RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY).

ABSTRAK

Pada penelitian ini dirancang sebuah alat yang dapat menghitung biaya pemakaian listrik yang dilengkapi dengan pendeteksi pencurian listrik berbasis telemetri RF (Radio Frekuensi). Sistem kerja alat ini adalah menghitung penggunaan listrik setiap ruangan menggunakan sensor arus ACS 712 kemudian dengan menggunakan mikrokontroller akan mengubah data dari sensor arus kedalam bentuk jumlah kWh yang dipakai serta kalkulasi harga yang harus dibayarkan dalam 1 hari sampai dengan 1 bulan dan menampilkanya pada LCD. Selain itu, alat ini juga bisa mengindikasikan pencurian listrik dengan cara membandingkan nilai arus yang masuk pada kWh meter dengan arus yang keluar dari kWh meter. Apabila terjadi ketidaksamaan antara arus masuk dengan arus keluar maka alat tersebut akan melaporkanya pada PC (Personal Computer) dan menampilkanya pada GUI (Graphic User Interface) melalui wireless module KYL 1020L untuk kemudian menunggu perintah memutuskan aliran listrik pada beban.

Keywords : Listrik, kWh meter, Mikrokontroller ATMEGA 128, Sensor arus ACS 712

GUI (Graphic User Interface), wireless Module KYL 1020L

ABSTRACT

In this research was designed a device that able to calculate electrical consumption cost and equiped by electrical thief detection based on Radio Frequency Telemetry. This device working system is calculates power consumption of each room using ACS 712 current sensor then by using feature of microcontroller, the data of the current sensor will change into the number of kWh used and calculating the price to be paid within 1 day up to 1 month and to showing it on the LCD. In addition, this tool can also indicate theft of electricity by comparing the current value that entered kWh meter with the current out of kWh meter. If there is inequality between inflows with outflows then this device will report to the PC (Personal Computer) and show it in a GUI (Graphic User Interface) through a wireless module KYL-1020 L for waiting the command shut down power at the load.

Keywords : Electricity, kWh meter, Microcontroller ATMEGA 128, Current Sensor ACS 712 GUI (Graphic User Interface), wireless Module KYL 1020L

DAFTAR ISI

PERNYATAAN. . . i

ABSTRAK. . . ii

KATA PENGANTAR . . . iii

DAFTAR ISI. . . v

DAFTAR TABEL . . . vii

DAFTAR GAMBAR . . . viii

DAFTAR LAMPIRAN. . . xi

BAB I PENDAHULUAN. . . A. Latar Belakang . . . B. Identifikasi Masalah. . . C. Perumusan Masalah . . . D. Batasan Masalah . . . E. Tujuan Pembuatan Skripsi . . . F. Manfaat . . .

1 1 5 5 6 6 7 G. Metode Perancangan . . . H. Struktur Organisasi Skripsi . . .

7 8

BAB II KAJIAN PUSTAKA. . .

A. Alat Pengukur kWh 1 fasa (kWhmeter 1 fasa) . . . B. Hukum 1 Kirchoff . . . . . . C. Daya Listrik dan Perhitungan kWh . . . D. Mikrokontroler ATmega 128 . . . E. Sensor Arus ACS 712 . . . F. LCD Karakter . . . G. Relay . . . H. Wireless Module KYL 1020L . . . I. GUI (Graphic User Interface) . . . J. CodeVision AVR 2.05.3 . . . K. Borland Delphi 7.0 . . .

9 9 11 12 13 14 17 18 19 21 23 25

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. . .

A. Diagram Blok Alat . . . B. Diagram Alir (Flowchart) Perancangan Sistem. . . C. Deskripsi Kerja . . . D. Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) . . . 1. Rangkaian Minimum System . . .

1.1 Rangkaian Mikrokontroler . . .

1.2 Rangkaian USART RS 232 . . . 2. Rangkaian Modul Wireless common-ground USART 3. Rangkaian Modul LCD dan Tombol . . . E. Pembuatan Perangkat Lunak . . . 1. Pembuatan Perangkat Lunak Mikrokontroler . . . 2. Pembuatan Perangkat Lunak untuk Interface PC . . . .

29 29 30 31 34 34 36 36 36 37 37 37 39

BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN . . . A. Temuan . . . 1. Hasil Pembuatan Komponen Software . . . 1.1 Hasil Pemrograman Mikrokontroler . . . 1.2 Hasil Pemrograman GUI

(Graphic User Interface) . . . 2. Hasil Pembuatan Komponen Hardware . . . 3. Pengujian Komponen Hardware . . . 3.1 Pengujian Sensor Arus ACS 712 . . . 3.2 Pengujian Tegangan Minimum System . . . 3.3 Pengujian Jarak Pengiriman Data Menggunakan Wireless module KYL 1020L . . . 4. Pengujian Komponen Software . . .

4.1 Pengujian Pemrograman Penghitungan Sensor Arus ACS 712 dari Mikrokontroler . . . 4.2 Pengujian Komunikasi Serial GUI (Graphic

User Interface) dengan Mikrokontroler . . .

4.3 Pengujian Pendeteksian Pencurian listrik . . . 4.4 Pengujian Perhitungan Jumlah dan Biaya

Pemakaian kWh Menggunakan Alat yang Telah Dirancang . . .

