PENERAPAN MIKROKONTROLER ARDUINO UNO UNT (1)

Judul:
“PENERAPAN MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO UNTUK MONITORING
DAERAH RAWAN PENCURIAN TENAGA
LISTRIK TEGANGAN RENDAH SATU FASA “

Abdul Aziz Ichwani
21060111083026

Universitas
Diponegoro

Daftar Isi
Latar
Belakang
Masalah
Kesimpul
an

Pengujian
Sistem

dan
Analisa

CONTENT
S

Perumusan
Permasalah
an

Batasan
masalah

Tujuan

Perancang
an sistem
Manfaat

Latar Belakang Masalah

Akibat dari pemanfaatan tenaga listrik yang
illegal dapat mengakibatkan kerugian di PT
PLN(Persero) dan munculnya gangguan pada
jaringan tenaga listrik karena pembebanan
yang melebihi kapasitasnya
Salah satu upaya untuk mengatasi pencurian
tenaga listrik adalah dengan melakukan
kegiatan Penertiban Pemakaian Tenaga
Listrik(P2TL).
Pada pelaksanaan kegiatan P2TL masih
terdapat kekurangan, yaitu kurang
menyeluruhnya monitoring pencurian tenaga
listrik karena kurangnya petugas.

Perumusan masalah
Berdasarkan hal tersebut penulis
mencoba membuat alat yang dapat
membantu mereka untuk
mempermudah monitoring daerah
rawan pencurian tenaga listrik.

Sehingga tugas mereka menjadi
optimal
Tetapi minimnya petugas membuat
tugas mereka menjadi kurang
optimal

Tugas tim P2TL sangatlah penting
karena mampu menekan rugi yang
dialami PT PLN(Persero) akibat
adanya pencurian tenaga listrik.

Batasan masalah
Prinsip kerja alat monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik
Blok diagram dan gambar rangkaian sistem
Simulasi penerapan alat
Beberapa cara pelanggan melakukan pencurian tenaga listrik
Pemanfaatan petugas catat meter sebagai tim pemetaan lokasi
yang akan di monitoring dengan alat ini

Tujuan

Dapat mengetahui terjadinya pencurian tenaga listrik pada lokasi
tertentu.
Dapat memanfaatkan pemetaan pelanggan dari petugas catat meter
sehingga diketehui berapa arus maksimal yang akan dibuat untuk
setting arus maksimum pada alat monitoring daerah rawan pencurian
tenaga listrik.
Mempermudah tim P2TL untuk melakukan monitoring daerah rawan
pencurian tenaga listrik.
Dapat menjelaskan beberapa cara masyarakat melakukan pencurian
tenaga listrik.

Manfaat
Membantu tim P2TL dalam melakukan monitoring pencurian tenaga
listrik pada daerah-daerah yang dianggap rawan.

Mengetahui bagaimana cara masyarakat dalam melakukan pencurian
tenaga listrik.

Meningkatkan kinerja dari tim P2TL.


Mengurangi kerugian PT PLN(Persero) karena pemakaian tenaga listrik
yang illegal.

Perancang
an
Sistem

Blok diagram sistem
Input data
petugas catat
meter

Sensor Arus

Keypad
Arduino
Uno

LCD


Rangkaian
saklar lampu
LED

Sensor Arus

Keypad 4 x 4

LCD 16 x 2

Saklar Lampu LED

Rangkaian Catu Daya
Transfo
rmator

Mulai

Flowchart Sistem


Inisialisasi

Tampilan awal
LCD

Konversi ADC dari
arus ke digital

Tampilkan arus
terukur
di LCD

Input setting
arus
dengan
keypad

Tampilkan
Di LCD


Tampilkan “AMAN”
di LCD
T

Arus terukur > Setting
Arus & Arus terukur > 0
Y

Lampu LED
menyala

Arus terukur
tercatat di LCD

Selesai

Pengujian
sistem
dan
analisa


Pengujian Sensor Arus
Dalam pengujiannya, penulis mengambil beberapa sampel beban dengan
pertamabahan besar daya 40 W yang dilakukan selama 5 kali percobaan. Hal
tersebut dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar kenaikan hasil konversi
ADC tiap beban naik 40 W dengan tegangan inputan sensor 5 VDC

Daya(Watt)

ADC

∆ADC

Arus(A)

∆Arus (A)

40

516


80

520

4

0.20

0.10

120

524

4

0.30

0.10


140

528

4

0.40

0.10

180

532

4

0.50

0.10

Rata-rata

0.10

4

0.10

Sebagai referensi pengujian arus, digunakan multimeter
Kyoritsu dengan menggunakan 5 kali pengujian dengan
kenaikan daya sebear 40 W. Hasil pengujian arus ditampilkan
dalam tabel berikut.
Daya(Watt)

Multimeter (A)

Alat(A)

Error

40

0.11

0.10

0.01

80

0.20

0.20

0.00

120

0.30

0.31

0.01

140

0.42

0.40

0.02

180

0.53

0.51

0.02

Rata-rata error

0.012

Standar deviasi

0.008367

Tabel diatas menunjukkan bahwa pengujian arus memiliki error 0.012 ± 0.008.

