Ошибка! Только основной документ.
PERANCANGAN SISTEM HOME AUTOMATION dalam RANGKA UPAYA KONSERVASI ENERGI RUMAH TANGGA
Lela Nurpulaela Program Studi Teknik Elektro STT. Bina Tunggal
ABSTRAK Karya ilmiah ini bermaksud untuk mengidentifikasi konsep desain home automation sebagai salah satu upaya untuk meningkatkan efisiensi energi dalam negeri akibat adanya pemborosan oleh kelalaian manusia dan budaya buruk. Metode penulisan menekankan pada studi literatur melalui internet, buku, jurnal dan diskusi kelompok. Hasil interpretasi data menunjukkan bahwa home automation memberikan solusi yang efektif untuk konservasi energi
Kata kunci: Home Automation, Konservasi Energi, Sensor, Controller dan Actuator ABSTRACT This essay intend to identify the concept of home automation design as one effort to improve the efficiency in domestic energy that’s caused by human negligence and bad culture. The writing method emphasizes on study literature through internet, books, journals and focus group discussion. Interpreting data shows that home automation provide effective solutions for energy conservation Keywords : Home Automation, Energy Conservation, Sensor, Controller and Actuator PENDAHULUAN Pemborosan penggunaan energi di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat hampir di semua sektor. Catatan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) menunjukkan, intensitas (pemborosan) penggunaan energi di Indonesia menembus angka 400 atau empat kali lebih besar dibanding Jepang. Berdasarkan data lembaga Konservasi Energi Nasional Februari 2004, kata Widiatmini, elastisitas energi Indonesia juga terhitung tinggi, yakni 1,04-1,35 dalam kurun waktu 1985-2000. Angka ini jauh lebih tinggi dibanding elastisitas energi negara-negara maju pada tempo yang sama, yakni 0,55-0,65. Dengan dua parameter ini, Indonesia tercatat sebagai salah satu negara terboros di dunia. Dia menerangkan, intensitas energi adalah perbandingan antara jumlah konsumsi per Produksi Domestik Bruto (PDB). Sementara elastisitas energi adalah perbandingan antara pertumbuhan konsumsi energi dengan pertumbuhan ekonomi. Semakin kecil intensitas dan elastisitas, JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
semakin efisien suatu negara. 1) Pemborosan yang tinggi, menurut Widiatmi, berdampak pada cost yang tinggi pula. Tak kalah penting, pemborosan energi juga berpotensi merusak lingkungan sebagai imbas efek rumah kaca. Di samping itu, krisis energi menjadi kekhawatiran tersendiri lantaran laju penemuan unrenewable energy resources tidak sebanding dengan konsumsi energi.
Salah satu
penyebab pemborosan energi di Indonesia secara umum terjadi di sektor rumah tangga. Hal ini disebabkan karena mayoritas rumah tangga mengkonsumsi listrik bertarif subsidi (harga energi murah) dan ditambah dengan belum memasyarakatnya budaya efisien sehingga pemakaian energi di rumah tanggapun cenderung boros. Belum semua menyadari untuk segera mematikan lampu dan peralatan listrik ketika tidak diperlukan. Seperti contoh : TV masih dalam keadaan hidup meskipum tidak ditonton, lupa mematikan lampu taman dan teras pada saat siang atau pagi hari masih menyala. Selain itu, sering sekali imbauan dan regulasi yang diterbitkan oleh pemerintah dan PLN sebagai pengelola listrik negara berjalan tidak optimal. Acuan himbauan kadang tinggal menjadi slogan semata, temporer dan cenderung berjalan di tempat. Contohnya kebijakan mengganti lampu pijar dengan lampu hemat energi dan kebijakan mematikan lampu yang tidak perlu pada saat jam 17.0022.00. Hasilnya, walaupun terjadi sedikit efisensi namun outputnya tetap belum optimal. Borosnya penggunaan energi rumah tangga perlu terobosan baru yang tidak bergantung pada sikap lalai manusia. Salah satu upaya mengeliminasi masalah tersebut adalah melalui teknologi home automation. Upaya ini dengan memberi kontrol/pengaturan pada beban listrik di rumah tangga yang bekerja secara otomatis sehingga beban-beban listrik ini akan hemat penggunaannya dan memberikan kemudahan dan kenyamanan bagi penggunanya. Berdasarkan uraian tersebut maka penulisan ini di fokuskan pada beberapa pertanyaan/permasalahan sebagai berikut : Bagaimana Merancang konsep home automation sebagai salah satu upaya konservasi energi rumah tangga untuk meningkatkan efisiensi penggunanan energi di rumah tangga (economic value) yang disebabkan karena kelalaian dan budaya buruk manusia.Tujuan penulisan kajian ini secara umum adalah untuk mengetahui rancangan konsep home automation sebagai salah satu upaya konservasi energi rumah tangga untuk meningkatkan efisiensi penggunanan energi di rumah tangga (economic value) yang disebabkan karena kelalaian dan budaya buruk manusia.
