Rekayasa , 2022; 15(2): 182-191 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)

## Implementasi Inverter Berbasis Square Wave dan Sinusoidal PWM Menggunakan Arduino Uno
R Dwiki Rachwanto 1 , Saidah 1* , Amirullah 1
1 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bhayangkara Surabaya Jl. Ahmad Yani Frontage Road No. 114 Gayungan Surabaya 60231 Jawa Timur
* saidah@ubhara.ac.id DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v15i2.13454

## ABSTRACT
Inverters with square waves and sinusoidal output signal waves have different efficiency values. The difference is very visible, especially when the inverter is used to drive an electric device that uses a motor. In a sinusoidal wave type inverter, electricity consumption will be more efficient than the use of a square wave type inverter. This study aims to determine the efficiency value of the square wave and sinusoidal inverter wave output in supplying the load. Square wave and sinusoidal inverters require a controller, the controller uses an Arduino Uno which acts as an SPWM signal generator and a square wave signal is used to drive the MOSFET with push-pulls topology. Based on the results of the inverter test to determine the efficiency, it shows that the inverter with sinusoidal output is 96.40% better, while the inverter with square wave output is only 83.34%, this test is carried out using a 50W LED lamp load.
Key words : inverter, squarewave, sinusoidal, efficiency, arduino uno SPWM

## PENDAHULUAN
Inverter adalah suatu rangkaian atau perangkat elektronika  yang  dapat  mengubah  arus  listrik searah (DC) ke arus listrik  bolak  – balik (AC) pada tegangan  dan  frekuensi  yang  dibutuhkan  sesuai dengan  perancangan  rangkaiannya.  Bentuk gelombang  yang  dapat  dihasilkan  oleh  power inverter  diantarannya  adalah  gelombang  persegi (square  wave),  gelombang  sinus  (sine  wave), gelombang  sinus  yang  dimodifikasi  (modified  sine wave) dan gelombang modulasi lebar pulsa (Pulse Width  Modulated  /PWM)  tergantung  pada  desain rangkaian  inverter  yang  bersangkutan  (Eggleston, 2007).  Sedangkan  frekuensi  yang  dihasilkan  pada umumnya  sekitar  50  Hz  atau  60  Hz  dengan tegangan  keluaran  sekitar  120  V  atau  220  V. Keluaran  daya  listrik  yang  paling  umum  ditemui untuk  produk  –  produk  konsumen  adalah  sekitar 150 Watt hingga 3000 Watt.
Pada  peneliti  sebelumnya  telah  merancang bangun inverter satu fasa menggunakan teknik high voltage  dengan  metode  Sinusoidal  Pulse  Width
Modulation  (SPWM)  (Panggabean  et  al.,  2017). Penelitian  tersebut  mengubah  sumber  tegangan masukan  DC  dengan  keluaran  gelombang sinusoidal  untuk  peralatan  elektronik  skala  rumah tangga.  Pengujian  setiap  blok  dan  keberhasilan sistem  didapatkan  hasil  penelitian  bahwa  sistem inverter  untuk  frekuensi  3,3  KHz  hanya  mampu mengubah 12 VDC menjadi 42 VDC yang kemudian dikonversi  menjadi  220  V  AC  /  50  Hz  gelombang sinus.  Hasil  lain  dari  penelitian  ini  adalah  sulitnya menerapkan  PWM  dengan  pensaklaran  tegangan tinggi pada frekuensi modulasi yang rendah.
Penelitian Aziz et al., (2017) merancang inverter untuk dapat menghasilkan gelombang sinus murni agar  dapat  digunakan  untuk  segala  jenis  beban listrik  dengan  spesifikasi  tegangan  input  12  VDC, tegangan  output  AC  220V/50  Hz  yang  dalam pembangkitan  sinyal  menggunakan  teknik  SPWM berbasis  mikrokontroller.  Inverter  yang  telah dirancang  menggunakan  tipe  push-pull,  namun peneliti tidak menjelaskan efisiensi yang dihasilkan. Penelitian oleh Azmi et al., (2017) telah mendesain

