Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI GARDU INDUK TEGANGAN EKSTRA TINGGI MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA16 Oleh: I Dewa Made Widia
ABSTRAK Sistem kelistrikan Jawa - Bali khususnya pada Unit PLN P3B (Pelayanan dan Pusat Pengatur Beban) Jawa - Bali yang menyediakan suplly listrik ke pelanggan tak lepas dari gangguan system. Gangguan system tersebut biasanya diakibatkan oleh factor alam, alat maupun human error. Sering kali saat gangguan, proses pemulihan system terlalu lama akibat koordinasi antara pihak Dispatcher/BOPS sebagai pengatur beban dengan operator Gardu Induk khususnya GITET Kediri kurang cepat karena visual counter peralatan sebagai alat penunjuk bekerjanya peralatan berada di switchyard/lapangan. Oleh karena itu terbersit ide untuk visualisasi counter lightning arrester, pemutus tenaga, tap dan suhu transformer berbasis mikrokontroler atmega16 via website sehingga Dispatcher/BOPS yang ada di Surabaya dan Jakarta juga bisa memantau secara online. Proses perubahan counter lightning arrester, pemutus tenaga, tap changer & temperatur transformer akan bekerja jika ada tegangan positif yang menjalankan counter dan termometer suhu trafo. Setelah counter bekerja maka biasanya akan muncul pada alat penunjuk yang ada di peralatan tersebut yang lokasinya ada di switchyard. Maka agar bisa muncul di website harus disambung kabel dulu menuju ke panel control di Gitet Kediri setelah itu di hubungkan ke mikrokontroller ATMEGA16 sebagai pengolah data dan MAX 232. Program yang dirancang pada mikrokontroler akan memberikan output pada Program Web sehingga penunjukkan counter dan suhu akan muncul di website. Sistem ini sebagai simulasi atau prototype untuk memvisualkan counter lightning arrester, pemutus tenaga, tap changer& temperatur transformer Gitet Kediri agar saat ada gangguan proses penormalan lebih cepat dan tepat. Selain itu untuk memantau kondisi suhu trafo Gitet Kediri secara online. Kata kunci : Mikrokontroller ATMEGA16, Sensor suhu LM35, Website
ABSTRACT Electrical system of Java - Bali especially PLN P3B Unit (Service and Load Control Center) Java - Bali that provides electricity to customers supply not free from interference system. System disorders are usually caused by natural factors, equipment or human error. Often times when impaired, recovery system for too long due to the coordination between the Dispatcher/BOPS as regulatory burden with particular substation operator GITET Kediri fast enough for visual counter pointing device operation of the equipment as the equipment is in switchyard/field. Therefore, the idea occurred to visualization counter lightning arresters, circuit breaker, transformer tap and temperature based microcontroller ATmega16 via the website so Dispatcher/BOPS in Surabaya and Jakarta also can monitor online. The process of change counter lightning arresters, circuit breaker, transformer tap changer and temperatures will work if there is a positive voltage that runs counter and transformer temperature thermometer. After working the counter will usually appear on the pointing device in the equipment, which are located in the switchyard. So in order to appear on the website must be spliced wires used to go to the control panel in GITET 1
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
Kediri after it is connected to the microcontroller ATmega16 as a data processor and MAX 232. Programs designed the microcontroller will output the program counter's making the appointment and the temperature will appear on the website. The system is a simulation or prototype to visualize counter lightning arresters, circuit breaker, transformer tap changer and a temperature GITET Kediri so that when there is an interruption normalization process faster and more accurate. In addition to monitoring the temperature of the transformer condition GITET Kediri online. Keywords: Microcontroller ATMEGA16, Temperature Sensor LM35, Website
pengolah data dan dihubungkan ke Komputer petugas operator Gitet Kediri yang kondisi online. Mikrokontroller Atmega16 akan bekerja jika ada inputan tegangan dari peralatan di switchyard/lapangan. Alat ini akan mampu memantau secara dini kondisi peralatan sehingga gangguan bisa diminimalisir. Dengan melihat permasalahan yang luas serta agar pembahasan dapat terfokus dan tidak melebar ke masalah lain, maka penulis membatasi masalah yaitu alat ini bekerja dengan tombol ON/OFF sebagai inputan tegangan yang akan masuk ke mikrokontroller, counter dan suhu yang masuk ke website hanya peralatan lightning arrester, pemutus tenaga dan trafo di Gitet Kediri, tampilan web tidak mempunyai admin user dan tidak bisa di edit oleh pengguna dan alat ini bersifat simulasi Prototipe laboratorium.
