BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi listrik dalam kehidupan sehari-hari sudah sangat lekat dengan manusia. Semua kebutuhan manusia terpenuhi dengan adanya bantuan alat-alat yang cara bekerjanya menggunakan energi listrik, seperti handphone, komputer, laptop, peralatan rumah tangga, dan lain sebagainya. Listrik dalam kehidupan sehari-hari menjadikan manusia ketergantungan akan keberadaannya, semua kegiatan di era modern yang dibutuhkan manusia dalam segala hal baik itu keperluan rumah tangga, industri, transportasi, dan komunikasi. Pemerintah yang menyediakan listrik bagi masyarakat luas. Akhirnya pemerintah menguasai kepentingan listrik dalam bentuk Badan Usaha Milik Negara (BUMN) untuk dapat mengaturnya dengan baik untuk kepentingan bersama agar tidak terjadi monopoli dalam kepentingan ini. Di Negara Indonesia yang mempunyai kewenangan untuk mengelola energi listrik adalah Perusahaan Listrik Negara (PLN). P.T. PLN (Persero) telah melakukan pengelolaan dan penyediaan energi listrik menyediakan pelayanan energi listrik kepada masyarakat di seluruh Indonesia yang meliputi dari kegiatan pembangkitan, penyaluran, pendistribusi energi listrik, pembangunan sarana dan pra sarana penyediaan energi listrik. P.T. PLN (Persero) menggunakan meter kwh untuk menghitung penggunaan energi listrik yang dkonsumsi oleh para konsumen P.T PLN (Persero). Meteran Listrik atau kwh (kilo watt hour) berfungsi untuk menghitung seberapa besar pemakaian energi listrik yang terpakai oleh konsumen pada suatu bangunan baik itu rumah, kantor maupun pabrik. Menurut jenis konsumennya ada dua jenis meter kwh satu fasa untuk konsumen rumah tangga dan meter kwh tiga fasa untuk konsumen industri. Menurut prinsip kerjanya ada tiga jenis meter kwh yang digunakan yaitu meter kwh dinamis, meter kwh statis, dan meter kwh semi elektronik (Windarto,2014). 1
2 Menurut Peraturan Menteri Perdagangan Nomor 08/M-Dag/Per/3/2010 tentang Alat-Alat Ukur, Takar, Timbangan, dan Perlengkapannya (UTTP) yang Wajib Ditera dan Ditera Ulang, meter kwh termasuk ke dalam UTTP yang wajib ditera dan ditera ulang. Untuk menindak lanjuti hal tersebut, dikeluarkan Keputusan Direktur Jendral Perdagangan Dalam Negeri Nomor. 24/PDN/KEP/3/2010 tentang syarat teknis meter kwh. Syarat teknis meter kwh mengatur persyaratan administrasi, persyaratan teknis dan persyaratan kemtrologian, pemeriksaan dan pengujian, dan pembubuhan tanda tera. Syarat teknis ini mengatur meter kwh dinamis, meter kwh statis, dan meter kwh semi elektronik. Menurut Peraturan Menteri Perdagangan Nomor 08/M-Dag/Per/3/2010 tentang Alat-Alat Ukur, Takar, Timbangan, dan Perlengkapannya (UTTP) yang Wajib Ditera dan Ditera Ulang, meter kwh yang terpasang sudah puluhan tahun ini harusnya ditera ulang setiap sepuluh tahun sekali. Pada kenyataannya masih banyak yang belum ditera dari pertama kali meter kwh semi elektronik dipasang pada pelanggan hingga saat ini meter kwh tersebut belum ditera ulang. Penggunaan meter kwh mengalami perkembangan yang signifikan terutama di Indonesia, P.T. PLN selaku pihak yang berwenang dalam menyediakan energi listrik di Indonesia melakukan pengembangkan dari penggunaan meter kwh dinamis (analog) ke meter kwh semi elektronik dan meter kwh statis (digital). Pada saat ini penggunaan meter kwh semi elektronik sudah banyak dibanding penggunaan meter kwh analog. Meter kwh semi elektronik memiliki prinsip kerja dimana besaran energi listrik ditransformasikan melalui sistem elektronik, dan diubah menjadi sinyal digital. Sinyal digital tersebut menggerakkan pointer dan register yang berupa roda gigi mekanik. Sehingga pada meter kwh semi elektronik ini tidak dijumpai piringan atau disk dan sebagai penggantinya adalah pulsa digital yang tampilannya berupa lampu LED yang menyatakan flashing pulsa dari meter kwh tersebut. Pada tampilan meter kwh semi eletronik menggunakan register berupa roda gigi yang bekerja secara mekanik. Pada sistem mekanik dimungkinkan adanya halangan seperti bahan yang aus ataupun adanya debu yang dapat menghambat
3 pergerakan dari roda gigi, sehingga penunjukkan meter kwh menjadi lambat dan tidak sesuai dengan besarnya waktu yang digunakan oleh meter kwh untuk menyatakan flasing pulsa yang diindikasikan oleh kedipan dari LED. Dari pembacaan kwh dinamis dan meter kwh semi elektronik keduanya apabila di lakukan pada saat pengujian dengan nilai arus yang bernilai besar tentunya impulse akan berkedip dengan cepat dengan selang waktu yang singkat hal inipun juga akan di alami dengan meter kwh dinamis di mana putaran akan berputar cepat memungkinkan untuk pembacaan terjadi kesalahan maka untuk menghindari terjadinya kesalahan pembacaan dapat di gantikan dengan alat pembaca dari rangkaian elektronika yang pada prinsipnya sama dengan mata manusia di mana pembacanya adalah sebuah rangkaian elekronik yang memberikan masukan ke rangkaian arduino UNO dan kemudian di tampilkan ke LCD 16 x 2 sebagai display sehingga akan terbaca berapa jumlah kesalahan (error). Dalam hal ini penulis membuat judul Tugas Akhir "SISTEM UJI PERBANDINGAN kwh METER SEMI ELEKTRONIK BERBASIS ARDUINO UNO". Alat ini akan mengetahui seberapa besar nilai kesalahan (error) antara meter kwh semi elektronik yang satu dan meter kwh semi elektronik yang kedua dengan asumsi meter kwh semi elektronik yang satu digunakan sebagai standar dan meter kwh kedua yang sedang diuji serta mampu mencatat penggunaan daya yang terpakai, sehingga dengan mudah kita dapat mengetahui seberapa besar daya listrik pada alat elektronik yang kita pakai. Di buatnya alat baca ini semoga dapat membantu praktek pengujian meter kwh semi elektronik fasa tunggal. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pada Tugas Akhir ini sebagai berikut : 1. Bagaimana cara membangun sistem pengujian meter kwh semi elektronik fasa tunggal dengan menggunakan metode perbandingan energi?
4 2. Bagaimana cara membangun sistem pembacaan energi (daya) pada meter kwh semi elektronik fasa tunggal berbasis arduino UNO? 3. Berapakah nilai kesalahan (error) pada meter kwh semi elektronik yang diuji? 4. Cara menampilkan nilai kesalahan (error) dan seberapa besar daya yang digunakan dengan menggunakan LCD pada alat ukur ini. 1.3 Tujuan dan Manfaat 1. Membangun sistem pengujian meter kwh semi elektronik fasa tunggal dengan menggunakan metode perbandingan energi. 2. Mengetahui sistem pembacaan energi (daya) pada meter kwh semi elektronik fasa tunggal yang berbasis arduino UNO. 3. Mengetahui nilai kesalahan (error) pada meter kwh semi elektronik yang diuji. 1.4 Batasan Masalah Pada penulisan karya tulis ini, penulis hanya membatasi pada beberapa hal diantaranya : 1. Membangun Sistem pengujian ini dilakukan dengan metode perbandingan energi dengan cara membandingkan meter kwh semi elektronik yang diasumsikan sebagai standart dengan meter kwh semi elektronik yang akan diuji, sehingga pengujian ini dapat mengetahui nilai kesalahan (error) meter kwh semi elektronik yang diuji. 2. Membangun Sistem Pengujian ini dilakukan dengan metode pembacaan energy yaitu pembacaan penunjukan register pada meter kwh semi elektronik dibandingkan dengan nilai daya yang terukur dari arduino UNO selama 1 jam. Pengujian ini dapat mengetahui nilai kesalahan (error) meter kwh semi elektronik yang diuji dan nilai daya listrik yang sedang digunakan.