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa
Article History: Received: March, 3 rd 2022;  Accepted: July, 25 th 2022 Rekayasa  ISSN:  2502-5325  has  been  Accredited  by  Ristekdikti (Arjuna) Decree: No. 23/E/KPT/2019 August 8th, 2019 effective until 2023
Cite this as:
Rachwanto,  R.D.,  Saidah  &  Amirullah.  (2022).  Imlplementasi Inverter  Berbasis  Square  Wave  dan  Sinusoidal  PWM Menggunakan Arduino Uno . Rekayasa 15 (2). 182-191 pp. doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v15i2.13454
© 2022 Rachwanto
dan menganalisis inverter satu fasa menggunakan metode SPWM berbasis arduino. Berdasarkan hasil pengujian  didapatkan  yaitu  inverter  hasil perancangan menghasilkan tegangan keluaran 11,3 VAC  dengan  tegangan  masukan  12  VDC. Gelombang  keluaran  yang  dihasilkan  adalah gelombang  sinus  termodifikasi.  Efisiensi  inverter diperoleh 90,23% dengan pengujian beban resistif 5Ω dengan THD tegangan yang dihasilkan sebesar 8,9%.
Peneliti berikutnya mendesain dan menganalisis inverter  1  fasa  menggunakan  kendali  untuk membangkitkan  pulsa  dengan  metode  PWM menghasilkan frekuensi output sesuai dengan apa yang  diharapkan  yaitu  50hz  dengan  delay  10ms waktu  perubahan  pulsa  yang  dihasilkan  dengan PWM dihasilkan oleh Arduino Uno (Setiawan et al., 2019).  Namun  inverter  ini  masih  sebatas  simulasi menggunakan  Proteus  ISIS.  Rancang  bangun Inverter 1 Phasa dengan Kontrol Pembangkit Pulse Width  Modulation  (PWM)  yang  dilakukan  oleh Sinaga et  al  (2017)  melalui  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.
Penelitian  Al-Achmad  et  al.,  (2018)  merancang inverter  satu  fasa  tipe  Full  Bridge  dengan  metode kontrol  proportional  resonant  menggunakan mikrokontroler  16-bit  PIC30F4011  karena  metode kontrol  tersebut  mampu  memperbaiki  respon sistem dengan cepat. Hasil pengujian menunjukkan bahwa  kontrol  proportional  resonant  adalah kontroler  yang  cocok  untuk  digunakan  sebagai pengendalian arus AC pada inverter satu fasa yang dirancang,  namun  masih  terjadi    ripple  arus  pada sisi  AC.  Pada  penelitian  ini  digunakan  merancang buck  converter  tegangan  rendah  yang  digunakan untuk kontrol tegangan (Aliyan et al., 2014).
Penelitian  Rancang  Bangun  Inverter  dilakukan pula untuk Fitting Lampu AC dengan menggunakan sumber  baterai  DC  12V  (Arifuddin,  2016). Selanjutnya  penelitian  oleh  (Yulianto  et  a.l,  2019), melakukan  analisis  perbandingan  efisiensi  daya modified  sine  inverter  dengan  pure  sine  inverter. Pada penelitian merupakan referensi perbandingan hasil  efisiensi  yang  akan  digunakan  pada  hasil pengukuran  keluaran  inverter  dengan  beberapa bentuk sinyal inverter. Sementara itu, peneliti yang lain (Maharmi, 2017) telah merancang inverter satu
fasa  lima  level  dengan  metode  MPWM  (Modified Pulse  Width  Modulation)  diharapkan  dapat menghasilkan  tegangan  dan  arus  keluaran  yang relatif  konstan  dengan  nilai  harmonisa  yang  kecil sehingga aman digunakan untuk berbagai macam peralatan  elektronik.  Hasil  pengkonversian  pada inverter  konvensional  biasanya  menimbulkan  nilai harmonisa  yang  bisa  menyebabkan  terjadinya gangguan dan kerusakan pada piranti listrik. Oleh karena  itu,  dilakukan  penelitian  inverter  dengan output berupa tegangan AC dengan bentuk berupa gelombang sinus modifikasi, gelombang sinusoidal, gelombang  kotak  oleh Mundus  et  al.,  (2019) . Penelitian inverter ini sudah menggunakan inverter push  pull,  pada  saat  dilakukan  penelitian  ini  hasil dari pengujian inverter, frekuensi yang terukur tidak mencapai  50  Hz  dan  tidak  dilakukan  perhitungan effisiensi.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  merancang sebuah inverter satu fasa dangan membandingkan dua  metode  PWM  (Pulse  Width  Modulation)  yaitu metode  Square  Wave  PWM  dan  Sinusoidal  PWM, dari  kedua  metode  tersebut  akan  dianalisa  untuk mengetahui effisiensi yang terdapat pada inverter. Jenis rangkaian yang digunakan pada inverter untuk driver switching adalah rangkaian push pull inverter dengan  pola  pensaklaran  berupa  metode  PWM yang diolah oleh mikrokontroler Arduino Uno.

## METODE PENELITIAN
Inverter  berbasis  SPWM  dan  Square  Wave mempunyai nilai effisiensi daya yang berbeda bila diamati  pada  beban  lampu  yang  terpasang  pada output  inverter.  Inverter  dirancang  menggunakan topologi  pensaklaran  mosfet  berjenis  push  pull dengan pengatur tegangan pada masukan inverter agar menjaga keluaran inverter tetap stabil. Gambar 1  merupakan  blok  diagram  Konfigurasi  Sistem keseluruhan Inverter SPWM dan Square Wave.
Aki  12V  sebagai  sumber  utama  dari  inverter, tegangan  aki  akan  mensuplai  rangkaian  kontrol tegangan.  Rangkaian  kontrol  tegangan  berfungsi sebagai  penstabil  tegangan  keluaran  inverter dengan  cara  mengatur  tegangan  DC  sebagai masukan inverter melalui proses perbandingan data tegangan.  Pada  proses  perbandingan  data tegangan,  tegangan  masukan  terdiri  dari pembacaan  tegangan  keluaran  inverter  dan pembacaan tegangan referensi.
Gambar 1. Blok Diagram Konfigurasi Sistem keseluruhan Inverter SPWM dan Square Wave
Pada  masukan  data  digital  inverter,  arduino bertugas membangkitkan dua buah sinyal keluaran yaitu  sinyal  SPWM  untuk  menghasilkan  keluaran inverter  sinusoidal  dan  sinyal  gelombang  kotak untuk menghasilkan keluaran inverter square wave. Sinyal  dari  keluaran  arduino  digunakan  untuk mencacah tegangan DC melalui pensaklaran mosfet topologi  push  pull.  Proses  pensaklaran  mosfet digunakan  untuk  menginduksi  trafo  agar menghasilkan tegangan tinggi.

