Sensor tegangan menggunakan resistor pembagi tegangan yang dipasang secara paralel antara fase dengan netral. Sensor tegangan ini berfungsi untuk mendeteksi
sinyal tegangan dan juga sekaligus sebagai power supply. Disamping itu, resistor juga tidak merubah harga fase yang terjadi pada beban induktif yang terpasang. Dengan
menggunakan transformator step down sebagai sumber tegangan, rangkaian sensor tegangan ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.7 Rangkaian sensor tegangan
Resistor pembagi tegangan ini juga akan menurunkan tegangan dari tegangan sumber menjadi tegangan yang dikehendaki. Pergeseran fasa adalah hubungan antara
tegangan yang diterapkan pada sisi tegangan tinggi dan tegangan yang dihasilkan pada tegangan rendah dan sebaliknya. Pergeseran fasa pada tegangan tinggi terhadap
tegangan rendah biasanya sangatlah kecil. Apabila terjadi penuaan dan kerusakan pada inti trafo maka hal ini dapat diidentifikasikan dengan terjadinya perubahan sudut
fasa yang sangat signifikan.
3.1.5 Rangkaian Relay Pengendali Kapasitor
Relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menghubungkan dan memutuskan perangkat elektrik dan dalam hal ini adalah kapasitor. Disini relay akan
menghubungkan kapasitor bank dengan lampu pengosongan kapasitor apabila dalam keadaan tidak aktif NO, atau akan menghubungkannya dengan sumber daya apabila
dalam keadaan aktif NC. Rangkaian relay pengendali kapasitor tampak seperti
gambar di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Rangkaian relay pengendali kapasitor
Karena kapasitor bank yang akan dikendalikan ada 4 buah, maka rangkaian pengendali kapasitor seperti gambar di atas juga terdiri dari 4 buah dapat dilihat
dalam rangkaian keseluruhan. Relay 1 akan mengaktifkan kapasitor 1, relay 2 akan mengaktifkan kapasitor 2 dan begitu juga seterusnya ununtuk relay 3 dan 4.
Relay merupakan salah satu komponen elektronika yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan
medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positif relay kaki1 dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan negatif relay kaki 2
dihubungkan ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik lempengan yang mengakibatkan saklar kaki 3
terhubung ke kaki 4. Dengan demikian, kita dapat mengunakan kaki 3 dan kaki 4 pada relay sebagai saklar untuk menghubungkan kapasitor ke sumber tegangan PLN.
Pada rangkaian ini untuk mengaktifkan atau menon-aktifkan relay membutuhkan transistor tipe NPN sebagai pemicu. Dari gambar dapat dilihat bahwa
kutub negatif relay dihubungkan ke kolektor transistor NPN 2SC945, ini berarti jika transistor dalam keadaan aktif maka kolektor akan terhubung ke emitor dimana emitor
langsung terhubung ke ground yang menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, keadaan ini akan mengakibatkan relay aktif. Sebaliknya jika transistor tidak aktif,
maka kolektor tidak terhubung ke emitor, sehingga tegangan pada kolektor menjadi 12 volt, keadaan ini menyebabkan relay tidak aktif.
Kumparan pada relay akan menghasilkan tegangan seketika yang besar ketika relay dinon-aktifkan dan ini dapat merusak transistor yang ada pada rangkaian ini.
Universitas Sumatera Utara
ke relay tersebut. Dioda dihubungkan secara terbalik sehingga secara normal dioda ini tidak menghantarkan. Penghantaran hanya terjadi ketika relay dinonaktifkan, pada
saat ini arus akan terus mengalir melalui kumparan dan arus ini akan dialirkan ke dioda. Tanpa adanya dioda arus sesaat yang besar itu akan mengalir ke transistor,
yang mengakibatkan kerusakan pada transistor. Untuk menentukan tipe transistor yang digunakan, maka harus diketahui arus
yang mengalir pada relay. Relay yang digunakan adalah JQX-4453, relay ini membutuhkan arus 34 mA untuk dapat bekerja, maka transistor yang digunakan harus
dapat mengalirkan arus 34 mA pada kolektornya. Pada alat ini digunakan transistor tipe NPN C945, yang dapat mengalirkan arus maksimal 100 mA pada kolektornya.
