SISTEM KONTROL DAYA LISTRIK PADA SALURAN MASUK PELAYANAN TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SHORT MESSAGE SERVICE

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR SISTEM KONTROL DAYA LISTRIK PADA SALURAN MASUK PELAYANAN TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SHORT MESSAGE SERVICE I GEDE GUNADI PRADNYANA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015

2 TUGAS AKHIR SISTEM KONTROL DAYA LISTRIK PADA SALURAN MASUK PELAYANAN TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SHORT MESSAGE SERVICE I GEDE GUNADI PRADNYANA NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 i

3 SISTEM KONTROL DAYA LISTRIK PADA SALURAN MASUK PELAYANAN TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SHORT MESSAGE SERVICE Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Starata1) Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana I GEDE GUNADI PRADNYANA NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2015 ii

4 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : I Gede Gunadi Pradnyana NIM : Tanda Tangan :... Tanggal :... iii

5 LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir ini diajukan oleh: Nama : I Gede Gunadi Pradnyana NIM : Jurusan Judul Tugas Akhir : Teknik Elektro : SISTEM KONTROL DAYA LISTRIK PADA SALURAN MASUK PELAYANAN TENAGA LISTRIK MENGGUNAKAN SHORT MESSAGE SERVICE Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Pembimbing I Pembimbing II Penguji Penguji Penguji DEWAN PENGUJI : Ir. I Wayan Arta Wijaya, MErg.,MT. NIP : : Ir. I Gusti Ngurah Janardana, MErg. NIP : : Anak Agung Ngurah Amrita, ST., MT. NIP : : Ir. Antonius Ibi Weking, MT. NIP : : Ir. Cok Gede Indra Partha, M.Erg.,MT. NIP : Ditetapkan di Tanggal : : Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Denpasar-Bali MENGETAHUI Ketua Jurusan Teknik Elektro Ir. I Nyoman Setiawan, MT. NIP iv

6 KATA PENGANTAR Om Swastiastu, puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-nya, sehingga Tugas Akhir dengan judul Sistem Kontrol Daya Listrik Pada Saluran Masuk Pelayanan Tenaga Listrik Menggunakan Short Message Service telah dapat diselesaikan. Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana starata satu (S1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyususan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Gede Sukadarmika,ST.,MSc., selaku Pembimbing Akademik. 4. Bapak Ir. I Wayan Arta Wijaya, MErg.,MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan, saran - saran dan semangat dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. I Gusti Ngurah Janardana, MErg., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan, saran - saran dan semangat dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan secara moril. 7. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu. Penulis menyadari bahwa dalam Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Maka dari pada itu penulis mengharapkan saran dan kritik demi sempurnanya Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis memohon maaf yang v

7 sebesar - besarnya apabila ada kesalahan penulisan nama maupun kata - kata sehingga dapat menyinggung perasaan pembaca. Bukit Jimbaran, 25 Agustus 2015 Penulis vi

