Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro

Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway Afrizal Fitriandi1, Endah Komalasari2, Herri Gusmedi 3 Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung, Bandar Lampung Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145 1

[email protected] [email protected] 3 [email protected]

2

Intisari—Banyak daerah di Indonesia yang belum terjangkau PLN terutama daerah terpencil. Kondisi ini yang mendorong masyarakat untuk membangun sistem pembangkit listrik sendiri seperti Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Oleh karena pembangkit ini memanfaatkan kondisi alam maka energi yang dihasilkan juga sangat bergantung dengan alam, maka dibutuhkan alat untuk menggabungkan pembangkit listrik alternatif ini menjadi satu jaringan untuk menambah kehandalan jaringan. Dengan cara menghibridkan pembangkit alternatif maka menambah kehandalan dari jaringan, namun jaringan yang sudah hibrid butuh dimonitoring untuk memantau arus dan tegangan yang ada pada jaringan tersebut.Monitoring arus dan tegangan dari system hybrid dibuatlah alat monitoring arus dan tegangan berbasis mikrokontroler dengan sms gateway untuk mempermudah monitoring arus dan tegangan. Arus dan tegangan akan dimonitoring secara berkala melalui jaringan telekomunikasi melewati sms setiap 5 menit. Kata kunci —SMS, PLN, PLTMH, PLTS, Monitoring. Abstract —Many areas in Indonesia which have not been reached PLN particularly remote areas. These conditions which encourage people to build their own power generation systems such as micro hydro power plant and Solar Power. Therefore, these plants utilize natural conditions, the energy generated is also very dependent on the nature, it is necessary tool to combine alternative power generation is becoming one network to increase network reliability. By way of an alternative plant menghibridkan then add to the reliability of the network, but the network already hybrids need to be monitored to the current and voltage monitor that exist on the network.Monitoring current and voltage in a hybrid system made of current and voltage monitoring tool based microcontroller with sms gateway to facilitate monitoring of current and voltage. Current and voltage to be monitored on a regular basis via telecommunications networks pass through sms every 5 minutes. Keywords—SMS, PLN, Solar Power Plant, Micro Hydro Power Plant, Monitoring.

I. PENDAHULUAN Pembangkit yang memanfaatkan kondisi alam, menyebabkan energi listrik yang dihasilkan sangat fluktuatif tergantung pada kondisi cuaca. Arus dan tegangan pada jaringan biasanya kurang stabil, maka dibutuhkan sistem monitoring pada jaringan untuk memantau besarnyaarus dan tegangan. Sistem pemantauan atau monitoring

Volume 10, No. 2, Mei 2016

menggunakan media telekomunikasi yaitu dengan layanan SMS gateway . Sistem pemantauan arus dan bertujuan untuk memudahkan melihat besarnya arus dan tegangan yang ada pada jaringan melalui SMS gateway. Mikrokontroler sebagai unit prosesor yang akan terintegrasi ke sensor dan komponen elektronika serta arduino uno digunakan sebagai mikrokontroler yang akan membaca inputan dari sensor yang kemudian akan dikirimkan melalui SMS gateway, yang

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro akan dimonitoring setiap 5 menit melalui telephone seluler.Databesarnya arus dan tegangan akan di simpan pada logger setiap 1 menit, kemudian setiap 5 menit data besarnya tegangan dan arus akan dikirim ke operator berupa SMS. Gbr. 1 Block Diagram SMS Dalam Satu Operator

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Short Message 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. 1) Intra-Operator SMS Gambaran mekanisme pengiriman SMS ini dapat dilihat pada gambar 1:

Dari gambar 1 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 deliveryreport 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) Inter-Operator SMS Pada mekanisme ini, SMS yang dikirimkan akan melalui dua buah SMSC. Dapat dilihat pada gambar 2:

Gbr. 2 Block Diagram SMS Antar Operator yang Berbeda

Pada gambar 2 selain masuk ke SMSC operator pengirim, SMS yang dikirimkan akan diteruskan oleh SMSC operator pengirim, ke SMSC operator penerima SMS, kemudian baru diteruskan ke nomor tujuan. Deliveryreport yang dihasilkan pun akan Volume 10, No. 2, Mei 2016

88

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro 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. 3) AT Command Perintah AT Command digunakan oleh komputer untuk berkomunikasi denganterminal (modem/ phone modem). Penggunaan perintah AT Command untuk SMSbiasanya diikuti oleh data I/O yang diwakili oleh unit-unit PDU (Protocol Data Unit) [4]. Tabel 1 adalah beberapa jenis perintah AT Command penting yang berhubungan dengan SMS. Tabel 1 Beberapa Perintah AT Command untuk SMS

