## Rancang Bangun Catu Daya DC Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535
Ely P. Sitohang, Dringhuzen J. Mamahit, Novi S. Tulung Teknik Elektro, Universitas Sam Ratulangi Manado, Jl. Kampus Bahu-Unsrat Manado, 95115 elysitohang@gmail.com, dringhuzen_mamahit@unsrat.ac.id, novitulung@yahoo.com
Abstract  —  In  this  research,  a  DC  power  supply  system  using ATmega  8535  microcontroller  is  used  as  main  control  device,  4x4 matrix  keypad  as  set-point  input  and  2x16  LCD  to  display  power supply value using CVAVR software as program. The result can be obtained is to  show the average value  of the voltage difference that is  supplied  from  0  to  12  V.  The  system  of  unpowered  DC  power supply  in  multimeter  value  is  equal  to;  0.0700  Volts  and  0.0214 Volts  and  when  given  a  resistor  load of  100  Ω  in  multimeter  value respectively of; 0.0700 Volt and 0.0303 Volt.
Keywords —ATmega 8535, CAVR, Microcontroller, Power Supply.
Abstrak — Dalam penelitian ini dirancang sebuah system catu daya  DC  dengan  menggunakan mikrokontroler  ATmega  8535 sebgai device kendali  utama, keypad matrix 4x4  sebagai  input setpoint dan  LCD  2x16  untuk  tampilan  nilai  catu  daya menggunakan  perangkat  lunak  CVAVR  sebagai  program.  Hasil yang  dapat  diperoleh  adalah  memperlihatkan  nilai  rata-rata selisih  tegangan  yang  disuplai  dari  0  sampai  12  V.  Sistem  catu daya  DC  tanpa  beban  pada  multimeter  nilainya  masing-masing sebesar;  0.0700  Volt  dan  0.0214  Volt  dan  saat  diberi  beban resistor 100 Ω  pada  multimeter nilainya masing-masing sebesar; 0.0700 Volt dan 0.0303 Volt.
Kata   kunci   —   ATmega   8535,   CAVR,   Catu   Daya, Mikrokontroler .

## I. P ENDAHULUAN
Catu  daya  DC  ( power  supply )  suatu  rangkaian  elektronik yang  mengubah  arus  listrik  bolak-balik  menjadi  arus  listrik searah.  Catu  daya  merupakan  bagian  terpenting  dalam elektronika yang memiliki fungsi sebagai sumber tenaga listrik.
Secara  umum  prinsip  rangkaian  catu  daya  terdiri  atas komponen  utama  yaitu  transformator,  dioda  dan  kondensator. Dalam  pembuatan  rangkaian  catu  daya,  selain  menggunakan komponen  utama  juga  diperlukan  komponen  pendukung  agar rangkaian  tersebut  dapat  berfungsi  dengan  baik.  Komponen Pendukung  tersebut  antara  lain  :  sakelar,  sekring  ( fuse ), jack dan plug , Printed  Circuit  Board (PCB)  dan  kabel.  Baik komponen  utama  maupun  komponen  pendukung  sama-sama berperan penting dalam rangkaian catu daya.
Untuk  menggunakan  catu  daya,  kita  harus  menyesuaikan tegangan  keluarannya  dengan  tegangan  yang  dibutuhkan  oleh beban. Umumnya catu daya yang dijual dipasaran menghasilkan  keluaran  tegangan  yang  tidak  stabil  dan pengubahan  nilai  tegangan  keluaran  tidak  dapat  dilakukan dengan mudah, sehingga dibutuhkan sebuah catu daya yang
bisa  diprogram  secara  digital,  tegangan  keluaran  yang dihasilkan  dapat  sesuai  dengan  tegangan  masukan  yang diinginkan, dan ditampilkan ke tampilan LCD ( Display ). Berdasarkan latar belakang inilah penulis mencoba membuat catu  daya  DC  menggunakan  mikrokontroler  sehingga mempermudah untuk mengatur dan mempertahankan tegangan yang diinginkan.

