BAB III LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB III LANDASAN TEORI 3.1 UPS dan Fungsinya Terputusnya sumber daya listrik yang tiba-tiba dapat mengganggu operasi sebuah unit bisnis. Pada beberapa contoh kasus bisa berakibat pada berhenti beroperasinya sebuah perusahaan untuk melakukan transaksi perdagangan. Kegagalan sumber daya listrik ini tak hanya yang berupa kegagalan total atau biasa disebut blackouts, tetapi bisa juga berupa lonjakan kecil tegangan, interferensi radio dan noise, juga perubahan frekuensi tegangan suplai. Beberapa beban dikategorikan sebagai beban kritis mengacu pada keberlangsungan operasinya yang terus-menerus untuk menunjang berjalannya sebuah unit bisnis. Sebuah beban juga bisa dikategorikan beban kritis karena kebutuhannya terhadap sumber tegangan yang stabil dan konsisten dibandingkan dengan apa yang ditawarkan oleh perusahaan penyedia listrik. Jumlah beban yang dikategorikan kritis meningkat seiring dengan meningkatnya kebutuhan piranti berbasis mikroprosesor dalam dunia industri dan e-commerce, dimana permintaan transaksi yang berlangsung 24 jam menghendaki kualitas daya dengan zero downtime. Umumnya beban-beban kritis tersebuat antara lain: Komputer Peralatan pemroses industry 24

2 25 Peralatan medis Peralatan telekomunikasi dan jaringan 3.2 Masalah-masalah Suplai Daya Listrik Suplai daya listrik dapat mengalami berbagai macam gangguan yang bisa mempengaruhi kinerja peralatan yang disuplainya. Gangguan-gangguan tersebut antara lain: Spikes Merupakan kenaikan tegangan sesaat. Bisa terjadi pada fase positif maupun negatif gelombang. Akibat dari gangguan ini dapat merusak komponen elektronik. Biasanya disebabkan oleh thermostat atau piranti switching dengan arus besar. Electrical Noise Noise yang terjadi karena adanya induksi gelombang RF. Bisa mengganggu piranti kontrol logika dalam sebuah peralatan. Surges Merupakan kenaikan tegangan dari ambang normalnya yang bisa berlangsung lebih dari satu siklus gelombang. Biasanya muncul saat sebuah beban besar di offkan. Sags Turunnya tegangan pada suplai utama yang bisa berlangsung hingga beberapa siklus gelombang.

3 26 Harmonics Gangguan yang disebabkan oleh beban non-linear yang menarik arus dari suplai utama. Beban-beban yang berisi penyearah terkendali, switched mode power supply biasanya menjadi penyebab gangguan ini. Brownouts Seperti sags, bedanya, brownout berlangsung lebih lama. Biasanya terjadi ketika suplai daya utama tak mampu menyuplai daya yang diperlukan. Blackouts Terjadi karena matinya sumber listrik utama. Penyebabnya mungkin karena adanya korselting atau hubung singkat, sumber listrik yang kelebihan beban, atau adanya peralatan listrik yang rusak sehingga menyebabkan breaker /MCB PLN turun. 3.3 Diagram Blok Sistem Gedung Kompas Gramedia Jalan Panjang Kebon Jeruk menggunakan UPS merk Eaton dengan daya 160kVA. Dengan kapasitas 160kVA, UPS mampu memberikan kemampuan backup hingga 25 menit. Lama kemampuan backup ini bervariasi bergantung pada besar daya beban. Hal ini cukup untuk memberi waktu perpindahan beban ke generator ketika ada suplai listrik dari PLN padam. Secara umum, diagram blok sistem UPS yang ada di gedung Kompas Gramedia Jalan Panjang Kebon Jeruk dapat digambarkan sebagai berikut.

4 27 Gambar 3.1 On-line UPS 3.4 Perawatan Berkala Untuk menjaga kontinuitas UPS dalam hal kualitas sumber daya listrik yang disuplai untuk peralatan-peralatan gedung, dilakukan perawatan berkala secara harian dan persemester. Perawatan berkala harian dilakukan oleh teknisi gedung. Perawatan berkala harian ini meliputi pengecekan tegangan dan arus listrik utama, tegangan dan arus dari inverter, tegangan baterai, frekuensi, dan prediksi lama waktu kemampuan backup UPS. Tidak lupa pula tingkat kebisingan

