PENERANGAN OTOMATIS DAN HEMAT ENERGI WORKSHOP EML POLITEKNIK NEGERI BATAM

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENERANGAN OTOMATIS DAN HEMAT ENERGI WORKSHOP EML POLITEKNIK NEGERI BATAM Disusun Oleh : Taufiq Akbar NIM PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI BATAM Batam 2012

2 LEMBAR PENGESAHAN PENERANGAN OTOMATIS DAN HEMAT ENERGI WORKSHOP EML POLITEKNIK NEGERI BATAM TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam Batam, 6 Agustus 2012 Mengetahui / Menyetujui : Dosen Pembimbing FAUZUN ATABIQ NIK : ii

3 ii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir. Penulis Laporan Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk melengkapi persyaratan kelulusan tingkat diploma III Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Batam. Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka penulis mencoba untuk mengaplikasikan sebuah alat yang membuat lampu Workshop EML Politeknik Negri Batam bekerja dengan efisien dan hemat energi saat lampu hidup maupun saat lampu itu mati. Penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan dengan baik tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari semua pihak yang ikut dalam membimbing penulis untuk menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa, atas anugerah yang telah diberikan kepda penulis. 2. Kedua orang tua dan keluarga atas jasa bimbingan, doa, dan nasehat. 3. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto, selaku Direktur Politeknik Negeri Batam. 4. Bapak Susanto. ST. selaku Ka. Prodi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Batam. 5. Bapak Didi Istardi M.sc, selaku dosen wali kami yang selalu membimbing dan menasehati kami selama proses perkuliahan. 6. Bapak Fauzun Atabiq selaku dosen pembimbing 7. Seluruh Dosen-dosen Teknik Elektronika Politeknik Negeri Batam. 8. Seluruh teman-teman yang telah membantu atas terselesaikannya buku laporan ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam Tugas Akhir ini. Kritik dan saran untuk perbaikan Tugas Akhir ini sangat diperlukan. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Batam, 9 juni 2012 Taufiq Akbar v

5 v

6 ABSTRAK Pada umumnya penerangan mempunyai peranan yang sangat besar dalam perancangan sebuah gedung. Lampu penerangan yang tidak efektif mengakibatkan kurangnya keindahan. Suatu gedung tidak adanya penerangan pada malam hari maka gedung terlihat gelap tanpa pencahayaan apapun. Dengan adanya pencahayaan maka akan menambahkan keindahan bagi suatu gedung dan membuat gedung tersebut aman dari bahaya yang tidak di inginkan. Penerangan ini dapat dilakukan secara otomatis, dengan adanya penerangan secara otomatis maka dapat mendukung penghematan energi yang digarap oleh pemerintah dan menambah efesiensi daya pemakaian energi listrik. Penerangan dalam suatu gedung umumnya dioperasikan secara manual oleh manusia. Dengan adanya lampu penerengan secara otomatis dapat dibangun dengan sensor sederhana yaitu sensor cahaya LDR. Sensor cahaya LDR dapat mengontrol lampu secara otomatis sehingga tidak perlu lagi mematikan atau menghidupkan lampu secara manual. Sensor cahaya LDR ini tergantung cahaya yang didapat dari sisi luar gedung. Sensor LDR akan mendapatkan cahaya yang diperoleh dari cahaya di sisi luar gedung dan akan mengontrol lampu otomatis. Lampu otomatis ini akan dapat memudahkan operasional dan untuk menghindari pemborosan energi listrik. Sistem ini dapat mengaktifkan Lampu penerangan luar Workshop EML menyala ratarata selama 12 jam sehari, pada waktu pagi hari lampu akan mati dan pada waktu sore hari lampu akan hidup dengan otomatis tergantung kondisi cahaya yang mengenai LDR. Dengan pengaturan penerangan lampu secara otomatis ini mampu meningkatkan efisiensi pemakaian daya Workshop EML sebesar 57,4 % atau menghemat biaya pemakaian listrik sebesar Rp ,00- per bulan. Kata kunci; Pencahayaan Hemat energi, Sensor Cahaya LDR iii

7 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL ii iii iv v vii viii ix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Tujuan Batasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan 2 BAB II DASAR TEORI Penerangan (Lighting) Pencahayaan alami Pencahayaan buatan Sensor Pekat Cahaya (LDR) Triac Operasi Triac OptoCoupler Dioda Bridge Trafo CT Transistor NPN Lampu Pijar Fiting atau dudukun Lampu Tagihan biaya listrik 12 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Rangkaian Perancangan rangkaian sensor cahaya Perancangan Rangkaian Regulator Catu Daya 14 vi

8 3.4 Perancangan Rangkaian Switching Perancangan Mekanik 16 BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA SISTEM 4.1 Pengujian Pengujian LDR Pengujian Rangkaian Catu Daya Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya Pengujian Rangkaian Switching Pengujian Fungsionalitas Alat Analisa Analisa Hasil Pengujian Rangkaian Analisa Pengujian LDR Analisa pengujian Rangkaian Catu Daya Analisa Rangkaian sensor cahaya Analisa Rangkaian Switching Analisa Penghematan Energi Workshop EML Analisa Sebelum Pemasangan Alat Analisa Sesudah Pemasangan Alat 25 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran 26 DAFTAR PUSTAKA 27 LAMPIRAN A MAKALAH TUGAS AKHIR 28 LAMPIRAN B 29 RIWAYAT HIDUP PENULIS 30 vii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Pencahayaan Alami Pencahayaan Buatan Sensor Cahaya dan Kontruksi Bentuk Fisik Triac Simbol Triac Kristeristik MOC Simbol Dioda Bridge Travo CT Simbol Transistor NPN Contoh bentuk lampu Pijar Contoh bentuk Fiting Diagram Blok Penerangan Lampu otomatis Rangkaian Sensor Cahaya Rangkaian Catu Daya Rangkaian Swictching Kotak Rangakaian Control Gedung Workshop EML dan Penempatan Alat Titik Pengujian Rangkaian Catu Daya Titik pengujian Rangkaian Sensor Cahaya Titik Pengujian Rangkaian Switching Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Pertama Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Kedua Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Ketiga 21 viii

10 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 4.1 Hasil pengujian sensor cahaya Hasil pengujian rangkaian catu daya Hasil pengujaian rangkaian sensor cahaya kondisi gelap Hasil pengujian rangkaian sensor cahaya kondisi terang Hasil pengujian rangkaian switching gelap Hasil pengujian rangkaian switching terang Estimasi kondisi waktu lampu hidup dan mati 24 ix

11 1

12 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Pencahayaan Alami Pencahayaan Buatan Sensor Cahaya dan Kontruksi Bentuk Fisik Triac Simbol Triac Kristeristik MOC Simbol Dioda Bridge Travo CT Simbol Transistor NPN Contoh bentuk lampu Pijar Contoh bentuk Fiting Diagram Blok Penerangan Lampu otomatis Rangkaian Sensor Cahaya Rangkaian Catu Daya Rangkaian Swictching Kotak Rangakaian Control Gedung Workshop EML dan Penempatan Alat Titik Pengujian Rangkaian Catu Daya Titik pengujian Rangkaian Sensor Cahaya Titik Pengujian Rangkaian Switching Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Pertama Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Kedua Pengamatan Fungsionalitas Alat hari Ketiga 21 vii

