Simulasi Pembuatan Inverter

Vol. 7, No. 002, Desember 2008
ISSN : 1412-9469
Jurnal Teknologi
STUDI NILAI KOEFISIEN DEBIT PADA ALAT UKUR CELAH SEGIEMPAT
PENGGUNAAN METODE MATRIKS IMPEDANS BUS BERBASIS
PROGRAM APLIKASI MATLAB UNTUK SIMULASI FENOMENA
GANGGUAN TAKSIMETRI DI SISTEM TENAGA LISTRIK
SIMULASI RANGKAIAN INVERTE KAPASITAS 500 WATT MENGGUNAKAN
PROGRAM PSPICE
STUDI BANDING TEGANGAN AKTUAL DENGAN TEGANGAN EKUIVALEN
PADA STRUKTUR BETON
DESAIN ULANG PENDINGINAN MINYAK PELUMAS DENGAN MENERAPKAN
METODE KERN MAMPU MENINGKATKAN KAPASITAS PENDINGINAN
SEBESAR 34,43 %
ANALISIS KECEPATAN RERATA WAKTU DAN RUANG
PADA LINTASAN DI REST I ARAH BOGOR-JAKARTA
JALAN TOL JAGORAWI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS IBN KHALDUN BOGOR
Vol. 7, No. 002, Desember 2008
ISSN : 1412-9469
Jurnal Teknologi
Jurnal Enam Bulanan / Six Monthly Journal
Terbitan Pertama Juni 2002 / First Published in June 2002
Pemimpin Umum (Penanggung Jawab) / Managing Director
Arief Goeritno, S.T.,M.T. (Dekan Fakultas Teknik)
Pemimpin Redaksi (Penyunting Pelaksana) / Chief of Organizing Editor
M. Hariansyah, S.T.,M.T.
Wakil Pemimpin Redaksi / Vice of Organizing Editor
Deni Hendarto, S.T., M.Si.
Komisi Penyunting Pengarah / Committee of Steering Editor
Prof. Surjono Surjokusumo, Ir., MSF, Ph.D (IPB)
Dr. Ing. Henki Wibowo Ashadi, Ir. (JTS-FT-UI)
Prof. Dr. Prawoto, Ir., MSAe (BTMP-BPPT)
Dr. Lukman Shalahuddin, B.E., M.Sc (BTMP-BPPT)
Dr. Hendro Tjahjono, Ir., DEA (P2TKN-BATAN)
Djoko Hari Nugroho, Ir., MS, Ph.D (Eng.) (P2TKN-BATAN)
Anggota Redaksi / Member of Organizing Editor
Nurul Chayati, Ir.
Aris Munandar, Ir.,M.T
Asep Suheri, S.T.,M.T
Novita Br. Ginting, S.Kom.
Penata Letak / Layouter
Wawan Setiawan, S.Pdi
Tata Usaha / Administratio
H.Tono Kartono, S.Pd.,M.Pd
Muhammad Muhlis, S.Pdi
Hendri Maulana, S.E
Taufik Andriansyah, A.Md
Amelia Prasasti, A.Md
Elis Dzikrillah, A.Md
Penerbit/Publisher
Fakultas Teknik - Universitas Ibn Khaldun Bogor
Jl. KH. Sholeh Iskandar km. 2, Kedung Badak, Tanah Sareal, Bogor 16162
Telp: 0251 7160993, Fax : 0251 8380993
E-mail : [email protected]
9
Vol. 7, No. 002, Desember 2008
ISSN : 1412-9469
Jurnal Teknologi
Daftar Isi / Contents
Hal.
Feril Hariati
Studi Nilai koefisien debit pada alat ukur celah segiempat
(Studi Kasus Laboratorium Teknik Sipil UIKA Bogor)
1-5
Arief Goeritno
Penggunaan Metode Matriks Impedans Bus Berbasis Program Aplikasi Matlab Untuk
Simulasi Fenomena Gangguan Taksimetri Di Sistem Tenaga Listrik
(Using The Method Of Bus Impedance Matrix Based On The Matlab Application
Program To Simulation For Phenomena Of Nonsymmetrical Fault On The Electrical
Power System)
6 - 13
M. Hariansyah
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program Pspice).
(Inverter Circuit Simulation Program Capacity Of 500 Watts Pspice)
14 - 25
Nurul Chayati
Studi Banding Tegangan Aktual Dengan Tegangan Ekuivalen Pada Struktur Beton
(Comparative Study Of Actual Voltage Stress With The Equivalent Concrete Structure).
26 – 39
Yogi Sirodz Gaos
Desain Ulang Pendinginan Minyak Pelumas Dengan Menerapkan Metode Kern
Mampu Meningkatkan Kapasitas Pendinginan Sebesar 34,43 %
(The Design By Applying Lubricans Oil Cooling Method Kern Cooling Capacity To Increase Of 34,43%)).
