sistem monitoring telemetri pencatatan daya pada …

UNIVERSITAS INDONESIA

SISTEM MONITORING TELEMETRI PENCATATAN DAYA

PADA SISTEM MANAJEMEN PEMAKAIAN ENERGI

LISTRIK

SKRIPSI

Oleh

M. ADITYA VETO

0806365053

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


2010

Sistem monitoring..., M Aditya Veto, FMIPA UI, 2010.


SISTEM MONITORING TELEMETRI PENCATATAN DAYA

PADA SISTEM MANAJEMEN PEMAKAIAN ENERGI

LISTRIK

SKRIPSI

Diajukan Untuk Melengkapi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Fisika

Oleh

M. ADITYA VETO

0806365053

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


2010

i


LEMBAR PENGESAHAN

SKRIPSI

Skripsi ini di ajukan oleh :

Nama : M. Aditya Veto

NPM : 0806365053

Program Studi : S1 Ekstensi Fisika Instrumentasi

Judul : SISTEM MONITORING TELEMETRI PENCATATAN

DAYA PADA SISTEM MANAJEMEN PEMAKAIAN

ENERGI.

Telah berhasil dipertahankan di hadapan dewan penguji dan di terima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Sarjana Ekstensi Fisika Instrumentasi Elektro Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia

DEWAN PENGUJI

Pembimbing I : Drs.Lingga Hermanto.M.Si ( )

Pembimbing II: Sri Soeyati M.Si ( )

Penguji I : Dr.Prawito ( )

Penguji II : Dr.BEF da Silva,M.Sc ( )

Ditetapkan di : Universitas Indonesia, Depok

Tanggal : 08 Desember 2010

ii


HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : M . Aditya Veto

NPM : 0806365053

Tanda Tangan :

Tanggal : 8 Desember 2010

iii


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah SWT beserta Nabi

Muhammad SAW, yang telah melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Walaupun

dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini penulis menemukan berbagai

macam kesulitan, tetapi Allah SWT senantiasa memberikan tetesan rahmat-Nya

sehingga semua rintangan dan tantangan dapat dilalui dengan ridha-Nya.

Tugas akhir dengan judul ”Sistem Monitoring Telemetri Pencatatan Daya

Pada Sistem Manajemen Pemakaian Energi Listrik” ini ditujukan untuk

memenuhi salah satu syarat kelulusan S1 EKSTENSI Fisika Instrumentasi

Elektronika DEPARTEMEN FISIKA Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Indonesia dan diharapkan dapat berperan-serta

dalam mengembangkan sistem peralatan yang berbasis digital.

Pada kesempatan ini pula Penulis dengan kesungguhan dan ketulusan hati ingin

menyampaikan Ucapan terima kasih dan maaf sebesar – besarnya kepada semua

pihakyang telah membantu atau terganggu baik secara langsung maupun secara

tidak langsung dalam mennyelesaikan tugas akhir ini :

1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan doa dan bimbingannya serta

nasihatnya sehingga penulis mampu mandiri, selain itu nenek tercinta

beserta adik – adiku : M.Azzumar dan M.Saffaat yang meminjamkan

laptopnya untuk membuat tugas akhir ini.

2. Bapak Dr.Santoso Sukirno selaku ketua Departemen Fisika UI.

3. Bapak Dr Budhy Kurniawan selaku Sekretaris Departemen Fisika UI,

sekaligus sebagai dosen dan motivator untuk penulis sehingga penulis

menjadi lebih bersemangat menyelesaikan skripsinya dengan baik

4. Bapak Dr. Sastra Kusuma Wijaya,M.Sc selaku ketua Peminatan Program

Fisika Instrumentasi.

iv


5. Bapak Drs.Lingga Hermanto,MM,M.Si, dan Ibu Dra.Sri Soeyati M.Si

selaku dosen Pembimbing yang bersedia memberikan waktu dan curahan

ilmunya serta mendorong terselesainya tugas akhir ini.

6. Bapak Dr.Prawito dan Bapak Prof.Dr.BEF da Silva,M.Sc selaku Penguji

Sidang Skripsi S1 Ekstensi Fisika Instrumentasi

7. Seluruh Dosen di Departemen Fisika UI, yang dengan sabar memberi

ilmu pengetahuannya saat penulis kuliah dan menyusun data Skripsi ini.

8. Sigit,Banie.Pukis,Cungkring,Begeng,serta seluruh anak – anak Warkop

Instrument 2003 yang telah membantu dan memberikan motivasi untuk

penulis.

9. Pak Irwan,Pak Suprapto dan Ibu Siti selaku Manajer dan Koordinator

Unit Utilitas Power Plant yang telah memberikan izin penulis

Menyediakan tempat Pengambilan data serta penelitian di RSCM

10. Mba Heriyati,Pak Dwitanto, Mas Rizki yang selalu sabar membantu

kami dalam segala hal yang berhubungan dengan administrasi kuliah

kami selama ini.

11. Semua pihak yang secara tidak langsung terlibat dalam pembuatan tugas

akhir ini dan tidak mungkin dapat disebutkan satu persatu. Semoga amal

baik yang telah dilakukan dibalas oleh Allah SWT.

Akhir kata penulis menyadari keterbatasannya, oleh karena itu kritik dan saran

senantiasa diharapkan untuk perbaikan dikemudian hari. Semoga Allah SWT

senantiasa membalas dengan kebaikannya.

Wa’alaikum salam Wr, Wb.

Jakarta, November 2010

Penulis

v


HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di

bawah ini:

Nama : M . Aditya Veto

NPM : 0806365053

Program Studi : Sarjana Ekstensi Fisika Instrumentasi Elektro

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Jenis karya : Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive

Royalty-Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM MONITORING TELEMETRI PENCATATAN DAYA PADA SISTEM MANAJEMEN PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,

mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),

merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Universitas Indonesia,Depok

Pada tanggal : 08 Desember 2010

Yang menyatakan

( M . Aditya Veto )

vi


ABSTRAK

NAMA : M.ADITYA VETO

PROGRAM STUDI : S1 EKSTENSI FISIKA INSTRUMENTASI

JUDUL : Sistem Monitoring Telemetri Pencatatan Daya Pada

Sistem Manajemen Pemakaian Energi

Sistem KWH meter digital ini menggunakan trafo-arus sebagai transduser yang

mendeteksi kapasitas penggunaan arus pada suatu lokasi. Data arus tersebut akan

dikonversikan oleh ADC internal ATMEGA8535 menjadi penggunaan daya

listrik (watt), dan kemudian data daya tersebut diolah berdasarkan waktu dengan

bantuan RTC untuk menjadi penggunaan daya listrik dalam suatu interval waktu

. Selanjutnya data tersebut dikirimkan ke Pusat monitoring data melalui jalur

GSM dengan menggunakan GSM Modem.

The KWH meter digital system is use current trafo ( power ) as transduser to delection cafasityof current energy in the location. Current data will be conversited by ADC internal ATMega 8535 in to capacity of electricity ( watt ), and then, capacity data will prossesed bused on the time interval . Then the data to send to monitoring center through traffic Gsm with Gsm modem

vii


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................i

LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS.................................................iii

KATA PENGANTAR..........................................................................................iv

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH.............................vi

ABSTRAK...........................................................................................................vii

DAFTAR ISI......................................................................................................viii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................x

DAFTAR TABEL................................................................................................xi

DAFTAR GRAFIK.............................................................................................xii

DAFTAR FOTO.................................................................................................xiii

1. PENDAHULUAN....................................................................................1

1.1 Latar Belakang.....................................................................................1

1.2 Tujuan Penelitian.................................................................................1

1.3 Pembahasan Masalah...........................................................................2

1.4 Metode Penelitian................................................................................2

1.5 Sistematika Penulisan..........................................................................4

2. TEORI DASAR.......................................................................................5

2.1 Daya Listrik.........................................................................................4

2.1.1 Pengukuran Daya...................................................................10

2.2 Trafo Arus..........................................................................................17

viii


2.3 Analog Digital Converter..................................................................19

2.3.1 Penghitungan ADC...............................................................19

2.3.2 ADC Pendekatan...................................................................19

2.3.3 ADC Komparator- Pararel.....................................................21

2.3.4 ADC Kemiringan- Ganda......................................................22

2.4 Mikrokontroler ATMega 8535.........................................................23

2.4.1 Fitur-fitur Dan Arsitektur ATMega 8535..............................23

2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535..............................................26

2.5 Perhitungan Instalasi Listrik..............................................................27

2.5.1 Perhitungan Rangkaian Arus Bolak-balik.............................27

3. PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM...........................29

3.1 Perancangan Alat..............................................................................29

3.2 Perancangan Sistem...........................................................................33

4. HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................50

5. KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................53

5.1 Kesimpulan........................................................................................53

5.2 Saran..................................................................................................54

DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................xiv

LAMPIRAN DATA SHEET SIM 300................................................................xv

ix


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Sketsa Blok Diagram Sistem Monitoring..........................................2

Gambar 1.2 Skematik Flowchart.................................................................3

Gambar 2.1 Rangkaian voltmeter dan amperemeter ..........................................11

Gambar 2.2 Hubungan Wattmeter pada pengukuran beban jaringan..................13

Gambar 2.3 Diagram Vektor dari Arus bolak-balik........................................13

Gambar 2.4 Bagian Hubungan Wattmeter elektrodinamis................................15

Gambar 2.5 Rangkaian equivalent CT………………………………………….18

Gambar 2.6 ADC cara menghitung ( Caunting ADC )........................................20

