BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan Untuk dapat menjalankan perangkat elektronika tersebut dibutuhkan pasokan listrik. Aliran arus listrik yang ditarik perangkat elektronika dari sumber digunakan sebagai pemasok energi untuk menggerakkan motor dan rangkaian listrik yang terdapat di dalamnya. Besar arus listrik yang ditarik oleh perangkat elektronika pada besar tegangan tertentu biasanya disebut dengan daya listrik. Besar daya listrik yang dibutuhkan perangkat elektronika berbeda beda, tergantung besar arusnya. Sebagai contoh, Penggunaan mesin cuci akan membutuhkan pasokan daya yang lebih besar jika dibandingkan pasokan daya listrik yang dibutuhkan untuk menggerakkan motor pada kipas angin. Ada beberapa hal yang mempengaruhi kebutuhan pasokan daya listrik pada setiap perangkat elektronika. Antara lain jumlah motor, jenis kumparan yang terdapat di dalam motor, dan masih banyak hal lainnya. Dalam kata lain, perangkat elektronika bisa disebut sebagai beban karena memiliki sebuah nilai tahanan yang berasal dari kumparan motor atau dari rangkaian listrik di dalamnya. Ada tiga jenis beban yang dikenal yaitu beban kapasitif, beban induktif dan beban resistif. Pada umumnya perangkat elektronika yang digunakan tergolong dalam beban yang bersifat induktif karena komponen penyusunnya memiliki nilai induktansi yang besar. Pada penerapannya, sifat dari beban ini selain mempengaruhi besar daya listrik yang dibutuhkan juga mempengaruhi nilai efisiensinya. Sesuai dengan kajian teori mengenai daya listrik, daya listrik dibagi menjadi tiga macam, yaitu daya aktif yang dinyatakan dalam watt (W), daya reaktif yang dinyatakan dalam volt.ampere.reaktif (VAR), dan daya nyata yang dinyatakan dalam volt.ampere (VA). Ketiga jenis daya listrik ini biasa dinyatakan dalam segitiga daya dimana antara daya nyata dan daya aktif akan membentuk sebuah sudut θ. Besar nilai θ menunjukkan nilai imajiner yang mewakili jenis beban. Jika nilai θ semakin 1
mendekati 90 0 maka beban terpasang bersifat induktif. Sedangkan jika nilai θ mendekati 90 0 maka beban bersifat kapasitif. Nilai cosinus dari θ ini dalam rumusan daya listrik disebut dengan faktor daya. Gambar 1.1. Grafik daerah jenis beban. Dalam perkembangannya, penyediaan alat ukur daya listrik dan faktor daya kebanyakan untuk pengawasan beban daya besar, misalnya pada pabrik atau perusahaan. Alat ukur daya listrik dipasaran terdiri dari dua jenis, yaitu analog dan digital. Untuk jenis meter digital, hasil pengukuran yang ditampilkan ada beberapa macam, antara lain daya aktif (W) dan daya reaktif (VAR). Hasil ukur daya nyata (VA) jarang ditampilkan karena sering tidak diperhitungkan. Ada juga meter digital yang hanya menampilkan besar faktor daya atau niai cos phi dari beban saja. Akan tetapi ada juga alat ukur daya listrik yang mengakomodasi semua hasil pengukuran daya listrik maupun besar faktor dayanya. Namun alat ukur jenis ini memiliki harga yang sangat tinggi dan sangat sulit didapat di dalam negeri. 2
Dengan melihat beberapa masalah yang ada, untuk itulah pada tugas akhir ini akan direalisasikan suatu alat ukur digital untuk menghitung besar konsumsi daya listrik dan besar faktor daya pada sebuah penampil. Penggunaan alat ukur yang akan direalisasikan hanya dibatasi pada jaringan satu fase. Hasil pengukuran daya listrik yang ditampilkan yaitu daya aktif (W), daya reaktif (VAR), dan daya nyata (VA). alat ukur yang direalisasikan memiliki dimensi yang kecil sehingga mudah untuk dibawa dan ringkas. Berikut adalah perbandingan alat yang direalisasikan dengan PQH Combined Meter. Tabel 1.1. Perbandingan dengan alat yang ada. Pembanding PQH Combined Meter[1] Alat yang dirancang / direalisasikan Fungsi ukur Daya dalam watt, VAR, dan Daya dalam watt dan VAR daya VA Range ukur nilai faktor daya (φ) 0.00 C ~ 0.50 C ~ 1.00 ~ 0.50 L ~ 0.00 L - 0.5 (kapasitif) ~ 1.00 (resistif) ~ 0,5 (induktif) Dimensi 100 x 100 x 100 mm 100 x 60 x 50 mm Batas arus 0A 5 A 0A 5 A Input tegangan AC 100V, 220V, 380V AC 220V Ralat 0.01 Dibawah 0.05 Harga Kisaran 1 juta rupiah Kisaran 400 ribu rupiah 1.2 Tujuan Merancang dan merealisasikan suatu meter atau alat ukur digital yang dapat digunakan untuk mengukur besarnya konsumsi daya listrik dan nilai faktor daya beban alat listrik pada jaringan satu fase. 3
1.3 Spesifikasi Sistem Sesuai dengan surat tugas skripsi yang telah dikeluarkan oleh Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektronika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga dengan nomor 26/I.3/FTEK/IX/2012 dan mengacu pada Surat Keputusan Fakultas Teknik dengan nomor 01/Kep./B/FT/IV/2008 tentang Kolokium Lanjut Skripsi Fakultas Teknik Universitas Kristen Satya Wacana, spesifikasi tugas akhir dalam bentuk perancangan sebagai berikut: 1. Meter dapat mengukur 4 hasil pengukuran yaitu nilai faktor daya, daya aktif (watt), daya nyata (VA), dan daya reaktif (VAR). 2. Jangkauan faktor daya yang diukur adalah 0,5 (kapasitif) sampai 0,5 (induktif) sampai 1,00 (resistif). 3. Semua hasil pengukuran ditampilkan sekaligus dimana masing-masing hasil pengukuran ditampilkan dalam 4 digit. 4. Digunakan untuk pengukuran pada jaringan satu phasa. 5. Bekerja pada frekuensi jala-jala listrik 50 Hz. 6. Arus beban maksimal 5 A (rms). 7. Ralat alat maksimal 5%. 4
1.4 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar terdiri dari lima bab, yaitu : 1. BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang permasalahan, tujuan, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan. 2. BAB II LANDASAN TEORI Berisi pembahasan teori teori penunjang perancangan sistem. 3. BAB III PERANCANGAN SISTEM Berisi perancangan sistem yang meliputi perangkat keras maupun perangkat lunak. 4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Berisi pengujian sistem beserta analisis sebagai pengukur tingkat keberhasilan sistem terhadap spesifikasi sistem. 5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dan saran pengembangan sistem. 5