## A. Pengertian Catu Daya / Power Supply
Catu  daya  ( Power  Supply )  adalah  sebuah  perangkat  yang memasok listrik energi untuk satu atau lebih beban listrik. Catu daya  menjadi  bagian  yang  penting  dalam  elektonika  yang berfungsi  sebagai  sumber  tenaga  listrik  misalnya  pada  baterai atau  accu.  Pada  dasarnya power  supply ini  mempunyai konstruksi rangkaian yang hampir sama yaitu terdiri dari trafo, penyearah,  dan  penghalus  tegangan.  Istilah  ini  paling  sering diterapkan  ke  perangkat  yang  mengubah  satu  bentuk  energi listrik  yang  lain,  meskipun  juga  dapat  merujuk  ke  perangkat yang  mengkonversi  bentuk  energi  lain  (misalnya,  mekanik, kimia,  solar)  menjadi  energi  listrik.  Secara  umum  prinsip rangkaian  catu  daya  terdiri  atas  komponen  utama  yaitu  ; transformator,  dioda  dan  kondensator.    Dalam  pembuatan rangkaian  catu  daya  selain  menggunakan  komponen  utama juga  diperlukan  komponen  pendukung  agar  rangkaian berfungsi dengan baik Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak –  balik,  sedangkan  sumber  tegangan  DC  merupakan  sumber tegangan  searah.  Gambar  1  menunjukkan  perbedaan  antara tegangan (a) DC dan (b) AC.
Sumber  DC  yang  disearahkan  dari  sumber  AC  dengan menggunakan  rangkaian  penyearah  yang  dibentuk  dari  dioda dan pada sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada
kutub positif atau sewaktu-waktu pada kutub negatif saja. Ada tiga  macam  rangkaian  searah  yaitu  penyearah  setengah gelombang, gelombang penuh dan sistem jembatan.
Beberapa fungsi yang masuk dalam proses pengubahan catu daya AC ke DC adalah sebagai berikut:

## 1) Penurun Tegangan
Komponen utama  yang bisa digunakan untuk  menurunkan tegangan adalah  transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan lilitan sekunder (N2) yang  dililitkan  pada  suatu  inti    yang    saling    terisolasi    atau terpisah  antara  satu  dengan  yang  lain. Besar tegangan pada lilitan  primer  dan  lilitan  sekunder  ditentukan  oleh  jumlah lilitan  yang  terdapat  pada  bagian primer dan  sekundernya. Dengan  demikian transformator digunakan  untuk memindahkan  daya  listrik   pada   lilitan   primer   ke   lilitan sekundernya   tanpa   adanya perubahan daya.

## 2) Penyearah
Penyearah  digunakan  untuk  menyearahkan  gelombang bolak-balik  (AC)  yang  berasal  dari  jaringan  jala-jala  listrik. Pada  modul  ini  digunakan  penyearah  gelombang  penuh,  dan untuk  mendapatkannya  dapat  dilakukan  dengan  dua  cara yaitu  dengan  menggunakan  dua  buah  atau  empat  dioda jembatan.

## B. Mikrokontroler Atmega8535
Microkontroler  sesuai  namanya  adalah  suatu  alat  atau komponen pengontrol atau pengontrol  yang berukuran mikro atau  kecil.  Sebelum  ada  mikrokontroler,  terlebih  dulu  ada mikroprosesor.  Bila  dibandingkan  dengan  mikroprosesor, mikrokontroler  jauh  lebih  unggul  karena  terdapat  berbagai alasan, diantaranya :
1) Tersedianya I/O
I/O  dalam  mikrokontroler  sudah  tersedia  sementara  pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI 8255.

## 2) Memori Internal
Memori  merupakan media untuk menyimpan program  dan data  sehingga  mutlak  harus  ada.  Mikroprosesor  belum memiliki  memori  internal  sehingga  memerlukan  IC  memori eksternal.  Dengan  kelebihan-kelebihan  di  atas,  ditambah dengan  harganya  yang  relatif  murah  sehingga  banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih kemikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan,  mikroprosesor  tetap  digunakan  sebagai  dasar dalam  mempelajari  mikrokontroler.  Inti  kerja  dari  keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler  adalah  IC  yang  dapat  diprogram  berulang kali, baik ditulis atau dihapus [2]. Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.
Beberapa  tahun  terakhir,  mikrokontroler  sangat  banyak digunakan  terutama  dalam  pengontrolan  robot.  Seiring
perkembangan  elektronika,  mikrokontroler  dibuat  semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR ( Alf and Vegard’ s Risc  processor )  ATmega8535  yang  menggunakan  teknologi RISC  ( Reduce  Instruction  Set  Computing )  dimana  program berjalan  lebih  cepat  karena  hanya  membutuhkan  satu  siklus clock  untuk  mengeksekusi  satu  instruksi  program.  Secara umum,  AVR  dapat  dikelompokkan  menjadi  4  kelas,  yaitu kelas  ATtiny,  keluarga  AT90Sxx,  keluarga  ATmega,  dan AT86RFxx.  Pada  dasarnya  yang  membedakan  masing- masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi  arsitektur  dan  instruksi  yang  digunakan,  mereka  bisa dikatakan hampir sama.
Mikrokontroler  AVR  ATmega8535  memiliki  fitur  yang cukup  lengkap.  Mikrokontroler  AVR  ATmega8535  telah dilengkapi  dengan  ADC internal ,  EEPROM internal , Timer/Counter ,  PWM, analog  comparator [1].  Sehingga dengan  fasilitas  yang  lengkap  ini  memungkinkan  kita  belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535.
Fitur-fitur  yang  dimiliki  oleh  mikrokontroler  ATmega8535 adalah sebagai berikut:
a. Saluran  I/O  sebanyak  32  buah,  yaitu port A, port B, port C, dan port D.
b. ADC internal sebanyak 8 saluran.
c. Tiga buah Timer / Counter dengan kemampuan pembandingan.
d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
e. SRAM sebesar 512 byte.
f. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read Write .
g. Port antarmuka SPI.
h. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
i. Antarmuka komparator analog.
j. Port USART untuk komunikasi serial
k. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