TINJAUAN PUSTAKA Definisi Home Automation Home Automation adalah suatu sistem yang bekerja untuk rumah kita dengan memberikan kontrol/ pengaturan dan pengendalian pada beban listrik di rumah kita sedemikian rupa sehingga membantu, memudahkan dan menghadirkan kenyamanan bagi penghuninya.
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Gambar 1. Home Automation di dalam rumah Konservasi Energi Listrik Konservasi energi listrik merupakan penggunaan energi listrik secara efisien dan rasional tanpa mengurangi penggunaan energi listrik yang memang benar-benar diperlukan. Upaya konservasi energi diterapkan pada seluruh tahap pemanfaatan, mulai dari pemanfaatan sumber daya energi sampai pada pemanfaatan akhir, dengan menggunakan teknologi yang efisien dan membudayakan pola hidup hemat energi Bagian-Bagian Sistem Home Automation Sistem Home automation terdiri atas 3 bagian utama yaitu sensor, pengendali/controller dan actuator. 1. Sensor Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa di analisa dengan menggunakan rangkaian listrik.. Adapun jenis sensor yang digunakan dalam sistem home automation adalah :
Sensor Cahaya Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita. Sensor yang terkenal untuk mendeteksi cahaya ialah LDR (Light Dependent Resistor). Sensor ini akan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Sensor InfraReD Sensor ini bisa kita buat sendiri. Prinsip kerjanya sederhana, hanya memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah dan untuk menangkap pantulan cahaya LED kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan. Berikut adalah ilustrasinya :
Gbr2. Ilustrasi Kerja Sensor Infra Red
2. Mikrokontroller ATmega 8535 ( Pengendali / Controller) Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali dengan instruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
Gambar 3. Keterangan PIN ATMEGA8535 JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
3. Aktuator Aktuator merupakan bagian yang mengaktulisasikan kerja sistem. Dalam sistem home automation yang menjadi aktuator adalah lampu, pendingin, audio video sistem dan katub kran air.
METODELOGI Metode yang digunakan dalam menulis karya tulis ini adalah dengan studi literatur (studi kepustakaan) melalui internet, buku dan hasil kajian yang terkait dengan tema penelitian. Setelah data-data dari metode ini dilakukan kemudian diinterpretasi.
ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Desain Konsep Home Automation Secara umum desain konsep Home Automation dibentuk dari sensor, controller dan output berupa Komponen Penerangan/Lighting, Sistem Pendingin, Air dan Audio/Video sistem. Blok diagramnya digambarkan sebagai berikut : Manual Sensor Cahaya
Sensor Infra Red
Pengendali/ Controller
Penerangan
Pendingin Ruangan Audio Sistem
Water Valve
Gambar 4. Blok Diagram Home Automation
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Diagram alir proses home automation digambarkan sebagai berikut :
START
mode operasi
Manual operation
Penerangan
System Pendingin Audio Video
Pompa Air
Gambar 5. Diagram Alir Home Automation Berdasarkan diagram alir di atas cara kerja system home automation dapat dijelaskan sebagai berikut : Ketika sistem dihidupkan pertama kali maka sistem langsung bekerja secara otomatis namum tidak menutup kemungkinan pengoperasia secara manual. Hal ini berfungsi untuk mengantipasi apabila terjadi gangguan pada sistem atau kebutuhan lain di luar cara kerja sistem. Konservasi energi rumah tangga melalui home automation secara umum dapat dikelompokkan menjadi beberapa grup antara lain : 1. Grup penerangan JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
2. Grup sistem pendingin 3. Grup Peralatan Elektronik ( audio video sistem) 4. Grup Penghematan Penggunaan Air B. Grup Penerangan a. Penerangan ruangan Manual Sensor Cahaya Pengendali/ Controller