44 44 44 44 45 46 48 48 50 51 52 52 53 55 56 B. Pembahasan . . .

60

BAB V SIMPULAN IMPLIKASI DAN REKOMENDASI. . .

A. Simpulan. . . B. Implikasi . . . C. Rekomendasi . . .

62 62 62 62

DAFTAR RUJUKAN . . . 63

LAMPIRAN 1. . . 66

LAMPIRAN 2. . . 68

LAMPIRAN 3. . . 72 LAMPIRAN 4. . . LAMPIRAN 5. . . LAMPIRAN 6. . . LAMPIRAN 7 . . . LAMPIRAN 8 . . . 74 75 76 92 95

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Listrik sudah menjadi salah satu kebutuhan primer masyarakat modern, hal tersebut dibuktikan dengan semakin banyaknya alat penunjang aktifitas manusia yang menggunakan listrik sebagai sumber energinya. Hal tersebut juga sesuai dengan sifat manusia yang memiliki pemikiran untuk membuat seluruh aktifitas hidupnya menjadi mudah dan praktis dengan cara terus belajar dan berinovasi (Ghulsyani, 1993, hlm.70). Dengan semakin bertambah majunya teknologi dan populasi penduduk, pasokan energi listrik yang memadai mutlak diperlukan.

Seiring bertambahnya jumlah penduduk dan industri, permintaan kebutuhan listrik akan terus meningkat. PLN sebagai satu-satunya lembaga pemerintah yang menangani bidang kelistrikan, dituntut untuk dapat menjamin ketercukupan pasokan listrik yang dibutuhkan, terutama yang dibutuhkan oleh masyarakat. Hal tersebut dikarenakan terdapat kaitan yang erat antara angka pertumbuhan penduduk dengan kebutuhan energi listrik. Menurut pendapat Hari Kristijo (2012 : hlm.6) menyatakan bahwa :

Pertambahan jumlah penduduk memiliki peranan besar terhadap pertumbuhan listrik, laju kenaikan jumlah penduduk akan berbanding lurus dengan pemakaian energi , harga listrik dan pendapatan. Hal tersebut dapat diformulasikan ke dalam persamaan berikut :

ETot

Listrik = ETot Listrik –1 { 1 + elastisitas x g PDB }...(1-1).

Energi Rumah tangga (ERT):

ERT Listrik = 391,381 - 11,994 HListrik RT per KWh + 0,009 PDB + 1,072 ERT Listrik ...(1-2).

Keterangan : E Tot = Konsumsi energi listrik total

PDB = Laju pertumbuhan PDB

Dari persamaan (1-2) tersebut dapat disimpulkan bahwa pertambahan penduduk sebanding dengan pemakaian Energi Rumah Tangga (ERT). Pemakaian listrik di Indonesia secara total masih didominasi oleh pemakaian rumah tangga. Dari total 34,25 GW suplai energi yang disediakan oleh PLN, 41,17% terpakai oleh kalangan rumah tangga (lihat gambar 1.1 dan gambar 1.2). Pencurian listrik bisa menjadi masalah yang besar apabila pencurian listrik pada pengguna listrik skala rumah tangga semakin marak terjadi. Pencurian listrik pada pengguna listrik skala rumah tangga lebih sulit untuk ditemukan dibandingkan dengan pencurian listrik skala industri. Hal tersebut dikarenakan pengguna listrik skala rumah tangga lebih banyak dan tersebar, kurang intensifnya pengecekan rutin yang khusus mengawasi pencurian listrik, sanksi hukum belum begitu kuat dan belum banyak beredarnya kWh meter yang dapat mendeteksi pencurian listrik. Sedangkan pada skala industri pengecekan berkala terhadap pencurian listrik lebih rutin dan khusus, peraturan hukum tentang pencurian listrik lebih tegas bahkan sudah ada alat khusus yang dapat mendeteksi pencurian listrik.

Dengan pengguna listrik skala rumah tangga yang mencapai lebih dari 40 % dari total pemakaian listrik nasional, apabila ada 5 % dari total pengguna listrik skala rumah tangga saja yang melakukan pencurian listrik, maka akan terjadi kerugian yang besar pada PLN dan Negara. Agar pengguna listrik skala rumah tangga bisa terdeteksi apabila melakukan tindakan pencurian listrik, maka alat pendeteksi tersebut harus dipasang pada kWh meter. Hal tersebut bertujuan apabila terjadi pencurian, bukti pencurian dapat terekam dan terawasi. Dikarenakan belum banyak beredarnya alat pendeteksi pencurian listrik yang terintegrasi dalam kWh meter, maka penulis mengajukan

penelitian skripsi dengan judul “Rancang Bangun Alat Penghitung Biaya

Pemakaian Listrik dilengkapi dengan Pendeteksi Pencurian Listrik

3

Gambar 1.1 Data PLN tentang penjualan energi per kelompok pelanggan listrik

Gambar 1.2 Data PLN tentang kapasitas listrik terpasang dalam satuan MW

5

B. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang, permasalahan yang dapat diidentifikasi adalah :

1. Angka pertumbuhan penduduk yang meningkat akan

mempengaruhi kebutuhan listrik nasional.