Pengujian Catu Daya
Pengujian pada rangkaian catu daya bertujuan untuk mengukur
besarnya tegangan yang dibutuhkan oleh setiap blok rangkaian.
Tegangan yang dibutuhkan oleh sistem berkisar antara 5-20
VDC, dan pembuatan catu daya ini mengambil keluraran
tegangan sebesar 9VDC. Setelah melakukan pengukuran,
keluaran dari rangkaian catu daya tidak murni sebesar 9V , yaitu
hanya sebesar 8,8 -8,9 VDC. Meskipun kurang dari 9 VDC sistem
masih berjalan normal karena tegangan yang dibutuhkan masih
memenuhi standar.

Pengujian
Mikrokontroler
Pengujian rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan cara
melakukan pengukuran otput dari rangkaian. Pengukuran
output dilakukan dengan cara mengukur tegangan output
pada pin 5V dan pin 3V3.
1. Tegangan output rangkaian mikrokontroler pin 5V :
5 volt
2. Tegangan output rangkaian mikrokontrole pin 3V3 :
3.3 volt

Pengujian keypad dan
LCD
Pengujian Keypad dan LCD dilakukan dengan mengkoneksikan pinpin Keypad dan LCD pada pin yang terdapat pada mikrokontroler.
pengujian dilakukan dengan memperhatikan tombol yang ditekan
pada keypad apakah telah sesuai dengan yang ditampilkan pada LCD.
Dengan menghidupkan dan mengisi program scanning pada
mikrokontroler.

keyp

Data terbaca

ad

mikrokontrole

Tampilan pada LCD

r
1

0111 0111

2

0111 1011

3

0111 1101

 

4

1011 0111

 

 

Saklar lampu LED
Perintah program

Kondisi lampu LED

digitalWrite(LedPin, High);

Menyala

digitalWrite(LedPin, Low);

Mati

Pengujian Sistem

engujian simulasi menggunakan 6 rumah
Rumah

Besar Daya(watt)

Besar Arus(A)

1 dan 2

350

1.1

3 dan 4

40

0.10

5 dan 6

40

0.10

Total

Daya=390

Arus=1.3

engujian simulasi menggunakan 7 rumah
Rumah

Besar

Besar

Daya(Watt)

Arus(A)

1dan 2

350

1.1

3 dan 4

40

0.10

5 dan 6

40

0.10

7

350

1.05

Keterangan

6
1
4
7

5

3

2

Rumah terdaftar di PT PLN(Persero)
Rumah illegal yang tidak terdaftar di PT
PLN(Persero)
Jaringan tegangan rendah satu fasa x1
 
Alat monitoring daerah rawan
pencurian tenaga
listrik satu fasa
 

Analisa Rangkaian
keypad 4 x 4
Keypad

Data terbaca pada
mikrokontroler

2

0111 1011

SPASI

1101 1110

A

0111 1110

Tampilan Kondisi awal LCD
Tampilan untuk
Tampilan
kondisiuntuk
tidakinput
terjadi
arus
pencurian
setting maksimal
tenaga listrik
Tampilan arus terukur

Analisa tampilan LCD
Tampilan kondisi awal LCD

Tampilan arus terukur
Tampilan setting arus maksimal

Tampilan untuk kondisi tidak
terjadi pencurian tenaga listrik
Tampilan untuk kondisi terjadi
pencurian tenaga listrik

Analisa Rangkaian
Saklar
Transistor memiliki hfe berkisar antara 60-1000(variasi nilai
tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, suhu, bahan, proses
produksi, dll), Untuk amannya maka kita menggunakan nilai
minimumnya yaitu sebesar 60. Untuk dapat mengaktifkan relay,
maka pada kolektor dibutuhkan arus sebesar 40mA (datasheet),
oleh karena itu pada basis harus dialiri arus sebesar :
pada kolektor dibutuhkan arus sebesar 40mA (datasheet),
oleh karena itu pada basis harus dialiri arus sebesar :
IB = IC/hfe
IB = 40mA/60
IB = 0,67mA

Jika tegangan keluaran pada pin 2 Arduino Uno pada kondisi HIGH
adalah sebesar 4,88 V, maka
RB = (VBB – VBE ) / IB
= (4,88 – 0,7 ) / 0,67 x 10-3
= 6,23 x 103
= 6,23 kΩ
Maka nilai maksimum resistor yang dibutuhkan adalah sebesar 6,23 kΩ.
Pada sistem menggunakan resistor sebesar 1 kΩ.

