Jurnal

STUDI KARAKTERISTIK INVERTER PADA BEBAN

St Khadijah¹⁾, Rahmat Saleh Pahar²⁾.

Fakultas Teknik Jurusan Elektro, Universitas Muhammadiyah Makassar

E_mail: icha_alga@ymail.com

 Fakultas Teknik Jurusan, Universitas Muhammadiyah Makassar

E_mail: rahmatsalehpahar@yahoo.com

ABSTRAK

St Khadijah dan Rahmat Saleh Pahar, 2014."Studi Karakteristik Inverter Pada Beban". Dibimbing oleh Zahir Zainuddin dan  Abdul Hafid. Inverter adalah sebuah piranti yang berfungsi untuk mengubah sumber arus searah (DC) menjadi arus bolak balik (AC). Pada sumber tenaga listrik, inverter dapat digunakan untuk mengubah sumber DC dari accu atau aki manjadi arus AC dan mensinkronkan fasa arus AC tersebut dengan AC dari accu. Pada sebuah inverter, terdapat beberapa komponen yang berfungsi sebagai pembangkit pulsa, rangkaian ini berfungsi untuk membangkitkan frekuensi kerja inverter, bagian ini dibangun dengan IC CD4047. Driver inverter, bagian ini berfungsi mengontrol sistem induksi transformer step up. komponen yang digunakan adalah 2 unit MOSFT IRF540. Penaik tegangan (Trasformer Step Up), bagian ini berfungsi untuk menaikan tegangan 12 volt menjadi 220 volt AC, bagian ini mengunakan transformer 12V CT. Pada skripsi ini telah diteliti karakteristik output inverter dengan berbagai macam beban. Pengujian inverter dilakukan dengan cara menghubungkan beban dan inverter dari accu. Inverter yang diuji coba adalah inverter yang mempunyai kapasitas 300 W dan beban yang digunakan adalah kipas angin 45 W, charger laptop 65 W, dan lampu 40 W.

Kata Kunci : (DC), (AC), inverter, noise, switching.

ABSTRACT

St Khadijah and Rahmat Saleh Pahar, 2014. "Characteristics Study Inverter On Load". Supervised by Zahir Zainuddin and Abdul Hafid. The inverter is a device that serves to change the source current (DC) into alternating current (AC). At the source of electric power, the inverter can be used to change the DC source from the batteries or accumulators became an AC current and AC current phase synchronize with the AC from the batteries. In an inverter, there are several components that serve as the pulse generator, this circuit is used to generate the working frequency inverter, this piece is built by IC CD4047. Drivers inverter, this section serves to control induction system step-up transformers. components used are 2 units MOSFT IRF540. Penaik voltage (trasformer Step Up), this section serves to raise the voltage of 12 volts to 220 volts AC, this section uses a 12V transformer CT. In this thesis have investigated the characteristics of the output inverter with a variety of loads. Testing is done by connecting the inverter and the inverter load from the batteries. Tested inverter is an inverter that has a capacity of 300 W and the applied load is 45 W fan, laptop charger 65 W, and 40 W lamps

Keywords : (DC), (AC), inverter, noise, switching.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan zaman yang sangat cepat dan teknologi yang maju telah menciptakan berbagai peralatan listrik salah satu diantaranya adalah inverter.  Inverter merupakan alat yang digunakan untuk mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak balik (AC).  Inverter sebagai alat tramformasi tegangan dari tegangan DC manjadi tegangan persegi telah banyak  dipasaran hal ini di karenakan daya listrik yang dapat di simpan berupa tegangan DC. Sedangkan dalam kenyataannya banyak peralatan - peralatan listrik yang menggunakan suplay daya AC, sehingga pada saat - saat tertentu dimana suplay daya persegi dari pembangkit listrik mati peran inverter sebagai alat konversi daya tersebut sangat di perlukan, apalagi pada kondisi - kondisi tertentu contohnya pada saat kegiatan operasi di rumah sakit.

Pada sistem – sistem inverter yang di jual kebanyakan menggunakan metode switching dalam mendrive power transistornya, namun akibat switching ini menjadi gelombang persegi dan bukan sinusoidal. Gelombang persegi sesungguhnya terdiri dari sebuah gelombang sinus dengan sebuah frekuensi atau disebut pula frekuensi fundamental ditambah dengan sekian banyak gelombang sinus lainnya yang berfrekuensi lebih tinggi sebagai harmoninya. Harmoni ini akan sangat banyak menimbulkan noise antara lain menimbulkan banyak noise terutama pada sistem audio, dan untuk peralatan yang menggunakan sistem transformator misalnya motor akan menurunkan kemampuan kerjanya.