8 ABSTRAK Banyaknya tunggakan pembayaran energi listrik pada pelanggan pengguna kwh Meter pascabayar berpengaruh terhadap pendapatan yang diterima oleh PLN. Hal tersebut juga berpengaruh terhadap beban kerja dari bagian Pemutusan dan Penyambungan. Berdasarkan data yang diperoleh dari PT PLN (Persero) Rayon Denpasar, terdapat pelanggan kwh Meter pascabayar yang melakukan tunggakan. Keadaan rumah pelanggan yang dalam keadaan terkunci serta tidak ada penghuni sangat menghambat tugas dari petugas Pemutusan dan Penyambungan. Solusi untuk membantu meringankan tugas dari petugas Pemutusan dan Penyambungan adalah mengintegrasikan switch pada saluran masuk pelayanan pada kwh Meter pascabayar yang dapat dikontrol oleh petugas Pemutusan dan Penyambungan dengan menggunakan SMS. Sistem kontrol daya listrik merupakan sebuah alat yang akan diintegrasikan pada kwh meter pascabayar. Alat ini dapat melakukan pemutusan energi listrik, penyambungan energi listrik dan cek status berdasarkan perintah yang dikirimkan oleh pengguna melalui pesan singkat. Jika perintah pemutusan atau penyambungan tidak terlaksana maka alat ini akan mengirimkan informasi balik ke pengguna dalam bentuk pesan singkat dengan isi pesan yaitu perintah yang dikirimkan sebelumnya serta status aliran energi listrik pada saat itu. Terdapat dua status yang dapat dikirimkan oleh alat ini yaitu status tersambung dan terputus. Status tersambung akan dikirim jika terdapat energi listrik pada APP sedangkan status terputus akan dikirim jika tidak terdapat energi listrik pada APP. Perintah yang dikirimkan dengan kode PUTUS, SAMBUNG dan CEK STATUS dapat diterima dan direspon dengan baik sesuai perencanaan. Alat dapat membaca perintah terakhir yang dikirimkan oleh pengguna. Jika terjadi pemadaman listrik maka alat ini tidak akan bekerja dan jika pemadaman listrik telah selesai maka alat akan mengeksekusi perintah terakhir yang dikirimkan oleh pengguna. Waktu yang diperlukan untuk pengiriman dan penerimaan pesan menggunakan SMS dengan menggunakan operator yang sama antara alat dan pengguna memiliki respon yang lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan operator yang berbeda. Kuat sinyal serta jangkauan dari sinyal GSM juga dapat berpengaruh terhadap proses pengiriman dan penerimaan pesan menggunakan SMS. Konsumsi daya yang diperlukan oleh alat secara keseluruhan adalah sebesar 6,9 VA. Kata kunci : kwh Meter, Pelanggan, SMS vii

9 ABSTRACT The large number payment arrears of electrical energy on customers kwh Meter pascabayar is affect for the income by PLN. It also affects for workload of Pemutusan and Penyambungan team. From data obtained in the PT PLN (Persero) Rayon Denpasar, There are 4,493 customers arrears for kwh Meter pascabayar. In addition the customers home is locked and no occupants is very hamper the task of Pemutusan and Penyambungan officers. To help ease the task of Pemutusan and Penyambungan officers then the solution is to integrate the switch on saluran masuk pelayanan at the kwh Meter pascabayar which can be controlled by Pemutusan and Penyambungan officers by SMS. Electrical power control system is a instrument that will be integrated on the kwh Meter pascabayar. This instrument can disconnection of electric energy, connection of electric energy and check status based on commands sent by the user via short messages service. If the disconnection or reconnection command is not executed then this instrument will submit information to users by a short message the content of the message that commands sent previously and the status of the electrical energy flow at the time. There are two states that can be delivered by instrument are tersambung and terputus. Status tersambung will be sent if there is electricity in the APP while the status terputus to be sent if there is no electricity in the APP. Commands sent by code PUTUS, SAMBUNG and CEK STATUS can be received and responded well according to plan. Instrument can read the last command sent by the user. If the power goes out then this instrument will not work and if the power outage has been completed then the instrument will be execution the last command sent by users. The time required for sending and receiving messages using SMS uses the same operator between the instrument and the user has a faster response compared to using a different operator. Strength and range of the GSM signal can also affect the process of sending and receiving messages using SMS. Power consumption required by the instrument is 6,9 VA. Keywords : kwh Meter, Customer, SMS. viii

10 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... i LEMBAR PERSYARATAN GELAR SARJANA... ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah Global System For Mobile Communication General Packet Radio Service Short Message Service Blok Diagram Hardware Arduino Arduino Uno R ix

11 2.4.2 Modul IComSat v1.1-sim900 GSM/GPRS Optocoupler Transistor Relay Transformator Dioda Kapasitor Voltage Regulator Arduino IDE BAB III MATERI DAN METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Data Sumber data Jenis data Metode pengumpulan data Bahan Peralatan Kerja Langkah Penelitian Pemodelan Sistem Metode Perancangan Sistem Kontrol Daya Listrik Pada Saluran Masuk Pelayanan Tenaga Listrik Menggunakan Short Message Service Perancangan perangkat keras Perancangan rangkaian catu daya Perancangan rangkaian driver relay Perancangan AC volt detector Perancangan mikrokontroler Perancangan perangkat lunak Alur Kerja Pemutusan dan Penyambungan x

