Analisis Ketepatan Pengukur Tegangan True RMS Jala-Jala Listrik Berbasis Mikrokontroler ATmega 328P

Abstract

The analog AC-voltmeter usually can only measure the ideal-sinusoid voltage with narrow frequency range. Meanwhile, in fact the grid voltage is often not in the form of an ideal sinusoidal. To be able to measure a non-sinusoidal AC voltage with a wide range of frequency, a true-RMS voltmeter is needed. The research designed a true RMS measuring system using an ATmega 328P microcontroller. The input voltage is converted to pulse using Schmit triger and fed to the microcontroller’s external interrupt pin to calculate the input signal frequency. Meanwhile the microcontroller’s ADC sampled the input signal with a frequency of 128 times the signal’s frequency. RMS voltage calculations are performed using arithmetic operations for 16 and 32 bit integer variables. The test results show that the system can measure voltages with zero errors from 100 to 275 volts with a frequency of 50 Hz. The system can also measure voltages with zero errors at 220 volt with frequencies from 40 Hz to 150 Hz. However, this system can still be used to measure voltages ranging from 25 volts to 300 volts at frequencies from 35 Hz to 195 Hz with an average error of 0.21%. During RMS voltage calculation, the microcontroller’s CPU usage was 13.35%, so that this system can be further developed.

Analisis Ketepatan Pengukur Daya dan Faktor Daya Listrik Berbasis Arduino Uno R3 328P

“…Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian sebelumnya oleh Nanda F. W., (2020) dengan judul "Analisis Ketepatan Pengukur Tegangan True-RMS Jala-jala Listrik Berbasis Mikrokontroler ATmega 328P" [2]. Penelitian tersebut menggunakan mikrokontroler ATmega 328P sebagai komponen utama untuk mencuplik (sampling) nilai tegangan dan menghitung nilai tegangan true-RMS.…”

“…Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian [2][3][4] dengan optimalisasi dan efisiensi program mikrokontroler untuk penghematan memori mikrokontroler. Penelitian ini menggunakan mikrokontoler ATmega 328P sebagai komponen utamanya.…”

“…Setiap proses dilakukan oleh sebuah sub rutin. Sebagaimana proses penghitungan nilai tegangan true-RMS pada penelitian sebelumnya [2][3][4], eksekusi setiap sub rutin dikerjakan berdasarkan pewaktuan yang dibentuk oleh siklus gelombang tegangan masukan. Satu siklus berlangsung selama satu periode gelombang tegangan masukan.…”

“…Secara teori, ADC membutuhkan waktu 30 mikrodetik untuk proses konversi tegangan atau arus. Prosesor di mikrokontroler membutuhkan waktu tambahan hingga 20 mikrodetik [2] lagi agar konversi di ADC tersebut dapat berjalan dengan baik. Durasi waktu tersebut di antaranya digunakan untuk: memanggil sub rutin interupsi (ISR), menyimpan data keluaran ADC ke memori, dan kembali ke rutin utama (return interrupt, RETI).…”

“…Dengan menganalisis waktu idle, sistem nantinya masih dapat dikembangkan dengan menambahkan algoritma lain yang dieksekusi pada saat prosesor mikrokontroler dalam keadaan idle. Secara lebih detail, monitoring sistem dapat dilihat pada Referensi [2].…”