iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
PERANCANGAN ALAT PENAMPIL RUPIAH PADA KWH METER BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Oleh: Utis Sutisna dan Tino Sidin STT Wiworotomo Purwokerto ABSTRACT
KWH meter is commonly met in every electricity customer house as an instrument installed to know quantity of consumed energy and then the customer must pay this energy quantity in rupiah. In this research, a prototype of rupiah display device was made on KWH meter using microcontroller AT89S51 with optocoupler sensor to detect holes made on disk in the KWH meter and then it is displayed on LCD (Liquid Crystal Display). The result of examination and analysis shows that the system can run well. The optocoupler sensor detects infra red ray through the moving holes on the rotating disk and produces electric pulses. The microcontroller processes this pulses and then displays the result on LCD in rupiah. Keywords: KWH meter, microcontroller AT89S51, optocoupler sensor.
PENDAHULUAN
Meteran listrik atau KWH meter sangat umum dijumpai pada setiap rumah pelanggan listrik. Fungsi dari alat ini adalah menghitung seberapa besar pemakaian energi listrik suatu bangunan, baik di rumah, kantor maupun pabrik. Nilai tersebut yang dihitung dalam satuan KWH (Kilowatt Hour) setiap bulannya akan dikalikan dengan harga satuan tarif dasar listrik (TDL). Untuk memberi kemudahan kepada para pemakai atau konsumen dalam mengetahui secara langsung besarnya biaya energi listrik yang sudah dikonsumsi setiap saat, maka dalam perancangan ini dibuat alat penampil rupiah untuk menampilkan besarnya nilai rupiah yang dikomsumsi berbasiskan mikrokontroler AT89S51 dengan menggunakan sensor optocoupler. Sensor optocoupler akan mendeteksi sinar infra merah melalui lubang-lubang yang berputar pada piringan KWH meter yang akan menghasilkan pulsa-pulsa untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler AT89S51 dan ditampilakan dalam sebuah LCD (Liquid Cristal Display). Alat ini memberikan kemudahan kepada pelanggan untuk melakukan kalkulasi pembayaran listrik. Alat ini memberikan nilai setiap menitnya sehingga dengan mudah dapat diketahui seberapa besar biaya pemakaian listrik setiap saat. Alat ini sangat cocok untuk digunakan pada rumah kos dimana biasanya pemilik kos menetapkan tarif flat untuk tambahan alat-alat listrik seperti televisi, komputer, kulkas dan lainnya. Biaya tarif flat ini dapat dirubah menjadi “bayar sesuai pemakaian” sehingga tidak ada pihak yang dirugikan. Penyewa kamar dapat mengetahui besar biaya pemakaian listrik selama pemakaiannya. Tampilan dari alat ini berupa LCD display 2X16 yang menampilkan jumlah biaya 6 digit nilai rupiah plus 2 digit dibelakang koma dan simbol mata uang rupiah (Rp). Selain itu alat ini juga dilengkapi dengan indikator gerakan piringan KWH.
205
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
TINJAUAN PUSTAKA KWH Meter
Penggunaan daya di Indonesia menggunakan satuan kilowatt hour, dimana KWH adalah sama dengan 3.6 MJ. Bagian utama dari sebuah KWH meter adalah kumparan tegangan, kumparan arus, piringan aluminium, magnet tetap dan gear mekanik yang mencatat jumlah perputaran piringan aluminium. Apabila meter dihubungkan ke daya satu phasa maka piringan mendapat torsi yang dapat membuatnya berputar seperti motor dengan tingkat kepresisian yang tinggi. Berikut diberikan gambar KWH meter analog (Gambar 1) beserta gambar prinsip kerja dari KWH meter tersebut apabila ditinjau dari segi fisika (Gambar 2).