## Perancangan Hardware (Perangkat Keras)
Perancangan
perangkat keras dalam membangun  inverter  berbasis  SPWM  dan  Square Wave  dengan  topologi  push  pull.  Bagian  ini menjelaskan mengenai rangkaian dan proses kerja dari  perangkat  keras  sistem  yang  akan  dibangun, termasuk  cara  kerja  inverter  dengan  topologi SPWM  dan  square  wave,  driver  mosfet,  dan komponen pendukung lainya.

## 1. Inverter SPWM
Inverter dengan metode SPWM dikenal sebagai inverter  dengan  keluaran  gelombang  sinyal sinusoidal. Pengaturan SPWM secara digital dapat dilakukan  melalui  arduino  dengan  cara  mengatur lebar pulsa pada setiap sample PWM sesuai dengan data  derajat  siklus  sinusoidal.  Cara  kerja  dari perancangan blok diagram perangkat keras inverter SPWM dapat dijelaskan pada Gambar 2.
Inverter  berkerja  dengan  masukan  tegangan kerja  12  VDC  yang  berasal  dari  aki.  Tegangan  aki tersebut akan distabilkan melalui rangkaian kontrol tegangan,  dimana  kontrol  tegangan  berkerja dengan  cara  membaca  dua  masukan  tegangan untuk  dilakukan  perbandingan.  Perbandingan dilakukan untuk  mengatur  lebar pulsa PWM pada rangkaian  kontrol  tegangan,  dengan  cara membandingkan  dua  masukan  tegangan  yaitu tegangan  dari  keluaran  inverter  dan  tegangan referensi.  Driver  mosfet  topologi  push  pull
digunakan untuk mengubah tegangan DC menjadi sinyal  SPWM  yang  dihasilkan  oleh  arduino.  Isolasi opto-coupler digunakan untuk melindungi arduino terhadap kerusakan pada rangkaian driver mosfet. Dari  proses  driver  mosfet  akan  menginduksi  trafo step  up  untuk  menghasilkan  tegangan  tinggi, tegangan  tinggi  tersebut  masih  berupa  sinyal SPWM  yang  perlu  dilakukan  proses  filter  untuk menghasilkan gelombang sinusoidal.

## Gambar 2. Blok Diagram Perangkat Keras dari Inverter SPWM

## 2. Inverter Square Wave
Inverter  dengan  keluaran  gelombang  square wave  dapat  dibangkitkan  melalui  mikrokontroller arduino  dengan  cara  mengatur  PWM  sesuai periode waktu dari frekuesi yang akan diterapkan.

## Gambar 3. Blok Diagram Perangkat Keras dari Inverter Square Wave
Cara  kerja  dari  perancangan  blok  diagram perangkat  keras  inverter  square  wave  dapat dijelaskan pada Gambar 3. Inverter berkerja dengan masukan tegangan kerja 12 VDC yang berasal dari aki. Tegangan aki tersebut akan distabilkan melalui rangkaian  kontrol  tegangan,  dimana  kontrol tegangan  bekerja  dengan  cara  membaca  dua masukan tegangan untuk dilakukan perbandingan. Perbandingan  dilakukan  untuk  mengatur  lebar pulsa  PWM  pada  rangkaian  kontrol  tegangan,
dengan  cara  membandingkan  dua  masukan tegangan yaitu tegangan dari keluaran inverter dan tegangan referensi. Driver mosfet topologi push pull digunakan untuk mengubah tegangan DC menjadi sinyal  gelombang  kotak  yang  dihasilkan  oleh arduino.  Isolasi  optocoupler  digunakan  untuk melindungi  arduino  terhadap  kerusakan  pada rangkaian driver mosfet. Dari proses driver mosfet akan menginduksi trafo step up untuk menghasilkan tegangan  tinggi,  tegangan  tinggi  tersebut merupakan  gelombang  square  wave  yang  siap mensuplai beban.