## 3) Konstruksi ATmega 8535
Mikrokontroler  ATmega8535  memiliki  3  jenis  memori, yaitu  memori  program,  memori  data  dan  memori  EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.

## a. Memori program
ATmega8535  memiliki  kapasitas  memori  progam  sebesar 8 K byte yang  terpetakan  dari  alamat  0000h  –  0FFFh  dimana masing-masing  alamat  memiliki  lebar  data  16  bit.  Memori program  ini  terbagi  menjadi  2  bagian  yaitu  bagian  program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535  memiliki  kapasitas  memori  data  sebesar  608 byte  yang  terbagi  menjadi  3  bagian  yaitu  register  serba  guna, register  I/O  dan  SRAM.  ATmega8535  memiliki  32 byte register  serba  guna,  64  byte  register  I/O  yang  dapat  diakses sebagai  bagian  dari  memori  RAM  (menggunakan  instuksi  LD atau  ST)  atau  dapat  juga  diakses  sebagai  I/O  (menggunakan instruksi IN atau OUT ), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

## c. Memori EEPROM
ATmega8535  memiliki  memori  EEPROM  sebesar  512 byte yang  terpisah  dari  memori  program  maupun  memori  data. Memori  EEPROM  ini  hanya  dapat  diakses  dengan menggunakan  register-register  I/O  yaitu register EEPROM Address , register EEPROM Data ,  dan register EEPROM Control . Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses  data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif  lebih  lama  bila  dibandingkan  dengan  mengakses  data dari SRAM.
ATmega8535  merupakan  tipe  AVR  yang  telah  dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi,  mode  operasi,  dan  kemampuan filter derau  yang amat  fleksibel,  sehingga  dengan  mudah  disesuaikan  dengan kebutuhan ADC itu sendiri.
ATmega8535  memiliki  3  modul timer yang  terdiri  dari  2 buah timer / counter 8  bit  dan  1  buah timer / counter 16  bit. Ketiga modul timer / counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda  secara  individu  dan  tidak  saling  mempengaruhi  satu sama  lain.  Selain  itu,  semua timer / counter juga  dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer / counter ini  memiliki  register  tertentu  yang  digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial  Peripheral  Interface (SPI)  merupakan  salah  satu mode  komunikasi  serial  syncrhronous  kecepatan  tinggi  yang dimiliki  oleh  ATmega8535. Universal  Syncrhronous  and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan  salah  satu  mode  komunikasi  serial  yang  dimiliki oleh  ATmega8535.  USART  merupakan  komunikasi  yang memiliki  fleksibilitas  tinggi,  yang  dapat  digunakan  untuk melakukan  transfer  data  baik  antar  mikrokontroler  maupun dengan  modul-modul  eksternal  termasuk  PC  yang  memiliki fitur UART.
USART  memungkinkan  transmisi  data  baik  secara syncrhronous  maupun  asyncrhronous,  sehingga  dengan memiliki  USART  pasti  kompatibel  dengan  UART.  Pada ATmega8535,  secara  umum  pengaturan  mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah  sama.  Perbedaannya  hanyalah terletak pada sumber clock saja.
Jika  pada  mode asyncrhronous masing-masing  peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous
hanya  ada  satu  sumber  clock  yang  digunakan  secara bersamasama. Dengan demikian, secara hardware untuk  mode asyncrhronous hanya  membutuhkan  2  pin  yaitu  TXD  dan RXD,  sedangkan  untuk  mode syncrhronous harus  3  pin  yaitu TXD, RXD dan XCK.
Sedangkan  untuk  inisialisasi  pengambilan  program  dari memori  ekternal  diatur  pada  pin  .  Sama  dengan  memori internal,  program  hanya  dapat  dibaca.  Penggunaan  sebagai memori data, dilakukan pada pin dan pin . Pin untuk penulisan data dan pin untuk pembacaan data.

