MONITORING ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN SMS GETEWAY PADA JARINGAN HIBRID DUSUN MARGOSARI KABUPATEN PESAWARAN

(1)

MONITORING ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS

MIKROKONTROLER DENGAN SMS

GETEWAY

PADA

JARINGAN HIBRID DUSUN MARGOSARI KABUPATEN

PESAWARAN

(Skripsi)

Oleh

AFRIZAL FITRIANDI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

(2)

ABSTRACT

MONITORING CURRENT AND VOLTAGE BASED ON

MICROCONTROLLER WITH SMS GATEWAY IN NETWORK HIBRID DUSUN MARGOSARI KABUPATEN PESAWARAN

AFRIZAL FITRIANDI

Electrical energy needs of society is increasing, but the availability of energy can not meet the needs of the community. These conditions encourage people to build their own power generation systems such as micro hydro power plant and Solar Power. The electrical energy produced by these plants depends on the nature and weather conditions, this causes the generation of energy generated is limited therefore needed a system to combine alternative power generation is becoming a network that can meet the electricity needs for the community. Incorporation generating system is called hybrid power systems, this is already done in the hamlet Margosari Pesawaran district. Hybrid alternative power plant will increase the supply of electrical energy to the load, it is necessary to monitor the current and voltage.

To facilitate the monitoring of current and voltage then made current and voltage monitoring tool based microcontroller with sms gateway. In the hybrid system, solar power plant and microhydro power plant are coupled to supply the load in Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran, monitoring current and voltage at periodic monitoring via telecommunications networks by sms every 5 minutes.

The highest voltage before in hybrid obtained at 132 volts and 92 volts lows. After the hybrid system of the microhydro power plant and solar power plant obtained the highest voltage of 149 volts and the lowest is 98.8 volts. This condition can improve the voltage by 19%.

Keyword : Micro-hydro power plant, Solar power plant, Hybrid power system, Dusun Margosari, Monitoring current and voltage.

(3)

ABSTRAK

MONITORING ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER DENGAN SMS GATEWAY PADA JARINGAN HIBRID DUSUN

MARGOSARI KABUPATEN PESAWARAN

Oleh

AFRIZAL FITRIANDI

Kebutuhan energi listrik masyarakat semakin meningkat, namun ketersediaan energi belum dapat memenuhi kebutuhan masyarakat. Kondisi ini mendorong masyarakat untuk membangun sistem pembangkit listrik sendiri seperti Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Energi listrik yang dihasilkan oleh pemangkit ini bergantung pada kondisi alam dan cuaca, hal ini menyebabkan pembangkitan energi yang dihasilkan terbatas karenanya dibutuhkan suatu sistem untuk menggabungkan pembangkit listrik alternatif ini menjadi satu jaringan yang dapat memenuhi kebutuhan listrik bagi masyarakat. Penggabungan sistem pembangkit ini yang disebut hibrid sistem tenaga listrik, hal ini sudah dilakukan di Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran. Hibrid pembangkit alternatif akan menambah suplai energi listrik ke beban, hal tersebut perlu dilakukan monitoring arus dan tegangan.

Untuk memudahkan memonitoring arus dan tegangan maka dibuat alat monitoring arus dan tegangan berbasis mikrokontroler dengan sms gateway. Pada sistem hibrid, PLTS dan PLTMH yang digabungkan untuk menyuplai beban di Dusun Margosari kabupaten pesawaran, monitoring arus dan tegangan di monitoring secara berkala melalui jaringan telekomunikasi dengan sms setiap 5 menit.

Tegangan tertinggi sebelum di hibrid diperoleh sebesar 132 volt dan terendah 92 volt. Setelah dilakukan sistem hibrid PLTMH dan PLTS diperoleh tegangan tertinggi sebesar 149 volt dan terendah 98,8 volt. Kondisi ini dapat memperbaiki tegangan sebesar 19%.

Kata kunci : PLTMH, PLTS, Hibrid Power Sistem, Dusun Margosari, Monitoring arus dan tegangan

(4)

MONITORING ARUS DAN TEGANGAN BERBASIS

MIKROKONTROLER DENGAN SMS

GETEWAY

PADA

JARINGAN HIBRID DUSUN MARGOSARI KABUPATEN

PESAWARAN

Oleh

AFRIZAL FITRIANDI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

(5)

(6)

(7)

(8)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Desa Sukoharjo III kecamatan Sukoharjo kabupaten Pringsewu pada tanggal 24 April 1991 sebagai anak kelima dari Abdur Rauf Ali dan Maimunah. Pendidikan penulis dimulai di SD Negeri 2 Sukoharjo III diselesaikan pada tahun 2004, kemudian melanjutkan di SMP Negeri 2 Sukoharjo dan selesai pada tahun 2007, dan kemudian melanjutkan ke SMK Negeri 1 Sukoharjo dan lulus pada tahun 2010.

Pada tahun 2010 penulis terdaftar sebahai mahasiswa baru Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro sebagai Sekretaris Departemen Pendidikan dan Pengkaderan pada tahun 2011-2012 dan menjadi Anggota Divisi Sosisal dan Wirausaha pada tahun 2012-2013. Penulis juga pernah menjadi asisten Laboratorium Elektronika 2013-2014 dan Laboratorium Sistem Tenaga Listrik pada tahun 2014-2015. Pada tahun 2013 Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di PLTP Ulu Belu.

(9)

Segala Puji dan Syukur Aku Panjatkan atas Kehadirat Allah SWT

Dengan Rahmat dan Karunia-Nya

Dengan Rasa Hormat, Cinta, Kasih dan Sayangku

Aku Dedikasikan Sebuah Karya Kecilku untuk Ayah dan Ibu,

(Abdur Rauf Ali, S.Pdi & Maimunah, S.Pdi)

Yang Selalu Mendoakanku, Membimbingku, dan Mengarahkanku

Yang Tidak Henti-hentinya Memberikan Kasih Sayangnya

Terimakasih atas Segala Yang Telah Engkau Berikan Kepadaku

Karya Sederhana ini Aku Persembahkan juga untuk

Kakak dan Adik Tercinta

Mutmainnah, Rosid Ali, Rusdian Ali, Ilham Syani

Dan

Abdurrahman Ali

Karya Sederhana Ini Ku Persembahkan Untuk

Guru- Guru dan Dosen-dosenku

Dan

Almamater Tercinta

(10)

“Dan barang siapa bertaqwa kepada Allah, niscaya Dia menjadikan

kemudahan baginya dan urusanya”

(QS. At-Talaq

:4)

“Sebaik-baiknya manusia diantaramu adalah yang paling banyak

manfaat bagi orang lain.” (HR. Bukhari dan Muslim

)

Apa yang kita lakukan hari ini akan menentukan kita hari esok

(Afrizal Fitriandi,S.T.)

Bahagia itu adalah membagi kebahagian kita kepada orang lain

(Afrizal Fitriandi,S.T.)

Berharaplah kepada Allah jika kau berharap kepada manusia maka

kau akan banyak kecewa

(

Afrizal Fitriandi,S.T.)