Gambar 1 KWH meter
Gambar 2 Prinsip dasar KWH meter Dari Gambar 2 dapat dijelaskan bahwa arus beban I menghasilkan fluks bolak balik ɸc, yang melewati piringan aluminium dan menginduksinya, sehingga menimbulkan tegangan dan eddy current. Kumparan tegangan Bp juga mengasilkan fluks bolak-balik ɸp yang memintas arus If. Karena itu piringan mendapat gaya, dan resultan dari torsi membuat piringan berputar. Torsi ini sebanding dengan fluks ɸp dan arus If serta harga cosinus dari sudut antaranya. Karena ɸp dan If sebanding dengan tegangan E dan arus beban I, maka torsi motor sebanding dengan EI cos φ, yaitu daya aktif yang diberikan ke beban. Karena itu kecepatan putaran piringan sebanding dengan daya aktif yang terpakai. 206
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
Semakin besar daya yang terpakai, kecepatan piringan semakin besar, demikian pula sebaliknya. Secara umum perhitungan untuk daya listrik dapat di bedakan menjadi tiga macam, yaitu: Daya kompleks S (VA) = V.I Daya reaktif Q (VAR) = V.I sin φ Daya aktif P (Watt) = V.I cos φ Hubungan dari ketiga daya diatas dapat dituliskan dengan menggunakan rumus sebagai berikut: S = √P2 + Q2 S = √(VI)2.(Sin φ + Cos2 φ) S = V.I Dari ketiga daya diatas, yang terukur pada KWH meter adalah daya aktif, yang dinyatakan dengan satuan Watt. Sedangkan daya reaktif dapat diketahui besarnya dengan menggunakan alat ukur Varmeter. Untuk pemakaian pada rumah, biasanya hanya digunakan KWH meter. Fungsi dan Prinsip Kerja KWH Meter
KWH Meter adalah alat penghitung pemakaian energi listrik. Alat ini bekerja menggunakan metode induksi medan magnet dimana medan magnet tersebut menggerakan piringan yang terbuat dari alumunium. Pada piringan alumunium itu terdapat as yang akan menggerakan counter digit sebagai tampilan jumlah KWH-nya. KWH Meter memiliki 3 kumparan yaitu 1 kumparan tegangan dengan koil yang diameternya tipis dan 2 kumparan arus dengan koil yang diameternya tebal. Pada KWH Meter juga terdapat magnet permanen yang tugasnya menetralkan piringan alumunium dari induksi medan magnet.
Gambar 3 Medan magnet di KWH meter
Gambar 4 Model fisik KWH meter
Gambar 3 menunjukkan bagaimana medan magnet memutarkan piringan alumunium. Arus listrik yang melalui kumparan arus mengalir sesuai dengan perubahan arus terhadap waktu. Hal ini menimbulkan adanya medan di permukaan kawat tembaga pada koil kumparan arus. Kumparan tegangan membantu mengarahkan medan magnet agar menerpa permukaan alumunium sehingga terjadi suatu gesekan antara piringan alumunium dengan medan magnet disekelilingnya. Dengan demikian maka piringan 207
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
tersebut mulai berputar dan kecepatan putarnya dipengaruhi oleh besar kecilnya arus listrik yang melalui kumparan arus. Gambar 4 merupakan koneksi KWH meter dimana ada empat buah terminal yang terdiri dari dua buah terminal masukan dari jala-jala listrik PLN dan dua terminal lainnya merupkan terminal keluaran yang akan menyuplai tenaga listrik ke rumah. Dua terminal masukan dihubungkan ke kumparan tegangan secara paralel dan antara terminal masukan dan keluaran dihubungkan ke kumparan arus. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Skema hubungan kumparan pada KWH meter Perhitungan Biaya KWH Meter
Satuan energi listrik adalah joule atau watt detik. Satuan yang digunakan oleh PLN untuk menentukan jumlah energi listrik yang dipakai adalah kilowatt jam (kilowatt hour/KWH). Satu KWH adalah besar energi yang digunakan selama 1 jam dengan daya listrik sebesar 1.000 watt. Rumus lain untuk menghitung energi listrik adalah : W=Pxt Dimana
W : Energi listrik (KWH) P : Daya listrik (KW) T : Waktu penggunaan (jam)