40 - 47
Rulhendri
Analisis Kecepatan Rerata Waktu Dan Ruang Pada Lintasan Di Rest I Arah Bogor-Jakarta
Jalan Tol Jagorawi
48 - 53
Vol. 7, No. 002, Desember 2008
ISSN : 1412-9469
Jurnal Teknologi
Pengantar Redaksi
Segala puji dipanjatkan ke hadirat Allah Swt, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, hingga tersusun
TEKNIKA, Jurnal Teknologi, Vol 7, No 002, Desember 2008 sebagai terbitan keempat belas.
TEKNIKA berisi karya tulis ilmiah dari kegiatan penelitian dan/atau pengkajian di bidang sain dan teknologi.
Semoga isi terbitan ini dapat menjadi sumber informasi yang bermanfaat untuk dijadikan acuan dalam
pelaksanaan kegiatan penelitian dan/atau pengkajian selanjutnya, sehingga memberikan sumbangan berarti bagi
pembangunan berkelanjutan.
Bogor, Desember 2008
Foreword
Praise be to Allah, for His blessings and helps, so that TEKNIKA, Jurnal Teknologi, Vol. 7, No. 002, December
2008 has been successfully published as fourteenth edition.
This journal consists of scientific papers and technical reports in various field of science and technology.
We hope that this journal give useful information and references to present and future activities, and gives
significant contribution for suistainable development.
Bogor, December 2008
9
Vol. 7, No. 002, Desember 2008
ISSN : 1412-9469
Jurnal Teknologi
PEDOMAN PENULISAN NASKAH
Redaksi TEKNIKA, Jurnal Teknologi – Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor menerima
naskah/makalah ilmiah hasil penelitian atau pengkajian di bidang sain dan teknologi, untuk penerbitan pada bulan
Juni atau Desember setiap tahun takwin.
1. Naskah asli berupa karya tulis ilmiah hasil eksperimen, survai, pengkajian, atau literature disertai analisis.
2. Naskah ditulis dalam bahasa Indonesia atau Inggris, diketik menggunakan ukuran 12 Time New Roman dengan
jarak baris 1,5 spasi, abstrak diketik dengan jarak 1 spasi. Ukuran kertas A4 dengan margin atau batas (kiri dan
atas) 3 cm dan margin (kanan dan bawah) 2,5 cm. Total halaman termasuk gambar dan tabel maksimum 20
halaman. Rangkap 2 (dua).
3. Sistematika penulisan karya tulis dengan urutan, JUDUL, ABSTRAK, PENDAHULUAN, TEORI dan/atau
METODOLOGI atau TATA KERJA, HASIL DAN BAHASAN, PENUTUP ATAU SIMPULAN, UCAPAN
TERIMAKASIH ( jika ada), DAFTAR PUSTAKA (REFERENSI).
4. Sesuai dengan maksud penerbitan jurnal ini, redaksi berhak mengedit naskah tanpa mengurangi makna. Isi
tulisan menjadi tanggung jawab penulisan sepenuhnya.
5. Naskah yang dikirim harus disertai CD, ditulis dengan karakter Arial Narrow (font 10) seperti ditulis dalam terbitan
ini.
WRITING FORMATS AND RULES
Editors TEKNIKA, Journal of Techknology – Faculty of Engineering – University Ibn Khaldun Bogor call for
scientific papers as the results of research or assessment in the field of science and technology, to be published in
June or December every years.
1. The original papers could be the result of experiment, evaluation of survey, technical assessment reports or
literature studies with analysis.
2. Manuscripts should be systematically writen in indonesian language or English using font of New Times Roman
characters with line spacing 1,5 abstarct with line spacing 1. The paper size is A4, the left and top margins are 3
cm, and right and bottom margins are 2,5 cm. The maximum total number of pages is 20 pages including graphs
and tables. 2 (two) hardcopies.
3. The outline of the paper sholud be TITLE, ABSTRACT, INTRODUCTION, THEORY and/or METHODOLOGY,
RESULTS AND DISCUSSION, CONCLUSION, ACKNWOLEDGEMENT (if ANY), REFERENCES.
4. The editors have the right to edit paper without substantial change of meaning. The content of the paper is full
responsibility of authors.
5. The paper should be submitted together with its electronics files in CD, written in Arial Narrow characters (font
10), similar to the paper wrote in this journal.
SIMULASI RANGKAIAN INVERTER KAPASITAS 500 WATT MENGGUNAKAN PROGRAM PSPICE
M. Hariansyah
Jurusan Teknik Elektro- Fakultas Teknik UIKA Bogor
[email protected]
ABSTRAK
SIMULASI RANGKAIAN INVERTER KAPASITAS 500 WATT MENGGUNAKAN PROGRAM PSPICE).