“Orang –orang yang berkarakter hebat adalah orang yang berfikir tidak biasa dari orang kerbiasaan, bersiakap tidak biasa

dari pada orang kebiasaan, dan bertindak tidak biasa dari pada

(11)

SANWACANA

Puji sykur penulis panjatkan kepada Allah SW yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “ Monitoring Arus Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Dengan SMS Gateway Pada Jaringan Hibrid Di Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak sangatlah

sulit bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Melalui kesempatan ini penulis

mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang

setinggi-tingginya atas bimbingannya selama ini kepada:

1. Ibu Dr. Eng. Endah Komalasari, S.T.,M.T. Selaku Pembimbing Utama

2. Bapak Herri Gusmedi, S.T.,M.T. Selaku Pembimbing Pendamping Dan Dosen

Pembimbing Akademik.

3. Ibu Dr.Eng. Dikpride Despa, S.T.,M.T. Selaku Penguji

4. Bapak Dr.Eng. Lukmanul Hakim, S.T.,MSc. Selaku Kepala Lab Sistem Energi

Elektrik.

Dalam kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

5. Prof Dr Ir Hasriadi Mat Akin, M.P selaku Rektor Universitas Lampung

6. Bapak Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung

7. Bapak Dr.Ing. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

(12)

vii

8. Seluruh Dosen Teknik Elektro Universitas Lampung yang telah memberikan

motivasi dan ilmu-ilmunya.

9. Seluruh staff administrasi Jurusan Teknik Elektro dan staff administrasi Fakultas

Teknik Universitas Lampung Terutama Mbk.Ning.

10. Teman – teman seperjuangan Penelitian Hibah Bersaing Agung Wicaksono, Edi Setyo Bayu Aji, dan Seto Prayogo biasa kami sebut HPC, terimakasih untuk bantuan

dan kebersamaanya selama ini.

11. Untuk Adik ku tersayang yang telah membantu dan menemani saya saat senang dan

sedih.

12. Trimaksih Untuk Guru pemrograman saya kk. Supriadi yang tidak bosan membantu

untuk pemrograman mikrokontroler.

13. Trimakasih Untu Adik-adik ku di Lab Sistem Gusmau, Edi Supriatno, Vikri, Yusuf,

Yoga, Vani, Rani, Alex, Andi.

14. Teman-teman Lab. Kk. Agung, Kk.Arif, kk.Ridho, kk. Rahmat, Mz.HH, Rudi boy,

Nadir, Mbk. Lela, Rendi, Khoirul, Friski, Jimmy, Binsar, Rifki, Habib, Deny, Adit

Jawa, Rejani, dan lain-lain yang tidak disebutkan disini.

15. Teman – teman tim penelitian dalam projek Perbaikan Kualitas Tegangan waktu di Kabupaten Menggala, terimakasih untuk pengalamnya.

16. Abdurrahman Effendi , S.T., M.Ti. , terimakasih untuk nasehat-nasehatnya dan telah

memberikan izinya untuk menggunakan fasilitas Laboratorium.

17. Terimakasih untuk sahabat-sahabat Himatro, sahabat-sahabat kepengurusan Himatro

2011/2012 dan 2012/2013 atas pengalaman dan kebersamaanya.

18. Trimakasih Untuk Semua Teknisi Lab Teknik Elektro Terutama Mz Tahman, Mbk

Ani, Mz Sugi.

19. Terimakasih untuk kebersamaan selama ini, kekeluargaan yang tidak ada putusnya,

dan kekompakan yang tidak akan ada hentinya, teman – teman satu kaderisasi Angkatan 2010 Teknik Elektro Universitas Lampung Ab, Agung, Seto, Anwar, Aji,

(13)

viii

Saiful, Dani, bagus, budi, devi, derri, dian, fendi,jerry, jefry, lukman, imam, nuril,

maulana, nanang, melzi, rahmad, reza, haki, dani, andri, viktor, rendi, khoirul, ayu,

muth, mahendra, yusuf, harry cuy, irvika, radi, Rendi, Khoirul, dan yang tidak

tersebut, yang pasti akan sangat dirindukan kebersamaanya.

20. Seluruh teman-teman di Teknik Elektro yang belum tertulis dan telah membantu

hingga penulisan skripsi ini selesai.

Bandar Lampung, Desember 2015

(14)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Beberapa Perintah AT Commands untuk SMS... 15

Tabel 2.2 Data Logger Arus dan Tegangan ... 16

Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Arus ... 19

Tabel 3.1 Alat dan Bahan ... 22

Tabel 3.2 Fungsi PIN LCD ... 36

Tabel 4.1 Hasil Sensor Teganagn Sumber PLN ... 45

Tabel 4.2 Sensor Tegangan PLTMH ... 47

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Regresi Linier Sensor Tegangan ... 48

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sensor Tegangan ... 49

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sensor Arus di Beban ... 51

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Sensor Arus dan Tegangan ... 52

Tabel 4.7 Hasil Data Logger Dari Mikrokontroler ... 53

Tabel 4.8 Hasil Penyimpanan Data Logger Sebelum Hibrid ... 56

(15)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Blog Diagram Sistem Pembangkit Hibrid ... ... 8

Gambar 2.2 PLTMH ... ... 9

Gambar 2.3 Sistem Kerja Sel Surya ... 11

Gambar 2.4 Blog Diagram SMS dalam Satu Operator ... 13

Gambar 2.5 Blog Diaram SMS antar Operator yang Berbeda ... 14

Gambar 2.6 Rangkaian Sensor Arus ... 19

Gambar 2.7 Sensor Tegangan ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 24

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Sistem ... 27

Gambar 3.3 Tampak Atas Mikrokontroler ... 28

Gambar 3.4 Sensor Arus ... 29

Gambar 3.5 Simulasi Sensor Arus ... 30

Gambar 3.6 Sensor Tegangan ... 31

Gambar 3.7 Simulasi Sensor Tegangan ... 31

Gambar 3.8 Modul GSM Shield ... 34

Gambar 3.9 LCD 16 x 2 Karakter ... 35

Gambar 3.10 Tampilan Awal Software Arduino ... 37

Gambar 3.11 Blog Diagram Perancangan Alat ... 38

Gambar 3.12 Diagram Alir Perancangan Kerja Sistem ... 39

Gambar 4.1a Komponen Utama Alat Monitoring Arus dan Tegangan ... 42

Gambar 4.1b Realisasi Alat Monitoring Arus dan Tegangan ... 42

Gambar 4.2 Regresi Linier Sensor Tegangan PLTMH dan PLN ... 48

Gambar 4.3 Grafik Pengujian Sensor dengan Beban ... 52

Gambar 4.4a Grafik Hubungan Tegangan dan Waktu ... 54

(16)

xiv

Gambar 4.5 Format Monitoring Arus dan Tegangan ... 55

Gambar 4.6 Skema Monitoring Arus dan Tegangan sebelum Hibrid ... 56

Gambar 4.7a Grafik Hubungan Tegangan dengan Waktu ... 57

Gambar 4.7b Grafik Arus dengan Waktu ... 58

Gambar 4.8 Monitoring SMS Sebelum Di Hibrid ... 59

Gambar 4.9 Skema Monitoring Arus dan Tegangan Sesudah Hibrid ... 60

Gambar 4.10a Grafik Tegangan dan Waktu Sesudah Hibrid PLTS ... 61

Gambar 4.10b Grafik Arus dan Waktu Sesudah Hibrid PLTS ... 62

Gambar 4.11 Monitoring SMS Sesudah di Hibrid ... 63

(17)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sapuan, R. (2012). RECLOSER MINI BERBASIS ATMEGA16. Jurnal Ilmiah Mahasiswa Volume 1, No 1, , hlmn 55-62.

