BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem multi source Sistem Multi Source adalah sebuah jaringan listrik yang menggunakan beberapa sumber (pembangkit) untuk mensuplai daya dalam sebuah kawasan atau daerah, sistem ini pada awalnya digunakan oleh PLN untuk mencukupi kebutuhan listrik di Indonesia, seperti jaringan Sumatra, Jawa-Bali, Kalimantan dan jaringanjaringan lainya di Indonesia. Gambar 2.1 Jaringan listrik Jawa-Bali Saat ini sistem Multi Source juga mulai banyak digunakan untuk di kawasan terpadu, seperti di kawassan Kelapa Gading Square (KGS) yang dikelola PT. Cahaya Bintang Agung, di kawasan industri Cikarang, dan banyak kawasan terpadu lainya. Jaringan listrik sistem Multi Source yang digunakan untuk di kawasan terpadu kelapa gading Square mulai dikemebangkan pada awal tahun 2008 dan mulai beroperasi pada pertengahan tahun 2008 menggunakan dua sumber listrik yaitu PLN dan Gas engine genset, seiring dengan peningkatan kebutuhan daya listrik dan untuk meningkatkan kehandalan sistem, pada awal 2011 sistem tersebut dikembangkan menjadi tiga sumber, sistem ini kita kenal dengan nama Triple Source, sumber-sumber energy listrik itu adalah: Listrik PLN, Gas engine genset, dan Diesel engine genset sesuai gambar

2 7 Gambar 2.2 Topolagi jaringan Multi Source

3 8 Gambar 2.3 Blok diagram sistem multi Source di KGS Dalam menjaga kehandalan suplai daya listrik ketiga sumber bisa digunakan salah satu sumber atau sinkron dua buah sumber, dan ataupun sinkron ketiga-tiganya, dalam memilih pola operasi biasanya didasarkan pada tingkat kehandalan suplai daya dan juga aspek ekonomis, adapun pola penggunaan sumber listrik atau pola operasionalnya dapat dibagi menjadi beberapa sistem, antara lain: 1. Menggunakan 1 sumber PLN. 2. Menggunakan sumber PLN dan Gas engine genset. 3. Menggunakan 1 sumber gas engine genset. 4. Menggunakan sumber gas engine genset dan Diesel Engine Genset. 5. Menggunakan 1 sumber diesel engine genset. 6. Menggunakan semua sumber yang disinkronkan kedalam satu jaringan distribusi.

4 9 Gambar 2.4 Ruang Panel kontrol dan mimic panel Gas Engine Semua kondisi jaringan bisa dengan mudah dimonitor dari satu tempat melalui Mimic Panel diesel genset dan panel Master gas engine genset yang berada di ruang kontrol gas engine sesuai gambar 2.4, dengan demikian semua sumber listrik dapat beroperasi dengan aman dan handal. 2.2 Mimic Panel Mimic panel adalah sebuah alat atau panel kontrol yang di gunakan untuk membaca indicator-indicator atas suatu alat atau panel listrik yang berada pada tempat yang berbeda, tanda-tanda pada mimic panel biasanya hanya berupa lampu atau tanda sederhana lainya seperti tampak pada gambar 2.5 berikut.

5 10 Gambar 2.5 Mimic panel diesel genset tampak luar dan dalam Karena jarak antara diesel engine ke ruang kontrol gas engine yg cukup jauh, maka di gunakan IO remote PLC, status DG yeng telah di ambil oleh master PLC di kirimkan ke mimic panel melalui remote IO, yaitu digital IO dan Analog IO. Digital IO di gunakan untuk status unit genset dan Circuit Breaker (CB)-nya, sedangkan Analog IO di gunakan untuk nilai total beban diesel genset seperti dijelaskan dalam gambar 2.6 berikut. Gambar 2.6 Wiring diagram mimic panel Untuk menyalakan lampu indicator status unit genset ataupun CB-nya, digital IO akan mengeluarkan tegangan untuk menghidupkan relai, dan selanjutnya relai di gunakan sebagai switch untuk menghidupkan lampu indicator seperti digambarkan pada gambar 2.6.

