SNETE 2015 Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

Transkripsi

1 PROSIDING () SNETE 2015 Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro dengan tema: Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro untuk Kemandirian Riset dan Teknologi Nasional tanggal November 2015 di Politeknik Aceh Banda Aceh - Provinsi Aceh Tim Editor: Mohd. Syaryadhi, ST., M.Sc Zulhelmi, ST., M.Sc Sayed Muchallil, ST., M.Sc Organized by: i

2 PANITIA SEMINAR NASIONAL TEKNIK ELEKTRO SNETE 2015 Penanggung Jawab Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA., MLA. (Dekan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala) Wakil Penanggung Jawab Dr. Ir. Rizal Munadi, MM., MT. (Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala) Koordinator Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom (Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala) Dr. Nasaruddin, ST., M.Eng (Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Unsyiah) Ir. Zainal Hanafi (Direktur Politeknik Aceh) Pengarah Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng Dr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc Dr. Ir. Syahrial, M.Eng Ir. Agus Adria, M.Sc Ketua Panitia Sayed Muchallil, S.T., M.Sc Wakil Ketua Panitia Fardian, ST.,M.Sc Sekretaris Afdhal, ST., M.Sc Bendahara Elizar, ST., M.Sc Koordinator Kesekretariatan Zulfikar, ST., M.Sc Koordinator Publikasi dan Dokumentasi Hubbul Walidainy, ST., MT Koordinator Program dan Sponsorsip Ahmadiar, ST., M.Sc Koordinator Logistik dan Tempat Alfatirta Mufti, ST., M.Sc Koordinator Workshop dan Expo Didiek Hari Nugroho, ST., MT ii

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah Subhana wata ala yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah kepada hamba-nya. Shalawat dan salam untuk Rasulullah Nabi Muhammad Shalallahu alaihi wassalam. Ucapan terima kasih kepada bapak Rektor Universitas Syiah Kuala dan Dekan Fakultas Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala beserta jajarannya serta pimpinan Politeknik Aceh beserta segenap jajarannya yang telah memberikan dukungannya untuk kegiatan ini. Sebagai negara berkembang, sudah seharusnya Indonesia mampu berkompetisi lebih baik dalam ketatnya persaingan global saat ini. Selain sumberdaya alam yang melimpah, besarnya pasar (market) yang dimiliki oleh Indonesia seharusnya menjadi modal dan kekuatan Indonesia dalam menghadapi persaingan ini. Namun pada kenyataannya, daya saing bangsa yang kita cintai ini masih tertinggal dibandingkan negara-negara tetangga kita lainnya. Salah satu indikator rendahnya daya saing Indonesia dalam bidang pendidikan tinggi dan kesiapan teknologi adalah rendahnya publikasi karya ilmiah. Hal ini tentunya masih dapat ditingkatkan selalu berbagai kegiatan ilmiah. Salah satunya adalah mengadakan sejumlah pertemuan ilmiah melalui kegiatan seminar nasional. Oleh karena itu, Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala bekerjasama dengan Politeknik Aceh kembali mengadakan kegiatan Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro (SNETE) ke-5 Tahun 2015 dengan tema Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Untuk Kemandirian Riset dan Teknologi Nasional. Harapan kami semoga melalui kegiatan ini dapat terciptanya kemandirian riset dan teknologi nasional yang mampu melahirkan sumberdaya manusia Indonesia yang kompetitif dalam menghadapi persaingan global, khususnya dalam bidang keilmuan Teknik Elektro. Sebagai tambahan, mulai SNETE 2015 ini, kami akan meng-online-kan prosiding dalam rangka memperluas akses terhadap diseminasi hasil penelitian secara luas. Kami mengharapkan agar prosiding SNETE 2015 ini dapat dijadikan sebagai salah satu sumber referensi dalam publikasi penelitian dan memberi informasi terkini tentang perkembangan ilmu Teknik Elektro sekarang ini. Demikian pengantar ini kami sampaikan, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya, dan mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan prosiding ini. Banda Aceh, 23 November 2015 Panitia Pelaksana SNETE 2015 Sayed Muchallil, S.T., M.Sc. Ketua iii