[2] Jurnal Teknologi Informasi-Aiti, Vol. 5. No. 2. Agustus 2008: 101- 200 [3] Benny, Chan. Protokol Data Unit. http://Kristalproject.com/articles/sms2.html

[4] Khang, Bustam. 2002. Trik pemrograman Aplikasi Berbasis SMS. Jakarta: Elex Media Komputindo.

[5] Djuandi, Feri. “Pengenalan Arduino”, www.tokobuku.com, Access Date: September, 13th, 2014.

[6] Artanto, Dian, “Interaksi Arduino dan LabVIEW”, Gramedia, 2012

[7] Stalin.2007. Komunikasi & Jaringan Nirkabel. Alih Bahasa oleh Dimas Aryo Pamungkas, S.T. Erlangga. Jakarta.

[8] Nurcahyo, S.2012. Aplikasi dan Teknik Pemrograman Mikrokontroller AVR Atmel. CV Andi Offset. Yogyakarta.

[9] Shayegh, H. (2012). Feasibility and Optimal Reliable Design of Renewable Hybrid Energy System for Rural Electrification in Iran. pp. Vol.2 No.4.

[10] http://dcbmedia.blogspot.com/2014/10/plta-skala-pikohydro.html

[11] http://dukundigital.blogspot.com/2010/01/komponen-listrik-tenaga-surya.html

[12] Gusmedi, H., & Komala Sari, E. (2014). Rancang Bangun Sistem Hibrid PLTMH dan PLTS untuk Mendukung Program Desa Mandiri Energi. Journal on Electrical

Engineering, University of Lampung.

(18)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

HALAMAN JUDUL ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

SANWACANA ... vi

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

I. PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Tujuan ... 3

1.3Manfaat ... 3

1.4Rumusan Masalah ... 4

1.5Batasan Masalah ... 4

1.6Hipotesis ... 4

1.7Sistematika Penulisan ... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1Sistem Pembangkit Hibrid 2.1.1. PLTMH ... 8

(19)

2.1.2. PLTS ... 10

2.2Short Message Service 2.2.1. Pengiriman SMS dalam Satu Operator ... 13

2.2.2. Pengiriman SMS Antar Operator yang Berbeda ... 14

2.2.3. AT Commands ... 15

2.2.4. Penyimpanan Data ... 15

2.3Hukum Kirchof Arus ... 16

2.4Hukum Kirchof Tagangan ... 17

2.5Monitoring Arus dan Tegangan 2.5.1. Sensor Arus ... 18

2.5.2. Sensor Tegangan ... 19

III. METODE PENELITIAN 3.1Tempat dan Waktu Penelitian ... 22

3.2Alat dan Bahan ... 22

3.3Spesifikasi Peralatan ... 23

3.4Spesifikasi Sistem ... 23

3.5Tahapan Penelitian 3.5.1. Studi Literatur ... 25

3.5.2. Konsep Perancangan Sistem ... 25

3.5.3. Perancangan Sistem 3.5.3.1. Spesifikasi Teknis Perancangan ... 28

3.5.3.2. Perancangan Model Sistem ... 38

3.5.3.3. Perancangan Kerja Sistem ... 38

3.5.4. Pengujian Perangkat Sistem ... 39

3.5.5. Analisa dan Kesimpulan ... 40

3.5.6. Pembuatan Laporan ... 40

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Hasil 4.1.1. Realisasi Monitoring Arus dan Tegangan ... 42

4.1.2. Pengujian Sensor Arus dan Tegangan 4.1.2.1. Sensor Tegangan ... 44

4.1.2.2. Sensor Arus ... 50

4.1.3. Hasil Pengujian SMS dan Data Logger 4.1.3.1. Data Logger ... 53

4.1.3.2. Monitoring SMS ... 55

4.2Hasil Monitoring Jaringan Hibrid 4.2.1. Hasil Monitoring Jaringan Sebelum di Hibrid ... 56

(20)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 66 5.2 Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(21)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Banyak daerah di Indonesia yang belum terjangkau oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN) terutama daerah terpencil. Faktor yang mempengaruhi adalah letak geografis, yaitu letak dari daerah tersebut yang berada jauh dari jaringan listrik sehingga membutuhkan investasi yang besar untuk membangun jaringan listrik sampai kedaerah terpencil tersebut. Kondisi ini mendorong masyarakat untuk membangun sistem pembangkit sendiri dari potensi sumber daya alam alternatif seperti Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/Angin (PLTB) dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Namun ada beberapa kekurangan apabila pembangkit listrik alternatif dioperasikan secara tunggal, oleh sebab itu dibutuhkan suatu alat untuk menyingkronkan pembangkit yang tersedia supaya dapat bekerja secara bersama-sama yaitu dengan alat sinkronisasi, setelah pembangkit dapat disinkronisasi maka dibutuhkan suatu alat untuk melakukan monitoring yang berfungsi untuk mengetahui seberapa besar arus dan tegangan yang dapat disuplai sesudah dan sebelum dilakukannya sinkronisasi.

(22)

Pembangkit yang memanfaatkan kondisi alam, menyebabkan energi listrik yang dihasilkan sangat fluktuatif tergantung pada kondisi cuaca maka dibuatlah sistem jaringan hibrid yang menggabungkan dua atau lebih sumber energi alternatif yang tersedia. Desa Pesawaran Indah Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran memanfaatkan dua pembangkit alternatif yaitu PLTMH dan PLTS dengan sistem yang digunakan secara on grid untuk menyuplai beban-beban yang ada pada jaringan tersebut. Arus dan tegangan yang ada pada sistem jaringan tesebut kurang stabil, maka dibutuhkan sistem monitoring arus dan tegangan pada jaringan tersebut.

Pemantauan arus dan tegangan pada jaringan hibrid tidak lagi dilakukan secara manual, tetapi dengan adanya pemantuan energi listrik secara otomatis melalui media telekomunikasi seperti Wifi, Web, SMS(Short Massage Service) dan lain lain. Hal ini memudahkan pemantauan energi listrik pada jaringan. Pada daerah tersebut ketersediaan jaringan internet tidak memadai, maka dibutuhkan pemantauan energi melaluai media telekomunikasi yaitu dengan layanan SMS. Dengan SMS gateway sangat memudahkan memantau arus dan tegangan pada jaringan hibrid tersebut.