13 ixi

14 1i

15 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 4.1 Hasil pengujian sensor cahaya Hasil pengujian rangkaian catu daya Hasil pengujaian rangkaian sensor cahaya kondisi gelap Hasil pengujian rangkaian sensor cahaya kondisi terang Hasil pengujian rangkaian switching gelap Hasil pengujian rangkaian switching terang Estimasi kondisi waktu lampu hidup dan mati 24 xi

16 xi

17 xi

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listik merupakan suatu faktor penunjang yang sangat penting bagi perkembangan secara menyeluruh. Listrik sangat penting dalam kehidupan sehari-hari terutama terhadap kemajuan teknologi yang sangat berkembang. Hal ini mengakibatkan pemakai listrik yang berlebihan, sehingga menyebabkan tarif pembayaran yang tinggi. Oleh karena itu dilakukan sistem penghematan energi, agar pemakaian listrik lebih efisien. Melihat kondisi lampu di workshop EML Politeknik Negeri Batam ternyata pemakaian listriknya tidak efisien. Karena lampu workshop tersebut hidup sampai ada aktivitas di workshop berlangsung, yang mana seharusnya lampu workshop tersebut akan hidup pada saat aktifitas malam di Politeknik Negeri Batam yaitu jam WIB dan mati pada saat pagi yaitu pada jam 06:00. Karena itu pada tugas akhir ini saya akan mengangkat judul Penerangan lampu otomatis dan hemat Energi workshop EML Politeknik Negeri Batam Sistem ini dapat mengurangi pemakaian energi listrik yang tinggi pada workshop EML Politeknik Negeri Batam. 1.2 Permaslahan Adapun permasalahan tugas akhir ini antara lain; 1. Bagaimana cara membuat penerangan Workshop EML lebih efektif 2. Bagaimana cara melakukan penghematan energi pada Workshop EML 1. 3 Tujuan Adapun tujuan dan manfaat diharapkan tugas akhir ini antara lain: 1. Penerangan luar Workshop EML Politeknik Negeri Batam lebih efektif 2. Workshop EML Politeknik Negeri Batam turut mendukung program penghematan pemakaian energi listrik. 1.4 Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada tugas akhir ini adalah 1. Sensor untuk saklar otomatis menggunakan sensor cahaya. 2. Hanya penerangan sisi luar Workshop EML. 3. Tidak membahas tentang instalasi Workshop EML. 1

19 1.5 Metodologi Dalam pembuatan laporan tugas akhir, penulis mendapatkan data dan informasi dari internet, serta buku-buku atau media lainnya yang berhubungan dengan materi yang dikerjakan. Sedangkan untuk mendapatkan data dari alat, penulis menggunakan metode pengujian dan pengamatan, dengan cara melakukan pengambilan data menggunakan alat ukur. Hasil akhir dari pengujian, penulis melakukan perbandingan antara teori dan praktikum. 1.6 Sistematika Penulisan Dalam penulisan tugas akhir ini dibuat secara sistematik dengan membagi tulisan menjadi beberapa bab berdasarkan pokok pembahasannya yaitu : BAB I. Pendahuluan berisikan latar belakang, tujuan, permasalahan, batasan masalah, metode penulisan, sistematika penulisan. BAB II. Landasan Teori yang berisi penjelasan tentang teori-teori yang digunakan penulis untuk mendukung alat dan pendukung pendukungnya. BAB III. Perancangan sistem, menggambarkan desain perangkat keras (hardware) secara lengkap. BAB IV. Keluaran dan analisa sistem menjelaskan tentang pengukuran dan menganalisa sistem. BAB V. Penutup yang berisi pernyataan singkat yang dijabarkan dari teori serta hasil pengujian dan analisa yang dilakukan penulis, meliputi kesimpulan yang ditarik penulis serta saran-saran yang didapat membantu dalam pengembangan lebih lanjut. 2

20 BAB II DASAR TEORI 2.1 Penerangan (Lighting) Pencahayaan merupakan salah satu faktor untuk mendapatkan keadaan lingkungan yang aman dan nyaman dan berkaitan erat dengan produktivitas manusia. Pencahayaan yang baik memungkinkan orang dapat melihat objek-objek yang dikerjakannya secara jelas dan cepat. Menurut sumbernya, pencahayaan dapat dibagi menjadi menjadi dua penerangan alami dan penerangan buatan Pencahayaan Alami Pencahayaan alami adalah sumber pencahayaan yang berasal dari sinar matahari. Sinar alami mempunyai banyak keuntungan, selain menghemat energi listrik juga dapat membunuh kuman. Untuk mendapatkan pencahayaan alami pada suatu ruang diperlukan jendela-jendela yang besar ataupun dinding kaca sekurang-kurangnya 1/6 daripada luas lantai. Gambar 2.1 merupakan contoh pencahayaan alami. Gambar 2.1. Pencahayaan alami Sumber pencahayaan alami kadang dirasa kurang efektif dibanding dengan penggunaan pencahayaan buatan, selain karena intensitas cahaya yang tidak tetap, sumber alami menghasilkan panas terutama saat siang hari. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan agar penggunaan sinar alami mendapat keuntungan, yaitu: - Variasi intensitas cahaya matahari - Distribusi dari terangnya cahaya - Efek dari lokasi, pemantulan cahaya, jarak antar bangunan - Letak geografis dan kegunaan bangunan gedung [1] 3

21 2.1.2 Pencahayaan Buatan Pencahayaan buatan adalah pencahayaan yang dihasilkan oleh sumber cahaya selain cahaya alami. Pencahayaan buatan sangat diperlukan apabila posisi ruangan sulit dicapai oleh pencahayaan alami atau saat pencahayaan alami tidak mencukupi. Fungsi pokok pencahayaan buatan baik yang diterapkan secara tersendiri maupun yang dikombinasikan dengan pencahayaan alami adalah sebagai berikut: Menciptakan lingkungan yang memungkinkan penghuni melihat secara detail serta terlaksananya tugas serta kegiatan visual secara mudah dan tepat Memungkinkan penghuni berjalan dan bergerak secara mudah dan aman Tidak menimbukan pertambahan suhu udara yang berlebihan pada tempat kerja Memberikan pencahayaan dengan intensitas yang tetap menyebar secara merata, tidak berkedip, tidak menyilaukan, dan tidak menimbulkan bayang-bayang. Meningkatkan lingkungan visual yang nyaman dan meningkatkan prestasi. Gambar 2.2 merupakan pencahayaan buatan. Gambar 2.2 Pencahayaan Buatan Sistem pencahayaan buatan yang sering dipergunakan secara umum dapat dibedakan atas 2 macam yakni : 1. Sistem Pencahayaan Merata Pada sistem ini iluminasi cahaya tersebar secara merata di seluruh ruangan. Sistem pencahayaan ini cocok untuk ruangan yang tidak dipergunakan untuk melakukan tugas visual khusus. Pada sistem ini sejumlah armatur ditempatkan secara teratur di seluruh langit-langit. 2. Sistem Pencahayaan Terarah Pada sistem ini seluruh ruangan memperoleh pencahayaan dari salah satu arah tertentu. Sistem ini cocok untuk pameran atau penonjolan suatu objek karena akan tampak lebih jelas. Lebih dari itu, pencahayaan terarah yang menyoroti satu objek tersebut berperan sebagai sumber cahaya sekunder untuk ruangan sekitar, yakni melalui mekanisme pemantulan cahaya. Sistem ini dapat juga digabungkan dengan sistem pencahayaan merata karena bermanfaat mengurangi efek menjemukan yang mungkin ditimbulkan oleh pencahayaan merata. [1] 4