2. Pencurian listrik yang marak terjadi pada skala rumah tangga

sangat merugikan PLN karena 41 % pengguna suplai listrik PLN adalah pengguna listrik skala rumah tangga.

3. Pencurian listrik skala rumah tangga lebih sulit dideteksi salah

satunya karena belum banyak beredarnya alat yang bisa mendeteksi pencurian listrik.

C. Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penulisan skripsi pembuatan alat ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat alat pendeteksi pencurian listrik yang bisa

terpasang pada KWh meter pengguna listrik skala rumah ?

2. Bagaimana membuat alat yang bisa menghitung penggunaan

KWH mendeteksi serta melaporkan pencurian listrik ?

3. Bagaimana membuat alat pendeteksi pencurian listrik yang

D. Batasan Masalah

Dari rumusan masalah tersebut, dalam penelitian ini penulis membatasi masalah sebagai berikut :

1. Pencurian listrik yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah

pencurian listrik Tipe P3, yaitu dengan cara mengambil daya listrik atau menyambung kabel tanpa melalui kWh meter terlebih dahulu.

2. Pencurian listrik yang dapat terdeteksi hanya pencurian sebelum

kWh meter bukan pencurian setelah kWh meter.

3. Daya yang mengalir pada kWh meter yang akan dibuat adalah

900VA.

4. Pembuatan alat ini menggunakan sensor ACS 712 sebagai

pendeteksi pencurian listrik dan penghitung penggunaan kWh.

5. Alat ini menggunakan ATMEGA 128 sebagai mikrokontroler

pengolah data dan KYL 1020L sebagai telemetri Radio Frekuensi komunikasi data antara alat dengan komputer apabila terjadi pencurian listrik.

6. Alat ini menggunakan GUI (Graphic User Interface) sebagai

antarmuka pengguna alat yang dibuat dengan bantuan software

Borland Delphi 7.0.

E. Tujuan Pembuatan Skripsi

Berdasarkan pada rumusan masalah di atas, maka tujuan yang ingin dicapai dari penelitian skripsi ini adalah :

1. Dihasilkanya alat yang mampu menghitung biaya pemakaian

listrik.

2. Dihasilkanya alat yang mampu mendeteksi Pencurian Listrik

Berbasis Telemetri RF (Radio Frekuensi).

3. Dihasilkanya GUI (Graphic User Interface) pada komputer yang

dapat mengontrol aliran arus listrik apabila terjadi pencurian listrik.

7

F. Manfaat

Manfaat dari penelitian skripsi ini diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Memberikan informasi tentang perancangan suatu alat yang bisa

menghitung pemakaian listrik.

2. Memberikan informasi tentang bagaimana membuat suatu alat yang

bisa mendeteksi pencurian listrik dan melaporkanya pada PLN yang disimulasikan melalui GUI pada komputer.

3. Memberikan informasi tentang bagaimana membuat suatu alat yang

bisa mengirim data indikasi pencurian listrik menggunakan Radio Frekuensi .

G. Metode Perancangan

Dalam penulisan proyek akhir ini, metode yang digunakan dalam perancangan alat adalah sebagai berikut:

1. Studi Literatur

Yaitu cara menelaah, menggali, serta mengkaji beberapa buku atau sumber lainnya yang mendukung dalam pemecahan masalah yang diteliti untuk kelengkapan proyek akhir skripsi ini.

2. Studi Dokumentasi

Yaitu dengan melakukan pengamatan atas dokumen-dokumen yang berhubungan dengan pembahasan masalah pada proyek akhir skripsi ini.

3. Studi Pengukuran dan Pengujian

Yaitu dengan melakukan pengetesan dan uji coba alat dalam menjalankan sistem dan cara kerjanya.

H. Struktur Organisasi Skripsi

Adapun pembahasan pada sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari lima pokok bahasan, antara lain:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, manfaat sistem, batasan masalah, metode perancangan, dan struktur organisasi skripsi.

BAB II KAJIAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang kajian pustaka dan teori dalam pembuatan Sistem Rancang Bangun Alat Penghitung Biaya Pemakaian Listrik dilengkapi dengan Pendeteksi Pencurian Listrik Berbasis Telemetri RF (Radio Frekuensi).

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini membahas mengenai metode penelitian, langkah-langkah pembuatan dan rancangan perangkat keras (Hardware) dan perangkat lunak (program) untuk Sistem Rancang Bangun Alat Penghitung Biaya Pemakaian Listrik dilengkapi dengan Pendeteksi Pencurian Listrik Berbasis Telemetri RF (Radio Frekuensi).

BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang temuan dan pembahasan terhadap

pemrograman dan hardware disertai dengan data dan analisisnya.

BAB V SIMPULAN IMPLIKASI DAN REKOMENDASI Bab ini berisi tentang simpulan, implikasi dan rekomendasi.

BAB III

METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan metode penelitian eksperimen (uji coba). Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah membuat suatu alat yang dapat menghitung biaya pemakaian listrik yang dilengkapi dengan pendeteksi pencurian listrik. Penelitian eksperimen ini dilakukan pada perancangan sistem, baik pada perancangan perangkat keras (hardware) maupun perancangan perangkat lunak (software) dari alat ini.

A. Diagram Blok Alat

Alat ini terdiri dari satu buah komputer, minimum sistem hardware,

relay, sensor arus ACS 712 dan sepasang KYL 1020L wireless module.

