Sistem Monitoring Pencurian Energi Listrik Bondan Dwi Cahyono 1) Yahya Chusna Arif 2) Suryono 3) 1) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: bondi@student.eepis-its.edu 2) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: yahya@yahoo.com 3) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: sur@eepis-its.ac.net Abstrak Dewasa ini terdapat banyak permasalahan yang mengakibatkan kerugian dalam bidang ketenagalistrikan. Salah satu penyebab permasalahan yang sering terjadi dan tidak mudah untuk ditangani adalah masalah pencurian energi listrik. Modus pencurian energi listrik yang paling banyak dilakukan adalah mempengaruhi tingkat akurasi pembacaan KWH meter, terutama pada KWH meter analog. Hal-hal yang mengindikasikan adanya pencurian energi listrik adalah ketidaksesuaian jumlah daya yang terpakai pada konsumen dengan daya yang terbaca oleh KWH meter. Karena permasalahan tersebut maka dilakukan penelitian lebih lanjut tentang peralatan pendeteksi pencurian energi listrik, dimana sistem yang digunakan pada penelitian ini mampu mendeteksi berbagai macam modus pencurian energi listrik dengan cara menempatkan sensor-sensor yang nantinya data dari sensor tersebut membandingkan nilai pembacaan KWH meter dengan nilai putaran piringan pada KWH meter dan sinyal yang menandakan terjadinya pencurian energi listrik dikirimkan melalui SMS gateway. Dalam sistem monitoring ini dilengkapi fasilitas sistem database menggunakan MS access sehingga dapat memudahkan pengolahan data konsumen yang melakukan pencurian energi listrik. Cara yang digunakan untuk koneksi dengan Visual Basic 6.0 menggunakan salah satu fasilitas dari Visual Basic 6.0 yaitu ActiveX Data Objects (ADO). Nilai ketimpangan yang diperoleh antara pembacaan dengan putaran piringan KWH saat pencurian energi listrik adalah > 10%. Kata kunci : KWH meter analog, sensor, SMS gateway, MS access, Visual Basic 6.0. A. pelanggan. Pencurian energi listrik lebih sulit dideteksi ketika berkembang dengan modus baru dan teknik yang semakin rapi. Adapun data pencurian energi listrik di pulau Jawa : 1. Pencurian energi listrik juga terjadi di Subang, Jawa Barat pada bulan Juli 2009 sebanyak 5 kasus. 2. Pencurian energi listrik terjadi di Jakarta pada bulan Oktober 2009 sebanyak 10 kasus dengan modus yang sama yaitu sistem jumper terminal. [1] Tidak hanya dari segi ekonomi, kerugian yang dialami juga dari segi kualitas daya yang dihasilkan, karena parameter-parameter yang ada menjadi tidak terdeteksi dengan baik dikarenakan kerja KWH meter yang dimanipulasi. Pemadaman listrik juga akan sering terjadi karena pemakaian daya juga tidak dapat terdetaksi dengan baik sehingga pemakaian daya di luar batas kemampuan gardu distribusi yang ada. Akibatnya peralatan-peralatan elektronik yang dimiliki pelanggan akan bekerja tidak stabil sehingga akan mudah mengalami kerusakan. Tujuan utama dari peralatan ini adalah lebih mudah dioperasikan dengan tidak banyak merubah sistem yang sudah ada. Dan penggunaan teknologi tepat guna untuk suatu sistem yang sudah sangat lama tersebar di masyarakat serta dapat membantu proyek besar pemerintah untuk menghemat penggunaan energi terutama energi listrik. 2. HASIL DAN PEMBAHASAN B. 2.1 Blok Diagram Sistem 1. PENDAHULUAN Beberapa hal mengenai perancangan dan pembuatan sistem monitoring pencurian energi listrik. Salah satu penyebab kerugian pada bidang Dan untuk gambaran sistem yang dirancang ketenagalistrikan adalah pencurian energi listrik. ditunjukkan pada gambar 1. Permasalahan pencurian energi listrik tidak mudah C. untuk ditangani., hal ini dikarenakan keterbatasan pengawasan terhadap peralatan yang ada di 1 www.kompas.com.