Command AT+CMGS AT+CMGR AT+CMGD AT+CSCA AT+CNML

Fungsi Mengirim Pesan Membaca Pesan Menghapus Pesan Alamat dari pusat SMS service Memeriksa SMS

B. Data Logger Merupakan suatu alat yang berfungsi untuk melakukan perekaman data, yaitu perangkat elektronika yang digunakan untuk mencatat data dari rentang waktu 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 Volume 10, No. 2, Mei 2016

89

penyimpanan yang berbeda-beda, contoh penyimpanan data logger ditunjukan pada tabel 2 berikut. Tabel 2 Datta Logger Arus dan Tegangan No

Tanggal

Waktu

1 2 3 4 5 6 7

4/10/2015 4/10/2015 4/10/2015 4/10/2015 4/10/2015 4/10/2015 4/10/2015

9:29:56 9:34:50 9:39:55 9:44:50 9:49:56 9:54:50 10:04:50

Tegangan (Volt) 214.05 215.78 214.05 212.67 215.43 211.97 215.09

Arus (A) 0.64 0.28 0.13 0.15 0.1 0.12 0.07

C. Hukum Kirchof Arus dan Tegangan 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” dituliskan (1)

Jadi dapat dituliskan i1 + i2 + i3 +…+ iN = 0

(2)

Hukum Kirchhoff tegangan (disingkat KVL, Kirchhoff Voltage Law) menyatakan bahwa: “Penjumlahan aljabar dari tegangan di sekeliling suatu lintasan tertutup sama dengan nol” dituliskan

(3)

Jadi dapat dituliskan Ѵ1 + Ѵ 2 + Ѵ 3 +…+ Ѵ N = 0

(4)

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro Secara matematis, disimbolkan :Σ Ѵ = 0 untuk loop tertutup. Pada simbol diatas 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. D. Sensor Arus dan Tegangan 1) Sensor Arus ACS712 merupakan suatu IC terpaket yang mana berguna sebagai sensor arus menggantikan transformator arus yang relatif besar dalamhal ukuran. Pada prinsipnya ACS712 sama dengan sensor efek hall lainnya yaitu dengan memanfaatkan medan magnetik disekitar arus kemudian dikonversi menjadi tegangan yanglinier dengan perubahan arus. Nilai variabel dari sensor inimerupakan input untuk mikrokontroler yang kemudian diolah. Keluaran dari sensor ini masih berupa sinyal teganganAC, agar dapat diolah oleh mikrokontroler maka sinyaltegangan AC ini di searahkan oleh rangkaian penyearah. Gambar 3 merupakan gambar sensor arus.

Gbr. 3 Rangkaian Sensor Arus


90

Spesifikasi dari sensor arus diatas dapat dilihat pada tabel 3 berikut. Tabel 3 Spesifikasi Sensor Arus Karakteristik Tegangan Suplai Ouput Tegangan Toleransi Arus Lebih Sensivitas

Simbol Vcc

Rating Maksimal 8V

Vout

8V

Ip

100 A Tipe 5 T = 185 mV/A Tipe 20 T = 100 mV/A Tipe 30 T = 66 mV/A

Efek Hall adalah fenomena terdefleksinya aliran muatanpada keping logam yang diletakkan dalam medan magnet.Defleksi aliran muatan menyebabkan timbulnya beda potensialdiantara sisi keping yang disebut potensial Hall. 2) 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 kerangkaian 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 dinyatakandengan bentuk hubungan atau fungsi. Untuk menentukan bentuk hubungan(regresi) diperlukan pemisahan yang tegas antara variabel bebas yang sering diberisimbul X dan variabel tak bebas dengan simbul Y. Pada regresi harus ada variable yang ditentukan dan variabel yang menentukan atau dengan kata lain adanyaketergantungan


Gbr. 4. Sensor tegangan

III.

METODE PENELITIAN

Gbr. 6. Tampak Atas Mikrokontroler

2) Simulasi Sensor Arus Secara umum pemodelan dan simulasi sensor arusditunjukkan pada Gambar 7 sebagai berikut.

DUINO?

+88.8 AC Amps

microcontrolandos.blogspot.com

A. Spesifikasi dan Teknis Perancangan Perancangan sistem monitoring arus dan tegangan yang akan dibuat dipresentasikan sesuai dengan blok diagram dan berdasarkan spesifikasi alat sebagai berikut:

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.

VCC

RESET

C7 R?

