ISSN :2085-6989
PEMAKAIAN REMOTE CONTROL TV DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI ALAT PEMUTUS DAN PENGHUBUNG TEGANGAN KWH METER 1 PHASA Oleh Salwin Anwar, Desmiwarman, Nazris Nazaruddin Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang
ABSTRACT Synthesizer circuit voltage to 1 phase kWh meter using microcontroller AT89S51 with TV Sony remote is the solution for PT PLN to terminate the network if users by default. Nowadays, if the consumer makes debt the officer will take the kWh meter using simple tool. The used of this device just push a button on the remote control to turn off the electricity. Remote radiate infrared signals and received by phototransistor in kWh meter. The results of infrared and phototransistors will be processed by a microcontroller to give instructions to relay for disconnecting or connecting the voltage source. This tool initially can be useful for staff of PT PLN to do their job, thereby increasing effectiveness. Keyword: Microcontroller AT89S51, Remote Control, KWh Meter, Infrared, Phototransistor
PENDAHULUAN Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan bagi kehidupan manusia saat ini. Kebutuhan akan energi listrik cenderung meningkat setiap tahunnya. Tapi tak sedikit juga dari pelanggan listrik tersebut yang melakukan penunggakan pembayaran rekening listrik yang mengakibatkan penunggakan kerugian pada PT. PLN. Untuk saat ini sebagai contoh tunggakan listrik untuk kota Padang tercatat ada sekitar 1.434 pelanggan pada bulan November, yang terdiri dari rayon Tabing, rayon Belanti, rayon Kuranji dan rayon Indarung. Kondisi saat sekarang, petugas PT. PLN melakukan pemutusan hubungan listrik pada rumah pelanggan yang melakukan penunggakan dengan cara mencabut KWh meter yang terletak pada rumah pelanggan tersebut. Pekerjaan yang dilakukan seperti ini membutuhkan waktu sekitar setengah jam dan pekerjaan sering menjadi tidak efisien karena pelanggan yang melakukan penunggakan. Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
Sehubungan dengan permasalahan diatas, maka penulis mencoba memecahkan permasalahan guna mempermudah pekerjaan dari PT. PLN dalam melakukan pemutusan hubungan listrik pada pelanggan yang melakukan penunggakan. Yaitu dengan membuat alat pemutus dan penghubung sumber tegangan pada KWh meter 1 phasa menggunakan remote tv sony, dengan alat ini petugas dapat memutuskan listrik tidak lebih dari lima menit dan dapat juga digunakan dalam jarak jauh. Rancangan sederhana ini menggunakan bahasa pemprograman assembler sebagai kontrol dari kerja relay. Selain itu, alat pemutus dan penghubung tegangan pada KWh meter 1 phasa merupakan alat yang ekonomis, sehingga nantinya dapat dimanfaatkan sebagai efisiensi dan mempermudah kerja dari PT. PLN. Karena jika dibandingkan dengan keadaan PT. PLN saat ini, yang melakukan pemutusan hubungan listrik dari setiap pelanggan yang menunggak membutuhkan waktu sekitar setengah jam untuk 1 KWh saja sedangkan 67
ISSN :2085-6989 dengan alat ini bisa memutuskan 1 KWh pelanggan yang menunggak dengan waktu 5 menit. TINJAUAN PUSTAKA a. Transformator Transformator adalah suatu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengubah (menaikkan/menurunkan) tegangan listrik bolak-balik. Bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan skunder adalah merupakan lilitan kawat email yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. Untuk trafo yang digunakan pada tegangan AC frekuensi rendah biasanya inti trafo terbuat dari lempenganlempengan besi yang disusun menjadi satu membentuk teras besi. b. Penyearah / Rectifier Fungsi penyearah atau rectifier didalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang berasal dari trafo step-down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah. Pada umumnya tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian rectifier masih belum rata dan masih terdapat ripple-ripple tegangan yang cukup besar. Kita mengenal 3 macam penyearah yaitu: a.Rangkaian penyearah setengah gelombang ( Half wave Rectifier) b. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 buah diode c. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 4 buah dioda
Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang
Gambar 2. Rangkaian penyearah gelombang penuh
Gambar 3. Rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan c.