I.
PENDAHULUAN Sistem penyaluran tenaga listrik JawaBali khususnya sistem tegangan 500 kV, 150 kV dan 20 kV harus bisa secara kontinyu kepada konsumen tanpaada gangguan apapun, jika terjadi gangguan yang tidak diharapkan, maka petugas harus mampu menanganinya secara cepat dan tepat. Jika tidak maka gangguan bisa mengakibatkan pemadaman yang lebih luas ke sistem yang lain sehingga konsumen akan dirugikan. Kondisi sekarang di Gitet Kediri jika gangguan sistem maka petugas operator wajib melakukan pencatatan indikasi relay proteksi, indikasi announciator di panel control dan kondisi peralatan di switchyard terutama Lightning Arrester dan Pemutus Tenaga untuk baytransmisi sedangkan peralatan Transformer dan Pemutus Tenaga untuk bay trafo. Pada peralatan di switchyard/lapangan salah satu yang harus dicatat adalah counter lightning arrester, pemutus tenaga, tap changer dan suhu trafo yang pasti akan membutuhkan waktu yang lebih lama karena peralatan tersebut ada di lapangan dan lokasinya cukup tinggi. Berdasarkan uraian di atas maka muncul suatu gagasan untuk memvisualkan counter LA, PMT, tap dan suhu trafo pada website yang bisa dilihat oleh petugas operator dan Dispather secara online. Pembuatan website penunjukkan counter ini untuk mempercepat proses penanganan gangguan dan memantau suhu trafo di Gitet Kediri. Alat ini menggunakan mikrokontroller Atmega16 sebagai
II. PERANCANGAN ALAT A. Perancangan Diagram Alir Sistem Alur proses sistem secara global ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 2. Diagram alir proses sistem 2
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
Program mikrokontroler akan diproses sebagai berikut: Melakukan inisialisasi untuk mikrokontroller : Jika ada peralatan bekerja / gangguan maka akan mengirim inputan tegangan ke IC Mikrokontroller Atmega16 dan akan mengolahnya menjadi data counter dan nilai digital dari temperature trafo Jika peralatan tidak bekerja maka IC Atmega16 tidak akan bekerja dan tampilan counter dan suhu trafo di website akan tetap. Jika IC Mikrokontroller Atmega16 bekerja maka akan mengolah data setting tegangan sensor suhu LM35 menjadi nilai digital suhu temperature minyak trafo dan mengolah data inputan tegangan push button menjadi perubahan counter peralatan yang tampil di website IC MAX 232 akan mentransfer data dari IC Mikro Atmega16 ke komputer melalui kabel data RS232 dan akan diconnect-kan melalui aplikasi Delphi Commport Komputer/laptop akan mengolah database MySQL dan akan menampilkan data counter & temperature minyak trafo melalui website.
Gambar 3. Rangkaian Minimum Sistem ATMEGA16 Sistem kerja dari mikrokontroler ATMEGA16 antara lain : Melakukan proses rutin inisialisasi, yakni proses untuk mengkondisikan informasi yang dibutuhkan sebelum proses pengambilan data tegangan peralatan dan sensor suhu LM35 Melakukan proses rutin interupsi, yakni proses pengambilan data tegangan push button & sensor suhu LM35. Urutan proses kerjanya adalah : Memerintahkan sensor suhu LM35 untuk melakukan pengukuran suhu dan mengolah data tegangan peralatan untuk ditampilkan pada website. Mengambil data temperature dari sensor suhu LM35 Melakukan proses pengolahan data yakni dengan cara : Menyimpan data dan mengolah data temperature & penambahan counter peralatan. Memberi perintah ke program database MYSQL untuk menambahkan data counter & suhu.