3/4

IP+

IP-

VCC VIOUT FILTER GND

8 7 6 5

1uF

ACS712ELCTR-30A-T

C6 1uF +88.8

A0 A1 A2 A3 A4 A5

PC0/ADC0 PC1/ADC1 PC2/ADC2 PC3/ADC3 PC4/ADC4/SDA PC5/ADC5/SCL

AREF PB 5/SCK PB4/M ISO

~PB 3/MOSI/OC2A ~ PB 2/SS/OC1B ~ PB1/OC1A PB0/ICP1/CLKO

DIGITAL (~PWM)

1/2

ANALOG IN

100

SENSOR ARUS

1121 ATMEGA328P-PU

variabel yang satu dengan variabel yang lainnya dan sebaliknya. Kedua variabel biasanya bersifat kausal atau mempunyai hubungan sebab akibatyaitu saling berpengaruh. Sehingga dengan demikian, regresi merupakan bentuk fungsi tertentu antara variabel tak bebas Y dengan variabel bebas X atau dapatdinyatakan bahwa regresi adalah sebagai suatu fungsi Y = f(X). Rangkaian sensor tegangan dapat dilihat pada gambar berikut

91

PD7/AIN1

~PD6/AIN0 PD5/T1 ~ PD4/T0/XCK ~ PD3/INT1 PD2/INT0 TX PD1/TXD RX PD0/RXD

13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Volts

ARDUINO UNO R3

Gbr. 7. Simulasi Sensor Arus

Gbr. 5. Blok Diagram Perancangan Alat

1) 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, Volume 10, No. 2, Mei 2016

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

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro (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. Untuk mendapatkan nilai arus dari sensor, maka digunakan formulasi 5 berikut ini. =

×

,

,

(5)

Dari persamaan 5 digunakan untuk formulasi mikrokontroler untuk bisa membaca arus yang terbaca oleh sensor arus. 3) Simulasi Sensor Tegangan Secara umum pemodelan dan simulasi sensor tegangan direpresentasikan pada Gambar 8 sebagai berikut.

92

dibutuhkan regresi untuk menentukan perhitungan tegangan antara pembacaan sensor dengan tegangan sebenarnya. Persamaan regresi linier sederhana adalah sebagai berikut. = + (×) (6) Dimana : a = Konstanta b = Koefisien Regresi Y = Variable dependen (variabel tak bebas) X = Variabel independen (variable bebas) Dari persamaan 6 ini harus mencari konstanta dan koefisien regresi dengan metode Least Square sebagai berikut = =

∑

∑

∑

∑ .∑

∑

(∑ )

(8)

Pada regresi linear juga harus dicari koefisien korelasi untuk melihat berapa nilai korelasinya. Untuk mencari koefisien korelasi dapat dicari dengan persamaan 9. (∑

= (∑

) ∑

) (∑ )(∑ ) (

(

(9)

) (∑ )

Gbr. 8. Simulasi Sensor Tegangan

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 kerangkaian pembagi tegangan untuk menurunkan tegangan, tegangan yang dihasilkan tidak lebih dari 5 Volt DC sebagai inputan ke mikrokontroler. Sebelum sensor tegangan digunakan Volume 10, No. 2, Mei 2016

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: =

(10)

ex = X -

(11)

r =

∑

dimana : ix = Kesalahan Relatif ∑ = Penjumlahan Data ex = Kesalahan Absolut X = Nilai Sebenarnya

(12)


Kr N

= Nilai Pendekatan = Kesalahan rata-rata = Jumlah Data

Pada perhitungan galat pertama kali harus mencari kesalahan absolut. Dapat dilihat pada persamaan 11, kesalahan absolut adalah nilai sebenarnya dikurangi nilai pendekatan. 4) Modul GSM Shield (SMS)

Gbr. 9. Arduino GSM sheild 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] 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 890915 MHz untuk transmisi bergerak [7] Modul GSM shield adalah modul yang berfungsi untuk menerima sms. pada modul


93

ini terdapat submodul yang merupakan bagian inti dari modul ini yaitu sim900. 5) LCD 16x2 Karakter 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 GraphicLCD berupa titik, garis dan gambar [8] Dalam LCD setiap karakter ditampilkan dalam matriks 5x7 pixel. Gambar 3.6 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.

Gbr. 10. LCD 16x2 Karakter

6) Sofware 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).

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro Tampilan awal dari software arduino dapat dilihat pada gambar 11.

Gbr. 12 a. Komponen Utama Alat Monitoring Arus dan Tegangan

Gbr. 11. Tampilan software Arduino

B. Perancangan 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 mikrokontroleruntuk 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.