## 4) Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535
Konfigurasi  pin  ATmega8535  dengan  kemasan  40  pin  DIP (Dual  Inline  Package) dapat  dilihat  pada  gambar  2.  Dari gambar  tersebut  dapat  dijelaskan  fungsi  dari  masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
a. VCC  merupakan  pin  yang  berfungsi  sebagai  masukan catu daya.
b. GND merupakan pin Ground .
c. Port  A  (PortA0…PortA7)  merupakan  pin input/output dua arah dan pin masukan ADC.
d. 4. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus.
e. Port  C  (PortC0…PortC7)  merupakan  pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus
f. Port  D  (PortD0…PortD7)  merupakan  pin input/output dua  arah  dan  pin  fungsi  khusus,  seperti  yang  terlihat pada tabel dibawah ini.
g. RESET merupakan  pin  yang  digunakan  untuk  me- reset mikrokontroler.
h. XTAL1  dan  XTAL2  merupakan  pin  masukan clock eksternal.
i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j. AREFF  merupakan  pin  masukan  tegangan  referensi ADC.
Ely P. Sitohang − Rancang Bangun Catu Daya DC Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535

## C. Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang sangat  penting  fungsinya.  Pengertian  kapasitor  adalah  suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan  listrik  atau  energi  listrik.  Selain  itu,  kapasitor  juga dapat  berfungsi  sebagai  penyaring  frekuensi.  Kapasitor memiliki  berbagai  macam  ukuran  dan  bentuk  tergantung  dari kapasitas, tegangan kerja dan faktor lainnya yang berpengaruh. Kapasitor  sering  disebut  juga  dengan  kondensator.  Fungsi kapasitor  untuk  menyimpan  muatan  listrik  disebut  dengan kapasitansi  atau  kapasitas.  Kapasitor  memiliki  simbol  C ( Capasitor )  sedangkan  fungsi  kapasitor  dalam  menyimpan muatan listrik disimbolkan oleh F (Farad).
Disimbolkan  dengan  Farad  karena  yang  menemukan kapasitor  adalah  Michael  Faraday  (1791  –  1867).  Bentuk kapasitor  adalah  dua  buah  lempengan  logam  yang  saling sejajar  dan  diantara  dua  lempengan  tersebut  terdapat  bahan isolator yang disebut dengan dielektrik. Dielektrik ini adalah bahan  yang  bisa  mempengaruhi  nilai  kapasistansi  kapasitor. Bahan  dielektrik  pun  bermacam-macam,  bisa  terbuat  dari mika,  film,  kertas,  udara,  gelas,  vakum,  keramik,  dan sebagainya.  Dengan  adanya  dielektrik  ini,  kapasitor  dapat dibedakan antara kapasitor yang satu dengan yang lainnya.

## D. Operasional Amplifier (Op-Amp) IC LM741
Penguat  operasional  ( Op-Amp )  adalah  suatu  blok  penguat yang  mempunyai  dua  masukan  dan  satu  keluaran.  Penguat operasional ( Op-Amp ) dikemas dalam suatu  rangkaian terpadu ( integrated  circuit-IC ).  Salah  satu  tipe operasional  amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM741. IC LM741 merupakan operasional amplifier yang dikemas dalam bentuk dual in-line package (DIP). Kemasan IC jenis DIP memiliki tanda bulatan atau  strip  pada  salah  satu  sudutnya  untuk  menandai  arah  pin atau  kaki  nomor  1  dari  IC  tersebut.  Penomoran  IC  dalam kemasan  DIP  adalah  berlawanan  arah  jarum  jam  dimulai  dari pin  yang  terletak  paling  dekat  dengan  tanda  bulat  atau  strip pada kemasan DIP tersebut. IC LM741 memiliki kemasan DIP 8 pin seperti terlihat pada gambar berikut.
Pada  IC  ini  terdapat  dua  pin  input,  dua  pin power  supply , satu pin  output ,  satu pin NC  ( No  Connection ),  dan  dua  pin offset  null.  Pin  offset  null memungkinkan  kita  untuk melakukan  sedikit  pengaturan  terhadap  arus  internal  di  dalam IC  untuk  memaksa  tegangan  output  menjadi  nol  ketika  kedua input bernilai nol.
IC LM741 berisi satu buah Op-Amp , terdapat banyak tipe IC lain  yang  memiliki  dua  atau  lebih Op-Amp dalam  suatu kemasan  DIP.  IC Op-Amp memiliki  karakteristik  yang  sangat mirip  dengan  konsep Op-Amp ideal  pada  analisis  rangkaian. Pada  kenyataannya  IC Op-Amp terdapat  batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan.