22 2.2 Sensor Pekat Cahaya (LDR) Sensor cahaya adalah sensor yang berfungsi mengubah besaran cahaya menjadi intensitas listrik, dengan kata lain besarnya cahaya yang masuk ke dalam area sensor tersebut, diubah menjadi listrik dan nilainya dapat dihitung. Ada berbagai macam jenis sensor cahaya dan fungsinya, antara lain: LDR (light dependent resistor). LDR adalah sebuah sensor cahaya dimana jika cahaya yang masuk kedalam sensor tersebut semakin sedikit, maka resistansinya semakin besar demikian juga sebaliknya jika intensitas cahaya yang masuk semakin banyak maka resistansinya (hambatan) akan semakin kecil. Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light-dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor. Gambar 2.3 merupakan sensor cahaya dan konstruksi sensor cahaya. [2] Gambar 2.3 sensor cahaya dan konstruksi sensor cahaya. 5

23 2.3 Triac Triac atau dikenal dengan nama Bidirectional Triode Thyristor, dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah ketika ditrigger (dihidupkan). Triac dapat ditrigger dengan memberikan tegangan positif ataupun negatif pada elektroda gerbang. Sekali ditrigger, komponen ini akan terus menghantar hingga arus yang mengalir lebih rendah dari arus genggamnya, misalnya pada akhir paruh siklus dari arus bolak-balik. Operasi triac sangat mirip dengan SCR. Perbedaannya adalah apabila SCR dihubungkan ke dalam rangkaian ac, tegangan output disearahkan menjadi arus searah sedangkan triac dirancang untuk menghantarkan pada kedua tengahan dari bentuk gelombang output. Oleh karena itu, output dari triac adalah arus bolak-balik, bukan arus searah. Triac dibuat untuk menyediakan cara agar kontrol daya ac ditingkatkan. Gambar 2.4 merupakan bentuk fisik dari Triac. Gambar 2.4 Bentuk fisik triac Operasi Triac Triac beroperasi sebagai dua SCR dalam satu bungkus dan dipasang paralel berkebalikan. Rangkaian ekivalen triac diperlihatkan sebagai dua SCR yang dihubungkan paralel terbalik. Gambar 2.5 menjelaskan simbol dan rangkaian ekivalen Triac. A2 (MT2) G A1 (MT1) Gambar 2.5 Simbol Triac 6

24 Triac mempunyai tiga terminal; dua terminal utama (MT 2 ) dan terminal utama1(mt 1 ) dan gerbang (G). Terminal MT 2 dan MT 1 dirancang demikian sebab aliran arus adalah dua arah. Karena aliran berinteraksi dengan gerbang, MT 1 digunakan sebagai pengukuran terminal referen. Arus dapat mengalir antara MT 2 dan MT 1 dan juga antara gerbang dan MT 1. Triac dapat ditrigger agar konduksi pada salah satu arah dengan arus gerbang bergerak masuk atau keluar dari gerbang. Apabila aliran arah arus terminal utama ditentukan, triac pada dasarnya mempunyai karakteristik pengoperasian internal yang sama dengan SCR. [3] 2.4 OptoCoupler Rangkaian Optocoupler berfungsi sebagai pemisah rangkaian LDR dan rangkaian pengontrol daya. Sehingga jika terjadi gangguan pada rangkaian tersebut keluaran tidak berpengaruh pada rangkaian. Rangkaian ini terdiri dari komponen Optocopler dengan nomor seri MOC3021, rangkain MOC3021 digunakan sebagai driver beban AC yang mampu dilewati 450V AC. Fungsi utama dari Integrated Circuit (IC) ini adalah sebagai saklar optik yang tidak menimbulkan loncatan listrik/ bunga api seperti pada relai. Susunan rangkaian terpadu MOC Gambar 2.6 Schematic MOC3021. [4] Gambar 2.6 Schematic MOC

25 2.5 Dioda Bridge Dioda Bridge adalah sebuah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda bridge karena didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling bertemu satu sama lain (bridge rectifier/penyearah jembatan). Dioda bridge merupakan penyearah arus bolak-balik satu gelombang penuh, jadi akan dihasilkan tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang cenderung memiliki noise rendah. Saat ini, dioda bridge banyak digunakan pada perangkat-perangkat elektronika modern, karena memang memiliki kinerja yang baik. Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan (kita beri bias maju dengan tegangan yang lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator. Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Gambar 2.7 merupakan simbol dioda bridge. [5] Gambar 2.7 Simbol Dioda Bridge. 8

26 2.6 Trafo Transformer adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Gambar 2.8 Travo (a) (b) Gambar 2.8 (a). Simbol trafo (b).bentuk fisik trafo. Untuk pemasangan alat-alat ukur dan alat -alat proteksi / pengaman pada instalasi tegangan tinggi, menengah dan rendah diperlukan trafo pengukuran. Fungsi: Memperkecil besaran arus pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer. Standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Definisi transformator. Trafo atau transformator adalah pengubah tegangan listrik bolak-balik agar diperoleh tegangan yang diinginkan (lebih besar atau lebih kecil). Transformator untuk menaikkan tegangan disebut transformator step up, sedangkan transformator penurun tegangan disebut transformator step down. Transformator terdiri atas sebuah inti besi yang diberi lilitan primer dan sekunder. Alat ini bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik. Apabila terjadi perubahan fluks magnet pada kumparan primer, maka akan diteruskan kekumparan sekunder dan menghasilkan gaya gerak listrik induksi dan arus induksi. [6] 9