Analisa Rangkaian Catu
Daya
Transformator Penurun Tegangan
 
Transformator bekerja berdasarkan Hukum Faraday,
besar tegangan output diperoleh dari perbandingan jumlah
lililtan pada kumparan primer dan skundernya

dengan Vin = 220 volt, Vout = 9 volt menunjukan bahwa
transformator yang digunkan adalah transformator jenis
step down.

Analisa Rangkaian Catu
Daya
Dioda Bridge
 
Tegangan
keluaran transformator bolak balik sebesar 11
volt AC akan dirubah menjadi tegangan searah dengan
menggunakan diode bridge. Besarnya tegangan searah
dapat dicari dengan menggunakan rumus
Besarnya VM =1.414 x Vrms

2 � 1.414 � 11
� �� =
3,14
 

Analisa Rangkaian Catu
Daya
Regulator Tegangan
Ic regulator 7809akan bekerja baik jika tegangan maksimum
yang didapat dari keluaran transformator kurang dari 24 volt
DC.Tegangan maksimum bisa dicari berdasarkan rumus
Vm = Vrms x 1.414
Tegangan output transformator yang terukur sebesar 11 Volt.
Tegangan tersebut merupakan Vrms, sehingga tegangan
maksimum (Vm) adalah
Vm = 11 x 1,414
= 15.554 volt

Analisa Rangkaian Catu
Daya
Jika tegangan drop pada penyearah diperhitungkan,
yaitu 0,7 x 4
Maka tegangan maksimum yang masuk ke IC regulator
adalah
Vin = 15.554 – (0.7 x 4)
= 15.554- 1.4
=14.154 volt

Analisas Sensor Arus
ACS712-20A
Sensor arus ACS712-20A dipasang seri ke beban untuk melakukan pengukuran arus
AC. Ketika ada arus yang mengalir, sensor arus ACS712-20A akan menghasilkan
tegangan DC yang bisa langsung diproses ADC internal mikrokontroler Arduino
Uno. Di mikrokonntoler ADC diolah menggunakan bahasa C++ supaya dapat
dihasilkan pengukuran arus AC yang sesungguhnya. Pada kondisi tidak berbeban
sensor akan mengeluarkan tegangan keluaran sebesar 2,5 volt dan terbaca pada ADC
mikrokontroler sebesar 512. Setiap kenaiakan satu Ampere, tegangan keluaran
sensor akan naik sebesar 100 mV. Berikut ini gambar grafik dari kenaikan tegangan
sensor per satu ampere.
 

Kesimpulan
Rangkaian untuk monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik menggunakan
Mikrokontroler Arduino Uno sebagai pusat Kontrol, sensor arus ACS712-20A
untuk mendeteksi besarnya arus yang masuk pada peralatan, keypad sebagai input
untuk mengatur besarnya arus maksimum, LCD untuk menampilkan besarnya arus
maksimum, dan lampu LED untuk indikasi jika terjadi pencurian tenaga listrik.
Sistem hanya mampu digunakan untuk beban kurang dari 20 A. Jika alat ingin
digunakan pada jaringan tegangan rendah yang sesungguhnya diperlukan peralatan
tambahan, yaitu transformator arus.. Transformator ini akan mentransformasikan
arus yang bernilai besar menjadi kecil sehingga dapat diukur oleh sistem.
Sensor arus ACS712-20A dipasang seri ke beban untuk melakukan pengukuran
arus AC. Ketika ada arus yang mengalir, sensor arus ACS712-20A akan
menghasilkan tegangan DC yang tiap kenaikan 1 Ampere tegangan keluaran
sensor bertambah 100 mV.

Kesimpulan
Input data petugas catat meter digunakan sebagai setting arus maksimal . setting
arus maksimal akan dibandingkan dengan arus terukur untuk mengetahui kondisi
jaringan tegangan rendah satu fasa sedang terjadi pencurian tenaga listrik atau
tidak. Apabila arus terukur melebihi setting arus maksimal maka sistem akan
mendeteksi hal tersebut dan akan menyalakan lampu LED sebagai indikasi telah
terjadinya pencurian tenaga listrik. Apabila arus terukur kurang dari arus setting
maksimal maka sistem akan manyatakan kondisi aman atau tidak tejadi pencurian
tenaga listrik..

Terimakasi
h