## Gambar 3. Pin kaki IC LM 741
1)
Pertama,  tegangan  maksimum  power  supply  tidak boleh melebihi rating maksimum, karena akan merusak IC.
2) Kedua, tegangan output dari IC op amp biasanya satu atau  dua  volt lebih kecil dari tegangan power supply . Sebagai contoh,  tegangan  swing  output  dari  suatu op  amp dengan tegangan supply 15 V adalah ±13V.
3) Ketiga,  arus output dari  sebagian  besar  op  amp memiliki  batas  pada  30mA,  yang  berarti  bahwa  resistansi beban  yang  ditambahkan  pada output op  amp  harus  cukup besar  sehingga  pada  tegangan output maksimum,  arus output yang mengalir tidak melebihi batas arus maksimum.
IC op-amp LM 741 memiliki 8 pin. Gambar 3 Menunjukkan susunan pin Kaki dari IC operational amplifier (Op-Amp) LM 741.
Pada sebuah peguat operasional ( Op-Amp ) dikenal beberapa istilah yang sering dijumpai, diantaranya adalah :
a. Tegangan  ofset  masukan  ( input  offset  voltage )  Vio menyatakan   seberapa  jauh  v+  dan  v  terpisah  untuk mendapatkan keluaran 0 volt.
b. Arus  offset  masukan  ( input  offset  current )  menyatakan kemungkinan seberapa berbeda kedua arus masukan.
c. Arus  panjar  masukan  ( input  bias  current )  memberi ukuran besarnya arus basis (masukan).

## E. Dioda
Dioda  adalah  komponen  elektronik  yang  mempunyai  dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda . Anoda untuk polaritas positif  dan katoda untuk  polaritas  negatif.  Di  dalam  dioda terdapat junction (pertemuan)  dimana  semikonduktor  type-p dan semi konduktor type- n bertemu.

## 1) Fungsi Dioda
Fungsi  dioda  ini  memang  unik,  yaitu  hanya  dapat mengalirkan  arus  satu  arah  saja.  Fungsi  dioda  paling  umum adalah  untuk  memperbolehkan  arus  listrik  mengalir  dalam suatu  arah  (disebut  kondisi  panjar  maju)  dan  untuk  menahan arus  dari  arah  sebaliknya  (disebut  kondisi  panjar  mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan dimana katup akan terbuka jika ada air  yang  mengalir  dari  belakang  katup  menuju  ke  depan,
sedangkan  katup  akan  menutup  oleh  air  yang  mengalir  dari depan menuju ke belakang.
Fungsi  dioda  yang  lainnya  adalah  sebagai  penyearah  sinyal tegangan  AC  menjadi  sinyal  DC.  Untuk  dapat  digunakan sebagai penyearah setengah gelombang Anda bisa menggunakan  sebuah dioda .  Namun  jika  ingin  menjadi penyearah gelombang penuh, Anda harus menggunakan 4 buah dioda  yang  dirangkai  seperti  jembatan  atau  dengan menggunakan 2 buah dioda dengan trafo yang memiliki center tap (CT).
Dioda  semikonduktor  hanya  dapat  melewatkan  arus  searah saja,  yaitu pada saat  dioda diberikan catu maju ( forward  bias ) dari anoda (sisi  P)  ke katoda (sisi  N).  Pada  kondisi  tersebut dioda dikatakan dalam keadaan menghantar (memiliki tahanan dalam  sangat  kecil).  Sedangkan  bila  dioda  diberi  catu terbalik ( reverse  bias )  maka  maka  pada  kondisi  ini  dioda  tidak menghantar  (memiliki  tahanan  dalam  yang  tinggi  sehingga arus sulit mengalir).
Untuk dioda silikon arus mulai  dilewatkan setelah tegangan ≥  0.7  Volt  DC,  sedangkan  untuk  dioda Germanium mulai dilewatkan  setelah  tegangan  mencapai  ≥  0.3  Volt  DC. Penerapan  dioda  semi  konduktor  yang  umum  adalah  sebagai penyearah,  selain  fungsi  lain  seperti  pembatas  tegangan, detektor dan clipper .
Secara  umum,  jika  diuraikan  maka  fungsi-fungsi  diode adalah sebagai berikut:
a. Penyearah, contoh : dioda bridge.
b. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener.
c. Pengaman /sekering.
d. Sebagai rangkaian clipper,  yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.
e. Sebagai  rangkaian  clamper,  yaitu  untuk  menambahkan komponen dc kepada suatu sinyal ac.
f. Pengganda tegangan.
g. Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode).
h. Sebagai  sensor  panas,  contoh  aplikasi  pada  rangkaian power amplifier
i. Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo.
j. Sebagai  rangkaian  VCO  (voltage  controlled  oscilator), yaitu dioda varactor.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Tempat dan Waktu
Proses  perancangan  dan  implementasi  serta  pengujian rangkaian  osiloskop  ini  dilakukan  di  dua  tempat  yaitu;  rumah penulis,  serta  Laboratorium  Elektronika  dan  Instrumentasi UNSRAT  dengan  waktu  pelaksanaan  mulai  dari  Mei  2017 sampai September 2016.