27 2.7 Transistor NPN Sebelumnya kita melihat bahwa Transistor Bipolar standar atau BJT, datang dalam dua bentuk dasar. Sebuah NPN (Negatif-Positif-Negatif) jenis dan tipe (Positif-Negatif- Positif) PNP, dengan jenis transistor yang paling umum digunakan sebagai transistor. Gambar dibawah ini menunjukkan simbol Transistor NPN. Gambar 2.9 merupakan simbol Transistor NPN. Gambar 2.9 Simbol Transistor NPN Tegangan konstruksi dan terminal untuk transistor NPN yang ditunjukkan diatas. Tegangan antara Basis dan Emitor (VBE), adalah positif pada Base dan negatif pada Emitter karena untuk transistor NPN, terminal Basis selalu positif terhadap Emitter ini. Juga tegangan suplai Kolektor positif sehubungan dengan Emitter (VCE). Jadi untuk transistor NPN untuk melakukan Kolektor selalu lebih positif sehubungan dengan baik Basis dan Emitor tersebut. Kemudian sumber tegangan terhubung ke transistor NPN. Kolektor terhubung ke tegangan suplai VCC melalui resistor beban, RL yang juga bertindak untuk membatasi arus maksimum yang mengalir melalui perangkat. Basis pasokan tegangan VB terhubung ke resistor Basis BPR, yang sekali lagi digunakan untuk membatasi Basis maksimum. [7] 10

28 2.8 Lampu Pijar Lampu pijar adalah lampu yang menghasilkan cahaya dengan memanaskan serabut pijar (filamen) di dalamnya. Di dalam serabut pijar inilah tenaga listrik diubah menjadi panas dan cahaya. Terdapat beberapa ukuran daya untuk lampu pijar minsalnya: 10W, 15W, 25W, 40W, 60W dan lain-lain. Semakin besar daya sebuah lampu pijar, maka akan semakin terang lampu tersebut. Gambar 2.10 merupakan contoh bentuk lampu pijar. [7] Gambar 2.10 Contoh bentuk lampu pijar 2.9 Fitting atau dudukan lampu Fitting atau dudukan lampu adalah suatu alat untuk menghubungkan lampu dengan kawat-kawat jaringan listrik secara aman. Berdasarkan pemakaiannya bentuk fitting terdapat beberapa macam, yaitu fitting tempel (fitting duduk), fitting gantung, fitting bayonet, gabungan antara fitting dengan stop kontak dan lain-lain. Gambar 2.11 merupakan contoh bentuk fiting. [7] Gambar 2.11 Contoh bentuk fitting. 11

29 2.10 Tagihan Biaya Listrik Langkah awal penghematan yang dapat dilakukan adalah dengan memahami terlebih dahulu bagaimana energi listrik yang telah kita gunakan setiap hari ditagihkan melalui tagihan rekening listrik setiap bulannya. Besarnya penghematan bergantung kepada dalamnya analisa dan solusi yang diberikan dalam mengatasi masalah pemborosan yang terjadi. Dalam rangka mendukung tercapainya program penghematan pemakaian energi listrik dan mendorong masyarakat untuk dapat lebih berhemat, PT. PLN (Persero) mengeluarkan kebijakan dengan beberapa prinsip sebagai berikut : 1. Pelanggan yang memakai tenaga listrik sampai batas hemat tertentu (80 % dari pemakaian rata-rata nasional pada kelompok tarifnya) akan dikenakan tarif bersubsidi. Sedangkan bagi pelanggan yang tidak bisa berhemat (memakai melebihi batas hemat), kelebihan pemakaian listriknya akan dikenakan tarif non subsidi. 2. Pelanggan-pelanggan kecil dibawah VA seperti pelanggan 450 VA, 900 VA, VA, dan VA tetap membayar rekening seperti biasa serta tidak terkena kebijakan ini, namun mereka dihimbau untuk tetap berhemat. 3. Ketentuan ini akan diberlakukan kepada pelanggan Rumah Tangga (R3), Bisnis (B), dan Pemerintah (P) dengan daya mulai dari VA. Ketentuan ini mulai diberlakukan untuk rekening yang ditagihkan pada bulan Mei Pelanggan yang sudah terkena ketentuan Dayamax Plus tidak lagi terkena ketentuan ini. 4. Dengan ketentuan ini, maka skema kebijakan insentif dan disinsentif yang sebelumnya diusulkan PLN tidak digunakan lagi. 5. Basis perhitungan yang digunakan berdasarkan Tarif Dasar Listrik sesuai Keputusan Presiden No.104 tahun 2003, dimana tarif non subsidi merupakan penerapan tarif Mulfiguna (M) sebesar Rp.1380, /kwh yang diatur dalam Kepres itu. [7] 12

30 BAB II DASAR TEORI 2.2 Penerangan (Lighting) Pencahayaan merupakan salah satu faktor untuk mendapatkan keadaan lingkungan yang aman dan nyaman dan berkaitan erat dengan produktivitas manusia. Pencahayaan yang baik memungkinkan orang dapat melihat objek-objek yang dikerjakannya secara jelas dan cepat. Menurut sumbernya, pencahayaan dapat dibagi menjadi menjadi dua penerangan alami dan penerangan buatan Pencahayaan Alami Pencahayaan alami adalah sumber pencahayaan yang berasal dari sinar matahari. Sinar alami mempunyai banyak keuntungan, selain menghemat energi listrik juga dapat membunuh kuman. Untuk mendapatkan pencahayaan alami pada suatu ruang diperlukan jendela-jendela yang besar ataupun dinding kaca sekurang-kurangnya 1/6 daripada luas lantai. Gambar 2.1 merupakan contoh pencahayaan alami. Gambar 2.1. Pencahayaan alami Sumber pencahayaan alami kadang dirasa kurang efektif dibanding dengan penggunaan pencahayaan buatan, selain karena intensitas cahaya yang tidak tetap, sumber alami menghasilkan panas terutama saat siang hari. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan agar penggunaan sinar alami mendapat keuntungan, yaitu: - Variasi intensitas cahaya matahari - Distribusi dari terangnya cahaya - Efek dari lokasi, pemantulan cahaya, jarak antar bangunan - Letak geografis dan kegunaan bangunan gedung [1] 3