Karena inverter ini memiliki banyak memiliki keunggulan dibandingkan dengan peralatan listrik lainnya. Penulis ingin melakukan pengujian pada inverter dengan menggunakan bantuan Osiloskop agar memahami karakteristik inverter.

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah, maka rumusan masalah yang akan dibahas dalan studi ini adalah:

1.      Bagaimana bentuk gelombang power inverter?

2.      Berapa waktu yang dipergunakan untuk pemakaian beban?

3.      Berapa arus dan tegangan yang dihasilkan pada saat pengujian beban?

4.      Berapa lama waktu charger pada pemakaian aki 12V?

Batasan Masalah

Dalam melakukan studi ini dilakukan pembatasan masalah hanya pada karakteristik inverter pada beban dengan bantuan alat Osiloskop.

Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dari studi karakteristik inverter pada beban adalah sebagai berikut :

1.      Mengetahui  bentuk gelombang power inverter.

2.      Mengetahui waktu yang dipergunakan untuk pemakaian beban.

3.      Mengetahui arus dan tegangan yang dihasilkan pada saat pengujian beban.

4.      Menetukan lama waktu charger pada pemakaian aki 12V.

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari studi karakteristik inverter pada kipas angin dengan menggunakan aki motor input 12 Volt. Untuk mengurangi rugi daya serta memiliki keunggulan dari segi faktor daya. Yang kemudian dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa Teknik Elektro sebagai modul bahan praktek di Laboratorium Fakultas Teknik dan masyarakat luas.

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Inverter

Inverter  merupakan alat yang digunakan untuk mengubah DC menjadi arus AC. Sumber tegangan inverter dapat berupa aki, battery, solar panel, wind turbine dan sumber tegangan DC lainnya. Sedangkan keluaran dari inverter adalah tegangan AC 120 V atau 220 V dan frekuensi output 50 Hz atau 60 Hz.

Skema Rangkaian Dalam Pada Inverter

Gambar 1. Komponen dalam inverter 300 W

Skema Rangkaian Inverter memiliki fungsi untuk mengubah dan juga melakukan konversi dari tegangan rendah yang menggunakan sumber DC menjadi ke tegangan tinggi yang bersumber kepada tegangan AC . Rangkaian inverter ini biasanya akan mengubah dari tegangan sebesar 12 V menjadi 220 V yang biasa juga disebut 12V to 220V inverter. Mengapa rangkaian tersebut sering sekali ditemui? Pasalnya baterai sendiri pada umumnya mempunyai besaran tegangan senilai 12V. Rangkaian inverter tersebut akan menarik arus dari baterai senilai 12 V DC tersebut yang menjadi sumber tegangan.

Kemudian baterai tersebut harus bisa memberikan aliran arus yang memiliki daya yang cukup besar. Arus dari baterai ini lalu diubah menjadi tegangan dengan nilai 220VAC yang tentu saja memiliki bentuk gelombang persegi yang bisa langsung penulis gunakan untuk peralatan listrik yang biasa bekerja pada tegangan dengan nilai 220V dari sumber tegangan senilai 12V.

Rangkaian inverter memang termasuk ke dalam kategori perangkat elektronik yang memiliki nilai yang cukup mahal. Dan tidak heran juga bahwa tidak banyak yang memiliki rangkaian inverter walaupun sebenarnya untuk kebutuhan sehari-hari sangat dibutuhkan.

Gambar 2. Skema Rangkaian Inverter 300 W

Input Dan Output Pada Power Inverter

Tegangan input

Sebuah perangkat power inverter khas atau sirkuit akan memerlukan relatif stabil DC sumber daya mampu memasok arus yang cukup untuk dimaksudkan penanganan daya keseluruhan inverter. Kemungkinan sumber daya DC meliputi: baterai isi ulang, pasokan listrik DC yang beroperasi off dari garis perusahaan listrik, dan sel surya. Inverter tidak menghasilkan daya apapun, daya disediakan oleh sumber DC. Inverter menerjemahkan bentuk kekuatan dari arus searah ke gelombang arus bolak-balik.

Tingkat tegangan input yang diperlukan sepenuhnya tergantung pada desain dan tujuan inverter. Dalam banyak konsumen dan komersial yang lebih kecil inverter input 12V DC populer karena ketersediaan luas kuat baterai asam timbal 12V isi ulang yang dapat digunakan sebagai sumber listrik DC.

Gelombang keluaran

Inverter dapat menghasilkan gelombang persegi atau gelombang sinus dimodifikasi, berdenyut gelombang persegi atau gelombang sinus tergantung pada desain sirkuit. Kedua dikomersialisasikan jenis gelombang dominan inverter pada 2007 yang dimodifikasi gelombang persegi dan gelombang sinus.

