PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA JUDUL KEGIATAN :
SISTEM PERINGATAN MATI LISTRIK DI PERUMAHAN PENDUDUK DENGAN BERBASIS PRINSIP KERJA UNINTERUPTIBLE POWER
SUPPLY (UPS) DENGAN ALARM
BIDANG KEGIATAN :
Program Kreativitas Mahasiswa Gagasan Tertulis (PKM-GT)
Diusulkan Oleh :
Ahmad Surya Agung Teknik Mesin 2008 (13108121) Gatra Tria Rahendra Teknik Mesin 2008 (13108085) Halim Margo Aeronautika dan Astronautika 2007 (13607068)
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
LEMBAR PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan : Sistem Peringatan Mati Listrik di Perumahan Penduduk dengan Berbasis Prinsip Kerja Uninteruptible Power Supply (UPS) dengan Alarm
2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-AI ( ) PKM-GT 3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Ahmad Surya Agung b. NIM : 13108121
c. Jurusan : Teknik Mesin
d. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Bandung
e. Alamat Rumah : Jl. Wilis No.42 Berbek Nganjuk 64473 f. No Tel./HP : 085649239679
g. Alamat email : ahmadsuryaagung@yahoo.com 4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 2 orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap : Dr.Ing.Ir. Indra Djodikusumo b. NIP : 130808002
c. Alamat Rumah dan No.Tel/HP : Fajar Raya Estate B2/29 Cimahi 40513, No HP : 0811208675
Bandung, 3 Maret 2011 Menyetujui
Ketua Program Studi Teknik Mesin ITB Ketua Pelaksana Kegiatan
( ___Dr.Ir. Sigit Yoewono M___ ) ( _ Ahmad Surya Agung )
NIP. 1954 1102 1979 111001 NIM. 13108121
Kepala Lembaga Kemahasiswaan
Institut Teknologi Bandung Dosen Pembimbing
( ___ Brian Yuliarto, Ph.D.____ ) ( Dr.Ing.Ir. Indra Djodikusumo ) NIP. 19750727 200604 1 005 NIP. 130808002
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan karunia-Nya sehingga dapat membimbing kami dalam menyelesaikan Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) Gagasan Tertulis ini. Terima kasih dan salam sayang selalu kepada orang tua kami yang sentantiasa mendukung sepenuhnya kegiatan ini. Kami juga menyampaikan ucapan terima kasih pada Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu Beliau untuk membina dan memberi arahan dalam menyusun karya tulis ilmiah ini.Ucapan terima kasih juga kami haturkan kepada Ketua Program Studi Teknik Mesin ITB yang telah membantu dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini,serta pihak WRAM ITB yang telah membantu dan mengaudit kesalahan dalam penyusunan proposal ini. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih pada teman-teman seperjuangan di Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, khususnya Jurusan Teknik Mesin dan Aeronautika-Astronautika ITB yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Pada kesempatan ini, kami mencoba untuk menyampaikan gagasan ilmiah kami secara tertulis dalam proposal ini mengenai sistem peringatan mati listrik di perumahan penduduk dengan berbasis prinsip kerja Uninteruptible Power Supply (UPS) dengan alarm. Seperti yang diketahui, permasalahan bangsa dewasa ini adalah masih sering terjadinya mati listrik di beberapa daerah di Indonesia. Apalagi bagi para pengusaha yang sedang bergerak di bidang home industry tentu sangat merasakan dampak dari mati listrik ini. UPS (Uninterruptible Power Supply) sendiri adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi memberikan catu sementara ketika listrik dari PLN padam sehingga, Dengan adanya sistem peringatan mati listrik ini diharapkan dapat membantu persiapan penduduk atau usahawan mikro jika terjadi mati listrik di daerah mereka.
Penyusunan proposal ini tentu masih terdapat kekurangan-kekurangan yang disebabkan oleh masih kurangnya mendalamnya ilmu dan pengalaman yang kami miliki. Oleh karena itu, diharapkan kritik serta saran yang membangun dari para pembaca proposal ini sehingga diharapkan dapat menjadi masukan bagi kami dalam menyusun proposal karya tulis ilmiah ini pada kesempatan selanjutnya. Atas perhatian pembaca, kami ucapkan terima kasih.