Sensor arus ACS 712 berfungsi sebagai pengukur arus yang mengalir pada beban serta pendeteksi pencurian listrik. Komputer berfungsi sebagai pengatur mengalir atau tidaknya aliran listrik pada beban melalui GUI (Graphic User Interface). Apabila terjadi pencurian listrik yang telah dideteksi oleh sensor arus, pengguna alat dapat memutuskan aliran listrik pada beban melalui komputer. Komputer mengatur aliran listrik pada beban melalui perintah yang akan diberikan pada mikrokontroler dengan menggunakan komunikasi serial. Komunikasi serial antara komputer dengan mikrokontroler dapat terhubung menggunakan sepasang KYL 1020L wireless module. KYL 1020L wireless module berfungsi sebagai pengganti kabel receiver dan transmitter. Relay berfungsi sebagai

interface antara mikrokontroler dengan aliran listrik AC (Alternating Current).

Komputer Transmitter /

Receiver Mikrokontroler Relay

Sensor arus ACS 712

Beban listrik Aliran listrik

AC

B. Diagram Alir (flowchart) Perancangan Sistem

Pembuatan alat ini diawali dengan perancangan rangkaian. Perancangan rangkaian yang dimaksud adalah merancang sistem hardware dari alat ini. Setelah perancangan selesai, langkah selanjutya adalah pembelian komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat sistem hardware. Setelah semua

komponen ditentukan, kemudian rangkaikan komponen – komponen tersebut

sesuai dengan rangkaian yang telah dirancang. Apabila rangkaian tersebut telah berjalan baik dan sesuai dengan keinginan, tahap selanjutnya yang harus dikerjakan adalah pembuatan layout PCB. Layout PCB dibuat menggunakan bantuan software Orcad 9.2.3.

Setelah PCB selesai dibuat, dilakukan pengetesan jalur agar tidak terjadinya hubung singkat ataupun tidak terhubungnya antar jalur pada PCB yang seharusnya terhubung. Setelah dipastikan bahwa jalur telah sesuai dengan yang diinginkan, kemudian pasanglah komponen-komponen yang telah dirancang pada PCB. Langkah selanjutnya adalah pembuatan program mikrokontroler dengan menggunakan software CVAVR dengan bahasa C

sebagai bahasa pemrogramannya. Pengisian program mikro pada

mikrokontroler menggunakan downloader ISP MKII yang dihubungkan ke PC. Setelah mikrokontroler terisi program dan sesuai dengan yang diinginkan, kemudian proses pembuatan tampilan interface PC dilakukan. Pembuatan tampilan ini menggunakan bahasa Pascal dengan software Borland Delphi 7. Setelah selesai dan terjadi sinkonisasi antara perangkat lunak dengan perangkat keras dari alat ini, maka tahap selanjutnya adalah analisis. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui spesifikasi dan kekurangan dari alat ini.

31

Mulai

Perancangan Rangkaian

Penentuan Komponen

Pengecekan Rangkaian

Pembuatan Layout PCB

Pengecekan jalur PCB

Pemasangan dan penyolderan Komponen

Pembuatan Program untuk Mikrokontroler

Pembuatan tampilan GUI

Pengujian seluruh sistem

Analisis keseluruhan alat dan sistem Apakah sudah berfungsi ?

Apakah sudah sesuai ?

Apakah sudah sesuai ?

Selesai Ya Tidak

Ya Ya

Tidak Tidak

Gambar 3.2 Diagram alir perancangan Alat

C. Deskripsi Kerja

Alat ini bekerja berdasarkan prinsip Hukum 1 Kirchoff dengan cara membandingkan nilai arus yang terukur oleh 3 buah sensor arus. Tiga buah sensor arus digunakan untuk mendeteksi pencurian listrik dan menghitung nilai arus yang mengalir pada beban untuk mendapatkan nilai kWh yang terpakai. Nilai kWh didapatkan dengan cara mengalikan data nilai arus yang diterima oleh mikrokontroler melalui ADC dengan nilai tegangan yang diinisialisasikan pada mikrokontroler. Pada alat ini 3 buah sensor arus disusun secara paralel dan seri dengan ketentuan 2 buah sensor arus dipasang paralel

kemudian keduanya dihubungkan secara seri dengan 1 buah sensor arus (lihat gambar 3.3.2). Data hasil pengukuran nilai arus oleh sensor arus 2 dan 3 akan ditambahkan kemudian dibandingkan dengan hasil pengukuran nilai arus oleh sensor arus 1 oleh mikrokontroler. Pembandingan data hasil pengukuran oleh masing-masing sensor tersebut digunakan sebagai pendeteksi pencurian listrik. Apabila total arus yang terukur oleh sensor arus 2 dan 3 berbeda dengan hasil pengukuran nilai arus oleh sensor arus 1, telah terjadi indikasi pencurian listrik. Prinsip kerja alat ini juga secara matematis dapat dirumuskan ke dalam gambar sebagai berikut :

I1 _I2

I3

Z3

Z2

Z1

A B C

D E

F

Gambar 3.3.1 Rangkaian pengganti alat

Berdasarkan Hukum II Kirchoff nilai arus yang berada pada titik B adalah nol. Dikarenakan setiap arus yang mengalir melalui titik B bernilai nol dengan demikian nilai I1 + I2 + I3 juga bernilai nol (lihat persamaan 3-1). Arus yang masuk pada sebuah titik bernilai positif sedangkan arus yang

keluar dari sebuah titik bernilai negatif. Apabila nilai arus pada I1 tidak sama

dengan penjumlahan I2 dengan I3 ataupun hasil pertambahan dari I1 + I2 + I3 tidak sama dengan nol maka hal tersebut dapat terindikasi pencurian listrik (lihat persamaan 3-4).