4 DAFTAR REVIEWER Dr. Fitri Arnia, ST, M.Eng.Sc Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc Dr. Ing. Melvi Ulvan, ST., MT Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng Dr. Syafii, ST., MT Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom. Dr. Ir. Rizal Munadi, MT., MM., Dr. Ir. Syahrial, M. Eng Dr. Nasaruddin., ST., M.Eng Dr. Ing. Ardian Ulvan, ST., M.Sc Dr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc Dr. Ira Devi Sara, ST., M.Eng.Sc Dr. Muhammad Daud, ST., MT Dr. Rusdha Muharar, ST., M.Sc Dr. Rakhmad Syafutra Lubis, S.T., MT UNIVERSITAS LAMPUNG UNIVERSITAS ANDALAS UNIVERSITAS LAMPUNG UNIVERSITAS MALIKUSSALEH KEYNOTE SPEAKERS Prof. Ocky Karna Radjasa, PhD Direktur Riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat, Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan, Kemristekdikti RI Topik: Kebijakan Riset dan Pengabdian Masyarakat iv

5 SNETE 2015 Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 supported by: v

6 DAFTAR ISI Group-I Antena Mikrostrip Bentuk Slot Cincin Persegi dengan Pencatuan Electromagnetic Coupling Indra Surjati, Yuli Kurnia Ningsih, dan Fahrul Sidiq Aplikasi Resource Scheduling Berbasis Awan; Studi Kasus Laboratorium Penelitian Terpadu Universitas Syiah Kuala Mugi Asrianto, Sayed Muchallil, dan Rahmad Dawood Perancangan Antena Mikrostrip Polarisasi Circular Dual-Feed Frekuensi 1575,42 MHz untuk GPS Teguh Firmansyah, Sabdo Purnomo, dan Tri Hendarto Fajar Nugroho Perancangan Penguat Daya Derau Rendah untuk Stasiun Bumi Satelit Nano pada Frekuensi MHz Berbasis Mikrostrip Mira Hanafiah Rahmi, Heroe Wijanto, Budi Syihabuddin, dan Agus Dwi Prasetyo Desain High Gain Gilbert Cell Mixer untuk Down Conversion WiMAX Frekuensi 2,3 GHz Siswo Wardoyo, Herudin, dan Teguh Firmansyah Pemeliharaan On-Load Tap Changer (OLTC) Transformator Daya PT PLN (Persero) Unit Pelayanan Transmisi (UPT) Banda Aceh Fathurrahman dan Maironal Ismanto Group-II Metode Keamanan pada Citra JPEG-Ikhtisar Maulisa Oktiana, Khairul Munadi, dan Fitri Arnia 38 Desain dan Simulasi Filter Aktif Shunt Multilevel Inverter untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Penggunaan Beban Non Linear Suhendar, Teguh Firmansyah, dan Zuldiag Solih Afin 45 Sistem Pelacak Otomatis Energi Surya Berbasis Mikrokontroler ATMega8535 Noer Soedjarwanto dan Osea Zebua 52 vi

7 Rancang Bangun Prototipe Pengusir Kelelawar Berbasis Mikrokontroler ATmega328 Taufan Chalis, Zulhelmi, dan Yuwaldi Away 56 Rancang Bangun Sistem Informasi Rekam Medik Posyandu Berbasis Komputasi Awan Rahmat Effendi, Roslidar, dan Rahmad Dawood 61 Rancang Bangun Prototype PLTPH Menggunakan Turbin Open Flume Afryantima Siregar, Mahdi Syukri, Ira Devi Sara, Syahrizal, dan Mansur Gapy 66 Rancang Bangun Sistem Data Logger Pergerakan Sepeda Motor Berbasis Mikrokontroler ATmega328P Yansyah Putra, Afdhal, dan Yuwaldi Away 72 Group-III Rancang Bangun Prototipe Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Rumah Cerdas untuk Meningkatkan Kehandalan Listrik Nurlaila Amna, Mahdi Syukri, Ramdhan Halid Siregar, Syahrizal, dan Mansur Gapy 78 Internet of Things Keamanan dan Privasi Ernita Dewi Meutia 85 Pengaruh Arus Infeed terhadap Kinerja Rele Jarak (Studi Kasus pada Sistem Transmisi Sigli Banda Aceh) Syukriyadin, Muntasir, dan Syahrizal 90 Model Hibrid PV-Genset Aplikasi pada Sistem Off-Grid Agus Adria dan Tarmizi 96 Klasifikasi Penggunaan Lahan Menggunakan Citra Satelit Spot-6 di Kabupaten Aceh Barat Daya dan Aceh Besar Freddy Sapta Wirandha, Marwan, dan Nizamuddin 102 Rancang Bangun Radar untuk Mendeteksi Saluran Kabel Listrik di Bawah Tanah Amir D, Indrawati, dan Akhyar 108 vii

