## PERANCANGAN POWER SUPPLAY DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN KEYPAD SEBAGAI PEMILIH TEGANGAN
Abstrak-Perkembangan teknologi semakin pesat, hampir  semua  aspek  kehidupan  manusia,  telah tersentuh dengan teknologi, dimana pemakaian perangkat  elektronik  khususnya  rangkaian  Catu  Daya dimana  manfaat  dari  sebuah  rangkain  ini  sangat penting  dalam  rangkaian  elektronika  lainya.  Karena dimana rangkaian elektronik apapun selalu memerlukan  rangkaian  catu  daya,  baik  catu  daya sederhana  maupun  catu  daya  yang  sangat  memiliki berbagai macam IC.
Sehingga  tepikirlah  untuk  merancang  power supply  digital  dengan  menggunakan  keypad  sebagai pemilih tegangan. Karena dengan power supply ini kita mudah  menggunakan  tegangan  yang  kita  inginkan, apabila  kita  ingin  mencoba  suatu  alat  elektronika seperti  fan  yang  perlu  kita  ketahui  tegangan  fan minimal  8volt-12volt  kita  hanya  menekan  tombol  8 maka  keluarlah  tengan  8volt  dari  power  supply.  Jadi kita  mudah  mengetahui  apakah  alat  elektronika  yang kita coba baik atau dalam keadaan rusak.
Secara  umum  Power  Supply  Digital  ini
menggunakan
ACI LM4558N,
ADC0804,
mikrokontroller  ATmega  16  dan  Mini  Servo.  Power supply  Digital  ini  mempunyai  batas  tegangan  -24  V sampai  dengan  24  V.  melebihi  dari  tegangan  yang tercatum  maka  tegangan  tak  akan  keluar  karena digunakan batas minimal 0,5volt sampai dengan 24volt.
Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  power supply  digital  berbasis  mikrokontroler  menggunakan keypad    telah  di  desain  memiliki  respon  yang  lebih cepat dari pada power supply analog yang menggunakan  potensio  meter.  Karena  kita  hanya menekan tombol yang ada pada keypad maka keluaran dari power suplay sesuai yang kita iginkan.
Kata kunci  : ATmega 16, Mini servo, Mikrokontroler, Ic LM4558N,  Adc0804,  Rangkain  Catu Daya, rangkain Op-Amp

## I. PENDAHULUAN
Sumber tegangan atau power supply penggunaanya  sangat  luas  sekali  terutama  di laboratorium  teknik  elektro  dan  dalam  praktikum elektronika  analog  sebuah  power  supply  yang  dapat diatur  teganganya  menjadi  sesuatu  yang  harus dipenuhi.  Power  supply  model  dulu  atau  sering disebut dengan power supply analog masi menggunakan  putaran  analog  sehingga  sangat  sulit untuk  mendapatkan  pengaturan  tegangan  keluaran yang sesuai dengan keinginan pemakai.
Perkembangan  teknologi  digital  sekarang  maka dikembangkan power supply digital dimana pengaturan  tegangan  keluaran  dilakukan  secara digital  sehingga  hasil  tengagan  keluaran  menjadi lebih teliti.
Degan  latar  belakang  inilah  maka  akan dirancang  sebuah  power  supply  digital  berbasis mikrokontroler  ATmega16  dengan  menggunakan keyped.  Fungsi  keyped  berfungsi  sebagai  pemilih tegangan yang diinginkan.

## II. DASAR TEORI

## A. Sistem Pengontrolan
System pengontrol sebut kendali berarti mengukur  nilai  dari  variabel  sistem  yang  dikontrol dan  menerapkan  manipulasi  ke  sistem  untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki. Sedangkan sistem adalah  kombinasi  dari  beberapa  komponen  yang bekerja  bersama-sama  dan  melakukan  suatu  sasaran tertentu.
Nolvensius  Ch. Makasenggehe (1) ., , Benefit Narasiang (2) ., Sherwin R.U.A Sompie (3) ., Bahrun (4)
Jurusan Teknik Elektro-FATEK,UNSRAT,Manado. Email : mnolvensius_e2@yahoo.com 1.Mahasiswa S1 T. Elektro Fakultas Teknik UNSRAT, 2,3,4 Dosen Jurusan Teknik Elektro UNSRAT
Gambar 1.   pin out IC 78xx dan 79xx