I1 + I2 + I3 =0 . . . (3-1)

I =V − V_Z

;

I =V − V

Z ; I =

V − V�

33

Jika terdapat pencurian listrik maka nilai arus pada I1 akan

bertambah atau berkurang sehingga nilai I1 + I2 + I3 bukan sama dengan

nol. Hal tersebut dikarenakan pencurian listrik akan menambah jumlah

percabangan dan akan merubah penjumlahan nilai arus menjadi I1 + I2 +

I3 + Ipencurian = 0.

V − V Z +

V − V Z +

V − V�

Z ≠ 0 . . . (3-4)

(Sumber : Modul Rangkaian listrik, Tanpa Nama, 2010)

Sumber Listrik

Kamar 1

Kamar 2 Sensor Arus 1

Sensor Arus 2

Sensor Arus 3 Mikrokontroler

Gambar 3.3.2 Konfigurasi sensor arus pada alat yang dibuat. Garis merah menandakan aliran data ADC sedangkan garis hitam menandakan

aliran arus listrik

Setelah terindikasi pencurian listrik, mikrokontroler akan menyalakan

buzzer sebagai peringatan awal serta mengirimkan data berupa karakter “P”

pada PC melalui wireless. Setelah data diterima oleh PC, GUI akan menampilkan pemberitahuan pencurian kemudian kita dapat memutus aliran

listrik dengan cara mengklik tombol “OFF”. Apabila tombol “OFF” diklik maka PC akan mengirim karakter “O” melalui wireless pada mikrokontroler. Setelah menerima karakter “O” maka mikrokontroler akan memerintahkan relay untuk membuka/trip sehingga aliran arus listrik pada beban terputus.

Apabila ingin mengalirkan kembali arus listrik, pengguna harus mengklik

karakter “R” pada mikrokontroler. Setelah karakter “R” diterima, mikrokontroler akan mengatur relay untuk mengontak kembali.

Mulai

Membaca nilai arus dari sensor

Apakah terjadi pencurian

Menampilkan jumlah rupiah pemakaian

Kwh

Mengirim data pencurian pada Komputer

Selesai

Apakah ingin memutus aliran

arus listrik

Aliran arus listrik terputus Ya

Tidak

Ya Tidak

Gambar 3.3.3 Diagram alir deskripsi kerja alat

D. Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

Pembuatan layout perangkat keras pada alat ini menggunakan bantuan

software Orcad 9.2.3. Hardware terbagi menjadi minimum system, modul common-ground USART, serta modul LCD dan tombol.

1. Rangkaian minimum system

Rangkaian minimum system ini terdiri dari dua rangkaian.

Rangkaian–rangkaian tersebut adalah rangkaian mikrokontroler dan

rangkaian USART RS-232.

35

1.1Rangkaian mikrokontroler

Rangkaian ini menggunakan menggunakan mikrokontroler ATMega 128 yang memiliki 7 Port. Port A digunakan apabila komunikasi paralel dibutuhkan antara alat ini dengan mikrokontroler

lain. Port B digunakan sebagai I/O (Input/output) dari

mikrokontroler. I/O yang dimaksud adalah tombol (PINB.2 –

PINB.6) dan indikator LED (PORTB.0). Port C digunakan untuk

LCD sedangkan Port D digunakan untuk komunikasi I2C (PIND.0

dan PIND.1 ) apabila dibutuhkan serta Buzzer (PORTD.7). Port E

digunakan untuk Relay (PORTE.3–PORTE.5). Port F digunakan

sebagai PIN ADC yang terhubung ke setiap sensor arus sedangkan

Port G tidak digunakan. Pada rangkaian ini terdapat dua jenis suplai

tegangan. Pertama adalah suplai 5 V untuk mencatu sensor, mikrokontroler, Buzzer, LED dan sistem komunikasi antarmuka. Kedua adalah suplai 12 V untuk mencatu antarmuka relay.

1.2Rangkaian USART RS-232

Rangkaian USART RS-232 ini menggunakan IC MAX 232 sebagai antarmuka antara mikrokontroler yang bekerja dengan level tegangan 0-5 volt dengan PC yang memiliki level tegangan -15-15 volt. Rangkaian ini disiapkan untuk mengantisipasi kegagalan komunikasi data serial menggunakan wireless.

Gambar 3.4.1.2 Rangkaian USART RS-232

2. Rangkaian modul wireless common-ground USART

Rangkaian modul wireless common-ground USART adalah salah satu cara untuk menyamakan level tegangan antara modul wireless dengan komputer (PC). Rangkaian ini digunakan sebagai interface data antara

wireless dengan PC sekaligus digunakan sebagai suplai tegangan agar wireless dapat bekerja.

