* Corresponding Author: falkar888@gmail.com
https://doi.org/10.56064/jps.v26i2.975 Naskah diusulkan: 21 Maret 2024;  Naskah disetujui: 4 Juli 2024 p-ISSN: 1410-7058 e-ISSN: 2597-7059 © 2024 JPS MIPA UNSRI

## Jurnal Penelitian Sains
Journal Home Page: http://ejurnal.mipa.unsri.ac.id/index.php/jps/index
Optimalisasi perangkat modul rangkaian listrik AC Principles BEE421B dengan mikrokontroler Arduino untuk informasi hasil pengukuran
Muhammad Fuad 1 , Ratna Ningsih 2 , Rachmat Firdaus Falka 3 *, dan Syailul Faroh 3
1 FMIPA, Universitas Sriwijaya; 2 UPT Laboratorium Terpadu, Universitas Sriwijaya; 3 FT, Universitas Sriwijaya
Kata kunci: rangkaian listrik,
AC Principles BEE421B, rangkaian summer , Arduino
ABSTRAK: Praktikum  pada  laboratorium  tentu  berkaitan  dengan  peralatan  dan instrumentasi  alat  yang  digunakan  baik  sebagai  alat  pembelajaran  praktikum  maupun penelitian, semakin lama usia pemakaian suatu alat tentu mempengaruhi kualitas dan performa dari alat itu sendiri dan tidak terlepas pula sampai pada kondisi rusak. Modul Principles BEE421B pada praktikum Rangkaian Listrik merupakan alat yang sudah lama digunakan  di  Laboratorium  Dasar  Elektronika  dan  Rangkaian  Listrik  Jurusan  Teknik Elektro  Fakultas  Teknik  Universitas  Sriwijaya.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk menyediakan  kembali  modul  alat  praktikum  dengan  fungsi  yang  sama  dengan memanfaatkan Mikrokontroler Arduino untuk menampilkan kecanggihan yang berbeda sehingga makin mempermudah praktikan dalam penggunaannya. Percobaan dilakukan dengan menggunakan tegangan input DC bervariasi dimulai dari tegangan 3V hingga 12V terhadap tegangan AC dengan 2 variasi tegangan 5 dan 10 Volt, didapatkan hasil bahwa semakin besar  tegangan input DC yang diberikan  maka  tegangan out summer semakin naik. Keywords: electric circuits, AC Principles BEE421B,
summer circuits,
Arduino ABSTRACT: Laboratory  activities  are  related  to  the  equipment  and  instrumentation used,  both  as  practical  learning  tools  and  research.  The  longer  the  tool  is  used,  the more its quality and performance will be affected, and it is not uncommon for the tool to be damaged. The Principles BEE421B module in the Electrical Circuits laboratory is a tool that has been used for a long time in the Basic Electronics and Electrical Circuits Laboratory  of  the  Electrical  Engineering  Department  of  the  Faculty  of  Engineering  of Sriwijaya  University.  This  research  was  conducted  to  provide  a  new  laboratory  tool module  with  the  same  function  by  utilizing  the  Arduino  microcontroller  to  display different advanced features, making it easier for practitioners to use it. The experiment was carried out using varying DC input voltages starting from 3V to 12V to AC voltage with 2 voltage variations of 5 and 10 Volts. The result was that the greater the DC input voltage given, the higher the summer out voltage.