B.
Minimum Sistem ATMEGA16 Rangkaian ini sebagai CPU board yang berfungsi sebagai pengendali utama dari keseluruhan sistem atau disebut sebagai otak. Rangkaian ini dilengkapi dengan port-port dimana CPU board dapat berhubungan dengan modul-modul pendukung yang lain. Minimum sistem ini menggunakan chip ATMEGA16.
C. Sensor Suhu LM35 Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 oC akan menunjukan
3
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
tegangan sebesar 10 mV sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
3.
AVRProg Aplikasi ini digunakan sebagai downloader, yaitu memasukkan file dengan format heksa (HEX) ke dalam IC mikrokontroller Atmega16.
Vlm35 = suhu x 10mV Cara kerja dari sensor suhu LM35 adalah mula-mula diaktifkan melalui pin Trigger dengan mengirimkan pulsa positif dari IC mikrokontroler. Selanjutnya LM35 akan mengukur suhu sekitar dan akan mengirim tegangan hasil konversinya ke IC Mikro Atmega16 melalui pin 34/PA6 pada port A IC Atmega16.
Gambar 5. Tampilan AVRProg
D. Output Output dari sistem ini berupa website yang menampilkan data counter peralatan Pemutus Tenaga, lightning arrester, trafo dan data temperature minyak trafo serta data penjelasan peralatan tersebut. Website tersebut sekaligus difungsikan sebagai server.
4.
Database MySQL Dalam operasional sebuah website membutuhkan database untuk memberikan input semua data yang ditampilkan di web, terutama tentang data perubahan counter peralatan yang akan selalu realtime mengalami perubahan jika peralatan bekerja. Program MySQL ini sudah menjadi satu paket di program appserv yang terdiri dari Program web PHP5, Server APACHE 2.2 dan database MySQL.
E. 1. 2.
Software Sprint-Layout 4.0 CodeVisionAVR C Compiler 2.04 CodeVisionAVR C Compiler adalah aplikasi yang digunakan untuk menuliskan program yang akan dibuat dan disimpan dalam ekstensi *.c. Kemudian dapat mengcompile menjadi *.hex. Setelah itu mendownload file *.hex. ke dalam minimum system Atmega16.
Gambar 6. Tampilan MySQL Command Line Client 5.
Program Borland Delphi 7 Program ini akan membuat aplikasi CommPort yang menginisialisasi port yang akan menjadi lokasi kabel RS232 hardware connect dengan komputer. Program CommPort dilengkapi pilihan port dan password.
Gambar 4. Tampilan CodeVisionAVR C Compiler 2.04
4
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
Gambar 6. Tampilan Notepad bahasa Delphi & Commport
Gambar 8. Tampilan web Link Counter (lanjutan link home)
6.
Program Web PHP5 Software ini merupakan output dari prototipe yang dibuat. Program web PHP5 dapat menampilkan counter peralatan, suhu trafo dan informasi-informasi lainnya mengenai peralatan di Gitet Kediri. Website akan menampilkan counter peralatan Pemutus Tenaga, Lightning Arrester dan temperature minyak Transformator yang dibagi dalam 3 link yaitu : Home : Halaman utama (menampilkan counter & suhu) Peralatan : Menampilkan penjelasan tentang pengertian & konsep utama dari peralatan (LA,PMT,Trafo) About : Menampilkan profile biodata penulis Tugas Akhir Website http://localhost/ari_web/
Gambar 9. Tampilan web Link Peralatan III. PENGUJIAN DAN PENGUKURAN ALAT A. Pengujian 1. Pengujian Sumber Tegangan Pada instrumen ini dibutuhkan supply tegangan sebesar +5 Vdc pada blok rangkaian mikrokontroler, pada blok rangkaian sensor tegangan +5 Vdc dan pada push button sebesar +5Vdc, serta tegangan 9 - 12 Vdc pada blok output.
Gambar 7. Tampilan web Link Home 5
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094 Port D (PD3) pin 17 Push Button 3 / Interupt. 2 Port B (PB2 / AIN0) pin 3 Sensor Suhu port A (PA6 / pin 34) Didapatkan beda tegangan padasebesar +4,85 VDC.
Tabel I. Data Hasil Pengujian dan Pengukuran Sumber Tegangan yang Diharapkan
Catu daya pada rangkaian
Tegangan yang diharapkan
Tegangan hasil pengukuran
Volt DC
Volt DC
4.
+
-
+
-
Rangkaian mikrokontroler
5
-
4,85
-
Rangkaian Push Button
5
-
4,85
-
Rangkaian sensor suhu LM35
5
-
4,85
-
Rangkaian Output
9-12
-
10,85
-
Pengujian Software Website Counter Peralatan dan Suhu Minyak Trafo Website counter peralatan dan suhu minyak trafo disini sebagai output dari prototype yang dibuat. Langkah pengujian yang dilakukan antara lain : Hubungkan rangkaian mikrokontroller, sensor suhu dan push button dengan komputer yang sudah dipasang software website ini.
2.
Pengujian Mikrokontroller Pengujian mikrokontroller IC Atmega16 yaitu dengan memberikan input tegangan sebesar 9-12 VDC, kemudian terlihat LED indicator menyala. Selanjutnya adalah dengan mengukur beda tegangan pin 1 (GND)dan pin 2 (VCC) pada port D. Didapatkan beda teganganpadaVoltmeter sebesar +4, 85 VDC.
Gambar 11 Rangkaian mikrokontroller terhubung dengan computer Buka Website, trus klik menu Start, pilih menu connection, pilih port dan baud rate yang digunakan. Website ini menggunakan Port Comm 1 dan baud rate 9600 Hz.
Gambar 10 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller 3.
Pengujian Rangkaian Sensor Suhu dan Push Button Pengujian sensor suhu LM35 dan Push Button yaitu dengan memberikan input tegangan sebesar 9-12 VDC pada rangkaian, kemudian terlihat LED indicator menyala Selanjutnya adalah dengan mengukur beda tegangan pin 1 (GND) mikrokontrol dengan pin-pin sebagai berikut: Push Button 1 / Interupt. 0 Port D (PD2) pin 16 Push Button 2 / Interupt. 1
Gambar 12. Tampilan CommPort Tampilan website akan menunjukkan jumlah counter peralatan dan suhu trafo
6
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
Gambar 13. Tampilan Website jumlah counter peralatan dan suhu trafo Gambar 16. Tampilan counter peralatan dan suhu trafo
5.