## B. Perancangan Perangkat Keras
Rancangan  perangkat  keras  dalam  tugas  akhir  ini  dapat dibagi  menjadi  dua  bagian  yakni;  bagian  utama  dan  bagian catu  daya.  Secara  ringkas  kedua  bagian  tersebut  dapat dijabarkan sebagai berikut.

## 1) Bagian utama
Bagian ini berfungsi untuk mengeluarkan tegangan keluaran berdasarkan  nilai  yang  dimasukkan  oleh  pengguna  melalui keypad  kemudian  membaca  nilai  tegangan  dan  arus keluarannya serta menampilkannya ke LCD. Bagian utama ini digambarkan pada gambar 4 dan terdiri dari;

## a. Mikrokontroler AVR ATmega 8535
Inti  dari  bagian  utama  ini  adalah  mikrokontroler  AVR ATmega8535  yang  digunakan  sebagai  pusat  pengendali tegangan  keluaran,  serta  pusat  pemrosesan  input  dan  output dari  berbagai device seperti  DAC,  keypad  dan  LCD. Setidaktidaknya  terdapat  empat  fungsi  dari  mikrokontroler  ini yakni;  melakukan  scanning  keypad,  mengatur  tegangan keluaran berdasarkan input dari pengguna, membaca tegangan dan  arus  keluaran  serta  menampilkan  hasil  pembacaan tegangan dan arus ke dalam LCD.
b. R2R 8-bit DAC
Karena tegangan keluaran catu daya ini adalah analog maka untuk menghasilkan tegangan analog dari mikrokontroler  diperlukan  sebuah  pengubah  digital  ke analog  (DAC)  yang  terdiri  dari  R2R- ladder dan  sebuah penguat op-amp.
c. Penguat daya (power amplifier)
Bagian  ini berfungsi untuk menguatkan daya dari tegangan keluaran.  Karena  keluaran  dari  DAC  (dalam  hal  ini keluarannya  berasal  dari  op-amp)  arusnya  cukup  kecil  maka diperlukan  sebuah  penguat  daya.  Rangkaian  penguat  daya  ini terdiri dari dua tingkatan.
d. Keypad
Digunakan  untuk  memasukkan  input  tegangan  yang diinginkan.

## e. LCD
Digunakan  untuk  menampilkan  nilai  tegangan  set  serta tegangan dan arus keluaran.
f. Pembagi tegangan (voltage divider)
Karena  tegangan  keluaran  maksimum  dari  catu  daya  ini sebesar 12 V  sedangkan  tegangan masukkan maksimum ADC pada  AVR  ATmega8535  adalah  sebesar  5  V  maka  untuk membaca  tegangan  keluaran  tersebut  diperlukan  rangkaian pembagi  tegangan  untuk  menyesuaikan  tegangan  maksimum keluaran catu daya dan tegangan masukan maksimum ADC.
Ely P. Sitohang − Rancang Bangun Catu Daya DC Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535
Gambar 4. Diagram blok sistem utama

## g. R-shunt
Digunakan  sebagai  pembatas  arus  dan  berguna  sebagai pengatur  sensitivitas  arus  yang  akan  dibaca  oleh  ADC  AVR ATmega 8535.

## 2) Bagian catu daya
Bagian  ini  berfungsi  untuk  menyuplai  daya  listrik  ke rangkaian-rangkaian pada bagian utama. Secara ringkas bagian ini terdiri dari;

## a. Transformator Penurun tegangan (steep-down transformer)
Berguna  untuk  menurunkan  tegangan  AC  dari  jala-jala listrik PLN 220 VAC menjadi 18 VAC CT dan 6 VAC.