PLN (Sambungan Rumah Tangga) CPU Tegangan keluaran dari rangkaian resistor pembagi tegangan digunakan untuk masukan rangkaian zero crossing, dan rangkaian sensor tegangan yang telah dibuat ditunjukkan pada gambar 3. Sens or Arus, Tega ngan µ C A T M e g a 1 6 2.2 Sensor tegangan S e r i a l Tran smitt er Gambar 1. Blok diagram sistem Recei ver Untuk mengambil sinyal tegangan agar bisa dibaca oleh rangkaian phasa detector digunakan resistor pembagi tegangan dipasang secara paralel antara phasa dengan netral. Fungsi resistor ini adalah untuk menurunkan tegangan dari tegangan sumber menjadi tegangan yang dikehendaki. Selain itu juga penggunaan resistor tidak merubah harga beda phasa yang terjadi pada beban induktif yang terpasang, rangkaian resistor pembagi tegangan ditunjukkan pada gambar 2. Gambar 3. Rangkaian sensor tegangan yang telah di buat. Berikut adalah data yang telah diambil dari sensor tegangan ditunjukkan pada tabel 1 dan untuk gambar gelombang ditunjukkan pada gambar 4. Tabel 1. Data percobaan sensor tegangan No. Vin ( V ) Vout ( V ) 1 20 0.288 2 40 0.541 3 60 0.792 4 80 1.048 5 100 1.279 6 120 1.535 7 140 1.79 8 160 2.036 Gambar 2. Rangkaian resistor pembagi tegangan Vout = ( 1) Dimana, untuk Vout = tegangan keluaran pada resistor pembagi tegangan, R1 = nilai resistor 1, R2 = nilai resistor 2, R3 = nilai resistor 3, Vin = nilai tegangan input rangkaian. Rangkaian resistor pembagi tegangan menggunakan 3 resistor dipasang seri (R1, R2 dan R3). Dengan mengambil tegangan pada R2 didapatkan tegangan output sesuai rumusan diatas. [2] 9 180 2.282 10 200 2.537 11 220 2.791 12 240 3.046 Perhitungan secara teoritis : Untuk Vin = 100 V 10k Vout 100 390k 390k Vout 1.266V 2 Someseries jilid 1, hal 52.
Untuk Vin = 160 V 10k Vout 160 390k 390k Vout 2.025V Untuk Vin = 220 V 10k Vout 220 390k 390k Vout 2.79V yang akan disensor 3 dan 4 IP- Terminal untuk arus yang akan disensor 5 GND Terminal Ground 6 FILTER Terminal untuk kapasitor eksternal 7 Viout Sinyal analog output 8 Vcc Power supply Gambar 4. Sinyal keluaran sensor tegangan 2.3 Sensor arus ACS712 Sensor arus ini adalah salah satu produk dari allegro untuk solusi ekonomis dan presisi dalam pengukuran arus AC maupun DC. Sensor ini memiliki presisi, low-offset, dan rangkaian sensor linier hall dengan konduksi tembaga yang ditempatkan dengan permukaan dari aliran arus yang disensor. Ketika arus mengalir pada permukaan konduktor maka akan menghasilkan medan magnet yang dirasakan oleh IC hall efect yang terintegrasi kemudian oleh piranti tersebut dapat dirubah ke tegangan. Sensor ini memungkinkan untuk tidak menggunakan optoisolator karena antara terminal input arus dengan outputnya sudah terisolasi secara kelistrikannya. Hal ini karena yang dirasakan atau yang disensor adalah efek hall dari arus input yang disensor. Gambar 5 menunjukkan diagram sensor ACS 712, tabel 2 menunjukkan penjelasan gambar 5,contoh aplikasi ditunjukkan pada gambar 6, blok diagram dan karakteristik input outputnya ditunjukkan pada gambar 7 dan 8. Gambar 6. Contoh aplikasi dari rangkaian sensor arus ACS712 Gambar 7. Blok diagram dari sensor arus ACS 712 [4] [3] Gambar 5. Diagram sensor arus ACS712 Tabel 2. Penjelasan diagram sensor arus ACS712 No. Nama Penjelasan 1 dan 2 IP+ Terminal untuk arus Gambar 8. Karakteristik input dan output dari ACS 712 [5] 3 Datasheet, IC ACS712, hal.1. 4 Loc.Cit, hal.3. 5 Loc.Cit, hal.3.