Penerangan
Sensor Infra Merah Gambar 6. Blok Diagram Sistem Kerja Pengendali Penerangan Penerangan ruangan diharapkan hanya akan aktif pada saat ada penghuni ruangan yang dideteksi oleh sensor infra merah dan ruangan dalam kondisi gelap/intensitas cahaya kurang/malam yang dideteksi oleh sensor cahaya. Sehingga dengan demikian kalaupun ada penghuni didalam ruangan akan tetapi intensitas cahaya didalam ruangan masih cukup (siang hari) maka sistem penerangan tidak akan aktif. Sebaliknya jika intensitas cahaya dalam ruangan rendah/gelap (malam) tetapi tidak ada penghuni didalam ruangan sistem penerangan juga tidak akan aktif. Sistem ini masih menyediakan mode manual yang berfungsi untuk mengantipasi apabila terjadi gangguan pada sistem atau kebutuhan lain diluar cara kerja sistem. b. Penerangan Taman/Teras Rumah
Manual
Sensor Cahaya
Pengendali/ Controller
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
Penerangan
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Gambar7. Blok Diagram Sistem Kerja Pengendali Penerangan Taman/Teras Untuk penerangan taman dan teras rumah diset sedemikian sehingga hanya akan aktif secara otomatis pada saat intensitas cahaya rendah/gelap (malam) yang dideteksi oleh sensor cahaya, tetapi akan padam pada saat intensitas cahaya cukup dan tidak tergantung pada faktor lain. Sistem ini juga masih menyediakan mode manual yang berfungsi untuk mengantipasi apabila terjadi gangguan pada sistem atau kebutuhan lain di luar cara kerja sistem. C. Grup Sistem Pendingin
Manual
Sensor Temperatur
Pengendali/ Controller
Pendingin ruangan
Sensor Infra Merah
Gambar 8. Blok Diagram Sistem Kerja Pengendali Sistem Pendingin Sistem pendingin dirancang untuk bekerja berdasarkan temperatur ruangan yang dideteksi oleh sensor PTC/NTC dan ada atau tidaknya orang di dalam ruangan yang dideteksi oleh sensor infra merah. Dengan menggunakan sensor khusus yang di pasang di pintu masuk rungan maka sistem akan mengetahui apakah ada orang di dalam ruangan atau tidak, sehingga sistem ini akan bekerja sebagai berikut : a.
Sistem pendingin hanya akan aktif pada saat temperatur ruangan mencapai nilai tertentu (diatas suhu ruangan kerja) dan sensor mendeteksi ada orang didalam ruangan.
b.
Sistem tidak akan bekerja walaupun temperatur ruangan tinggi tetapi sensor tidak mendeteksi keberadaan orang didalam ruangan.
c.
Sebaliknya walaupun sensor mendeteksi keberadaan orang dalam rungan tetapi suhu dalam ruangan belum melewati batas suhu ruang kerja sistem pendingin tidak akan aktif JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Sistem ini juga masih menyediakan mode manual yang berfungsi untuk mengantipasi apabila terjadi gangguan pada sistem atau kebutuhan lain diluar cara kerja sistem. D. Grup Peralatan Elektronik ( audio video system)
Manual Sensor Infra Merah Sensor tekanan
Pengendali/ Controller
Sistem audio/video
Gambar 9. Blok Diagram Sistem Kerja Pengendali Sistem Audio Video
Sistem ini hanya akan aktif jika di area nonton TV ada orang yang dideteksi oleh sensor infra merah dan sensor tekanan. Apabila di tinggalkan oleh penonton dalam waktu yang di tentukan (setting variabel), maka tevisi akan mati dengan sendirinya secara otomatis. Dengan kata lain sistem audio video tidak akan bisa aktif jika tidak ada yang menonton. Sistem ini juga masih menyediakan mode manual yang berfungsi untuk mengantipasi apabila terjadi gangguan pada sistem atau kebutuhan lain diluar cara kerja sistem. E. Grup Penghematan Penggunaan Air
Manual
Sensor Infra Merah
Pengendali/ Controller
Katub kran air
Gbr10. Blok Diagram Sistem Kerja Pengendali Katub Kran Air Sistem ini akan mengendalikan aliran air yang keluar dari kran ataupun shower dengan menggunakan katup/Valve otomatis. Katup kran akan terbuka apabila sensor infra merah mendeteksi JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
