dipakai.

Untuk mendapatkan tegangan keluaran yang diinginkan dimungkinkan dengan

pembuatan trafo sesuai dengan perhitungan yang ada.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Nugroho Utomo dkk pada tahun

2013, yang membahas tentang perancangan inverter jembatan penuh dengan

rangkaian pasif LC beban paralel. Inverter yang dibuat menggunakan rangkaian

kontrol IC TL494 yang berguna untuk memicu gate pada MOSFET. Dalam

pembuatan alat ini banyak terjadi rugi-rugi sehingga mendapatkan nilai yang

berbeda dari perhitungan. Pada perhitungan tegangan keluaran, tidak

7

memperhitungkan nilai tegangan harmonisa yang terjadi, tetapi pada alat ukur

(oscilloscope) hal itu ikut diperhitungkan. Pada komponen induktor tidak hanya

terdapat nilai induktif, tetapi juga memiliki nilai kapasitif dan resistif. Pada

komponen kapasitor tidak hanya terdapat nilai kapasitif, tetapi juga memiliki nilai

indukktif dan resistif. Pada komponen resistor (beban) memiliki efek skin effect

yaitu terjadinya perubahan nilai resistansi menjadi lebih besar sesuai dengan

kenaikan frekuensi. Hal-hal tersebut yang menjadi penyebab pergeseran nilai

tegangan dan frekuensi antara perhitungan dengan pengukuran.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Tomi Yanto 2015, yang membahas

tentang perancangan inverter push pull 12 Volt DC – 220 Volt AC. Inverter yang

dibuat ini menggunakan IC MN4047B sebagai sumber gelombang kotak,

pemilihan IC MN4047B sebagai sumber gelombang kotaknya ialah karena IC

dapat membangkitkan dua gelombang kotak dengan daya rendah dan dalam mode

stabil dan mempunyai frekuensi keluaran yang baik serta cukup stabil.

2.1 Inverter

Inverter merupakan suatu alat elektonika yang berfungsi mengubah dari sumber

tegangan arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) dengan besaran

tegangan dan frekuensinya dapat diatur. Inverter disebut sebagai inverter catu-

tegangan (voltage-fed inverter-VFI) apabila tegangan masukan selalu dijaga

konstan, disebut inverter catu-arus (current-fed inverter-CFI) apabila arus

masukan selalu dipelihara konstan, dan disebut inverter variabel (variable DC

linked inverter) apabila tegangan masukan dapat diatur (Djatmiko.2010). Inverter

banyak diaplikasikan pada pengaturan kecepatan motor arus searah (AC)

(Nasution.2012), Uninteruptable

rumah tangga arus searah (AC) yang dicatu dari baterai mobil (Nazaruddin.2011).

Pengaruh jumlah lilitan

yang dihasilkan tidak dapat mencapai 220

keluaran yang diinginkan dimungkinkan dengan pembuatan trafo sesuai dengan

perhitungan yang ada

2.1.1 Prinsip Kerja Inverter

Prinsip kerja inverter

sakelar. Bila sakelar S1 dan S2 dalam kondisi on maka akan mengalir aliran arus

DC ke beban R dari arah kiri ke kanan, jika yang hidup adalah sakelar S3 dan S4

maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Inve

biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa

(PWM) dalam proses

Uninteruptable power supply (UPS) dan peralatan


jumlah lilitan pada trafo yang dipakai menyebabkan tegangan k

yang dihasilkan tidak dapat mencapai 220Volt, untuk mendapatkan tegangan


perhitungan yang ada (Fadhli.2010).

Prinsip Kerja Inverter

nverter dapat dijelaskan pada Gambar 2.1 dengan menggunakan 4



maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Inve

biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa pulse width modulation

PWM) dalam proses konversi tegangan DC menjadi tegangan AC.

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Inverter

8

(UPS) dan peralatan-peralatan


menyebabkan tegangan keluaran

endapatkan tegangan


dengan menggunakan 4



maka akan mengalir aliran arus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Inverter

pulse width modulation

onversi tegangan DC menjadi tegangan AC.

