Desain dan Implementasi Inverter untuk Alat Peraga Praktikum Elektronika Daya

Abstract

Perkembangan teknologi elektronika daya menuntut tersedianya media pembelajaran yang mampu memberikan pemahaman secara teoritis maupun praktis mengenai prinsip kerja konverter daya, khususnya inverter DC-AC. Namun, ketersediaan alat peraga praktikum yang mampu memperlihatkan proses konversi energi, rangkaian pengendali, serta parameter keluaran inverter secara langsung masih terbatas. Kondisi tersebut menyebabkan mahasiswa mengalami kesulitan dalam memahami hubungan antara teori dan implementasi sistem inverter. Sebagai solusi, tugas akhir ini merancang dan mengimplementasikan sebuah inverter DC– AC satu fasa berbasis modul yang dilengkapi sistem monitoring digital. Rangkaian inverter terdiri atas konverter DC-DC push-pull berbasis IC SG3525 untuk membangkitkan tegangan DC tinggi, inverter H-Bridge berbasis MOSFET IRF840 yang dikendalikan oleh rangkaian NE556 dan CD4013 untuk menghasilkan tegangan AC, serta sistem monitoring menggunakan ESP32 dan modul PZEM-004T yang menampilkan parameter listrik pada LCD. Selain itu, sistem dilengkapi rangkaian proteksi berbasis TL074 untuk meningkatkan keamanan operasi. Metode pengujian dilakukan melalui pengukuran tegangan keluaran, frekuensi, arus, daya, serta pengamatan bentuk gelombang menggunakan osiloskop dan sensor PZEM-004T pada beberapa variasi tegangan masukan. Parameter performa yang dievaluasi meliputi kestabilan tegangan keluaran, kestabilan frekuensi, kemampuan sistem monitoring, serta fungsi proteksi selama pengoperasian inverter. Hasil pengujian menunjukkan bahwa inverter mampu menghasilkan tegangan keluaran AC sekitar 220-240 V dengan frekuensi 50-55 Hz yang relatif stabil pada rentang tegangan masukan yang dirancang. Sistem monitoring berbasis ESP32 berhasil menampilkan parameter tegangan, arus, daya, dan frekuensi secara real-time, sedangkan rangkaian proteksi mampu memberikan perlindungan terhadap kondisi operasi tertentu sesuai perancangan. Bentuk gelombang keluaran yang dihasilkan berupa modified sine wave, sehingga sesuai untuk tujuan pembelajaran karakteristik inverter pada praktikum elektronika daya.