## 1 PENDAHULUAN
odul  AC Principles atau  alat  praktikum  BEE 421B  merupakan  modul  rangkaian  uji  prak- tikum yang mengamati nilai RMS tegangan dan arus atau harga efektif dengan memberikan input berupa gelombang  AC  dan  gelombang  DC  [1].  Nilai-nilai akar  kuadrat  rata-rata (root  means  square )  RMS  ini- lah  yang  sering  digunakan  untuk  mengukur  tega- ngan dan arus pada bidang teknik kelistrikan.
Dalam  usia  penggunaannya,  alat  ini  beberapa bagian sudah mengalami kerusakan sehingga mem- buat praktikan kadang melakukan praktikum melalui aplikasi,  kondisi  ini  yang  membuat  para  praktikan tidak  melakukan  percobaan  secara  langsung  meng-
gunakan  modul  alat  praktikum  tapi  mendapatkan hasil  yang  instan  melalui  aplikasi  tersebut.  Untuk mengatasi masalah ini dapat dilakukan dengan cara membuat kembali rangkaian menyerupai rangkaian aslinya  dengan  menggunakan  Mikrokontroler  seba- gai  kendali  dan  komponen-komponen  elektronika lain agar sesuai dengan kebutuhan praktikum. Mod- ul ini pun dilengkapi langsung sumber tegangan DC +15V/0V/ – 15V  yang  pada  modul  asli  sebelum-nya tidak terdapat sumber tegangan DC sehingga harus menambahkan kembali modul tambahan atau pow- er  supply  tambahan  untuk  mensuplai  tegangan rangkaian  modul  tersebut.  Ini  juga  memudahkan operator untuk melakukan pengukuran pada kedua kondisi di atas.
M

## 2 METODE PENELITIAN

## 2.1  Analisis Instrument
Modul AC Principles BEE 421B dibongkar dan dipe- lajari prinsip kerja rangkaiannya, komponen-kompo- nen  pembentuknya,  tombol-tombol  dan  fungsinya serta  alur  input  dan  output  instrumen  tersebut.  Di dalamnya  terdiri  dari  beberapa  rangkaian  penguat Op-Amp menggunakan  komponen  utama  IC  LM 741,  rangkaian  filter  dan  rangkaian summer atau penjumlah [2].
Op-Amp adalah penguat operasional yang berke- kuatan  tinggi  dengan  dua  masukan  dan  satu keluaran, penguat operasional merupakan salah satu perangkat  yang  paling  berguna  pada  rangkaian elektronika analog [3]. Op-Amp LM741 ini merupa- kan  penguat  operasional  yang  memiliki  tanda  bulat pin  sebagai  penanda  kaki  pin  no.1  serta  terdapat dua  pin  masukan,  satu  pin  keluaran,  dua  pin catudaya, dua pin offset null , dan satu pin NC  [4]. Dapat  dilihat  pada  gambar  1.  skema  IC  LM741  di bawah ini.
Gambar 1. Skema IC LM 741 [4]

## 2.2  Pembuatan PCB
Pembuatan  jalur  rangkaian  dengan  menggunakan aplikasi simulasi kemudian mencetak jalur pada PCB yang  sebelumnya  dilakukan  percobaan  rangkaian dengan  menggunakan  papan protoboard ,  setelah tidak  ditemukan  kesalahan  rakitan  rangkaian  selan- jutnya  dilakukan  pembuatan  jalurnya  pada  papan PCB  dengan  menggunakan  stiker  jalur  Rugos,  sete- lah  selesai  maka  papan  PCB  dilakukan  pencelupan dengan bahan kimia fericlorid yang bertujuan untuk menghilangkan  bagian  tembaga  yang  tidak  digu- nakan  sebagai  jalur,  usahakan  penggunaan  larutan fericloride dengan menggunakan air panas sehingga mempercepat  proses  pelarutan  terhadap  tembaga yang tidak dilapisi jalur rugos pada papan PCB [5-8]. seperti gambar di bawah ini.
(a) (b)
(c)
Gambar 2. Proses pembuatan jalur pada papan rang- kaian (PCB) (a) Perendaman papan PCB menggunankan larutan Kimia fericloride yang telah dicetak jalur (b) Pen- geboran papan PCB untuk kaki-kaki komponen, dan (c) Pengujian rangkaian

## 2.3  Perakitan Rangkaian
Setelah  selesai  pembuatan  jalur  pada  papan  PCB maka dilanjutkan proses pengeboran untuk kaki-kaki komponen  yang  terhubung  satu  sama  lain  melalui jalur  tembaga  bagian  bawah  PCB,  setelah  semua terpasang rangkaian pcb dapat digunakan [5-8].
(a)