Bandung,28 Februari 2011
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………i
LEMBAR PENGESAHAN……….ii
KATA PENGANTAR……….iii
DAFTAR ISI………...……….iv
DAFTAR GAMBAR………vi
RINGKASAN……...………...vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang………...1
1.2 Tujuan dan manfaat………...…1
BAB II TELAAH PUSTAKA 2.1 kapasitor……….3
2.2 UPS (Uninterruptible Power Supply)………...….4
2.2.1 Rectifier – charger……….5
2.2.2 Inveter………...……6
2.2.3 Sakelar pemindah (transfer switches)………...6
2.3 alarm………..7
BAB IV ANALISIS DAN SINTESIS………9
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan………..…12
5.2 Saran………12
DAFTAR PUSTAKA………..13
BIODATA PENULIS………..……14
LAMPIRAN………16
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.a Rangkaian dasar kapasitor………4
Gambar 2.1.b Contoh kapasitor………...4
Gambar 2.2.a Rangkaian UPS……….4
Gambar 2.2.b Rangkaian listrik dengan UPS………..5
Gambar 2.2.c Rangkaian alarm………..7
Gambar 4 Rangkaian UPS,kapasitor dan alarm………10
SISTEM PERINGATAN MATI LISTRIK DI PERUMAHAN PENDUDUK DENGAN BERBASIS PRINSIP KERJA UNINTERUPTIBLE POWER SUPPLY
(UPS) DENGAN ALARM RINGKASAN
Ahmad Surya Agung,Halim Margo,dan Gatra Tria Rahendra Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara ITB
Masalah pemadaman listrik merupakan masalah kompleks dalam kehidupan saat ini. Adanya pemadaman listrik dikarenakan sistem transmisi arus listrik terjadi gangguan ataupun kerusakan. Disamping itu pihak pemasok listrik kehabisan daya listrik akibat pemakaian listrik yang terlalu besar sehingga pemadaman listrik secara bergilir pun harus dilakukan demi terjaganya pasokan energi listrik. Maka dibutuhkan suatu alat sebagai peringatan ke masyarakat bahwa terjadi pemadaman listrik. Alat yang dapat memberi peringatan serta mensuplai daya listrik sementara sehingga dapat dilanjutkan langkah-langkah antisipasi terhadap dampak yang ditimbulkan akibat kejadian mati listrik.
Adapun dampak yang ditimbulkan antara lain rusaknya komponen alat-alat elektronik yang pada umumnya mahal seperti komputer, lemari es, televisi dan lain-lain. Selain itu dampak yang ditimbulkan yaitu terganggunya aktivitas kerja,aktivitas ekonomi bahkan dapat menimbulkan gangguan psikologis. Masyarakat dapat pula melakukan tindakan selanjutnya akibat pemadaman listrik seperti menyalakan penerangan selanjutnya, dapat mengamankan data-data digital di dalam komputer yang dapat hilang akibat mati listrik mendadak.
Uninteruptible Power Supply (UPS) adalah suatu alat yang prinsip kerjanya dapat menyimpan muatan listrik dan dapat menyalurkan arus listrik sementara saat terjadi mati listrik. Komponen utama alat ini adalah baterai/akumulator yang dapat menyimpan muatan listrik. Alat tersebut sering digunakan dalam peralatan komputer. Pengembangan lebih lanjut,penulis mencoba memodifikasi dengan mengganti baterai/akumulator dengan kapasitor dikarenakan selain harga yang lebih murah juga kapasitor lebih awet digunakan. Disamping itu,ditambahkan pula alarm sebagai pengidentifikasi dan sebagai alat peringatan kepada masyarakat bahwa terjadi pemadaman listrik. Alat ini dapat dipasang diperumahan penduduk dan tepatnya di meteran listrik karena alasan teknis. Dengan adanya alat ini diharapkan dampak nega-
-tif dan resiko akibat pemadaman listrik dapat dihindarkan.
Pemodifikasian alat ini didasarkan pada data-data yang relevan serta pustaka seperti prinsip kerja UPS,prinsip kerja kapasitor dan prinsip kerja alarm. Dari data-data tersebut dirangkailah suatu alat yang tepat guna dimana untuk baterai diganti kapasitor yang prinsip kerjanya sama dan ditambah alarm sebagai peringatan. Pemodifikasian ini didasarkan pada literatur yang telah ada. Setelah di modifikasi, kemudian dianalis cara kerjanya, dan berdasarkan penalaran dan bimbingan dosen teryata tidak ada masalah. Karena hal itu maka gagasan tulisan ini dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Diharapkan setelah gagasan ini diterima,terjadi tindakan positif dari pemerintah, badan usaha maupun masyarakat agar program ini diterapkan mengingat banyak keuntungan yang diperoleh sehingga antara berbagai pihak yang terlibat sama-sama tidak dirugikan dan tentunya dapat meningkatkan perekonomian berbagai pihak.
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang
Seiring dengan perkembangan dan kemajuan teknologi saat ini terutama di bidang elektronika, hal ini juga berdampak meningkatnya kebutuhan manusia akan tenaga listrik. Dan dapat kita lihat di lingkungan kita bahwa PLN sebagai pusat penyalur tenaga listrik utama di negara kita, secara tiba-tiba tanpa kita ketahui memadamkan listrik di rumah dengan alasan ada gangguan sistem atau yang lainnya. Berbagai dampak yang di timbulkan antara lain rusaknya peralatan elektronik di perumahan, terganggunya aktivitas kerja, kecelakaan, bahkan dapat menimbulkan gangguan psikologis masyarakat. Hal ini tentu berdampak negatif dan merugikan masyarakat.
Oleh sebab itu kita selayaknya membutuhkan suatu alat yang dapat memberi daya listrik untuk sementara dan dapat memberi peringatan bahwa listrik PLN telah padam secara tiba-tiba. Dengan adanya alat ini maka kita dapat mengurangi dampak-dampak yang ditimbulkan oleh mati listrik. Yaitu sebuah alat yang bersifat murah sehingga dapat diterapkan dalam perumahan masyarakat.
Berdasarkan pemikiran diatas pada kesempatan ini penulis memaparkan suatu alat “uninteruptible power supply dengan alarm “. Uninteruptible power supply dengan alarm yaitu alat yang dapat menyimpan arus listrik otomatis dan dapat mentransmisikan arus listrik sesaat serta membunyikan alarm sebagai tanda bahwa terjadi pemadaman listrik.
1.2.Tujuan dan manfaat
2 a. Memberi peringatan kepada masyarakat bahwa terjadi pemadaman listrik.
b. Persiapan dini bagi masyarakat untuk mempersiapkan langkah-langkah selanjutnya yang dilakukan akibat pemadaman listrik.
c. Menghindari alat-alat elekronik dari kerusakan. d. Menghindari kecelakaan akibat pemadaman listrik.
3 BAB II
TELAAH PUSTAKA
2.1. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik,maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas,phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron.Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :
Q = CV
4 V = besar tegangan dalam V (volt)
Gambar 2.1.a Rangkaian dasar kapasitor.
Gambar 2.1.b Contoh kapasitor. 2.2 UPS (Uninterruptible Power Supply)
UPS (Uninterruptible Power Supply) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi memberikan catu daya sementara ketika listrik dari PLN padam.gambar dibawah ini adalah contoh rangkaian UPS.
5 Penggunaan UPS dilakukan dengan cara menghubungkan AC input UPS ke sumber PLN dan output UPS ke beban. Kebanyakan UPS digunakan untuk menyuplai komputer, karena apabila sumber PLN tiba-tiba mati,maka data yang sedang diproses tidak hilang tetapi masih di back-up oleh UPS sehingga masih ada waktu untuk menyimpan data. Gambar di bawah menunjukkan blok diagram pemasangan UPS.
Gambar 2.2.b Rangkaian listrik dengan UPS
ada dua jenis UPS,yaitu UPS non kotinyu dan UPS kontinyu. Pada UPS non kontinyu inverter hanya bekerja bila tidak ada AC input,sedangkan bila ada AC input,output UPS akan dihubungkan langsung dengan AC input tersebut. Pemindahan output UPS dari AC input ke inverter menggunakan sakelar elektronik dengan waktu transfer sekitar 4 ms. Pada UPS kontinyu,inverter bekerja terus menerus baik ada atau tidak ada AC input,jadi pada output UPS tidak ada transfer pensakelaran atau dapat dikatakan waktu transfer adalah 0 detik.UPS terdiri dari tiga komponen utama, yaitu: 2.2.1.Rectifier - charger
Bagian ini merupakan rangkaian yang dipakai untuk penyerahan dan pengisian baterai. Rangkaian blok rectifier-charger ini akan mensuplai daya yang dibutuhkan oleh inverter dalam kondisi beban penuh dan pada saat itu juga dapat mempertahankan muatan di dalam baterai. Selain itu blok ini harus mempunyai kemampuan mengalirkan daya output sebesar 125%-130%.
6 kemampuannya akan dapat memperpendek umur baterai tersebut. Biasanya untuk arus pengisian sebuah baterai pada UPS ini sebesar 80% dari kondisi arus yang dikeluarkan oleh baterai pada saat beban penuh. Batasan sebuah sistem UPS yang baik menurut standar NEMA(National Electical Manufacturer Association) adalah dapat memberikan daya 100% terus-menerus (continous load) dan 2 jam pada beban 125% tanpa terjadi penurunan kinerja (kerusakan). Baterai masih dapat dikategorikan sebagai kondisi layak pakai apabila masih mampu memberikan daya 100% selama 1 jam jika lama pengisiannya selama 8 jam (ditentukan oleh manufaktur baterai). 2.2.2. Inveter
Kualitas inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan oleh suatu sistem UPS. Inverter berfungsi merubah tegangan DC dari rangkaian rectifier-charger menjadi tegangan AC yang berupa sinyal sinus setelah melalui pembentukan gelombang dan rangkaian filter. Tegangan output yang dihasilkan harus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensinya,distorsi yang rendah,tidak terdapat tegangan transient.
Selain itu,sistem inverter perlu adanya rangkaian umpan-balik (feedback) dan rangkaian regulator untuk menjaga agar didapatkan tegangan konstan.
2.2.3. Sakelar pemindah (transfer switches)
7 2.3.alarm
Alarm adalah suatu alat yang dapat berbunyi dan kadang disertai cahaya apabila mendapat arus listrik. Penggunaannya sering diterapkan dalam mobil,gedung bahkan dalam peralatan elektronik yang kecil seperti handphone,mainan anak dan lain-lain. Tujuan dengan adanya alarm yaitu memperingatkan bahwa terjadi ketidaknormalan dalam suatu sistem sehingga penanggulangan sistem tersebut perlu diprioritaskan agar dapat berjalan normal. Berikut ini rangkaian alarm pada UPS :
8 BAB III
METODE PENULISAN
Penyusunan proposal didasarkan atas berbagai masalah dalam kehidupan sehari-hari. Dengan adanya masalah tersebut,diharapkan ada solusi untuk mengatasinya. Untuk menyusun solusi dari masalah tersebut,dibutuhkan data-data yang terkait sehingga masalah tersebut tepat teratasi dengan solusi yang tepat pula.
Untuk penyusunan karya tulis ini,dibutuhkan data-data yang dapat mendukung tujuan dari pemilihan karya tulis.teknik yang digunakan untuk memperoleh data-data tersebut yakni melalui studi pustaka dari literatur yang sudah ada. Adapun data-data yang digunakan yaitu literatur yang diperoleh dari buku yang relevan maupun via internet. Selain itu,dilakukan pula diskusi dengan dosen pembimbing dalam rangka berbagi pengetahuan mengenai masalah yang diangkat.