Kesetaraan satuan KWH dengan satuan joule adalah sebagai berikut : 1 watt = 1 joule/detik 1 watt detik = 1 joule 1 KWH = (1.000 watt) 3.600 detik = 3.600.000 watt detik KWH Meter berarti Kilo Watt Hour Meter dan kalau diartikan menjadi n ribu watt dalam satu jamnya. Jika membeli sebuah KWH Meter maka akan tercantum x putaran per KWH, artinya untuk mencapai 1 KWH dibutuhkan putaran sebanyak x kali putaran dalam setiap jamnya. Contohnya jika 1200 putaran per KWH maka harus ada 1200 putaran setiap jamnya untuk dikatakan sebesar satu KWH. Jumlah KWH itu secara kumulatif dihitung dan pada akhir bulan dicatat oleh petugas besarnya pemakaian lalu dikalikan dengan tarip dasar listrik atau TDL ditambah dengan biaya abonemen dan pajak menghasilkan jumlah tagihan yang harus dibayarkan setiap bulannya. 208
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
Mikrokontroler AT89S51
Gambar 6 memperlihatkan diagram blok piranti mikrokontroler AT89S51. P0.0 – P0.7
PORT 0 DRIVERS
Vcc
P2.0 – P2.7
PORT 2 DRIVERS
GND RAM ADDR REGISTER
B REGISTER
PORT0 LACTH
RAM
PORT2 LACTH
FLASH
PROGRAM ADDRESS REGISTER
STACK POINTER
ACC
TMP2
BUFFER
TMP1
PC INCREMENTER
ALU INTERRUPT SERIAL PORT AND TIMER BLOCKS
PROGRAM COUNTER
PSW PSEN ALEPROG EA/Vpp RST
TIMING AND CONTROL
INTRUCTION REGISTER
WATCH DOG
DUALDPTR
PORT3 LACTH
PORT1 LACTH
ISP PORT
PROGRAM LOGIC
OSC PORT 3 DRIVERS
PORT 1 DRIVERS
P3.0 – P3.7
P1.0 - P1.7
Gambar 6 Diagram blok AT89S51 Mikrokontroler AT89S51 adalah mikrokontroler yang chipnya merupakan kombinasi antara CPU 8 bit dengan memori flash sehingga AT89S51 menjadi sebuah mikrokomputer yang sangat berdaya guna, memberikan solusi yang sangat efektif, murah dan sangat fleksibel untuk beberapa aplikasi pengendalian. AT89S51 memiliki beberapa kelebihan antara lain: 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable anda Eraseable Read Only Memory), pengisian program secara ISP (In Sistem Programmable), RAM 128 byte, 32 jalur input-output, dua timer 16 byte, lima vector interupsi 2 level, port serial dua arah, rangkaian detak (clock) dan osilator internal. AT89S51 mempunyai empat buah port yang dapat digunakan sebagai unit masukkan/keluaran (I/O), yaitu port 0, port 1, port 2, dan port 3. Namun jika digunakan eksternal memori ataupun fungsi-fungsi spesial, seperti External Interrupt, serial ataupun External Timer, port 0, port 2, dan port 3 tidak dapat digunakan sebagai port 209
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
dengan fungsi umum. Untuk itu disediakan port 1 yang dikhususkan untuk port dengan fungsi umum. Semua port ini dapat diakses dengan pengalamatan secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan output pada tiap-tiap pin dari port ini tanpa mempengaruhi pin-pin yang lainnya. Organisasi Memori AT89S51
• • •
AT89S51 mempunyai struktur memori yang terdiri atas : RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variable atau data yang bersifat sementara. Special Function Register (Register Fungsi Khusus), memori yang berisi registerregister yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain. Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan intruksi-intruksi MCS51. FF
7FF SPECIAL FUNCITON REGISTER
80 RAM ADDRESS REGISTER
PROGRAM ADDRESS REGISTER
7F RAM INTERNAL 00
FLASH REROM
000
Gambar 7 Struktur memori Mikrokontroler AT89S51. RAM Internal AT89S51 terdiri dari : • Register Banks (00H hingga 1FH), • Bit Addressable RAM (20H hingga 2FH), • RAM Keperluan Umum (30 H hingga 7FH). Pada AT89S51 terdapat 21 Special Function Registers (Register Fungsi Khusus) yang terletak antara alamat 80H hingga FFH. Beberapa register-register ini juga mampu dialamati dengan pengamatan bit (bit addressable) sehingga dapat dioperasikan seperti yang ada pada RAM yang lokasinya dapat diamati dengan pengamatan bit (Bit Addressable RAM). AT89S51 mempunyai 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Raed