## 3. Driver Mosfet
Konfigurasi  driver  mosfet  (Engineers  garage, 2017) berfungsi  menyalurkan  data  swiching  dari arduino ke topologi push pull untuk mensaklarkan sisi rendah mosfet dengan tipe sinyal pembangkit square  wave  PWM  dan  sinusodial  PWM.  Keluaran PWM dari arduino bertegangan rendah sebesar 2- 3V  (rms)  sehingga  tidak  dapat  langsung  memicu mosfet  aktif  secara  penuh  maka  digunakan  driver mosfet  dengan  komponen  IR2110.  IR2110  dapat digunakan  untuk  mengatur  pensaklaran  masukan mosfet  dengan  tegangan  rendah  dan  tegangan tinggi sampai 500Vdc.
Gambar 4.  Rangkaian Driver Mosfet Cara  kerja  dari  driver  mosfet  yang  ditunjukkan pada  Gambar  4.  Alat  ini  bekerja  dengan  cara menginduksi masukan dua kumparan primer trafo CT  secara  bergantian  menggunakan  mosfet,  dari proses  induksi  tersebut  trafo  akan  menghasilkan tegangan tinggi pada kumparan sekundernya. Type mosfet  yang  digunakan  pada  rangkaian  inverter adalah  Irf  3205  kapasitas  maksimum  120  W,  arus drain  sebesar  110  A,  tegangan  drain  ke  source sebesar 55 V, resistansi internal mosfet sebesar 8.0 m  .

## 4. Kontrol Tegangan
Rangkaian  kontrol  tegangan  merupakan konversi  DC  ke  DC  yang  berfungsi  menstabilkan keluaran  pada  inverter  ketika  mensuplai  beban. Cara kerja dari rangkaian kontrol tegangan adalah mengatur  lebar  silkus  pulsa  PWM  sesuai  kondisi perbandingan  tegangan  yang  berlangsung. Perbandingan  tegangan  meliputi  tegangan  dari keluaran  inverter  dan  tegangan  referensi  sebesar 5V.  Pada  tegangan  keluaran  inverter  akan diturunkan  sebesar 5V. Logika pada perbandingan kontrol  tegangan  adalah  bila  tegangan  referensi lebih  besar  dari  tegangan  keluaran  inverter  maka siklus  PWM  akan  bertambah.  Sebaliknya  jika tegangan  referensi  lebih  kecil  dari  tegangan keluaran inverter maka siklus PWM akan berkurang.
Rangkaian  feedback  digunakan  menstabilkan tegangan keluaran inverter dengan cara mengubah tegangan  tinggi  ac  ke  tegangan  rendah  dc  untuk dibaca oleh masukan analog arduino sebagai data perbandingan  dengan  tegangan  referensi.  Proses perbandingan  dilakukan  untuk  mengatur  lebar pulsa  dari  data  SPWM  dan  square  wave  bila tegangan  referensi  lebih  tinggi  dari  tegangan feedback  maka  lebar  pulsa  bertambah,  jika tegangan  refrensi  lebih  kecil  dari  tegangan feedback maka lebar pulsa berkurang.

## 5. Arduino Uno
Arduino  Uno  digunakan  untuk  mengolah  atau membangkitkan keluaran sinyal square wave PWM dan  sinyal  SPWM  pada  inverter.  Pada  inverter square wave, arduino digunakan untuk membangkitkan  gelombang  square  wave  dengan frekuensi 50 HZ. Sedangkan pada inverter keluaran gelombang  SPWM,  Arduino  digunakan  untuk menghasilkan gelombang sinusoidal PWM dengan frekuensi  dasar  sebesar  50Hz,  dan  frekuensi segitiga sebesar 20KHz.

## 6. Opto-coupler Arduino
Rangkaian  optocoupler  digunakan  untuk melindungi  rangkaian  kontrol  Arduino  terhadap rangkaian driver mosfet push pull, agar tidak terjadi kerusakan  mosfet  dan  komponen  IR2110. Perancangan optocoupler menggunakan komponen TLP250 dengan mengatur resistor sesuai kebutuhan  tegangan  dioda  LED  pada  internal TLP250.

## 7. Kapasitor Filter
Kapasitor  Filter  digunakan  untuk  meredam frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh trafo step up dan  meloloskan  Frekuensi  dasar  dari  SPWM.  Dari proses  filter  tersebut  sinyal  SPWM  akan  menjadi sinyal  sinusoidal  dengan  frekuensi  50  Hz.  Dalam pemilihan  nilai  kapasitor  filter  dapat  diperhatikan komsumsi  arus  yang  disebabkan  kapasitor  filter agar tidak terjadi pemborosan pada daya keluaran inverter.