Ada dua desain dasar untuk memproduksi plug-in rumah tangga tegangan dari tegangan rendah DC sumber, yang pertama menggunakan switching meningkatkan converter untuk menghasilkan tegangan tinggi DC dan kemudian mengkonversi ke AC. Metode kedua mengkonversi DC ke AC di tingkat baterai dan menggunakan frekuensi garis transformator untuk menciptakan tegangan output.

Gelombang persegi

Gambar 3. Gelombang persegi

Ini adalah salah satu bentuk gelombang sederhana desain inverter dapat menghasilkan dan berguna untuk beberapa aplikasi.

Gelombang sinus

Gambar 4. Gelombang sinus

Sebuah perangkat power inverter yang menghasilkan gelombang AC sinusoidal halus disebut sebagai inverter gelombang sinus. Untuk lebih jelas membedakan dari "gelombang sinus yang termodifikasi" atau istilah kreatif lainnya, frase inverter gelombang sinus murni kadang-kadang digunakan.

Dalam situasi yang melibatkan perangkat power inverter yang menggantikan kekuasaan garis standar, output gelombang sinus sangat diinginkan karena sebagian besar steker listrik dalam produk dan peralatan yang direkayasa untuk bekerja dengan baik dengan kekuatan utilitas listrik standar yang merupakan gelombang sinus benar.

Saat ini, inverter gelombang sinus cenderung lebih kompleks dan memiliki biaya yang jauh lebih tinggi dari jenis gelombang sinus modifikasi dari penanganan daya yang sama.

Modifikasi gelombang sinus

Gambar 5. Gelombang sinus yang termodifikasi atau 3-tingkat gelombang persegi diubah.

Terminologi "diubah gelombang sinus" telah datang ke dalam penggunaan dan mengacu pada gelombang keluaran yang merupakan perkiraan kasar yang berguna dari gelombang sinus untuk tujuan penerjemahan listrik. Gelombang tersedia secara komersial inverter diubah – gelombang sinus adalah gelombang persegi dengan jeda sebelum transisi polaritas, yang hanya perlu siklus melalui saklar tiga posisi yang output ke depan, off, dan membalikkan output pada frekuensi yang telah ditentukan. Puncak tegangan RMS tegangan tidak mempertahankan hubungan yang sama seperti untuk gelombang sinus. Tegangan DC bus dapat aktif diatur atau "on" dan "off" kali dapat dimodifikasi untuk mempertahankan keluaran nilai RMS yang sama sampai tegangan bus DC untuk mengkompensasi variasi tegangan bus DC. Rasio pada off waktu dapat disesuaikan dengan memvariasikan tegangan RMS tetap menjaga frekuensi konstan dengan teknik yang disebut PWM . Spektrum Harmonic dalam output tergantung pada lebar pulsa dan frekuensi modulasi. Ketika beroperasi motor induksi, harmonisa tegangan tidak menjadi perhatian besar, distorsi harmonik namun dalam gelombang saat memperkenalkan pemanasan tambahan, dan dapat menghasilkan torsi berdenyut.  Peralatan listrik banyak akan beroperasi cukup baik pada perangkat daya gelombang sinus inverter diubah, terutama setiap beban yang resistif di alam seperti bola lampu pijar tradisional.  Kebanyakan motor AC akan berjalan pada MSW inverter dengan pengurangan efisiensi sekitar 20% karena konten harmonik.

Frekuensi output

AC frekuensi output dari perangkat power inverter sering sama dengan standar frekuensi listrik, misalnya 60 atau 50 siklus per detik.  Jika output dari perangkat atau sirkuit harus lebih dikondisikan (mengatakan melangkah dengan tindak pada transformator) maka frekuensi mungkin lebih tinggi untuk efisiensi transformator yang baik.

Tegangan output

AC tegangan output dari perangkat power inverter sering sama dengan standar tegangan listrik, seperti rumah tangga atau 120VAC 240VAC. Hal ini memungkinkan inverter untuk daya berbagai jenis peralatan yang dirancang untuk beroperasi dari kekuatan garis standar. Dirancang untuk tegangan output sering diberikan sebagai output diatur. Artinya, perubahan beban inverter adalah mengemudi tidak akan menghasilkan perubahan output tegangan dari inverter.  Dalam inverter canggih, tegangan output dapat dipilih atau bahkan continuously variable.

Output daya

Sebuah power inverter akan sering memiliki power rating keseluruhan dinyatakan dalam watt atau kilowatt. Ini menggambarkan kekuatan yang akan tersedia untuk perangkat inverter adalah mengemudi dan, secara tidak langsung, kekuatan yang akan dibutuhkan dari sumber DC. Perangkat konsumen dan komersial yang populer yang lebih kecil dirancang untuk meniru kekuatan garis biasanya berkisar 150-3000 watt.  Tidak semua aplikasi inverter terutama berkaitan dengan pengiriman tenaga kasar, dalam beberapa kasus frekuensi dan atau gelombang properti yang digunakan oleh tindak di sirkuit atau perangkat.