8 Group-IV Analisis Perbandingan Kualitas Jaringan Wireless LAN (WLAN) dengan Menggunakan Antena Eksternal Yagi 2,4 GHz dan Grid 2,4 GHz Syahrial, Rizal Munadi, dan Abdul Malik Nasution Perancangan Sistem Kontrol Hibrid Energi Surya Fotovoltaik (SESF) dengan Sumber Listrik PLN Menggunakan Fuzzy Logic Controller Azmi Saleh Evaluasi Kinerja VLAN Trunking Protocol Dengan Metode Spanning Trees Protocol Menggunakan GNS-3 Afdhal, Rizal Munadi, dan Imam Fachdil Simulasi Perancangan dan Analisa Antena Mikrostrip Patch Circular pada Frekuensi 2,4 GHz untuk Aplikasi WLAN Syahrial, Teuku Yuliar Arif, dan Jarnawi Ariga Pengembangan Aplikasi Pengamanan Pesan Teks Dyah Cita Irawati, Sarifuddin Madenda, dan Lussiana ETP 141 Deteksi Objek pada Arena Kontes Robot Pemadam Api Indonesia Menggunakan Raspberry Pi dan OpenCV Anggoro Suryo Pramudyo, Rizal Febrian, dan Romi Wiryadinata 148 viii

9 Rancang Bangun Prototipe Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Rumah Cerdas untuk Meningkatkan Kehandalan Listrik Nurlaila Amna, Mahdi Syukri, Ramdhan Halid Siregar, Syahrizal, dan Mansur Gapy Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdul Rauf No. 7, Banda Aceh Abstrak Rumah tangga yang disuplai dua sumber energi yaitu sumber dari panel surya dan PLN memerlukan sistem pengatur suplai daya ke beban, agar pergantian suplai energi listrik ke beban dapat bekerja secara otomatis, sehingga dapat dikatakan rumah cerdas. Penelitian ini bertujuan untuk merancang prototipe pengatur suplai daya beban listrik rumah cerdas guna meningkatkan kehandalan dalam sistem kelistrikan dari segi kontinuitas penyuplaian daya dan penghematan tagihan listrik. Melalui prototipe ini sebagai pemodelan untuk melihat sistem kerja pengatur suplai daya beban listrik saat menggunakan sumber listrik panel surya dan PLN. Prototipe dirancang menggunakan perangkat PLC LOGO Siemens 12/24RC tipe 0BA6 sebagai sensor tegangan untuk membaca tegangan masukan dari panel surya dan PLN. Rancang bangun prototipe dimulai dengan merancang rangkaian sensor untuk input PLC, rangkaian sensor yang dirancang memiliki keluaran pada range tengah PLC (0-10V). Untuk membuat program pada PLC sebagai sensor tegangan dihitung terlebih dahulu parameter range tegangan sensor yang akan diprogram agar sistem dapat bekerja sesuai input yang diberikan, selanjutnya dirangkai rangkaian rele sesuai rangkaian kerja. Hasil dari data yang diperoleh prototipe bekerja secara otomatis penyuplaian energi ke beban. Pada siang hari sumber energi listrik rumah tangga disuplai oleh sumber PLN dengan daya total adalah 56 watt, panel surya melakukan pengecasan, sedangkan saat malam hari dapat disuplai oleh PLN 30 watt dan di-back-up panel surya 25.8 watt, serta saat pemadaman listrik PLN disuplai oleh sumber panel surya dengan daya sebesar 34.4 watt. Kata kunci: Pengatur Suplai Daya, PLC LOGO Siemens, Relay Switching Abstract Household, which are supplied by two energy sources of solar panels and PLN, requires a system regulating the power supply to the load, in order to turn the electric energy supply to the load can work automatically so that it can be called smart-house. This research aims to design a prototype power supply regulator of smart-house electrical load in order to increase the reliability in the electrical system in terms of the continuity of supplies of power and electricity bill savings. Through this prototype as a model to see a working system regulator power supply electrical loads when using the solar panel power source and PLN, the prototype is designed using the Siemens PLC LOGO 12 / 24RC type 0BA6 as a voltage sensor to read the input voltage of the solar panel and PLN. The prototype is designed by designing a series of sensors to input PLC. The designed sensor circuit has PLC output in the middle range (0-10V). To create a program in the PLC as a voltage sensor parameter, first calculate the range sensor voltage to be programmed so that the system can work within the given input. Then, the series of relay are corresponding to series of work. Results of data obtained the prototype works automatically supplying energy to the load. During the day, a source of electrical energy of household is supplied by a source of PLN with the total power is 56 watts, solar panels perform charging, while at night, it can be supplied by PLN 30 watts and in the back-up solar panels 25.8 watts, as well as when the power outage PLN is supplied by solar panels with the power source for 34.4 watts. Keywords: Power Supply Manager, Siemens LOGO PLC, Relay Switching I. Pendahuluan Energi listrik sudah menjadi kebutuhan pokok bagi semua masyarakat di dunia. Energi fosil yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar semakin menipis dan mahal harganya sehingga PLN mengalami kesulitan dalam penyediaannya dan mengakibatkan terjadinya pemadaman listrik [1]. Indonesia terletak di daerah katulistiwa yang memiliki intensitas penyinaran matahari baik sepanjang tahunnya, pembangkit listrik tenaga surya menjadi salah satu energi terbarukan yang potensial untuk dikembangkan sebagai pengganti energi fosil, selain mudah didapatkan dari alam, juga ramah lingkungan yaitu tidak memiliki emisi CO 2 [2]. Energi alternatif seperti diuraikan diatas dapat diaplikasikan pada rumah tangga. Rumah tangga yang disuplai oleh dua sumber energi yaitu sumber energi dari panel surya dan PLN perlu disertai dengan sistem pengatur suplai daya beban listrik (sistem kontrol), agar pergantian suplai energi listrik ke beban dapat bekerja 78