Pspice merupakan singkatan dari Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis. Versi SPICE yang serasi
dengan PC (Personal Computer) dikenal sebagai PSPICE. Program PSPICE ini dapat digunakan dalam simulasi
perancangan peralatan elektronik. Untuk membuat inverter dengan kapasitas daya 500 watt, terlebih dahulu dilakukan
simulasi terhadap rangkaian inverter,dengan menggunakan beban yang berubah-ubah. Beban yang digunakan pada
simulasi inverter adalah resistor, induktor, dan kapasitor (RLC). Tujuan penelitian menghasilkan simulasi rangkaian
inverter pada kapasitas 500 W, sebelum rangkaian inverter tersebut di buat agar dapat mengurangi tingkat kesalahan
pada perencanaan, sebelum inverter tersebut di buat. Bentuk simulasi yang dilakukan, diawali dengan membuat
rangkaian inverter kapasitas 500 watt, tegangan input dc 48 volt, dan output dari inverter 220 volt. Setelah rangkaian
invereter terbentuk, langkah selanjutnya menganalis kebutuhan komponen, serta kapasitas dari komponen yang
digunakan. Gambar rangkaian inverter di buat dalam software PSpice, sehingga dapat dilakukan simulasi gelombang
arus dan gelombang tegangan. Hasil simulasi diperlihatkan dari bentuk gelombang arus dan tegangan pada tiap-tiap titik
yang telah ditetapkan pada rangkaian. Pengujian terhadap rangkaian inverter, pada saat beban nol diperoleh tegangan
221 volt dan arus 2,26 A, sudah berbentuk sinussoida murni, dan pengujian dengan beban R= 650 ohm, L = 100 mH
dan C = 120 uF, diperoleh tegangan output sebesar 221 hingga 232 volt dan arus output sebesar 2,2684 ampere,
sehingga daya maksimum yang dihasilkan sebesar 502,2 watt
Kata-kata kunci. Inverter, Pspice, gelombang arus, gelombang tegangan.
ABSTRACT
INVERTER CIRCUIT SIMULATION PROGRAM CAPACITY OF 500 WATTS PSPICE). Pspice is an acronym for
Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis. SPICE version to (compatible) with a PC (Personal Computer) is
known as PSPICE. PSPICE program simulation can be used in the design of electronic equipment. To make the inverter
with a power capacity of 500 watts, first performed a simulation of the inverter circuit, using an arbitrary load. Load used
in the simulation of the inverter is resistor, inductor, and capacitor (RLC). Purpose of generating research inverter circuit
simulation on a capacity of 500 W, before the series for inverter is made to minimize errors in the planning, before the
inverter is made. Shape simulations carried out, beginning with making a series of 500 watts capacity inverter, 48 volt dc
input voltage, and output of the inverter 220 volts. After a series of inverter formed, the next step analyzes the needs of
the components, as well as the capacity of the components used. Image for the inverter circuit in PSpice software, so it
can be simulated current waveform and voltage waveform. The simulation results are shown from the current and
voltage waveforms at each predetermined point in the circuit. Testing of the inverter circuit, obtained at zero load voltage
and current 221 volts 2.26 A, has been shaped sinussoida pure, and testing with a load of R = 650 ohm, L = 100 mH and
C = 120 UF, obtained at 221 to 232 volts output voltage and the output current of 2.2684 amperes, so that the maximum
power generated at 502.2 watts
Keywords: Inverter, Pspice, waves, currents, wave voltage.
9
ISSN 1412-9469
1. PENDAHULUAN
Di laboratorium Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik UIKA Bogor, masih kekukarangan beberapa alat
praktikum, salah satunya adalah inverter kapasitas 500
watt. Sudah 2 kali dilakukan pembuatan alat tersebut,
tetapi hasil yang diperoleh tidak maksimal, tegangan
output dan arus tidak sesuai dengan perencanaan.
Sehingga diperlukan suatu upaya untuk membuat simulasi
terlebih dahulu sebelum dilakukan pembuatan. Tujuan
penelitian menghasilkan simulasi rangkaian inverter pada
kapasitas 500 W, sebelum rangkaian inverter tersebut di
buat agar dapat mengurangi tingkat kesalahan pada
perencanaan. Langkah-langkah
yang dilakukan adalah membuat bentuk simulasi yang
dilakukan, diawali dengan membuat rangkaian inverter
kapasitas 500 watt, tegangan input dc 48 volt, dan output
yang direncanakan dari inverter 220 volt. Setelah
rangkaian invereter terbentuk, langkah selanjutnya
menganalis kebutuhan komponen, serta kapasitas dari
komponen yang digunakan. Gambar rangkaian inverter di
buat di dalam software PSpice, sehingga dapat dilakukan
simulasi gelombang arus dan gelombang tegangan, pada
suatu titik-titik tertentu yang ingin disimulasikan.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Pspice merupakan singkatan dari Simulation
Program with Integrated Circuit Emphasis. Versi PSPICE
yang serasi (compatible) dengan PC dikenal sebagai
PSPICE. Desain Center mempunyai tiga program interaktif
utama, yaitu : Schematics, PSIPCE, dan Probe.