Untuk nilai data pengujian sensor arus ditunjukkan pada tabel 3, serta gambar gelombangnya ditunjukkan pada gambar 10, untuk gambar 9 menunjukkan rangkaian sensor yang telah dibuat. 2.4 Zero Crossing Detector (Detektor Phasa) Rangkaian ini berfungsi untuk mendeteksi perbedaan sudut phasa yang mengalir ke beban. Detektor Phasa dibuat menggunakan komparator dan gerbang logika XOR. Komparator digunakan untuk mendapatkan informasi saat nilai tegangan dan nilai arus tepat melewati titik nol. Gerbang logika XOR digunakan untuk mengetahui nilai beda sudut phasa. Nilai perbedaan sudut phasa didapat dengan menghitung selang waktu antara tegangan naik dan tegangan turun pada keluaran gerbang logika XOR. Rangkaian detektor phasa ini ditunjukkan pada Gambar 11. Gambar 9. Sensor arus yang telah dibuat. Tabel 3. Data percobaan sensor arus ACS 712 No. Arus AC (Ammeter) Tegangan Sensing Out ACS (Vac) [6] 1 0,456 A 17 mv Gambar 11. Rangkaian Detektor Phasa 2 0,912 A 33 mv 3 1,368 A 49 mv 4 1,824 A 66 mv 5 2,28 A 84 mv 6 2,736 A 100,1 mv 7 3,192 A 118 mv 8 3.648 A 136 mv 9 4,104 A 153 mv 10 4,56 A 171 mv Gambar 12. Output beda fase detector 2.5 Sensor Pembaca Putaran Piringan KwH meter Rangkaian sensor ini berfungsi untuk membaca putaran piringan KwH meter analog, dimana sistem kerjanya adalah membaca waktu antara lubang 1 dengan lubang lainnya pada piringan KwH meter analog. Gambar 10. Gelombang tegangan keluaran sensor arus ASC 712 Gambar 13. Rangkaian pembaca putaran piringan KwH meter 6 Datasheet, LF 351, hal.4.
Tabel 4. Data pembacaan sensor putaran No. Beban Pembacaan Daya 1 100 W 79,99 82 2 200W 158,32 161 3 300 W 267,87 269 2.6 Sistem Transmitter Dan Receiver Sistem transmitter dan receiver tersebut menggunakan Hp melalui data SMS, yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal saat terjadi pencurian energi listrik, dimana pada sisi receiver nantinya terbaca dan tersimpan oleh komputer. 2.8 Sistem SMS Gateway Pada peneletian ini perintah SMS gateway yang digunakan adalah AT+CMGS dan AT+CMGR, dimana untuk AT+CMGS adalah perintah untuk mengirim SMS, sedangkan AT+CMGR adalah perintah untuk membaca SMS. Tabel 5. Perintah pengiriman SMS Tabel 6. Perintah pembacaan SMS Gambar 14. Jenis HP yang digunakan untuk transmitter dan receiver Gambar 17 Pengujian pengiriman SMS Gambar 15. Tampilan Visual Basic 2.7 Charger battery otomatis Sistem charger battery otomatis ini berfungsi untuk mengisi battery dan tidak mengisi saat battery penuh. Gambar 18 Pembacaan pengiriman SMS 2.9 Pengujian secara integrasi Gambar 16. Proses charge Indikasi charge Pada sistem pengujian alat terintegrasi, dilakukan metode pencurian dengan memperlambat putaran piringan KwH meter dengan cara memutar pengatur putaran piringan KwH meter, menahan KwH
meter menggunakan jarum, jumper terminal, serta penggantian kapasitas MCB. diterima oleh receiver. Berikut penerimaan data pada receiver saat terjadi pencurian menggunakan jarum. Pada keseluruhan sistem, parameter yang dibandingkan adalah putaran piringan KwH meter dengan parameter daya yang terukur. Dan untuk penggantian kapasitas MCB, membandingkan nilai arus yang disetting dengan nilai pembacaan arus yang terukur oleh sensor arus. Untuk pencurian yang menggunakan metode mempengaruhi putaran piringan dengan cara apapun, jika putaran piringan lebih lambat, maka dapat terbaca bahwa terjadi pencurian energi listrik. Sedangkan untuk pencurian menggunakan metode penggantian kapasitas MCB, jika arus pembacaan sensor melebihi nilai arus yang telah di setting maka terdapat indikasi