Pada tugas akhir ini dibuat sebuah sistem pemantauan arus dan tegangan pada jaringan hibrid yang bertujuan untuk memudahkan dalam hal melihat kualitas tegangan dan melihat seberapa besar tegangan yang ada dijaringan tersebut, untuk memudahkan pemantauan arus dan tegangan pada jaringan maka digunakan SMS

gateway . Tegangan dan arus akan dikirimkan ke oprator setiap 5 menit dan akan di simpan pada data logger setiap 1 menit, yang bertujuan untuk melihat perubahan tegangan dan arus yang terjadi. Dengan mengetahui arus dan tegangan

(23)

pada jaringan maka dapat mengetahui fluktutif tegangan dari jaringan tersebut, dengan menggunakan mikrokontroler sebagai unit prosesor yang akan terintegrasi ke sensor dan ke komponen elektronika. Pada penelitian ini akan digunakan arduino uno sebagai mikrokontroler yang akan membaca inputan dari sensor yang kemudian akan dikirimkan melalui SMS gateway, yang akan dimonitoring setiap 10 menit melalui telephon seluler, monitoring dilakukan tidak secara realtime.

1.2.Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini membuat alat pemantauan arus dan tegangan, pada jaringan hibrid secara otomatis berbasis mikrokontroler dengan SMS gateway.

1.3. Manfaat penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah

1. Dapat memonitoring arus dan tegangan dengan menggunakan SMS

gateway .

2. Dapat mengetahui kapan terjadi perubahan tegangan yang ada pada jaringan hibrid.

(24)

1.4. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana mengkonfigurasikan sensor dengan mikrokontroler.

2. Bagaimana pembacaan sensor yang digunakan sesuai dengan arus dan tegangan yang sebenarnya pada jaringan hibrid.

3. Bagaimana mengirimkan hasil pembacaan sensor arus dan tegangan yang sesuai seperti pada jaringan hibrid.

1.5. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Hanya membahas sensor arus dan tegangan. 2. Frekuensi pada jaringan diasumsikan stabil.

3. Proses pengiriman pesan SMS tidak dibahas secara detail. 4. Membahas data sebelum dan sesudah hibrid.

1.6. Hipotesis

Hipotesis tentang hasil akhir penelitian ini berupa pemantauan arus, tegangan dan daya menggunakan SMS gateway, dengan mikroprosesor yang terintegrasi ke mikrokontroler. Arus dan tegangan dapat dipantau melalui SMS dengan mengirimkan pesan ke sistem monitoring untuk mengetahui kondisi pada jaringan hibrid tersebut.

(25)

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Memuat latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori-teori dasar yang mendukung dalam rancang bangun monitoring arus, tegangan dan daya berbasis mikrokontroler arduino.

BAB III METODE PENILITIAN

Memuat langkah-langkah penelitian yang dilakukan diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, pembuatan alat, dan pengujian alat.

BAB IV HASIL DAN ANALISA

Membahas tentang pengujian dan analisa terhadap kinerja rangkaian yang telah dirancang.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(26)

Pada penelitian yang dilakukan oleh Parulian Sebpriadi yang berjudul RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING LISTRIK PRABAYAR MELALUI SISTEM KOMUNIKASI MODEM GSM telah berhasil dibangun sistem monitoring daya melalui Web.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Arif Gunawan, Dkk, yang berjudul PEMANTAUAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (PLTMH) menggunakan media Wi-fi

Pada penelitian yang dilakukan oleh Dayita Andyan Rusti yang berjudul

MONITORING PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK BERBASIS

(27)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1Sistem Pembangkit Hibrid

Sistem pembangkit hibrid adalah kombinasi dari satu atau lebih sumber energi alternatif seperti matahari, angin, mikro/minihidro dan biomassa dengan teknologi lain seperti baterai dan diesel. Sistem hibrid menawarkan daya bersih dan effisien yang dalam banyak kasus menjadi lebih hemat biaya dari pada sistem diesel tunggal.[1] Pilihan pemasangan sistem hibrid ini adalah karena letak geografis suatu tempat terpencil. Tempat terpencil tersebut membuat PLN tidak dapat membangun jaringan listrik hingga sampai ke daerah tersebut. Dikarnakan sumber energi alternatif memanfaatkan kondisi alam yang ketersidiannya tergantung dengan lingkungan sekitar maka dibutuhkan penggabungan energi altenatif supaya ketersediaan energi semakin meningkat dengan cara menghibridkan sumber energi alternatif lebih dari satu sumber energi. Gambar 2.1 berikut menggambarkan blok diagram dari sistem hibrid antara PLTMH, PLTS dan PLTB.

(28)

Gambar 2.1 Block Diagram Sistem Hibrid antara PLMH dan PLTS

Gambar 2.1 merupakan contoh blok diagram sistem hibrid, dimana sumber-sumber tersebut antara lain adalah mikrohidro dan surya. Untuk sumber surya dihubungkan ke dc bus, dc bus ini merupakan bus yang menuju kesistem inverter sebelum masuk ke bus ac. Kemudian masuk ke inverter yang berfungsi untuk merubah tegangan dengan arus dc menjadi arus ac. Kemudian barulah masuk untuk menyuplai beban.

2.1.1 PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro)

Pembangkit listrik mikrohidro ini biasanya digunakan untuk skala kecil karena energi yang dihasilkan juga tidak terlalu besar dengan memanfaatkan air sebagai energi penggerak turbin, biasanya energi yang dihasilkan hingga 100 kW dengan menggunakan aliran air sungai alami. PLTMH ini banyak digunakan di negara-negara berkembang yang terdapat banyak aliran sungai, irigasi atau air terjun

(29)

alami karena energi yang digunakan untuk memutar turbin dari air yang berasal dari alam maka dapat memberi nilai ekonomis tanpa harus menggunakan bahan bakar. Pembangkit ini bergantung dengan ketinggian terjun dan debit air yang ada.

Gambar 2.2 PLTMH[10 ]

PLTMH mempunyai komponen seperti pada gambar 2.2 diatas. Komponen – komponen dan fungsinya adalah sebagai berikut.

1. Saluran irigasi, merupakan saluran aliran sungai yang masuk ke kolam penampung.

2. Kolam penampung berfungsi sebagai penampungan air.

3. Pintu pengatur berfungsi sebagai pengatur keluarannya air dari kolam penampung.

4. Pintu saluran pembuangan, pintu saluran pembuangan berfungsi mengalihkan aliran sungai apabila melebihi volume kolam penuh.

5. Pipa pesat berfungsi untuk menyalurkan air dari kolam penampung agar sampai ke turbin.

(30)

7. Generator berfungsi sebagai konversi energi dari kinetik ke energi listrik. 8. Kemudian rumah pembangkit berfungsi sebagai pelindung generator dan

turbin.

Kemudian untuk mengetahui potensi daya keluaran dapat dihitung dengan persamaan rumus 2.4[12]:

Untuk mencari potensi daya yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.1 berikut ini:

Pv = Q x g x H x � _�� ……….(2.1)

Dengan,

Pv = daya (kW)

Q = debit air (m3_/detik)

H = efektif head (m) g = gravitasi (9,8 g/cm3₎

� �� = efisiensi turbin

2.1.2 PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya merupakan pembangkit listrik alternatif yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber energinya. Prinsip kerja PLTS ini adalah mengubah cahaya matahari melalui panel surya untuk menghasilkan listrik. Komponen – komponen PLTS diperlihatkan pada gambar 2.3 berikut ini:

(31)

Gambar 2.3 Sistem Kerja Sel Surya[11]

Komponen - komponen PLTS adalah sebagai berikut :

1. Solar Module , modul surya atau yang sering disebut sebagai panel surya ini berfungsi untuk menangkap radiasi matahari dan mengubahnya ke energi listrik.