Schematics adalah suatu program yang bisa digunakan
untuk membuat rangkaian dengan menggambar melalui
suatu jendela yang ada pada monitor. PSPICE yang akan
dianalisis rangkaiannya dihasilkan oleh Schematic, dan
menghasilkan solusi arus dan tegangan. Probe adalah
grafik post processor, dan akan menghasilkan plot
tampilan (display) arus dan tegangan. [1]
Perangkat lunak PSPICE ini dapat digunakan pada
komputer dengan spesifikasi minimal :
Intel Pentium 90MHz
Windows 95, Windows 98 atau Windows NT
16MB RAM (32MB rekomendasi)
90MB memori bebas pada hard disk
Layout umum dari desain center diperlihatkan pada
Gambar 1. Pada bagian atas display anda akan
mendapatkan 8 menu. File, View dan Analisis adalah
menu yang seringkali digunakan
Gambar 1. Layout umum dari Desain Center
2.1
Menggambar Rangkaian
Dimulai dengan memindahkan suatu sumber
pulsa (pulse source), resistor, induktor dan ground pada
papan gambar. Dari editor schematic, dapat memindahkan
bagian-bagian dari komponen library ke dalam skema.
Gunakan perintah Get New Part dalam menu Draw seperti
diperlihatkan dalam Gambar 2, kemudian pilih perintah
Get New Part dari Menu Draw, dan pilih Libraries seperti
pada Gambar 3. [1]
Gambar 2. Menu Draw

Klik OK, atau klik double untuk memilih bagian yang akan
digambar. Pilih bagian yang akan dipindahkan sesuai
dengan skema.
10
Gambar 3. Get New Part


Kursor akan memindahkan sesuai bentuk dari komponen.
Klik bagian kiri untuk memindahkan komponen; double klik
untuk memindahkan dan mengakhiri mode; atau klik
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-20
ISSN 1412-9469
bagian kanan untuk mengakhiri mode tanpa memindahkan
komponen



Untuk menggeser titik suatu objek , klik dan tahan,
kemudian pindahkan mouse. Kemudian pilih objek dimana
diinginkan, lalu lepaskan button mouse.
Untuk memindahkan suatu komponen, ke suatu titik, klik
dan tahan, kemudian geser ke suatu lokasi baru.
Untuk mengembalikan suatu komponen, select, dan pilih
Delete dari menu Edit.
Pindahkan sebuah sumber pulsa (VPULSE) dari library
source.slb, sebuah resistor (R), sebuah induktor (L), dan
sebuah kapasitor (C) dari library analog.slb, dan sebuah
ground (GND) dari library port.slb. Seperti ditunjukkan
pada Gambar 4.
Gambar 4.Komponen Dari Rangkaian RLC
komponen berputar sesuai aturan jam sebesar 90 0. Flip
adalah suatu pilihan objek untuk menghasilkan suatu
cerminan gambaran dari objek, seperti diperlihatkan pada
Gambar 5 dan Gambar 6
2.2 Memutar Komponen
Memutar komponen/objek kapasitor sehingga
dapat dilakukan pengawatan dengan rapi ke dalam
rangkaian. Setiap kali memutar komponen, maka
.
Gambar 5. Edit Menu
1)
2)
Cara melakukan pemutaran objek/komponen:
Untuk memutar kapasitor atau komponen lain, maka pilih
komponen yang akan diputar dan pilih Rotate dari menu
edit, seperti Gambar 5. Jika memilih suatu area dalam
skema , maka area akan berputar disepanjang pusat dari
kotak pilihan. Hal ini dapat kita lihat pada Gambar 6
Untuk flip sebuah komponen, select dan pilih Flip dari
menu Edit.
Gambar 6. Hasil Pemutaran Komponen
3)
4)
Untuk deselect (membatalkan) kapasitor yang dipilih atau
komponen lain, klik kanan atau klik pada spot yang
kosong.
Untuk menggeser
atau memutar dua atau lebih
komponen secara bersamaan (sekali saja), maka pertama
kali select komponen tersebut dengan menggambar
segiempat disekeliling komponen dan kemudian geser
atau putar segiempat tersebut.
______________________________________________________________________________________________
___
M. Hariansyah
11
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE
ISSN 1412-9469
5)
Untuk menggambar segiempat disekeliling komponen,
select diatas dan didalam salah satu komponen yang
diinginkan. Klik dan geser secara diagonal sampai tampak
bentuk segiempat disekeliling komponen.

Double klik untuk mengakhiri kawat dan mode terminal,
atau
Klik untuk membentuk vertex (corner) dan melanjutkan
pengawatan.
Pengawatan diperlihatkan seperti Gambar 7.


2.3



Pemberian Label Komponen
Pemberian label dengan memilih kawat, bus
segment atau port. Kawat dan bus segement atau port
bisa menampilkan beberapa label, tetapi semua label
untuk setiap segment akan berisi teks yang sama. Setiap
komponen di dalam suatu sirkuit dapat diberi label.
Untuk mengedit sebuah label, select suatu kawat, bus
segment, atau port untuk mengedit label.
Pilih Attributes dari Menu Edit, atau double klik label pada
kotak dialog.
Enter teks pada label, kemudian pilih OK.
Gambar 7. Pengawatan rangkaian
2.5 Mengedit Atribut
Atribut dari item Schematic berisi sejumlah
nama nilai. Untuk mengedit attributes, select object untuk
mengedit. Pilih Attributes dari Menu Edit, atau double klik
teks attributes untuk menampilkan Edit Attibutes pada box
dialog secara langsung. Memilih attribute secara
individual, box dialog yang tampak anda dapat mengenter
suatu nilai baru untuk atribut. Pilih entire part : box dialog
diperlihatkan pada Gambar 9.