9

2.2 Full Bridge inverter

Full bridge inverter pada Gambar 2.2 adalah rangkaian dasar untuk mengubah

dari DC ke AC. Tegangan keluaran AC dapat dikendalikan dengan mengatur

urutan penyalaan dan pemadaman saklar dari masukan DC. Tegangan keluaran

Vo dapat menjadi +Vdc, -Vdc atau nol tergantung pada saklar yang ditutup.

Tabel 2.1 Tegangan keluar dari kombinasi saklar

Switches closed Output voltage Vo

dan

dan

dan

dan

+

−

0

0

+ S1 S3

- + −

S2 S4

Gambar 2.2 Full Bridge Inverter.

10

Untuk S1 dan S4 tidak diharuskan tertutup secara bersamaan, demikian juga S2

dan S3 karena akan berakibat hubung singkat pada sumber DC. Pada kenyataanya

saklar yang sebenarnya tidak dapat dihidupkan dan dimatikan secara seketika.

Oleh karenanya, waktu transisi pensaklaran harus diperhitungkan dalam

pengendalian saklarnya. Setiap kali terjadi overlap pada saklar konduksi akan

mengakibatkan hubung singkat pada rangkaian, kadang-kadang disebut juga

dengan gangguan "shoot-through" pada tegangan sumber DC. Waktu terjadinya

hubung singkat tersebut disebut dengan waktu "blinking"( Hart.1997). Pengaruh

perubahan nilai perioda terhadap pensaklaran (switching) transistor daya IGBT

dari rangkaian inverter satu fasa, frekuensi dan tegangan keluaran inverter adalah

terlihat bahwa semakin kecil nilai perioda yang diberikan untuk melakukan

pensaklaran (switching) transistor daya IGBT, berarti semakin cepat waktu yang

dibutuhkan untuk pensaklaran, maka frekuensi dan tegangan keluaran yang

dihasilkan oleh inverter semakin besar, begitu untuk sebaliknya (Haryanto.2011).

2.3 Half Bridge Inverter

Gambar 2.3 merupakan rangkaian dasar half bridge inverter satu-fasa dengan

beban resistif dan bentuk gelombangnya. Dalam rangkaian Gambar 2.3 diperlukan

dua buah kapasitor untuk menghasilkan titik N agar tegangan pada setiap

kapasitor Vi/2 dapat dijaga konstan. Sakelar S+ dan S- mereprensentasikan

sakelar elektronis yang mencerminkan komponen semikonduktor daya. Sakelar

S+ dan S- tidak boleh bekerja secara bersama-sama, karena akan terjadi hubung

singkat rangkaian.

Kondisi ON dan OFF

dalam hal ini menggunakan prinsip PWM. Prinsip PWM dalam rangkaian ini

membandingkan antara sinyal modulasi Vc (dalam hal ini tegangan bolak

luaran yang diharapkan) dengan sinyal pembawa deng

gergaji (V∆). Secara praktis, jika Vc > V

S- akan OFF, dan jika Vc < V

ON. (Djatmiko.2010)

Gambar 2.3 Half Bridge Inverter

OFF dari sakelar S+ dan S- ditentukan dengan teknik modulasi,


membandingkan antara sinyal modulasi Vc (dalam hal ini tegangan bolak

luaran yang diharapkan) dengan sinyal pembawa dengan bentuk gelombang gigi

). Secara praktis, jika Vc > V∆ maka sakelar S+ akan

, dan jika Vc < V∆ maka sakelar S+ akan OFF dan sakelar S

. (Djatmiko.2010)

11

ditentukan dengan teknik modulasi,


membandingkan antara sinyal modulasi Vc (dalam hal ini tegangan bolak-balik

an bentuk gelombang gigi-

maka sakelar S+ akan ON dan sakelar

dan sakelar S- akan

12

2.4 Push Pull Inverter

Secara sederhana prinsip kerja inverter push pull dapat dijelaskan pada

Gambar 2.4

Gambar 2.4 Prinsip Kerja Inverter Push Pull

Dengan menutup S1 maka arus yang mengalir ke trafo adalah I1,

sedangkan pada saat menutupnya S2 (S1 buka) maka yang mengalir adalah

I2. Selanjutnya dengan mengulang-ulang proses diatas maka akan dihasilkan

tegangan bolak-balik (AC) yang kemudian tegangannya dinaikkan dengan

transformator (Ariwibowo Cahyo.2010).