## B. Perancangan Software (Perangkat Lunak)
Dalam  perancangan  pembangkit  inverter dibutuhkan  konfigurasi  perangkat  lunak  program bahasa  C  untuk  menginstruksi  arduino  agar menghasilkan  gelombang  SPWM  dan  gelombang square wave PWM.
1. Konfigurasi Pembangkit SPWM
Konfigurasi  pembangkit  sinusodial  PWM  untuk mengubah  setengah  periode  gelombang  sinus menjadi beberapa sample pulsa yang memiliki lebar pulsa mengikuti besar dari gelombang sinus. Untuk menentukan  periode  dari  frekuensi  dan  frekuensi SPWM menggunakan persamaan 1 (Eprojects zone, 2016) :
Td = 1 𝐹𝑑 .........................(1) Keterangan : Td = Periode waktu sinusoidal Fd = Frekuensi dasar sinusoidal Menentukan periode setengah
siklus fundamental  sebesar  10  milidetik,  kemudian menentukan  kebutuhan  frekuensi  gelombang segitiga  dengan  cara  membagi  frekuensi  timer internal interrupt arduino dari total frekuensi kristal, seperti pada persamaan (2) :
F segitiga =
F kristal (pembagi  × F interrupt ) … … . . (2)
Keterangan : F segitiga = Frekuensi Gelombang segitiga F Kristal = Frekuensi Kristal Pembagi  = Pembagi Frekuensi F Interrupt = Target Frekuensi yang dibutuhkan Kemudian menentukan periode waktu  gelombang segitiga yang dibutuhkan dengan persamaan (3) :
T segitiga = 1 F segitiga … … … . . (3)
Keterangan : F segitiga = Frekuensi Gelombang segitiga T segitiga = Periode Waktu Gelombang segitiga Dari  perhitungan  periode  waktu  Gelombang segitiga  mendapatkan  jumlah  total  sample  PWM
dalam setengah periode waktu sinusoidal, dengan persamaan (4) :
TPS = 1 2 ( Td Tsegitiga ) … … … … . . (4)
Keterangan : TPS      = Total Sample PWM Td        =  Periode Waktu Sinusoidal T segitiga = Periode waktu gelombang segitiga Berdasarkan  dari  persamaan  (4)  didapatkan  total sample  sesuai  spesifikasi  kebutuhan  untuk membangkitkan  SPWM,  kemudian  menentukan derajat pada masing masing sample SPWM dengan persamaan (5) :
Derajat sample = siklus.( 180 tps) .π 180
… … … … (5)
Keterangan : Sample orde = Siklus = Urutan Sample PWM Derajat  Sample  =  Urutan  Sudut  derajat  pada masing – masing sample tps = Total Sample PWM π =  Phi (3.14)
Setelah  menentukan  urutan  derajat  pada  masing masing sample SPWM kemudian menentukan duty cycle SPWM dengan persamaan :
Duty Cycle SPWM = sin (Derajat Sample).......(6) Keterangan :
Duty Cycle SPWM = Dutty cycle dari masing  masing sample SPWM Sin = Konversi nilai sudut derajat ke radian dalam mempola sinus.
2. Konfigurasi Pembangkit Square Wave
Dalam  konfigurasi  pembangkit  square  wave dibutuhkan  periode  waktu  untuk  mengetahui berapa  lama  waktu  PWM  high/aktif  dalam  satu siklus, hal ini sesuai persamaan (7).
T = 1 F ..............(7)
Keterangan : T = Periode Waktu F = Frekuensi Kemudian  menentukan  lama  sinyal  PWM  harus tetap  on  (aktif)  dan  off  (tidak  aktif),  hal  ini ditentukan oleh duty cycle PWM seperti persamaan (8) :
Duty cycle = Ton
(Ton+ Toff) ........(8)
Keterangan : Duty cycle = lebar siklus kerja PWM T on = waktu aktif (on) dimana keluaran PWM pada posisi tinggi
T off = waktu tidak aktif (off) dimana keluaran PWM pada posisi rendah.
Untuk  menghitung  Efisiensi  inverter  dilaklukan dengan perbandingan daya output inverter dengan daya  input  inverter,  dari  perbandingan  tersebut menggunakan persamaan (9) (Ruskardi. 2015). ɳ = Vout × I out V input × I input × 100 … … … … … . (10)
Keterangan :
ɳ
= Efisiensi (%)
V out  = Tegangan keluaran inverter (Volt AC) I out   = Arus keluaran inverter (Ampere AC) V in   = Tegangan masukan inverter (Volt DC) I in   =  Arus masukan inverter (Ampere DC)

## HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pengujian Pembangkit Sinyal PWM
Pengujian  program  pembangkit  sinyal  PWM yaitu SPWM dan Square Wave PWM menggunakan mikrokontroller  modul  Arduino  Uno  yang  akan digunakan  untuk  menswitch  saklar  mosfet  pada rangkaian inverter. Pada penelitian ini terdapat dua buah  sinyal  PWM  yang  berbeda  meliputi  sinyal Square  PWM  dan  sinyal  SPWM.  Gambar  5  adalah menunjukkan  implementasi  inverter  satu  phasa yang  menghasilkan  gelombang  Square  Wave  dan Sinusoidal PWM.
Gambar 5. Implementasi Inverter satu phasa