Untuk merubah nama atribut atau nilai yang diperlihatkan
pada schematic, select dan tekan Change Display button.
Untuk menambah suatu atribut baru, tipe nama dan nilai
didalam field edit, dan press Save Attribute.
10
6)
Untuk menghilangkan salah satu komponen, klik kanan.
Untuk menghilangkan bentuk segiempat, klik di tempat
yang kosong.

Perubahan semua level R, L, C, Vs dan Vo
diperlihatkan pada Gambar 8.
2.4 Penambahan Teks
Untuk menempatkan teks, teks dapat
ditempatkan dimana saja pada skema dan ukurannya
sesuai dengan yang diinginkan.
 Untuk menambah teks pada skema, pilih Text dari
Menu Draw.
 Didalam box dialog, pilih tipe teks yang dinginkan.
 Untuk merubah ukuran font, modifikasi Font Size
yang telah digambarkan di dalam box dialog sesuai
yang diinginkan.
 Pilih OK.
 Pindahkan teks ke lokasi yang diinginkan pada
skema dan klik untuk memindahkan teks. Klik kanan
untuk mengakhiri mode.
Tempatkan tegangan output (Vo) seperti yang terlihat
pada
gambar
2.15
berikut
Gambar 8. Label Komponen
memperlihatkan semua abttributes yang bisa diedit.
Setting R = 2 Ohm, L = 50 uH dan C = 10 uF.Untuk
merubah nilai atribut , select dari daftar. Nama dan nilai
akan tampak didalam bidang yang diedit pada bagian
atas dialog. Perubahan nilai di dalam nilai edit field dan
tekan button Save Attribute. Untuk menghapus (delete)
suatu atribut, select dari daftar dan tekan button Delete.
Setting sumber pulsa (Vs) diperlihatkan dalam gambar
2.17. Double klik dan kemudian tipe V1 = 0 V, V2 = 1 V,
TD (Delay Time) = 0, TR (Rise Time) = 1 ns , TF(Fall
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-20
ISSN 1412-9469
Time) = 1 ns, PW (Pulse Width) = 0.5 ms, PER (Period) =
1 ms.
Gambar 9. Perubahan Source Attributes
2.7.
Proses Analisis Rangkaian
Sebagai contoh, akan dibuat digambar dan
dianalisis response pulsa dari rangkaian RLC yang
diperlihatkan
dalam
Gambar 10. Tahap untuk
menggambar dan analisis suatu rangkaian adalah :
e.
a.
b.
c.
d.
Gambar rangkaian di Schematics.
Pilih mode analisis di Schematics.
Simulasi rangkaian di PSPICE.
Tampilan hasil di Probe.
Gambar 10. Rangkaian RLC
a.
2.8. Simulasi PSPICE
Untuk mensimulasikan sirkuit dengan PSIPCE.
Klik Simulasi pada menu Analisis.
b. Selama proses simulasi rangkaian, software PSIPCE
menimbulkan dan mengakses sejumlah files.
 File pertama kali ditimbulkan pada file schematic(.sch),
yang dihasilkan ketika suatu rangkaian yang digambar
tersimpan di screen.
 Jika file schematic dianalisis, maka ada tiga file baru juga
yang dihasilkan, yaitu: file circuit (.cir), netlist file (.net),
dan alias file (.als). File circuit (file master) berisi simulasi
directives dan referensi netlist, alias, dan model files.
 File netlis berisi seperangkat persamaan seperti Hukum
Kirchhoff dan bagaimana mereka menghubungkan.
d. Jika Simulasi arus dan tegangan listrik dapat dilakukan
dengan dua cara, yaitu schematic dan netlist. Schematic
adalah dengan cara membuat rangkaian sesuai dengan
gambar yang diinginkan, sedangkan netlist yaitu dengan

c.


File alias suatu daftar nama alternative untuk node
rangkaian, dan model file dari karakteristik setiap
komponen.
Jika PSPICE di jalankan (run), maka informasi setiap
simulasi yang berlangsung di dalam rangkaian (master)
file tertentu dikirim ke output dan file data.
File output (out) adalah suatu file ASCII yang
memerintahkan audit trail untuk simulasi dan berisi suatu
variasi informasi yang luas, meliputi rangkaian asli (netlist
original) , semua variable output, dan jenis table.
File data (dat) dikirim ke Probe, yang menggunakan
informasi biner untuk menghasilkan plot dan grafik melalui
jendela Probe.
menuliskan teks pada menu teks editor yang berisi elemen
dari rangkaian yang dipakai serta menuliskan besarnya
nilai komponen yang akan digunakan. Alat inverter
dirancang dalam bentuk rangkaian elektronika, kemudian
______________________________________________________________________________________________
___
M. Hariansyah
13
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE
ISSN 1412-9469
disimulasikan menggunakan Program PSPICE, sehingga
diperoleh arus dan tegangan listrik yang konstan.
3.