Pengujian Rangkaian Keseluruhan Pengujian rangkaian keseluruhan dilakukan setelah pengecekan mulai dari bagian masing-masing rangkaian penyusun dan pengisian program ke dalam IC mikrokontroler Atmega16 selesai. Langkah-langkah yang harus dilakukan adalah : Rangkai semua komponen prototype alat yang dipasang
Berikut tabel hasil pengujian rangkaian keseluruhan prototype : Tabel 2 Data Hasil Pengujian Keseluruhan TANGGAL PENGUJIAN
WAKTU PENGUJIAN
DATA COUNTER & SUHU
BUTTON TRAFO (ON)
2012/09/09
22:14:08
3
SENSOR SUHU LM35 (ON)
2012/09/09
22:40:28
25.5 C
INTERUPT
IV. PENUTUP A. Kesimpulan Dari seluruh proses yang telah dilakukan maka penulis dapat mengambil kesimpulan atas unjuk kerja sistem yang telah dihasilkan bahwa proses sistem telah dirancang dan dibuat dapat berjalan dengan baik. Hal ini dapat ditunjukkan antara lain : 1. Mikrokontroller Atmega16 sebagai pengendali utama yang memproses data dari sensor suhu LM35 dan push button dan dikeluarkan ke tampilan website. 2. Satu prototipe ini hanya berfungsi untuk satu peralatan saja 3. Prototipe ini sangat bergantung pada kondisi sinyal jaringan intranet/internet (Bandwidth) yang ada di I-CON+ PLN 4. Adanya prototipe ini memudahkan Dispatcher maupun Petugas Gardu Induk untuk memantau kondisi Trafo dan peralatan lainnya baik melalui komputer, laptop maupun handphone
Gambar 14. Rangkaian Prototipe Disini Push Button disimulasikan sebagai counter peralatan di lapangan yang siap bekerja jika ada gangguan dan sensor suhu LM35 sebagai sensor suhu minyak trafo di lapangan/switchyard. Dimana inputan kedua alat tersebut akan mengerjakan IC Atmega16 Kemudian dipantau pada website jumlah counter peralatan dan suhu trafo
7
Jurnal Cendekia Vol 11 No 1 Jan 2013
ISSN 1693-6094
5. Adanya prototipe website ini akan sangat membantu dalam proses penanganan gangguan karena proses analisa & penormalan lebih cepat
database peralatan lebih lengkap dan mampu menampilkan informasi– informasi update Gitet Kediri agar bisa menjadi sarana knowledge sharing ke seluruh karyawan. 2. Bila prototipe ini dikembangkan lebih lanjut, maka dibutuhkan kabel yang cukup panjang untuk menyambungkan counter peralatan di switchyard / lapangan ke panel relay atau panel control di Gedung Gitet Kediri. 3. Website sebaiknya lebih interaktif agar user bisa menggali informasi lebih variatif dan fresh.
B.
Saran Saran-saran dalam pembuatan prototipe visualisasi counter lightning arrester, pemutus tenaga, tap & suhu trafo via website di gitet kediri sebagai berikut: 1. Prototipe website ini hanya menampilkan data peralatan yang terbatas dan layout yang masih sederhana sehingga perlu dikembangkan lebih lanjut agar
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2012 (http://www.elektro.undip.ac.id/sumar di/www/komponen/7_4.htm diakses 12 September 2012)
server.html diakses 05 september 2012) Deddy Susilo. 2010. 48 Jam Kupas Tuntas Mikrokontroller MCS51 & AVR. Yogyakarta: Andi
Anonim, 2012.(http://www.sentraedukasi.com/2009/11/definisi-contohmembuat -catatan-kaki.html diakses 25 Agustus 2012)
Hadi, Mokh Sholikhul. MENGENAL MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA16. http://ilmukomputer.org/wpcontent/uploads/2008/08/sholikhulatmega16.pdf diakses 10 September 2012
Anonim,2012.(http://elektronikadasar.com/2012/02/komponen/sensor. ../sensor-suhu-ic-lm35.html diakses 25 september 2012) Anonim,2012.(http://iptkj.web.id/2011/12/ Thread-PENGERTIAN-PHP-danMYSQL.html diakses 01 september 2012)
Malvino, Albert. 1991. Prinsip-prinsip Elektronika Dasar, Jilid 2, Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga. Milman, J., Halkias. CM, Barmawi, Mo Tjia. 1991. Elektronika Terpadu, Jilid 2. Jakarta: Erlangga
Anonim,2012.(http://www.alibaba.com/20 12/09/.../push-button-switch.html diakses 20 september 2012)
Pranata. 1997. Pemrograman Borland Delphi 6 Edisi 4. Yogyakarta: Andi
Anonim,2012.(http://www.tokoelektronika .com/tutorial.peinterfacing.htm/2012/ 08/pengenalan-kominikasi-serial. diakses 25 Agustus 2012)
Skubre, 1998. Rangkaian Elektronika Populer. Jakarta: PT. Elekmedia Komputindo
Anonim,2012.(http://www.worldfriend.we b.id/2009/11/pengertian-web-
8