Only Memory), yaitu ROM yang dapat ditulis ulang atau dihapus dengan menggunakan perangkat programmer. Flash PEROM dalam AT89S51 menggunakan Atmel’s High-Densty Non Volatile Technology yang mempunyai kemampuan untuk ditulis ulang hingga 1000 kali dan berisikan perintah standar MCS-51. Program yang ada pada Flash PEROM akan dijalankan jika pada saat sistem di-reset, pin EA/VP berlogika satu sehingga mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada pada Flash PEROM-nya. Namun jika EA/VP berlogika nol, mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada pada memori eksternal. 210
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
PERANCANGAN SISTEM Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Blok diagram sistem pada perancangan alat ini dapat dilihat pada Gambar 8. KWH METER
SENSOR
MIKROKONTROLER
DISPLAY
CATU DAYA
Gambar 8 Blok diagram perancangan sistem. Perangkat keras alat penampil rupiah pada kwh meter terdiri atas bagian-bagian dimana masing-masing bagian/rangkaian tersebut memiliki peranan tersendiri. Rangkaian tersebut antara lain sebagai berikut : Rangkaian Sensor
Rangkaian sensor berfungsi sebagai masukkan bagi sistem mikrokontroler (Gambar 9). Rangkaian sensor ini akan mendeteksi putaran piringan alumunium pada KWH Meter. Pada piringan alumunium diberi lubang agar sensor optocoupler dapat mendeteksi putaran piringan alumunium tersebut seperti yang terlihat pada Gambar 10. Vcc +5 volt
Rangk. indikator
p3.0
Rangk. inventer
Gambar 9 Rangkaian Sensor.
211
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
Gambar 10 Piringan alumunium KWH meter yang telah dilubangi. KWH Meter dilubangi dan dimodifikasi dengan membuat kedudukan untuk sensor optocopler sehingga akan menjadi seperti pada Gambar 11. Jumlah lubang akan mempengaruhi rumus perhitungan yang nantinya akan dimasukan ke mikrokontroller. Sebagai contoh alat yang dibuat disini, KWH Meter memiliki spesifikasi 900 putaran per KWH, artinya harus ada 15 putaran per menit untuk mencapai satu KWHnya. Perhitungan biaya per KWH saat ini berdasarkan Tarif Dasar Listrik R1 (900 VA) adalah sebesar Rp.720,00 (sudah berikut PPN) artinya per menit = Rp. 12,00. Jika demikian apabila lubangnya dibuat menjadi 10 titik maka jumlah pulsa per KWH adalah 15 putaran x 10 titik = 150 titik. Dari perhitungan diatas didapat nilai setiap lubang per menitnya adalah 12 : 150 = Rp. 0,08.
Gambar 11 Sensor optocoupler diberikan kedudukan pada KWH meter. Cara kerja dari rangkaian sensor adalah sebagai berikut : 1. Saat piringan alumunium berputar maka lubang-lubang pada piringan alumunium ikut berputar. 2. Lubang-lubang tersebut dideteksi oleh sensor optocoupler dimana keluarannya berupa pulsa-pulsa listrik. 3. Pada saat sensor optocoupler bertemu lubang pada piringan alumunium maka sinar infra merah atau sinar LED akan tembus sehingga sensor optocoupler mengalirkan arus listrik, sedangkan apabila tertutup maka sensor optocoupler akan berhenti mengalirkan arus listrik 4. Pulsa-pulsa listrik itu kemudian diolah agar keluarannya sesuai dengan yang dibutuhkan oleh masukkan dari mikrokontroler. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian mikrokontroler AT89S51 merupakan bagian unit pengolah sinyal masukkan dari masing-masing bagian. Rangkaian ini terdiri dari beberapa bagian antara lain: 212
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
•
ISSN 1978-2497
On-Chip Oscillator
C1,C2 = 30 pF ± for Crystals = 40 pF ± for Ceramic Resonators Gambar 12 Rangkaian On-Chip Oscillator Dengan memanfaatkan on-chip oscillator, rangkaian pembangkit pulsa hanya membutuhkan dua kapasitor keramik 30 pf dan sebuah quartz crystal dengan frekuensi 12MHz maka mikrokontroler telah memiliki sebuah pembangkit pulsa sebesar 12MHz. JP?