Aplikasi Pada Inverter

Pemanfaatan Sumber Daya DC

Gambar 6. Inverter 1

Inverter yang dirancang untuk menyediakan 115 VAC dari 12 VDC sumber yang disediakan di mobil. Unit ditampilkan menyediakan hingga 1,2 ampere dari arus bolak-balik, atau cukup untuk kekuatan dua bola lampu enam puluh watt.

Sebuah inverter mengubah listrik DC dari sumber seperti baterai atau sel bahan bakar untuk listrik AC. Listrik dapat setiap tegangan yang diperlukan, khususnya dapat mengoperasikan peralatan AC dirancang untuk operasi induk, atau diperbaiki untuk menghasilkan DC pada setiap tegangan yang diinginkan.

Uninterruptible Power Supplies

Sebuah uninterruptible power supply (UPS) menggunakan baterai dan inverter untuk memasok listrik AC ketika listrik utama tidak tersedia. Ketika daya utama dipulihkan, sebuah rectifier pasokan daya DC untuk mengisi ulang baterai.

Kontrol Kecepatan Motor Listrik

Sirkuit Inverter yang dirancang untuk menghasilkan variabel rentang tegangan output yang sering digunakan dalam pengendali kecepatan motor. DC daya untuk bagian inverter dapat diturunkan dari stopkontak AC normal atau sumber lain. Pengendalian dan umpan balik sirkuit digunakan untuk mengatur hasil akhir dari bagian inverter yang pada akhirnya akan menentukan kecepatan operasi motor di bawah beban mekanik. Kebutuhan kontrol kecepatan motor banyak dan mencakup hal-hal seperti: motor didorong peralatan industri, kendaraan listrik, sistem transportasi kereta api, dan alat-alat listrik.

Jaringan Listrik

Inverter grid-terikat dirancang untuk memberi makan ke dalam sistem distribusi tenaga listrik. Mereka mentransfer serentak dengan garis dan memiliki sesedikit konten harmonik mungkin. Mereka juga membutuhkan alat untuk mendeteksi keberadaan listrik untuk alasan keamanan, agar tidak terus berbahaya pakan daya ke grid selama pemadaman listrik.

Surya

Sebuah inverter surya dapat dimasukkan ke dalam jaringan listrik komersial atau digunakan oleh jaringan listrik off-grid. Inverter surya memiliki fungsi khusus diadaptasi untuk digunakan dengan fotovoltaik array, termasuk pelacakan titik daya maksimum dan anti - islanding perlindungan. Micro-inverter mengubah arus DC dari panel surya individu menjadi arus AC untuk jaringan listrik. Mereka adalah jaringan tie desain secara default.

Pemanas induksi

Inverter mengkonversi frekuensi rendah listrik AC utama untuk frekuensi yang lebih tinggi untuk digunakan dalam pemanasan induksi . Untuk melakukan hal ini, listrik AC pertama diperbaiki untuk memberikan daya DC. Inverter kemudian mengubah listrik DC ke listrik AC frekuensi tinggi.

Rumus Yang Digunakan Dalam Studi Karakteristik Inverter

Daya Watt Charger Aki/Baterai

Gambar 7. Inverter 2

Adapun rumus yang digunakan pada saat charger aki adalah Hukum Ohm adalah persamaan elektronika yang berkenaan dengan 3 hal dasar satuan listrik. Ketiga hal tersebut adalah Tegangan, Arus dan Tahanan / resistansi. Bunyi Hukum Ohm. Merupakan hukum dasar rangkaian listrik yang menyatakan hubungan antara kuat arus dan beda potensial listrik dalam satu rangkaian listrik tertutup pada temperatur konstan.

Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827 Bagaiamana Bunyi Hukum Ohm? Adapun bunyi hukum dari hukum ohm menjelaskan bahwa : "Kuat arus listrik dalam satu hambatan R sebanding dengan beda potensial antar ujung-ujung hambatan R pada temperatur konstan (tetap)."

Secara Sistematis Hukum Ohm dinyatakan dengan persamaan :

I = V / R

V = I . R

R = V / I

Keterangan :

                        I = Kuat Arus Listrik

                        V = Beda Potensial Listrik

                        R = Hambatan Listrik

Rumus perhitungan lama back up

Lama ketahanan ditentukan oleh Ampere aki motor dan beban.