Filter / Penapis Penapis atau filter adalah bagian yang terdiri dari kapasitor atau kondensator yang berfungsi sebagai penapis atau merataka tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Secara umum peralatan elektronik membutuhkan sumber arus searah yang halus atau lebih rata. Guna menghilangkan sisa gelombang bolak balik yang berasal dari rectifier tersebut sering digunakan kondensator elektrolit sebagai tapis perata. Penambahan nilai kapasitor yang dipararel dengan beban akan memberikan efek peralatan pulsa DC yang lebih halus. Nilai kapasitor yang lebih besar akan menyimpan muatan pada saat pengisian. Kecepatan pengosongan muatan kapasitor tergantung dari besarnya konstanta waku t = RL x C. Gambar 2.5 memperlihatkan rangkaian penyearah gelombang penuh dilengkapi filter kapasitor .
68
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989 agar tegangan atau keluaran dapat diatur besar kecilnya yang disebut dengan regulator tegangan atau arus.
Gambar 4. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan filter kapasitor
Perhatikan gambar 2.5 diatas, pada saat T1 kapasitor terjadi pengisian muatan kapasitor mendekati harga tegangan puncak Um (maksimum) jika tegangan pulsa turun lebih rendah dari Um maka kapasitor akan mengosongkan muatannya. Dengan adanya kapasitor (C) tegangan keluaran tidak segera turun walaupun tegangan masuk sudah turun, hal ini disebabkan karena kapasitor memerlukan waktu mengosongkan muatannya. Sebelum tegangan kapasitor turun banyak, tegangan pada kapasitor menjadi naik lagi. Tegangan berubah yang terjadi tersebut disebut tegangan kerut (ripple voltage) hasil dari transient kapasitor. d. Regulator dan Stabilizer Rangkaian catu daya yang stabil dan teregulasi sangat diperlukan pada semua rangkaian elektronika. Banyak sekali rangkaian catau daya yang dilengkapi dengan stabilisator dan regulator tegangan dari rangkaian sederhana sampai rangkaian yang cukup rumit. Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen diode zener, transistor, IC atau kombinasi ketiganya. Komponen-komponen tersebut fungsinya adalah sebagai penstabil. Dan mengatur tegangan yang berasal dari rangkaian penyaring. Stabilisator rangkaian yang dapat memberikan tegangan dan arus keluaran yang stabil dan tetap pada keadaan masukan bervariasi. Sedangkan rangkaian regulator berfungsi membuat Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
a. Regulator 7805 Regulator 7805 memberikan regulasi yang baik dengan keuntungan sebagai berikut:
Arus keluaran melebihi 1A Pengamanan pembebanan lebih termik Tidak diperlukan komponen tambahan Ada pengamanan untuk transistor keluaran ( output )
Untuk regulator 7805 ini, memerlukan tegangan positif dengan tiga terminal masing-masing terminal input, terminal output dan terminal ground. Tegangan yang akan diregulasi diberikan pada terminal input dan ground. Untuk lebih meratakan input, maka diantara kedua terminal tersebut dapat dipasangkan sebuah kapasitor. Begitu pula dengan tegangan keluaran agar dapat ditambahkan resistor pada terminal out dan terminal ground. Berikut ini merupakan gambar dari sebuah bentuk dan simbol dari sebuah regulator.
Gambar 5. Bentuk regulator dan symbol rangkaian
e. KWh Meter Prinsip kerja dari KWh Meter yaitu Azas elektro mekanis, yaitu adanya kumparan arus dan tegangan sehingga menimbulkan induksi, maka piringan pada meter akan berputar dan
69
ISSN :2085-6989 menggerakan konter / regester / angka dari nilai kecil terus naik keatas.