(a) (b)

Gambar 3.4.2 (a ) Rangkaian modul wireless common-ground USART dan (b) layout PCB rangkaian

37

3. Rangkaian modul LCD dan tombol

Rangkaian LCD dan tombol ini berfungsi sebagai interface antara pengguna dengan alat ini. Tombol digunakan sebagai pemberi perintah pada mikrokontroler untuk memilih menu yang akan digunakan. Menu yang dapat dipilih menggunakan tombol adalah menu untuk mengaktifkan GUI (Graphic User Interface) atau pengaktifan manual. Apabila memilih GUI maka secara otomatis mikrokontroler akan terhubung dengan komputer melalui GUI. Apabila memilih pengaktifan manual maka LCD akan menampilkan nilai kWh kamar 1 dan kamar 2 serta mengkalibrasi harga per-kWh. LCD berfungsi untuk menampilkan pilihan menu dan prosedur yang sedang atau akan diproses oleh mikrokontroler.

(a) (b)

Gambar 3.4.3 (a) Rangkaian modul LCD dan tombol serta (b) layout PCB rangkaian

E. Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Proses pembuatan perangkat lunak ini terdiri dari dua jenis, yaitu pembuatan perangkat lunak untuk memprogram mikrokontroler ATmega 128 dan pembuatan perangkat lunak untuk interface PC.

1. Pembuatan Perangkat Lunak Mikrokontroler

Pembuatan perangkat lunak ini bertujuan untuk mengatur cara

beberapa rangkaian sehingga terjadi sinkronisasi sistem. Pada pembuatan perangkat lunak untuk mikrokontroler digunakan software CVAVR dengan menggunakan bahasa C. Interface yang digunakan adalah LCD karakter yang diperuntukan memilih menu dan menampilkan nilai kWh serta biaya yang harus dibayarkan. Pada pemrograman tombol digunakan port B.2 sampai B.6, dimana pemrogramanya diberi logic 0 maka tombol akan memberikan input pada mikrokontroler. Pemrograman tombol digunakan untuk memilih

menu yang tampil pada LCD.Port D.2 diaktifkan sebagai Receiver (Rx)

sedangkan D.3 diaktifkan sebagai Tranceiver (Tx) yang digunakan

untuk berlangsungya komunikasi serial mikrokontroler – wireless

module – PC.

Nilai Arus =

Untuk mendapatkan nilai pengukuran oleh sensor arus ACS 712, diaktifkanlah fitur ADC yang berada pada port F. Tiga buah sensor arus dihubungkan pada port F.0 sampai F.2. Dengan bantuan rumus daya dan rekayasa matematika, nilai inputan ADC dapat diubah menjadi nilai arus yang mengalir melewati sensor arus menuju beban listrik.

Perhitungan nilai arus didahului dengan membaca rata–rata tegangan

keluaran dari sensor ACS 712 kemudian disimpan dalam sebuah variabel. Variabel tersebut kemudian dikalikan dengan nilai maksimum dari input ADC yang mampu dibaca oleh mikrokontroler dibagi dengan

prescale. Sedangkan untuk mendapatkan nilai kWh yang terpakai,

implementasikan rumus daya listrik AC 1 fasa ke dalam listing program mikrokontroler.

39

Gambar 3.5.1.1 Pemrograman pada mikrokontroler menggunakan CVAVR 2.05.3

Start

Input tombol

Tampilan nilai Kwh ?

Kalibrasi harga per Kwh

Selesai

Menampilkan biaya penggunaan Kwh kamar

2 pada LCD dan PC

Menampilkan biaya penggunaan Kwh kamar

1 pada LCD dan PC Menampilkan Kwh Kamar 1? Ya Tidak Tidak Ya Tidak Ya Baca nilai ADC sensor Baca nilai ADC sensor Terjadi pencurian listrik ? Terjadi pencurian listrik ?

Buzzer akan berbunyi dan mikrokontrol akan mengirim data indikasi pencurian

pada PC Input harga per-Kwh Tidak Ya Ya Tidak Terhubung ke GUI Masuk pada GUI Ya Tidak

Gambar 3.5.1.2 Diagram alir pemrograman pada mikrokontroler

2. Pembuatan Perangkat Lunak untuk Interface PC

Pembuatan perangkat lunak untuk GUI (Graphic user interface) PC ini menggunakan software Borland Delphi 7 dengan bahasa Pascal sebagai bahasa pemrogramannya. Pembuatan perangkat lunak ini bertujuan untuk membuat sebuah interface antara PC dengan

mikrokontroler. Mikrokontroler akan mengirimkan data biaya pemakaian listrik pada mikrokontroler. Kiriman data tersebut akan ditampilkan dalam bentuk angka dan grafik pada GUI. Selain menampilkan biaya pemakaian listrik, GUI juga dapat mengontrol aliran arus listrik yang mengalir pada beban.