Ketahanan aki =  Volt X Ampere/hour

Rumus Lama waktu Pengecasan Aki/ Battery/ Accumulator

Gambar 8. Pengecasan Aki

Untuk rumus adalah :

BesarAh(Ampere/hour)accu/battery/aki=Jam

Besar Arus Charger (Ampere)

Dimana : Besar Ah Aki

   Besar Arus Charger (A)

Pengukuran Dengan Menggunakan Osiloskop

Untuk mengukur sebuah frekuensi dari sebuah tampilan osiloskop yang perlu diperhatikan adalah hanya 2 bagian :

1.      banyaknya divisi atau kotak untuk menghasilkan satu gelombang penuh

2.      Tombol time /div

Dapat dilihat dari gambar berikut :

Gambar 9. Osiloskop sebelum melakukan Pengujian

Contoh perhitungan dari gambar 9 adalah sebagai berikut:

Gambar 10. Osiloskop sebelum melakukan Pengujian

Dari gambar 10 data yang diperp;eh adalah sebagi berikut:

Div atau banyak kotak untuk satu gelombang penuh adalah 4 div

Tombol time/div adalah  .1 second (titik satu) artinya 0,1 second

Maka besarnya frekuensi dapat kita hitung :

F = 1/T   dimana T dihitung dengan  4 div x 0,1s = 0,4 s

Maka  F = 1/0,4 = 2,5 Hertz

METODOLOGI PENELITIAN

Objek Penelitian

Objek penelitian dilaksanakan dengan memusatkan pada Studi Karakteristik Inverter pada beban dengan menggunakan Osiloskop di Laboratorium Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.

Instrumen Penelitian

Instrument yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

Aki/Accu/Battery Pada Motor

Gambar 11. Aki

Aki/Accu/Battery adalah suatu media yang dapat menyimpan energy (umumnya energy listrik) dalam bentuk energy kimia. Aki termasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki juga dapat diisi arus listrik kembali. Secara sederhana aki merupakan sel yang terdiri dari elektroda Pb sebagai anode dan PbO2 sebagai katoda dengan elektrolit H2SO4. Serta memiliki tegangan sebesar 12 VDC dan 7 Ah.

Komponen utama aki motor:

a.       Kotak aki Berfungsi sebagai rumah/wadah dari komponen aki yang terdiri atas: cairan aki, pelat positif dan pelat negative berikut separatornya.

b.      Tutup aki Berada di atas, tutup aki berfungsi sebagai penutup lubang pengisian air aki kedalam wadahnya. Sehingga aki tidak mudah tumpah. Di aki kering tertentu tidak ada komponen ini, kalaupun ada tidak boleh dibuka.

c.       Lubang ventilasi  Untuk tipe konvensional ada di samping atas dan ada selangnya. Berfungsi untuk memindahkan gas hydrogen dikondisikan lagi menjadicairan sehingga tidak dibutuhkan lubang ventilasi.

d.      Pelat logam Terdiri dari pelat positif dan negative. Untuk pelat positif dibuat dari logam timbel preoksida (PbO2) sedangkan pelat negative dibuat dari logam timbel (Pb).

e.       Air aki Dibuat dari campuran air (H2O) dan asalm sulfat (So4).

f.       Separator Berada diantara pelat positif dan negatif, separator bertugas untuk memisahkan atau menyekat pelat positif dan negatif agar tidak saling bersinggungan yang dapat menimbulkan short / hubungan arus pendek.

g.       Sel Ruangan dalam wadah bentuk kotak – kotak yang berisi cairan aki, pelat positif dan negative berikut separatornya.

h.      Terminal Aki Keduanya berada diatas wadah, karena merupakan ujung dari rangkaian pelat – pelat yang nantinya dihubungkan ke beban arus macam kipas angin dan lainnya. Bagian ini terdiri dari terminal.

Power Inverter DC to AC

Sesuai dengan namanya Power Inverter DC to AC adalah sebuah alat untuk merubah arus DC menjadi arus AC. Arus DC yang dirubah rata rata adalah baterai/ accu karena tegangan accu adalah DC. sedangkan output yang keluar yang dihasilkan dari output inverter adalah AC / seperti halnya arus PLN sehingga anda bisa menggunakan untuk memback up peralatan listrik. Power inverter DC ke AC ini ada yang tidak dilengkapi charger accu dan ada juga yang dilengkapi charger accu. Power inverter tanpa charger rata rata digunakan pada mobil dan aplikasi panel surya karena untuk melakukan pengisian ulang baterainya jika pada motor menggunakan alternator sedangkan jika dipasang pada panel surya maka untuk melakukan pengecasan menggunakan modul panel surya itu sendiri. Sedangkan inverter charger digunakan untuk dirumah karena untuk melakukan pengecasan membutuhkan listrik PLN

Kesimpulannya power inverter hanyalah sebuah alat saja dan inverter jenis memiliki kapasitas 300 W. penulis membutuhkan accu sebagai daya untuk dirubah. Sedangkan jika accu habis penulis membutuhkan charger accu untuk melakukan pengisian ulang aki/ baterai. Jika memilih Inverter yang dilengkapi charger accu maka tidak perlu membeli charger accu terpisah karena sudah termasuk dalam satu paket inverter charger. Inverter charger tetap membutuhkan listrik PLN untuk melakukan pengisian ulang baterai.