keberadaan pengguna air. Ketika sensor tidak mendeteksi keberadaan pengguna air secara otomatis katup akan tertutup dan aliran airpun juga akan berhenti. Dengan demikian, pemborosan air dapat ditekan yang pada ahirnya akan mengurangi waktu kerja dari pompa air, sehingga akan mengurangi pemborosan energi listrik. Konservasi Energi Listrik Melalui Home Automation Kehidupan modern memungkinkan manusia hidup dalam suasana yang nyaman dan serba praktis. Hal ini semua dimungkinkan dengan adanya energi listrik. Dengan berbagai jenis peralatan listrik, energi listrik dapat diubah menjadi energi putar, panas, cahaya/ penerangan, serta sinyal audiovideo, sesuai kebutuhan. Proses perubahan energi hingga listrik siap pakai di rumah-rumah atau di kantor-kantor membutuhkan biaya. Besarnya biaya yang harus disediakan tergantung dari jumlah tenaga listrik yang dimanfaatkan, atau sering disebut dengan jumlah kWh terpakai. Pada sistem satu phase, seperti jaringan listrik yang digunakan pada rumah tangga pada umumnya maka besarnya daya listrik yang dikonsumsi memenuhi persamaan berikut : P = V.I. cos θ dimana : V = tegangan kerja = 220 (Volt) I = Arus yang mengalir ke beban (Amper) cos θ = faktor daya (cos phi) Segitiga daya dapat digambarkan sebagai berikut : S = daya semu = V*I P = daya nyata (riil) = V*I*cos θ Q = daya maya (imaginer) = V * I sin θ Selanjutnya dapat digambarkan dalam segitiga daya
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
Gbr11. Segitiga Daya Listrik
Sedangkan besarnya tarif listrik yang dibayarkan konsumen kepada PLN sebagai pengelola listrik negara ditentukan berdasarkan jumlah energi listrik yang dikonsumsi. Besarnya energi listrik memenuhi persamaan berikut : W = P. t W
= Energi listrik yang dikonsumsi (Wh)
P
= Daya listrik (Watt)
t
= Lamanya waktu konsumsi (h)
Oleh karena itu, secara umum mengkonservasi energi listrik adalah meminimalisir variabel-variabel yang berdampak semakin meningkatnya konsumsi energi listrik. Aplikasi home automation pada rumah tangga bekerja secara efektif, efisien dan kenyamanan kepada konsumen dengan memperkecil nilai variabel t (lamanya waktu penggunaan energi listrik) sehingga dengan kondisi nilai V, I dan cos θ diasumsikan tetap maka besarnya energi listrik yang terpakai akan semakin kecil dan memberikan efiesiensi kepada pengguna energi listrik.
SIMPULAN Perancangan tentang aplikasi Home Automation merupakan terobosan yang bermanfaat di masa yang akan datang untuk menekan pemborosan energi listrik karena faktor kelalaian manusia dapat dihindari, dicegah dan diminimalisir. Dengan demikian penerapan home automation merupakan salah satu upaya konservasi energi listrik khususnya di sektor rumah tangga. JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
Ошибка! Только основной документ.
SARAN Implimentasi rancangan Home Automation ini diperlukan kajian lebih mendalam/studi kelayakan agar diyakini bahwa implimentasi sitem ini akan efisien, ditinjau dari segi biaya yang akan di keluarkan. Dan selanjutnya dapat dimanfaatkan oleh komsumen energi listrik.
DAFTAR PUSTAKA http://archive.kaskus.us/thread/3526401 http://berhemat-listrik.blogspot.com/2009/02/istilah-seputar-konservasi-energi.html http://endryinside.blogspot.com/2008/09/apa-itu-sensor.html http://gamil-opinion.blogspot.com/2008/12/mengapa-indonesia-boros-energi.html Home Automation Basics: Practical Applications Using Visual Basic 6, Book - HABPAB http://technoku.blogspot.com/2008/11/perhitungan-daya.html http://www.rumahpintar.com/ http://www.plnbali.co.id/infolistrik_tips.asp http://www.menlh.go.id/home/index.php? www.stttelkom.ac.id/staf/.../Sensor.pdf
JREC Journal of Electrical and Electronics Vol 2. No.1
JREC Journal of