## B. Catu Daya
Perangkat elektronika  dicatu oleh suplai arus searah DC  ( direct  current )  yang  stabil  agar  dapat  bekerja dengan  baik.  Baterai  atau  accu  adalah  sumber  catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan  catu  daya  lebih  besar,  sumber  dari baterai  tidak  cukup.  Sumber  catu  daya  yang  besar adalah  sumber  bolak-balik  AC  ( alternating  current ) dari  pembangkit  tenaga  listrik.  Untuk  itu  diperlukan suatu  perangkat  catu  daya  yang  dapat  mengubah arus  AC  menjadi  DC.  Pada  tulisan  kali  ini  disajikan prinsip  rangkaian  catu  daya  ( power  supply )  linier mulai  dari  rangkaian  penyearah  yang  paling sederhana  sampai pada catu  daya yang ter-regulasi. Regulator  Voltage  berfungsi  sebagai  filter  tegangan agar  sesuai  dengan  keinginan.  Oleh  karena  itu biasanya  dalam  rangkaian  power  supply  maka  IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan  tegangan.  susunan  kaki  IC  regulator tersebut dapat dilihat pada gambar 1.
Penguat  operasional  (operational  amplifier  –  op- amp)  digunakan  untuk  membentuk  fungsi-fungsi linier dan tak linier yang bermacam-macam. Penguat operasional  biasa  dijumpai  dalam  bentuk  rangkaian terpadu  (IC)  dan  biasanya  dibuat  dalam  bentuk kemasan  yang  mempunyai  8  sampai  16  pin  yang berisi satu sampai 4 penguat operasional. Keunggulan  rangkaian  yang  dikemas  dalam  bentuk IC selain ukuran  yang  kecil juga kecepatan kerjanya tinggi  dan  mempunyai  kehandalan  yang  tinggi  juga. Penguat operasional merupakan rangkaian penguatan-tinggi  yang  sering  disebut  sebagai rangkaian  terpadu  linier  dasar.  Dengan  beberapa karakteristik  khas  membuatnya  merupakan  pilihan bagi para perancang rangkaian penguat.

## C. Motor Servo
Motor  servo  adalah  sebuah  motor  dengan  sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan  kembali  ke  rangkaian  kontrol  yang ada  di  dalam  motor  servo.  Motor  ini  terdiri  dari sebuah  motor  DC,  serangkaian  gear,  potensiometer dan  rangkaian  kontrol.  Potensiometer  berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo.
Gambar 2. Servo Motor Standar
Gambar 3.   DI Smart AVR ATMega 16

## D. Mikrokontroler AVR ATMega 16
Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprosesor  di  mana  di  dalamnya  sudah  terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainya  yang  sudah  saling  terhubung  dan  terorganisai (terlamati) dengan  baik  oleh pabrik  pembuatnya  dan dikemas  dalam  satu  chip  yang  siap  pakai.sehingga kita  tinggal  memprogram  isi  ROM  sesuai  aturan penggunaan  oleh  pabrik  pembuatnya.  (Ardi  Winoto, Mikrokontroler  AVR  ATmega8/  16/  32/  8535  dan Pemogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR).
Mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengolahan data dan pengendali bagi perangkat lain seperti sensor. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) standar memilki arsitektur 8 bit, semua instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock.

## E. Keypad
Pada  keypad  ini  digunakan  sistem  scan  yaitu dengan  memberikan  logika  rend secara  bergantian,  logika  rendah  dihasilkan  oleh mikrokontroler  melalui  program.  Dengan  adanya logika rendah pada kolom maka mengakibatkan pada baris  akan  berlogika  rendah  pada  saat  salah  satu tombol ditekan.

## F. LCD (Liquid Crystal Display)
M1632  merupakan  sebuah  modul  LCD  Dot matrik  yang  mengkonsumsi  daya  rendah  buatan Seiko  Instrument  Inc  dengan  tingkat  kontras  yang cukup tinggi serta pengontrol LCD CMOS yang telah terpasang  dalam  modul  tersebut.  Pengontrol  telah dilengkapi  dengan  sebuah  pembangkit  karakter ROM/RAM  dan  penampil  data  RAM.  Semua  fungsi penampil  dikontrol  oleh  instruksi  dan  modul  dapat dengan mudah diantarmukakan dengan mikroprosessor unit (MPU).

## G. Bahasa Pemrograman  CodeVisionAVR
CodeVisionAVR  pada  dasarnya  merupakan perangkat lunak pemrograman keluarga  AVR  berbasis  bahasa  C.  Ada  tiga komponen  penting  yang  telah  diintegrasikan  dalam perangkat  lunak  ini:  Compiler  C,  IDE  dan  program generator.