Multimeter

Multimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai AVOmeter yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter) dimana lebih akurat hasil pengukurannya, dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC.

Fungsi dasar Multimeter adalah sebagai :

a.       Amperemeter DC

b.      Voltmeter DC

c.       Voltmeter AC

d.      Ohmmeter

Ada dua macam multimeter digital yang akan kita gunakan yakni multimeter biasa dan multimeter true Rms, perbedaannya adalah untuk multimeter biasa terdapat rumus Rms dan hanya bisa menerima gelombang sinus sedangkan yang true Rms lebih sensitive dan lebih teliti dibanding yang non true Rms karena di dalam true Rms terdapat rumusan yang lebih kompleks, selain itu juga true Rms bias menerima gelombang lebih banyak disbanding yang non true Rms, jadi tidak hanya gelombang sinus saja.

Gambar 12. Multimeter

Kipas Angin

Gambar 13. Kipas angin

Fungsi dari kipas angin yang ditemukan di Mesir pada masa itu sebagai alat upacara keagamaan, sehingga sebuah kipas angin merupakan benda yang sakral. Kipas angin jenis ini memiliki kapasitas 45 Watt.

Osiloskop

Gambar 14. Osiloskop

Osiloskop itu sendiri merupakan suatu perangkat atau alat yang digunakan untuk menerima sinyal yang nantinya sinyal tersebut akan ditampilkan pada sebuah layar dalam bentuk gelombang. Alat ini dapat digunakan sebagai alat untuk pengukuran rangkaian elektronik seperti Kipas Angin, TV, Radio Komunikasi, dan sebagainya. Beberapa fungsi osiloskop antara lain untuk:

a.       Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

2. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
3. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
4. Membedakan arus AC dengan arus DC.
5. Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.

Instrument – instrument di atas disusun sehingga membentuk rangkaian seperti gambar 6 menunjukkan salah satu dari rangkaian yang akan diuji dalam penelitian ini.

Gambar 15. Skema rangkaian pengujian

Prosedur Pengambilan Data

Proses pengujian inverter melibatkan beberapa komponen yaitu Aki motor, Inverter, dan kipas angin dengan alat ukur berupa multimeter dan osiloskop. Untuk melakukan pengambilan data, ada beberapa langka yang harus dilakukan, seperti yang ditunjukkan oleh diagram alir pada gambar 16.

 

Gambar 16. Prosedur Pengambilan Data

Skenario Pengujian

Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui arus keluaran dari inverter dan efisiensi dari sistem inverter dengan menggunakan beban lampu, kipas angin, charger. Untuk pengujian tegangan Aki yang digunakan adalah 12 V.

Pada konfigurasi ini inverter yang digunakan adalah yang mempunyai kapasitas 300 W dan dihubungkan langsung dengan aki dan beban yang digunakan. Konfigurasi ini ditunjukkan pada gambar 15.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambaran Umum Studi Karakteristik Inverter Pada Beban

Dalam tugas akhir ini dilakukan empat macam pengujian yaitu pengujian gelombang, pengujian ketahanan aki dengan menggunakan beban kipas angin, charger laptop dan lampu. serta menentukan berapa lama waktu pemakaian charger aki 12V.

Perolehan Data Di Lapangan

1.      Bentuk gelombang power inverter.

Gambar 17. Rangkaian Pengujian Gelombang

Dari hasil pengujian maka dapat disimpulkan bahwa bentuk gelombang yang dihasilkan pada power inverter adalah modifikasi gelombang sinus yang dimana gelombang ini menggunakan 3 hambatan masing – masing meliki nilai 10 kΩ , volt/div = 2 V/div dan time/div = 2 ms/div. Dari gambar dapat disimpulkan sebagai berikut :

Div atau banyak kotak untuk satu gelombang penuh adalah 2 V/div

Tombol time/div adalah  .2 second (titik satu) artinya 0,2 second

Maka besarnya frekuensi dapat kita hitung :

Dimana :

            F = Frekuensi

            T = Waktu

Jadi, T dihitung dengan T = 2 V/div x 0.2 ms/div = 0.4 s

Maka : F = 1/T = 1 / 0.4 = 2.5 Hz

2.      Tabel hasil pengujian aki pada beban.

Tabel 1. Hasil Pengujian Aki Pada Beban.