## (b)
Gambar 3. Proses pemasangan jalur rangkaian (PCB) (a) Posisi komponen dan (b) Jalur rangkaian

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Percobaan ini dilakukan dengan pengukuran secara langsung yang didapati hasil di bawah ini:
Percobaan  pertama  ditunjukkan  pada  Tabel  1, tegangan masukan DC variabel dari 3V hingga 12V dilakukan  sebanyak  19  kali  pengukuran,  diketahui dari  nilai  yang  diperoleh  bahwa  semakin  besar tegangan  yang  di  berikan  maka  tegangan  keluaran summer semakin  tinggi,  Hingga  pada  tegangan masukan  pada  nilai  7V  sampai  dengan  12V  hasil tegangan  keluaran summer menunjukan  hasil  nilai yang sama pada tegangan 13,29 V.
Tabel 1. Percobaan pertama dengan tegangan input DCV
variabel No. V DC Vout (summer) Keterangan 1. 3 V 5,90 V - 2. 3,5 V 6,89 V - 3. 4 V 7,88 V - 4. 4,5 V 8,86 V - 5. 5 V 9,84 V - 6. 5,5 V 10,81 V - 7. 6 V 11,82 V - 8. 6,5 V 12,81 V - 9. 7 V 13,29 V Pada percobaan ke 9 hingga ke 19 nilai te- gangan keluaran (Vout) menghasilkan nilai 13,29V 10. 7,5 V 13,29 V 11. 8 V 13,29 V 12. 8,5 V 13,29 V 13. 9 V 13,29 V 14. 9,5 V 13,29 V 15. 10 V 13,29 V 16. 10,5 V 13,29 V 17. 11 V 13,29 V 18. 11,5 V 13,29 V 19. 12 V 13,29 V
Bentuk gelombang yang dihasilkan pada percobaan Tabel 1 secara umum terlihat pada osiloskop seperti Gambar 4 berikut,
Gambar 4. Bentuk tampilan gelombang pada osiloskop
Percobaan kedua ditunjukan pada Tabel 2, input DC variabel dan input AC sebesar 5V, didapat hasil sesuai dengan isi tabel, dan pada tegangan input DC 4,5V  dengan  hasil  Vout summer tampilan  pada 4,46V  bentuk  tampilan  gelombang  pada  osiloskop mulai terpotong hingga pada akhir percobaan ke 12 kali dengan tegangan masukan 12V DC dan 5V AC.
Tabel 2. Percobaan kedua dengan tegangan input DCV variabel dan 5V AC
No.  V DC V AC Vout (summer) Keterangan 1. 3V 5 V 2,940 V - 2. 3,5 V 5 V 3,428 V - 3. 4 V 5 V 3,914 V - 4. 4,5 V 5 V 4,46 V Tampilan Gelombang Pada Osciloskop Mulai Terpotong dengan nilai tegangan 6,8V 5. 5 V 5 V 4,90 V - 6. 5,5 V 5 V 5,33 V - 7. 6 V 5 V 5,75 V - 8. 6,5 V 5 V 6,17 V - 9. 7 V 5 V 6,55 V - 10. 7,5 V 5 V 6,93 V - 11. 8 V 5 V 7,28 V - 12. 8,5 V 5 V 7,62 V - 13. 9 V 5 V 7,97 V - 14. 9,5 V 5 V 8,31 V - 15. 10 V 5 V 8,62 V - 16. 10,5 V 5 V 8,92 V - 17. 11 V 5 V 9,22 V - 18.  11,5 V 5 V 9,51 V - 19. 12 V 5 V 9,79 V Tampilan Gelombang Pada Osciloskop Terpotong dengan nilai tegangan 4V
Bentuk gelombang yang dihasilkan pada percobaan Tabel 2 ini terlihat pada osiloskop seperti gambar  5 berikut,
Gambar 5. Bentuk tampilan gelombang pada osiloskop