## III. PERANCANGAN SISTEM
A. Power Suplly  simetris 3
Rangkaian catudaya menggunakan transfomator 10A dan pada keluaran 24Vac dipasang sebuah    bridge  rectifier    sebagai  penyearah gelombang  penuh  dan  mengubah  tegangan  ac menjadi  dc.  Gambar  5  ,menunjukkan  perancangan power supply tersebut.
Pada  keypad  ini  digunakan  sistem  scan  yaitu dengan  memberikan  logika  rendah  pada  kolom secara  bergantian,  logika  rendah  dihasilkan  oleh mikrokontroler  melalui  program.  Dengan  adanya logika rendah pada kolom maka mengakibatkan pada baris  akan  berlogika  rendah  pada  saat  salah  satu
M1632  merupakan  sebuah  modul  LCD  Dot- matrik  yang  mengkonsumsi  daya  rendah  buatan dengan  tingkat  kontras  yang cukup tinggi serta pengontrol LCD CMOS yang telah terpasang  dalam  modul  tersebut.  Pengontrol  telah mbangkit  karakter ROM/RAM  dan  penampil  data  RAM.  Semua  fungsi penampil  dikontrol  oleh  instruksi  dan  modul  dapat dengan mudah diantarmukakan dengan

## Bahasa Pemrograman  CodeVisionAVR
pada  dasarnya  merupakan perangkat lunak pemrograman microcontroller keluarga  AVR  berbasis  bahasa  C.  Ada  tiga komponen  penting  yang  telah  diintegrasikan  dalam C,  IDE  dan  program

## PERANCANGAN SISTEM
Rangkaian catudaya menggunakan transfomator 10A dan pada keluaran 24Vac dipasang sebagai  penyearah gelombang  penuh  dan  mengubah  tegangan  ac Gambar  5  ,menunjukkan  perancangan
Sumber  tegangan  simetris  32  volt  digunakan untuk mensuplay tegangan pada rangkaian Transistor daya.    Pada  keluaran  IC  dipasang  capasitor  sebesar 6800µF sebagai filter tegangan.
Gambar 5.  Perancangan Power Suplly Simetris 32 Vdc
Gambar 6.   Perancangan Rangkaian Regulator
Sumber  tegangan  simetris  32  volt  digunakan untuk mensuplay tegangan pada rangkaian Transistor daya.    Pada  keluaran  IC  dipasang  capasitor  sebesar 6800µF sebagai filter tegangan.
Perancangan Power Suplly Simetris 32 Vdc Perancangan Rangkaian Regulator

## B. Rangkaian Regulator
Fungsi  pemasangan  regulator  tegangan  pada power  suplly  adalah  untuk  menyiapkan  sumber tegangan  simetris  32  volt  untuk  rangkaian  transistor daya dan tegangan 5 volt untuk mikrokontroler serta LCD.  Disamping  itu  untuk  menstabilkan  tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada  power  suplly  (catu  daya).    Fungsi  lain  adalah untuk  perlindungan  dari  terjadinya  hubung  singkat pada  beban.  Rangkaian ini dapat  dilihat seperti pada gambar 6 di atas.

## C. Rangkaian Feedback
Rangkaian  Feedback  digunakan  untuk  mengatur tegangan  input  0  sampai  5  volt  dari  rangkaian  catu daya,  seperti  pada  gambar  7  di  atas.  Masukan tegangan 5 volt dengan memakai potensio meter 10K digunakan untuk mengatur tegangan 0 sampai 5 volt kemudian  di  input  pada  penguatan  non  inverting dengan  7.67  kali  penguatan  yang  digunakan  untuk mengontrol  input  basis  transistor  d313,  penguatan inverting  dengan  6.67  kali  penguatan  digunakan untuk  mengontrol  input  basis  transistor  b507  dan penguatan  non    inverting  dengan  0.15  penguatan untuk  pembagi  tegangan(R6/R5)  digunakan  untuk diteruskan ke adc0 (untuk tegangan negatif) pada pin mikrokontroller serta ke adc1 pada pin mikrokontroller (untuk tegangan positif).

## D. Flowchart  Sistem  Power  Suplly  Simetris  24  Volt

## DC  untuk contoh tegangan input 13 volt
Perancangan  flowchart  sistem  Poer  supply simetris  24  Vdc  dapat  dilihat  seperti  gambar  8  di atas.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan proses perancangan yang sudah dibahas pada bab sebelumnya dimana untuk mengetahuikinerja,  hasil  serta  kehandalan  sistem Power Supply  Simetris 24 Volt DC yang telah dibuat maka  dilakukan  proses  pengujian.  Proses  pengujian dan  analisa  ini  dilakukan  pada  sistem  input  dan output  Power  Supply,hasilnya  seperti  pada  tabel  1. Dalam  pengujian  ,  sistem  input  dan  output  Power Suplly ini menggunakan program
CodeVisionAVR.Pengujian / Pengukuran akan dilakukan terhadap:
1. Sumber teganggan (Catu Daya) 2. Analisa terhadap pembagi tegangan
3. Pengujian  dan  pengukuran  terhadap  output Power Suplly Simetris
4. Pengujian dengan beban Resistif dan Induktif
Gambar 8.  Flowchart Sistem Power Suplly Simetris 24 Vdc
START INISIALISASI DEFINISI : KONSTANTA VARIABEL LCD ‘Setting Output’ __._ V Entry Keypad “13.0” 0.50 >Teg. > 24 Vdc LCD MAX. = 24.0 V MIN.  = 00.5 V 0.50 <Teg. <24 Vdc LCD Teg. = 13.0  V * = Yes    #=No * = Yes ? LCD Teg. = 13.0 V RESET TEKAN  # STOP Y N Y N N Y
TABEL 1. V OUT V IN POWER SUPPLY

## (a)                                          (b)
Gambar 9. Pengukuran pada Output Power Supply, gambar (a) pengukuran tegangan (-),   gambar (b) pengukuran tengangan

## A. Pengukuran  Tegangan  Power  Suplly
Simetris 24 Vdc .
Pengukuran    pada  output  Power  Supply  Simetris 24Vdc dilakukan dengan alat ukur digital untuk kita dapat  mengetahuai  tengangan  yang  keluar  dari power  supply  yang  akan  di  tampilkan  di  LCD apakah  sesuai  dengan  hasil  pengamatan  dan pengujian.  Setelah  dilakukan  pengujian  dan pengambilan data ternyata Ouput dari Power Supply yang  di  tampilkan  di  LCD  sesuai  dengan  multi meter, seperti kita lihat gambar 9.
Nilai error dari hasil perbandingan pengukuran Output Power Supply dengan Multi Meter dan LCD :
∑ % error tanpa Beban (+) = ∑% = . = 0.03 ∑ % error tanpa Beban (-) = ∑% = , = 0.
Gambar 10. Grafik Pengukuran Power  Supply Simetris Tanpa Beban
NO
KEYPAD LCD PENGUKURAN + VOLT - VOLT ± VOLT 1 0.5 0.5 0.5 0.5 1 2 1 1 1 1 2 3 1.1 1.1 1.1 1.1 2.2 4 1.2 1.2 1.2 1.3 2.4 5 1.3 1.3 1.3 1.3 2.6 6 1.4 1.4 1.5 1.4 2.8 7 1.5 1.5 1.6 1.5 3 8 1.6 1.6 1.7 1.6 3.2 9 1.7 1.7 1.8 1.7 3.4 10 1.8 1.8 1.8 1.8 3.6 11 1.9 1.9 2 1.9 3.8 12 2 2 2 2 4 13 2.5 2.5 2.5 2.5 5 14 3 3 3.1 3 6.1 15 3.5 3.5 3.6 3.5 7.1 16 4 4 4.1 4 8.1 17 4.5 4.5 4.5 4.6 9.1 18 5 5 5 5 10 19 5.5 5.5 5.6 5.5 11.1 20 6 6 6.1 6 12 21 6.5 6.5 6.6 6.5 13 22 7 7 7.1 7 14 23 7.5 7.5 7.6 7.5 15 24 8 8 8.1 8.1 16.2 25 8.5 8.5 8.5 8.5 17 26 9 9 9.1 9 18.1 27 9.5 9.5 9.6 9.6 19.2 28 10 10 10.1 10 20.1 V - i n p u t V - o u t 1 2 , 7 8   V d c 4 , 9 2   V d c 1 2 , 7 3   V d c 4 , 9 2   V d c 1 2 , 6 9   V d c 4 , 9 2   V d c
1 2 , 6 7   V d c 4 , 9 2   V d c 1 2 , 8 7   V d c 4 , 9 2   V d c
0 10 20 30 40 50 1 611162126313641465156 + Volt - Volt +- Volt