LCD 2x16 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 + 5V
34
R20 10K
35
10
36
R22 10K
9
37
8
38
R23 10K R24 10K
7
39
R25 10K
6
22
5
24
R26 10K R27 10K
4
26 C3 10uF
9 18
27
P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P3.0
R 14
R 13
14 13 CLK ENA 15
Q1 BC547
RST
3 2 4 7 10 1 5 6 9 11
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9
14017
P2.5
XTAL2 XTAL1
P3.1
R2 330
LED 2
R3 330
LED 3
R4 330
LED 4
R5 330
LED 5
R6 330
LED 6
R7 330
LED 7
R8 330
LED 8
R9 330
LED 9
R10 330
LED 10
12
CO
P2.3
RST
LED 1
U?
R11 100
10
P2.1
R1 330
11
20
R 28 10K
P2.6
GND
19
P0.5
AT 89S51
11
R21 10K
P0.6
4K7
33
12
R 12
13
R19 10K
P0.7
R 15
R18 10K
U?
O PT O C O U PLER
32
VPP
14
10K
40
R17 10K
100
330
R16 100
12MHz
+ 5V AC IN C5 30pf
BRIDGE 1A
12V -
+
C6 100nF
IC1 7805 1
IN
3
C2 1000uF
GND
CRYSTAL C4 30pf
D1
OUT
2 R29 330 C1 470uF
LED 3
Gambar 13 Rangkaian secara keseluruhan •
Power-On Reset Power-on reset merupakan proses reset yang berlangsung secara otaomatis pada saat pertama kali diberi catu. Proses ini mempengaruhi semua register dan internal data memori. Untuk mendapatkan proses ini, maka pin RST harus diberi rangkaian. Pada saat power pertama kali dihidupkan maka secara otomatis pin RST akan mendapatkan logika 1 untuk beberapa saat sehingga mikrokontroler menempatkan alamat memori pada lokasi 0000H. Namun untuk keadaan tertentu ada kalanya kita harus me-reset mikrokontroler secara manual karena ada kesalahan/error. 213
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
Rangkaian mikrokontroler merupakan unit pengolahan data yang berasal dari rangkaian sensor-sensor yang akan memberikan data berupa logika rendah (0) atau logika tinggi (1). Pada rangkaian ini menunjukkan pin mana saja yang digunakan, dimana masing-masing pin mikrokontroler memiliki fungsi yang berbeda. Pada port 3.0 digunakan sebagai media masukkan sinyal hasil pengolahan rangkaian inventer yang berasal dari sebuah sensor optocoupler. sedangkan port 2.1, 2.3 dan 2.5 digunakan sebagai pengendali LCD. Untuk keluaran mikrokontrol digunakan port 0. Perangkat Lunak (Software) A. Diagram Alir Program
Struktur diagram alir (flow chart) program diperlihatkan pada Gambar 14. Mulai inisialisasi Siapkan alamat untuk menampung digit biaya pemakaian listrik
2
Siapkan ram untuk counter bilangan
1 Ribuan +1
clock
Ribuan=9
2 digit dibelakang koma +0.08
Puluhan ribu +1
3x clock
Puluhan ribu=9
Isi satuan dengan bilangan ganjil
Ratusa ribu +1
25x clock
Ratusan ribu=9
Isi satuan dengan bilangan genap
Isi semua digit dengan 0
Satuan =9
selesai
Puluhan +1
2
Puluhan =9 Ratusan +1
Ratusan =9 1
Gambar 14 Diagram alir program. 214
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
B. Penyusunan Program
Perangkat lunak atau program ditulis dalam bahasa Assembler MCS 51 yang merupakan bahasa standar untuk mikrokontroler produksi ATMEL. Program ini ditulis dengan program Crimson Editor kemudian di-compile sehingga menghasilkan bilangan heksa desimal. Di bawah ini adalah potongan listing program yang merupakan inisialisasi program pada perancangan sistem ini. RS
BIT P2.5
; RESET LCD
RW
BIT P2.3
; READ/WRITE
EN
BIT P2.1
; ENABLE
INPUT
BIT P3.0
; INPUT
RST
BIT P3.1
; RESET
DATA_LCD
EQU P0
; DATA LCD
NOL100 EQU
20H
NOL10
EQU
; 1/100 21H
; 1/10
SATUAN EQU 22H
; SATUAN
PULUHAN EQU 23H
; PULUHAN
RATUSAN EQU 24H
; RATUSAN
RIBUAN EQU 25H
; RIBUAN
PULUH_RIBU
EQU 26H
; PULUHAN RIBU
RATUS_RIBU
EQU 27H
; RATUSAN RIBU
SPASI
EQU 28H
; SPASI
RUP
EQU 29H
; R
PIAH
EQU 2AH
; p
KOMA
EQU 2EH
; KOMA
TITIK
EQU 2CH
; TITIK
DIG1
EQU 35H
; DIGIT 1
DIG2
EQU 36H
; DIGIT 2
DIG3
EQU 37H
; DIGIT 3
DIG4
EQU 38H
; DIGIT 4
DIG5
EQU 39H
; DIGIT 5
DIG6
EQU 3AH
; DIGIT 6
Kemudian dilanjutkan dengan listing awal program seperti di bawah ini: ;=============================================== ;-----AWAL PROGRAM MULAI DARI ALAMAT 00H-------MULAI: ORG
00H
MOV
20H,#30H
; ASCII 0 1/100
MOV
21H,#30H
; ASCII 0 1/10
MOV
2EH,#2CH
; ASCII KOMA
MOV
22H,#30H
; ASCII 0 SATUAN
MOV
23H,#30H
; ASCII 0 PULUHAN
MOV
24H,#30H
; ASCII 0 RATUSAN
MOV
2CH,#2EH
; ASCII TITIK
MOV
25H,#30H
; ASCII 0 RIBUAN
MOV
26H,#30H
; ASCII 0 PULUHAN RIBU
MOV
27H,#30H
; ASCII 0 RATUSAN RIBU
MOV
28H,#20H
; ASCII SEPASI
215
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
MOV
29H,#52H
; ASCII HURUF R
MOV
2AH,#70H
; ASCII HURUF p
;-------BILANGAN UNTUK SATUAN------------------MOV
30H,#32H
; ASCII NOMOR 2
MOV
31H,#34H
; ASCII NOMOR 4
MOV
32H,#36H
; ASCII NOMOR 6
MOV
33H,#38H
; ASCII NOMOR 8
MOV
34H,#30H
; ASCII NOMOR 0
Ini hanya merupakan contoh potongan listing program yang dibuat dan masih banyak bagian-bagian listing program selanjutnya yang panjang sesuai dengan kerja sistem yang diharapkan seperti pada diagram alir (flowchart) di atas. Mengingat panjangnya listing program ini, maka tidak semua bagian listing program tersebut dapat dimuat di media ini. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Pengujian Rangkaian Sensor
Proses pengujian sensor-sensor dilakukan dengan memberikan tegangan pada rangkaian sensor untuk kemudian menggerak gerakan piringan KWH meter sehingga melewati lubang-lubang yang telah dibuat di piringan KWH meter. Vcc +5 volt
Ke Rangk. indikator
p3.0
Ke Rangk. inventer
Gambar 15 Rangkaian sensor Tabel 1 Hasil pengujian rangkaian sensor Keluaran LED mati No 0 1 2 3 4 5 6 7
Tegangan (V) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00
Logika Low Low Low Low Low Low Low Low
LED nyala Tidak terhalang Terhalang Tegangan (V) Logika Tegangan (V) Logika 0,32 Low 3,42 High 0,29 Low 4,15 High 0,30 Low 4,61 High 0,31 Low 3,26 High 0,31 Low 4,60 High 0,31 Low 4,38 High 0,32 Low 3,66 High 0,32 Low 3,75 High
216
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
Pengujian Rangkain dengan Beban