Gambar 6. Konstruksi KWh
f. Relay Relay pengendali elektromekanis adalah saklar magnetis. Relay ini menghubungkan rangkaian beban on dan off dengan pemberian energi elektro magnetis yang membuka dan menutup pada rangkaian. Relay biasanya mempunyai satu kumparan, tetapi relay dapat mempunyai beberapa kontak. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar berikut :
Jika terjadi arus lebih pada rangkaian,bimetal akan menjadi panas dan melengkung memutuskan kontak listrik sehingga rangkaian terlindungi. Karakteristik arus waktu untuk MCB hampir sama dengan pengaman lebur. Dalam instalasinya motor dengan kapasitas arus lebih dari 100 A, MCB harus dipasang bersamaan dengan pengaman lebur. h. Mikrokontroler AT89S51 Mikrokontroler sebagai teknologi baru yaitu teknologi semikonduktor kehadiranya sangat membantu perkembangan dunia elektronika. Dengan arsitektur yang praktis tetapi memuat banyak kandungan transistor yang terintegrasi, sehingga mendukung dibuatnya rangkaian elektronika yang lebih portable. Mikrokontroler dapat diproduksi secara masal sehingga harganya menjadi lebih murah dibandingkan dengan mikroprosessor, tetapi tetap memiliki kelebihan yang bisa diandalkan. Mikrokontroler memiliki perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.
Gambar 7. Relay
g. MCB (Miniatur Circuit Breaker) Bentuk yang kecil dari circuit breaker disebut miniatur circuit breaker (MCB) yang merupakan alat pembatas daya secara otomatis yang sangat baik digunakan untuk mendeteksi besarnya arus lebih. MCB bekerja sebagaimana thermal over load relay, mempunyai bimetal yang dapat panas bila dialiri arus.
70
Gambar 8. Port Mikrokontroler AT89S51 Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
METODOLOGI Dalam melakukan pembuatan alat ini, untuk mendapatkan hasil yang diinginkan sesuai dengan deskripsi dan prinsip kerja yang diinginkan, maka diperlukan metodologi sebagai berikut: a. Menyiapkan semua perencanaan baik konstruksi, rangkaian hardware maupun software dan semua yang berhubungan dengan perencanaan pemutus tegangan pada kwh. b. Menyiapkan bahan-bahan dan komponen-komponen yang digunakan pada rangkaian pemutus arus pada kwh. c. Menggambar lay out PCB dari masing-masing skema rangkaian yang akan digunakan. d. Melarut Lay out PCB dari masingmasing rangkaian yang telah digambar. e. Menyolder komponen-komponen pada masing-masing rangkaian yang akan digunakan. f. Menginstalasi rangkaian-rangkaian tersebut sehingga siap dioperasikan ke konstruksi pemutus arus pada KWh. g. Membuat box rangkaian
HASIL PENGUKURAN a. Pengujian Rangkaian Catu Daya Pengujian terhadap rangkaian catu daya dilakukan dengan cara memberikan tegangan bolak-balik melalui transformator pada input penyearah sebesar 12 V, kemudian input dan output dari catu daya dihubungkan dengan alat ukur. Untuk lebih memperjelas gelombang yang dihasilkan oleh catu daya apakah sesuai dengan hasil yang diharapkan, maka pengukuran terhadap Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
input dan output dari catu daya dilakukan bersamaan hingga nampak hasil pengukuran secara bersamaan dan dapat dibandingkan apakah sesuai dengan teori yang ada. Pengujian rangkaian catu daya berfungsi untuk mengetahui bentuk gelombang keluar rangkaian. Untuk pengujian ini digunakan osciloskop untuk mengetahui bentuk gelombang dari keluaran rangkaian ini. Hasil pengukuran dari pengujian rangkaian catu daya dengan menggunakan multimeter dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 1 Hasil pengujian rangkaian catu daya Vout Sekender Trafo
Vout Penyearah
Vout 7812
Vout 7805
13 Vac
16 Vdc
12Vdc
5 Vdc
b. Pengujian rangkaian infra red Tabel 2 Pengujian tanpa penghalang kaca NO Jarak(Meter) 1 2 3 4 5 6 7
2 4 6 8 10 11 12
Lampu Dalam Keadaan Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Hidup Mati
Tabel 3 Pengujian menggunakan penghalang kaca NO 1 2 3 4 5 6 7
Jarak(Meter) 2 4 6 8 10 11 12
Lampu Dalam Keadaan Hidup Hidup Hidup Mati Mati Mati Mati
71
ISSN :2085-6989 1.