Gambar 3.5.2 Tampilan Graphic User Interface alat

PC akan menerima data pencurian listrik berupa karakter “P” dari mikrokontroler, apabila telah terjadi pencurian listrik. Setelah karakter

“P” diterima, kemudian akan tampil tanda berupa lingkaran merah yang

semula berwarna hijau pada tampilan GUI. Apabila tanda lingkaran merah muncul pada GUI, pengguna alat dapat memutus aliran listrik

pada beban dengan cara mengklik tombol “OFF”. Ketika tombol “OFF”

pada GUI diklik, PC akan mengirimkan karakter “O” pada

mikrokontroler. Apabila pengguna alat ingin mengalirkan kembali arus

listrik pada beban, klik tombol “ON” pada GUI dengan demikian secara

otomatis PC akan mengirimkan karakter “R” pada mikrokontroler dan tanda lingkaran merah pada GUI akan menjadi hijau kembali.

Mikrokontroler akan mengontakan relay apabila menerima karakter “R”

dan akan mentripkan relay apabila menerima karakter “O”. Pada

gambar 3.5.2.2 menunjukan diagram alir pemrograman GUI sedangkan gambar 3.5.2.3 dan gambar 3.5.2.4 menunjukan diagram alir program

41

Mulai

Input data serial dari mikrokontroler

Apakah terjadi pencurian data = “P”

Menampilkan biaya pemakaian listrik

pada GUI Input data

biaya pemakaian

listrik

Kirim data serial = “O” pada mikrokontroler

Kirim data serial = “R” pada mikrokontroler

Tanda lingkaran merah berganti menjadi hijau kembali pada GUI

Selesai Apakah ingin memutus aliran

listrik ? Tanda lingkaran

merah muncul pada GUI Tidak

Tidak Ya

Ya

Mulai

Baca nilai ADC sensor arus

Apakah terjadi pencurian listrik ?

Menampilkan biaya pemakaian listrik ?

Biaya pemakaian listrik Kamar 1

Biaya pemakaian listrik Kamar 2

Baca nilai ADC sensor arus

Baca nilai ADC sensor arus

Menampilkan biaya pemakaian listrik kamar 1

Menampilkan biaya pemakaian listrik kamar 2

Setting harga per Kwh

Input harga per Kwh

Kirim data pemakaian listrik kamar 1 pada PC

Kirim data pemakaian listrik kamar 2 pada PC Input Tombol

memilih menu

A

Mulai

Ya _Ya

Ya _Ya

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

43

A

Input data serial dari mikrokontroler

Apakah terjadi pencurian data = “P”

Menampilkan biaya pemakaian listrik

pada GUI Input data

biaya pemakaian

listrik

Kirim data serial = “O” pada mikrokontroler

Kirim data serial = “R” pada mikrokontroler

Tanda lingkaran merah berganti menjadi hijau kembali pada GUI dan buzzer pada

mikrokontroler berhenti berbunyi

Selesai Apakah ingin memutus aliran

listrik ? Tanda lingkaran merah muncul

pada GUI dan buzzer pada mikrokontroler berbunyi Tidak

Tidak Ya

Ya

BAB V

SIMPULAN IMPLIKASI DAN REKOMENDASI

A. Simpulan

1. Alat yang mampu menghitung biaya pemakaian listrik yang dilengkapi

dapat mendeteksi pencurian listrik telah selesai dibuat. Alat tersebut sudah bisa menghitung jumlah pemakaian kWh, namun persentase

error kepresisian pembacaan arus masih 5%.

2. Telemetri RF (Radio Frekuensi ) dapat teraplikasikan pada alat yang

telah selesai dibuat sebagai media komunikasi data, pelaporan indikasi pencurian listrik dan pengontrolan jarak jauh, namun pada jarak 100 m atau lebih pengiriman data sering terganggu apabila terhalang tembok.

3. GUI (Graphic User Interface) yang dapat mengontrol aliran arus listrik

sekaligus memonitor pemakaian kWh pada pengguna listrik skala rumah tangga telah selesai dibuat, namun masih terjadi pembulatan nilai dengan tipe data float.

B. Implikasi

1. Dengan adanya alat ini permasalahan pendeteksian pencurian listrik

pada pengguna listrik rumah tangga bisa lebih teratasi.

2. Dengan adanya alat ini pencurian listrik pada pengguna listrik rumah

tangga dapat lebih terawasi secara jarak jauh.

C. Rekomendasi

1. Mengingat pentingnya pembuatan alat yang berguna sebagai pemecah

masalah pencurian listrik, maka kepada pihak yang berkonsentrasi dalam bidang ketenagalistrikan, diharapkan dapat mengembangkan alat ini lebih jauh lagi baik dalam bentuk yang lebih dari prototype maupun simulator.

2. Penulis menyarankan agar pembuatan syntax program bisa lebih

kompleks sehingga data hasil pembacaan sensor arus dapat lebih presisi. Penggunaan telemetri RF (Radio Frekuensi) hanya dapat menjangkau jarak kurang dari 3 Km, disarankan kepada peneliti

Jefry Halim, 2015

selanjutnya untuk mencoba menggunakan telemetri berbasis

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

mikrokontroler. Mikrokontroler akan mengirimkan data biaya pemakaian listrik pada mikrokontroler. Kiriman data tersebut akan ditampilkan dalam bentuk angka dan grafik pada GUI. Selain menampilkan biaya pemakaian listrik, GUI juga dapat mengontrol aliran arus listrik yang mengalir pada beban.