Gambar 2.7 ADC traking atau servo...................................................................20

Gambar 2.8 Bentuk gelombang keluaran ripple counter 4 tingkat......................22

Gambar 2.9 Bentuk gelombang keluaran dari integrator.....................................23

Gambar 2.10 Blok Diagram Mikrokontroler Atmega 8535...............................25

Gambar 2.11 Pin-Pin Pada ATMega 8535 .........................................................26

Gambar 2.12 Rangkaian Impedansi..............................................................27

Gambar 3.1 Rangkaian I to V ......................................................................30

Gambar 3.2 Pawer supply dan rangkaian 7805………………………………...30

Gambar 3.3 Rangkaian RTC..........................................................................31

Gambar 3.4 Rangkaian GSM Modem.................................................................31

Gambar 3.5 Rangkaian ATMega 8535..........................................................32

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan...................................................................32

x


DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Kebenaran pengubah A/D....................................................................22

Tabel 4.1 Pengambilan data arus dan ADC pada sebuah bohlam.......................50

Tabel 4.2 Pengambilan data tegangan daya sesungguhnya.................................50

Tabel 4.3 Penarikan Grafik data ADC dengan daya............................................50

Tabel 4.4 Pengukuran daya diMikrokontroler Daya Hitungan Manual..............51

Tabel 5.1 Satuan..................................................................................................53

xi


DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1 (a) Kurva P VS I, (b) Kurva P VS V................................................10

Grafik 5.1 Perbandingan Pengukuran Daya Vs Data ADC.................................49

xii


DAFTAR FOTO

Foto 3.1 Alat Monitoring Telemetri Pengukuran Daya.......................................46

Foto 3.2 Pembuatan Alat.....................................................................................46

Foto 3.3 Keseluruhan Alat...................................................................................48

xiii


BAB 1

PENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang

Dampak positif yang paling penting dari kemajuan teknologi adalah semakin

memudahkan manusia dalam melaksanakan kegiatannya. Kemajuan

teknologi tersebut digunakan untuk membuat pekerjaan manusia menjadi

praktis,efisien, terutama pekerjaan menuntut ketelitian yang cukup tinggi

serta perhitungan yang akurat dalam penggunaan listrik. Salahsatu teknologi

yang akan diteliti adalah sistem monitoring telemetri pencatatan daya pada

sistem manajemen pemakaian energi listrik. Di beberapa unit-kerja

mengharuskan pemakaian listrik dipantau dan dicatat, serta dilaporkan

secara akurat dan teliti pemakaian daya listrik setiap bulannya. Terdapat

beberapa kendala selama pencatatan daya listrik dikarenakan banyaknya

unit-kerja dimana letak peralatan meteran kwh-nya jauh sehingga operator

pencatatnya tidak teliti. Selain itu, unit – unit kerja tidak mengetahui

pemakaian listrik tiapharinya karena pencatatan dilakukan manual setiap

bulan.

Untuk itu, penulis berinsiatif membuat alat untuk memudahkan pencatatan

daya listrik lebih termanajemen, dan termonitoring oleh semua unit. Bahkan,

diharapkan, bagian keuangan sebagai pusat monitoring data, dapat melihat

pemakaian dan mengontrol pemakaian daya listrik. Alat ini juga diharapkan

dapat terhubung dengan baik ke telepon seluler (HP) atau ke PC (komputer).

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk memonitoring pemakaian daya listrik yang

kita gunakan, serta nilai biaya listrik yang harus dibayar ke PLN dan

terpantau langsung oleh Unit – Unit kerja dan Pusat Monitoring.

1


1.3 Pembatasan Masalah

Penulis akan membatasi penelitian ini dimana pengiriman data penggunaan

daya listrik ini ke Pusat Monitoring. Untuk keamanan pengiriman data

tersebut, pemakaian daya tersebut hanya dapat diketahui oleh kalangan

internal saja sehingga pihak luar tidak dapat mengakses ataupun melihat

pemakaian daya listrik tersebut.

1.4 Metode Penelitian

a) Penelusuran literatur

Mengumpulkan literatur guna mendapatkan landasan teori yang

berkaitan dengan topik diatas.

b) Diskusi

Mendiskusikan masalah yang timbul pada penelitian dengan dosen dan

para ahli di bidangnya.

c) Desain Rancangan

Gambar 1.1. Sketsa Blok Diagram Sistem Monitoring

2


d) Flowchart

Gambar 1.2 Skematik Flowchart

3


e) Pengambilan data

Mengambil data berupa nilai daya yang dipakai dan nilai biaya

rupiahnya.

1.5 Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini terbagi atas lima bab ditambah lampiran data –

data.

Masing – masing bab dapat dijelaskan sebagai berikut :

Bab 1 merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, tujuan dan

batasan masalah serta sistematika penulisan.

Bab 2 berisi tentang tinjauan pustaka yang mengemukakan konsep –

konsep dasar yang melandasi penelitian ini.

Bab 3 pada intinya menerangkan prinsip dasar kerja alat serta proses

perancangannya. Selain itu juga dikemukakan kendala – kendala

yang dihadapi penulis selama melakukan penelitian.

Bab 4 Membahas hasil yang diperoleh dari uji kerja alat.

Bab 5 merupakan bab terakhir berisi tentang kesimpulan penulis dari

hasil penelitian ini, serta memberikan saran terhadap kemungkinan

pengembangan alat tersebut.

4


BAB II

TEORI DASAR

Teori – teori yang melandasi penelitian ini, diantaranya :

1. DAYA LISTRIK

Daya listrik (P) didefinsikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam

rangkaian listrik dimana dapat dituliskan sebagai P=W.t atau P =V.I.t

(Watt).

Arus listrik (I) yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik

(R) menimbulkan kerja (W), dimana terjadi hubungan I =V/R (Ampere)

Peranti berbasis daya listrik ini mengkonversi kerja kedalam berbagai

bentuk energi, seperti panas (pemanas listrik), cahaya (bolam),energi

kinetik ( motor listrik ), dan suara ( loudspeaker). Sumber listrik dapat

diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti baterai,

Aki.

Arus listrik bolak balik (AC) adalah arus listrik dimana besar, dan

arahnya berubah–ubah secara bolak–balik. Berbeda dengan arus listrik

searah (DC), dimana arus yang mengalir tidak berubah–ubah terhadap

waktu. Bentuk gelombang arus listrik bolak– balik biasanya berbentuk

gelombang sinusoidal, sehingga memungkinkan pengaliran energi yang

paling efisien. Namun didalam aplikasi tertentu, bentuk gelombang lain

pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular

wave) atau bentuk gelombang kotak (square wave).

Secara umum, penyaluran arus listrik bolak-balik mengalir dari

sumbernya ( PLN ) ke kantor–kantor atau ke rumah–rumah penduduk .

Target yang ingin diperoleh dalam hal ini adalah pengambilan informasi

yanag termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak – balik

5


tersebut.

Faktor daya adalah perbandingan antara daya aktif (watt) terhadap daya

semu/daya total (Va), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya total.

Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini, dan sebagai

hasilnya, faktor daya akan lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil

atau sama dengan satu.

Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh PLN memiliki

faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan

kapasitas sistem pendistribusian. Sehingga dengan beban yang terinduksi

serta faktor daya yang berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas

jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi daya reaktif ( VAR )

harus serendah mungkin untuk keluaran KW yang sama dalam rangka

meminimalkan kebutuhan daya total ( VA ).

Faktor daya menggambarkan sudut fasa antara daya aktif dan daya semu.

Faktor daya yang rendah sangat tidak diharapkan karena mengakibatkan

arus beban tinggi. Faktor daya tersebut dapat diperbaiki dengan

menggunakan kapasitor.

Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengoreksi

faktor daya pada sistem distribusi/instalasi listrik. Kapasitor bertindak

sebagai pembangkit, daya reaktif, dan oleh karenanya akan mengurangi

jumlah daya reaktif, juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.

Cara pemasangan instalasi kapasitor dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu

a. Global Compensation

Dengan metode ini, kapasitor dipasang di induk panel ( MDP ).

Arus yang turun dari pemasangan model ini hanya di penghantar

antara panel MDP dan transformator, sedangkan arus yang lewat

setelah MDP tidak turun sehingga tidak menguntungkan, akibat

terjadinya disipasi panas pada penghantar setelah MDP tidak

6


terpengaruh. Terlebih lagi, ditambah instalasi tenaga listrik

dengan penghantar cukup panjang, Delta Voltage-nya cukup

besar.

b. Sectoral Compensation

Dengan metode ini, kapasitor yang terdiri dari beberapa panel

kapasitor dipasang di panel SDP . Cara ini cocok diterapkan pada

industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan

kva dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup

berjauhan.

c. Individual Compensation

Dengan metode ini, kapasitor langsung dipasang pada masing –

masing beban, khususnya yang mempunyai daya yang besar.

Cara ini sebenarnya lebih efektif dan lebih baik dari segi

teknisnya. Namun, ada kekurangannya yaitu harus menyediakan

ruang/ tempat khusus untuk meletakkan kapasitor tersebut

sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu, jika mesin

yang dipasang sampai ratusan buah berarti total biaya yang

diperlukan lebih besar dari metode diatas.

Komponen – komponen utama yang terdapat pada panel kapasitor yaitu

Main switch / load break switch

Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada

pemeliharaan panel. Sedangkan untuk pengaman kabel / Instalasi

sudah tersedia disisi atasnya dari MDP. Main Switch atau lebih

dikenal Loadbreak adalah peralatan pemutus dan penyambung

yang sifatnya on-load yakni dapat diputus dan disambung dalam

keadaan berbeban, berbeda on-off switch model knife, yang

hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban. Untuk menentukan

kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25% lebih

besar dari perhitungannya Kvar terpasang. Sebagai contoh :

7


Jika daya kvar terpasang 400 kvar dengan arus 600 ampere, maka

pilihan kita berdasarkan 600 A + 25%=757 Ampere, maka yang

akan digunakan ialah 800 ampere.

Kapasitor Breaker

Kapasitor breaker digunakan untuk mengamankan instalasi kabel

dari breaker ke kapasitor bank dan kapasitor itu sendiri.

Kapasitor breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus

nominal dengan Im = 10 x Ir. Untuk menghitung besarnya arus

dapat digunakan rumus In = Qc/3 VL.

Misalnya, masing-masing steps dari 10 steps besarnya 20 kvar

maka dengan menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus

sebesar 29 ampere. Maka pemilihan kapasitas breaker sebesar

29+50 = 43 A atau yang dipakai 40 A.

Selain breaker, dapat pula digunakan fuse. Pemakaian fuse ini

sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan

short circuit lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian

karena jika dalam kondisi putus harus selalu ada penggantian

fuse. Jika memakai fuse, perhitungannya juga sama dengan

pemakain breaker.

Magnetik Contactor

Magnetik contactor sebagai peralatan pengontrol beban kapasitor

mempunyai arus puncak yang tinggi dari beban motor. Untuk

pemilihan magnetik contactor minimal 10 % lebih tinggi dari arus

nominal ( pada AC 3 dengan beban induktif / kapasitf ).

Pemilihan magnetik dengan range ampere lebih tinggi akan lebih

baik sehingga umur pemakaian contactor lebih lama.

Kapasitor Bank

Kapasitor Bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat

8


kapasitif yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif.

Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 Kvar sampai 60 Kvar,dari

tegangan kerja 230 V sampai 525 V. Kapasitor bank adalah

sekumpulan kapasitor yang disambung secara pararel untuk

mendapatkan kapasitas kapasitif tertentu. Besaran yang sering

dipakai adalah kvar (kilovolt ampere reaktif) meskipun

didalamnya terkandung besaran kapasitansi yaitu Farad atau

MikroFarad. Kapasitor ini mempunyai sifat listrik yang kapasitif

(leading) sehingga mempunyai sifat mengurangi/menghilangkan

sifat induktif (leaging).

Reaktive Power Regulator

Reaktive Power Regulator berfungsi untuk mengatur kerja

konduktor agar daya reaktif yang akan di supply ke jaringan /

sistem dapat bekerja sesuai kapasitas yang dibutuhkan. Dengan

acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama

breaker, maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan

regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya

reaktif yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai beberapa

macam steps dari 6 steps, 12 steps, sampai 18 steps.

Perumusan daya listrik arus bolak – balik dalam sistem listrik AC ada 3 jenis

daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki Impedansi ( Z ), yaitu

Daya semu, S (Volt Ampere), daya aktif ,P (Watt ), daya reaktif, Q (Volt

Ampere Reaktif ).

Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoidal,

besarnya daya setiap saat tidak sama. Oleh karena itu, daya dihitung sebagai

daya rata–rata (dalam satuan Watt).

Daya ini membentuk energi aktif per satuan waktu dan dapat diukur dengan

Kwh meter dan juga merupakan daya nyata yang digunakan oleh beban untuk

melakukan tugas tertentu. Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan Va,

menyatakan kapasitas peralatan listrik seperti tertera pada transformator.

9


2. PENGUKURAN DAYA

Daya yang digunakan oleh beban pada rangkaian besarnya

W= I2.R atau W= E.I dalam satuan Volt Ampere atau Watt. Berdasarkan

ketentuan rumus diatas dapat dipahami bahwa daya listrik mengandung

komponen tegangan dan arus

P P

I V

Grafik 2.1 : (a) Kurva P vs I, (b) kurva P vs V

Dalam sistem SI diperoleh bahwa I Watt = 1 Joule per detik.

Pengukuran besar daya yang dipakai oleh beban arus searah, pada dasarnya

dapat dilakukan dengan dua macam cara yaitu:

1) Menggunakan dua buah instrumen pengukur yang terdiri dari Voltmeter

dan Amperemeter. Hasil penunjukan ini belum merupakan hasil terakhir

yang perlu dihitung dahulu.

2) Mempergunakan sebuah instrumen pengukur yang berupa Wattmeter.

hasil penunjukannya dapat langsung dibaca dan merupakan hasil akhir.

Cara pertama yang menggunakan Voltmeter dan Amperemeter dapat dilakukan

dengan dua macam cara seperti gambar dibawah ini

10


R R

Gambar 2.1 Rangkaian voltmeter dan amperemeter

I : Arus Utama ; Ib : Arus pada beban

Iv : Arus pada voltmeter; Ia : Arus melalui amperemeter

Cara pengukuran menurut gambar (a) menunjukkan bahwa arus yang

diperlihatkan oleh amperemeter, Ia yaitu Ia =Iv +Ib. Artinya besar arus yang

tersebut menjadi terlampau besar, yang seharusnya besarnya adalah Ib. Oleh

karena itu pada penunjukkan daya tersebut terdapat kesalahan.

Apabila pengukuran dilakukan seperti gambar (b), maka tegangan yang

ditunjukkan Voltmeter menjadi Ev =Ea+Eb, sehingga dayanya Wb =Ev. Ib

atau Wb= (Ea+Eb)Ib yang seharusnya besar dayanya ialah Wb =Eb.Ib.

Nampak penunjukkan daya tersebut tetap lebih besar dari yang seharusnya.

Oleh sebab itu, Apakah menggunakan cara pertama atau kedua, akan tetap

mengalami kesalahan penunjukan. Kedua cara tersebut diatas digunakan dalam

pemakaiannya, dibedakan menjadi : Jika arus beban yang diukur besar maka

menggunakan cara pertama, sebaliknya jika arus beban kecil menggunakan

cara kedua. Berikut penjelasannya :

Cara pertama : Wb =Eb (Iv+Ib) pemakaian arus bagi voltmeter

tidaklah besar sedang arus yang diukur amperemeter besar sehingga

pemakaian arus bagi voltmeter dapat diabaikan

Cara yang kedua : Arus yang mengalir kecil daya yang ditunjukkan

Wb =(EA+Eb).Ib, karena arus yang mengalir melalui amperemeter kecil,

maka kerugian tegangan amperemeter juga kecil sehingga dapat diabaikan.

Teknik terbaik adalah menggunakan Wattmeter secara langsung karena

V

A

V

A

11


kesalahan yang timbul akibat penggunaan kumparan, pegas dan lainnya

telah diperhitungkan dengan kalibrasi. Selain itu, hasil pengukurannya

dapat langsung dibaca dan merupakan hasil akhir.

Apabila kita gunakan Wattmeter sebagai pengukur daya secara langsung

(dalam alat ini ada dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan

kumparan tegangan), kopel yang dihasilkan oleh kedua macam kumparan

yang dialiri arus listrik akan menyebabkan simpangan jarum

penunjuknya berbanding lurus dengan hasil perkalian arus-arusnya yang

melalui kedua kumparan tersebut diatas.

Wattmeter arus searah yang biasa dipergunakan ialah menggunakan

prinsip kerja elektrodinamis. Pesawat elektrodinamis sangat peka

terhadap medan-medan luar sebagai peredam udara.

Untuk mencegah pengaruh medan magnet luar dibuat pesawat astatik

dengan cara sebagai berikut:

1. Wattmeter diselubungi dengan bahan sejenis besi, kerugian histerisis

dan permanen magnet pada besi kecil.

2. Kumparan-kumparannya dililitkan dalam gandar tersebut dari besi

nikel yang berlapis-lapis.

Kedua macam cara tersebut menimbulkan bentuk medan yang lain

sehingga penunjukkan skala tidak lagi sama rata.

Wattmeter elektrodinamis memiliki kumparan tetap yang dialiri arus utama dan

kumparan berputar yang dihubungkan pada tetanggannya. Kopel yang bekerja

pada sistem yang bergerak ditentukan oleh hasil perkalian kedua arusnya yang

mengalir pada kumparan-kumparannya. Penyimpangan jarum penunjuknya

berbanding lurus dengan kopel penggeraknya sehingga akan berbanding lurus

dengan kopel penggeraknya. Akibat akan berbanding lurus juga dengan

dayanya, sehingga Wattmeter elektrodinamis mempunyai skala yang hampir

sama rata.

12


Untuk mengukur daya beban jaringan hubungan wattmeter dapat dilakukan

seperti gambar dibawah ini.

Im Ib

Beban

Gambar 2.2 : Hubungan Wattmeter pada pengukuran beban jaringan

Kedua macam hubungan diatas mengandung kerugian sebagaimana yang telah

diuraikan pada pengukuran daya dengan menggunakan Amperemeter dan

Voltmeter.

Pengertian daya pada arus bolak- balik tidaklah sederhana seperti pada arus

searah, demikian pula halnya tentang pengukurannya. Sesuai dengan daya listrik

arus searah, daya arus bolak-balik juga terdiri dari dua komponen pokok yaitu

arus dan tegangan. arus bolak-balik belum mampu mengingat sifat dari arus

bolak-balik itu sendiri dan pengaruh beban pada umumnya. Beban listrik

umumnya mengandung tiga macam unsur yaitu induktansi, kapasitansi, dan

tahanan, dimana ketiganya secara bersama disebut impedansi. Induktansi dan

kapasitansi ini secara bersama maupun sendiri-sendiri dapat disebut sebagai

reaktansi. Adanya reaktansi inilah yang menyebabkan terjadinya pergeseran fase

antara tegangan dan arusnya.

Sehingga dalam perhitungan faktor daya tersebut tidak dapat ditinggalkan begitu

saja.

o I cos ? E

? I Sin ?

I

Gambar 2.3 Diagram vektor dari arus bolak-balik

13


Daya arus bolak-balik dinyatakan sebagai hasil perkalian arus dengan

tegangannya dan diperhitungkan faktor kerja (cosinus) dalam bentuk persamaan:

W = E . I . cos α

Dengan W= daya (Watt)

E = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)

Daya tersebut merupakan daya yang terpakai dari bebannya. Daya ini disebut

daya efektif atau daya yang digunakan. Vektor arus diatas dapat diuraikan

menjadi I cos α dan I sin α. Besar daya tidak langsung tergantung dari I, tetapi

dari I cos α, sedangkan I sin α seolah–olah diabaikan. Alasan inilah yang

menyebabkan cos α di sebut faktor kerja.

I cos α (Iw) = arus watt atau arus berguna

I sin α (Ib) = arus buta atau arus yang tidak berguna

E I cosα (Ww) = daya efektif

E I sinα (Wb) = daya buta atau daya hampa

E I (Ws) = daya semu (VoltAmpere atau kilovolt ampere)

Hendaklah diperhatikan bahwa uraian arus diatas hanya mempunyai arti analitis.

Dalam kenyataanya hanya ada satu arus yaitu I.

Wattmeter yang dipakai sebagai pengukur daya arus bolak-balik kebanyakan

menggunakan prinsip kerja elektrodinamis dan induksi.

14


I2

I1

I R Beban

Gambar 2.4 Bagian hubungan Wattmeter elektrodinamis

Dalam penggunaan sebagai Wattmeter, kumparan tetapnya dialiri arus I1 dan

kumparan yang bergerak dilalui I2. Kedua macam kumparan itu merupakan

kumparan yang disambungkan seri dengan tahanan R yang besar.

Wattmeter elektrodinamis digunakan untuk keperluan industri jika bekerja

pada frekuensi dan faktor kerja yang besar, tahanan dalam lingkungan

tegangannya menjadi sangat tinggi dibandingkan dengan reaktansinya. Oleh

karena itu, pengaruh reaktansi tersebut dapat diabaikan, sehingga I2 dianggap

sefase dengan tegangan E. Karena kumparan ini sebagai kumparan yang

bergerak, maka penunjukkanya menjadi I1 I2 = K E I cosα. Ternyata

penunjukkan Wattmeter elektrodinamis berbanding lurus dengan daya

bebannya. Pemilihan cara penyambungan (a) atau (b)yang ingin digunakan

akan sama dengan pengukuran daya dengan menggunakan Voltmeter dan

Amperemeter.

Wattmeter induksi juga memiliki sepasang kumparan yang dilalui arus utama

dan kumparan yang dihubungkan dengan tegangannya. Jika kumparan arus

dialiri arus listrik, terjadilah induksi pada kumparan tegangan dan

menyebabkan suatu kopel. Kumparan arus dengan kumparan tegangannya

dibuat berselisih fase sebesar 900. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan

kopel penggerak yang berbanding lurus dengan konstantanya, dapat dituliskan

15


sebagai berikut:

Kopel = K E I cosα

Pesawat induksi sangat terpengaruh oleh perubahan frekuensi dan akan

menyebabkan perubahan–perubahan arus Foucolt (Pusat) dan juga perubahan–

perubahan reaktansi pada kumparan–kumparannya. Akibatnya, arus I1 dan I2

mengalami perubahan pergeseran fasenya. Jika hal ini sampai terjadi, akan

menyebabkan kesalahan penunjukan. Untuk memperoleh ketelitian

pemakaiannya, perlulah dilakukan cara penyambungan agar selisih fase benar –

benar 90 0.

Hubungan ini dapat dilakukan dengan menambahkan suatu tahanan, R yang

diparalel dengan kumparan S yang mempunyai reaktansi, X dan tahanan, R.

Kedua rangkaian cabang ini disambung seri dengan sebuah kumparan peredam

(Kp).

Wattmeter pada dasarnya digunakan sebagai pengukur daya listrik selain

detektor. Jika pada komponen suatu unit terjadi kebocoran disebabkan

pembebanan, unit tersebut akan menyerap daya lebih banyak daripada saat

keadaan biasa. Hal semacam ini akan banyak terjadi pada unit elektronika

misalnya radio,televisi,amplifier, dan peralatan baik yang menggunakan arus

searah maupun arus bolak balik.

Besaran lain yang berkaitan dengan pengukuran daya adalah faktor kerja.

Besaran ini ikut menentukan besar daya pada arus bolak-balik. Faktor kerja

disebut pula cosinus alfa (cos α) . Sudut α ialah pergeseran fase antara besaran

arus dan tegangannya. Besar kecil sudut pergeseran fase tersebut dipengaruhi

oleh jenis muatan yang ada pada rangkaian listrik.

CARA PENGAMBILAN DATA

1) Pengukuran arus dan tegangan PLN dengan menggunakan tang

ampere agar data yang didapat akurat dan pengecekan bolam

16


yang dipakai apakah sesuai dengan nilai Wattnya

2) Setelah menghitung nilai tegangan di PLN dan bolam yang

diukur sudah sesuai Wattnya, proses selanjutnya pengambilan

data pemakaian biaya listrik dari alat yang dibuat.

3) Data mula-mula yang diambil yaitu data ADC (Analog Digital

Converter) , kemudian data ADC tersebut dikonversi ke Watt.

Selanjutnya mengambil data RTC (Real Time Clock) lalu

mengkonversi Kwhnya sehingga didapat biaya pemakaian listrik

per Kwh.

4) Untuk benar atau tidaknya penunjukan Kwhmeter maka

dilakukan dua cara yaitu :

1) Membandingkan Kwhmeter yang akan ditera dengan Kwhmeter

standard. Dengan pembebanan yang sama, dalam waktu tertentu

maka akan dapat dilihat perbedaan jumlah putaran (N) antara

Kwhmeter yang di tera dengan yang standard.

2)Mengoperasikan Kwh yang ditera pada pembebanan tersebut dan kemudian

mengukur besarnya daya yang mengalir, serta mengamati kerja dari Kwhmeter

tersebut. Jika daya yang digunakan dijaga tetap konstan selama selang waktu

tertentu, maka jumlah energi yang diserap akan dapat dihitung. Kedua hasil

tersebut selanjutnya dibandingkan satu dengan lainnya sehingga kesalahan-

kesalahan Kwhmeter yang ditera bisa diketahui.

2.TRAFO ARUS

Trafo arus /Current Transformers ( CT ) adalah suatu peralatan listrik yang

dapat memperkecil arus besar menjadi arus kecil, yang dipergunakan dalam

rangkaian arus bolak–balik.

Fungsi CT adalah untuk memperoleh arus yang sebanding dengan arus yang

sebanding dengan arus yang hendak di ukur (sisi sekunder 5 A atau 1 A) dan

unutk memisahkan sirkuit dari sistem yang arusnya hendak diukur (yang

17


selanjutnya disebut sirkuit Primer) terhadap sirkuit dimana instrumen

tersambung (yang selanjutnya disebut sirkuit Sekunder).

Berbeda dari transformator tenaga yang arusnya tergantung beban di sisi

sekunder, tetapi pada trafo arus seperti halnya amperemeter yang disisipkan

kedalam sirkuit primer, arusnya tidak tergantung beban disisi

sekunder,melainkan semata–mata tergantung pada arus disisi primernya.

Perbandingan antara lilitan primer dan sekunder pada trafo arus dapat dijelaskan

menurut persamaan :

IS NP

IP NS

Persamaan diatas adalah untuk trafo arus ideal dimana tegangan sekunder = nol

dan arus termagnetisasi diabaikan.

1.1 Rangkaian trafo arus

Trafo arus terdiri dari lilitan primer, lilitan sekunder dan inti mekanik. Jika

arus primer yang masuk ke CT ke terminal P1/K dan arus yang mengalir ke

sekunder dinamakan terminal S1/K, seperti terlihat pada gambar 1 (arah arus

sekunder Is yang masuk ke amperemeter).

Selanjutnya terdapat terminal kedua pada CT disisi primer yaitu P2/L adalah

terminal yang arusnya diperoleh dari P1/K yang dialirkan kebeban dan S2/l

sisi sekunder adalah terminal yang arusnya diperoleh dari S1/k

Ip P1/K P2/L

S1 /k Is S2/l

Gambar 2.5 Rangkaian equivalent CT

Aa

18


Dalam hal ini, polarisasi sisi sekunder harus disesuaikan dengan datangnya

arus di terminal sisi primer.

Sesuai standar IEC, terminal S2/l harus ditanahkan sebagai pengamanan

sekunder CT terhadap tegangan tinggi akibat kopling kapasitif sehingga

sudut antara arus primer dan sekunder = nol.

Kalau S1/k yang ditanahkan maka sudut arus antara primer dan sekunder

menjadi = 1800

Pada gambar 3.7 diatas, nampak arus yang masuk ke sekunder (IS) diperoleh

dari arus primer ( Ip) dengan asumsi Ip tidak ada error.

3.ANALOG DIGITAL CONVERTER

Pengubah data analog ke digital sangat diperlukan oleh berbagai

instrumentasi.

Ada beberapa cara pengubah Analog ke Digital (ADC), antara lain counting

ADC, successive-approximation, komparator pararel dan dual-slope atau

rasiometrik.

3.1. Penghitung ADC (counting ADC)

Pengubah digital ke analog dengan cara menghitung ditunjukkan dalam

gambar 3.8 Pulsa Clear mereset penghitung ADC ke hitungan nol.

Penghitung ADC tersebut kemudian merekam jumlah pulsa dari jalur detak

(Clock) dalam bentuk tidak dapat berfungsi, sehingga menghentikan

penghitungan pada saat Va sama dengan Vd, dan penghitung tersebut dapat

membaca kata digital yang menyatakan tegangan input analog. Nilai

minimum tegangan analog dinyatakan oleh n pulsa dan periode waktu detak

dalam T detik, maka selang waktu antara cuplikan (atau waktu konversi)

sama dengan nT detik.

3.2. ADC pendekatan-berturutan (successive-approximation)

Untuk menghilangkan kekurangan pada ADC hitungan, yakni adanya

19


kerumitan rangkaian dengan adanya gerbang AND dan perintah START

(clear), maka digunakan ADC pendekatan-berturutan (successive-

approximation) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 2.6

Clear keluaran Digital

clock

MSB

Vd LSB

Volt

Masukan analog

va

Gambar 2.6 ADC cara menghitung ( Caunting ADC )

Clock

Komparator MSB

Vd LSB

a

Masukan Analog

Gambar 2.7 ADC traking atau servo ( dengan penghitungan biner ) atau ADC

pendekatan berurutan ( succesive- approsimation ) (dengan programer).

Misalkan mula-mula keluaran DAC kurang dari input tegangan analog Va.

Selanjutnya keluaran komparator positif mengakibatkan penghitung tersebut

membaca NAIK (UP). Keluaran DAC akan naik setiap hitungan detak

penghitung

biner

D/A

penghitung

biner

D/A

20


(Clock) sampai saat melampaui Va. Jalur kontrol Up-Down berubah

keadaan hingga menghitung TURUN (DOWN) (tetapi hanya dengan satu

hitungan, LSB). Proses ini tetap berulang sehingga output berayun bolak-

balik +/- 1 LSB disekitar nilai yang benar.

Waktu konversi kecil untuk perubahan kecil sinyal analog yang dicuplik.

Konverter A/D ini dinamakan Tracking.

Kalau penghitung biner tersebut diatas diganti dengan satu pemograman,

maka terbentuklah ADC pendekatan-berurutan (successive-approximation).

Pemrogram mengeset MSB ke nilai 1, sedang bit lainnya nol. Komparator

membandingkan keluaran pengubah D/A dengan sinyal analog. Jika

keluaran D/A lebih besar, angka 1 hilang dari MSB, dan muncul kembali

pada MSB berikutnya. Kalau sinyal analog lebih besar, angka 1 tetap pada

bit tersebut. Jadi 1 selalu muncul pada tiap bit dekoder D/A sampai ekivalen

biner sinyal analog diperoleh pada akhir proses. Untuk sistem N-bit, waktu

konversi sama dengan periode N detak (clock), sedangkan pada ADC

counting diatas, intervalnya 2N pulsa.

3.3. ADC Komparator-pararel

Gambar 3.9 menunjukkan suatu ADC komparator-pararel yang merupakan

konverter tercepat. Seperti terlihat pada gambar.........., sinyal analog

dimasukkan bersamaan ke deretan komparator dengan beda tegangan

ambang yang sama (tegangan acuan VRI= V/8, VR2= 2V/8, dan seterusnya).

Jenis proses ini dinamakan ’pengubahan kotak’ (bin conversion), dimana

masukan analog dipilah-pilah kedalam kotak-kotak tegangan, masing-

masing kotak dengan batas tegangan tertentu, yang ditentukan oleh ambang

dua komparator yang berdekatan. Keluaran rendah W (logika O) pada

semua komparator dengan ambang diatas tegangan masukan dan keluaran

tinggi (logika 1) untuk masing-masing komparator yang ambangnya kurang

dari masukkan analog. Misalnya kalau 2/8 V<Va <3/8V, maka W1=1, W2=1

21


dan W lainnya 0. Dalam keadaan ini keluaran digital akan sama dengan 2

(Y2=0, Y1=0), yang ditafsirkan sebagai masukkan analog antara 2/8V dan

3/8V.

Tabel 10-1 menunjukkan tabel kebenaran dari pengubah A/D yang

ditunjukkan dalam gambar 10-5, dimana W merupakan masukkan dan Y

merupakan keluaran. Waktu konversi dibatasi oleh kecepatan komparator

dan priority encoder. Kekurangan ADC jenis ini adalah banyaknya

komparator yang digunakan. makin besar jumlah bit N, makin kompleks

pula priority encodernya.

TABEL 3.1 . Tabel Kebenaran Pengubah A/D

MASUKANKELUARAN

W7 W6 W5 W4 W3 W2 W1 Y2 Y1 Y0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0 0 1

0 0 0 0 0 1 1 0 1 0

0 0 0 0 1 1 1 0 1 1

0 0 0 1 1 1 1 1 0 0

0 0 1 1 1 1 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

3.4. ADC Kemiringan –ganda (dual-slope) atau rasiometrik

Kalau digunakan penghitung-kerut (ripple counter) N-tingkat dan kalau

n1=2N, pada saat t2 (akhir integrasi Va) semua FLIP-FLOP dalam penghitung

membaca 0. Hal ini ditunjukkan dalam bentuk gelombang keluaran ripple

counter 4-tingkat pada gambar 3.10, di mana setelah n1=24=16 hitungan,

Q0, Q1=0, Q2=0 dan Q3 = 0.

Artinya secara otomatis, penghitung mereset ke nol, setelah interval T1.

22


Pada pulsa ke 2N keadaan QN1 (MSB) berubah dari 1 ke 0 untuk pertama

kalinya. Perubahan keadaan ini digunakan sebagai sinyal kendali untuk

penyambung analog atau gerbang transmisi.

Pulsa masukan

Q0

Q1

Q2 Keluaran

Q3

Gambar 2.8 Bentuk gelombang Keluaran ripple counter 4 tingkat

V

T1 T2

t

t1 t2 t3 t4

Gambar 2.9 Bentuk gelombang keluaran dari integrator

Tegangan acuan VR secara otomatis terhubung kemasukkan integrator pada t=t2,

dimana penghitung membaca nol. Karena VR negatif, bentuk gelombang v

miring positif, seperti dalam gambar 3.12 telah dimisalkan bahwa /VR/ >Va.

sehingga waktu integrasi T2 kurang dari T1. karena v negatif, keluaran

komparator positif dan gerbang AND memungkinkan pulsa dihitung. Pada saat v

mencapai nol pada t=t3, gerbang AND terhalang tidak ada lagi pulsa yang dapat

masuk penghitung.

Pembacaan penghitung pada t=t3 sebanding dengan tegangan masuk analog.

Nilai v pada t3 adalah:

23


V = - ∫ = - ∫ = 0

4. Mikrokontroler ATmega8535

Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) standar memiliki

arsiketur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit, dan

sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR

berteknologi RISC (Reduced Instruction set Computing), dan keluarannya

bisa mencapai hampir sekitar 1 MIPS (Millio Instruction Per Second) per

MHz, sehingga konsumsi daya bisa optimal dan kecepatan proses eksekusi

menjadi maksimal.

4.1 Fitur-Fitur dan Arsitektur Atmega 8535

Mikrokontroler Atmega 8535 memilki fitur-fitur utama, antara lain sebagai

berikut:

1. Saluran I/O ada 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

2. ADC (Analog to Digital Converter) 10 sebanyak 8 channel.

3. 3 buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. 131 instruksi andal yang umumnya hanya membutuhkan 1 siklus clock.

6. Watchdog Timer dengan osilator internal.

7. 2 buah Timer/Counter 8 bit.

8. 1 buah Timer/Counter 16 bit.

9. Tegangan operasi 2,7V-5,5V pada ATmega 16L.

10. Internal SRAM sebesar 1KB.

11. Memori Flash sebesar 16 KB dengan kemampuan Read While Write.

24


12. Unit interupsi internal dan eksternal.

13. Port antarmuka SPI.

14. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

15. 4 Channel PWM.

16. 32X8 general purpose register.

17. Hampir mencapai 16 MIPS pada kristal 16 Mhz.

18. Port USART programmable untuk komunikasi serial.

Gambar 2.10 Blok Diagram Mikrokontroler Atmega 8535

25


4.2 Konfigurasi Pin Atmega 8535

Berikut ini adalah konfigurasi dari Pin Atmega16 antara lain sebagai

berikut :

1. VCC merupakan pin masukan positif catu daya.

2. GND sebagai pin Ground.

3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogra

sebagai pin masukan ADC.

4. Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.

5. Port C (PC0...PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Osilator.

6. Port D (PD0...PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.

7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan suatu pin masukan clock eksternal.

Suatu mikrokontroler membutuhkan sebuah detak (clock) agar dapat

mengeksekusi instruksi yang ada dimemori.

9. AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF sebagai pin masukan tegangan referensi.

Gambar 2.11 Pin-Pin Pada ATMega 8535

26


5. PERHITUNGAN INSTALASI LISTRIK

5.1 Perhitungan Rangkaian Arus Bolak – Balik

a. Impedansi

dalam rangkaian AC,arus di batasi oleh impedansi ( Z ). Impedansi di ukur

dalam Ohm dan tegangan = arus X impedansi

I

U

Gambar 2.12 Rangkaian Impedansi

b. faktor lumer,arus, dan tegangan gagal

faktor lumer = arus minimum yang dibutuhkan untuk memutuskan sekering

arus ternilai sekering bersangkutan

proteksi arus lebih

Uo= I2 X Zf

Uo = tegangan pada catu daya

I2 = arus sekring

Zf= Impedansi lalutan gagal

c. arus bocor tanah

arus bocor tanah dapat ditentukan dengan menggunakan rumus hukum Ohm modifikasi :

If = Uo

Ze

dengan If = arus bocor tanah ( A )

U = I X Z

Z

27


Uo= tegangan pada sumber

Ze = impedansi loop bocor ( ohm )

d. Muatan, energi dan tarif listrik

muatan listrik yang diangkut oleh arus dalam selang waktu yang diketahui ialah

Q = I x t Coulomb

dengan I merupakan arus dalam ampere dan t merupakan waktu dalam detik

energi yang dicatu oleh suatu rangkaian listrik dalam selang waktu yang diketahui ialah

W = Pxt Joule

W = U2 X t

R

dengan P merupakan daya dalam watt dan t merupakan waktu dalam detik.

U dalam volt,R dalam Ohm,dan I dalam ampere

Tarif listrik

perusahaan listrik mengeluarkan berbagai tarif untuk catu energi listrik kepada konsumennya. Tarif ini mencerminkan biaya untuk memproduksi energi listrik di pembangkit listriknya, pendistribusian energi listrik ini melalui kabel bawah tanah atau atas kepala dan pemberian pelayanan kelingkungan milik konsumen termasuk meter dan lain – lain.

di samping beban – beban dasar yang disebutkan diatas untuk biaya pencatuan (sesuai pemakaian) dan biaya energi yang dikonsumsi,pemerintah memungut pajak pertambahan nilainya. Saat ini pajak besarnya 3 % dari beban total.

perusahaan listrik memungut biaya ini secara sebulan, tiga bulanan, atau dalam hal konsumen Industri atau komersial dalam selang waktu yang disetujui kedua pihak.

b. Menghitung kesalahan Kwhmeter

F = {( A – S ) / (S)} X 100 %

dimana

A= jumlah energi yang ditunjukan oleh Kwh meter

S= jumlah yang sehurusnya

28


BAB III

PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM

Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan sistem beserta cara

kerja dari masing-masing software dan Hardware yang digunakan penulis dalam

penyusunan alat. Dalam bab ini selain perancangan alat, juga akan dibahas

mengenai cara kerja alat.

3.1 Perancangan alat

Gambar 1.1 Sketsa blok diagram sistem monitoring

Sistem KWH meter digital ini menggunakan trafo-arus sebagai

transducer yang mendeteksi kapasitas penggunaan arus pada suatu

lokasi. Data arus tersebut akan dikonversikan oleh ADC internal

ATMEGA8535 menjadi penggunaan daya listrik (watt), dan

kemudian data daya tersebut diolah berdasarkan waktu dengan

bantuan RTC untuk menjadi penggunaan daya listrik dalam suatu

interval waktu . Selanjutnya data tersebut dikirimkan ke Pusat

monitoring data melalui jalur GSM dengan menggunakan GSM

Modem Sim 300.

29

i


Gambar 3.1 Rangkaian I to V

Gambar 3.2 Pawer supply dan rangkaian 7805

VR1500K

R420K

3

21

411

IC3ALM324R6

10K

R2

20K

D1IN4148

D2IN4148

R120K

R5

10K

5

67

IC3BLM324

R3

20K

C110uF

C447uf

C5100n

12

J1TRAFO ARUS

R710K

+12

-12

PA0

+C18470uF

Vin1

GN

D2

+5V3

U3 LM7805CT

+ C19100uF

+ C204,7uF

C17100nF

VCCD44002

+

C6

220

0uF

+

C7

220

0uF

123

J2

R8 47

TR1TIP2955

R9 47

TR2TIP3055

C8330nF

+C12

100uF

C9330nF

+C13

100uF

123

J3

AC

1 +

AC

2

-

D3BRIDGE

+12

-12

Vin2 G

ND

1

-12V3

U2MC7912T

Vin1

GN

D2

+12V3

U1MC7812T

C11

330

nF

C1

03

30nF

+12

i

30


RTC

RTC (Real Time Clock): Sebagai rangkaian yang akan memberi informasi

waktu pada mikrokontroler.

Gambar 3.3 Rangkaian RTC

GSM Modem

GSM Modem: Sebagai perantara komunikasi antara sistem di lokasi

pengukuran dan di kantor PLN.

Gambar 3.4 Rangkaian GSM Modem

GSM MODEM

PD0

PD1

GSM MODEM

PC

X11

X2 2

VCC1 3

GND 4

VCC8

OUT7

SCL6

SDA5

IC2 DS1307

Y132.768KHz

C212pF

C312pF

VCC

PB3

PB1PB2

B2NiCd

B1LITHIUM

VCC1

31


Gambar 3.5 Rangkaian ATMega 8535

Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan

Y28MHZ

C14 20pF

C15 20pF

R10

1K

SW1RST

VCCX1

X2RST

RST

PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7

PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7

PD0

PD2PD1

PD3PD4PD5PD6PD7 PC0

PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7

X1X2

C16

100nf

R12330

L2POWER

VCC

VCC

AREF

AGND31X1

13 X212

RESET9

PD2 (INT0)16

PD3 (INT1)17

PD4 (OC1B)18

PD5 (OC1A)19

PB0 (T0)1

PB1 (T1)2

PB2 (AIN0)3

PB3 (AIN1)4

PB4 (SS)5

PB5 (MOSI)6

PB6 (MISO)7

PB7 (SCK)8

PA0 (ADC0)40

PA1 (ADC1)39

PA2 (ADC2)38

PA3 (ADC3)37

PA4 (ADC4)36

PA5 (ADC5)35

PA6 (ADC6)34

PA7 (ADC7)33

PC022PC123PC224PC325PC426PC527(TOSC1) PC628(TOSC2) PC729

PD7 (OC2)21 PD6 (ICP)20

AREF32

AVCC30

PD1 (TDX)15 PD0 (RXD)14

IC1 AT MEGA 8535

PB5

PB6PB7

VCC LEDRST

12345678910

P1

ISP PROG

R11330

L1PROG

VCC

LED

VR1

10K

AREF

VCC

C171uF

Y28MHZ

C14 20pF

C15 20pF

R10

1K

SW1RST

VCCX1

X2RST

RST

PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7

PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7

PD0

PD2PD1

PD3PD4PD5PD6PD7 PC0

PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7

X1X2

+C18470uF

Vin1

GN

D2

+5V3

U3 LM7805CT

+ C19100uF

+ C204,7uF

C17100nF

VCCD44002

C16

100nf

R12

330

L2POWER

VCC

VCC

AREF

AGND31X1

13X2

12

RESET9

PD2 (INT0)16

PD3 (INT1)17

PD4 (OC1B)18

PD5 (OC1A)19

PB0 (T0)1

PB1 (T1)2

PB2 (AIN0)3

PB3 (AIN1)4

PB4 (SS)5

PB5 (MOSI)6

PB6 (MISO)7

PB7 (SCK)8

PA0 (ADC0)40

PA1 (ADC1)39

PA2 (ADC2) 38

PA3 (ADC3)37

PA4 (ADC4) 36

PA5 (ADC5)35

PA6 (ADC6)34

PA7 (ADC7)33

PC0 22PC1

23PC2

24PC325

PC426

PC5 27(TOSC1) PC6

28(TOSC2) PC7 29

PD7 (OC2)21PD6 (ICP)

20

AREF32

AVCC30

PD1 (TDX)15

PD0 (RXD)14

IC1 AT MEGA 8535

PB5

PB6PB7

VCCLEDRST

1 23 45 67 89 10

P1 ISP PROG

R11

330

L1PROG

VCCLED

X11

X22

VCC13

GND4

VCC8

OUT7

SCL6

SDA5

IC2 DS1307

Y132.768KHz

C212pF

C312pF

VCC

VCC1PB3

PB1PB2

B2NiCd

B1LITHIUM

VCC1

VR1500K

R420K

3

21

411

IC3ALM324R6

10K

R2

20K

D1IN4148

D2IN4148

R120K

R5

10K

5

67

IC3BLM324

R3

20K

C110uF

C447uf

C5100n

12

J1TRAFO ARUS

R710K

+12

-12

PA0

+

C6

2200

uF

+

C7

2200

uF

123

J2

R8 47

TR1TIP2955

R9 47

TR2TIP3055

C8330nF

+C12

100uF

C9330nF

+C13

100uF

123

J3

AC

1 +

AC

2

-

D3BRIDGE

+12

-12

Vin2 G

ND

1

-12V3

U2MC7912T

Vin1

GN

D2

+12V3

U1MC7812T

C11

330n

FC

1033

0nF

GSM MODEM

PD0

PD1

+12

GSM MODEM

PC

VR110KAREF

VCC

C171uF

32


3.2 Perancangan system

Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perancangan perangkat lunak

dari sistem yang telah dibuat. Software yang digunakan yaitu BASCOM

AVR dengan menggunakan mikrokontroler ATMEGA8535

Gambar 1.2 Skematik Flowchart

Langkah kerja SISTEM MONITORING TELEMETRI PENCATATAN DAYA

PADA SISTEM MANAJEMEN PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK adalah

1. Tegangan dan arus listrik yang terpakai yang berasal dari PLN yang terlebih

dahulu harus di tranducer terlebih dahulu oleh trafo arus agar dapat terdeteksi

data penggunaan daya tersebut kemudian

2. data tersebut dikonversikan oleh ADC menjadi daya listrik ( Watt)

33


3. setelah mendapatkan daya listrik tersebut dihitung waktu penggunan

listriknya seberapa lama.

4. mengkonversikannya lagi antara daya dan waktu kemudian didapat biaya

per Kwhnya

5. setelah masing – masing biaya sudah diketahui kemudian biaya pemakaian

listriknya dikirim dan tercatat oleh computer di suatu sistem monitor dengan

menggunkan gsm modem.

Bahasa programnya yaitu:

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 8000000

$baud = 9600

Const Lcd_debug = 1

#if Lcd_debug

'===================================================

======LCD

$lib "lcd4busy.lib"

Const _lcdport = Portc

Const _lcdddr = Ddrc

Const _lcdin = Pinc

Const _lcd_e = 2

34


Const _lcd_rw = 1

Const _lcd_rs = 0

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off

Cursor Noblink

Cls

#endif

'===================================================

======LCD

'=========================================RTC

Dim _sec As Byte

Dim _min As Byte

Dim _hour As Byte

Dim _day As Byte

Dim _month As Byte

Dim _year As Byte

Dim _weekday As Byte

Dim Sa As String * 2

35


'Addresses of Ds1307 clockDim Sb As String * 2

Config Sda = Portb.3

Config Scl = Portb.2

Const Ds1307w = &HD0

Const Ds1307r = &HD1

Config Portb.1 = Output

Portb.1 = 0

Declare Sub Getdatetime

Declare Sub Settime

Declare Sub Disptime

Declare Sub Setdate

'Declare Sub Subset

'Dim Flagset As Bit '0 = Waktu, 1 = Tanggal

'Dim Flagreset As Bit

'=========================================RTC

'========================================= ADC

Config Adc = Single , Prescaler = Auto

Start Adc

Dim Dataadc As Word

'========================================= ADC

36


'========================================= Kalkulasi

Const Block1 = 169

Const Block2 = 360

Const Block3 = 495

Dim Wattjam As Single

Dim Ttlbiaya1 As Single

Dim Ttlbiaya2 As Single

Dim Ttl_wattjam As Single

'Dim Ttl_watte As Eram Single

Dim Ttlbiaya As Single

Dim Kilo_wattjam As Single

Dim Lasttime As Byte

Dim Timesamp As Byte

'========================================= Kalkulasi

Dim S16 As String * 16

Declare Sub Kalkulasi

Declare Sub Dispkwh

37


Dim Ssend1 As String * 16



Const A = 0.451

Const B = -2.814

'Const Timediv = 3600 '1detik

Const Timediv = 60 '1menit

Dim Buffb As Byte

'_sec = 0

'_min = 0

'_hour = 17

'Settime

Getdatetime

If _sec > 60 Then

_sec = 1

Settime

End If

#if Lcd_debug

38


Disptime

#endif

#if Timediv = 60

Timesamp = _min

#elseif Timediv = 3600

Timesamp = _sec

#endif

Lasttime = Timesamp

Do

Getdatetime

#if Lcd_debug

Disptime

#endif

#if Timediv = 60

Timesamp = _min

#elseif Timediv = 3600

Timesamp = _sec

#endif

If Timesamp <> Lasttime Then

39


Kalkulasi

#if Lcd_debug

Dispkwh

#endif

Lasttime = Timesamp

#if Timediv = 60

Print "AT+CMGS=" ; Chr(34) ; "+6285719281854" ; Chr(34)

Do

Buffb = Waitkey()

Loop Until Buffb = ">"

Buffb = Waitkey()

Print "M.Aditya" ; Chr(13) ; Chr(10) ; "Wh=" ; Ssend1 ; ", Kwh=" ;

Ssend2 ; ", Rp=" ; Ssend3 ; Chr(26)

#endif

End If

Waitms 200

Loop

End

Sub Kalkulasi

40


Dim Persen As Single

Dataadc = Getadc(0)

If Dataadc > 9 Then

Wattjam = Dataadc * A

Wattjam = Wattjam + B

Wattjam = Wattjam / Timediv

Else

Wattjam = 0

End If

Ttl_wattjam = Ttl_wattjam + Wattjam

'Writeeeprom Ttl_wattjam , Ttl_watte

Kilo_wattjam = Ttl_wattjam / 1000

Select Case Kilo_wattjam

Case 0 To 30:

Ttlbiaya = Kilo_wattjam * Block1

Case 31 To 60

Ttlbiaya = Kilo_wattjam - 30

Ttlbiaya = Ttlbiaya * Block2

'tambah biaya full bolck1

Ttlbiaya1 = 30 * Block1

41


Ttlbiaya = Ttlbiaya + Ttlbiaya1

Case Is > 60:

Ttlbiaya = Kilo_wattjam - 60

Ttlbiaya = Ttlbiaya * Block3

'tambah biaya full bolck1 + ful block2





End Select

'tambah biaya beban

Ttlbiaya = Ttlbiaya + 4950

Persen = 3 * Ttlbiaya

Persen = Persen / 100

Ttlbiaya = Ttlbiaya + Persen

Ssend1 = Fusing(ttl_wattjam , "#.###")

Ssend2 = Fusing(kilo_wattjam , "#.###")

Ssend3 = Fusing(ttlbiaya , "#.###")

End Sub

Sub Dispkwh

42


'S16 = Fusing(ttl_wattjam , "#.###")

Locate 1 , 10

Lcd Ssend1

'S16 = Fusing(kilo_wattjam , "#.###")

'Ssend = S16

Lowerline

Lcd Ssend2

Lcd " "

S16 = Fusing(ttlbiaya , "#.###")

Lcd Ssend3

End Sub

Sub Disptime

Locate 1 , 1

'Sa = Str(_day)

'Sb = Format(sa , "00")

43


'Lcd Sb ; "-"

'Sa = Str(_month)


'Lcd Sb ; "-"

'Sa = Str(_year)


'Lcd Sb ;

'Lcd ", "

'Lowerline

Sa = Str(_hour)

Sb = Format(sa , "00")

Lcd Sb ; ":"

Sa = Str(_min)


Lcd Sb ; ":"

Sa = Str(_sec)


44


Lcd Sb

End Sub

'##########################################################

RTC

Sub Getdatetime:

I2cstart ' Generate start code

I2cwbyte Ds1307w ' send address

I2cwbyte 0 ' start address in 1307


I2cwbyte Ds1307r ' send address

I2crbyte _sec , Ack

I2crbyte _min , Ack ' MINUTES

I2crbyte _hour , Ack ' Hours

I2crbyte _weekday , Ack ' Day of Week

I2crbyte _day , Ack ' Day of Month

45


I2crbyte _month , Ack ' Month of Year

I2crbyte _year , Nack ' Year

I2cstop

_sec = Makedec(_sec) : _min = Makedec(_min) : _hour =

Makedec(_hour)

_day = Makedec(_day) : _month = Makedec(_month) : _year =

Makedec(_year)

End Sub

Sub Settime:

_sec = Makebcd(_sec) : _min = Makebcd(_min) : _hour =

Makebcd(_hour)



I2cwbyte 0 ' starting address in 1307

I2cwbyte _sec ' Send Data to SECONDS

I2cwbyte _min ' MINUTES

I2cwbyte _hour ' Hours

I2cstop

46


End Sub

Sub Setdate

_day = Makebcd(_day) : _month = Makebcd(_month) : _year =

Makebcd(_year)



I2cwbyte 4 ' starting address in 1307

I2cwbyte _day ' Send Data to SECONDS

I2cwbyte _month ' MINUTES

I2cwbyte _year ' Hours

I2cstop

End Sub

'######################################################RTC

47


Foto 3.1 Alat monitoring telemetri pencatatan daya

Foto 3.2 Pembuatan alat

48


Foto 3.3 keseluruhan alat

49


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan alat monitoring

I . Pengambilan data arus dan data ADC pada sebuah bohlam lampu

Tabel 4.1 Pengambilan data arus dan ADC pada sebuah bohlam

Lampu I Data ADC8 0,03 2015 0,06 2418 0,08 6440 0,15 8760 0,24 138

100 0,39 173

II. Pengambilan data tegangan dan daya sesungguhnya yang dipergunakan

Tabel 4.2 Pengambilan data tegangan daya sesungguhnya

III Penarikan grafik antara data ADC dengan Daya ( P )

Tabel 4.3 Penarikan Grafik data ADC dengan daya

Lampu V I Data ADC P= V.I8 217 0,03 20 6,51

15 222 0,06 24 13,3218 218 0,08 64 17,4440 214 0,16 87 35,0460 218 0,24 138 52,32100 216 0,39 173 84,24

adc p0 020 6,5124 13,3264 17,4487 35,04

138 52,32173 84,24

50

Ket : V: Tegangan listrik (Volt)

I: Arus listrik (Ampere)

P: Daya listrik (Watt)

Ket : Lampu : Daya

I : Arus


Grafik 4.1 Perbandingan Pengukuran Daya di sumbu Y Vs Data ADC di sumbux

IV. Pengambilan data daya dialat mikro dengan perhitungan daya yang

sesungguhnya.

Tabel 4.4 Pengukuran daya diMikrokontroler Daya Hitungan Manual

∆P1 = 0 – (- 2.814) = 2.814

%∆P = .

x 100% = 281.4 %∆

∆P2 = 6.51 – 6.6 = - 0.09

%∆P = .

. x 100% = - 1%

∆P3 = 13.32 – 9.81 = 3.51

y = 0,451x - 2,814

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 50 100 150 200

Series1

Linear (Series1)

Lampu Data ADC P ( Mikro ) I V P ( Perhitungan )0 0 -2,814 0 0 08 20 6,6 0,03 217 6,51

15 24 9,81 0,06 222 13,3218 64 29,65 0,08 218 17,4440 87 41,38 0,16 214 35,0460 138 65 0,24 218 52,32

100 173 82,23 0,39 216 84,24

51


%∆P = .. x 100% = 26 %

∆P4 = 17.44 – 29.65 = - 12.21

%∆P = .

. x 100% = - 70 %

∆P5 = 35.04 – 41.38 = -6.34

%∆P = .. x 100% = -18 %

∆P6 = 52.32 – 65 = -12.68

%∆P = .

. x 100% = -24 %

∆P7 = 84.24 – 82.32 = 2.01

%∆P = .. x 100% = 2 %

% rata-rata = ∑∆ %

=.

=28 %

Analisa

Dari pengamatan data yang didapat dan pengukuran maka penulis

menyimpulkan bahwa ukuran watt pada bohlam tidak selalu benar maka

sebelum melakukan pengukuran alat,terlebih dahulu penulis mengecek

kebenaran ukuran bohlam yang sesunggunya dengan menggunakan tang ampere

dan voltmeter setelah mendapat ukuran yang benar,penulis melakukan

pengambilan data penggunaan daya listrik pada beban bohlam yang

dipergunakan.

52


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Alat yang dibuat dapat melakukan pengukuran daya yang dikonsumsi oleh

beban. Adapun tingkat kesalahan rata-rata dari pengukuran adalah 28 %

Keberhasilan proses pengiriman informasi pengukuran daya pada, ditentukan

oleh beberapa faktor yaitu :

A. Komunikasi sensor mikrokontroller

i) Pembacaan arus melalui Trafo Arus

ii) Pengubah arus sekunder menjadi tegangan analog

iii) Pengubah tegangan analog menjadi tegangan digital untuk dibaca

oleh mikrokontroller

iv) Proses manipulasi data oleh mikrokontroller

B. Komunikasi mikrokontroller ke GSM

i) Pengubah level TTL ke RS 232 melalui Max.232

ii) Protokol komunikasi mikrokontroller dengan GSM

C. Komunikasi GSM Pengirim Ke GSM Penerima

Diproses ini Provider sangat menentukan pengiriman data maupun

penerimaan data

D. Komunikasi GSM Penerima ke PC

Penulis menggunakan perangkat lunak agar data dapat dibaca ke

PC,perangkat lunak tersebut bernama Herculles

53


5.2 Saran

bagaimana cara memilih trafo arus juga tidak sembarangan yaitu sebagai

berikut:

1.Pemilihan arus primer

diperhitungkan dengan persamaan SN = √3xUxI

dimana SN = daya dari pelanggan ( Kva )

U = tegangan

I = arus

Tabel 5.1 Satuan

untuk alat ukur Kwhmeter dianjurkan menggunakan CL0 2 S.

Selain itu pilih bohlam yang hemat Energi sehingga pemakaian listriknya tidak

begitu boros. Dan mematikan lampu bila tidak dipergunakan,

Ammeter dengan jarum besi 0,70 - 1,5 Vawatt meter 0,20 -5,00 VaCos meter 2,00 - 6,00 Vakwh Meter : - mekanik 0,40 - 3,5 Va - elektronik 0,40 - 1,5 Va

50

53

54


Daftar Pustaka

1. Charles G.Siskind, Elektrical Machines,1959,Mc.Graw-Hill

Kogaskusha Ltd.

2. Zuhal,Dasar Tenaga Listrik,1977,ITB

3. Abdul Kadir, Penghantar Tenaga Listrik,1980; Jakarta

4. R.J Wakitson,Perhitungan Instalasi Listrik,1998;Jakarta

5. Ir.Amien Rahardjo,Teknik Tenaga Listrik,Departemen Elektro FT.UI

xiv


Lampiran data sheet GSM SIM 300

1. Introduction

This document describes the design reference of the SIMCOM SIM300D

module that used to design for handset, include the dual-mode mobile phone,

PDA, and the others. The document mainly is about design notes, reference

circuit and PCB layout reference.

Reference document:

SIM300D_HD

2. Product concept

Designed for global market, SIM300D is tri-band GSM/GPRS engine that works

on frequencies, GSM 900 MHz, DCS 1800 MHz and PCS1900 MHz. SIM300D

provides GPRS multi-slot class 10 /Class 8 �

capability and supports the GPRS

coding schemes CS-1, CS-2, CS-3 and CS-4. �

SIM300D also provides GPRS multi-slot class 8, and the default is class

10.

With a tiny configuration of 33mm x 33mm x 3 mm, SIM300D can fit almost all

the space requirement in your applications, such as Smart phone, PDA

phone，Car Phone ，Wireless PSTN ，and other mobile device.

The hardware package is a 48 pins LCC package:

� 9*GND pins and 2*VBAT pins

� 1 pin is programmable as General Purpose I/O .This gives you the

flexibility to develop customized applications.

� Two audio channels include two microphones inputs and two speaker

outputs. This can be easily configured by AT command.

With the charge circuit integrated inside the SIM300D, it is very suitable for the

battery power application.

xv


SIM300D provides RF antenna interface. And customer’s antenna should be

located in the custom’s main board and connect to module’s antenna pad

through micro strip line or other type RF trace but the impendence must be

controlled in 50Ω.

The SIM300D is designed with power saving technique, the current

consumption to as low as 3mA in SLEEP mode (paging rate 5).

The SIM300D is integrated with the TCP/IP protocol, extended TCP/IP AT

commands are developed for customers to use the TCP/IP protocol easily, which

is very useful for those data transfer applications.

3. About Noise

Please pay attention to placement and PCB layout about the SIM300D

design.

1. The pin assignment of the SIM300D module is showed as the

following figure. The placement of module should be carefully

considered to make the Antenna pad as close to Antenna as possible to

reduce overall trace lengths and associated long lines can cause. In

addition, please keep the RF part and the antenna as far from the system

crystal and audio part on main board as possible to reduce possibility of

supply pushing of system clock due to transmit bursts from power

amplifier


Pin assignment of the SIM300D

2. The analog part components should be placed keeping away from digital

part. The audio components such as microphone should be placed close

to audio interface of module.There is a recommendation of placement as

following figure showed, it can be viewed as generally applicable in

handset application.

Figure 2: recommendation of placement

3. The digital GND and analog GND can be connected by single point in

some main board designs of the handset. This can reduce the RF noise in

the audio signal. Showed in the following figure, the yellow part is


analog GND, the others is trace and digital GND. The white flag is the

single point connection between the digital GND and the analog GND by

copper plane.

Figure 3: Layout about analogy GND and digital GND


4. About power consumption

If the configuration of peripheral interface circuit is not match the voltage of

module internal interface, the power consumption of the system may be

increased, some can cause the module very hot.

1．If not matching voltage of the IO may cause the power consumption

increase. For example, the user’s IO level is 5V, but connect directly to

the module GPIO that work in 3V. We recommend to add the voltage

converter in the circuit.

2．If not matching the high or low level in the system may cause the power

consumption increase, even can cause the module very hot. For example,

the user’s IO is set low level and the module is high level. Showed in the

following figure.

Figure 4: Interface level of the GPIO

5. About status indication

If the user has some requirements about the module’s status indication, such

as indicating power on or indicating power down. We recommend the PIN5

(STATUS) to user. When power on procedure completed, STATUS pin will


drive to 2.8V and keep this level to indicate the module is ready to operate

.This pin can be set by AT command and custom-built software.

6. About serial interface and debug interface

The TXD、RXD、DBG_TXD、DBG_RXD、GND must be connected to IO

connector, when SIM300D is used in handset application design. the

TXD、RXD should be used for software upgrading and the

DBG_TXD、DBG_RXD for software debugging, and acoustic performance

adjusting. The PWRKEY pin is recommended to connect to the IO connector,

Otherwise the user’s controller should control the PWRKEY in case of software

upgrade. Please note that The PWRKEY should be pulled to GND or low level

when SIM300D is upgrading software. Please refer to SIM300D_HD for the

detail.

7. About SIM card

Showed in the following figure, if the 10uF capacitor is used in the

SIM_VDD line, the SIM card may not be detected. The 220nF capacitor is

recommended.


Figure 5: Circuit of the SIM card

8. About Sleep Mode

The DTR pin of the module is provided to exit the Sleep Mode. If the user want

to exit sleep mode quickly. We recommend the KBR0 (pin10) to control the

Sleep Mode. Normally, the module enters into Sleep Mode when the KBR0 pin

is externally pulled to a high level and exit when it is pulled to a low level.

9. About audio trace

We recommend that the audio trace should be put in the middle layer when

routing the handset board. We recommend that the audio trace is shielded with

GND, and the better method is both the upper layer and lower layer are ground

layers. In addition, it is recommended to add more vias with GND net for

reducing the RF noise.


DATA

LAMPIRAN


sistem monitoring telemetri pencatatan daya pada …

Documents