10 secara otomatis. Pengatur suplai daya beban listrik rumah cerdas menggunakan PLC LOGO Siemens sebagai sensor tegangan untuk memerintahkan relay switching agar bekerja sesuai dengan input yang diberikan sumber energi listrik. Pemograman yang diprogram pada PLC untuk tiga sensor yaitu, pertama sensor panel surya (baterai penuh), kedua sensor panel surya (baterai mendekati kosong), dan ketiga sensor PLN. Relay switching akan bekerja apabila masukan sesuai dengan parameter yang di program pada PLC. Saat sumber energi dari panel surya mencukupi syarat untuk disuplai ke beban maka kondisi switch panel surya akan ON dan saat energi yang dihasilkan tidak mampu untuk disuplai ke beban rumah tangga maka switch panel surya akan OFF. Sedangkan sumber dari PLN akan digunakan selama tidak ada pemdaman (PLN ON), jika terjadi pemadaman maka suplai energi dari PLN akan OFF (PLN OFF). Faktor yang mendorong pelaksanaan penelitian ini adalah kondisi listrik dengan dua sumber energi memerlukan cara yang lebih efektif untuk menyuplai energi ke beban listrik, maka pengatur suplai daya beban listrik rumah cerdas dapat menjadi solusi untuk meningkatkan kehandalan listrik rumah tangga dalam segi kontinuitas penyuplaian daya listrik serta dapat menghindari ketergantungan terhadap sumber PLN. A. Rumah Cerdas II. Dasar Teori Rumah cerdas adalah rumah yang menggunakan dua atau lebih suplai energi ke beban pada sebuah rumah tangga. Disertai dengan sistem kontrol pengatur suplai daya beban listrik, agar sistem dapat bekerja secara otomatis untuk pergantian suplai energi ke beban. Sehingga tidak perlu meluangkan banyak waktu untuk pengoperasian suplai energi ke beban. Rumah cerdas ini bekerja berdasarkan sensor tegangan dengan menggunakan PLC LOGO Siemens dan sumber PLN dan panel surya sebagai input, sedangkan beban rumah tangga seperti lampu sebagai output. Ketika tegangan PLN dan panel surya memberikan tegangan sesuai dengan range tegangan sensor pada PLC maka output yang berupa lampu akan menyala jika memenuhi syarat. Gambar 1. Blog diagram sistem hybrid PLN dan Panel Surya [5] Gambar 2. Sistem rumah surya [4] B. Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Dari Dua Sumber Energi Pengatur suplai daya dari dua sumber energi dikatakan dengan sistem hybrid yang bekerja dengan mengandalkan dua sumber energi untuk beban yang telah ditentukan sebuah rumah tangga. Beban listrik yang disuplai dari energi panel surya akan menyuplai beban selama baterai mencukupi. Saat baterai kosong sistem pengatur suplai daya akan memutuskan secara otomatis sambungan dari panel surya, sehingga beban listrik akan menggunakan sumber energi PLN. C. Komponen Perancangan Rumah Cerdas Beberapa komponen yang diperlukan untuk perancangan prototipe adalah sebagai berikut: 1. Photovoltaic system Photovoltaic system atau dikatakan rumah dengan sistem daya listrik surya. Panel surya yang dipasang akan menghasilkan listrik DC yang disimpan ke batterai. Listrik DC dapat digunakan untuk beban-beban DC atau dapat digunakan untuk beban AC dengan terlebih dahulu diubah listrik DC menjadi AC menggunakan inverter yang telah dihubungkan dengan sistem rumah surya. Rumah dengan sistem daya listrik surya umumnya membutuhkan tempat penyimpanan daya seperti baterai karena ada saat dimana kita tidak membutuhkan energi sel surya tersebut namun disaat bersamaan sel surya sedang menghasilkan listrik [3]. Tata letak konvensional untuk sistem rumah surya ditunjukkan pada Gambar Rangkaian Sensor a. Transformator Transformator 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-elektromagnet [6]. Pada penelitian ini menggunakan PLC LOGO Siemens. PLC LOGO Siemens bekerja pada tegangan input analog 0-10 V DC sehingga digunakan transformator untuk menurunkan tegangan dan juga digunakan diode untuk menyearahkan gelombang AC menjadi DC. b. Penyearah Gelombang Penuh Penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat menggunakan sembarang trafo. Rangkaian dasar gambar penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan dapat dilihat pada Gambar 3. 79

11 Gambar 3. Rangkaian penyearah Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian positif dari siklus sinyal ac : D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3. Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka : D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4. 3. Pemograman PLC Pada rangkaian kontrol suplai daya selektor terdapat tiga komponen utama yaitu: a. PLC (Programmable logic control) PLC (Programmable Logic control) merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sekumpulan relay yang banyak dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC beroperasi dengan cara mendeteksi masukan melalui input berupa sinyal - sinyal analog maupun digital yang berasal dari sensor-sensor atau saklar, selanjutnya dilakukan proses data input dan mengeluarkan keluaran sesuai dengan perintah yang diinginkankan (Sulistyo 2004). PLC dibawah ini merupakan PLC LOGO Siemens 12/24 RC dengan tipe 0BA6. Gambar PLC logo Siemens secara umum dapat dilihat pada Gambar 4. Power Supply menggunakan power supply 12/24 VDC. Dua sinyal input yaitu,analog Input 4 slot input analog yang terdiri dari I1, I2, I7, I8 dengan sinyal masukan PLC logo Siemens pada range tegangan 0 s/d 10 Vdc dan digital Input 4 slot input digital terdiri dari I3, I4, I5, I6, dengan sinyal masukan 12 VDC atau 24 Vdc. Sinyal Output, memiliki 4 buah output dalam bentuk relay. Gambar 2.5 Pemograman secara manual [7] Gambar 6. Pemograman menggunakan Software LOGO! Soft Comfort Memory Slot digunakan sebagai konektor untuk dihubungkan dengan PC atau dapat juga digunakan sebagai memori penyimpanan. Control Panel, digunakan untuk memberi perintah kepada PLC, dan dapat juga digunakan untuk membuat atau mengedit program secara manual. LCD digunakan untuk tampilan layar pada PLC logo Siemens. PLC ini berukuran kecil, memiliki input dan output yang terbatas namun memiliki banyak fungsi. b. Pemograman PLC Logo Siemens Pemograman pada PLC Logo Siemens dapat langsung digunakan tanpa menggunakan komputer, namun agar lebih mudah dalam penggunaannya maka digunakan komputer dengan bantuan software LOGO Soft Comfort. Pemograman Manual, Pemograman yang dilakukan dengan mengedit langsung pada PLC menggunakan tombol control panel. Langkah - langkah untuk melakukan pemograman secara manual yaitu dengan cara : Gambar 4. PLC LOGO Siemens 12/24 RC tipe 0BA6 [7] Gambar 7. Simbol relay 80

12 Pemograman Menggunakan Komputer, Pemograman yang dilakukan dengan menggunakan software LOGO! Soft Comfort versi 7.0. Software dapat digunakan dengan sistem ladder dan juga dapat digunakan dalam bentuk blok diagram, sehingga memudahkan para pemula untuk melakukan pemograman. Spesial function PLC Logo Siemens 12/24R tipe 0BA6 Analog Threshold Trigger yang merupakan pembangkit sinyal analog, sinyal analog tidak dapat berdiri sendiri pada PLC Logo Siemens 12/24RC sehingga harus di bantu dengan analog threshold trigger function lainnya yang mendukung sinyal analog. 4. Relay Switching Relay adalah Saklar (Switch) dioperasikan secara listrik yang terdiri dari dua bagian yaitu elektromagnet (Coil) dan mekanikal (kontak saklar). Relay bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Relay terdiri dari dua jenis kondisi yaitu normally Close (NC), yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup); normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka). A. Diagram Alir III. Metodelogi Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan Karya Ilmiah ini dapat di lihat pada diagram alir yang ditunjukkan pada Gambar 8. Dimulai dengan penentuan lokasi penelitian yaitu bertempatan di Jl.T.M Ali Desa Weuraya, Kecamatan Lhoknga, Kabupaten Aceh Besar, Kilometer 17. Pada sebuah rumah pribadi milik peneliti. Selanjutnya dilanjutkan dengan perancangan awal yaitu pembuatan blog diagram dan desain rangkaian kerja. Dari desain rangkaian kerja dapat dipersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Kemudian dilanjutkan dengan proses pembuatan alat, yang pada mulanya di pasang panel surya untuk perancangan photovoltaic system agar diperoleh sumber energi alternatif. Selanjutnya dirancang rangkaian kontrol pengatur suplai daya beban listrik yang meliputi perancangan rangkaian sensor, pemograman PLC dan rangkaian kontrol rele. Setelah itu diuji alat yang di rancang bekerja sesuai yang di rencanakan atau tidak, apabila tidak berhasil maka akan kembali ke proses pembuatan alat. Jika berhasil maka akan di analisa kinerja alat dan memperoleh hasil. B. Perancangan Awal Perancangan awal sistem dapat dilihat pada Gambar 9. Rumah tangga yang disuplai oleh dua sumber energi diatur oleh suplai daya selektor. Suplai daya selektor akan mengatur penggunaan suplai energi ke beban secara otomatis sesuai dengan yang diharapkan. Beban 1 hanya dapat disuplai oleh PLN, beban 2 dapat disuplai PLN pada siang hari dan malam hari memafaatkan suplai energi dari panel surya selama baterai penuh dan beban 3 adalah beban emergensi, beban ini disuplai oleh sumber PLN selama PLN ON dan hanya disuplai panel surya saat pemadaman listrik dari PLN dan juga saat baterai mendekati kosong. C. Perancangan Prototipe Suplai Daya Selektor Tiga tahapan untuk merancang bangun prototipe pengatur suplai daya beban listrik : Gambar 8. Diagram alir penelitian Gambar 9. Blok diagram perencanaan perancangan penelitian 81

13 Gambar 12. Rangkaian kontrol relay Gambar 10. Perancangan rangkaian sensor Perancangan rangkaian sensor (input PLC). Pada rangkaian sensor suplai daya (input PLC) menggunakan sumber dari PLN dan panel surya. Tegangan dari sumber energi listrik diturunkan agar mampu dibaca oleh PLC LOGO Siemens untuk range kerja sensor tegangan. PLC LOGO Siemens bekerja pada range tegangan 0-10 V DC, sedangkan sumber tegangan dari PLN adalah 220 Vac sehingga harus diturunkan terlebih dahulu dengan gunakan trafo step-down menjadi 12 Vac. Untuk mendapatkan Vdc maka rangkaian harus disearahkan dengan menggunakan rangkain penyearah yaitu merubah gelombang bolakbalik (AC) menjadi searah (DC), dalam penelitian digunakan diode bridge untuk menyearahkan gelombang. Gelombang yang disearahkan dengan menggunakan diode bridge masih mengandung riak sehingga digunakan kapasitor untuk menghilangkan riak dari gelombang. Peneliti mengharapkan tegangan keluaran dari rangkaian 5 Vdc yaitu nilai tegangan pada range tengah PLC LOGO Siemens, maka untuk menurunkan tegangan seperti yang diharapkan digunakan resistor. D. Pemograman sensor tegangan pada PLC Pemogaman PLC LOGO Siemens diprogram sebagai sensor tegangan. Sensor pertama adalah sensor panel surya dengan range tegangan 11,5<V<12.8, sensor kedua adalah sensor panel surya pada kondisi baterai mendekati kosong (emergensi) dengan range tegangan kerja 11<V<11.5 dan sensor ketiga adalah sensor PLN dengan range kerja 198<V<231. Parameter range kerja sensor diprogram pada PLC LOGO Siemens, diatur range sensor sesuai dengan tegangan yang mampu dioperasikan PLC. Sensor tegangan yang diprogram pada PLC LOGO Siemens akan bekerja apabila input yang diberikan sumber sesuai dengan range kerja pada pemograman, sehingga keluaran dari PLC yang berupa rele akan ON atau rangkaian PLC bekerja. Pemograman pada PLC LOGO Siemens dibuat dalam bentuk leader diagram dengan diatur range kerja sensor agar sensor dapat bekera sesuai dengan yang diharapkan. Pemograman pada PLC LOGO Siemens dapat dilihat pada Gambar 12. E. Perancangan rangkaian kontrol relay Rele akan bekerja apabila PLC sudah mampu bekerja, output PLC ON maka rele ON. Pada rangkaian rele ini terdapat tujuh kontaktor (K). K1, K2, K3, dan K4 dihubungkan dengan keluaran PLC. K5 sebagai rele pembantu yang akan bekerja selama PLN menyala atau dalam kondisi ON. Kontaktor K6 yaitu kontaktor yang dihubungkan ke timer untuk pengaturan waktu penyuplaian sumber panel surya ke beban. Sedangkan K7 yaitu kontaktor untuk pilihan. A. Data Hasil IV. Hasil dan Pembahasan Gambar 11. Pemograman leader diagram pada PLC LOGO Siemens Prototipe yang dirancang dapat melakukan pengalihan suplai energi listrik ke beban secara otomatis sesuai dengan kondisi yang direncanakan. Prototipe pengatur suplai daya beban listrik yang dirancang dapat dilihat pada Gambar 13. yang terdiri dari rangkaian sensor, rangkaian PLC LOGO Siemens dan 82