## b. Diode
Digunakan  untuk  mengubah  tegangan  bolak-balik  dari transformator menjadi tegangan searah.

## c. Elektrolit kapasitor (Elco)
Berfungsi untuk memfilter tegangan dari diode agar menjadi lebih stabil dan bersih.

## d. Regulator
Untuk  meregulasi  tegangan  agar  menjadi  tegangan  yang betul-betul stabil.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Pengujian Tegangan Keluaran Tanpa Beban
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  yang  dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut;
1) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh ADC (|Vset - Vout|) pada kondisi  tanpa  beban  nilainya  adalah  sebesar;  0.0700 Volt.
2) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh multimeter (|Vset - Vmm|) pada  kondisi  tanpa  beban  nilainya  adalah  sebesar; 0.0214 Volt.

## B. Pengujian Tegangan Keluaran Dengan Beban Resistor 100Ω
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  yang  dilakukan dengan  menggunakan  beban  resistor  100  Ω    didapatkan  hasil sebagai berikut;
1) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh ADC (|Vset - Vout|) pada kondisi  berbeban  nilainya  adalah  sebesar;  0.0700 Volt.
2) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh multimeter (|Vset - Vmm|) pada  kondisi  berbeban  nilainya  adalah  sebesar; 0.0303 Volt.

## C. Pengujian Tegangan Keluaran Dengan Beban Resistor 47Ω
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  yang  dilakukan dengan  menggunakan  beban  resistor  47  Ω    didapatkan  hasil sebagai berikut;
1) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh ADC (|Vset - Vout|) pada kondisi berbeban nilainya adalah sebesar; 0.0700Volt.
2) Rata-rata  selisih  antara  tegangan  set  dan  tegangan keluaran yang terbaca oleh multimeter (|Vset - Vmm|) pada  kondisi  berbeban  nilainya  adalah  sebesar; 0.0450Volt.

## D. Pengujian Arus Keluaran Dengan Beban Resistor 100 Ω
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  yang  dilakukan dengan  menggunakan  beban  resistor  100  Ω    didapatkan  hasil sebagai berikut;
1) Rata-rata  selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran yang  terbaca  oleh  ADC  (|Iideal  -  Iout|)  pada  kondisi berbeban nilainya adalah sebesar; 0.0270 Ampere.
2) Rata-rata  selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran yang  terbaca  oleh  multimeter  (|Iideal  –  Immt|)  pada kondisi  berbeban  nilainya  adalah  sebesar;  0.0048 Ampere.

## E. Pengujian Arus Keluaran Dengan Beban Resistor 47 Ω
Dari  hasil  pengamatan  dan  pengukuran  yang  dilakukan dengan  menggunakan  beban  resistor  47  Ω    didapatkan  hasil sebagai berikut;
1) Rata-rata  selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran yang terbaca oleh ADC (| Iideal - Iout |) pada kondisi berbeban nilainya adalah sebesar; 0.0297 Ampere.
2) Rata-rata  selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran yang  terbaca  oleh  multimeter  (|Iideal  –  Imm|)  pada kondisi  berbeban  nilainya  adalah  sebesar;  0.0032 Ampere.

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN

## A. Kesimpulan
Dari  rancangan  dan  implementasi  catu  daya  DC  berbasisi mikrokontroler AVR ATmega 8535 maka dapat disimpulkan;
1) Rancangan catu daya DC berbasis mikrokontroller ATMega 8535 telah berhasil diimplementasikan dengan kemampuan menyuplai tegangan dari 0 sampai 12 V sesuai dengan nilai yang di input pada keypad sebagai setpoint.
2) Dari  hasil  analisa  pengukuran  tegangan  dari  catu  daya  ini didapatkan hasil;
a. Saat tanpa beban, rata-rata selisih antara tegangan set dan  tegangan  keluaran  yang  terbaca  oleh  ADC  dan
multimeter  nilainya  masing-masing  sebesar;  0.0700 Volt dan 0.0214 Volt.
b. Saat  diberi  beban  resistor  100  Ω,  rata-rata  selisih antara  tegangan  set  dan  tegangan  keluaran  yang terbaca  oleh  ADC  dan    multimeter  nilainya masingmasing sebesar; 0.0700 Volt dan 0.0303 Volt.
Sementara  saat  diberi  beban  47  Ω  rata-rata  selisih antara  tegangan  set  dan  tegangan  keluaran  yang terbaca  oleh  ADC  dan    multimeter  nilainya masingmasing sebesar; 0.0700 Volt dan 0.0450 Volt.
c. Dari hasil Analisa pengukuran arus dari catu daya ini didapatkan  hasil;  Saat  diberi  beban  resistor  100  Ω, rata-rata  selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran yang  terbaca  oleh  ADC  dan    multimeter  nilainya masing-masing sebesar; 0.0270 Ampere dan 0.0048 Ampere.  Sementara  saat  diberi  beban  47  Ω  rata-rata selisih  antara  arus  ideal  dan  arus  keluaran  yang terbaca  oleh  ADC  dan    multimeter  nilainya masingmasing  sebesar;  0.0297  Ampere  dan  0.0032 Ampere.