IV.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Realisasi Monitoring Arus dan Tegangan Pada gambar 12 ini akan dijelaskan realisasi alat monitoring arus dan tegangan berbasis mikrokontroler menggunakan sms gateway. Volume 10, No. 2, Mei 2016

Gbr. 12 b. Realisasi Alat Monitoring Arus dan Tegangan

Gambar 12 a dan b merupakan bentuk rancang bangun monitoring arus dan tegangan dimana terdapat tiga komponen penting yaitu sumber berupa baterai, sensor dan mikroprosesor. Baterai berfungsi sebagai sumber untuk menyuplai daya bagi mikrokontroler, sensor dan lcd. Tegangan baterai berkisar antara 6,8 – 6,9 Vdc dan arus 4,8 mAH. Mikroprosesor terdiri dari mikrokontroler dan komponen pendukung lainnya. Mikrokontroler yang digunakan adalah arduino uno sebagai mikroprosesor untuk mengkordinasikan sensor, pengolahan, penyimpan dan pengiriman data. Sensor arus berfungsi untuk mendieteksi arus yang mengalir pada jaringan, dimana maksimal arus yang mampu mengalir pada sensor ini sebesar 20 ampere, sensor arus dan tegangan di letakkan pada jaringan PLTMH di bagian ujung saluran, yang berfungsi untuk

94


B. Pengujian Sensor Arus dan Tegangan 1) Sensor Tegangan Pada sensor tegangan digunakan rangkaian konverter yaitu mengubah tegangan AC ke tegangan DC. Dengan perbandingan tegangan pada tranformator, input tegangan dari 400 volt dan output 5 volt, kemudian disearahkan menggunakan jembatan dioda lalu menggunakan kapasitor untuk menfilter tegangan. Selanjutnya masuk dalam rangkaian pembagi tegangan. Tegangan yang masuk pada mikrokontroler merupakan tegangan dc yang tidak melebihi 5 Vdc. Tabel 4 berikut ini merupakan keluaran sensor tegangan Variable dependen (Y) adalah input tegangan AC dan variable independen (X) adalah output dari sensor yang berupa tegangan DC.


Tabel 4 Hasil Sensor Tegangan Tegangan PLN VAC VDC (Y) (X) 100 0,750 105,1 0,826 110,2 0,904 115,1 0,982 120,2 1,060 125 1,135 130 1,215 135,2 1,300 140,2 1,377 145,2 1,455 150,2 1,524 155.2 1,585 160,1 1,640 165,1 1,695

Berdasarkan data pada tabel 4dengan regresi linier kuadrat terkecil diperoleh b = 63,92 dan nilai a = 45,45. Dengan korelasi determinasi (r2) = 0,999.

Regresi Tegangan Tegangan AC

menditeksi arus dan tegangan yang berada di ujung saluran,yang kemudian menjadi referensi untuk mikrokontroler. Mikroprosesor di lengkapi data logger yang terdiri dari rangkaian rtc dan memori card yang berguna untuk menyimpan data arus dan tegangan yang disesuaikan dengan waktu yang ada, memori yang digunakan sebesar 2 Gb. Untuk melakukan pengiriman data mikroprosesor dilengkapi dengan GSM shield Sim 900 yang merupakan sistem komunikasi yang berfungsi untuk mengirimkan data arus dan tegangan ke operator yang dituju. Alat monitoring ini dilingkapi dengan LCD 2x16yang digunakan sebagai display untuk menampilkan arus dan tegangan yang terbaca oleh sensor arus dan tegangan.

95

300 200 100 0 -

1.000

2.000

3.000

Tegangan DC

Gbr. 13. Regresi Liniear Sensor Tegangan PLN Gambar 13 diatas adalah regresi linear sensor tegangan PLN, untuk mengetahui galat dari pengukuran sensor ini dapat dilihat pada table berikut

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro Tabel 5 Hasil Pengujian Sensor Tegangan PLN Dengan Perbandingan Galat

Sensor Tegangan Mult Meter Sensor (Volt) (Volt) 102,5 100,31 112,1 110,68 120,3 120,02 130,6 131,43 139,2 141,45 147.8 150,44 160,8 161,85 170,6 170,49 180,7 179,48 192,4 190,54 200,4 199,18 211,4 210,98 221,1 218,89 231,7 230,64 240,8 242,74 Rata-rata Galat

Galat 0,021 0,013 0,002 0,006 0,016 0,018 0,007 0,001 0,007 0,010 0,006 0,002 0,010 0,005 0,008 0,0087