2.5 Inverter Yang Akan Dipakai

Pada penelitian ini inverter yang dipakai berjenis inverter push pull dengan

menggunakan IC TL494. Rangkaian inverter ini berfungsi untuk mengubah

tegangan 12 Volt DC dari aki menjadi tegangan 220 Volt AC dengan

frekuensi 60 Hz. Inverter ini menggunakan IC TL494 sebagai penghasil

gelombang kotaknya.

13

2.6 Rangkaian Untuk Penghasil Pulsa

Pensaklaran sederhana pada Full Bridge inverter menghasilkan tegangan keluaran

kotak. Saklar-saklar akan menghubungkan beban terhadap + ketika dan

ditutup atau - ketika dan ditutup. Periode pensaklaran tegangan beban

antara + dan - menghasilkan tegangan kotak pada sisi beban. Meskipun

tegangan keluaran tidak sinusoidal tetapi sudah memenuhi untuk beberapa

aplikasi beban AC. Bentuk gelombang arus pada beban tergantung pada

komponen beban. Untuk beban resistif bentuk gelombang arusnya sama dengan

tegangan keluaran. Sedangkan untuk beban induktif, bentuk gelombang arusnya

akan lebih sinusoidal dari pada tegangannya karena sifat induktansi sebagai filter

(Hart W. Daniel., 1997).

2.6.1 IC TL494

IC TL494 adalah sebuah perangkat kontrol frekuensi untuk membangkitkan

sebuah pulse-width modulation (PWM), perangkat ini menawarkan fleksibilitas

untuk menyesuaikan power- supply sirkuit kontrol untuk aplikasi tertentu. Sinyal

keluaran dari perangkat ini memiliki 2 chanel gelombang, yang terdapat pada kaki

pin 9 dan 10. Kedua chanel tersebut memiliki kondisi yang saling berbeda dimana

ketika chanel 1 dalam kondisi high maka chanel 2 dalam kondisi low.

Table 2.2 Penjelasan Pin IC TL 494

Pin

1 Error Amplifier 1 non inverting

menurunkan duty

2 Error Amplifier 2 inverting

menurunkan duty cycle

3 Feedback, input

Gambar 2.5 Blok Diagram IC LM 494

Gambar 2.6 Pin Out IC TL 494

Penjelasan Pin IC TL 494

Penjelasan kaki pin

Error Amplifier 1 non inverting, jika tegangannya melebihi pin 2, akan

duty cycle PWM 1

Error Amplifier 2 inverting, jika tegangannya kurang dari pin 1, akan

duty cycle PWM 1

Feedback, input ke komparator PWM dan output dari kedua

14

, jika tegangannya melebihi pin 2, akan

, jika tegangannya kurang dari pin 1, akan

dari kedua error amplifier

15

(setelah lewat masing masing dioda)

4 Dead Time Control, mengatur delay atara output 1 ON dan output 2 ON, jika

semakin dekat jaraknya, transistor power akan short (perpengaruh pada

mode PUSH PULL bridge) karena sebelum transistor 1 OFF penuh,

transistor kedua sudah ON, jadi ON bersamaan, untuk menghindarinya,

diperlukan delay, diatur oleh pin ini, semakin besar tegangannya, semakin

lama delaynya.