5 28 dan temperatur ruangan UPS. Pemeriksaan berkala harian ini dilakukan 6 kali sehari. Masing-masing 2 kali dalam setiap giliran kerja. Pada perawatan berkala persemester, item pemeriksaan biasanya meliputi pengujian beban sesungguhnya dan pembersihan modul-modul dari debu. Perawatan ini melibatkan pihak ketiga, yakni vendor penyedia layanan resmi UPS. Pengikatan kontrak ini dilakukan untuk menjamin kecepatan dalam penanganan apabila terjadi masalah dengan UPS. Suhu lingkungan operasi UPS merupakan salah satu parameter yang perlu dijaga untuk menjamin suhu optimal yang berada pada 0 C - 40 C. Untuk menjamin suhu tersebut tak terlampaui, dipasanglah sebuah sensor suhu yang dapat memonitor secara terus-menerus. Jika ada kenaikan suhu yang mungkin disebabkan oleh kegagalan piranti pendingin, maka akan segera dapat diketahui. 3.4 Perangkat Keras Modul Sensor Suhu Perangkat keras yang digunakan dalam kerja praktek ini disusun atas beberapa modul yang saling dihubungkan untuk menjalankan sebuah proses kerja system yang utuh dan menyeluruh. Modul paling utama yang digunakan adalah Arduino UNO. Modul-modul lainnya adalah modul sensor, modul lcd, dan buzzer.

6 29 Gambar 1 Skematik Rangkaian Monitor Suhu Untuk lebih jelasnya, masing-masing modul apa saja yang digunakan dalam sistem ini dapat dilihat pada gambar di bawah ini dengan penjelasan yang akan dijabarkan pada subbab selanjutnya Catu Daya (Power Supply) Catu daya berfungsi untuk memberikan suplai tegangan kerja pada masing-masing rangkaian, sehingga setiap rangkaian/modul dapat bekerja sesuai dengan fungsi masing-masing komponen. Catu daya dipilih yang memiliki kemampuan untuk mensuplai arus yang cukup bagi kebutuhan Arduino maupun modul-modul sensor. Modul-modul sensor mendapatkan tegangan suplai melalui

7 30 konektor yang terhubung dengan Arduino. Dengan demikian, tidak lagi diperlukan konektor antara sensor dengan catu daya. Tegangan kerja yang diperlukan untuk Arduino menggunakan tegangan sebesar +5V melalui konektor DC. Untuk memenuhi kebutuhan catu daya ini, penulis menggunakan adaptor yang umum dijumpai pada saat membeli smartphone. Gambar 2 Catu Daya +5V Modul Arduino UNO Arduino Uno adalah papan pengembangan mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa menggunakan power USB (jika terhubung ke komputer dengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai.

8 31 Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU. Gambar 3 Modul Arduino UNO Tabel 3.1 Pin Mapping Pin IO Modul Status D7 Sensor Suhu Input D2,D3,D4,D5,D8,D9 LCD Output Sensor Suhu DS1820 Sensor DS1820 merupakan sensor digital yang memiliki 12-bit ADC internal. Sangat presisi, sebab jika tegangan referensi sebesar 5Volt, maka akibat

9 32 perubahan suhu, ia dapat merasakan perubahan terkecil sebesar 5/(2 12-1) = Volt! Pada rentang suhu -10 sampai +85 derajat Celcius, sensor ini memiliki akurasi +/-0.5 derajat. Sensor ini bekerja menggunakan protokol komunikasi 1- wire (one-wire). Sensor DS1820 merupakan sensor digital yang memiliki 12-bit ADC internal. Sangat presisi, sebab jika tegangan referensi sebesar 5Volt, maka akibat perubahan suhu, ia dapat merasakan perubahan terkecil sebesar 5/(2 12-1) = Volt! Pada rentang suhu -10 sampai +85 derajat Celcius, sensor ini memiliki akurasi +/-0.5 derajat. Sensor ini bekerja menggunakan protokol komunikasi 1- wire (one-wire). Gambar 3.5 Sensor Suhu DS1820 IC DS18B20 memiliki tiga kaki, yaitu GND (ground, pin 1), DQ (Data, pin 2), VDD (power, pin 3). Pada Arduino, VDD dikenal sebagai VCC. Dalam hal ini, kita asumsikan VCC sama dengan VDD. Tergantung mode konfigurasi, ketiga kaki IC ini harus dikonfigurasi terlebih dahulu. Sensor dapat bekerja dalam dua mode, yaitu mode normal power dan mode parasite power.

10 33 Pada Mode Normal, GND akan terhubung dengan ground, VDD akan terhubung dengan 5V dan DQ akan terhubung dengan pin Arduino, namun ditambahkan resistor pull-up sebesar 4,7k. Mode ini sangat direkomendasikan pada aplikasi yang melibatkan banyak sensor dan membutuhkan jarak yang panjang. Pada Mode Parasite, GND dan VDD disatukan dan terhubung dengan ground. DQ akan terhubung dengan pin Arduino melalui resistor pull-up. Pada mode ini, power diperoleh dari power data. Mode ini bisa digunakan untuk aplikasi yang melibatkan sedikit sensor dalam jarak yang pendek Modul LCD 20x4 Merupakan modul lcd yang terdiri dari 4 baris dengan 20 karakter untuk masing-masing barisnya. Di dalam modul ini sudah terdapat kontroller yang berfungsi untuk menampilkan karakter. Arduino hanya perlu memberikan datadata melalui pin D2,D3,D4,D5.