14 Tabel 2. Data hasil pengujian prototipe WAKTU SUMBER LISTRIK BEBAN (SUPLAI) KONTAKTOR (K) PLN PS ON 1 (P) 1 (P) 1 (P) ON ON 1 (P) 1 (S) 1 (P) ON* 1 (P) 1 (P) 1 (P) SIANG OFF 1 (P) 1 (P) 1 (P) ON ON 0 1 (S) OFF ON* Gambar 13. Prototipe pengatur suplai daya OFF rangkaian kontrol rele. Perancangan rangkaian sensor diperoleh data hasil pengukuraan input dan output. Data hasil range tegangan sensor PLC dapat dilihat pada Tabel 1. MALAM ON ON 1 (P) 1 (S) 1 (P) ON* 1 (P) 1 (P) 1 (P) OFF 1 (P) 1 (P) 1 (P) PS Tabel 1. Data hasil range tegangan sensor PLC MALAM OFF ON 0 1 (S) 1 (S) ON* (S) Sumber Range teg.sumber (Input) Range teg.sensor (Output) OFF Tegangan baterai 11.5< V < <V<5.10 Teganganbaterai (emergensi) 11< V < <V<5.10 Tegangan PLN 198< V < <V<6.97 Tegangan output pada Tabel 1 merupakan range tegangan sensor untuk diprogram pada PLC LOGO Siemens. Range tegangan sensor menentukan kerja dari prototipe yang dirancang. Prototipe bekerja bila tegangan keluaran rangkaian sensor sesuai dengan range tegangan yang diprogram. Hasil pengujian prototipe pengatur suplai daya listrik dapat dilihat pada Tabel 2. Prototipe yang dirancang bekerja seperti yang direncanakan pada rangkaian kerja. Saat siang hari kondisi baterai penuh (K1 ON) dan PLN ON (K3, K4, K5 ON) beban 1,2,3 menyala (ON) yang disuplai oleh sumber PLN. Apabila rele pilihan (K7 ON) maka beban 1 dan 3 disuplai oleh sumber PLN dan beban 2 disuplai oleh sumber baterai. Saat baterai mendekati kosong (K2 ON) dan PLN ON (K3, K4, K5 ON) maka beban 1,2,3 akan menyala (ON) dan disuplai oleh sumber PLN. Ketika PLN padam pada siang hari maka tidak ada lampu yang menyala walaupun kondisi baterai penuh, hanya saja dapat menggunakan rele pilihan (K7 ON) maka beban 2 dapat disuplai dari sumber baterai. Pada malam hari kondisi baterai penuh (K1 ON) dan PLN ON (K3, K4, K5 ON) maka beban 1,2,3 akan menyala (ON), beban 1 dan 3 siuplai oleh sumber PLN dan beban 2 disuplai oleh sumber baterai. Penyalaan beban 2 pada malam hari diatur oleh timer yang diatur selama 12 jam, dari jam Saat baterai mendekati kosong (K2 ON) beban 1,2,3 menyala yang disuplai oleh sumber PLN. Keterangan: 1 = ON 0 = OFF (K1) = Relay untuk baterai penuh (K2) = Relay untuk baterai mendekati kosong (ON*) (K3) = Relay untuk PLN beban 1 (K4) = Relay untuk PLN beban 2 (K5) = Relay proteksi (ON selama PLN ON) (K6) = Relay untuk timer (K7) = Relah pilihan (saklar) (B1) = Beban lampu (B2) = Beban lampu ruangan dan carger (B3) = Beban Lampu ruangan (P) = Sumber suplai PLN (S) = Sumber suplai Panel surya Baterai penuh = 11,5< V<12.8 V Baterai mendekati kosong = 11< V< 11.5 V Ketika sumber PLN padam dengan kondisi baterai penuh (K1 ON) maka beban 2 dan 3 akan di-back-up oleh sumber panel surya, disaat yang sama kondisi baterai mendekati kosong (K2 ON) maka hanya beban 3 (emergensi) yang menyala, dan disaat baterai kosong dan PLN padam maka tidak ada beban yang menyala. Kinerja prototipe disuplai oleh sumber PLN, panel surya atau disuplai keduanya dapat dilihat pada Tabel 3. 83