5 CT, kapasitor untuk waktu, dipadukan dengan RT di pin 6, membentuk

osilator RC, nilainya bisa dari 470pF sampai 10uF

6 RT, resistor untuk waktu, nilainya dari 1k8 sampai 500k

7 GND, ground untuk power supply IC ini

8 C1, kolektor transistor output 1, mampu mengalirkan arus 200mA

9 E1, emitter transistor output 1

10 E2, emitter transistor output 2

11 C2, kolektor transistor output 2

12 VCC, tegangan kerja IC ini, dari 7 sampai 40 volt

13 Output kontrol, jika 1 maka outputnya diambil dari flip flop ( berlawanan,

untuk mode push pull ), jika 0, kedua outputnya sama.

14 VREF, tegangan referensi, pin ini mengeluarkan tegangan 5 volt

15 Error Amplifier 2 inverting, jika tegangannya kurang dari pin 16, akan

menurunkan duty cycle PWM 2

16 Error Amplifier 1 non inverting, jika tegangannya melebihi pin 15, akan

menurunkan duty cycle PWM 2

16

2.7 Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse width modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi

lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk

mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM

adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan

yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta

aplikasi-aplikasi lainnya. PWM dihasilkan dengan membandingkan gelombang

fundamental (sinus) dan gelombang pembawa (segitiga) secara diskret dengan

metode look up table. Kemudian dari titik potong kedua gelombang tersebut akan

dihasilkan deretan pulsa dengan duty cycle yang berbeda dan frekuensi sinyal

pembawa haruslah kelipatan dari frekuensi sinyal fundamentalnya agar dihasilkan

PWM yang simetris (Rusdiyanto.2004)

Gambar 2.7 Sinyal PWM

Pembangkitan sinyal PWM yang paling sederhana adalah dengan cara

membandingkan sinyal gigi gergaji sebagai tegangan carrier dengan tegangan

referensi menggunakan rangkaian op-amp comparator.

17

Gambar 2.8 Rangkaian PWM Analog

Cara kerja dari komparator analog ini adalah membandingkan gelombang

tegangan gigi gergaji dengan tegangan referensi seperti yang terlihat pada Gambar

2.9 dibawah.

Gambar 2.9 Pembentukan Sinyal PWM

Saat nilai tegangan referensi lebih besar dari tegangan carrier ( gigi gergaji )

maka output comparator akan bernilai high. Namun saat tegangan referensi

bernilai lebih kecil dari tegangan carrier, maka output comparator akan bernilai

low. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari komparator inilah, untuk mengubah

18

duty cycle dari sinyal output cukup dengan mengubah-ubah besar tegangan

referensi. Pada metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi

dari PWM itu sendiri. Misalkan PWM digital 8 bit berarti PWM tersebut memiliki

resolusi 28 = 256, maksudnya nilai keluaran PWM ini memiliki 256 variasi,

variasinya mulai dari 0 – 255 yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran

PWM tersebut.

Proses pembangkitan PWM secara digital dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu:

1. Dengan membangkitkan gelombang segitiga dan gelombang sinus secara

diskret dengan metode look up table. Kemudian dilakukan pembandingan

untuk masing-masing nilai amplitudo gelombang sinus dan segitiga seperti

pada Gambar 2.10. Cara ini sama halnya dengan membangkitkan gelombang

sinus analog dan gelombang segitiga analog secara digital.

2. Dengan mencari terlebih dahulu waktu untuk setiap pulsa masing-masing

sinyal penggerak, untuk dijadikan data dalam proses pembangkitan sinyal

penggerak secara look up table. Cara inilah yang dipakai dalam perancangan

tugas akhir ini.

2.8 Rangkaian Pemicu

Rangkaian pemicu/ penyulut merupakan rangkaian yang digunakan untuk meng-

ON-kan SCR, transistor, atau MOSFET. Sesuai dengan sifat semikonduktor,

transistor dan MOSFET dapat digunakan sebagai sakelar elektronis untuk sumber

masukan tegangan searah (DC) saja, sedangkan SCR dapat digunakan sebagai

sakelar elektronis untuk sumber masukan tegangan bolak-balik (AC) maupun DC.

