BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tingkat performansi dari suatu sistem pembangkit listrik ditentukan oleh frekuensi output yang dihasilkan. Pada suatu pembangkit listrik yang menggunakan energi renewable terutama mikrohidro, sistem kontrol frekuensi yang umumnya digunakan adalah sistem pengaturan frekuensi melalui governor, dan sistem pengaturan frekuensi melalui pengaturan beban secara elektronik. Penggunaan governor tersebut kurang menguntungkan bila ditinjau secara ekonomis, karena harganya hampir sama bahkan melebihi harga turbin generator. Untuk itu perlunya dibuat desain pengontrolan beban secara elektronik pada pembangkit mikrohidro. Sistem pengaturan frekuensi melalui pengaturan beban secara elektronik bekerja dengan mengatur daya yang disalurkan ke beban komplemen setiap terjadi perubahan frekuensi akibat perubahan beban pada beban utama. Sehingga beban total generator (beban utama dan beban komplemen) cenderung tetap. Perancangan sistem dilakukan dengan cara menempatkan sensor f to v dan kemudian sensor tersebut mengirim data yang telah terbaca kepada mikrokontroler. Bila hasil olahan mikrokontroler menunjukkan adanya perubahan frekuensi, maka mikrokontroler akan memberikan perintah kepada driver IC TCA 785 untuk memberikan sudut penyulutan pada Triac sesuai yang diinginkan. Dan pengontrolan dengan menggunakan mikrokontroler ATMega16 dihasilkan frekuensi yang stabil yaitu 50 hz. Mikrokontroler dilengkapi dengan intrface keypad, LCD, DAC dan ADC internal. Keypad akan digunakan sebagai input untuk menentukan kecepatan kontrol proporsional yang diinginkan. LCD akan digunakan untuk menampilkan frekuensi output dari keluaran generator. ADC internal pada mikrokontroler ATMega 16 dan rangkaian DAC sebagai alat bantu pengubah sinyal digital ke analog dan sebaliknya. 1
2 Keuntungan menggunakan mikrokontroler adalah selain biaya pembuatan kontrol yang cukup terjangkau, tersedianya sebuah tampilan LCD yang akan menampilkan data-data yang dibutuhkan seorang pengguna, juga tersedia keypad yang menjadi sarana bagi pengguna untuk memasukkan setting kecepatan kontrol. Dan pemrograman yang akan dibuat menggunakan bahasa C. 1.2 Tujuan Tujuan dari proyek akhir ini adalah membuat suatu alat berupa sistem pengontrolan beban secara elektronik pada pembangkit listrik yang berfungsi untuk mendapatkan frekuensi dari generator yang stabil (50hz) meskipun generator diberikan beban yang berubah-ubah. Pengaturan dengan menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data yang masuk dan kontrol output, diharapkan akan mendapatkan frekuensi keluaran yang konstan (50hz). 1.3 Permasalahan Permasalahan yang dihadapi dalam proyek akhir ini adalah : 1. Bagaimana mendapatkan frekuensi generator yang stabil (50 hz) meskipun beban utama dari generator berubah-ubah. Sehingga beban total generator (beban utama dan beban komplemen) cenderung tetap. 2. Membuat sistem dapat bekerja secara otomatis dengan menggunakan mikrokontroler ATMega16, sehingga lebih efisien.
3 1.4 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Pembuatan sistem digunakan untuk mengatur daya yang disalurkan ke beban komplemen setiap terjadi perubahan frekuensi akibat perubahan beban pada beban utama. 2. Beban utama yang digunakan untuk menguji sistem adalah beban resistif, induktif, dan kapasitif. Beban komplemen menggunakan beban resistif. 3. Sistem distribusi menggunakan generator sinkron satu fasa. 4. Sistem kontrol menggunkan kontrol proporsional yaitu increment dan decrement. 5. Konstanta untuk increment dan decrement dapat disetting melalui keypad dan frekuensi output ditampilkan pada LCD. 1.5 Tinjauan Pustaka Pada pengerjaan Proyek Akhir ini penulis menggunakan beberapa literatur sebagai acuan, salah satunya adalah: Achmad Hasan P3 Teknologi Konversi dan Konservasi Energi Deputi Teknologi Informasi, Energi, Material dan Lingkungan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. Dalam kajiannya membuat sistem Electronic Load Controller (ELC) pada PLTM dengan design yang masih belum menggunakan mikrokontroller. ELC tersebut terdiri atas tiga bagian utama diantaranya sensor arus plus rangkaian kontrol, sakelar elektronik (SCR), dan beban komplemen. Untuk rangkaian sensor dan rangkaian kontrol dalam satu modul yang terdiri atas rangkaian catu control, rangkaian referensi fasa yang dideteksi, rangkaian osilator, rangkaian deteksi perubahan arus, rangkaian integrasi, rangkaian trigger (kontrol), dan rangkaian catu daya. Pada PLTM dengan sistem beban komplemen ini, membutuhkan ketersediaan air
4 yang cukup melimpah, dan generator senantiasa terbebani secara terus-menerus. Pada kesimpulan dan saran beliau menuliskan bahwa untuk kinerja yang lebih baik maka ELC dapat didesign agar sistem pengontrolannya dapat dihubungkan dengan mikrokontroler, yaitu dalam bentuk program perangkat lunak. Untuk itu pada tesis ini akan diajukan sistem kontrol frekuensi generator berbasis pembuang beban dengan menggunakan mikrokontroller ATMega-16 sebagai pusat pengolah data. 1.6 Metodologi Dalam proyek akhir ini, langkah-langkah yang perlu dilakukan untuk merealisasikan alat yang akan dibuat adalah berikut : 1. Studi literatur tentang permasalahan yang dihadapi melalui perpustakaan maupun melalui sumbersumber yang terkait. 2. Perencanaan dan pembuatan perangkat keras berdasar teori penunjang. 3. Pengujian perangkat keras. 4. Pembuatan program berdasar referensi dan teori penunjang. 5. Downloading program pada hardware. 6. Pengujian hardware dan program (sisi ADC internal sebagai input dan rangkaian DAC 0808 sebagai output mikrokontroler) secara keseluruhan, serta analisis data. 7. Pengujian integrasi sistem secara keseluruhan. 8. Melakukan evaluasi dan presentasi hasil yaitu melakukan evaluasi cara kerja dari sistem yang telah dibuat untuk mengetahui aspek-aspek yang mempengaruhinya, seperti : keberhasilan sensor untuk melakukan record data, pengujian data dan ketepatan pembacaan pada LCD dengan mikrokontroller serta keypad sebagai sarana setting kecepatan kontrol proporsional.
5 9. Melakukan penyusunan buku tugas akhir yaitu melakukan penulisan laporan lengkap dan detail tentang tugas akhir. 1.7 Sistematika Penulisan Setelah dilakukan proses pelaksanaan dan pembuatan alat pada proyek akhir ini, mulai dari studi literatur, perencanaan, pembuatan, pengujian, penyusunan, perbaikan serta analisa dari hasil-hasil yang telah diperoleh, maka untuk selengkapnya diwujudkan dalam bentuk buku laporan proyek akhir dengan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Pada bab ini diuraikan tentang judul, latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, serta sistematika penulisan dari proyek akhir ini sendiri. BAB II Teori Penunjang Pada bab ini diuraikan mengenai teori-teori yang mendukung dalam pelaksanaan serta penyelesaian proyek akhir, khususnya dalam pembuatan perangkat lunak (software). BAB III Perencanaan dan Pembuatan Alat Dalam bab ini diuraikan tentang perencanaan serta langkah-langkah dalam pembuatan alat dan penulisan program (software) pada proyek akhir. BAB IV Pengujian dan Analisa Dari rangkaian yang telah dibuat menjadi suatu perangkat keras (hardware) dan terutama penulisan program (software) dari rangkaian kontrol, maka dilakukan beberapa analisa serta pengujian terhadap alat tersebut, sehingga dari integrasi alat dan program yang telah diselesaikan dapat diketahui seberapa jauh kebenaran yang dihasilkan dalam praktek bila dibandingkan dengan dasar teori yang ada. Serta bagaimana pengaruh sistem sebelum dan sesudah dilakukan kontrol.
6 BAB V Penutup Dari tahapan-tahapan tersebut di atas, maka pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran-saran yang dikemukakan berdasarkan pada saat pengujian dari alat yang telah dibuat.