31 2.1.2 Pencahayaan Buatan Pencahayaan buatan adalah pencahayaan yang dihasilkan oleh sumber cahaya selain cahaya alami. Pencahayaan buatan sangat diperlukan apabila posisi ruangan sulit dicapai oleh pencahayaan alami atau saat pencahayaan alami tidak mencukupi. Fungsi pokok pencahayaan buatan baik yang diterapkan secara tersendiri maupun yang dikombinasikan dengan pencahayaan alami adalah sebagai berikut: Menciptakan lingkungan yang memungkinkan penghuni melihat secara detail serta terlaksananya tugas serta kegiatan visual secara mudah dan tepat Memungkinkan penghuni berjalan dan bergerak secara mudah dan aman Tidak menimbukan pertambahan suhu udara yang berlebihan pada tempat kerja Memberikan pencahayaan dengan intensitas yang tetap menyebar secara merata, tidak berkedip, tidak menyilaukan, dan tidak menimbulkan bayang-bayang. Meningkatkan lingkungan visual yang nyaman dan meningkatkan prestasi. Gambar 2.2 merupakan pencahayaan buatan. Gambar 2.2 Pencahayaan Buatan Sistem pencahayaan buatan yang sering dipergunakan secara umum dapat dibedakan atas 2 macam yakni : 1. Sistem Pencahayaan Merata Pada sistem ini iluminasi cahaya tersebar secara merata di seluruh ruangan. Sistem pencahayaan ini cocok untuk ruangan yang tidak dipergunakan untuk melakukan tugas visual khusus. Pada sistem ini sejumlah armatur ditempatkan secara teratur di seluruh langit-langit. 2. Sistem Pencahayaan Terarah Pada sistem ini seluruh ruangan memperoleh pencahayaan dari salah satu arah tertentu. Sistem ini cocok untuk pameran atau penonjolan suatu objek karena akan tampak lebih jelas. Lebih dari itu, pencahayaan terarah yang menyoroti satu objek tersebut berperan sebagai sumber cahaya sekunder untuk ruangan sekitar, yakni melalui mekanisme pemantulan cahaya. Sistem ini dapat juga digabungkan dengan sistem pencahayaan merata karena bermanfaat mengurangi efek menjemukan yang mungkin ditimbulkan oleh pencahayaan merata. [1] 3

32 2.2 Sensor Pekat Cahaya (LDR) Sensor cahaya adalah sensor yang berfungsi mengubah besaran cahaya menjadi intensitas listrik, dengan kata lain besarnya cahaya yang masuk ke dalam area sensor tersebut, diubah menjadi listrik dan nilainya dapat dihitung. Ada berbagai macam jenis sensor cahaya dan fungsinya, antara lain: LDR (light dependent resistor). LDR adalah sebuah sensor cahaya dimana jika cahaya yang masuk kedalam sensor tersebut semakin sedikit, maka resistansinya semakin besar demikian juga sebaliknya jika intensitas cahaya yang masuk semakin banyak maka resistansinya (hambatan) akan semakin kecil. Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light-dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor. Gambar 2.3 merupakan sensor cahaya dan konstruksi sensor cahaya. [2] Gambar 2.3 sensor cahaya dan konstruksi sensor cahaya. 3

33 2.3 Triac Triac atau dikenal dengan nama Bidirectional Triode Thyristor, dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah ketika ditrigger (dihidupkan). Triac dapat ditrigger dengan memberikan tegangan positif ataupun negatif pada elektroda gerbang. Sekali ditrigger, komponen ini akan terus menghantar hingga arus yang mengalir lebih rendah dari arus genggamnya, misalnya pada akhir paruh siklus dari arus bolak-balik. Operasi triac sangat mirip dengan SCR. Perbedaannya adalah apabila SCR dihubungkan ke dalam rangkaian ac, tegangan output disearahkan menjadi arus searah sedangkan triac dirancang untuk menghantarkan pada kedua tengahan dari bentuk gelombang output. Oleh karena itu, output dari triac adalah arus bolak-balik, bukan arus searah. Triac dibuat untuk menyediakan cara agar kontrol daya ac ditingkatkan. Gambar 2.4 merupakan bentuk fisik dari Triac. Gambar 2.4 Bentuk fisik triac Operasi Triac Triac beroperasi sebagai dua SCR dalam satu bungkus dan dipasang paralel berkebalikan. Rangkaian ekivalen triac diperlihatkan sebagai dua SCR yang dihubungkan paralel terbalik. Gambar 2.5 menjelaskan simbol dan rangkaian ekivalen Triac. A2 (MT2) G A1 (MT1) Gambar 2.5 Simbol Triac 3

34 Triac mempunyai tiga terminal; dua terminal utama (MT 2 ) dan terminal utama1(mt 1 ) dan gerbang (G). Terminal MT 2 dan MT 1 dirancang demikian sebab aliran arus adalah dua arah. Karena aliran berinteraksi dengan gerbang, MT 1 digunakan sebagai pengukuran terminal referen. Arus dapat mengalir antara MT 2 dan MT 1 dan juga antara gerbang dan MT 1. Triac dapat ditrigger agar konduksi pada salah satu arah dengan arus gerbang bergerak masuk atau keluar dari gerbang. Apabila aliran arah arus terminal utama ditentukan, triac pada dasarnya mempunyai karakteristik pengoperasian internal yang sama dengan SCR. [3] 2.4 OptoCoupler Rangkaian Optocoupler berfungsi sebagai pemisah rangkaian LDR dan rangkaian pengontrol daya. Sehingga jika terjadi gangguan pada rangkaian tersebut keluaran tidak berpengaruh pada rangkaian. Rangkaian ini terdiri dari komponen Optocopler dengan nomor seri MOC3021, rangkain MOC3021 digunakan sebagai driver beban AC yang mampu dilewati 450V AC. Fungsi utama dari Integrated Circuit (IC) ini adalah sebagai saklar optik yang tidak menimbulkan loncatan listrik/ bunga api seperti pada relai. Susunan rangkaian terpadu MOC Gambar 2.6 Schematic MOC3021. [4] Gambar 2.6 Schematic MOC

35 2.5 Dioda Bridge Dioda Bridge adalah sebuah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda bridge karena didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling bertemu satu sama lain (bridge rectifier/penyearah jembatan). Dioda bridge merupakan penyearah arus bolak-balik satu gelombang penuh, jadi akan dihasilkan tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang cenderung memiliki noise rendah. Saat ini, dioda bridge banyak digunakan pada perangkat-perangkat elektronika modern, karena memang memiliki kinerja yang baik. Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan (kita beri bias maju dengan tegangan yang lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator. Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Gambar 2.7 merupakan simbol dioda bridge. [5] Gambar 2.7 Simbol Dioda Bridge. 3

36 2.6 Trafo Transformer adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Gambar 2.8 Travo (a) (b) Gambar 2.8 (a). Simbol trafo (b).bentuk fisik trafo. Untuk pemasangan alat-alat ukur dan alat -alat proteksi / pengaman pada instalasi tegangan tinggi, menengah dan rendah diperlukan trafo pengukuran. Fungsi: Memperkecil besaran arus pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer. Standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Definisi transformator. Trafo atau transformator adalah pengubah tegangan listrik bolak-balik agar diperoleh tegangan yang diinginkan (lebih besar atau lebih kecil). Transformator untuk menaikkan tegangan disebut transformator step up, sedangkan transformator penurun tegangan disebut transformator step down. Transformator terdiri atas sebuah inti besi yang diberi lilitan primer dan sekunder. Alat ini bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik. Apabila terjadi perubahan fluks magnet pada kumparan primer, maka akan diteruskan kekumparan sekunder dan menghasilkan gaya gerak listrik induksi dan arus induksi. [6] 3

37 2.7 Transistor NPN Sebelumnya kita melihat bahwa Transistor Bipolar standar atau BJT, datang dalam dua bentuk dasar. Sebuah NPN (Negatif-Positif-Negatif) jenis dan tipe (Positif-Negatif- Positif) PNP, dengan jenis transistor yang paling umum digunakan sebagai transistor. Gambar dibawah ini menunjukkan simbol Transistor NPN. Gambar 2.9 merupakan simbol Transistor NPN. Gambar 2.9 Simbol Transistor NPN Tegangan konstruksi dan terminal untuk transistor NPN yang ditunjukkan diatas. Tegangan antara Basis dan Emitor (VBE), adalah positif pada Base dan negatif pada Emitter karena untuk transistor NPN, terminal Basis selalu positif terhadap Emitter ini. Juga tegangan suplai Kolektor positif sehubungan dengan Emitter (VCE). Jadi untuk transistor NPN untuk melakukan Kolektor selalu lebih positif sehubungan dengan baik Basis dan Emitor tersebut. Kemudian sumber tegangan terhubung ke transistor NPN. Kolektor terhubung ke tegangan suplai VCC melalui resistor beban, RL yang juga bertindak untuk membatasi arus maksimum yang mengalir melalui perangkat. Basis pasokan tegangan VB terhubung ke resistor Basis BPR, yang sekali lagi digunakan untuk membatasi Basis maksimum. [7] 3

38 2.8 Lampu Pijar Lampu pijar adalah lampu yang menghasilkan cahaya dengan memanaskan serabut pijar (filamen) di dalamnya. Di dalam serabut pijar inilah tenaga listrik diubah menjadi panas dan cahaya. Terdapat beberapa ukuran daya untuk lampu pijar minsalnya: 10W, 15W, 25W, 40W, 60W dan lain-lain. Semakin besar daya sebuah lampu pijar, maka akan semakin terang lampu tersebut. Gambar 2.10 merupakan contoh bentuk lampu pijar. [7] Gambar 2.10 Contoh bentuk lampu pijar 2.9 Fitting atau dudukan lampu Fitting atau dudukan lampu adalah suatu alat untuk menghubungkan lampu dengan kawat-kawat jaringan listrik secara aman. Berdasarkan pemakaiannya bentuk fitting terdapat beberapa macam, yaitu fitting tempel (fitting duduk), fitting gantung, fitting bayonet, gabungan antara fitting dengan stop kontak dan lain-lain. Gambar 2.11 merupakan contoh bentuk fiting. [7] Gambar 2.11 Contoh bentuk fitting. 3

39 2.10 Tagihan Biaya Listrik Langkah awal penghematan yang dapat dilakukan adalah dengan memahami terlebih dahulu bagaimana energi listrik yang telah kita gunakan setiap hari ditagihkan melalui tagihan rekening listrik setiap bulannya. Besarnya penghematan bergantung kepada dalamnya analisa dan solusi yang diberikan dalam mengatasi masalah pemborosan yang terjadi. Dalam rangka mendukung tercapainya program penghematan pemakaian energi listrik dan mendorong masyarakat untuk dapat lebih berhemat, PT. PLN (Persero) mengeluarkan kebijakan dengan beberapa prinsip sebagai berikut : 6. Pelanggan yang memakai tenaga listrik sampai batas hemat tertentu (80 % dari pemakaian rata-rata nasional pada kelompok tarifnya) akan dikenakan tarif bersubsidi. Sedangkan bagi pelanggan yang tidak bisa berhemat (memakai melebihi batas hemat), kelebihan pemakaian listriknya akan dikenakan tarif non subsidi. 7. Pelanggan-pelanggan kecil dibawah VA seperti pelanggan 450 VA, 900 VA, VA, dan VA tetap membayar rekening seperti biasa serta tidak terkena kebijakan ini, namun mereka dihimbau untuk tetap berhemat. 8. Ketentuan ini akan diberlakukan kepada pelanggan Rumah Tangga (R3), Bisnis (B), dan Pemerintah (P) dengan daya mulai dari VA. Ketentuan ini mulai diberlakukan untuk rekening yang ditagihkan pada bulan Mei Pelanggan yang sudah terkena ketentuan Dayamax Plus tidak lagi terkena ketentuan ini. 9. Dengan ketentuan ini, maka skema kebijakan insentif dan disinsentif yang sebelumnya diusulkan PLN tidak digunakan lagi. 10. Basis perhitungan yang digunakan berdasarkan Tarif Dasar Listrik sesuai Keputusan Presiden No.104 tahun 2003, dimana tarif non subsidi merupakan penerapan tarif Mulfiguna (M) sebesar Rp.1380, /kwh yang diatur dalam Kepres itu. [7] 3

40 3

41 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan Rangkaian Pada perancangan sistem ini merupakan proses yang dilakukan terhadap alat, mulai dari rancangan kerja rangkaian hingga hasil jadi yang difungsikan. Perancangan rangkaian ini meliputi perancangan rangkaian sensor cahaya, perancangan catu daya, perancangan rangkaian switching. Gambar 3.1 merupakan diagram blok penerangan lampu otomatis. Sensor Cahaya Rangkaian Switching Lampu Penerangan Catu Daya Gambar 3.1 Diagram Blok penerangan lampu otomatis 3.2 Perancangan Rangkaian Sensor Cahaya Perancangan sensor cahaya ini menggunakan komponen photoresistor (LDR) sebagai pendeteksi cahaya pada sisi luar Workshop EML. Rangkaian sensor cahaya ini membutuhkan catu daya 5VDC yang terhubung dari rangkaian regulator tegangan. Gambar 3.2 adalah gambar perancangan rangkaian sensor cahaya VCC 200 ohm Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Cahaya 13

42 Transistor Q1 2N2222 merupakan transistor jenis NPN yang digunakan sebagai saklar untuk merespon LDR ketika LDR mendapatkan cahaya atau tidak mendapatkan cahaya. Transistor Q1 akan aktif ketika LDR tidak mendapatkan cahaya dan akan off pada saat LDR mendapatkan cahaya. Hal ini karena Transistor Q1 diaplikasikan sebagai saklar aktif high. D1 adalah LED 5mm berwarna merah digunakan sebagai indikator ketika transistor Q1 aktif. R1 dengan nilai 1 kohm digunakan sebagai pembatas arus pada LED D1. R1= V R /I R Karena R1 dan D1 terhubung seri, maka : I R = I D1 = 10mA VR= VCC-(V BE +V DU +V D1 ) R1= VCC-(V BE +V DU +V D1 )/10mA = 5V- (0,6V+1,15V +1,6V)/10mA =1,65/10mA=165 ohm Karena di pasaran tidak ada 165 ohm maka Resistor R1 dipasang 200 ohm. 3.3 Perancangan Rangkaian Regulator Catu Daya Rangkaian Catu Daya ini memberikan suplai tegangan pada rangkaian sensor cahaya sebesar 5VDC. Rangkaian Catu Daya ini mendapatkan sumber tegangan dari PLN sebesar 220 Volt AC. Rangkaian catu daya ini memakai IC 7805, tujuan pemasangan regulator pada catu daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya, Gambar 3.3 adalah gambar perancangan rangkaian catu daya. Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya Salah satu tipe regulator tegangan berupa IC Regulator tegangan tipe IC 7805 adalah Regulator tegangan tetap dengan tiga terminal dan tegangan tetap positif, Keluaran dari IC 7805 berupa tegangan 5VDC yang akan di terima oleh rangkaian LDR tersebut, dengan menambah beberapa komponen pendukung dapat menjadi rangkaian catu daya yang termasuk ter-regulasi dengan baik. Komponen pendukung tersebut berupa dioda bridge yang berfungsi sebagai penyearah arus (AC) dan kapasitor berfungsi sebagai filter atau penyaring tegangan. 14

43 3.4 Perancangan Rangkaian Switching Rangkaian pengontrol daya ini digunakan agar daya tersebut stabil. cara kerja rangkaian ini pada saat sensor LDR aktif bekerja maka akan memicu pada diode dan MOC 3021 aktif, maka arus mengalir ke kaki Gate Triac, dan akan memicu TRIAC tersebut aktif. A1 dari TRIAC terhubung oleh lampu, dan A2 terhubung oleh arus AC 220 volt mengalir melalui baban. keluaran dari rangkaian pengontrol daya berupa lampu 40w. Gambar 3.4 menunjukan rangkaian switching. Gambar 3.4 Rangkaian Switching MOC3021 digunakan sebagai driver beban AC dan sebagai pengaman apabila ada tegangan yang berlebih dari 400 VAC, Triac dengan nomor seri BTA 16 yang mampu melewatkan tegangan mencapai 600 VAC dan arus yang mengalir 16 A. Pada rangkaian switching seperti terlihat pada gambar 3.4 diataas Triac berfungsi sebagai driver yang mengatur hidup matinya lampu, sedangakan MOC3021 digunakan sebagai diver yang akan mentrigger gate dari Triac. 15

44 3.5 Perancangan Mekanik Perancangan mekanik lampu penerangan di sisi luar Workshop EML Politeknik Negeri Batam menggunakan kotak hitam kecil, kotak tersebut berisikan keselurahan rangkaian yang telah dibuat untuk menghidupkan dan mematikan lampu sisi luar workshop EML Politeknik Negeri Batam. Bagian luar box tersebut terdapat sensor cahaya (photoresistor) yang digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya, trimpot yang digunakan untuk mengatur kepekaan ldr menerima cahaya dan Led yang digunakan sebagai indicator. Kotak tersebut di tempatkan pada sisi luar ruangan di bagian atas tembok/dinding Workshop EML Politeknik Negeri Batam, agar sensor cahaya (photoresistor) dapat berfungsi dengan baik. Gambar 3.5 menunjukkan bentuk kotak yang di dalamnya berisikan rangkaian Kontol. Gambar 3.6 menunjukkan penempatan alat pada sisi luar gedung Workshop EML. Gambar 3.5 Kotak Rangkaian ControL (a) (b) Gambar 3.6 Gedung Workshop EML dan Penempatan Alat 16

45

46

47 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Pengujian Pengujian pada proyek akhir ini dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat sesuai dengan spesifikasi alat yang telah dirancang atau tidak. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian rangkaian dan pengujian fungsionalitas alat setelah alat diinstal di Workshop EML. Pengujian rangkaian merupakan pengukuran-pengukuran tegangan pada test point yang telah ditentukan. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium BEL Politeknik Negeri Batam dari tanggal 04/07/2012 s.d 06/07/2012. Adapun Alat ukur yang digunakan untuk pengukuran menggunakan Multimeter digital SANWA CD800a Pengujian LDR Pengujian dari LDR dilakukan dengan mengukur tahanan LDR pada kondisi terang dan kondisi gelap. Tabel 4.1 merupakan hasil pengujian LDR. Tabel 4.1 Hasil Pengujian sensor cahaya (LDR) Kondisi Cahaya Tahanan (Ohm) Gelap (tidak ada cahaya) 800k Terang Pengujian Rangkaian Catu Daya Gambar 4.1 Titik-titik Pengujian Rangkaian Catu Daya. 17

48 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya NO Titik Pengujian Volt 1 Tegangan Sumber masukan (Titik A-B) 2 Keluaran Trafo tap 0 9 V (Titik C-D) 3 Tegangan Keluaran Penyearah (Titik F-E) 4 Tegangan Vout IC 7805 (Titik H-E) 226 VAC 9,84 VAC 9,86 VDC 4.90VDC Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya Gambar 4.2 Titik-Titik Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya Tabel 4.3 Hasil pengujian rangkaian sensor cahaya kondisi gelap No Titik Pengujian Tegangan (volt) 1 Tegangan sumber (Titik A-B) 2 Tegangan pada LDR (Titik C-B) Tegangan Resistor R1 3 (Titik A-D) 4 Tegangan LED D1 (Titik D-E) 4,90 VDC 0,62 VDC 2,15 VDC 1,62 VDC 18

49 Tabel 4.4 Hasil pengujian rangkaian sensor cahaya kondisi terang No Titik Pengujian Tegangan (volt) 1 Tegangan sumber (Titik A-B) 2 Tegangan pada LDR (Titik-titik C-B) 3 Tegangan Sumber dan resistor (Titik-titik A-D) 4 Tegangan Pada LED (Titik-titik D-E) 4,90 VDC 243 mvdc 0 VDC -4,8 VDC Pengujian Rangkaian Switching a A2 A1 b Gambar 4.3 Titik Pengujian Rangkaian Switching Tabel 4.5 Hasil Pengujian Rangkaian Swicthing (saat gelap) No Titik Pengujian Tegangan (volt) 1 Tegangan A1-A2 (Titik-titik) 7,89 VAC Tabel 4.6 HasilPengujian Rangkaian Switching (terang) No Titik Pengujian Tegangan (volt) 1 Tegangan A1-A2 (Titik-titik) 222,50VAC 19

50 4.1.5 Pengujian Fungsionalitas Alat Pengujian fungsionalitas alat ini melakukkan pengujian alat selama 3 hari dari tanggal 04/07/2012 s/d 05/07/2012. Alat ini bekerja selama 12 jam, pada waktu pagi hari lampu akan mati dengan otomatis tergantung intesitas cahaya yang diperoleh dari LDR, dan pada waktu sore hari lampu akan hidup dengan otomatis, sehingga dapat diamati pada waktu pagi hari jam ketika lampu pedam dan pada waktu sore hari ketika lampu menyala. Gambar 4.4 sampai gambar 4.6 adalah hasil pengamatan pengujian alat setelah dipasang di Workshop EML. (a) (b) Gambar 4.4 Pengamatan fungsisionalitas alat hari pertama setelah alat dipasang; a). Pagi, b). Sore. (a) (b) Gambar 4.5 Pengamatan fungsisionalitas alat hari kedua setelah alat dipasang; a). Pagi, b). Sore 20