No	Beban	Daya	Sumber Aki		Beban Inverter		Ket
			Isebelum beban	Vsebelum beban	Isetelah  beban	Vsetelah beban
1	Kipas Angin	45 W	0,6 A	12 V	200 mA	220 V	F = 50 Hz
2	Charger Laptop	65 W	0,6 A	12 V	900 mA	220 V
3	Lampu	40 W	0,6 A	12 V	180 mA	220 V

Sumber: Hasil Pengamatan

Dari tabel 1 dapat disimpulkan bahwa semakin besar daya pada beban yang digunakan maka semakin besar pula arus yang mengalir pada beban.

3.      Tabel Ketahanan aki pada saat pengujian beban

Tabel 2 Ketahanan aki pada saat pengujian beban

No	Beban (Kipas Angin)
	Waktu (menit)	Tegangan Aki (V)	Arus Aki (A)	Daya Aki (W)
1	00:05	12.0 V	2.44 A	29.28
2	05:10	11.8 V	2.40 A	28.32
3	10:15	11.7 V	2.40 A	28.08
4	15:20	11.6 V	2.40 A	27.84
5	20:25	11.5 V	2.40 A	27.6
6	25:30	11.4 V	2.40 A	27.36
7	30:35	11.2 V	2.40 A	26.88
8	35:40	11.2 V	2.35 A	26.32
9	40:45	10.5 V	2.35 A	24.68
10	45:50	10.0 V	0.00 A	0

Sumber: Hasil Pengamatan

Dari tabel 2 dapat disimpulkan bahwa ketahanan aki sangat berpengaruh pada daya beban yang digunakan pada saat pengujian, pengujian beban 45 W dapat bertahan selama 45:50 menit. Apabila tegangan aki mencapai 10.5 V maka low battery alarm pada inverter sedangkan low battery shutdown tegangannya bernilai 10.0 V.  

Dari analisa table 2 maka untuk menghitung daya dengan menggunakan rumus:

4.      Tabel charger Aki / Accu dengan tegangan 15 V

Tabel 3 charger Aki / Accu dengan tegangan 15 V

No	Charger aki
	Waktu	Vaki
1	00:05	13.0 V
2	05:10	12.7 V
3	10:15	12.8 V
4	15:20	12.8 V
5	20:25	12.9 V
6	25:30	12.9 V
7	30:35	12.9 V
8	35:40	12.9 V
9	40:45	12.9 V
10	45:50	12.9 V
11	55:55	12.9 V
12	55:60	12.0V

Sumber: Hasil Pengamatan

Dari tabel 3 dapat disimpulkan bahwa nilai yang dihasilkan pada saat mula – mula charger aki adalah sebesar 13.0 V dan durasi waktu pengamatan selama 5 menit menghasilkan kenaikan tegangan 0 – 1 V  dengan waktu charger selama 1 jam.

Analisa Data Grafik (Kurva)

Data data yang telah diperoleh melalui pengukuran dapat juga dituangkan dalam bentuk kurva (grafik) dengan menggunkan program MATLAB 7.0. Dari perolehan data maupun penggambaran secara grafik terlihat bahwa Is sangat bergantung pada daya beban yang digunakan. Dalam menampilkan data – data dalam bentuk grafik maka lebih mudah dalam menganalisa keadaan yang terjadi pada beban yang digunakan. Adapun grafik – grafiknya adalah sebagai berikut:

1.      Tegangan Beterai Pada Saat Pembebanan

Grafik 1 Tegangan Beterai Pada Saat Pembebanan

Dari Grafik 1 dapat disimpulkan bahwa Tegangan Baterai pada saat pembebanan sangat berpengaruh pada daya beban yang digunakan pada saat pengujian, pengujian beban 45 W dapat bertahan selama 50 menit. Apabila tegangan aki mencapai 10.5 V maka low battery alarm pada inverter sedangkan low battery shutdown tegangannya bernilai 10.0 V.

2.      Arus Baterai Pada Saat Pembebanan

Grafik 2 Arus Baterai Pada Saat Pembebanan

Dari Grafik 2 dapat disimpulkan bahwa Arus Baterai pada saat pembebanan sangat berpengaruh pada daya beban yang digunakan pada saat pengujian, pengujian beban 45 W dapat bertahan selama 50 menit.

3.      Tegangan Baterai Pada Saat Diisi

Grafik 3 Tegangan Baterai Pada Saat Diisi

Dari grafik 3 dapat disimpulkan bahwa nilai yang dihasilkan pada saat mula – mula charger aki adalah sebesar 13.0 V dan durasi waktu pengamatan selama 5 menit menghasilkan kenaikan tegangan 0 – 1 Volt  dengan waktu charger selama 1 jam.