96

mengalir pada konduktor kemudian merubahnya dalam bentuk tegangan DC. Dari Tegangan DC tersebut merupakan data analog dari sensor yang akan dirubah ke bentuk digital pada mikrokontroler yang disebut ADC (Analoge to Digital Converter). Perhitungan galat dari percobaan dihitung dengan persamaan 10 dengan hasil rata-rata perhitungan galat sebesar 0,0083 atau 0,83% dengan katagori alat kerja. Galat antara pengukuran arus dibeban ini dapat terlihat pada grafik gambar 14 berikut ini

Gbr. 14. Grafik Pengujian Sensor Dengan Beban

C. Hasil Pengujian Data Logger dan SMS Tabel 5 merupakan hasil dari pengujian sensor tegangan yang diambil sebelum menyuplai beban. Berdasarkan hasil dari perhitungan galat, sensor bekerja dengan baik karena nilai rata-rata galat 0.87%. Menurut setandar PLN yang yang tercantum pada buku instrumentasi dan pengukuran listrik. Besar kecilnya ketelitian alat-alat ukur dibagi menjadi tiga yaitu: Alat Cermat atau presisi (<0.5%) Alat Kerja (± 1-2 %) Alat Ukur Kasa (>3%) Mernurut standar diatas maka hasil pengujian alat ukur termasuk golongan alat kerja. 2) Sensor Arus Pada penilitian ini sensor arus yang dipakai adalah sensor arus acs 712 dengan kapasitas 20 A. Sistem kerja sensor alat ini adalah dengan hall effect yang memanfaatkan medan listrik dari arus yang


1) Data Logger Hasil pengujian pengukuran monitoring arus dan tegangan yang dilakukan di laboratorium degan beban maksimal 300 watt dan dihasilkan data pada tabel 6. Tabel 6 Hasil Data Logger Dari Mikrokontroler No

Tanggal

Waktu

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015 5/9/2015

22:49:56 22:54:50 22:59:56 23:04:50 23:09:56 23:14:50 23:19:56 23:24:50 23:29:56 23:34:50 23:44:50 23:49:56

Tegangan (Volt) 213.74 215.18 222.37 214.82 212.31 216.98 214.1 217.34 218.06 215.18 215.9 225.6

Arus (Ampere) 0.16 0.13 0.14 0.14 0.15 0.14 0.13 0.14 0.13 0.14 0.14 0.14

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro Tabel 6 merupakan data yang dihasilkan dari penyimpanan data logger di mikrokontroler, data yang disimpan pada mikrokontroler yaitu tanggal, waktu, tegangan dan arus. Grafik waktu terhadap tegangan dapat dilihat pada grafik 4.4a berikut ini.

bertujuan untuk mengetahui seberapa besar suplai sumber yang menuju beban. Dapat dilihat bahwa arus yang digunakan cenderung konstan berkisar dari 0,12 ampere sampai 0,18 ampere. 2) Monitoring SMS Hasil monitoring arus dan tegangan melalui SMS yang dikirimkan melalui jaringan telekomunikasi hasil monitoring sms dapat di lihat pada gambar 16.

22:49:56 22:59:56 23:09:56 23:19:56 23:29:56 23:44:50 23:54:50 0:09:56 0:19:56 0:29:56 0:39:56

Tegangan

230 225 220 215 210 205 200

97

Jam

Gbr. 15a. Grafik Hubungan Tegangan dan Waktu

Gambar 15a. merupakan grafik hasil monitoring tegangan sumber PLN yang dilakukan selama satu jam, yang bertujuan untuk mengetahui seberapa besar tegangan yang ada jaringan, setelah didapat hasil dari monitoring maka dapat dilihat bahwa tegangan terendah yaitu 210 volt dan maksimum tegangan yaitu 225 volt untuk rentang waktu dua jam.

Gambar 16. Format Monitoring Arus dan Tegangan

V. PENUTUP

Arus (A)

0.2 0.15 0.1 0.05 22:49:56 22:59:56 23:09:56 23:19:56 23:29:56 23:44:50 23:54:50 0:09:56 0:19:56 0:29:56 0:39:56

0

Dengan adanya monitoring arus dan tegangan, dapat dilakukan pemantauan arus dan tegangan secara otomatis dengan menggunakan sms gateway. Pengiriman data sms dilakukan setiap 5 menit dan penyimpanan data logger setiap 1 menit.

Jam

Gbr. 15b. Grafik Hubungan Arus dan Waktu

Grafik 15b merupakan grafik hasil monitoring sensor arus, arus yang terbaca merupakan arus digunakan oleh beban dalam rentang waktu tertentu. Monitoring arus ini


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

ELECTRICIAN – Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro [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: th September, 13 , 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/pltaskala-pikohydro.html [11] http://dukundigital.blogspot.com/2010/01/k omponen-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.

98

Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway

Recommend Documents