Voltmeter AC/DC dengan AVR ATMega8535

Voltmeter merupakan alat ukur yang umum digunakan untuk mengukur tegangan. Voltmeter dibagi menjadi 2, yaitu voltmeter AC dan voltmeter DC. Pada dasarnya, voltmeter AC dan voltmeter DC sama prinsipnya yaitu mengukur beda tegangan.
Saat ini, alat ukur dibedakan menjadi 2 juga, yaitu alat ukur digital dan alat ukur analog. Masing-masing memiliki keunggulan yang tidak dimiliki lainnya. Sehingga, walaupun alat ukur analog sudah lebih dahulu dikenal, tapi saat ini masih dipakai sebagai alat ukur.
Untuk mengukur tegangan DC, kita bisa langsung membaca dengan ADC internal dari AVR. Namun perlu diketahui, bahwa tegangan maksimal input ke ADC adalah sebesar Vcc AVR. Sehingga jika ingin mengukur tegangan yang nilainya melebihi +5V, maka diperlukan sebuah pembagi tegangan. Pembagi tegangan ini berfungsi untuk menurunkan tegangan sampai batas kemampuan pembacaan ADC AVR.
Misalnya, kita akan mengukur tegangan DC dari 20V – 60V, maka kita mendesain pembagi tegangan yang hasilnya adalah maksimal +5V. Dengan Hukum Ohm, Hukum Kirchoff Tegangan dan Arus, maka kita dapat membuat range tegangan 20V-60V menjadi sekitar 0V-5V.
Pembagi Tegangan
Bagaimanakah caranya kita akan mendapatkan output tegangan dengan input tegangan 60V?
Caranya adalah kita membuat rangkaian pembagi tegangan yang sederhana dari dua buah resistor yang diseri. Sesuai dengan hukum Ohm, maka pada rangkaian seri, besar arus yang mengalir adalah sama, tegangan tergantung dari nilai hambatan yang dilaluinya. Secara matematik, dapat dituliskan:
V = I.R
Kemudian, jika ada dua buah resistor yang terpasang seperti gambar skema di bawah ini,

maka kita bisa menghitung nilai masing-masing tegangannya.
R1 = 11 k ohm
R2 = 1 k ohm
V = 60 Volt
maka arusnya:
I = V/R1+R2
= 60/12k
= 5 mA.
sesuai dengan hukum ohm di atas, maka arus yang mengalir pada tiap hambatan sama besarnya, sehingga tegangan masing-masing hambatan dapat dihitung:
VR1 = I . R1
= 5 mA . 11 k Ohm
= 55 Volt
VR2 = I . R2
= 5 mA . 1 k Ohm
= 5 Volt.
Jika menggunakan simulasi dengan software Altium, didapatkan grafik sebagai berikut:

Grafik tegangan VR2





Grafik IR1 dan IR2

Nampak oleh kita, bahwa antara perhitungan dengan simulasi menunjukkan persamaan. Sehingga kita bisa menggunakan nilai R1 = 11 kOhm dan R2 = 1 kOhm untuk membaca range tegangan maksimal 60VDC. Karena arus yang mengalir adalah sebesar 5mA, maka resistor yang kita pakai adalah 1/4 watt dengan toleransi 1%.
Bagimanakan jika kita ingin mengukur tegangan AC 220V?
Pada dasarnya, untuk mengukur tegangan AC 220V memiliki konsep yang sama. Tegangan AC yang akan kita ukur, kita searahkan (AC/DC) kemudian kita turunkan tegangannya sampai batas pembacaan ADC AVR.  Cara lain yang bisa dipakai adalah, menurunkan tegangan dari 240 VAC ke tegangan 5VDC baru kemudian disearahkan. Perbedaan pada kedua cara tersebut adalah penentuan dan pemilihan komponen yang dipakai. Jika cara pertama yang dipakai, maka penyearah (diode) yang dipakai harus memiliki kemampuan tegangan input lebih besar, sementara  hambatan yang dipakai bisa lebih kecil watt-nya. Jika cara yang kedua yang dipilih, maka hambatan yang dipakai harus mampu melewatkan arus yang lebih besar, sedangkan penyearah (diode) cukup memiliki kemampuan yang kecil.
Misalnya, kita tentukan batas atas pembacaan tegangan adalah 240 VAC, maka nilai ini kita konversi menjadi nilai 5VDC. Kita gunakan cara yang kedua, maka langkahnya:
1. Kita turunkan tegangan dari 240 V menjadi 5V
nilai hambatan yang dipakai adalah:
R1 = 1 MOhm
R2 = 22 KOhm.
Kita pilih R1 dengan nilai yang besar agar arus yang mengalir kecil, sehingga hambatan yang dipakai cukup dengan daya yang kecil.
sehingga kita bisa menghitung:
I = V/R1
= 240/1
= 24o uA
Jika menggunakan simulasi pada software Altium, kita mendapatkan hasil grafik berikut:

Gambar Grafik Output R2

Gambar Grafik setelah penyearah


dari gambar, kita melihat bahwa tegangan maksimal adalah 4,5V, sehingga tegangan inii bisa langsung dibaca oleh AVR.
Untuk melihat bagaimana konsep pembagi tegangan, silakan merujuk simulasi pembagi tegangan di sini.
Foto Sistem Voltmeter AC/DC

Tampilan Display Voltmeter AC/DC

Video Tes Voltmeter AC 1
[youtube=http://youtu.be/zyOqwYDqfH8]
Video Tes Voltmeter AC 2
[youtube=http://youtu.be/HSfJGvGRSkk]
Video Tes Voltmeter AC 2
[youtube=http://youtu.be/-Mpr0B1-o_g]
Gambar Layout PCB

Gambar Schematic Voltmeter AC

Selamat mencoba!
untuk source code dan rangkaian silakan dicoba.

You may also like...

55 Responses

  1. kklpkampus1 says:

    Assalamu’alaikum..
    Mas Rohmadi, mohon dikirmkan file gambar PCB utk Voltmeter AC/DC dalam ukuran besar.. mohon dikirmkan ke email saya : eryk_l@telkom.co.id atau erik_st3@yahoo.com
    mohon info juga contact number mas rohmadi.. tks
    salam,
    Eryk
    081341425678

  2. Joe says:

    misi gan, boleh minta list program instruksinya gak?
    terimakasih 😀

  3. Assalamu’alaikum mas Rohmadi..
    Bisa kirimkan gambar PCB dan elektronikanya + kalo bisa programnya juga ke e-mail saya maizal_isnen@yahoo.co.id.
    Terimakasih sebelumnya Mas…
    Wassalam…

  4. hilmi says:

    Assalamu’alaikum mas …
    Nice tutorial 😀
    Bisa minta gambar schematic + pcb dan juga listing programnya (kalo boleh) ke email hilmi_wicaksono@yahoo.com
    Sebelum dan sesudahnya saya ucapkan terima kasih banyak mas ….
    Wassalam wr. wb

  5. munajib says:

    sama seperti yang lainnya, mas minta listing program dan layout pcb-nya dong, kirim ke almunajib@gmail.com ya
    Terima kasih banyak mas

  6. fajar says:

    Assalamualaikum Wr. Wb.
    mas minta program sama daftar rangkaiannya dong mas,
    ini alamat email saya: fajarnursyamsi@ymail.com

  7. aku says:

    ijin sedot schematicnya gan…btw boleh minta source code nya buat belajar mikrokontroller ngk?kalo boleh mohon ke email kasman5574@gmail.com..makasih gan

  8. hendri says:

    Assalamu’alaikum mas Rohmadi..
    Bisa kirimkan gambar PCB dan elektronikanya dan listing programnya juga ke e-mail saya

  9. eka defiyani says:

    assalamu’alaikum.Wr.Wb.
    mas, tolong kirimin schematic dan lay out PDB nya mas..sekalian kl boleh, source code nya juga. ini alamat email saya ..eka_defiyani@yahoo.co.id
    sebelumnya, terima kasih banyak mas..

  10. nopriadi says:

    mas sama seperti yang lainnya, mas minta listing program dan layout pcbnya dong mas, kirim ke saputra.nopri@yahoo.co.uk
    Terima kasih banyak mas

  11. ian says:

    mas, blh minta rangkaian dan programnya?
    saya tertarik mau belajar..
    email saya:
    fungkyking01@gmail.com

  12. nopriadi says:

    mas ada simulasi di proteusnya?

  13. andar says:

    Mas saya pernah bikin rangkaian dan program sendiri sendiri tp hasilnya naik turun ga stabil..
    boleh minta listing programnya.. terima kasih
    slowpox@gmail.com

  14. nopriadi says:

    mas, q mau buat voltmeter dc, untuk memonitor tegangan baterai 6V, rangkaian apa sebelum masuk ke PortA0(ADC) untuk memenuhi kriteria ADC agar IC tidak rusak?
    selain pembagi tegangan.