Percobaan  ketiga  ditunjukkan  pada  Tabel  3, input  DC  variabel  dan  input  AC  sebesar  10V, didapat hasil sesuai dengan isi tabel, semakin tinggi input  tengangan  DC  semakin  naik  tegangan keluaran  Vout summer ,  dengan  kondisi  gelombang terus  terpotong  seperti  pada  Gambar  6.  tampilan pada osiloskop.
Tabel 3. Percobaan dengan tegangan input DCV variabel dan 10V AC No. V DC V AC Vout (summer) 1. 3 V 10 V 2,02 V 2. 3,5 V 10 V 2,368 V 3. 4 V 10 V 2,723 V 4. 4,5 V 10 V 3,062 V 5. 5 V 10 V 3,416V 6. 5,5 V 10 V 3,73V 7. 6 V 10 V 4,06V 8. 6,5 V 10 V 4,39V 9. 7 V 10 V 4,71V 10. 7,5 V 10 V 5,01V 11. 8 V 10 V 5,32V 12. 8,5 V 10 V 5,62V 13. 9 V 10 V 5,91V 14. 9,5 V 10 V 6,21V 15. 10 V 10 V 6,5V 16. 10,5 V 10 V 6,78V 17. 11 V 10 V 7,05V 18. 11,5 V 10 V 7,32V 19. 12 V 10 V 7,58V Catatan: V/Div = 5 V V sumber = 5 V Koreksi Osiloskop: T/Div = 10 ms V osiloskop = 6 V
Gambar 6. Bentuk tampilan gelombang pada osiloskop Pada  proses pembuatan  jalur  sirkuit  komponen ternyata sangat dibutuhkan ketelitian dan kesesuaian jalur  yang  telah  dicoba  pada  aplikasi  pembuatan jalur dengan penerapan pada papan PCB, sehingga tidak  menyebabkan  kesalahan  dan  pada  jalur  yang berdekatan  tidak  terjadi  hubungan  singkat.  Peng- ukuran  dengan  menggunakan  tegangan  DC  input variabel  dimulai  dari  tegangan  3V  hingga  12V dengan  19  kali  percobaan  didapatkan  hasil  bahwa
semakin  besar  tegangan  input  DC  yang  diberikan maka  tegangan  Vout summer semakin  naik,  namun pada tegangan input 7V hingga 12V tegangan Vout summer mencapai nilai maksimal pada nilai 13, 29 V dengan tampilan gelombang masih komplit.
Pengukuran  dengan  menggunakan  tengan  input DC  dan  AC  5V  diperoleh  nilai  Vout  summer  yang semakin  naik,  tetapi  pada  tegangan  input  DC  4,5V dan  AC  5V  gelombang  pada  osiloskop  mulai  ter- potong  hingga  mencapai  tegangan  12V.  Selanjut- nya pengukuran dengan menaikkan gelombang AC menjadi  10V  dengan  tegangan  DC  variabel  seba- nyak  19  kali  percobaan  menunjukkan  gelombang semakin  terpotong  dengan  semakin  naiknya  Vout summer.
Arduino  suatu  platform physical  computing yang bersifat open  source yang  merupakan  suatu gabungan dari perangkat keras dan perangkat lunak dengan  penggunaan  bahasa  pemrograman  yang canggih  [9]  dan  mudah  di  aplikasikan  terhadap beberapa  modul  yang  mana  pada  penelitian  ini sebagai  pengambil  data  pengukuran  dari  modul rangkaian listrik AC dan menampilkan informasinya dalam  bentuk  display  LCD  [10-11].  Secara  sistem arduino akan menampilkan otomatis hasil tegangan yang  digunakan  pada  alat  Sehingga  pengguna  alat dapat  langsung  mengetahui  nilai  tegangan  yang digunakan  tanpa  perlu  mengukur  kembali  dengan menggunakan alat ukur.