METODOLOGI
Simulasi pembuatan rangkain inverter kapasitas 500
W, dilaksanakan mulai tanggal 7 Oktober 2008 hingga 17
November 2008, di Laboratorium Teknik Elektro, Fakultas
Teknik UIKA Bogor. Langkah-langkah awal membuat
simulasi diawali dengan mendesain rangkain inverter
kedalam program Pspice, kemudian menganalis
kebutuhan nilai komponen, menentukan titik-titik simulasi
pada rangkaian, kemudian membuat program simulasi,
hingga dihasilkan gambar grafik arus dan tegangan pada
titik-titik tersebut.
4.
a.
HASIL DAN BAHASAN
Pembuatan program simulasi rangkaian inverter,
diperlihatkan pada Gambar 11. Komponen yang akan
digunakan dirangkai sesuai dengan rangkaian yang
diinginkan, lalu setiap komponen dihubungkan dengan
suatu garis yang dinamakan draw wire.
Setelah rangkaian selesai, lalu setiap komponen dari
rangkaian tersebut diberi nilai besaran sesuai dengan
yang diinginkan.
b.
a.
Mengacu Gambar 11 dapat diketahui nilai komponenkomponen elektronika daya yang digunakan [2]
Tegangan yang berasal dari baterai sebesar 48 volt dc,
untuk menghalang frekuensi balik dari proses switching
dipasang L1. Besar L1 berdasarkan persamaan (2.3 dan
2.4) adalah :
ωs = 2πfs = 2π × 50 Hz = 314,16 rad/s
dimana
fs = 50 Hz
0,4001  R
L 
b.
c.
dimana R
= 10 ohm
ωs
= 314,16 rad/s
Tegangan 48 volt dc akan diubah menjadi 130 hingga 140
volt ac. Cara kerjanya menggunakan bantuan generator
pulsa (Vg). Tegangan pada generator pulsa 30 volt, dari 0
hingga 30 volt berbentuk pulsa, di seting pada frekuensi
50 Hz, dipergunakan untuk mentriger transistor (Q 1)
dimana transistor tersebut berfungsi sebagai saklar,
artinya pada saat kaki basis transistor mendapat tegangan
maka transistor akan on, pada saat ini kapasitor C 1 terisi,
ketika basis tidak mendapat pulsa maka transistor akan
off, C1 berfungsi sebagai penyuplai tegangan proses
tersebut terus berlangsung hingga dihasilkan tegangan
yang berbentuk sinusoidal.
Tegangan output dari transistor sudah berbentuk ac, tetapi
masih mengandung ripel (cacat), karena masih ada
beberapa frekuensi, sehingga dipasang kapasitor C 1.
Besar kapasitor yang dipasang direncanakan
menggunakan persamaan (2.5) :
C
d.
e.
2,165
2,165

 0,69 mF
R.s 10  314,16
digunakan sebagai filter.
dimana
R = 10 ohm
ωs = 314,16 rad/s
Untuk menghasilkan tegangan berbentuk sinusoidal di sisi
primer trafo dibutuhkan komponen resonansi, dengan
menngunakan persamaan (2.11), sehingga dipasang L2 =
222,8 mH dan C2 = 0,04788 mF secara seri.
Untuk mendapatkan tegangan output inverter,
dihubungkan dengan transformator penaik tegangan TX1
dengan N1 = 130 lilitan dan N2 = 320 lilitan, serta kopling
manget 1 dipilih jenis trafo frekuensi rendah, dan hasil
grafik tegangan dan arus telah berbentuk sinusoidal [2]
s
0,4001  10
314,16 rad s
 12,7 mH

Gambar 11. Pembuatan Schematic rangkian Inverter
14
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-20
ISSN 1412-9469
4.1
Analisis grafik arus dan Tegangan
Berdasarkan gambar tersebut di atas dapat
dibuat Program PSPICE yang
digunakan untuk
menganalisa rangkaian diatas. Bentuk
simulasinya diperlihatkan sebagai berikut :
program
******************************************************************
Program Analisa Inverter using PSPICE
By : M. Hariansyah
09/19/08 13:43:59
FROM SCHEMATIC NETLIST
******************************************************************
C_C1
R_R1
V_VDC
L_L1
C_C2
Q_Q1
R_R2
R_R3
K_TX1
L1_TX1
L2_TX1
L_L2
V_Vg
0
5 0.69mF
1
7 250
4
0 48V
4
5 12.7mH
2
3 0.04788mF
5
7 0 QbreakN
0
8 10
0
6 30
L1_TX1 L2_TX1 1
3
8 130
6
0 320
5
2 222.8mH
1 0
+PULSE 30V 0 0 1us 1us 6.08ms 20ms
RESUMING inverter.cir
.INC "inverter.als"
K_TX1
TX1()
L1_TX1
TX1(1=3 2=8)
L2_TX1
TX1(3=6 4=0)
L_L2
L2(1=5 2=2)
V_Vg
Vg(+=1 -=0)
.ENDALIASES
.probe
.END
*************************************************************************************
SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION
TEMPERATURE = 27.000 DEG C
************************************************************************************
NODE
VOLTAGE
NODE
VOLTAGE
NODE
VOLTAGE
NODE
VOLTAGE
(1) 27.0000
(2) 48.0000
(3) 12.0000
(4) 48.0000
(5) 48.0000
(6) 0.0000
(7) 1.0134
(8) 12.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS
NAME
CURRENT
V_VDC
1.039E+01
V_Vg
1.039E-01
TOTAL POWER DISSIPATION 5.02E+02 WATTS
4.1.1
Analisis Grafik Arus dan Tegangan Pada Titik a
Pada gambar 12 di bawah ini dapat dijelaskan
bahwa hasil simulasi grafik tegangan listrik pada titik a
berbentuk garis lurus, karena tegangan pada titik a
merupakan tegangan searah (dc) sebesar 48 volt.