5 3. Sistem Pengujian pada meter kwh semi elektronik menggunakan meter kwh semi elektronik satu fasa dua kawat dengan Merk Smart tipe SMI- 200S dengan konstanta sebesar 3200 impuls/kwh. 4. Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler arduino UNO. 5. Sensor yang cahaya yang digunakan adalah sensor Photodioda 6. Display angka yang akan menampilkan nilai kesalahan (error) dan daya listrik yang terpakai dengan menggunakan LCD 16 x 2. 7. Jenis Beban yang digunakan adalah lampu 50 watt, TV tabung 100 watt, dispenser 200 watt, setrika 300 watt, magic com 400 watt, kompressor 500 watt, laminating 600 watt. 1.5 Metode Penulisan Metode yang di lakukan dalam penelitian dan penulisan tugas akhir ini menggunakan beberapa metode pengumpulan data dan informasi. Adapun metode-metode tersebut antara lain: 1. Studi Literatur Metode ini dipakai untuk mendapat bahan-bahan acuan sebagai dasar penelitian dan penulisan tugas akhir, seperti mempelajari artikel, karya tulis, makalah, jurnal, serta buku-buku yang terkait dengan meter kwh semi elektronik fasa tunggal, arduino UNO, dan sistem pengujian perbandingan meter kwh semi elektronik fasa tunggal. 2. Konsultasi Metode ini diperlukan untuk memperoleh data dan informasi yang jelas, lengkap dan akurat dengan Dosen Pembimbing maupun pihak-pihak yang mengetahui tentang hal-hal yang diperlukan dalam pembuatan maupun perancangan tugas akhir ini. 3. Perancangan Sistem a. Elektrikal Meliputi perangkaian meter kwh semi elektronik fasa tunggal, MCB, photodioda, arduino UNO, LCD 16 x 2.
6 b. Mekanikal Meliputi pembuatan box untuk rangkaian arduino UNO, pembuatan rangka papan sistem pengujian, LCD 16 x 2, dan rangkaian photodida. Meliputi pembuatan kerangka papan uji untuk penempatan kwh meter semi elektronik fasa tunggal, MCB, box (arduino UNO, LCD 16 x 2), stopkontak, dan terminal. 4. Pengujian Sistem Meliputi pengujian sistem dengan beban yang bervariasi dari daya 50 watt sampai dengan daya 600 watt. Memastikan bahwa sistem telah bekerja dengan dengan baik. 5. Pembahasan Pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang didapat dari pengujian yang dapat didapat sebelumnya. Selain itu dilakukan analisis setelah sistem tersebut selesai dikerjakan. 1.6. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan Tugas Akhir ini, disajikan suatu sistematika yang sederhana sehingga pembaca lebih mudah untuk memahaminya. Adapun sistematika adalah sebagai berikut : Bab I. Pendahuluan Dalam bab ini berisi tentang latar belakang dan permasalah, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan laporan tugas akhir. Bab II. Tinjauan Pustaka Dalam bab ini berisi tentang uraian sistematis tentang informasi hasil penelitian yang disajikan dalam pustaka dan menghubungkan tentang hasil-hasil penelitian sebelumnya yang berhubungan
7 dengan penelitian ini. Fakta-fakta yang dikemukakan sejauh ini mungkin masih mengacu dari sumber aslinya, dengan mengikuti cara sitasi nama-tahun dalam kurung biasa. Sitasi tidak dari sumber asli hanya boleh dilakukan dalam keadaan terpaksa yaitu ketika sumber aslinya sangat sulit ditemukan. Bab III. Landasan Teori Dalam bab ini diuraikan tentang definisi kwh meter, klasifikasi meter kwh semi elektronik, definisi sensor, definisi sensor photodiode, definisi mikrokontroller arduino UNO, definisi sistem proteksi, definisi penampil LCD 16x2, dan definisi penghantar. Bab IV. Perancangan Sistem Dalam bab ini menjelaskan tentang rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software), hardware secara keseluruhan, yang meliputi modul sensor photodioda, sistem mikrokontroller arduino UNO, penampil LCD 16x2, rangkaian catu daya dengan rangkaian photodioda serta berisi rancangan perangkat lunak (software), yaitu program untuk mikrokontroler dengan menggunakan software arduino IDE. Bab V. Hasil Pengujian dan Pembahasan Berisi tentang hasil pengujian, apakah perangkat keras dan perangkat lunak yang sudah di uji sudah sesuai yang diharapkan. Selain itu juga membahas tentang hasil yang telah diperoleh dari hasil pengujian. Bab VI. Penutup Berisi tentang kesimpulan dan saran dari semua hasil penelitian yang diharapkan bermanfaat untuk pengembangan alat lebih lanjut.
8 Daftar Pustaka Bab ini Berisi referensi yang digunakan untuk melengkapi laporan tugas akhir ini. Lampiran Berisi lampiran lampiran yang berkaitan dengan laporan tugas akhir ini.