Pengujian rangkaian dilakukan dengan menghubungkan Kwh meter dengan beban. Dan mengamati tampilan yang ada pada LCD. Hasil pengujian adalah sebagai berikut: 1. Pengujian dengan beban berupa televisi Spesifikasi beban: Merek Sharp Ukuran layar 14” Komsumsi daya yang tertera di alat (P= 65 Watt) Waktu pengujian pukul 08.39-09.07 Wib (28 menit/0.467 jam) Dari hasil pengujian dengan spesifikasi alat seperti diatas alat penampil rupiah ini menujukan nilai rupiah sebesar :Rp.22.31. sedangkan jika dihitung secara teori dengan menganggap cos Ǿ yang ada adalah 1 maka diperoleh perhitungan sebagai berikut: P :V.I.cos Ǿ W : P.t Biaya : W.Tarif (Rp.720,00) Maka besarnya nilai rupiah secara teori adalah: W :65 . 0.467 = 30,34 wh Kwh :30,34 / 1000 = 0,03034 Kwh Biaya : 0.03034 x 720 = Rp.21,8448. 2. Pengujian dengan membandingkan Kwh meter milik PLN Pengujian dilakukan dengan memasang alat penampil rupiah ini dan meghubungkannya setelah PHB (perangkat hubung bagi) utama. Dengan demikian secara otomatis beban yang ada di Kwh meter milik PLN sama dengan beban yang ada dialat penampil rupiah ini. Adapun hasil pengujiannya adalah sebagai berikut: Pengujian dilakukan mulai pukul 16.10 sd 07.30 Wib Beban berupa peralatan rumah tangga dan lampu penerangan dengan daya dan lama penggunaan yang bervariasi. Stand meter Kwh meter PLN (720 put/kwh) pada saat mulai adalah 7335,1 Alat penampil rupiah menunjukan angka nol. Hasil akhir penunjukan nilai rupiah di alat adalah: Rp.1781,32 Dengan stand akhir Kwh meter PLN adalah: 7337,5 Dengan demikian besarnya nilai perubahan stand meter pada Kwh meter PLN adalah sebesar 2.4 Kwh maka secara teori jumlah harga yang harus dibayar adalah : 2,4 x 720 = Rp.1728 sedangkan alat penampil rupiah ini menunjukan :Rp.1781,32 atau terdapat selisih Rp 53,32 lebih besar dari perhitungan secara teori yang ada. KESIMPULAN
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisa, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut. 1. Alat penampil rupiah pada KWH meter yang dibuat dalam perancangan ini menampilkan pertambahan jumlah biaya pemakaian listrik dengan kelipatan 0,08 dan mampu menghitung besarnya jumlah pemakaian listrik sampai dengan 999.999,92 2. Setelah dilkukan pengujian alat penampil rupiah pada KWH meter ini mampu menunjukan nilai rupiah yang dikomsumsi oleh suatu alat listrik dengan selisih nilai yang tidak begitu jauh dengan nilai perhitungan biaya secara teori. 217
iteks Intuisi Teknologi dan Seni
ISSN 1978-2497
3. Alat penampil rupiah pada KWH meter ini secara otomatis akan mereset (menunjukan angka nol),jika catu daya yang masuk ke mikrokontrol terputus dikarenakan mikrokontrol AT89S51 tidak memiliki ruang EEPROM. 4. Alat penampil rupiah pada KWH meter ini mampu bekerja dengan baik. DAFTAR PUSTAKA
Christanto, Danny & Kris Pusporini, 2004, Panduan Dasar Mikrokontroler Keluarga MCS-51, Surabaya: Innovative Electronics.
Foulsham, W. & Co. Ltd London, 1996, Data dan Persamaan Transistor (Tower’s International Transistor Selector), Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.
Hartanto, Dwi & Raharjo, Suwanto, 2005, Visual Downloader Untuk Mikrocontroller AT89C2051, Yogyakarta: CV Andi Offset.
Malvino, Albert Paul, 1994, Prinsip-prinsip Elektronika, Edisi Kedua, Jakarta : Erlangga. Putra, Agfianto Eko, 2002, Belajar
Mikrokontroler AT89C51/52/55 (Teori dan
Aplikasi), Yogyakarta: Penerbit Gava Media.
Http://www.atmel.com Http://www.datasheetcatalog.com Http://www.kpsec.freeuk.com
218
