BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kebutuhan terhadap energi listrik semakin meningkat dan penggunaan daya listrik pada sebuah bangunan bergantung pada pemakaiannya. Seperti halnya penggunaan daya listrik pada sebuah bangunan kos yang memiliki beberapa ruang dengan seorang penghuni disetiap ruangnya. Semakin banyak peralatan yang digunakan maka daya yang terpakai juga akan semakain besar, sehingga penggunaan daya listrik setiap orang akan berbeda. Perbedaan daya yang terpakai ini akan berpengaruh pada jumlah pembayaran yang dibagi rata setiap penghuni nya, karena jumlah penggunaan daya yang tidak merata. Perbedaan jumlah penggunaan daya tersebut seperti contoh jumlah daya yang sama untuk penghuni pertama menggunakan untuk satu minggu dan penghuni kedua menggunakannya untuk satu bulan. Jika tarif biaya untuk penggunaan daya di setiap kamar dihitung sama rata, maka penggunaan daya tidak akan terkontrol akibat konsumsi energi yang melebihi tarif biaya listrik iurannya oleh salah satu penghuninya. Oleh karena itu dibuat alat yang berfungsi untuk memonitoring kondisi penggunaan daya listrik pada suatu ruangan. Ketika proses pengukuran arus dan tegangan berlangsung, terjadi perubahan arus yang dapat dideteksi oleh sensor arus. Perubahan akan masuk ke dalam rangkaian. Kemudian diproses menggunakan mikrokontroler untuk dihitung yang kemudian akan ditampilkan dalam bentuk daya. Penggunaan mikrokontroller didasarkan pada kemudahan dalam implementasi dan pemrosesan data karena mengurangi dalam penggunaan komponen pada rangkaian dan mikrokontroller memiliki fungsi yang dapat diterapkan dalam realisasi alat monitoring penggunaan daya listrik ini. Alat ini akan menampilkan daya yang terpakai dalam suatu ruangan pada display LCD.
1.2 Rumusan Masalah Dari uraian latar belakang tersebut dapat dirumuskan beberapa masalah antara lain: 1. Bagaiamana cara kerja dari rangkaian sistem pengawasan pemakaian daya listrik yang dibuat? 2. Bagaimana cara mengetahui berapa besar daya yang terpakai pada sistem pengawasan pemakaian daya listrik yang dibuat? 3. Komponen-komponen apa saja yang dibutuhkan dalam pembuatan rangkaian ini? 4. Bagaimana performansi dilihat dari parameter rangkaian? 1
1.3 Maksud dan Tujuan Penulisan Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan maka dapat dirumuskan tujuan dari tugas akhir ini, antara lain: a. Mengetahui cara kerja dari rangkaian sistem pengawasan pemakaian daya listrik yang dibuat. b. Mengetahui besar daya yang terpakai dengan sistem pengawasan pemakaian daya listrik yang dibuat. c. Mengetahui komponen – komponen yang dibutuhkan dalam realisasi sistem pengawasan pemakaian daya listrik. d. Mengetahui performansi alat berdasarkan parameter rangkaian.
1.4 Batasan Masalah Untuk menghindari meluasnya materi pembahasan tugas akhir ini, maka penelitian dibatasi oleh beberapa hal berikut : a. Alat yang dibuat berbasis mikrokontroler ATMega8. b. Menggunakan bascom pada pemrograman. c. Alat tersebut sebatas mengukur dan menampilkan daya listrik yang terhubung ke terminal pada alat. d. Alat tersebut untuk memonitoring pemakaian daya saja. e. Pada alat hanya terdapat dua lubang terminal. f. Ruangan yang dimonitoring sebanyak satu untuk satu alat. g. Pengujian alat hanya dilakukan di kos Black And White. h. Sumber listrik AC yang digunakan berasal dari jala listrik PLN. i.
Tidak membahas secara detail bahasa pemograman.
j.
Sensor arus menggunakan modul ACS712.
k.
Realisasi hanya berupa prototype.
l.
Tidak membahas keamanan sistem.
2
1.5 Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penyelesaian tugas akhir ini antar lain : a. Studi Literatur Pencarian dan pengumpulan literatur–liteartur dan kajian–kajian yang berkaitan dengan masalah- masalah yang ada dalam proyek akhir baik berupa artikel, buku referensi, internet dan sumber–sumber lain. b. Analisis masalah Menaganalisa masalah yang ada berdasarkan pengamatan masalah tentang objek penelitian tersebut. c. Perancangan dan realisasi alat Membuat perancangan terhadap alat berdasarkan parameter – parameter yang diinginkan dan merealisasikannya. d. Pemograman Sistem Setelah dilakukan pembuatan alat, dilakukan pemrograman sistem yang sesuai dengan cara kerja dari alat yang dibuat. e. Tahap Pengujian Alat Setelah pemrograman alat sesuai dengan cara kerja alat telah selesai, dilakukan pengujian alat untuk mengetahui apakah alat sudah berjalan sesuai dengan yang diharapkan atau belum. f. Konsultasi Konsultasi dilakukan berkala dengan dosen pembimbing mengenai petunjuk dan pertimbangan praktis mengenai pembuatan alat pengawasan pemakaian daya listrik tersebut.
1.6 Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam pembahasan mengenai proyek akhir ini yaitu sebagai berikut:
BAB 1
PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
3
BAB 2
LANDASAN TEORI Memuat teori dan konsep dasar materi yang berkaitan dengan alat yang digunakan dalam pembuatan pengering jamur kuping tersebut.
.BAB 3
PERANCANGAN ALAT Membahas
mengenai
perancangan
dan
realisasi
sistem
monitoring
penggunaan daya listrik.
BAB 4
PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN Pembahasan mengenai sistem kerja dari rangkaian yang telah dibuat, hasil uji coba dan evaluasi system pengawasan pemakaian daya listrik.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan atas hasil kerja yang telah dilakukan beserta rekomendasi dan saran untuk pengembangan dan perbaikan selanjutnya.
4
BAB II DASAR TEORI
2.1 Energi Listrik Energi listrik adalah besarnya daya terpakai oleh beban dikalikan dengan lamanya pemakaian daya tersebut atau daya yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik selama waktu tertentu. Satuan besaran energi listrik adalah watt jam (WH) atau biasanya adalah kilo-watt jam (kWH). Energi listrik dan daya listrik dinyatakan dalam rumus berikut: =
=
Dimana: P
: Daya listrik (Watt)
W
: Energi listrik (WH)
I
: Arus listrik (Ampere)
V
: Tegangan Listrik (Volt)
× × ×
(2.1) (2.2)
Cos φ : Faktor daya t
: Waktu (detik)
2.1.1 Daya Listrik AC Daya listrik didefinisikan sebagai energi listrik persatuan waktu dimana satuan ⁄
adalah Watt. Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan
listrik akan menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik arus bolak-balik (listrik AC) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik terhadap waktu. Berbeda dengan listrik arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah terhadap waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave). Pada listrik arus bolak
5
balik (AC) ada 3 jenis daya, yaitu daya aktif (Active Power), daya reaktif (Reactive Power), dan daya rata-rata atau daya nyata (Apparent Power).
2.1.2 Daya Rata-Rata (P) Daya rata-rata sebenarnya adalah daya yang dipakai oleh komponen pasif resistor yang merupakan daya yang terpakai atau terserap. Pemakaian energi yang tercatat pada kWH meter adalah daya rata-rata atau yang sering disebut juga sebagai daya nyata yang akan dibayarkan oleh pelanggan. Dimana daya nyata ini dikalikan dengan waktu (hour) pemakaian. Secara matematis, rumus dari daya rata-rata atau daya nyata adalag sebagai berikut.[3] = . . cos
(
)
(2.3)
2.1.3 Daya Reaktif (Q) Daya ini adalah daya yang muncul diakibatkan oleh komponen pasif di luar resistor yang merupakan daya rugi-rugi atau daya yang tidak diinginkan. Daya ini seminimal mungkin dihindari atau paling tidak diperkecil walaupun tidak akan hilang sama sekali. Secara matematis, daya reaktif dapat dirumuskan sebagai berikut.[3] = . . sin
(
)
(2.4)
2.1.4 Daya Tampak (S) Daya yang sebenarnya yang disuplai oleh PLN, yang merupakan resultan daya antara daya rata-rata dan daya reaktif. Secara matematis, persamaan rumusnya adalah sebagai berikut.[3] = .
(
)
(2.5)
Daya rata-rata, daya reaktif dan daya tampak merupakan daya kompleks, dengan persamaan sebagai berikut.
= . . 6
+
=
+
. .
(2.6) (2.7)