51 (a) (b) Gambar 4.6 Pengamatan fungsisionalitas alat setelah dipasang hari ketiga ; a). Pagi, b). Sore 4.2 Analisa Analisa atau pembahasan yang dilakukan pada bab 4 ini adalah analisa hasil pengujian rangkaian dan analisa penghematan energi Workshop EML Analisa Hasil Pengujian Rangkaian Hasil pengujian rangkaian ini menjelaskan tentang analisa pengujian LDR, rangkaian catu daya, rangkaian sensor cahaya, rangkaian switching, analisa penghematan energi Workshop EML, analisa sebelum pemasangan alat, dan sesudah pemasangan alat Analisa Pengujian LDR Dari hasil pengujian LDR Tabel 4.1 diperoleh hasil bahwa tahanan atau resistansi saat LDR saat terkena cahaya adalah 800k Ohm, sedangkan saat tidak terkena cahaya (kondisi gelap) adalah 41,46 Ohm, dari nilai-nilai tersebut dapat diketahui bawah LDR kondisinya baik. Hal ini sesuai dengan krakteristik LDR yang apabila LDR mendapatkan cahaya maka resistansinya akan semakin kecil dan sebaliknya apabila LDR tidak terkena cahaya maka resistansinya semakin besar Analisa Rangkaian catu daya Titik A-B merupakan terminal tegangan sumber dari PLN, yang mana standar tegangan dari PLN 220VAC. Dari hasil pengukuran titik A-B diperoleh hasil 226 VAC, akan tetapi tegangan tersebut masih stabil dikarenakan tegangan PLN 5% dari tegangan nominal. Titik C-D merupakan terminal tegangan yang diperoleh dari keluaran trafo tap 9 VAC. Dari hasil pengukuran titik C-D diperoleh hasil 9,84. Faktor kesalahan (FK) hasil pengukuran titik C-D : 21

52 FK C-D = 9V 9,84 V x100% 9,84V = 8,5 % Titik E-F merupakan hasil penyearahan gelombang penuh dari AC ke DC. V E-F dc= 2V P /π V P = V C-D. 2 = 9,84V. 2 = 13,9 v V E-F dc= 2V P /π =2.13,9V/ 3,14 =8,85VDC EF Hasil dari pengukuran Vefdc = 9,86V, jadi faktor kesalahan hasil pengukuran titik FK E-F = 8,85V - 9,86 Vx100% 9,86V =10.24 % Titik G-H merupakan terminal tegangan yang diperoleh dari keluaran IC Dari data sheet IC 7805 dituliskan tegangan keluarannya berkisar 4.8V s/d 5,2V. Sedangkan dari hasil pengukuran titik G-H diperoleh nilai tegangan sebesar 4,90Vdc. Maka dari data sheet IC7805, tegangan titik G-H sudah tepat Analisa Rangkaian Sensor Cahaya Dari Tabel 4.3 dan 4.4 memeperlihatkan bahwa ada beberapa hasil pengujian yang berbeda, hal tersebut disebabkan karena pengaruh kuat cahaya yang mengenai pada sensor LDR. -Pengujian Tabel 4.3 kondisi gelap. Titik A-B merupakan tegangan keluaran dari rangkaian catu daya dan di hubungkan dengan rangkaian sensor LDR. Dari hasil pengukuran titik A-B di peroleh 4,90Vdc. Pengukuran sama dengan dengan tegangan keluaran dari rangkaian catu daya, karena tegangan tersebut tidak mengalami drop tegangan. Jadi tegangan tersebut stabil. 22

53 Titik C-B merupakan pengukuran LDR saat tidak terkena cahaya atau pada saat kondisi gelap (resistansi LDR besar). Karena LDR dan trimpot 10K terhubung seri (pembagi tegangan) dan dibandingkan nilai Trimpot maka nilai resistansi LDR jauh lebih besar maka nilai tegangan pada LDR akan cenderung mendekati nilai sumbernya. Akan tetapi karena LDR juga terhubung paralel dengan Basis-Emitor Transistor T1 maka tegangan LDR akan sama dengan tegangan bias Vbe T1 yaitu sekitar 0,6V s/d 0,7V. Dari hasil pengukuran tegangan titik C-B diperoleh nilai 0,62V. Tegangan tersebut masih dalam range tegangan bias V BE. Sehingga Transistor T1 aktif. Titik A-D merupakan pengukuran tegangan 4,90Vdc yang di peroleh dari keluaran catu daya dan pengukuran tegangan Resistor R1. Dari hasil pengukuran titik A-D diperoleh tegangan 2,15 Vdc dengan nilai R1 =200ohm tegangan pada Resistor aktif tidak mengalami perubahan yang deraktis karena LED D1 aktif Titik D-E merupakan pengukuran titik LED diperoleh tegangan 1,62 VDC Vdc. Tegangan LED D1 aktif sebab nilai tegangan LED D1 1,6 Vdc nilai pengukuran 1,62 VDC Maka lampu LED D1 dapat manyala hal tersebut kerena anoda dan katoda bekerja dengan baik. -Pengujian Tabel 4.4 kondisi terang Titik A-B merupakan tegangan keluaran dari rangkaian catu daya dan di hubungkan dengan rangkaian sensor LDR. Dari hasil pengukuran titik A-B di peroleh 4,90Vdc. Pengukuran sama dengan dengan tegangan keluaran dari rangkaian catu daya, karena tegangan tersebut tidak mengalami drop tegangan. Jadi tegangan tersebut stabil. Titik C-B merupakan pengukuran LDR terkena cahaya atau pada saat kondisi terang maka resistansi LDR kecil, sehinggag tegangan LDR C-B mendapatkan cahaya maka tegangan basis emitor (BE) dari Transistor T1 tidak aktif. Dari hasil pengukuran di peroleh 243 mvdc atau 0,02 Vdc sehingga tegangan tersebut drop tegangan, maka Transistor tidak bekerja sesuai tegangan 0,6 Vdc s/d 0,7 Vdc. Titik A-D merupakan pengukuran tegangan 4,90Vdc yang di peroleh dari keluaran catu daya dan pengukuran tegangan Resistor R1. Dari hasil pengukuran titik A-D diperoleh tegangan 0 Vdc dengan nilai R1 =200ohm tegangan pada Resistor tidak aktif karena LED D1 tidak aktif. Titik D-E merupakan pengukuran titik LED diperoleh tegangan tegangan -48 Vdc. Tegangan LED D1 tidak aktif karena pada LED merah nilai tegangannya yaitu 1,6 Vdc. Maka lampu LED D1 tidak manyala hal tersebut kerena LED tidak mendaptkan tegangan lebih dari 1,6 Vdc Analisa Rangkaian Switching. Tabel 4.5 Pengujian Rangkaian Switching. (saat gelap) Titik (A-B) merupakan pengukuran titik pada kaki Triac A1-A2 diperoleh tegangan 7,89 VAC. Saat pengukuran ini terdapat rugi-rugi tegangan yang di dapat saat pengukuran sehingga saklar Triac aktif sebesar 7,89 Vac. 23