12 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sistem Pemutusan dan Penyambungan Energi Listrik Pada kwh Meter Pascabayar Bagi Pelanggan Yang Menunggak Realisasi Hasil Perancangan Penjelasan gambar pada blok diagram kontrol daya listrik Penjelasan gambar pada blok diagram pemodelan APP pada pelanggan Pengujian dan Pembahasan Hasil Perancangan Pengujian dan pembahasan rangkaian catu daya Pengujian stabilitas tegangan Pengujian konsumsi daya listrik Pengujian dan pembahasan rangkaian mikrokontroler Pengujian dan pembahasan rangkaian driver relay Pengujian dan pembahasan rangkaian AC volt detector Pengujian dan pembahasan modul IComSat V1.1-SIM Pengujian Keseluruhan Sistem Pengujian pemutusan energi listrik Pengujian penyambungan energi listrik Pengujian pemantauan kondisi Perintah sambung dengan status tersambung Perintah sambung dengan status terputus Perintah putus dengan status terputus Perintah putus dengan status tersambung Pengujian pembacaan perintah terakhir Pembacaan perintah SAMBUNG Pembacaan perintah PUTUS BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah... 6 Gambar 2.2 Cara Kerja SMS... 8 Gambar 2.3 Blok Diagram Rangkaian... 9 Gambar 2.4 Arduino Uno R Gambar 2.5 GSM Shield Icomsat V1.1 SIM Gambar 2.6 Rangkaian Optocoupler Gambar 2.7 Simbul Transistor Gambar 2.8 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar Gambar 2.9 Voltage Regulator Gambar 3.1 Alur Prosedur Penelitian Gambar 3.2 Pemodelan Sistem Gambar 3.3 Blok Diagram Rangkaian Gambar 3.4 Rangkaian Catu Daya Gambar 3.5 Rangkaian Driver Relay Gambar 3.6 Rangkaian AC Volt Detector Gambar 3.7 Flowchart Program Utama Gambar 3.8 Alur Kerja Pemutusan dan Penyambungan Gambar 4.1 Realisasi Hasil Perancangan Gambar 4.2 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Catu Daya Gambar 4.3 Pengukuran Tegangan Keluaran Pada IC LM Gambar 4.4 Blok Diagram Pengujian Konsumsi Daya Listrik Keseluruhan Gambar 4.5 Pengujian Konsumsi Daya Secara Keseluruhan Gambar 4.6 Blok Diagram Pengujian Konsumsi Daya Listrik Pada Rangkaian Utama Gambar 4.7 Pengujian Konsumsi Daya Listrik Pada Rangkaian Utama Gambar 4.8 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Mikrokontroler xii