Dengan adanya pembuatan alat pemutus dan penghubung sumber tegangan pada KWh meter 1 phasa ini, akan sangat membantu PT.PLN dalam memutus dan menghubungkan tegangan pada konsumen yang melakukan penunggakan sehingga dapat meningkatkan efisiensi PT. PLN.
2.
Sensor infra merah yang digunakan sebagai transmisi dalam melakukan pemutus dan penghubungan sumber tegangan pada alat ini, dapat bekerja dengan jarak lebih kurang 10 meter dan dapat bekerja sebagai alat pemutus.
Pada saat pengujian alat dengan menggunakan remot tv, dengan jarak pemutusan yang berbeda (dapat dilihat dalam tabel) dibagi dengan dua percobaan yakni dengan tanpa penghalang dan dengan menggunakan penghalang kaca. penjelasannya dapat dilihat sebagai berikut : 1. Pada pengujian tabel 1 diatas, setelah alat dioperasikan tanpa menggunakan penghalang, sensor dapat bekerja dari jarak 0-11 meter ditandai dengan hidupnya lampu. Sedangkan untuk jarak 12 meter keatas photo transistor tidak bisa lagi menerima sinyal yang diberikan oleh sensor, jadi dengan jarak tersebut pengoperasian alat menjadi tidak efektif. 2. Pada pengujian data tabel 2 diatas, setelah alat dioperasikan menggunakan penghalang kaca sensor dapat bekerja dari jarak 0-6 meter sedangkan untuk jarak 7 meter keatas photo transistor tidak bisa lagi menerima sinyal yang diberikan oleh sensor. Hal ini karena alat ini sulit untuk menenmbus benda tembus pandang dengan jarak jauh Dari data diatas dapat dianalisa bahwa, alat ini hanya bisa bekerja dengan efektif tanpa menggunakan penghalang, namun alat ini masih bisa juga bekerja dengan menggunakan penghalang kaca tapi dengan jarak yang dekat. Hal ini disebabakan karena jangkauan sinyal sensor tergantung dengan benda yang melewatinya. KESIMPULAN Dari uraian dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan antara lain : 72
3. Pemanfaatan Mikrokontroler AT89S51 dengan menggunakan bahasa assembler, selain sebagai pengendali juga bisa dimanfaatkan sebagai pendeteksi, apakah pelanggan yang menunggak tersebut tegangannya sudah diputuskan atau masih tersambung pada KWh meter 1 phasa
DAFTAR PUSTAKA Malvino, Albert Paul. 1999. Prinsip-prinsip Elektronika jilid I. Jakarta : Erlangga. Malvino, Albert Paul. 1999. Prinsip-prinsip Elektronika jilid II. Jakarta : Erlangga. http://elektrokita.blogspot.com/2008 /09/komponen-elektronika.html http://www.docstoc.com/docs/71126 92/PENGENALANKOMPONEN-KOMPONENELEKTRONIKA http://kuninganelektro.blogspot.com/2010/02/ko mponen-elektronika.html http://yosmedia.blogspot.com/2008/ 12/cara-kerja-relay-dc.html Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
73