Gambar 3.5.2 Tampilan Graphic User Interface alat

PC akan menerima data pencurian listrik berupa karakter “P” dari mikrokontroler, apabila telah terjadi pencurian listrik. Setelah karakter “P” diterima, kemudian akan tampil tanda berupa lingkaran merah yang semula berwarna hijau pada tampilan GUI. Apabila tanda lingkaran merah muncul pada GUI, pengguna alat dapat memutus aliran listrik pada beban dengan cara mengklik tombol “OFF”. Ketika tombol “OFF” pada GUI diklik, PC akan mengirimkan karakter “O” pada mikrokontroler. Apabila pengguna alat ingin mengalirkan kembali arus listrik pada beban, klik tombol “ON” pada GUI dengan demikian secara otomatis PC akan mengirimkan karakter “R” pada mikrokontroler dan tanda lingkaran merah pada GUI akan menjadi hijau kembali. Mikrokontroler akan mengontakan relay apabila menerima karakter “R” dan akan mentripkan relay apabila menerima karakter “O”. Pada gambar 3.5.2.2 menunjukan diagram alir pemrograman GUI sedangkan gambar 3.5.2.3 dan gambar 3.5.2.4 menunjukan diagram alir program secara keseluruhan.

41

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Mulai

Input data serial dari mikrokontroler

Apakah terjadi pencurian data = “P”

Menampilkan biaya pemakaian listrik

pada GUI Input data

biaya pemakaian

listrik

Kirim data serial = “O” pada mikrokontroler

Kirim data serial = “R” pada mikrokontroler

Tanda lingkaran merah berganti menjadi hijau kembali pada GUI

Selesai Apakah ingin memutus aliran

listrik ? Tanda lingkaran

merah muncul pada GUI Tidak

Tidak Ya

Ya

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Mulai

Baca nilai ADC sensor arus

Apakah terjadi pencurian listrik ?

Menampilkan biaya pemakaian listrik ?

Biaya pemakaian listrik Kamar 1

Biaya pemakaian listrik Kamar 2

Baca nilai ADC sensor arus

Baca nilai ADC sensor arus

Menampilkan biaya pemakaian listrik kamar 1

Menampilkan biaya pemakaian listrik kamar 2

Setting harga per Kwh

Input harga per Kwh

Kirim data pemakaian listrik kamar 1 pada PC

Kirim data pemakaian listrik kamar 2 pada PC Input Tombol

memilih menu

A

Mulai

Ya _Ya

Ya _Ya

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

Tidak

43

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

A

Input data serial dari mikrokontroler

Apakah terjadi pencurian data = “P”

Menampilkan biaya pemakaian listrik

pada GUI Input data

biaya pemakaian

listrik

Kirim data serial = “O” pada mikrokontroler

Kirim data serial = “R” pada mikrokontroler

Tanda lingkaran merah berganti menjadi hijau kembali pada GUI dan buzzer pada

mikrokontroler berhenti berbunyi

Selesai Apakah ingin memutus aliran

listrik ? Tanda lingkaran merah muncul

pada GUI dan buzzer pada mikrokontroler berbunyi Tidak

Tidak Ya

Ya

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB V

SIMPULAN IMPLIKASI DAN REKOMENDASI

A. Simpulan

1. Alat yang mampu menghitung biaya pemakaian listrik yang dilengkapi dapat mendeteksi pencurian listrik telah selesai dibuat. Alat tersebut sudah bisa menghitung jumlah pemakaian kWh, namun persentase error kepresisian pembacaan arus masih 5%.

2. Telemetri RF (Radio Frekuensi ) dapat teraplikasikan pada alat yang telah selesai dibuat sebagai media komunikasi data, pelaporan indikasi pencurian listrik dan pengontrolan jarak jauh, namun pada jarak 100 m atau lebih pengiriman data sering terganggu apabila terhalang tembok. 3. GUI (Graphic User Interface) yang dapat mengontrol aliran arus listrik

sekaligus memonitor pemakaian kWh pada pengguna listrik skala rumah tangga telah selesai dibuat, namun masih terjadi pembulatan nilai dengan tipe data float.

B. Implikasi

1. Dengan adanya alat ini permasalahan pendeteksian pencurian listrik pada pengguna listrik rumah tangga bisa lebih teratasi.

2. Dengan adanya alat ini pencurian listrik pada pengguna listrik rumah tangga dapat lebih terawasi secara jarak jauh.

C. Rekomendasi

1. Mengingat pentingnya pembuatan alat yang berguna sebagai pemecah masalah pencurian listrik, maka kepada pihak yang berkonsentrasi dalam bidang ketenagalistrikan, diharapkan dapat mengembangkan alat ini lebih jauh lagi baik dalam bentuk yang lebih dari prototype maupun simulator.

2. Penulis menyarankan agar pembuatan syntax program bisa lebih kompleks sehingga data hasil pembacaan sensor arus dapat lebih presisi. Penggunaan telemetri RF (Radio Frekuensi) hanya dapat menjangkau jarak kurang dari 3 Km, disarankan kepada peneliti

Jefry Halim, 2015

RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG BIAYA PEMAKAIAN LISTRIK DILENGKAPI DENGAN PENDETEKSI PENCURIAN LISTRIK BERBASIS TELEMETRI RF (RADIO FREQUENCY) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

selanjutnya untuk mencoba menggunakan telemetri berbasis GPRS/GSM atau Internet.