19

Transistor dan MOSFET merupakan komponen yang hanya dapat dioperasikan

sebagai switching dan controlling saja, Jika transistor dan MOSFET dioperasikan

sebagai switching, konfigurasi yang digunakan umumnya kolektor-emitor

bersama (common-CE) dan drain-source bersama (common-DS), dimana dengan

pengendalian arus basis pada transistor dan pengendalian tegangan pada

MOSFET akan dapat meng-ON dan OFF-kan rangkaian. Gambar 2.12 merupakan

rangkaian pemicu dasar yang digunakan untuk menyulut signal arus pada terminal

gate pada SCR, dengan cara menghidupkankan sakelar manual (Sw). Uraian

selanjutnya akan difokuskan pada rangkaian pemicu untuk SCR (Djatmiko.2010)

Gambar 2.10 Rangkian Pemicu Dasar (Djatmiko.2010)

2.8.1 Gate Driver

Gambar 2.11 Diagram Blok Gate Driver

20

Table 2.3 Penjelasan Pin Gate Driver

Pin Simbol Penjelasan

1 BST Sebuah kapasitor dihubungkan antara BST dan SW, pin

memegang tegangan bootstrap ini untuk MOSFET sisi tinggi

karena diaktifkan. Nilai kapasitor yang direkomendasikan adalah

antara 100 nF dan 1,0 nF.

2 IN Pin ini memiliki kontrol utama dari output drive.

3 OD Output nonaktifkan. Ketika rendah, operasi normal dinonaktifkan

memaksa DRVH dan DRVL rendah

4 VCC Sumber masukan.

5 DRVL Output drive untuk MOSFET lebih rendah.

6 PGND Daya ground. Harus terhubung erat dengan sumber MOSFET

lebih rendah.

7 SWN Beralih node. Terhubung ke sumber MOSFET atas

8 DRVH Output drive untuk MOSFET atas

III. METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Perancangan dan penelitian alat ini dilakukan dengan bertempat di Laboratorium

Terpadu Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Lampung.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan untuk tugas akhir ini ialah:

1. 1 unit komputer pribadi (PC).

Komputer pribadi ini digunakan untuk mengolah data hasil pengujian, menyimpan

data gelombang yang dihasilkan inverter. Spesifikasi komputer pribadi (PC)

processor intel core 2 duo, memory 4 GB dengan sister operasi windows 7.

2. Multimeter digital.

Multimeter digital ini digunakan untuk mengukur besarnya tegangan yang keluar

dari transformator.

22

3. 1 unit solder untuk realisasi rangkaian.

1 unit solder ini digunakan untuk menyambungkan komponen pada rangkaian

PCB.

4. 1 unit Project Board.

Project board ini digunakan untuk simulasi awal rangkaian untuk mengetahui

masalah pada rangkaian tersebut.

5. 1 unit Transformator step-up 3A

Trafo ini digunakan untuk menaikkan tegangan dari 12 volt menjadi 220 volt.

6. IC TL 494

IC TL 494 ini digunakan untuk menghasilkan gelombang kotak.

7. Osiloskop

Osiloskop ini digunakan untuk menampilkan gelombang hasil pengujian.

8. Resistor

Fungsi resistor ini adalah sebagai penghambat arus listrik yg melewati sebuah

rangkaian, spesifikasi 4,7Ω, 10Ω, 470Ω.

23

9. Kapasitor

Fungsi kapasitor adalah sebagai penyimpan muatan listrik, selain berfungsi

sebagai penyimpan listrik, kapasitor juga dapat digunakan sebagai penyaring

frekuensi, spesifikasi 220nf, 100nf.

10. Transistor

Transistor ini digunakan untuk sebagai pemutus dan penyambung (switching)

dengan spesifikasi IRF3205 dan juga sebagai pembangkit frekuensi dengan

spesifikasi BD139 dan BD140.

11. Elco

Elco (electrolit condensator) biasanya sering disebut sebagai kapasitor polar, yang

berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Dalam kapasitor polar mempunyai dua

kutub yang berlainan pada setiap kakinya, sehingga didalam pemasangan

komponen ini tidak bisa terbalik maupun salah didalam pemasangan, dengan

spesifikasi 10 µf 25 Volt dan 470 µf 25 Volt.