  15. Esti says:

    mas boleh minta list programnya fga ? kirim ke email saya frigid_moon10@yahoo.com trims

  16. Puput says:

    mas boleh minta listingnya… ni email saya ice.shield37@gmail.com. terima kasih sebelumnya…

  17. haris says:

    assalamu’alaikum.Wr.Wb.
    mas boleh share layout PCB ma program na ke email sya
    haris15ful@ovi.com
    seblum na terima kasih

  18. nopriadi says:

    pak saya mau minta programnya bisa?

  19. NS says:

    pak mohon pencerahannya.
    Voltmeter sya udah jalan pak tapi vmax cuma sampai 5Vdengan program utama seperti ni pak:
    lcd_clear();
    temp=read_adc(0);
    vin=((float)temp*5/1023);
    lcd_gotoxy(0,0);
    lcd_putsf(“==voltmeter==”);
    lcd_gotoxy(2,1);
    sprintf(lcd_buffer,”volt: %0.0001f V “,vin);
    lcd_puts(lcd_buffer);
    delay_ms(100);
    sekarang sya mau ningkatin vmax yang mampu diukur 6,3v.
    gimana logikanya itu pak?

    • roohmadi says:

      Jika mau mengukur dengan batas ukur maksimum (BU) 6,3 Volt berarti harus membuat pembagi tegangan. Karena nilai tegangan yang diperbolehkan untuk di hubungkan ke pin input mikrokontroller adalah 5V. Sehingga idealnya nilai BU dibuat 5 Volt. Anda tinggal mencari nilai resistor sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan tegangan maksimal 5 Volt.

  20. NS says:

    sudah mas, sekarang yang bingung itu bagaimana membuat program 0-5V=0-6,3V.
    mohon pencerahannya…

    • roohmadi says:

      jika sudah=
      tentukan nilai kalibrasi, secara sederhana adalah:
      Nilai pembacaan ADC 10-bit adalah maksimum 1024 bit ekuivalen dengan 6300 milivolt.
      Sehingga nilai kalibrasi = 6300/1024
      = 6,15
      nilai pembacaan (milivolt) = 6.15 * nilai_ADC

  21. Isra Ismail says:

    asssalamualaikum, saya Isra Ismail..
    emailkan saya semua fail2 mengenai projek ini..
    kerana saya ingin membuat rujukan untuk final project saya..
    writetoisra@yahoo.com.my

  22. Isra Ismial says:

    apakah software yang digunakan untuk membuat project ini?

  23. Isra Ismail says:

    Bisa gak, email kepada saya..
    2 software tersebut… writetoisra@yahoo.com.my

  24. alvianbastian says:

    Mas link ini kok kosong…???nggk bisa didownload, apakah sdh dihapus..???
    http://www.produk-inovatif.com/File%20Download/Power%20Meter%202×16.rar
    http://www.produk-inovatif.com/File%20Download/ACS712%20Current%20Sensor.rar
    ato mngkin bisa dikirimkn ke:alvian.bastian@gmail.com
    terima kasih sebelmnya..

  25. Mas link di atas cuma schematic PCB-nya, klo listing programnya ada nggk mas…
    Terima kasih sebelumnya…

  26. mas saya gak bisa download skematik & coding ny mas ,, bisa krim k email saya mas eendhendra.end@gmail.com lagi butuh mas, mohon bantuan nya

  27. Rahmat Harianto says:

    Assalamu’alaikum warahmatullah wabarakatuh.
    jadi ingin buat sperti mas rohmadi, apa boleh dkirim ke email saya ( 02rayto@gmail.com ) file rar program dan rangkaiannya.
    Sebelumnya terimakasih

  28. nurinnuddin says:

    Assalamu’alaikum mas Rohmadi..
    Bisa kirimkan gambar PCB dan elektronikanya + kalo bisa programnya juga ke e-mail saya nurinnuddin@gmail.com
    saya butuh sekali mas.
    Terimakasih sebelumnya Mas…
    Wassalam…

  29. Abdul says:

    Kok ga bisa di download mas?

  1. December 6, 2012

    […] melengkapi artikel sebelumnya, silakan mengunduh file yang dibutuhkan: 1. Schematic [progress upload] 2. Program AVR dengan […]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *