Data Penulis: Dosen STEKOM Khoirur Rozikin, S.Kom, M.Kom Dani Sasmoko, S.T, M. Eng Unang Achlison, S.T, M.Kom Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Purwanto, S.Kom Arsito Ari Kuncoro, S.Kom, M.Kom Budi Hartono, S.Kom, M.Kom Alumnus STEKOM Agus Widayanto, S.Kom Lingga Hartadi, Amd Luy Usman, Amd Muhammad Toha, S.Kom Rohmad Abidin, S.Kom Wahyu Utomo, S.Kom Program Studi Manajemen Informatika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Komputer Program Studi Teknik Elektronika Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining Agus Widayanto, Khoirul Rozikin 1 6 Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android Lingga Hartadi, Dani Sasmoko 7 18 Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk beban 500 kwatt Luy Usman, Unang Achlison 19 24 Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System Muhammad Toha, Bambang Suhartono 25 32 Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup Purwanto 33-36 Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro 36 41 Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency Unang Achlison 42-50 Jurnal ELKOM diterbitkan oleh Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer (STEKOM). Jurnal ELKOM sebagai sarana komunikasi dan penyebarluasan hasil penelitian, pemikiran serta pengabdian pada masyarakat Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi Wahyu Utomo, Budi Hartono 51-54
JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER Penanggung Jawab : Ketua Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Pemimpin Redaksi : Unang Achlison, S.T, M.Kom Mitra Bestari : Prof. YL Sukestiyarno M.S, Ph.D (Universitas Negeri Semarang) Sekretaris Redaksi : Purwanto, S.Kom Dewan Redaksi : Dr. Ir. Agus Wibowo, M.Kom, M.Si, M.M Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Muhammad Muthohir, S.Kom, M.Kom Ir. Paulus Hartanto, M.Kom Sulartopo, S.Pd. M.Kom Desain Grafis : Joseph Teguh Santoso, S.Kom, M.Kom Setyo Adi Nugroho, S.E, M.Kom Alamat Redaksi : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit No. 605 Semarang Telp. 024-6723456 E-mail : elkom@stekom.ac.id
KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan terbitnya Jurnal ELKOM (Elektronika dan Komputer) Edisi April 2015, Volume 8 Nomor 1 Tahun 2015 dengan artikel-artikel yang selalu mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi dalam bidang Elektronika dan Komputer. Semua artikel yang dimuat pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini telah ditelaah oleh Dewan Redaksi yang mempunyai kompetensi di bidang Elektronika dan Komputer. Pada edisi ini kami menyajikan beberapa topik menarik antara lain makalah yang menggunakan objek Hand Phone yaitu : Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining, dan Aplikasi Pembayaran SPP di Linkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan aplikasi micro controller yaitu : Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android, serta Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan objek Elektronika yaitu : Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt, Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup, dan Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan aplikasi jaringan komputer yaitu : Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting (SAW) Berbasis Geographic Information System (GIS). Terima kasih yang mendalam disampaikan kepada penulis makalah yang telah berkontribusi pada penerbitan Jurnal ELKOM edisi kali ini. Dengan rendah hati dan segala hormat, mengundang Dosen dan rekan sejawat peneliti dalam bidang Elektronika dan Komputer untuk mengirimkan naskah, review, gagasan dan opini untuk disajikan pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini. Sebagai akhir kata, saran dan kritik terhadap Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) yang membangun sangat diharapkan. Selamat membaca. Semarang, April 2015 Pemimpin Redaksi i
Vol.8 No.1 April 2015 JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER DAFTAR ISI Kata Pengantar...i Daftar Isi... ii 1. Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining (Agus Widayanto, Khoirul Rozikin)... 1 2. Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android (Lingga Hartadi, Dani Sasmoko)... 7 3. Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt (Luy Usman, Unang Achlison)... 19 4. Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System (Muhammad Toha, Bambang Suhartono)... 25 5. Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup (Purwanto)... 33 6. Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway (Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro)... 36 7. Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency (Unang Achlison)... 42 8. Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi (Wahyu Utomo, Budi Hartono)... 52 ii
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison) ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT LUY USMAN, UNANG ACHLISON Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit 605 & 304 Semarang Indonesia E-mail : unang@stekom.ac.id Abstrak Panel Capacitor Bank dalam suatu industri sangat berperan penting untuk menghemat pemakaian daya listrik terutama untuk industri dengan daya terpasang lebih dari 200 kva. Industri dengan daya terpasang tersebut akan dikenai denda kvar apabila faktor daya ( cos phi ) yang terukur kurang dari 0,85. Konsep dasar mengapa dalam sebuah industri diperlukan panel Capacitor Bank untuk memperbaiki faktor daya adalah karena di industri tersebut banyak menggunakan alat-alat yang didalamnya terdapat unsur lilitan dan inti besi. Alat-alat (beban) tersebut memiliki cos phi yang rendah. Berdasarkan perhitungan kebutuhan Unit Capacitor untuk memperbaiki faktor daya (cos phi) maka lebih mudah menggunakan metoda Tabel Konversi. Berdasarkan jumlah unit kapasitor yang sesuai dengan nilai total kapasitas kapasitor untuk memperbaiki faktor daya maka lebih efisien menggunakan metoda perhitungan biasa. Kapasitor yang digunakan untuk memperbesar faktor daya dipasang paralel dengan rangkaian beban. Sesudah pemasangan panel capacitor bank, seluruh atau sebagian daya reaktif yang diperlukan oleh beban induktif akan disuplai oleh capacitor bank. Sehingga tugas sentral listrik akan menjadi lebih ringan karena hanya menyuplai daya aktif saja. Kata Kunci : Panel, Capacitor Bank. A. PENDAHULUAN Seiring dengan lajunya perkembangan zaman banyak berdiri industri-industri baru maka kebutuhan akan suplai daya listrikpun meningkat. Dengan meningkatnya kebutuhan daya listrik, Pembangkit Tenaga Listrik yang ada di Indonesia belum mampu mencukupi kebutuhan konsumen tersebut sehingga terjadi pemadaman listrik secara bergilir. Pemadaman listrik ini tentunya sangat merugikan konsumen terutama untuk industri karena akan menyebabkan terhambatnya proses-proses produksi. Pemerintah beberapa kali menetapkan kenaikkan bertahap per triwulan Harga Jual Tenaga Listrik yang disediakan oleh PT. PLN (Persero) dan dinyatakan dalam Tarif Dasar Tenaga Listrik. Kondisi ini menjadi motivasi bagi pelanggan untuk menghemat pemakaian listrik. Dalam hal ini khususnya untuk industri dengan daya terpasang >200 kva maka akan dikenai denda kvar apabila faktor daya (cos phi) yang terukur < 0.85. Berdasarkan informasi tersebut, penulis bermaksud membahas dan meneliti bagaimana cara menghemat energi listrik pada suatu industri dengan beban 500kWatt sehingga pemakaian daya listrik trafo PLN akan lebih efektif dan efisien. 19
Vol. 8 No.1 ELKOM, April 2015 B. DASAR TEORI Capacitor Bank Capacitor Bank adalah sekumpulan beberapa kapasitor yang disambung secara paralel untuk memperbaiki kualitas daya listrik dengan menaikkan faktor daya (cos φ / cos phi). Besaran yang dipakai untuk kapasitor ini adalah Kilo Volt Ampere Reaktif (kvar). Kapasitor memiliki sifat listrik yang kapasitif sehingga mempunyai sifat mengurangi / menghilangkan terhadap sifat induktif. Dengan dasar inilah nilai faktor daya dapat diperbaiki. Sebelum dipasang capacitor bank, daya aktif (kw) dan daya reaktif (kvar) yang diserap oleh beban induktif seluruhnya disuplai oleh sentral listrik (Trafo PLN), sehingga daya semu (kva) dari sentral harus besar. Sesudah pemasangan capacitor bank, seluruh atau sebagian daya reaktif yang diperlukan oleh beban induktif akan disuplai oleh capacitor bank. Sehingga tugas sentral listrik akan menjadi lebih ringan karena hanya menyuplai daya aktif saja. kerugian arus dalam transmisi bertambah besar. Untuk alasan ini perusahaan sumber listrik ( PLN ) memberikan denda untuk faktor daya yang lebih rendah dari 0,85. Faktor daya yang rendah bisa disebabkan oleh peralatan yang mengandung lilitan dan inti besi seperti motor induksi dan unit-unit balas ( ballast ) dari lampu TL. Peralatan seperti ini disebut juga beban induktif. Beban seperti ini tidak memerlukan arus untuk melakukan kerja bermanfaat, melainkan hanya untuk membangkitkan medan magnet. Rumus perhitungan faktor daya adalah sebagai berikut : Daya Aktif (P) Faktor Daya = ------------------- Daya Semu (S) Komponen daya aktif ( active power ) umumnya konstan namun untuk daya semu ( apparent power ) dan daya reaktif ( reactive power ) akan berubah sesuai dengan faktor daya, maka dapat ditulis seperti berikut : Active Power ( P ) = V.I.Cos φ (W / kw) Reactive Power ( Q ) = V.I.Sin φ atau P.Tan φ (VAR / kvar) Apparent Power ( S ) = V.I (VA / kva) Gambar 1. Panel Capacitor Bank kvar Faktor Daya Faktor daya atau biasa disebut dengan cos φ adalah perbandingan antara daya aktif (Watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 2.2). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Bila sudut pergeseran kecil maka nilai kvar semakin kecil. Penurunan faktor daya memerlukan arus yang lebih besar untuk daya yang diketahui. Hal ini menyebabkan penurunan tegangan dan S P Gambar 2. Vektor Segitiga Daya Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007 Q 20
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison) Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya : a. Tagihan listrik akan menjadi kecil. b. Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat. c. Mengurangi rugi rugi daya pada sistem. Jika faktor daya lebih kecil dari 0,85 maka kapasitas daya aktif (kw) yang digunakan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan menurunnya faktor daya sistem kelistrikan. Akibat menurunnya faktor daya maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya : a. Daya terpasang listrik PLN ( kva) tidak dapat optimal. Jika beban yang ada sudah mencapai batas arus yang diijinkan maka tidak dapat menambah beban listrik lagi sedangkan daya semu ( kw ) yang terpakai masih dibawah daya terpasang. b. Dengan faktor daya yang rendah akan dikenakan penalty / denda dari PLN yang nilai rupiahnya cukup tinggi. Hal ini karena sudah melebihi ketentuan yang distandarkan dari PLN yaitu sebesar 0,85. c. Arus listrik menjadi lebih tinggi. Dengan arus yang tinggi ini akan menjadikan kabel lebih panas karena energi yang terbuang karena arus. Gambar 3. Low Voltage Global Compensation Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007 b. Sectoral Compensation Dengan metoda ini kapasitor yang terdiri dari beberapa panel kapasitor dipasang di panel SDP ( Sub Distribution Panel ). Cara ini cocok diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan KVA dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup berjauhan. Metoda Pemasangan Capacitor Bank Cara pemasangan instalasi kapasitor untuk kapasitas tegangan rendah dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu : a. Global compensation Dengan metode ini kapasitor dipasang di induk panel ( MDP / Main Distribution Panel ). Arus reaktif yang mengalir dari pemasangan model ini hanya di penghantar antara panel MDP dan transformator. Sedangkan arus yang lewat setelah MDP tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah MDP tidak terpengaruh. Gambar 4. Low Voltage Sectoral Compensation Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007 21
Vol. 8 No.1 ELKOM, April 2015 c. Individual Compensation Dengan metoda ini kapasitor langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. Cara ini sebenarnya lebih efektif dan lebih baik dari segi teknisnya. Namun ada kekurangannya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk meletakkan kapasitor tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti total biaya yang di perlukan lebih besar dari metode diatas. faktor daya diperbaiki (cos φ2), maka besarnya daya aktif target (P 2 ) dan daya semu target (S 2 ) adalah : P 2 S 2 = P 1 / cos φ2 = P 2 / cos φ2 Sehingga daya reaktif target adalah : Q 2 = S 2 ² - P 2 ² Setelah Q1 dan Q2 diketahui maka besarnya kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah : Qc = Q 1 - Q 2 Gambar 5. Low Voltage Individual Compensation Capacitor Bank Training. Jakarta : Shceneider Electric, 2007 Perhitungan Kebutuhan Unit Capacitor Terdapat beberapa cara untuk memperbaiki faktor daya, cara-cara yang biasa digunakan adalah sebagai berikut : a. Metoda Perhitungan Biasa Data yang diperlukan antara lain adalah daya aktif lama (P 1 ), faktor daya lama (cos φ1) dan faktor daya target (cos φ2). Mulamula dihitung terlebih dahulu daya semu lama (S 1 ) dan daya reaktif lama (Q 1 ) dengan rumus sebagai berikut : S 1 = P 1 / cos φ1 Q 1 = S 1 ² - P 1 ² b. Metoda Tabel Konversi Untuk menghitung besarnya daya reaktif dapat dilakukan melalui tabel konversi, tabel ini menyajikan suatu data dengan input faktor daya mula mula sebesar cos φ1 dan faktor daya yang diinginkan cos φ2 maka besarnya faktor pengali dapat dilihat melalui tabel konversi. Dengan metoda tabel konversi kebutuhan unit kapasitor dapat ditentukan dengan rumus : Qc = P x (tan φ awal tan φ target) Katalog Produk. Jakarta : Abdi Bangun Buana (ABB), 2004 dimana : P = daya aktif (kw) Qc = kapasitas kapasitor total (kvar) Besarnya (tan phi awal tan phi target) dapat dilihat pada tabel 1. Q 1 merupakan daya reaktif sebelum diperbaiki faktor dayanya. Bila diinginkan 22
ANALISIS KEBUTUHAN KAPASITOR PADA PANEL CAPACITOR BANK UNTUK BEBAN 500KWATT (Luy Usman, Unang Achlison) C. HASIL DAN PEMBAHASAN Sebuah industri mempunyai kebutuhan listrik dengan dengan parameter listrik pada beban puncak yaitu : Tegangan : 380 Volt AC Cos φ1 : 0,70 (faktor daya awal) P : 500 kw Industri tersebut menginginkan faktor dayanya menjadi 0,98 (Cos φ2). jumlah kapasitor yang dibutuhkan dapat dihitung sebagai berikut : a. Metoda Perhitungan Biasa S 1 = P 1 / cos φ1 = 500.000 W/ 0,70 = 714285,7 VA, maka besarnya Q 1 : Q 1 = S 1 ² - P 1 ² = (714285,7)² - (500.000)² = 260204061224,49 = 510.102 VAr Q 1 merupakan daya reaktif sebelum diperbaiki faktor dayanya. Jika faktor daya target adalah 0,98 (Cos φ2 = 0,98), maka besarnya daya aktif target (P 2 ) dan daya semu target (S 2 ) setelah diperbaiki faktor dayanya adalah : P 2 = P 1 / cos φ2 = 500.000 W / 0,98 = 510204,08 W S 2 = P 2 / cos φ2 = 510204,08 W / 0,98 = 520616,40 VA Berdasarkan nilai total kapasitas kapasitor tersebut maka dapat ditentukan jumlah unit kapasitor. Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 50 kvar per unit maka akan dibutuhkan sebanyak 8 unit kapasitor ditambah satu unit terakhir yaitu sebesar 13 kvar dan bertegangan 380 Volt AC. b. Metoda Tabel Konversi Besarnya (tan phi awal tan phi target) dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel tersebut dicontohkan bahwa jika cos φ awal 0,70 dan cos φ target 0,98 maka besarnya faktor pengali adalah 0,82. Maka dengan metoda perhitungan tabel konversi, jumlah kapasitor yang dibutuhkan dapat dihitung sebagai berikut : Qc = P x (tan φ awal tan φ target) = 500.000 W x 0,82 = 410.000 VAr = 410 kvar Berdasarkan nilai total kapasitas kapasitor tersebut maka dapat ditentukan jumlah unit kapasitor. Dengan menggunakan kapasitas kapasitor sebesar 50 kvar per unit maka akan dibutuhkan sebanyak 8 unit kapasitor ditambah satu unit terakhir yaitu sebesar 20 kvar dan bertegangan 380 Volt AC. D. SIMPULAN Berdasarkan perhitungan kebutuhan Unit Capacitor untuk memperbaiki faktor daya maka lebih mudah menggunakan metoda Tabel Konversi. Berdasarkan jumlah unit kapasitor yang sesuai dengan nilai total kapasitas kapasitor untuk memperbaiki faktor daya maka lebih efisien menggunakan metoda perhitungan biasa. Sehingga daya reaktif target adalah : Q 2 = S 2 ² - P 2 ² = (520616,40)² - (510204,08)² = 10733232700,31 = 103.601,32 VAr Jadi besarnya total kapasitas kapasitor yang dibutuhkan adalah : Qc = Q 1 - Q 2 = 510.102-103.601,32 = 406.500,68 VAr = 406,5 kvar DAFTAR PUSTAKA Abdi Bangun Buana, 2002. ABB Capacitor Bank Manual Book. Merlin Gerin, 2008. Merlin Gerin Pricelist. Schneider Electric, 2007. Capacitor Bank Training For Panel Builder. Supreme Cable, 2005. Power Cable Catalogue. Telemecanique, 2008. Koreksi Faktor Daya ( Kapasitor Regulator ). http://digilib.petra.ac.id/viewer.php http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/perbaikanfaktor-daya.html http://www.plnjaya.co.id/pdf/tdl.pdf 23
Vol. 8 No.1 ELKOM, April 2015 LAMPIRAN Tabel 2.1. Cos φ Tan φ Conversion Table Katalog Produk. Jakarta : Abdi Bangun Buana (ABB), 2004 24