12. Trimpot

Trimpot ini digunakan untuk mengubah nilai dari frekuensi dan lebar gelombang

keluarannya dengan spesifikasi 10K dan 50K.

24

13. aki

aki ini digunakan untuk mendapatkan tegangan input menuju inverter, sumber

tegangan yang diperlukan ialah 12 Volt.

3.3 Tahap Pembuatan Inverter

Adapun tahap pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Perancangan model pengujian

Pada penelitian ini perancangan model pengujian terdapat 3 tahap. Pertama

merancang gambar rangkaian pada software diptrace serta membuatnya pada

gambar layout. Diptrace merupakan salah satu perangkat lunak yang berfungsi

untuk mendisign PCB layout dan skematik pada rangkaian elektronika, software

diptrace merupakan salah satu bagian dari perkembangan multimedia yang

sangat berfungsi untuk memudahkan dalam merancang sebuah peralatan

elektronika dan memudahkan dalam merealisasi sebuah perancangan alat

elektronika. Kedua menentukan komponen yang akan dibutuhkan untuk

membuat alat ini, penentuan komponen sangat berpengaruh besar dalam

pembuatan alat ini, dimana setiap nilai pada komponen tersebut dapat

mempengaruhi berhasil atau tidaknya sebuah alat yang akan dibuat. Terakhir

adalah mencetaknya dalam papan PCB yang telah tergambar gambar rangkaian

untuk kemudian diuji untuk diambil datanya. Printed Circuit Board atau biasa

disingkat PCB adalah sebuah papan yang digunakan untuk mendukung semua

komponen-komponen elektronika yang berada diatasnya, papan PCB juga

25

memiliki jalur-jalur konduktor yang terbuat dari tembaga dan berfungsi untuk

menghubungkan antara satu komponen dengan komponen lainnya.

2. Rangkaian pengujian

Gambar 3.1 Rangkaian pengujian Inverter

Gambar 3.1 Menunjukkan rangkaian inverter yang akan dikerjakan pada penelitian

ini, rangkaian inverter ini dilengkapi dengan IC TL494. Rangkaian IC TL494

menghasilkan sebuah gelombang kotak dengan 2 kanal, kanal 1 dan kanal 2 dari hasil

keluaran IC TL494 ini memiliki jenis gelombang yang berbeda. Ketika kanal 1 pada

posisi high maka kanal 2 yang dihasilkan oleh IC TL494 ini dalam posisi low.

Gelombang sinyal yang dihasilkan oleh IC TL494 tersebut akan mengalir menuju

rangkaian penguat, komponen pada rangkaian penguat ini menggunakan 4 buah

transistor, 2 diantaranya tipe NPN dan 2 lainnya tipe PNP. Setelah melalui rangkaian

penguat selanjutnya menuju kerangkaian mosfet, komponen pada rangkaian mosfet

ini menggunakan 2 buah IRF yang diantaranya 2 buah IFR3205.

26

2. Diagram alir penelitian

Tidak

Ya

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Membuat gambar rangkaian

Berhasil

Menentukan komponen

Pengambilan data

Selesai

Kesimpulan dan Saran

Hasil dan Pembahasan

Studi Literatur

Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan alat

27

Keterangan dari diagram alir di atas adalah sebagai berikut:

a. Studi literatur

Dalam studi literatur dilakukan pencarian informasi atau bahan materi baik dari buku,

jurnal, maupun sumber-sumber lain yang berkaitan dengan penelitian ini.

b. Persiapan alat dan bahan

Setelah melakukan studi literatur, kemudian menyiapkan segala sesuatu yang

berkaitan dengan penelitian ini. Beberapa perangkat keras yang diperlukan seperti

transformator itu sendiri, alat ukur arus dan tegangan serta komputer. Sedangkan

perangkat lunak yang diperlukan seperti microsoft office untuk membantu dalam

pembuatan laporan, diptrace untuk perancangan gambar rangkaian dan osiloskop

digunakan untuk menampilkan hasil pengujian inverter .

c. Membuat gambar rangkaian

Untuk melakukan pengujian diperlukan rangkaian yang akan diuji, maka diperlukan

sebuah gambar yang nantinya akan dicetak di papan PCB agar dapat diuji. Membuat

gambar rangkaian ini diperlukan software diptrace, diptrace disini digunakan untuk

membuat rangkaian elektronika pada umumnya.

d. Menentukan komponen

Membuat gambar rangkaian menggunakan software diptrace tersebut, kemudian

dilakukan penentuan komponen untuk membuat inverter. Menentukan komponen ini

berdasarkan fungsinya komponennya.

28

e. Pembuatan alat

Jika gambar rangkaian sudah selesai maka menentukan komponen merupakan

langkah berikutnya untuk membuat inverter pada penelitian ini dan pembuatan alat

ini merupakan langkah untuk pengambilan data yang nantinya akan dibahas,

f. Berhasil

Berhasil ini dapat diartikan jika gambar rangkaian sudah tercetak pada papan PCB

dan komponen telah terpasang sesuai dengan fungsi dari masing-masing komponen,

maka proses berikutnya ialah mengetest apakah alat yang sudah dibuat sudah

menampilkan hasil gelombang atau tidak, jika tidak maka harus kembali lagi pada

proses membuat gambar rangkaian. Disini pembuatan gambar rangkaian sangat

menentukan apakah pengujian ini akan menghasikan gambar gelombang atau tidak,

gelombang yang diharapkan menghasilkan frekuensi 60 Hz dengan tegangan 220

Volt AC.

g. Pengambilan data

Setelah pembuatan gambar rangkaian selesai dan sudah tercetak pada papan PCB,

dan rangkaian sudah menghasilkan golombang, maka dilakukan pengambilab data,

pengambilan data disini meliputi pengambilan data dari hasil keluaran pada IC

TL494, kemudian dilanjutkan pengambilan data dengan beban lampu pijar 5-55 Watt

220 Volt AC, serta data pengujian antara beban terhadap arus dan daya input maupun

output nya juga.

29

h. Hasil dan pembahasan

Data yang diperoleh dari pengujian inverter ini merupakan gambar gelombang kotak

dengan dengan 2 kanal, dari gambar gelombang tersebut diketahui perbedaan dari

tiap pengujian.

i. Kesimpulan dan saran

Dari data yang sudah diolah dalam bentuk gambar gelombang dapat diambil beberapa

simpulan dan saran. Seperti perbedaan antara gelombang 1 dan gelombang lainnya

dan simpulan lainnya dan saran jika nantinya penelitian ini akan dilanjutkan kembali.

30

3.4 Blog Diagram

Secara umum pembuatan inverter 1 phasa dengan IC TL494 ini dapat dipresentasikan

dengan blok diagram yang ditunjukan pada Gambar 3.3 berikut :

Gambar 3.3 Blok Diagram Inverter 1 Phasa Dengan IC TL494

Terlihat pada Gambar 3.3 diatas, sistem pembuatan inverter 1 phasa dengan kontrol

IC TL494 disusun dari beberapa subsistem yaitu accumulator, rangkaian IC TL494,

rangkaian penguat, gate driver, mosfet dan transformator. Masing-masing subsistem

memiliki fungsi dan saling terhubung dengan subsistem lainnya.

Sehingga dapat dipaparkan urutan kerja dari blog diagram diatas yaitu :

− Accumulator

Accumulator pada rangkaian ini berfungsi untuk sumber tegangan, tegangan

yang diperlukan pada perancangan alat ini ialah sebesar 12 Volt DC.

Accumulator

Rangkaian IC TL494

Gate

Driver

Rangkain Penguat

Mosfet Transformator

Beban

31

− Rangkaian IC TL494

Rangkaian ICTL494 ini berfungsi untuk menghasilkan sebuah gelombang

kotak dengan 2 kanal, dimana 1 kanal pada posisi low dan 1 kalan pada posisi

high.