14 Gambar 4.9 Tampilan Serial Monitor Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Gambar 4.10 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Driver Relay Gambar 4.11 Tampilan Serial Monitor Pengujian Rangkaian Driver Relay Gambar 4.12 Blok Diagram Pengujian Rangkaian AC Volt Detector Gambar 4.13 Tampilan Serial Monitor Pengujian Rangkaian AC Volt Detector. 53 Gambar 4.14 Blok Diagram Pengujian Modul IComSat V1.1-SIM Gambar 4.15 Tampilan Pengujian Pengiriman dan Penerimaan SMS Gambar 4.16 Blok Diagram Pengujian Pemutusan Energi Listrik Gambar 4.17 Tampilan Serial Monitor Pengujian Pemutusan Energi Listrik Gambar 4.18 Respon Dari Pengujian Pemutusan Energi Listrik Gambar 4.19 Respon Ketika Terjadi Kegagalan Pada Perintah Pemutusan Gambar 4.20 Blok Diagram Pengujian Penyambungan Energi Listrik Gambar 4.21 Tampilan Serial Monitor Pengujian Penyambungan Energi Listrik 61 Gambar 4.22 Respon Dari Pengujian Penyambungan Energi Listrik Gambar 4.23 Respon Ketika Terjadi Kegagalan Pada Perintah Penyambungan Gambar 4.24 Blok Diagram Pengujian Pemantauan Kondisi Gambar 4.25 Tampilan SMS Perintah Sambung Dengan Status Tersambung Gambar 4.26 Tampilan SMS Perintah Sambung Dengan Status Terputus Gambar 4.27 Pengujian Pemantauan Kondisi Untuk Perintah Sambung dan Status Terputus Gambar 4.28 Tampilan SMS Perintah Putus Dengan Status Terputus Gambar 4.29 Tampilan SMS Perintah Putus Dengan Status Tersambung Gambar 4.30 Pengujian Pemantauan Kondisi Untuk Perintah Putus dan Status Tersambung Gambar 4.31 Blok Diagram Pengujian Pembacaan Perintah Terakhir SAMBUNG Gambar 4.32 (a) Pengiriman Perintah SAMBUNG (b) Respon Dari Alat Gambar 4.33 Pemutusan Sumber Energi Listrik Dengan Perintah Terakhir SAMBUNG xiii

15 Gambar 4.34 (a) Hasil Pembacaan Perintah SAMBUNG (b) Respon Dari Alat 70 Gambar 4.35 Blok Diagram Pengujian Pembacaan Perintah Terakhir PUTUS. 71 Gambar 4.36 (a) Pengiriman Perintah PUTUS (b) Respon Dari Alat Gambar 4.37 Pemutusan Sumber Energi Listrik Dengan Perintah Terakhir PUTUS Gambar 4.38 (a) Hasil Pembacaan Perintah PUTUS (b) Respon Dari Alat xiv

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Rangkaian Catu Daya Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan dan Arus Secara Keseluruhan Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Tegangan dan Arus Pada Rangkaian Utama Tabel 4.4 Pengujian Pembacaan Perintah PUTUS Tabel 4.5 Pengujian Pembacaan Perintah SAMBUNG Tabel 4.6 Pengujian Pembacaan Perintah CEK STATUS Tabel 4.7 Respon Pembacaan Perintah SAMBUNG Tabel 4.8 Respon Pembacaan Perintah PUTUS xv

17 DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG AC ADC APP DC DPDT DPST EEPROM ETSI FDMA GPRS GSM IDE IML JTR KWH LED NC NO PCB PLN RISC RTC SLP SMP SMS SMSC = Alternating Curent = Analog to Digital Converter = Alat Pengukur dan Pembatas = Direct Current = Double Pole Double Throw = Double Pole Single Throw = Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory = European Telecommunication Standard Institute = Frequency Division Multiple Acces = General Packet Radio Service = Global System For Mobile Communication = Integrated Development Environment = Instalasi Milik Pelanggan = Jaringan Tegangan Rendah = Kilo Watt Hour = Light Emitting Diode = Normally Close = Normally Open = Printing Circuit Board = Perusahaan Listrik Negara = Reduced Intrution Set Computer = Real Time Clock = Saluran Luar Pelayanan = Saluran Masuk Pelayanan = Short Message Service = Short Message Service Center xvi

18 SPDT SPST SPTR TDMA UART USB WAP = Single Pole Double Throw = Single Pole Single Throw = Saluran Pelayanan Tegangan Rendah = Time Division Multiple Acces = Universal Asyncronous Receiver/Transmiter = Universal Serial Bus = Wireless Application Protocol xvii

19 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1: Jadwal Kegiatan Lampiran 2: Daftar Anggaran Biaya Lampiran 3: Data Sheet Arduino Uno R Lampiran 4: Data Sheet IComSat V1.1- SIM 900 GSM/GPRS Lampiran 5: Data Sheet Relay Lampiran 6: Data Sheet LM78XX Lampiran 7: Data Tunggakan Pelanggan Bulan Mei Lampiran 8: Listing Program Sistem Kontrol Daya Listrik xviii