## Pembangkit Sinyal Square PWM
Pembangkit  sinyal  Square  PWM  merupakan sinyal  gelombang  kotak  yang  memiliki  frekuensi sebesar 50Hz. Pada Gambar 6 pengujian dilakukan dengan  cara  pembacaan  keluaran  pin  digital arduino  untuk  mengetahui  bentuk  sinyal  melalui osiloskop digital.
Pembangkit Sinyal SPWM Pembangkit  sinyal  SPWM  merupakan  sinyal pwm memiliki lebar siklus pulsa yang sesuai dengan gelombang  sinusoidal.  Pada  Gambar  7  pengujian dilakukan  dengan  cara  pembacaan  keluaran  pin digital  arduino  untuk  mengetahui  bentuk  sinyal melalui osiloskop digital.
Gambar 6.  Hasil Pengamatan Pembangkit PWM Square Wave Menggunakan Osiloskop
Gambar 7.  Hasil Pengamatan Pembangkit SPWM

## Menggunakan Osiloskop
2. Pengujian Rangkaian Inverter Pengujian  inverter  terdiri  dari  jenis  pengujian yaitu pengujian inverter square wave tanpa beban, inverter  square  wave  menggunakan  beban, pengujian inverter SPWM tanpa beban, pengujian inverter  SPWM  menggunakan  beban,  dan pengujian  efisiensi  dari  inverter  square  wave  dan inverter SPWM.

## Pengujian Inverter Square Wave
Pengujian tegangan keluaran inverter dilakukan untuk  mengetahui  besar  nilai  tegangan  dan frekuensi  melalui  pengukuran  multimeter  dan osiloskop  tanpa  penambahan  beban  lampu.  Pada Gambar  8  menunjukan  hasil  pengukuran  yang dilakukan  menggunakan  multimeter  tanpa  beban. Pada hasil pengukuran diatas dapat dilihat bahwa hasil pengukuran menunjukan nilai 225 VAC (rms). Sedangkan untuk gelombang keluaran dari inverter dapat  dilihat  pada  Gambar  9,  gelombang  yang dihasilkan dari pengamatan osiloskop.
Gambar 8.  Hasil Pengukuran Multimeter Tegangan Square Wave Pada  Gambar  7  menunjukan  hasil  pengukuran yang  dilakukan  menggunakan  multimeter  tanpa beban. Pada hasil pengukuran diatas dapat dilihat bahwa hasil pengukuran menunjukan nilai 225 Vac (Rms). Sedangkan untuk gelombang keluaran dari inverter  dapat  dilihat  pada  Gambar  8,  gelombang yang dihasilkan dari pengamatan osiloskop.
Gambar 9. Hasil Pengamatan Keluaran Inverter Square Wave Tanpa Menggunakan Beban
Gambar 10. Hasil Pengamatan Satu Periode Keluaran Inverter Square Wave Tanpa Beban Gambar  9  menunjukan  gelombang  keluaran  dari inverter  berupa  gelombang  square  wave  dengan skala pengukuran 100x, sehingga terlihat jelas besar magnitude  dan  frekuensi  yang  terbaca  adalah  50
Hz.  Sedangkan  Gambar  10  menunjukkan  hasil keluaran Inverter square wave tanpa beban.

## Pengujian Inverter Square Wave Menggunakan Beban
Pengujian  inverter  square  wave  menggunakan beban  dilakukan  untuk  menguji  atau  melihat kemampuan  inverter  dalam  mensuplai  beberapa beban  lampu  melalui  pengukuran  osiloskop. Gambar 11 menunjukan hasil pengamatan bentuk gelombang  inverter  Square  Wave  setelah menggunakan  beban,  terdapat  perubahan  bentuk dari sinyal Square Wave ketika penggunaan beban dilakukan.
Gambar 11.  Hasil Pengamatan Osiloskop Setelah Menggunakan Beban Lampu Led
Gambar 12. Hasil Pengamatan Satu Periode Keluaran Inverter Square Wave Menggunakan Beban
Dari Tabel 1. Terlihat bahwa nilai effiensi inverter Square  Wave  dipengaruhi  oleh  daya  pada  beban lampu LED. Untuk menghitung efisiensi digunakan rumus pada persamaan (9) dan diperoleh efisiensi tersendah sebesar 41,31  % dan  effisiensi tertinggi sebesar 83,34 %.

## Pengujian Hasil Inverter SPWM
Pengujian  inverter  SPWM  tanpa  menggunakan beban  merupakan  pengujian  inverter  dengan gelombang  SPWM  yang  sudah  terpasang  filter untuk menghasilkan gelombang sinusoidal dengan frekuensi 50Hz dan amplitude rata-rata sebesar 220 VAC.  Pada  Gambar  13  menunjukan  hasil pengukuran  yang  dilakukan  menggunakan multimeter  tanpa  beban.  Pada  hasil  pengukuran diatas  dapat  dilihat  bahwa  hasil  pengukuran menunjukan nilai 223 VAC (rms). Sedangkan untuk gelombang keluaran dari inverter dapat dilihat pada Gambar  14,  gelombang  yang  dihasilkan  dari pengamatan osiloskop.
Gambar 13. Hasil Pengukuran Multimeter Tegangan SPWM
Gambar 14. Hasil Pengamatan Keluaran Inverter SPWM Tanpa Menggunakan Beban
Tabel 1.  Hasil Pengukuran Inverter Gelombang Square Wave Dengan Beberapa Variasi Beban
Beban Lampu (W) V out (Volt AC) I out (Amper AC) V in (Volt DC) I in (Amper DC) Effisiensi (%) 8 W 228 0.03 12.30 1.347 41.30 13 W 225 0.035 12.27 1.320 48.61 16 W 222 0.07 12.23 1.940 63.51 24W 219 0.095 12.30 2.28 74.17 33 W 212 0.1325 12.15 2.96 78.11 50 W 207 0.1975 12.08 3.90 83.34 Tabel 2. Hasil Pengukuran Inverter Gelombang SPWM Dengan Beberapa Variasi Beban Beban Lampu (Watt) V out (Volt AC) I out (Amper AC) V in (Volt DC) I in (Amper DC) Effisiensi (%) 8 W 220 0.0275 12.33 1.563 31.39 13 W 222 0.0375 12.31 1.640 41.22 16 W 222 0.07 12.27 2.08 60.89 24 W 220 0.1025 12.24 2.59 71.13 33 W 222 0.15 12.20 3.03 90.09 50 W 193 0.25 12.12 4.13 96.40
Gambar 7. Pengujian sistem tracker PV statis menghadap ke arah timur dan pengambilan data pada jam; (a) 09.00, (b) 12.00, dan (c) 15.00 WIB
Gambar 15.  Hasil Pengamatan Satu Periode Keluaran Inverter SPWM Tanpa Menggunakan Beban Pengujian Inverter SPWM Menggunakan Beban dilakukan  pada  inverter  yang  telah  dilakukan pemasangan  filter  untuk  mengetahui  kemampuan inverter  dalam  mensuplai  beberapa  beban  lampu melalui  pengukuran  osiloskop.  Gambar  16 menunjukan hasil pengamatan bentuk gelombang inverter  SPWM  setelah  menggunakan  beban, terdapat perubahan bentuk dari sinyal SPWM ketika penggunaan beban dilakukan
Gambar 16.  Hasil Pengamatan Osiloskop Setelah Menggunakan Beban Lampu Led
Gambar 17.  Hasil Pengamatan Satu Periode Keluaran Inverter SPWM   Setelah Menggunakan Beban
Berdasarkan  Tabel  2,  dapat  dijelaskan  bahwa nilai efisiensi inverter SPWM dipengaruhi oleh daya pada beban lampu LED. Untuk menghitung efisiensi digunakan  rumus  pada  persamaan  (9)  dan diperoleh  efisiensi  terendah  sebesar  31,39%  dan efisiensi  tertinggi  sebesar  96,40  %.  Untuk  daya beban lampu LED 50 W diperoleh efisiensi sebesar 96,4%,  lebih  tinggi  jika  dibandingkan  dengan penelitian yang dilakukan oleh Yulianto (et al, 2019) diperoleh efisiensi < 70% untuk daya beban lampu LED yang sama dan untuk daya beban lampu LED 200W juga mempunyai efisiensi < 70%.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  beberapa  percobaan  yang  telah dilakukan  pada  penelitian  ini  maka  dapat disimpulkan  bahwa  hasil  pengujian  keluaran inverter  Square  Wave  dengan  effisiensi  terendah sebesar  41,30%  dan  effisiensi  tertinggi  sebesar 83,34%.  Sedangkan  dari  hasil  pengujian  keluaran inverter  SPWM,  effiensi  terendah  sebesar  31,39% dan  effisiensi  tertinggi  sebesar  96,40%.  Pengujian effisiensi  keluaran  inverter  SPWM  jauh  lebih  baik yaitu  sebesar  96,40%  dari  pada  keluaran  inverter Square  Wave  hanya  sebesar  83,34%.  Hasil pengukuran tegangan keluaran inverter Squre Wave tanpa  beban  sebesar  225  VAC  (Rms).  Sedangkan hasil  pengukuran  tegangan  keluaran  inverter SPWM tanpa beban sebesar 223 VAC (Rms).
Adapun masukan-masukan yang dapat