6 Relai Relai adalah sebuah peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar otomatis yang bekerja berdasarkan medan magnet, bentuk relai dapat dilihat pada gambar 2.7, bila kumparan magnet dalam relai dihubungkan dengan sumber tegangan makan akan mengalir arus listrik sehingga akan menimbulkan medan magnet, dengan medan magnet tersebut kontak relai yang tadinya terbuka akan menjadi tertutup dan sebaliknya yang tadinya tertutup akan menjadi terbuka. Gambar 2.7 Relay MY2 24VDC dan detail soket kaki Pada gambar 2.7, sebuar relai terdapat dua jenis kontak, yaitu kontak yang dalam kondisi relai normal tidak bekerja akan selalu terhubung atau tertutup dan kita kenal dengan istilah kontak Normally Closed (NC) dan kontak yang dalam kondisi tersebut selalu terbuka dan kita kenal dengan istilah kontak Normally Open (NO) Pemilihan tipe relai biasanya di dasarkan pada tegangan kerja, jumlah kontak, kapasitas kontak atau kuat hantar arus pada kontak, serta tipe kaki atau soket untuk menyesuaikan pemasanganya, pada mimic panel yang akan dimanfaatkan penulis menggunakan ralai tipe MY2, 24 VDC, relai tersebut bekerja normal pada tegangan 24VDC dan terdapat 2 kontak NO dan 2 kontak NC yang berkapasitas hantar arus pada masing-masing kontaknya sebesar 5 A.

7 12 Gambar 2.8 Detail dimensi relai MY2 dan MY Analog Input Output Analog Input Output (AI/O) adalah sebuah perangakat elektronik yang bisa mengeluarkan atau membaca besarnya nilai tegangan dan atau arus, batasan nilai tegangan atau arus yang di keluarkan atau dibaca tergantung pada pabrik pembuat serta tipe masing-masing alat tersebut, tetapi pada umumnya nilai tegangan yang bisa di keluarkan atau dibaca oleh AI/O antara 0 VDC sampai dengan 10 VDC, sedangkan untuk nilai arus biasanya berkisar antara 0 ma sampai dengan 20 ma. Untuk AO yang digunakan pada mimic panel proyek ini adalalah DRT2- DA02 merk OMRON seperti pada gambar 2.9 berikut. Gambar 2.9 Analog Output type DRT2-DA02, Omron

8 13 AO tersebut bisa mengeluarkan arus ataupun tegangan, tergantung pilihan kita sesuai kebutuhan, terdapat 2 chanel atau 2 pasang AO dan semuanya bisa mengeluarkan tegangan atau arus. Gambar 2.10 Pengkabelan dan pemilihan dip switch pada AI/O DRT2-DA02 Pada proyek tugas akhir ini penulis akan memanfaatkan output dari AO tersebut yang berupa tegangan dengan nilai 0 VDC sampai dengan 5 VDC untuk mebaca besarnya beban yang di pikul oleh seluruh Diesel genset, pada saat diesel genset bekerja, master PLC akan membaca jumlah beban yang sedang di tanggung oleh masing-masing diesel genset, kemudian akan di jumlahkan dan di kirimkan ke mimic panel berupa tegangan antar 0 VDC sampai dengan 5 VDC. 2.3 Microcontroller Arduino Arduino adalah sebuah perangkat elektronik yang bersifat open source yang menyediakan hardware dan Integrated Development Environment (IDE) yang menggunakan bahasa pemograman C++, arduino dikembangkan di Ivrea, Italia pada tahun 2005, dengan tujuan untuk membuat sebuah perangkat yang membantu siswa membuat perangkat desain dan interaksi dengan harga yang lebih murah dibandingkan dengan proto type yang tersedia pada saat itu. Pada mei 2011, sudah terjual lebih dari unit arduino. Arduino ditemukan oleh Massimo Banzidan David Cuartielles, dan dinamakan sebagai Arduin of Ivrea, tapi kemudian didiganti dengan Arduino yang dalam bahasa italia berarti teman yang berani. Arduino dikembangkan dari thesis Hernando Barragan di desain interaksi Institute Ivrea, arduino dapat menerima

