BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sejalan dengan berkembangnya teknologi dan pembangunan di negara ini, jumlah kebutuhan daya energi listik cenderung naik pesat. Kebutuhan daya listrik dapat diakibatkan dengan penambahan beban baru, dapat juga diakibatkan oleh penggunaan yang berlebihan atau pemborosan dalam pemakainan daya listrik. Pemborosan atau penggunaan daya listrik sebaiknya harus dicegah karena pasokan energi listrik dari PLN lama-kelamaan semakin terbatas. Penghematan pemakaian energi listrik dapat menguntungkan semua pihak baik konsumen maupun produsen. Dalam suatu bangunan biasanya membutuhkan 40% konsumsi daya listrik sebagai penerangan atau pencahayaan. Apabila dalam suatu gedung yang tidak terkontrol secara baik dalam penggunaan daya listrik maka akan mengalami pemborosan energi yang cukup besar selain pemborosan yang berkaitan dengan penggunaan energi juga berdampak pada pemborosan biaya. Dengan demikian upaya pengendalian pencahayaan atau penerangan dalam suatu gedung harus benar-benar mulai diperhatikan. Pengaturan lampu penerangan biasanya menggunakan saklar. Untuk menghidupkan dan mematikan lampu dengan mengoperasikan saklar secara manual. Orang yang akan memasuki ruangan gelap pasti akan menyalakan lampu supaya terang akan tetapi orang yang akan meninggalkan ruangan biasanya lupa untuk mematikan lampu yang menyala. Apabila hal tersebut dilakukan dalam jangka waktu yang lama maka akan mengakibatkan pemborosan dalam penggunaan daya listrik. Selain itu pemborosan yang banyak terjadi adalah penggunaan pencahayaan yang kurang tepat sebagai contoh pada waktu mendung disiang hari kita menyalakan lampu untuk penerangan padahal sebetulnya kita hanya membutuhkan pencahayaan yang tidak begitu besar tetapi karena tidak adanya alat untuk mengatur intensitas cahaya maka sering kali kita menyalakan lampu secara berlebihan. Pada gedung-gedung perkantoran dan sekolah saat ini sudah memulai menggunakan standar saklar dengan menggunakan sistem penjadwalan secara 1
otomatis. Penggunaan saklar otomatis merupakan salah satu upaya untuk mengendalikan beban energi listrik, ide penggunakan saklar otomatis ini muncul sebagai upaya penghematan atau mengurangi pemborosan energi listrik. Dari segi ekonomis dengan memasang saklar otomatis maka pemborosan energi juga dapat berkurang serta penggunaan energi listrik dengan mudah sesuai jadwal atau waktu ketika suatu ruangan digunakan. Dalam sebuah gedung baik perkantoran maupun sekolahan, pencahayaan memberi kontribusi sebesar 20-60% dari total konsumsi pemakaian daya energi listrik. Pengaturan lampu AC dipengaruhi oleh impedansi lampu tersebut dimana pengaturan impedansi akan mempengaruhi arus, tegangan, dan frekuensi. Tegangan yang melintasi lampu dengan pengaturan impedansi maka pengaturan kecerahan dapat dilakukan [7]. Oleh karena itu penghematan daya listrik dalam pemakaian pencahayaan memegang peranan yang sangat penting terhadap penggunaan energi cahaya dan waktu operasi sebuah lampu, bahkan penggunaan pada bangunan bukan buat kantor penerapan pengendalian pencahayaan dapat menghemat energi mencapai 37% [2]. Pencahayaan dengan pengalamatan digital secara perlahan muncul sebagai alternatif pengaturan pencahayaan yang dibutuhkan dalam suatu bangunan dengan aplikasi yang berbeda. Pengelolaan cahaya dengan cara ini diperkirakan akan berdampak mengurangi penggunaan yang berlebihan dibidang komsumsi daya listrik untuk pencahayaan. Untuk suatu lingkungan industri atau sebuah gedung dapat lebih menghemat total energi yang diperlukan untuk pencahayaan dan penggunaan pencahayaan yang terkontrol juga dapat memaksimalkan produktivitas karyawan. DALI (Digital Addresable Lighting Interface) adalah metode pengendalian pencahayaan dalam suatu ruangan mulai dari tunggal maupun lebih. Pada tahun 1990 produsen ballast di Eropa seperti Philips,Osram,Tridonic,Huco dll mulai meneliti tentang ballast terbaru yang bisa berkomunikasi secara individual dengan unit kontrol. Alasan penelitian ini adalah untuk mengeksplorasi kemungkinan kontrol pencahayaan. Karena Dali beroperasi dengan protokol yang sama maka produsen yang memproduksi Dali dapat bekerja sama [3]. Hal ini memungkinkan bagi konsumen untuk menemukan harga yang kompetitif diantara produk-produk yang memproduksi karna Dali menggunakan protokol sendiri. 2