2. Solar Charge Controller, alat ini berfungsi mengatur proses pengisian daya listrik dari solar module ke baterai. Apabila baterai terisi penuh maka alat ini akan secara otomatis akan memutus aliran daya ke baterai. Selain itu alat ini juga sebagai terminal untuk beban jenis arus searah (DC) 3. Baterai, berfungsi untuk menyimpan energi listrik hasil dari panel surya. 4. Inverter, inverter ini berfungsi mengubah arus DC dari baterai untuk

dirubah ke arus bolak-balik (AC) untuk menyuplai beban dengan jenis arus AC.

(32)

Untuk menghitung titik daya maksimum PLTS dapat dicari dengan persamaan berikut ini:

Pmax = Voc × Isc × FF ………...………...(2.2)

=

� ×�

………..………..(2.3)

Pin = Ir×A ………..………(2.4)

Keterangan

Pmax = Daya Maksimum yang dibangkitkan

Isc = Arus short circuit

FF = Fill Factor

� = Tegangan Maksimum

� = Arus maksimum

� � = Tegangan saat open circuit Isc = Arus saat short circuit

Pin = Daya yang diterima akibat irradiance matahari Ir = irradiance

(33)

2.2 Short Messaging Service (SMS)

SMS merupakan fasilitas standar dari Global Sistem for Mobile Communication (GSM). SMS dapat dikirimkan melalui telepon selular hanya dalam beberapa detik selama berada pada jangkauan pelayanan GSM. Prinsip kerjanya adalah menyimpan dan menyampaikan pesan (store and forward). pesan tidak langsung dikirim ke penerima melainkan disimpan terlebih dahulu di SMS-Center (SMSC).

[2]

SMS center adalah program yang memiliki fungsi utama untuk mengatur distribusi data dan informasi dalam format dan aturan penulisan tertentu agar bisa memberikan output dan keluar informatif yang beragam sesuai dengan kategorinya. SMS gateway adalah sebuah sistem aplikasi yang digunakan untuk mengirim juga menerima SMS, dan biasanya digunakan pada aplikasi bisnis, baik untuk kepentingan broadcast promosi, servis informasi terhadap pengguna, penyebaran content produk / jasa dan lain lain.

2.2.1 Pengiriman SMS Dalam Satu Operator. (Intra-Operator SMS)

Gambaran mekanisme pengiriman SMS ini dapat dilihat pada gambar 2.4:

(34)

Dari gambar 2.4 SMS yang dikirimkan oleh nomor pengirim akan dimasukkan terlebih dahulu ke dalam SMSC operator nomor pengirim, kemudian SMSC tersebut akan mengirimkan ke nomor yang dituju secara langsung. Nomor penerima kemudian akan mengirimkan sebuah delivery report yang menyatakan bahwa SMS telah diterima ke SMSC. SMSC kemudian meneruskan report

tersebut ke nomor pengirim SMS, disertai status report dari proses pengiriman SMS tersebut.

2.2.2 Pengiriman SMS Antar Operator yang Berbeda. (Inter-Operator SMS)

Berbeda dengan mekanisme intra-operator di atas. Pada mekanisme ini, SMS yang dikirimkan akan melalui dua buah SMSC. Dapat dilihat pada gambar 2.5:

Gambar 2. 5 Block Diagram SMS Antar Operator yang Berbeda

Pada gambar 2.5 selain masuk ke SMSC operator pengirim, SMS yang dikirimkan akan diteruskan oleh SMSC operator pengirim, ke SMSC operator penerima SMS,

(35)

kemudian baru diteruskan ke nomor tujuan. Delivery report yang dihasilkan pun akan melalui jalur tersebut, agar dapat sampai ke nomor pengirim SMS. Dalam mekanisme ini, terlihat ada sebuah komunikasi tidak langsung antara dua operator berbeda. Komunikasi tersebut dapat berjalan, setelah terjadi sebuah kesepakatan kerja sama antar operator tersebut. Tidak adanya sebuah kesepakatan kerja sama antar operator, dapat menyebabkan SMS yang dikirimkan ke nomor tujuan dengan operator berbeda, tidak sampai pada nomor tujuan tersebut.

2.2.3 AT Commands

Perintah AT Command digunakan oleh komputer untuk berkomunikasi dengan terminal (modem/ phone modem). Penggunaan perintah AT Command untuk SMS biasanya diikuti oleh data I/O yang diwakili oleh unit-unit PDU (Protocol Data Unit) [4]. Tabel 2.1 adalah beberapa jenis perintah AT Command penting yang berhubungan dengan SMS

Tabel 2.1 Beberapa Perintah AT Command untuk SMS

Command Fungsi

AT+CMGS Mengirim Pesan

AT+CMGR Membaca Pesan

AT+CMGD Menghapus Pesan

AT+CSCA Alamat dari pusat SMS service

AT+CNML Memeriksa SMS

2.2.4 Penyimpanan Data (Data Logger)

Merupakan suatu alat yang berfungsi untuk melakukan perekaman data, yaitu perangkat elektronika yang digunakan untuk mencatat data dari rentang waktu

(36)

tertentu, biasanya prangkat ini bekerja bersama dengan sensor tertentu sesuai dengan kebutuhan. Proses pengumpulan dan perekaman data yang bejalan secara otomatis disebut data logging.

Data logger dapat disimpan secara otomatis dengan format penyimpanan yang berbeda-beda, contoh penyimpanan data logger ditunjukan pada tabel 2.2 berikut,

Tabel 2.2 Datta Logger Arus dan Tegangan

No. Tanggal Waktu Tegangan (Volt) Arus (Ampere)

1 4/10/2015 9:29:56 214.05 0.64

2 4/10/2015 9:34:50 215.78 0.28

3 4/10/2015 9:39:55 214.05 0.13

4 4/10/2015 9:44:50 212.67 0.15

5 4/10/2015 9:49:56 215.43 0.1

6 4/10/2015 9:54:50 211.97 0.12

7 4/10/2015 10:04:50 215.09 0.07

2.3Hukum Kirchoff Arus

Arus merupakan suatu muatan yang bergerak, Hukum aksiomatis ini disebut sebagai hukum arus Kirchhoff (disingkat KCl yang merupakan pendekatan dari

Kirchhoff current law) dan menyatakan bahwa:

“Jumlah aljabar dari arus-arus yang memasuki setiap node adalah nol”

(37)

∑

�

� = 0

�=1 ………..……….(2.5)

Sehingga

i1 + i2 + i3+…+ iN = 0 ………..……….(2.6)

2.4 Hukum Kirchhoff Tegangan

Hukum Kirchhoff tegangan (disingkat KVL, Kirchhoff Voltage Law) menyatakan bahwa:

“Penjumlahan aljabar dari tegangan di sekeliling suatu lintasan tertutup sama dengan nol”

ditulis dengan bentuk persamaan sebagai berikut:

∑

�

� = 0

�=1 ………..(2.7)

Sehingga

Ѵ1 + Ѵ 2 + Ѵ 3+…+ Ѵ N = 0 ………(2.8)

Secara matematis, disimbolkan :

Σ Ѵ = 0 untuk loop tertutup

Pada simbol diatas, huruf Yunani besar sigma (Σ) menyatakan jumlah total dan Ѵ adalah tegangan. Loop tertutup adalah suatu jalur dimulai dari suatu titik, berjalan mengelilingi satu putaran suatu rangkaian, dan kembali lagi ke titik asalnya tanpa melewati jalur yang sama.

(38)

2.5 Monitoring Arus Dan Tegangan

Monitoring arus dan tegangan adalah bagian dari kegiatan pengawasan yang dilakukan untuk mengetahui arus dan tegangan. Dalam pengawasan ada aktivitas memantau (monitoring). Monitoring dilakukan menggunakan media telekomunikasi berupa layanan SMS getway. Objek yang dimonitoring adalah jaringan hibrid yang ada di Desa Pesawaran Indah Dusun Margosari. Tujuan dari monitoring jaringan hibrid ini adalah untuk mengetahui seberapa besar arus dan tegangan pada jaringan hibrid dan menginformasikan kepada operator. Standar tengangan yang ditentukan oleh SPLN No. 1:1995 Pasal 4 untuk drop tegangan yang diijinkan adalah tidak melebihi +5% dan -10%.

2.5.1 Sensor Arus

ACS712 merupakan suatu IC terpaket yang mana berguna sebagai sensor arus menggantikan transformator arus yang relatif besar dalam hal ukuran. Pada prinsipnya ACS712 sama dengan sensor efek hall lainnya yaitu dengan memanfaatkan medan magnetik di sekitar arus kemudian dikonversi menjadi tegangan yang linier dengan perubahan arus. Nilai variabel dari sensor ini merupakan input untuk mikrokontroler yang kemudian diolah. Keluaran dari sensor ini masih berupa sinyal tegangan AC, agar dapat diolah oleh mikrokontroler maka sinyal tegangan AC ini di searahkan oleh rangkaian penyearah. Gambar 2.6 merupakan gambar sensor arus.

(39)

Gambar 2.6 Rangkaian Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan memiliki beberapa tipe tergantung dengan sensitifitas sensor, adapun karakteristik sensor arus yang ada adalah sebagi berikut:

Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Arus Karakteristik Simbol Rating Maksimal Tegangan Suplai Vcc 8 V

Ouput Tegangan Vout 8 V Toleransi Arus

Lebih

Ip 100 A

Sensivitas Tipe 5 T = 185 mV/A

Tipe 20 T = 100 mV/A Tipe 30 T = 66 mV/A

Efek Hall adalah fenomena terdefleksinya aliran muatan pada keping logam yang diletakkan dalam medan magnet. Defleksi aliran muatan menyebabkan timbulnya beda potensial diantara sisi keping yang disebut potensial Hall.

(40)

2.5.2 Sensor Tegangan

Sensor tegangan berfungsi untuk mengukur tegangan pada jaringan listrik dengan menggunakan bantuan transformator tegangan sebagai penurun tegangan, seperti ditunjukan pada gambar 2.7 berikut ini.

Gambar 2.7 Sensor tegangan

Sensor tegangan menggunakan transformator tegangan sebagai penurun tegangan dari 220 ke 5 Volt AC kemudian disearahkan menggunakan jembatan diode untuk mengubah tegangan AC ke tegangan DC, kemudian di filter menggunakan kapasitor setelah itu masuk ke rangkaian pembagi tegangan untuk menurunkan tegangan, tegangan yang dihasilkan tidak lebih dari 5 Volt DC sebagai inputan ke mikrokontroler.

Regresi adalah pengukur hubungan dua variabel atau lebih yang dinyatakan dengan bentuk hubungan atau fungsi. Untuk menentukan bentuk hubungan (regresi) diperlukan pemisahan yang tegas antara variabel bebas yang sering diberi simbul X dan variabel tak bebas dengan simbul Y. Pada regresi harus ada variable yang ditentukan dan variabel yang menentukan atau dengan kata lain adanya ketergantungan variabel yang satu dengan variabel yang lainnya dan sebaliknya.

(41)

Kedua variabel biasanya bersifat kausal atau mempunyai hubungan sebab akibat yaitu saling berpengaruh. Sehingga dengan demikian, regresi merupakan bentuk fungsi tertentu antara variabel tak bebas Y dengan variabel bebas X atau dapat dinyatakan bahwa regresi adalah sebagai suatu fungsi Y = f(X).

(42)

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dan perancangan alat dilakukan di Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung, bulan Maret 2015 sampai bulan Desember 2015.

3.2.Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian dan perancangan terdiri dari berbagai instrumen, komponen, perangkat kerja serta bahan sebagai berikut.

Tabel 3.1 Alat dan Bahan.

No. Alat dan Bahan 1. Transformator

2. Dioda 3. Kapasitor 4. IC

5. Memori Data Logger 6. LED

7. Resistor 8. ATmega

9. Board Arduino UNO 10. LM

11. RTC (Real Time Clock) 12. Heat Sink

(43)

14. LCD 16x2 15. PCB 16. Saklar 17. Push Button

18. Solder dan Timah 19. Laptop

20 Sensor Arus

3.3 Spesifikasi Peralatan

Spesifikasi alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari tiga sistem yaitu sensor sebagai pengindra atau pembaca tegangan dan arus, kemudian mikrokontroler sebagai sistem yang berfungsi untuk mengolah data dari sensor yang kemudian yang akan dikoordinasikan dengan GSM shield untuk pengiriman data.

3.4Spesifikasi Sistem

Spesifikasi sistem rancangan alat yang akan dibuat adalah sebagai berikut ini: 1. Sistem mampu memantau tegangan dan arus pada titik yang sudah

ditentukan. ACS712 sebagai sensor arus yang berfungsi untuk membaca arus yang mengalir pada jaringan dan transformator tegangan berfungsi untuk membaca tegangan yang ada pada sistem. Data dari sensor tersebut dihubungkan dengan arduino uno sebagai mikroprosesor pengolah data. 2. Pada masing masing perangkat sensor arus dan tegangan yang telah di olah

di mikrokontroler akan dikirimkan dengan menggunakan perangkat telemetri GSM shield yang terhubung dengan jaringan telepon seluler.

(44)

3. Menggunakan baterai 6 V DC sebagai sumber tegangan, untuk mensuplai tenaga mikrokontroler dan sensor.

3.5 Tahap Penelitian

Tahapan penelitian ini mengikuti diagram alir yang tertera pada gambar 3.1 Hal ini untuk memudahkan dalam proses pembuatan tugas akhir ini, sehingga dapat dikerjakan secara sistematis dan terperinci.

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Tidak

Pengujian Sistem Perancangan Sistem

Pengujian Berhasil ? MULAI

Konsep perancangan sistem Studi Literatur

Penulisan Laporan

SELESAI Penganalisaan data

(45)

3.5.1 Studi Literatur

Pada tahapan ini dilakukan kajian tentang rancang bangun monitoring arus dan tegangan dan hal-hal yang berkaitan dengan perancangan alat secara umum. Kajian yang dikhususkan pada rancang bangun monitoring arus dan tegangan melalui sms gateway.

3.5.2 Konsep perancangan sistem

Pada tahapan ini dilakukan pemilihan sensor yang sesuai dengan kebutuhan sistem, untuk mengetahui kinerja sensor yang akan digunakan, percobaan dilakukan untuk mengetahui seberapa besar sensitifitas dari sensor yang akan digunakan. Mencari referensi dalam perancangan sistem monitoring arus dan tegangan, melihat spesifikasi sistem alat yang digunakan untuk merancang sistem monitoring.

3.5.3 Perancangan Sistem

Pada tahapan ini dilakukan perancangan sistem yang akan digunakan dalam pembuatan alat. Tahapan-tahapan yang dilakukan untuk membuat sistem monitoring arus dan teganagn di jaringan hibrid. Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini, sehingga dapat diselesaikan secara sistematis seperti ditunjukan pada gambar 3.2 sebagai berikut:

(46)

Tidak

MULAI

Konsep Perancangan

Komponen Tersedia

Perancangan Model Sistem

Pemilihan Komponen

Perancangan Instrumen

Uji Coba Rangakaian

Berhasil ?

A Tidak

(47)

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Sistem

Ya Tidak

Tidak

Membuat Program

Berhasil ?

Menggabungkan Software dan Hardware

Realisasi Perancangan

Pengujian Fungsional Instrumen

Seluruh Instrumen

Bekerja

(48)

3.5.3.1Spesifikasi Teknis Perancangan

Perancangan sistem monitoring arus dan tegangan yang akan dibuat berdasarkan spesifikasi alat sebagai berikut:

A. Mikrokontroler

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin

input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai

output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC ke adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya.

(49)

a. Spesifikasi Mikrokontroler Arduino Uno R3 yaitu [6] :

i. Mikrokontroler : ATMega 328

ii. Operating voltage : 5V iii. Input voltage (recommended) : 7 – 12V

iv. Input voltage (limits) : 6 – 20V

v. Digital I/O pins : 14 (6 provide PWM output) vi. Analog input pins : 6

vii. DC current per I/O pins : 40 mA viii.DC current for 3,3 V pins : 50 mA

ix. Flash memory : 32 KB (0.5 KB used by bootloader)

x. SRAM : 2 KB

xi. EEPROM : 1 KB

xii. Clock speed : 16 MHz

B. Sensor Arus

Sensor arus digunkan untuk mengukur arus pasa jaringan listrik, modul sensor arus dapat dilihat pada gambar 3.4 berikut ini.

(50)

Gambar 3.5 Simulasi Sensor Arus

Sensor arus 20 A ini merupakan modul sensor untuk mendeteksi besar arus yang mengalir lewat terminal blok menggunakan current sensor yang memanfaatkan efek Hall. Besar arus maksimum yang dapat dideteksi sebesar 20A di mana tegangan pada pin keluaran akan berubah secara linear mulai dari 2,5 Volt (½×VCC, tegangan catu daya VCC = 5V) untuk kondisi tidak ada arus hingga 4,5V pada arus sebesar +20A atau 0,5V pada arus sebesar −20A (positif/negatif tergantung polaritas, nilai di bawah 0,5V atau di atas 4,5V dapat dianggap lebih dari batas maksimum). Perubahan tingkat tegangan berkorelasi linear terhadap besar arus sebesar 100 mV / Ampere. Simulasi sensor arus dapat dilakukan dengan sofwere proteus seperti ditunjukan pada gambar 3.5 diatas. Untuk mendapatkan nilai arus dari sensor, maka digunakan formulasi 3.1 berikut ini.

D IG IT A L (~ P W M ) A N A L O G

IN AT

M E G A 3 2 8 P -P U 1 1 2 1 ~ ~ ~ ~ ~ ~ m ic ro c o n tr o la n d o s .b lo g s p o t.c o m TX RXPD0/RXD 0

PD1/TXD 1 PD2/INT0 2 PD3/INT1 3 PD4/T0/XCK 4 PD5/T1 5 PD6/AIN0 6 PD7/AIN1 7 PB0/ICP1/CLKO 8 PB1/OC1A 9 PB2/SS/OC1B 10 PB3/MOSI/OC2A 11 PB4/MISO 12 PB5/SCK 13 AREF PC5/ADC5/SCL A5 PC4/ADC4/SDA A4 PC3/ADC3 A3 PC2/ADC2 A2 PC1/ADC1 A1 PC0/ADC0 A0 RESET DUINO?

ARDUINO UNO R3 IP+ 1/2 IP-3/4 VIOUT 7 VCC 8 GND 5 FILTER 6 SENSOR ARUS ACS712ELCTR-30A-T C6 1uF C7 1uF VCC +88.8 Volts +88.8 AC Amps R? 100

(51)

� = ��4 ×� � �− ,5

,1 ………..(3.1)

Dari persamaan 3.1 digunakan untuk formulasi mikrokontroler untuk bisa membaca arus yang terbaca oleh sensor arus.

C. Sensor Tegangan

Rangkaian sensor tegangan menggunakan transformator tegangan untuk menurunkan tegangan dari 220 volt ke 5 volt, setelah itu baru masuk ke rangkaian sensor tegangan seperti ditunjukan pada gambar 3.6 berikut.

Gambar 3.6 Sensor Tegangan

(52)

Sensor tegangan ini digunakan untuk mengukur tegangan AC, sebelum masuk kerangkaian elektonika tegangan diturunkan menggunakan transformator tegangan. Dengan perbandingan tegangan dari 220 ke 5 Volt AC kemudian disearahkan dengan rangakain jembatan diode untuk mengubah tegangan AC ke tegangan DC, dikarnakan tegangan yang disearah masih banyak mengandung ripple tegangan maka digunakan kapasitor untuk filter tegangan setelah itu masuk ke rangkaian pembagi tegangan untuk menurunkan tegangan, tegangan yang dihasilkan tidak lebih dari 5 Volt DC sebagai inputan ke mikrokontroler. Sebelum sensor tegangan digunakan dibutuhkan regresi untuk menentukan perhitungan tegangan antara pembacaan sensor dengan tegangan sebenarnya.

Bentuk regresi tergantung pada fungsi yang menunjangnya atau tergantung pada persamaannya.

Persamaan regresi linier sederhana adalah sebagai berikut.

� = + × ………(3.2)

Dimana :

a = Konstanta

(53)

Y = Variable dependen (variabel tak bebas) X = Variabel independen (variable bebas)

Dari persamaan 3.1 ini harus mencari konstanta dan koefisien regresi dengan metode Least Square sebagai berikut

= ∑ − ∑_� ………..(3.3)

=� ∑_{� ∑} − ∑ .∑_{− ∑} ………(3.4) Pada regresi linear juga harus dicari koefisien korelasi untuk melihat berapa nilai korelasinya. Untuk mencari koefisien korelasi dapat dicari dengan persamaan 3.5

� = � ∑ − ∑ ∑

√� ∑ −∑ √� − ∑

...(3.5)

Mencari nilai galat pada sensor, perlu dilakukan perhitungan antara nilai dari sensor yang dibuat dengan alat ukur. Untuk mencari nilai galat yang terjadi pada sensor maka digunaka persamaan berikut ini:

�

=

�_�� x 100 % ………(3.6) ex = X - �̅ ……….(3.7)

�r = ∑ ��_� ……….(3.8)

dimana :

(54)

∑�� = Penjumlahan Data ex = Kesalahan Absolut

X = Nilai Sebenarnya

�̅ = Nilai Pendekatan Kr = Kesalahan rata-rata

N = Jumlah Data

Pada perhitungan galat pertama kali harus mencari kesalahan absolut. Dapat dilihat pada persamaan 3.7, kesalahan absolut adalah nilai sebenarnya dikurangi nilai pendekatan.