9 14 masukan dari berbagai macam sensor dan juga dapat mengontrol lampu, motor dan actuator lainnya. Microcontroller pada papan arduino diprogram dengan menggunakan bahasa pemograman arduino (based on wiring) dan IDE arduino (based on processing). Proyek ardunio dapat berjalan sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer, kita juga bisa mengembangkan perangkat arduino sendiri karena skematik dari arduino juga dibagikan secara gratis. Arduino menerima penghargaan Digital Communities pada tahun 2006 Komponen utama didalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk Atmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega 328, sedangkan Arduino Mega yang mempunyai kapasitas memori program dan Input Output baik digital maupun ADC lebih banyak menggunakan ATmega Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat didalam sebuah micro controller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller Arduino. Gambar 2.11 Blok diagram Arduino

10 15 Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232,dan RS-485. SDRAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel didalam program. RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader.bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi. EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino (red: namun bisa diakses/diprogram oleh pemakai dan digunakan sesuai kebutuhan). Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program. Port input / output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog. Saat ini Ada beberapa jenis board Arduino. Beberapa berpenampilan sangat berbeda, sementara lainnya terlihat seperti board elektronik biasa. Arduino Diecimila Arduino Duemilanove Arduino UNO Arduino Leonardo Arduino Mega Arduino Nano Arduino Mini LilyPad Arduino

11 16 Pemilihan jenis Arduino dalam sebuah proyek pembuatan alat biasanya didasarkan pada beberapa hal, seperti besarnya memori, jumlah Input / Output, dan lain-lain. Karena pada alat yang akan dibuat membutuhakan jumlah Input / Output yang cukup banyak, untuk menghindari penggunaan modul expander Input / Output dipilih Arduino Mega Arduino Mega menggunakan IC ATmega 2560, memiliki 54 digital Input / Output pin, dimana 14 pindapat digunakan sebagai output PWM, 16 analog input, 4 UART (hardware serial port), osilator16 MHz kristal, koneksi USB, jack DC Power Supply, header ICSP, dan tombol reset. Gambar 2.12 Arduino Mega Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi Arduino Mega 2560 No Uraian Spesifikasi 1 Operating Voltage 5V 2 Input Voltage 7 12 V 3 Input Voltage (Limit) 6 20 V 4 Digital I/O pin 54 pin 5 Analog Input pin 16 pin 6 DC Current per I/O pin 40 ma 7 DC Current for 3.3V pin 50 ma 8 Flash Memory 256 kb 9 SRAM 8 kb 10 EEPROM 4 kb 11 Clock Speed 16 MHz

12 GSM / GPRS Shield GSM / GPRS Shield adalah salah satu produk turunan aplikasi dari arduino yang digunakan sebagai alat komunikasi dengan peralatan yang lain, pad alat ini akan kita gunakan GPRS Shield v3.0 sim 900, produk dari seeed studio. Gambar 2.13 GPRS Shield seed studio Gambar 2.14 Spesifikasi GPRS Shield v3.0 seed studio GPRS Shield v3.0 dari Seeed studio adalah salah satu Shield yang cocok penggunaannya dengan Arduino Mega Shield ini bekerja pada 4 band (850/900/1800/1900), dengan SIM card standar, untuk menghidupkan dan

13 18 mematikan Shield dapat digunakan Soft Power, didukung perintah AT standar SIMCOMM GSM dan penggunaan daya yang rendah. Dalam aplikasinya dapat digunakan Port serial hardware maupun serial software. 2.5 Seven Segment display 4 digit TM1637 Sesuain amanya, Seven segment terdiri dari 4 kelompok LED (Light Emitling Diode) dan tiap kelompaknya terdiri dari tujuh bagian LED batang yang disusun membentuk angka delapan sehingga bisa kita bentuk menjadi suatu angka. Gambar 2.15 Sevent Segment TM1637 TM1637 adalah chip untuk mengendalikan 7-segment display, yang terdiri dari 4 digit display numerik modul, display seperti ini dipasaran sering disebut "Tabung Digital". Untuk menghidupkan display ini cukup kita sambungkan power suplai 5 VDC pada kaki 5 V dan GND, serta menghubungkan CLK (Clock), dan DIO (Digital Input Output) pada pin digital IO arduino, pin bisa kita pilih menyesuaikan program kita

14 Arduino Sketch Arduino Sketch adalah sebuah program yang digunakan untuk memasukkan program ke dalam Arduino. Program ini bersifat bebas bayar dan dapat diunduh tanpa biaya dari website Arduino. Program ini dapat berjalan pada sistem operasi Windows, Linux maupun Apple. Gambar Tampilan Program Aduino Sketch