Berikutnya akan dihitung hambatan yang digunakan pada basis. h
fe
min = 90
mA atau
A A
hf iC
ib
e
37 ,
00037 ,
90 034
, =
= =
dengan demikian nilai R
b
maksimum yang harus digunakan adalah:
Ω =
− =
− =
11891 00037
, 6
, 5
A volt
volt i
V Vb
R
b be
b
Daya = I ×
V = 0,00037 ×
4,4 = 0,0016 Watt. Jadi dapat digunakan resistor ¼ Watt.
R
b
minimum yang dapat digunakan adalah i
b
Max = 20 mA:
Ω =
− =
− =
220 02
, 6
, 5
max A
volt volt
i V
V R
b be
b b
Daya = I ×
V = 0,02 ×
4,4 = 0,088 Watt. Jadi dapat digunakan resistor ¼ Watt. Pada alat ini digunakan resistor 10 K ¼ Watt.
Universitas Sumatera Utara
Dalam sistem ini, ada 4 buah kapasitor ac kapasitor bank yang nilainya bervariasi. Kapasitor bank yang digunakan masing-masing nilainya dapat dilihat dalam tabel
berikut. Tabel 3.2
Daftar masing-masing nilai kapasitor No
Nilai Kapasitor µF 1
1,5 2
2 3
2,5 4
4 Semua kapasitor ini dirangkai secara paralel, sehingga apabila kapasitor tersambung
maka kapasitansinya akan bertambah. Untuk mengaktifkan kapasitor, dilengkapi dengan 2 jenis tombol yang akan memberikan inputan mikrokontroler dalam
mengaktifakan kapasitor dengan cara mengaktifkan relay. Kedua mode inputan tersebut berfungsi untuk mengaktifkan kapasitor secara otomatis atau dengan
mengaktifkan kapasitor satu per satu. Untuk memilih mode yang diinginkan, dilengkapi 5 tombol yang disediakan untuk melakukan mode inputan ke
mikrokontroler ATMega8535 yang akan mengaktifkan relay sehingga kapasitor bank juga akan aktif.
Gambar 3.9 Tombol inputan ke mikrokontroler ATMega8535
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.3 Fungsi tombol inputan
Tombol Kapasitor Yang Aktif
1 Otomatis
2 1
3 2
4 3
5 4
Pada mode manual, kita dapat menentukan kapasitor yang akan diaktifkan sesuai yang kita kehendai. Terlihat dalam tabel, apabila ditekan tombol 2 maka kapasitor 1 akan
aktif, ditekan tombol 3 maka nilai kapasitansi akan bertambah dengan aktifnya kapasitor 2. Demikian sterusnya sampai tombol 5, dan untuk menonaktifkan kapasitor
ini cukup dengan menekan tombol sekali lagi. Pada mode otomatis, cukup dengan menekan tombol 1 maka keempat
kapasitor ini akan terhubung paralel secara otomatis ke sumber daya oleh relay dengan 8 jenis mode kombinasi. Daftar nilai kapasitansi untuk semua kombinasi kapasitor
diperlihatkan dalam tabel berikut: Tabel 3.4
Daftar relay yang aktif dan nilai kapasitansi setiap mode Mode
Konfigurasi relay yang aktif Kapasitansi µF
- 1
1 1,5
2 2
2 3
3 2,5
4 4
4 5
1, 4 5,5
6 1, 2, 4
7,4 7
1, 2, 3, 4 10
Ketujuh mode kombinasi kapasitor bank pada table di atas diaharapkan sudah mampu mengkompensasi daya daya reaktif yang diakibatkan oleh beban induktif. Pengaktifan
Universitas Sumatera Utara
ATMega8535 hingga cos φ
yang dikehendaki cos φ
≥ 0,98 sudah memenuhi.
Sedangkan untuk rangkaian kapasitor bank sudah ada pada gambar 3.8. Masing- masing kapasitor bank memiliki rangkaian yang sama seperti gambar tersebut, untuk
selengkapnya dapat dilihat dalam gambar rangkaian keseluruhan. Relay akan mengendalikan kapasitor bank, apakah kapasitor bank akan
terhubung ke lampu untuk mengosongkan kapasitor atau ke sumber tegangan dan juga sekaligus beban induksi apabila dihubungkan dengan beban. NC normally
close relay terhubung ke lampu pengosongan kapasitor, maka ini berarti pada saat relay tidak aktif, kapasitor bank akan terhubung ke lampu tersebut dengan tujuan agar
kapasitor tidak bermuatan lagi. NO normally open relay terhubung ke sumber tegangan ac 220V 50Hz, maka pada saat relay aktif, kapasitor bank akan terhubung ke
sumber tegangan tersebut.
3.1.7 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