diberikan untuk pengembangan sistem ini ke depan adalah  penambahan  penggunaan  mikrokontroler berbasis  ARM  CORTEX  32  bit  agar  dapat menghasilkan  frekuensi  tinggi  pada  sinyal  SPWM, mengganti  spesifikasi  komponen  diode  pada modul  kontrol  tegangan  agar  kapasitas  inverter lebih besar yang berfungsi sebagai konversi AC ke DC,  mengganti  spesifikasi  komponen  mosfet  agar kapasitas  daya  inverter  bisa  lebih  besar,  topologi push pull dapat diubah menjadi topologi full bridge agar  pensaklaran  mosfet  lebih  baik  dalam menghasilkan daya lebih besar.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdul  Aziz  Zaenal  Buchori,  Andriani  Parastiwi, Fathoni. 2017. Desain dan Implementasi Inverter Gelombang Sinus Murni untuk Beban AC pada Photovoltaic.  JURNAL  ELKOLIND,  September, VOL.04, N0. 3. http://dx.doi.org/10.33795/elkolind.v4i3.118
Benrimati Maharmi. 2017. Perancanan Inverter Satu Fasa  Lima  Level  Modfikasi  Pulse  Width Modulation.  Jurnal  Teknik  Elektro,  Vol  8,  No  1. http://dx.doi.org/10.22441/jte.v8i1.1373
Daniel P. Eggleston, James Michael Doucet, Jeremy S.  Shaw.  2007.  PWM  Pure  Sine  Wave  Power Inverter, Worcester  Polytechnic Institute Digital WPI, https://digitalcommons.wpi.edu/mqp-all .
David Setiawan, Hamzah Eteruddin, Arlenny. 2019. Desain Dan Analisis Inverter Satu Fasa Berbasis Arduino  Menggunakan  Metode  SPWM.  Jurnal Teknik.  Volume  13,  Nomor  2,  pp  128  – 135. https://doi.org/10.31849/teknik.v13i2.347 0 .
Engineersgarage.  2017.  High  and  Low  Side Switching Mosfet. [Online] Available:
https://www.engineersgarage.com/contribution /high-and-low-side-switching-mosfet-part- 1317
Eprojectszone. 2016. How to Generate a Sine Wave From  Arduino  or  Atmega  328,    [Online]. Available: http://www.eprojectszone.com/2016/08/21/ho w-togenerate-a-sine-wave-from-arduino-or- atmega-328/.
Fariz  Yulianto,  Wakhyu  Dwiono,  Winarso.  2019. Analisis  Perbandingan  Efisiensi  Daya  Modified Sine Inverter  Dengan Pure  Sine Inverter.  Jurnal Riset  Rekayasa  Elektro.  Vol.1,  No.1,  Hal.  17~24. DOI: 10.30595/jrre.v1i1.4924
Khairul Azmi, Ira Devi Sara, Syahrizal Syahrizal. 2017. Desain  Dan Analisis Inverter Satu Fasa  Dengan Menggunakan Metode Spwm Berbasis Arduino. Jurnal KITEKTRO. Vol 2, No 4 (2017).
Kholil  Arifuddin.  2016.    Rancang  Bangun  Inverter Untuk Fitting Lampu AC Dengan Menggunakan Sumber  Baterai    DC  12V.  skrpsi  di  Universitas Lampung, Bandar Lampung.
Lalu Riza Aliyan, Rini Nur Hasanah, M. Aziz Muslim. 2014.  Design  of  Inverter  with  Less  Harmonics
Using Buck-Boost Converter and SPWM Method.
International Conference on Electrical Engineering, Computer Science and Informatics, Yogyakarta.
Ray  Mundus 1) ,  Kho  Hie  Khwee 2) ,  Ayong  Hiendro 3) .
2019.  Rancang  Bangun  Inverter  dengan Menggunakan  Sumber  Baterai  DC  12V,  Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura Vol 2 No
1
Ruskardi. 2015. Kajian Teknis dan Analisis Ekonomis PLTS Sistem Terpusat Sebagai Energi Alternatif”. Jurnal Elka. Vol 7, No 1 .
http://dx.doi.org/10.26418/elkha.v7i1.9409 .
Subasian Yusuf Panggabean, F.X Arianto Setyawan,
Syaiful Alam. 2017. Rancang bangun inverer satu fasa  menggunakan  teknik  high  voltage  pwm (pulse  width  modulation).  Electrician  Jurnal Rekayasa  dan  Teknologi  Elektro. Vol.  11  No.  2 . https://doi.org/10.23960/elc.v11n2.2026 .
Syah Jahan Al Achmad*), Iwan Setiawan, dan Trias Andromeda.  2018.  Implementasi  Kontrol  Arus Pada  Inverter  Satu  Fasa  Menggunakan Dspic30f4011 Dengan Metode Kontrol Proportional Resonant, TRANSIENT Jurnal, VOL. 7, NO. 1, https://doi.org/10.14710/transient.7.1.310-318 . Teknik  Elektronika.  2017.  Pengertian  Inverter  dan Prinsip Kerjanya, [Online] Available: https://teknikelektronika.com/pengertian- inverter-prinsip-kerja-power-inverter/
Teknik  Elekronika.  2017.  Pengertian  PWM  (Pulse Width Modulation Atau Modulasi Lebar  Pulsa). [Online]
Available: https://teknikelektronika.com/pengertian-pwm- pulse-width-modulation-atau-modulasi-lebar- pulsa .
Yustinus Andrianus Sinaga 1 , Ahmad Saudi Samosir 2 , Abdul Haris 3 . 2017. Rancang Bangun Inverter 1  Phasa  dengan  Kontrol  Pembangkit  Pulse Width Modulation (PWM). ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro. Volume 11, No.
2.