PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI LISTRIK PRABAYAR KAMAR KOS MENGGUNAKAN POWER LINE COMMUNICATION TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI LISTRIK PRABAYAR KAMAR KOS MENGGUNAKAN POWER LINE COMMUNICATION TUGAS AKHIR Disusun Oleh ARHAMNDI ARIYATMOKO JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI LISTRIK PRABAYAR KAMAR KOS MENGGUNAKAN POWER LINE COMMUNICATION Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh: Arhamndi Ariyatmoko Tanggal Ujian : 30 Januari 2016 Periode Wisuda : Februari 2016

3 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI LISTRIK PRABAYAR KAMAR KOS MENGGUNAKAN POWER LINE COMMUNICATION Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi pembacaan arus AC, pengiriman data menggunakan power line communication dengan modem KQ130F sebagai modulator dan demodulator serta arduino uno sebagai kontroler. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi berkembangan ilmu pengetahuan kedepan. Malang, 02 Februari 2016 Penulis

4 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL i LEMBAR PERSETUJUAN ii LEMBAR PENGESAHAN iii LEMBAR PERNYATAAN iv ABSTRAK v ABSTRACT vi LEMBAR PERSEMBAHAN vii KATA PENGANTAR viii DAFTAR ISI ix DAFTAR GAMBAR xii DAFTAR TABEL xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Metodologi Sistematika Penulisan 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Daya Daya rata-rata Faktor Daya dan Daya Nyata Pengukuran Daya Prinsip Pengukuran Daya Blok Diagram Power Line Communication Proses Pengiriman Data Perangkat PLC Teknik Resonansi 12

5 2.1.4 Kendala PLC Frequency Shift Keying (FSK) Penguat Differensial Sensor arus hall effect ACS Arduino Arduino Uno Pin Masukan dan Keluaran Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino Uno Mikrokontroler AVR ATMEGA Relay LCD Pengertian dan Pengenalan Delphi IDE Delphi Akses Port Serial dengan Delphi 7 30 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok dan Cara Kerja Alat Peracangan Perangkat Keras Perancangan Sensor Arus Perancangan Rangkaian Power Line Communication Perancangan Rangkaian RS Perancangan pengkondisi sinyal sensor arus ACS Perancangan Rangkaian LCD DT Relay Modul Perancangan Rangkaian Resonansi LC Perancangan Perangkat Lunak Perancangan Perangkat Lunak Pada Unit Pengontrol Perancangan Lunak Mikrokontroler Algoritma Keseluruhan Sistem Algoritma Pengiriman Data Penggunaan Daya dan Sisa Kuota Algoritma Pembacaan Data Serial Pulsa Listrik Algoritma Pembacaan Arus 44

6 Algoritma Pembacaan Daya dan Perhitungan Kuota Listrik Algoritma Penulisan Karakater/Numerik Pada LCD 46 BAB IV PENGUJIAN DAN IMPLEMENTASI 4.1 Pengujian Rangkaian Converter RS Pengujian Modem Powerline KQ130F dan Rangkaian Resonansi LC Pengujian sensor ACS Pengujian LCD Pengujian perhitungan kuota Pengujian tegangan output pin digital arduino Pengujian Keseluruhan Sistem Pengujian monitoring penggunaan kuota dan sisa kuota Pengujian Pengiriman data kuota listrik Pengujian set tarif per kwh 61 BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Saran 63 KESIMPULAN 64 SARAN 65

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Penjumlahan trigonometri daya aktif, reaktif dan semu 7 Gambar 2.2 Sinusoida selisih arus dan tegangan 9 Gambar 2.3 Prinsip pengukuran daya nyata 9 Gambar 2.4 Penumpangan sinyal PLC dengan sinyal 50 Hz 10 Gambar 2.5 Diagram blok perangkat PLC secara umum 10 Gambar 2.6 Modem PLC KQ130F 11 Gambar 2.7 Blok diagram modem power line KQ130F 12 Gambar 2.8 Resonansi Seri 12 Gambar 2.9 Resonansi Paralel 13 Gambar 2.10 Rangkaian narrowband penghubung transformator 14 Gambar 2.11 Frequency Shift Keying (FSK) 15 Gambar 2.12 Penguat diffrensial dasar 16 Gambar 2.13 Blok diagram sensor arus hall effect ACS Gambar 2.14 Karakteris sensor arus ACS Gambar 2.15 Blok Diagram arduino blok 18 Gambar 2.16 Board Arduino Uno 18 Gambar 2.17 Architecture ATMEGA Gambar 2.18 Relay mekanik 24 Gambar 2.19 LCD016M04 standard 25 Gambar 2.20 Tampilan IDE Delphi 7 27 Gambar 2.21 Menu pada Delphi 7 27 Gambar 2.22 Speed Bar pada IDE Delphi 7 27 Gambar 2.23 Component Pallette pada IDE Delphi 7 28 Gambar 2.24 TampilanForm ID Delphi 7 28 Gambar 2.25 Object tree View ID Delphi 7 28 Gambar 2.26 Object Inspector IDE Delphi 7 29 Gambar 2.27 Code Editor IDE Delphi 7 29 Gambar 2.28 Comport Library 30 Gambar 3.1 Diagram blok listrik prabayar kamar kos 31

8 Gambar 3.2 Skema sensor arus ACS Gambar 3.3 Karakteristik keluaran ACS Gambar 3.4 Modem powerline KQ130F 34 Gambar 3.5 Perancangan modem KQ130F dan arduino uno R3 34 Gambar 3.6 Rangkaian converter RS Gambar 3.7 Rangkaian diffrential amplifier 35 Gambar 3.8 Tampilan LCD 37 Gambar 3.9 Perancangan rangkaian LCD 37 Gambar 3.10 DT Relay modul 37 Gambar 3.11 Perancangan Rangkaian Resonansi LC 39 Gambar 3.12 Desain interface software Delphi 7 40 Gambar 3.13 Diagram alur sistem keseluruhan 41 Gambar 3.14 Diagram alur pengiriman data penggunaan daya sisa kuota 42 Gambar 3.15 Diagram alur pembacaan data serial pulsa listrik 43 Gambar 3.16 Diagram alur pembacaan arus 44 Gambar 3.17 Diagram alur pembacaab daya dan perhitungan kuota listrik 45 Gambar 3.18 Diagram alur penulisan karakter/ numerik pada LCD 46 Gambar 4.1 Pengirim data penggunaan daya dan penerima data PLC 47 Gambar 4.2 Diagram blok pengujian rangkaian RS Gambar 4.3 Rangkaian RS232 converter 48 Gambar 4.4 Hasil pengujian converter RS Gambar 4.5 Transformator Step up / down 1000 W 49 Gambar 4.6 Diagram pengujian modem KQ130F dan rangkaian resonsi LC 49 Gambar 4.7 Pengujian frekuensi modulasi PLC 50 Gambar 4.8 Tampilan hasil pengujian modem powerline KQ130F dan rangkaian resonansi pada hyperterminal 51 Gambar 4.9 Hasil tampilan sinyal modulasi PLC yang diterima modem 51 Gambar 4.10 Diagram pengujian sensor arus ACS712 dan pengkondisi 52 Gambar 4.11 Pengambilan data dari multimeter 53 Gambar 4.12 Diagram pengujian LCD 54

9 Gambar 4.13 Foto pengujian LCD 55 Gambar 4.14 Diagram pengujian kuota dan daya 55 Gambar 4.15 Diagram pengujian tegangan output pin digital arduino 57 Gambar 4.16 Rangkaian unit yang di kontrol 58 Gambar 4.17 Rangkaian penerima data dan penerima data pulsa 59 Gambar 4.18 Hasil pengujian monitoring sisa kuota pada tampilan delphi 60 Gambar 4.19 Hasil pengujian tampilan LCD monitoring sisa kuota 60 Gambar 4.20 Tampilan Delphi 7 hasil pengujian pengiriman data kuota 60 Gambar 4.21 Tampilan LCD hasil pengujian pengiriman data 61 Gambar 4.22 Hasil pengujian set tarif per kwh 61

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi I/O LCD 26 Tabel 4.1 Pengujian rangkaian pengkondisi sinyal 53 Tabel 4.2 Pengujian pengukuran dengan multimeter dan sensor arus 53 Tabel 4.3 Hasil pengujian kuota 56 Tabel 4.4 Hasil pengujian vout pin digital arduino 57

11 DAFTAR PUSTAKA [1]. Fitrianto, Ramadhana, Sistem Pengaturan dan Monitoring Daya Pada Kamar Kos Via Bluetooth. Tugas akhir. [2]. Data sheet Sensor Arus ACS diakses 20 januari 2016 dari html. [3]. Data sheet Modem PLC KQ130F diakses 20 januari 2016 dari id.scribd.com/doc/ /kq130f-datasheet#scribd. [4]. Data sheet IC MAX232 diakses 18 januari 2016 dari. [5]. Jankowiak, Patrick., Power-Line Modems, Power Supplies, and Cleaning Up The Neighborhood. [7]. Qun, Yin dan Zhang Jianbo Design of power line carrier communication system based on FSK-KQ330 module. [8]. Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya, PT Gramedia Pustaka Utama : Jakarta. [9]. Shrader, Robert.L., Komunikasi Elektronika. Erlangga : Jakarta. [10]. Coughlin, Robert dan Frederick F. Driscolll., Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear. Erlangga : Jakarta.