DALI (Digital Addressable Lightning Interface) juga telah berstandar IEC60929. IEC 60929 adalah standar international yang dibuat oleh International Eletrotechnical Commission, IEC-60929 berisi pengaturan pencahayaan dan mencangkup tentang Ballast Elektronik, standar ini digunakan untuk pasokan listrik AC dengan tegangan hingga 220V dan frekuensi 50-60HZ. DALI yaitu suatu komunikasi protokol dan metode untuk pencahayaan, dengan DALI memungkinkan untuk pengontrolan suatu pencahayaan secara efisien, selain itu DALI juga dapat mengatur menerima dan mengirim data hingga 64 pengalamatan mengenai jenis ballast yang berbeda dengan sistem kontrol yang sama, mengirim interuksi untuk ballast tunggal atau kelompok. Sistem Ballast menyediakan peredupan cahaya dengan memperhatikan kualitas cahaya, melalui kontrol digital dapat menyesuaikan level cahaya sesuai kebutuhan dalam individu. Dali juga mencangkup 256 tingkat kecerahan dan logaritma proses peredupan yang lebih lembut ketika ditangkap oleh mata manusia yang sensitif [4]. Gambar 1.1 Grafik peredupan DALI Sistem Ballast yang digunakan dalam jenis ini mempunyai keunikan khusus, yaitu sistem bekerjanya tidak menggunakan sistem gulungan atau kumparan kawat pada suatu inti besi, tetapi telah diganti dengan sistem rangkaian elektronik sehingga mengurangi angka kerugian pada kumparan dan meminimalisasi kerugian karena rangkaian. Ini adalah salah satu solusi yang menguntungkan dalam penghematan energi listrik. Keuntungan lainnya adalah dapat mengatur konsumsi arus listrik dengan tetap mempertahankan besar tegangan yang diinginkan, sehingga ballast elektronik dapat digunakan untuk sistem pengaturan energi listrik sesuai yang dibutuhkan pada suatu ruangan. Dengan sistem rangkaian elektronik maka ballast 3
menjadi lebih ringan dan lebih kecil dibandingkan dengan ballast konvensional atau sistem gulungan kawat. Gambar 1.2 Skema protokol DALI Pada gambar II dijelaskan bahwa dalam suatu sistem DALI terdiri dari unit Dali master unit dan Dali slave unit. Fungsi DALI master unit untuk mengatur unit dali slave untuk menyalakan lampu. DALI ini menggunakan komunikasi dua kabel untuk berkomunikasi secara dua arah. Setiap komunikasi semua dikendaliakan dari DALI master untuk setiap lampu yang terhubung dengan unit slave. Semua pesan dari unit master terdiri dari 16 bit data dan 2 stop bit. Data yang dikirim dari unit master terdiri dari address byte 8-bit dan command byte 8-bit Gambar 1.3 Message dari DALI unit master Jawaban dari unit DALI slave berupa 8-bit Address byte dan 2 stop bit Gambar 1.4 Message dari DALI unite slave 4
1.2. Spesifikasi sistem Sesuai dengan surat tugas skripsi yang dikeluarkan oleh Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga nomor 43/I.3/FTEK/VI/2013, spesifikasi skripsi dalam bentuk perancangan dapat disebutkan sebagai berikut : 1. Menggunakan PC sebagai user interface pada modul PC 2. Menggunakan mikrokontroler pada modul master dan modul slave 3. Dapat mengatur lama penggunaan serta tingkat kecerahan pada user interface pada mode setting manual pada software 4. pada mode default maka user akan menginput lama waktu yang di butuhkan untuk menggunakan ruangan tersebut saja 5. menggunakan 5 lampu pijar yang di letakan di 2 ruangan 6. menggunakan tegangan jala-jala PLN 1.3. Batasan masalah Titik berat dari skripsi ini adalah perancangan sistem pencahayaan gedung dengan menggunakan protokol Dali, yaitu pengendalian pencahayaan gedung pada suatu ruangan dengan menggunakan aksi kontrol ON-OFF serta pengaturan pencahayaan pada user interface berbasis mikrokontroler keluarga ATMEGA. Perancangan dan realisasi alat pengontrol pencahayaan ini menggunakan sensor PIR sebagai masukan mikrokontroler yang berfungsi sebagai penanda. Data yang diperoleh dari sensor akan digunakan sebagai variabel masukan yang kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk menentukan perintah yang akan dikerjakan sehingga waktu berjalanya program dapat dilakukan setelah sensor mendeteksi suatu pergerakan memasuki ruangan. Pada pengiriman data yang di gunakan menggunakan format protokol Dali melalui serial RS485 untuk menghubungkan master dengan slave. Perintah yang saya gunakan dibuat sesuai tabel perintah protokol Dali sesuai yang saya pakai untuk merealisaikan alat pengontrol pencahayaan ini. Penulisan skripsi ini juga dibatasi pada penerapan komponen atau modul yang akan digunakan pada perancangan sistem dan tidak membahas secara terperinci mengenai komponen-komponen yang digunakan. 5
1.4. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan ini secara garis besar terdiri dari lima bab, yaitu babi berisi Pendahuluan, BabII berisi Sistem dasar, BabIII berisi Perancangan alat, BabIV berisi Pengujian dan Analisis, BabV berisi Kesimpulan. Bab Pendahuluan berisi latar belakang permasalahan, Bab sistem dasar berupa gambaran alat yang dipakai dalam perancangan, Bab perancangan diuraikan perancangan alat yang meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak, Bab Pengujian dan Analisis berisi pengujian alat, pengukuran hasil kerja alat beserta analisis sebagai pengukur tingkat keberhasilan sistem berdasarkan spesifikasi sistem, Bab Kesimpulan berisi kesimpulan dan saran pengembangan alat. 6