______________________________________________________________________________________________
___
M. Hariansyah
15
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE
ISSN 1412-9469
Gambar 12 Tegangan di Titik a
Hasil simulasi yang ditunjukkan pada gambar
4.1.2
12, didapat nilai tegangan (V) sebesar 48 volt dan arus (I)
sebesar 14,219 ampere, sehingga dapat dihitung daya
yang dihasilkan pada titik a, dengan menggunakan rumus
:
P  V  I  cos 
 48  14,215  1
 682,32 watt
Analisa Grafik Tegangan Pada Titik b
Hasil simulasi pada gambar 13 di bawah ini
merupakan hasil simulasi grafik tegangan dari sebuah
sumber pulsa (Vg), dimana sumber pulsa tersebut diberi
tegangan sebesar 30 volt dengan periode 20 ms dan lebar
pulsa 6,08 ms, sehingga bentuk gelombang yang
dihasilkan berbentuk pulsa.
Gambar 13. Tegangan di Titik b
4.1.3
Analisis Grafik Tegangan Pada Titik c
Bentuk grafik yang dihasilkan pada titik d sudah
berbentuk sinusoidal, namun setelah melalui beberapa
proses dimana sudah dipasang sebuah transistor jenis
NPN (Q1) yang berfungsi sebagai saklar, yaitu pada saat
kaki basis transistor mendapat tegangan maka transistor
akan on. Pada saat transistor on, sebuah kapasitor (C 1)
sebesar 0,69 mF terisi, dimana kapasitor (C 1) berfungsi
sebagai filter tegangan. Hasil simulasinya tegangan dan
ditunjukkan pada Gambar 14 berikut
Gambar 14. Tegangan dan arus di titik c
18
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-21
ISSN 1412-9469
Dari hasil simulasi yang ditunjukkan pada
4.1.4
gambar 17 dan 18, didapat nilai tegangan (V) sebesar
139,371 volt dan arus (I) sebesar 3,5606 ampere,
sehingga dapat dihitung daya yang dihasilkan pada titik c,
dengan menggunakan rumus :
P  V  I  cos 
 139,371 3,5606  1
 496,244 watt
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Pada Titik d
Titik d merupakan bagian sisi primer dari sebuah
transformator. Untuk menghasilkan tegangan berbentuk
sinusoidal pada sisi primer transformator, maka dipasang
suatu komponen resonansi yang terdiri atas sebuah
kapasitor (C2) dan sebuah induktor (L2). Setelah
disimulasikan, dihasilkan suatu bentuk gelombang
sinusoidal yang diperihatkan pada Gambar 15 di bawah
ini.
Gambar 15 Tegangan dan arus di Titik d
Dari hasil simulasi yang ditunjukkan pada
gambar 17 dan 18 , didapat nilai tegangan (V) sebesar
90,099 volt dan arus (I) sebesar 5,8428 ampere, sehingga
dapat dihitung daya input dari sebuah transformator,
dengan menggunakan rumus :
4.1.5
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Pada Titik e
P  V  I  cos 
 90,099  5,8428  1
 526,43 watt
Titik e, adalah titik simulasi output dari inverter. Pada
Gambar 16 terlihat jelas besar gelombang tegangan 221
volt, dan arus maksimum 2,26 A, pada saat beban nol.
Gambar 16. Tegangan dan arus di Titik e
______________________________________________________________________________________________
___
M. Hariansyah
17
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE
ISSN 1412-9469
Pada titik e merupakan bagian sekunder dari sebuah
transformator dan juga merupakan keluaran dari inverter.
Dari hasil simulasi yang ditunjukkan oleh gambar 16,
diperoleh hasil dari tegangan (V) sebesar 221,292 dan arus
(I) sebesar 2,2694, sehingga dapat dihitung daya output
4.2
dari transformator menggunakan rumus :
P  V  I  cos 
 221,292  2,2694  1
 502,2 watt
Simulasi pembebanan pada Inverter
Simulasi pembeban dilakukan dengan memberikan
beban R, L dan C secara bervariasi, seperti diperlihatkan
pada Gambar 17.
Gambar 17. Rangkaian Inverter Untuk Simulasi Beban R L C
Gambar 17 diperlihatkan bahwa rangkaian inverter, akan
digunakan untuk simulasi beban RLC, dimana pada titik 4.2.1
a
beban yang dipakai adalah sebuah resistor (R), titik b
adalah beban kapasitor (C), titik c adalah resistor dan
kapasitor (RC), titik d adalah induktor dan kapasitor (LC),
titik e adalah resistor dan induktor (RL), dan titik f adalah
resistor, induktor, dan kapasitor (RLC). Berikut ini akan
dijelaskan simulasi pada setiap titik dengan beban yang
digunakan.