## 4 KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  ini  diperoleh  kesimpulan  seba- gai berikut:
Efektivitas  Modul  BEE421B: Modul  BEE421B masih efektif untuk digunakan, sebagaimana dibukti- kan oleh hasil pengukuran yang telah dilakukan.
Replikasi  alat: Pembuatan  alat  serupa  dengan Modul  BEE421B  dapat  dilakukan  dengan  meng- amati dan menggunakan hasil pengukuran yang te- lah diperoleh sebagai referensi.
Kemudahan  penggunaan  dengan  Arduino: Tam- pilan  digital  yang  disediakan  oleh  Arduino  memu- dahkan pengguna dalam mengetahui dan membaca nilai terukur.
REFERENSI ______________________________
[1] Irmawan, Caroline, Falka, R. F.  2022, Modul Praktikum Elektronika dan Rangkaian Listrik, Laboratorium Dasar Elektronika dan Rangkaian Listrik Fakultas Teknik Uni- versitas Sriwijaya, pp. 16-24.
[2] Basri, I. Y. dan, Irfan, D. 2018, Komponen Elektronika ,
Sukabina Press, Padang, pp. 159-162.
[3] Pindra, W., Suryadi, D., Hiendro, A., 2020, Analisis DC Line Filter pada Catu Daya, Jurnal Teknik Elektro Tanjung Pura , Vol. 2, No. 1, Juli, 2020, pp. 1-8.
[4] Merdeka, V. G., Zahratul, N., Sutia, D. D., Darussalam, M. G. B., Febriliana, R., Anggraini, R. P., Halilatushali- hah, N., 2022, Anaslis OP-AMP LM741 pada Kompara- tor dengan Software Electronics Workbench , Jurnal Ilmiah Teknologi Informasii dan Ilmu Komputer , Vol. 12, No.1, Januari, 2022, pp. 32-35.
[5] Hidayat, R., Setiawan, R., Fahriani, V. G., Juanda, E. A., Rusman, 2019, Pengembangan Media Pembelajaran Elektronika dan Pemrograman Menggunakan Alat Pelarut PCB ( Printed Circuit Board ) pada Sekolah Menengah Kejuruan di Kabupaten Karawang, Prosiding, Seminar Forum Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia Regional 7 (FORTEI 7), Vol. 2, No. 1, Agustus, 2019, pp. 84-89.
[6] Lamoren, J. R., Hidayat, R., 2023, Penerapan Dasar Teknik Elektro di Fast Robotic Bantul Yogyakarta, Jurnal Ilmiah Wahana Pendidikan , Vol. 9, No. 14, Juli, 2023, pp. 409-455.
[7] Hadi, D. H., 2017, Pengembangan Video Pembelajaran Proses Pembuatan Printed Circuit Board (PCB) pada Mata Pelajaran Teknik Kerja Bengkel Program Keahlian Teknik Audio, Jurnal Elektronik Pendidikan
Teknik Elektro Universitas Negeri Yogyakarta , Vol. 6,
No. 2, Maret - April, 2017, pp. 1-7.
[8] Setiowati, S., Wardhani, R. N., Riandini, Setiaji, F., Isrovi, M. D., Ristiani, N., 2024, Pengembangan Mesin Tracing PCB Menggunakan Fiber Laser Auto Mounting Plant , Prosiding , Seminar Nasional Terapan Riset Inovatif, Indonesian Society of Applied Science (ISAS), Politeknik Negeri Ujung Pandang, Vol. 9, No. 1, Januari, 2024, pp. 144-158.
[9] Junaldy, M., Sompie, S. R. U. A., Patras, L. S., 2019, Rancang Bangun Alat Pemantau dan Tegangan di Sis- tem Panel Surya Berbasis Arduino, Jurnal Teknik El- ektro dan Komputer Universitas Samratulangi , Vol. 8, No. 1, April, 2019, pp. 9-14.
[10] Anantama, A., Apriyantina, A., Samsugi, S., Rossi, F., 2020, Alat Pantau Jumlah Pemakaian Daya Listrik pa- da Alat Elektronik Berbasis Arduino UNO, Jurnal Teknologi dan Sistem Tertanam Universitas Teknokrat Indonesia , Vol. 1, No. 1, Agustus, 2020, pp. 29-34.
[11] Haafizhah, F. N., Anifah, L., Endryansyah, Syariffud- dien, M., Zuhrie, 2022, Rancang Bangun Sistem Perhi- tungan Pemakaian Daya pada Apartemen Secara Real- Time Berbasis Arduino, Jurnal Teknik Elektro Universi- tas Negeri Surabaya , Vol. 11, No. 2, Mei, 2022, pp. 314- 321. ____________________________________________