− Rangkaian penguat

Gelombang yang dihasilkan dari IC TL494 ialah sebuah gelombang kotak

yang akan menuju kerangkaian penguat. Pada rangkaian penguat ini memiliki

2 buah transistor daya yang akan bekerja (ON) jika pin basis (B) nya dikenai

tegangan (high). Saat pin basis (B) pada kondisi high, maka collector-emiter

(CE) akan bersifat menghantarkan arus.

− Gate driver

Gate driver ini berfungsi untuk menggerakkan gate pada rangkaian mosfet

dan mosfet akan berkerja jika gate pada mosfet dilalui tegangan.

− Mosfet

Mosfet akan bekerja jika gate pada rangkaiannya dilalui oleh tegangan.

32

− Transformator

Perancangan alat ini menggunakan sebuah transformator CT, pada alat ini

transformator berfungsi untuk menaikkan tegangan dari 12 Volt menjadi 220

Volt.

− Beban

Beban yang akan dipakai pada penelitian ini ialah sebuah lampu pijar dengan

besaran ukuran 5 sampai 55 Watt 220 Volt.

57

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari pembuatan alat inverter ini, dapat ditarik kesimpulan:

Pada rangkaian penghasil pulsa, dengan menggunakan kapasitor CT 220 nf dan

resistor RT yang terdiri dari resistor 4K7 dihubung seri dengan potensiometer 100 K

didapatkan frekuensi berkisar 55 Hz sampai 550 Hz, untuk menghasilkan output

inverter 60 Hz digunakan kapasitor CT 220 nf dan resistor RT 5,35 K.

B. Saran

Inverter ini dapat diaplikasikan untuk wilayah yang belum tersedia listrik karena alat

ini dapat membangkitkan tegangan sebesar 220 Volt AC untuk kebutuhan beban

pada daerah tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Syaifulhaq. 2008. Perancangan Inverter Half Bridge Zero Voltage Switching Pada Aplikasi Ballast Elektronik Untuk Lampu High Pressure Sodium. Universitas Diponegoro. Semarang Hart, Daniel W. Introduction To Power Electronics: International Edition. Prentice Hall International.London.1997. Djatmiko. W Istanto. 2010. Elektronika Daya. Universitas Negri Yogyakarta. Yogyakarta. TL494 Pulse-Width-Modulation Control. LM494. 1996. Circuits Texas instruments Utomo Nugroho. 2013. Perancangan Inverter Jembatan Penuh Dengan Rangkaian Pasif LC Beban Paralel. Universitas Diponegoro. Semarang Yanto Tomi. 2015. Perancangan Inverter Push Pull 12 Volt DC – 220 Volt AC. Universitas Maritim Raja Ali Haji. Kepulauan Riau Nazaruddin Nazris. 2011. Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan Gelombang Sinus Untuk Kontinuitas Pelayanan Listrik. Politeknik Negeri Padang. Sumatera Barat.

Haryanto Heri. 2011. Pembuatan Modul Inverter sebagai Kendali Kecepatan Putaran Motor Induksi. Universitas Sultan Agung Tirtoyoso. Cilegon.

Ariwibowo Cahyo. 2010. Perancangan Inverter Dual Conversion Push Pull-Full Bridge Pada Aplikasi Fotovoltaik. Universitas Diponegoro. Semarang.

Rusdiyanto Agus. Susanto Bambang. 2008. Perancangan Inverter Sinusoida 1 Fasa dengan Aplikasi Pemrograman Rumus Parabola dan Segitiga Sebagai Pembangkit Pulsa PWM. Pusat Penelitian Tenaga Listrik dan Mekatronik – LIPI. Jawa Barat.

Documents

RANCANG BANGUN INVERTER 1 PHASA ... - digilib.unila.ac…digilib.unila.ac.id/22816/25/SKRIPSI TANPA PMBAHASAN DAN LAMPIR… · Inverter is one of the electronic devices that has a