15 Tabel 3. Hasil pengukuran penyuplaian daya listrik ke beban No Suplai Energi Pengukuran PLN Mengukur tegangan dan arus pada kedua sumber dapat diketahui sumber tersebut menyuplai sumber energi listrik atau tidak. Dari Tabel 3, dapat dilihat bahwa saat hanya sumber PLN yang menyuplai beban listrik rumah tangga maka sumber PLN menyuplai daya sebesar 56 watt. Sedangkan saat disuplai oleh PLN dan panel surya, sumber PLN hanya menyuplai 30 watt dan panel surya mem-back-up sebesar 25.8 watt. Dan saat sumber listrik dari PLN padam, suplai energi dari panel surya menyuplai beban sebesar 34.4 watt. A. Kesimpulan Hanya disuplai PLN Disuplai oleh PLN dan panel surya Hanya disuplai panel surya V. Penutup Panel Sutya Tegangan (V) V 0 Arus C 0.28 A 0 Tegangan (V) V 215 V Arus (A) 0.15 A 0.12 A Tegangan (V) V Arus (A) A 1. Pemograman pada PLC LOGO Siemens bekerja sebagai sensor tegangan untuk membaca tegangan suplai energi listrrik rumah cerdas. Output dari PLC logo Siemens bekerja bila input tegangan kerja sumber sesuai dengan range tegangan sensor yang diprogram pada PLC LOGO Siemens. 2. Prototipe yang dirancang bekerja secara otomatis penyuplaian energi ke beban. pada siang hari panel surya mengecas baterai, energi listrik yang disimpan di dalam baterai digunakan untuk menyuplai beban listrik tertentu pada malam hari, sehingga pada siang hari beban listrik rumah cerdas hanya disuplai oleh sumber PLN dan malam hari disuplai oleh dua sumber energi listrik yaitu sumber PLN dan panel surya. 3. Daya total beban rumah tangga adalah 56 watt. Saat malam hari kedua sumber energi listrik digunakan menyuplai bebannya masing-masing dengan sumber PLN menyuplai 30 watt dan panel surya mem-backup energi listrik sebesar 25.8 watt dan saat sumber listrik dari PLN padam, suplai energi dari panel surya menyuplai beban sebesar 34.4 watt. B. Saran Adapun masukan yang dapat diberikan untuk pengembangan penelitian ini kedepan adalah sebagai berikut: Untuk penelitian lebih lanjut penelitian dapat dikembangkan dengan sistem pengontrolan beban puncak rumah cerdas. Referensi [1] Bahtiar,ayi.dkk. (2011). Sel-Surya Polimer: State Of Art Dan Progres Penelitiannya Di Universitas Padjadjaran. Jurnal Material dan Energi Indonesia. Vol. 01, No. 01. Jurusan Fisika FMIPA Universitas Padjadjaran. [2] Hasan, Hasnawiya. (2012). Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya Di Pulau Saug i. Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan Universitas Hasanuddin. [3] Srisadad, Guruh. (2012). Perancangan Simulasi Sistem Rumah Solar Cerdas Terhubung Jaringan PLN. Skirpsi Teknik Elektro Universitas Indonesia. [4] B. Alipuria, dkk. (2012). Incorporating Solar Home Systems for Smart Grid Applications. jurnal IEEE. [5] Asy ari, Hasyim, Dkk. (2014). Pemanfaatan Solar Cell Dengan Pln Sebagai Sumber Energi Listrik Rumah Tinggal. Jurnal Emitor. ISSN , Vol. 14 No. 01. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. [6] Husnawati,Dkk. (2013). Perancangan dan Simulasi Energi Meter Digital Satu Phasa Menggunakan Sensor Arus ACS712. JNTETI, Vol. 2, No. 4. [7] Siemens, Logo Getting started with LOGO. Manual book PLC. [8] Sulistyo, Eko dan eko yud Design dan pembuatan plc menggunakan mikrokontroler. Vol. 6, No. 2. Jurnal manutech. [9] Kho,dikson. (2015). Pengertian relay dan fungsinya. Available: 84