D. Modul GSM Sheild (SMS)

GSM ( Global System For Mobile Communication) adalah sistem komunikasi seluler generasi kedua yang menjadi standar global komunikasi nirkabel. Teknologi GSM merupakan standar komunikasi yang lebih banyak diterapkan pada telepon genggam yang digunakan sebagai alat komunikasi bergerak.[7] gambar 3.8 berikut ini merupakan contoh modul GSM telekomunikasi untuk bord arduino.

(55)

GSM merupakana standar komunikasi yang menyediakan layanan komunikasi dalam bentuk pesan pendek SMS (Short Messege Servis). Layanan komunikasi pertukaran pesan pendek antar pengguna jaringan GSM inilah yang paling banyak digunakan oleh masyarakat. Jangkauan frakuensi standar komunikasi GSM yakni 935-960 MHz untuk transmisi base dan 890-915 MHz untuk transmisi bergerak [7] Modul GSM shield adalah modul yang berfungsi untuk menerima sms. pada modul ini terdapat submodul yang merupakan bagian inti dari modul ini yaitu sim900.

E. LCD 16x2 karekter

LCD (liquid Crystal Display) merupakan suatu perangkat elektronika yang telah terkonfigurasi dengan kristal cair dalam gelas plastik atau kaca sehingga mampu memberikan tampilan berupa titik, garis, simbol, huruf, angka ataupun gambar. LCD terbagi menjadi dua macam berdasarkan bentuk tampilannya, yaitu Text -LCD dan Grapic-LCD. Berupa huruf atau angka, sedangkan bentuk tampilan pada

Graphic-LCD berupa titik, garis dan gambar [8]

(56)

Dalam LCD setiap karakter ditampilkan dalam matriks 5x7 pixel. Gambar 3.9 merupakan LCD 2x16 yang berguna untuk menampilkan pembacaan sensor arus dan tegangan yang sudah di olah di mikrokontroler dan kemudian ditampilkan ke LCD untuk menjadi interface hasil pembacaan sensor. Fungsi dari pin LCD 2x16 yang ditunjukan dalam tabel 3.2 berikut::

Tabel 3.2 Fungsi Pin LCD

Pin Symbol and Functions

1 VSS (GND)

2 VDD (+5v)

3 Contrast adjust

4 (RS) ==>> 0= instruction input/ 1 = Data Input

5 (R/W) ==>> 0= write LCD Module / 1 = Read from LCD module 6 (E) ==>> Enable Signal

7 (DBO) ==>> Data Pin 0 8 (DB1) ==>> Data Pin 1 9 (DB2) ==>> Data Pin 2 10 (DB3) ==>> Data Pin 3 11 (DB4) ==>> Data Pin 4 12 (DB5) ==>> Data Pin 5 13 (DB6) ==>> Data Pin 6 14 (DB7) ==>> Data Pin 7 15 (A+) ==>> back light (+5V) 16 (K-) ==>> back light (GND)

F. Software Arduino

Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun dapat mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk membuat program Arduino dan upload program ke dalam board Arduino membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di http://arduino.cc/en/Main/Software. Tampilan awal dari software arduino dapat dilihat pada gambar 3.10.

(57)

Gambar 3.10 Tampilan software arduino

Ada tiga bagian utama dari software arduino yaitu:

a. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.

b. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

c. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam

(58)

3.5.3.2Perancangan Model Sistem

Perancangan model sistem dilakukan dengan pembuatan perangkat sensor dan mikrokontroler. Perangkat sistem terdiri dari sensor arus dan tegangan, mikrokontroler Arduino Uno R3 sebagai prosessor, arduino GSM shield dan

power supplay seperti ditunjukkan pada gambar 3. 11 berikut ini:

Gambar 3.11 Blok Diagram Perancangan Alat

3.5.3.3Perancangan Kerja Sistem

Perancangan kerja sistem monitoring arus dan tegangan pada penelitian ini secara garis besar adalah pembacaan sensor, pemrosesan data sensor, penampilan data dan pengiriman data sensor, Tahapan perancangan sistem secara umum:

1. Pada sistem, sensor akan menditeksi arus dan tegangan di jaringan dengan menggunkan sensor arus dan sensor tegangan. Selanjutnya diolah oleh mikrokontroler untuk dikirimkan data arus dan tegangan tersebut dengan menggunakan GSM shield.

2. Pengiriman data arus dan tegangan melalui mikrokontroler ke hanphone, yang sudah terkoneksi ke arduino uno melalui GSM shield.

Handphone (Hp)

Power Supply

Mikrokontroler Arduino Uno

Arduino Gsm Shield Sensor Arus

dan Tegangan

Data Logger Dan LCD

(59)

Gambar 3.12 Diagam Alir Perancangan Kerja Sistem

3.5.4 Pengujian Perangkat Sistem

Pengujian perangkat sistem berdasarkan perancangan yang telah dibuat. Pengujian perangkat sistem ini dilakukan untuk menguji rancangan sistem, yang telah dibuat apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan atau belum. Pengujian dilakukan pada masing-masing tahapan, yaitu pengujian sensor, mikrokontroler, dan pengujian komunikasi.

Baca Arus dan tegangan (Arduino MULAI

Sensor Arus dan Tegangan

SELESAI

Tampilkan Data Pengiriman Data Arus dan Tegangan

Penerimaan Data Arus dan Tegangan Terhubung

Cek Saluran GSM Shield

Ya Tidak

(60)

3.5.5 Analisis dan Kesimpulan

Setelah pembuatan alat selesai, langkah selanjutnya adalah menganalisis data yang didapat dari pengujian alat dan sistem. Proses analisa dari pengujian alat ini dilakukan agar mengetahui kelebihan dan kekurangan sistem untuk mengambil kesimpulan.

3.5.6 Pembuatan Laporan

Dalam tahap ini dilakukan penulisan laporan dari data yang diperoleh dari hasil pengujian. Data yang dihasilkan dianalisa dan dilakukan pengambilan simpulan dan saran.

(61)

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan :

1. Monitoring arus dan tegangan di Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran, dapat dilakukan secara otomatis dengan menggunakan sms gateway.

2. Nilai tegangan tertinggi sebelum hibrid adalah sebesar 132 volt dan tegangan terendah 92 volt, tegangan tertinggi setelah dilakukan sistem hibrid sebesar 149 volt dan tegangan terendah 98,8 volt.

3. Sistem hibrid PLTMH dan PLTS di Dusun Margosari Kabupaten Pesawaran dapat meningkatkan tegangan sebesar 19%.

5.2 SARAN

Adapun saran dari penelitain ini adalah

1. Penambahan catu daya untuk carger baterai secara otomatis

2. Penambahan sensor frekuensi untuk memonitoring besarnya frekuensi yang ada

(62)