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban R
Simulasikan beban pada rangkaian inverter
dengan menggunakan sebuah beban berupa resistor (R).
Simulasi dilakukan dengan menaikkan nilai tahanan secara
bertahap dari 50 Ω - 150 Ω dengan kenaikan sebesar 50 Ω,
kemudian hasil simulasinya diperlihatkan pada grafik arus
dan tegangan pada Gambar 18 berikut ini.
Gambar 18. Hasil Simulasi Tegangan dan arus listrik Menggunakan Beban R
4.2.2
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban C
Titik b rangkaian inverter dengan menggunakan sebuah
beban berupa kapasitor (C). Simulasi dilakukan dengan
18
menaikkan nilai kapasitor secara bertahap dari 100 μF
sampai 160 μF dengan kenaikan sebesar 20 μF, kemudian
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-21
ISSN 1412-9469
hasil simulasinya diperlihatkan pada Gambar 19. grafik
arus dan tegangan berikut ini.
Gambar 19 Hasil Simulasi Tegangan Menggunakan Beban C
4.2.3
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban RC
Titik c disimulasikan suatu rangkaian inverter
dengan menggunakan beban berupa resistor dan
kapasitor
(RC).
Simulasi
dilakukan
dengan
mempertahankan nilai kapasitor sebesar 120 μF dan
menaikkan nilai tahanan secara bertahap dari 150 Ω - 450
Ω dengan kenaikan sebesar 150 Ω, kemudian hasil
simulasinya diperlihatkan pada Gambar 20 grafik arus dan
tegangan berikut.
.
Gambar 20. Hasil Simulasi Tegangan dan arus Menggunakan Beban RC
4.2.4
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban LC
Titik d akan disimulasikan suatu rangkaian
inverter dengan menggunakan beban berupa induktor dan
kapasitor
(LC).
Simulasi
dilakukan
dengan
mempertahankan nilai induktor sebesar 100 μH dan
menaikkan nilai kapasitor secara bertahap dari 100 μF 140 μF dengan kenaikan sebesar 20 μF, kemudian hasil
simulasinya diperlihatkan pada Gambar 21 grafik arus dan
tegangan berikut ini.
Gambar 21. Hasil Simulasi Tegangan Menggunakan Beban LC
______________________________________________________________________________________________
___
M. Hariansyah
19
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE
ISSN 1412-9469
4.2.5
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban RL
Titik e pada Gambar 17 akan disimulasikan
dengan mempertahankan nilai induktor sebesar 10 μH dan
menaikkan nilai tahanan secara bertahap dari 50 Ω - 150
Ω dengan kenaikan sebesar 50 Ω, kemudian hasil
simulasinya diperlihatkan pada Gambar 22. grafik arus
dan
tegangan
berikut.
Gambar 22. Hasil Simulasi Tegangan Menggunakan Beban RL
4.2.6
Analisa Grafik Arus dan Tegangan Dengan Beban RLC
Dengan menggunakan Gambar 17, pada titik f
akan disimulasikan suatu rangkaian inverter dengan
menggunakan beban berupa resistor, induktor, dan
kapasitor (RLC). Simulasi
dilakukan dengan mempertahankan nilai induktor sebesar
100 μH dan kapasitor sebesar 120 μF, kemudian nilai
tahanan dinaikkan secara bertahap dari 150 Ω - 650 Ω
dengan kenaikan sebesar 250 Ω, kemudian hasil
simulasinya diperlihatkan pada Gambar 23 grafik arus dan
tegangan berikut ini.
Gambar 23. Hasil Simulasi Tegangan Menggunakan Beban RLC
5. KESIMPULAN
Mengacu hasil simulasi terhadap peralatan pendukung
pada rangkaian inverter untuk menghasilkan daya 500
watt pada tegangan 220 volt diperoleh hasil :
a. Pengujian terhadap rangkaian inverter, pada saat
beban nol diperoleh tegangan 221 volt dan arus 2,26
A, sudah berbentuk sinussoida murni.
b. Pengujian dengan beban R= 650 ohm, L = 100 mH
dan C = 120 uF, diperoleh tegangan output sebesar
221,292 volt dan arus output sebesar 2,2684 ampere,
20
sehingga daya maksimum yang dihasilkan sebesar
502,2 watt
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
AGFIANTO, E, P,
Simulasi Elektronika
Menggunakan Pspice, Ebook, 2007.
RASHID H, Muhammad, Power Electronics,
Prentice Hall International Inc, 3rd edition, New
Jersey, 2004.
TEKNIKA, Vol. 7, No. 2, Desember 2008, 9-21
ISSN 1412-9469
_________________________________________________________________________________________________
M. Hariansyah
21
Simulasi Rangkaian Inverter Kapasitas 500 Watt Menggunakan Program
PSPICE