## V. PENUTUP
Berdasarkan analisa dan pembahasan dalam perancangan  sistem  Power  Suplly  Simetris  24  Vdc, maka dapat disimpulkan beberapa hal terkait dengan pelaksanaan dan hasil dari penelitian yaitu:
1. Output  Power  Suplly  Simetris  bekerja  sesuai dengan  entry tegangan yang telah ditentukan.
2. Dalam pengujian dan analisa pembagi tegangan potensiometer 10 K Ω diperoleh nilai yang linier antara  besar  tegangan  dan  sudut  putar  yang diberikan  dimana  semakin  besar  sudut  putar yang  diberikan  maka  semakin  besar  pula tegangan yang terukur.
3. Untuk  entry  data  tegangan  di  atas  24  Volt  DC sudah  diproteksi  dalam  program,  sehingga peralatan  Power  Suplly  Simetris  tidak  bekerja pada tegangan yang tidak diinginkan.
4. Pengukuran  yang  tidak  sesuai  dikarenakan perbedaan  alat  ukur  digital  dan  kalibrasi  yang tidak sama.
5. Nilai  perbandingan  error  antara  multimeter dengan  tampilan  lcd  terdapat  selisih  tanpa beban 0.03 volt.
6. Nilai  perbandingan  error  antara  multimeter dengan  tampilan  lcd  terdapat  selisih  dengan beban resistansi 0.02 volt.
7. Nilai  perbandingan  error  antara  multimeter dengan  tampilan  lcd  terdapat  selisih  dengan beban induktif 0.03 volt.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  W,Budiharto.Interfacing  Komputer  dan  Mikrokontroler,  Elex Media Komputindo, Jakarta. 2004
[2]    D,Chapman,.  Teach  Your  Selft  C++  6  in  21  Days.Secon Edition. Sams Publishing. Indoana-USA.1998.
[3] Frieyadie.“PanduanPemrogramanC++”,Yogyakarta:Andi.2006
[4]  A ,Heri. “Pemrograman Mikrokontroler AVR  ATMEGA16”,
Informaatika Bandung. 2008
[5] B, Kuo, alih bahasa Mhd, Zulfan,. Automatic Control System, Prenhallindo, Jakarta. 1998
[6]    W,  Lingga.  “Belajar  Mikrokontroler  AVR  Seri  ATMega16, Simulasi dan Aplikasi”, Yogyakarta:Andi .2006
[7]  Malvino,  Prinsip-Prinsip  Elektronik  Edisi  ke  2,  Erlangga, Jakarta. 1992.
[8]  A,  Winoto.  “Mikrokontroler  AVR  ATMega  8/32/16/8535  dan Pemrogramannnya  dengan  Bahasa  C  pada  WinAVR”. Informatika. Bandung. 2008.
[9]   Tersedia di : http://www.hpinfotech.ro/ .  Agustus 2010. [10] Tersedia di : www.atmel.com.Datasheet AVR ATMega16 [11] Tersedia di : http://elektronika- dasar.com/percobaan/power-supply-variabel-10a/
[12]  Tersedia di : www.hpinfotech.ro [13]  Tersedia di : http://offground.wordpress.com
Penulis  bernama  lengkap  Nolvensius  Christoporus Makasenggehe,  anak  kedua    dari  dua  bersaudara.  Lahir  di Menggawa pada tanggal 01 Desember 1987.
Penulis  menempuh  pendidikan  secara  berturut-turut  di SD  Negri  1  Menggawa  (1996-2002),  SLTP  Negri  1  Tamako (2002-2005) dan kemudian SMK Negri 3 Tahuna (2005-2007)
Selama  bersekolah,  penulis  aktif  dalam  kegiatan ekstrakurikuler antara lain kegiatan OSIS dan Pramuka.
Pada tahun 2007, penulis melanjutkan studi di Fakultas Teknik  Universitas  Sam  Ratulangi.  Penulis  mengambil  jurusan Teknik  Elektro,  dan  pada  tahun  2009  memilih  konsentrasi  minat Teknik  Elektronika.  Setelah  menyelesaikan  Kerja  Praktek  di  PT. PLN  (Persero)  Rayon  Selatan  khusunya  di  bagian  dinas  ganguan, penulis  memutuskan  untuk  menulis  Tugas  Akhir  mengenai Perancangan Power Supply Bebasis Mikrokontroler Menggunakan Keypad Sebagai Pemilih Tegangan.
Selama  kuliah,  penulis  aktif  dalam  organisasi kemahasiswaan  yaitu  Himpunan  Mahasiswa  Elektro  (HME)  dan juga Senat Mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi, pernah  menjabat  sebagai  Wakil  Seketaris  Senat  Mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi periode 2009-2010.