pencurian energi listrik. Pada metode pencurian menggunakan jarum (menahan piringan KwH meter menggunakan jarum), data yang didapatkan adalah ditunjukkan pada gambar berikut. Gambar 21 Penerimaan data oleh receiver metode 1. Pada metode pencurian menggunakan sistem memutar nilai setting putaran, data yang didapatkan adalah ditunjukkan pada gambar berikut. Proses pencurian dengan cara mengatur putaran piringan Jarum Gambar 19 Pencurian menggunakan jarum Metode ini bertujuan untuk memperlambat putaran KwH meter agar penunjukan KwH meter tidak sesuai ( lebih kecil ) dari daya yang digunakan. Dimana,untuk beban 200 watt. Gambar 22 Pencurian menggunakan pengaturan putaran piringan Metode ini bertujuan untuk memperlambat putaran KwH meter agar penunjukan KwH meter tidak sesuai ( lebih kecil ) dari daya yang digunakan. Dimana,untuk beban 100 watt. cos phi cos phi indikasi indikasi Gambar 20 Pembacaan data saat pencurian menggunakan jarum Pada saat pencurian tersebut, putaran piringan KwH meter menjadi lambat dan saat nilai putaran KwH tidak sesuai dengan nilai daya yang terbaca sensor, maka indikasi menunjukkan angka 2, dan langsung memberi perintah pada transmitter untuk mengirimkan sinyal pencurian energi listrik, dan Gambar 23 Pembacaan data saat pencurian menggunakan pengaturan putaran piringan Pada saat pencurian tersebut, putaran piringan KwH meter menjadi lambat dan saat nilai putaran KwH tidak sesuai dengan nilai daya yang terbaca sensor, maka indikasi menunjukkan angka 2, dan langsung memberi perintah pada transmitter untuk mengirimkan sinyal pencurian energi listrik, dan diterima oleh receiver. Berikut penerimaan data pada receiver saat terjadi pencurian menggunakan jarum.
penerimaan data pada receiver saat terjadi pencurian menggunakan jarum. Gambar 24 Penerimaan data oleh receiver metode 2. Pada metode pencurian menggunakan energi mengganti kapasitas MCB. Jika nilai arus yang disetting adalah untuk MCB 1 A, maka saat penggantian kapasitas MCB diatas nilai yang ditentukan maka terdeteksi terjadi pencurian energi listrik. Metode ini bertujuan untuk menambah kapasitas daya secara ilegal. Dimana,untuk beban 300 watt dengan arus 1,83 Ampere ( > 1 Ampere ). (a) cos phi indikasi Gambar 26 Penerimaan data oleh receiver metode 3. 3. KESIMPULAN Dari hasil percobaan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : Dalam kondisi normal, ketimpangan perbandingan antara perhitungan daya melalui jumlah putaran dengan pengukuran adalah 10 %, dan ketika ketimpangan perbandingan mencapai > 10 % maka terjadi pencurian energi listrik. Sistem monitoring ini dapat mendeteksi segala jenis modus pencurian energi listrik yang mempengaruhi putaran KWH meter analog. 4. DAFTAR REFERENSI (b) Gambar 25 (a)pembacaan data saat penggantian kapasitas MCB, (b) nilai cos phi yang terbaca. Pada saat pencurian tersebut,nilai arus pembacaaan ADC tidak sesuai dengan nilai setting arus yang ditentukan. Maka indikasi menunjukkan angka 2, dan langsung memberii perintah pada transmitter untuk mengirimkan sinyal pencurian energi listrik, dan diterima oleh receiver. Berikut [1] Hanif. Andi, Rancang Bangun Pendeteksi Pencurian Energi Listrik. Surabaya. PENS-ITS, 2008. [2] Hidayat. Firman, Design of VAR, Watt, Pf Digital Metre Single Phase, Surabaya. PENS- ITS, 2010. [3] Andrianto Heri, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16 Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Bandung: Informatika, 2008 [4] Astuti. Yuli, Sistem Informasi Akademik Berbasis SMS Gateway, Jogjakarta. STMIK AMIKOM,2009.