Analisa Data Ketahan Aki Pada Saat Pengujian Beban

Dari hasil  pengukuran yang dilakukan pada ketahanan aki dengan menggunakan beban kipas angin (45 Watt), charger laptop (65 Watt) dan lampu (40 Watt) maka dapat ditentukan ketahanan aki pada tiap beban adalah sebagai berikut:

1)      Kipas Angin

Diketahui: V = 12 Volt

                  I  = 7 Ampere/Hour

             Beban = 45 Watt

Ditanyakan      : Ketahanan aki = ……?

Penyelesaian    :

Ketahanan aki=12Volt X 7Ampere/hour                   = 84 Watt/jam

Sehingga, 84 Watt/jam = 1.9  2 Jam                                          45Watt/Jam

2)      Charger Laptop

Diketahui : V   = 12 Volt

                  I     = 7Ampere/Hour

               Beban= 65 Watt

Ditanyakan: Ketahanan aki = …… ?

Penyelesaian:

Ketahanan aki=12Volt X 7Ampere/hour                   = 84 Watt/jam

Sehingga, 84 Watt/jam = 1.3  1 Jam

    65Watt/Jam

3)      Lampu

Diketahui: V    = 12 Volt

                 I      = 7 Ampere/Hour

                         Beban = 40 Watt

Ditanyakan: Ketahanan aki = …… ?

Penyelesaian:

Ketahanan aki=12Volt X 7Ampere/hour                   = 84 Watt/jam

Sehingga, 84 Watt/jam = 2.1  2 Jam

                 40 Watt/Jam

Analisa Data Pada Saat Charger Aki / Accu

Pada charger aki 12Volt 7Ampere maka dalam mencari wattnya adalah 12Volt X Besar arus pengisian ke aki sebesar 7 Ampere yang berarti jumlah totalnya adalah : 84Watt/ jam.

Inverter charger 10Ampere pada posisi OFF/ Quick charge berada pada tegangan 12volt dan besar arusnya adalah 10 Ampere maka berarti wattnya adalah 120Watt saat saklar inverter posisi OFF dan jika saklar posisi ON/ Slow charge maka besar arusnya adalah 6Ampere sehingga 12V X 6Ampere = 72 watt saat posisi ON.

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis dapat disimpulkan bahwa:

Bentuk gelombang yang dihasilkan pada power inverter adalah modifikasi gelombang sinus yang dimana gelombang ini menggunakan 3 hambatan masing – masing memiliki nilai 10 kΩ , volt/div = 2 V/div dan time/div = 2 ms/div.

Semakin besar daya pada beban yang digunakan maka semakin besar pula arus yang mengalir pada beban.

Ketahanan aki sangat berpengaruh pada daya beban yang digunakan pada saat pengujian, pengujian beban 45 W dapat bertahan selama 50 menit. Apabila tegangan aki mencapai 10.5 V maka low battery alarm pada inverter sedangkan low battery shutdown tegangannya bernilai 10.0 V.

Nilai yang dihasilkan pada saat mula – mula charger aki adalah sebesar 13.0 V dan durasi waktu pengamatan selama 5 menit menghasilkan kenaikan tegangan 0 – 1 V  dengan waktu charger selama 1 jam.

Saran

Berdasarkan pengujian pada karakteristik inverter untuk mengatasi bentuk modifikasi gelombang sinus maka penulis menyarankan agar kiranya melakukan pengujian ulang dengan kapasitas daya inverter diatas 300 W untuk mendapatkan gelombang sinus atau gelombang persegi sehingga bentuk gelombangnya maksimal.

REFERENSI

2011. Watt Inverter Charger 12V.

                http://www.inverterdckeac.com/2011/09           /600-watt-inverter-charger-12vdc-          220.html. 5 Maret 2014. Jam 11.00.

Leu Daud. 2011. Penyearahan 1 Fasa dan 3 Fasa Dari Converter dan Inverter. Buku Pedoman. Makassar.

Pedoman Mahasiswa untuk Mengenal dan Memahami Apa Itu Elektronika Daya. Makassar.

Utomo Wahyu Setya. 2006. Rancang Bangun Inverter 1 Fase Gelombang Sinusidal.Laporan Proyek Akhir. Jember.

Wijaya Rony. 2012. Analisis Karakteristik Grid-Tie Inverter. Skripsi. Depok: Universitas Indonesia.

Ye, Z. Dame, M. Kroposki, B. Grid-Connected Inverter Andi-Islanding Test Result for General Electric Inverter-Based Interconnection Technology. 2005. NREL. USA.