## B. Saran
1) Untuk  pengembangan  selanjutnya  catu  daya  ini kiranya  dapat  dikembangkan  agar  keluarannya  bukan hanya bersifat arus searah (DC) tetapi juga arus bolak- balik (AC).
2) Karena  tegangan  keluaran  maksimumnya  hanya  12 VDC maka disarankan pada pengembangan selanjutnya tegangan keluarannya dapat ditingkatkan.

## V. K UTIPAN
[1] A.  Setiawan,  20 Aplikasi  Mikrokontroler  ATMEGA8535  dan ATMEGA16, Andi Offset, Yogyakarta, 2011.
[2] A. Winoto, Mikrokontroler AVR ATMEGA8/32/16/8535 dan Pemrogramannya  dengan  Bahasa  C  pada  WinAVR .  Informatika,
Bandung, 2010. [3] Atmel. ATmega   8535 . [online]. tersedia   di: http://www.atmel.com/images/doc2502.pdf
[4] Daryanto, Teknik  Dasar  Elektronika  Komunikasi .  Bandung:  PT.  Sarana Tutorial Nurani Sejahtera,2012.
[5] F. Suryatmo, Teknik Pengukuran Listrik dan Elektronika . Jakarta: Bumi Aksara. 1999
[6] Gamayel, Rizal, Budiharto.W., Belajar sendiri 12 Proyek Mikrokontroler Untuk Pemula . PT.Elex Media Komputindo. Jakarta, 2007.
[7] L.  Wardhana, Belajar  Sendiri  Mikrokontroler  AVR  Seri  ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi . Yogyakarta: Penerbit Andi, 2006.
[8] Malvino,  A.  Paul. Prinsip  Prinsip  Elektronika .  Terjemahan  Joko Santoso. Salemba Teknika. Jakarta, 2003.
[9] Muhsin  Muhammad, Elektronika  Digital .  Yogyakarta:  Penerbit  Andi, 2004.
[10] O. Bhisop, Dasar-dasar Elektronika . Erlangga, Jakarta, 2004.
[11] Pirowarno, Mikroprocessor  dan  Interfacing.  Edisi  1 ,  Penerbit  Andi, Yogyakarta, 1998.
[12] S.Rangkuti, Mikrokontroler ATMEL AVR . Bandung: Informatika [13] Sapiie,  Soedjana.,  Nishino,  Osamu, Pengukuran  Dan  Alat-Alat  Ukur Listrik . cetakan keenam. PT. Pradnya Paramita. Jakarta, 2000
[14] Sulistiyanti,  S.R,  FX.A  Setiawan. Dasar  Sistem  Kendali .  Universitas Lampung. Bandar Lampung, 2006

## [15] Sumanto, Mesin Arus Searah. ANDI OFFSET: Yogyakarta, 1994.
Penulis  bernama  lengkap  Ely  Pankratius Sitohang, anak ke-empat dari lima bersaudara.  Lahir  dari  pasangan  Tombang Theodorus  Sitohang  dan  Tiapul  Meliana Simanungkalit,  di  Medan  pada  tanggal  19 Mei 1990. Penulis  telah  menempuh  Pendidikan secar  berturut-turut  di  SD  Swasta  Katolik Asisi  Medan  (1996-2002),  SMP  Swasta Katolik  Asisi  Medan  (2002-2005),  SMK Taruna Padang Sidempuan Tapanuli Selatan (2005-2008).  Selama  menempuh  pendiikan di  SMK  Taruna  Padang  Sidempuan Tapanuli Selatan penulis juga aktif sebagai Sekretaris OSIS.
Pada  tahun  2010  penulis  melanjutkan  Pendidikan  di  Fakultas  Teknik Universitas  Sam  Ratulangi  Manado  di  Jurusan  Teknik  Elektro,  dengan mengambil  konsentrasi  Minat  Teknik  Elektronika  pada  tahun  2012.  Selama menempuh  Pendidikan  di  Fakultas  Teknik  penulis  juga  melaksanakan  Kerja Praktek di PT. Indosat Manado pada tahun 2015. Penulis aktif dalam kegiatan Himpunan Mahasiswa Elektro (HME) dan UPK Keluarga Mahasiswa Katolik Fakultas Teknik.