Pada saat data itu terkumpul,dilanjutkan pengolahan data yang sudah ada. Pengolahan data dilakukan dengan cara menggabung teori-teori yang didapat dan disusun berdasarkan penalaran. Selain itu data terkini(up to date) merupakan data yang lebih diprioritaskan untuk dianalisis lebih lanjut. Dengan demikian,validitas data yang dipergunakan akan lebih dapat dipertanggungjawabkan.
9 BAB IV
ANALISIS DAN SINTESIS
Dalam sistem peringatan mati listrik di perumahan penduduk dengan berbasis prinsip kerja Uninteruptible Power Supply (UPS) dengan alarm, komponen-komponen seperti UPS, alarm dan kapasitor akan dipasang di meteran listrik. Tujuan dipasang di meteran lisrik adalah agar mudah mendapatkan arus listrik karena meteran listrik adalah jembatan antara pemasok listrik (PLN) dengan rumah penduduk. Disamping itu karena sistem ini harus mensuplai daya sementara ke semua peralatan lisrik diperumahan,maka penempatan UPS sangat tepat ditempatkan di meteran listrik. Faktor untuk mempermudah maintenance juga dipertimbangkan dalam pemilihan penempatan UPS.
Sistem UPS yang ada saat ini menggunakan baterai/akumulator sebagai penyimpan muatan listrik.karena harga baterai/akumulator yang mahal dan mudah rusak maka digunakan kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik. Kapasitor yang ada saat sekarang harganya lebih murah dengan kapasitas penyimpanan lebih lama. Kapasitor juga tidak mudah rusak sehingga untuk masalah maintenance tidak merepotkan masyarakat di pemukiman.
10 listrik seperti kecelakaan saat gelap,serangan jantung dan resiko lainnya dapat di ce-gah.
Berikut ini rangkaian UPS yang telah termodifikasi dengan kapasitor dan alarm,
Gambar 4 Rangkaian UPS,kapasitor dan alarm
12 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Rangkaian UPS dengan alarm dapat diterapkan di lingkungan masyarakat sehingga masyarakat dapat diperingatkan oleh adanya kegiatan pemadaman listrik. Rangkaian UPS ini dapat mensuplai arus listrik sekitar 5 menit. Tindakan yang diharapkan selanjutnya yaitu masyarakat dapat mematikan peralatan elektroniknya dalam rentang waktu 5 menit sehingga resiko kerusakan peralatan dapat dihindarkan. Disamping itu masyarakat dapat melakukan tindakan berikutnya akibat pemadam listrik seperti menyalakan penerangan selanjutnya sehingga kecelakaan akibat pemadaman listrik(saat gelap) dapat dihindarkan pula.
5.2 Saran
13 DAFTAR PUSTAKA
Drs. Widiharso(2000). Pembuatan UPS. Bandung: DEPDIKNAS
Supriyadi,Ahmad. Konfigurasi Instalasi UPS,.Ilmu Komputer, Januari 2006 Wikipedia.2011. Uninterruptible Power Supply.Diambil dari
:http://id.wikipedia.org/wiki/Uninterruptible_power_supply[22 Januari 2011] Azriyenni,S.T., M.Eng, Ir. Edy Ervianto, M.T.,Tri Yuli Nurjianto.2010.
Uninterruptible Power Supply dengan Emergency Lamp. Fakultas Teknik Universitas Riau.diambil dari : http://repository.unri.ac.id/handle/123456789/394 [22 Februari 2011]
V. Carl Hamacher, Zvonko G. Vranesic, Safwat G. Zaky.“Computer Organization”, (5th Edition).McGraw-Hill, 2001
Scribd.2011.diambil dari : http://www.scribd.com/doc/13853572/Power-Supply[22 februari 2011]
Rashid, M. H. 2007. Power Electronics Handbook: Devices, Circuits, and Applications. elsevier Inc.hal : 627-632.diambil dari :
http://books.google.com/books?id=41-7BMFjnnsC&pg=PA627&dq=ups+systems&hl=en&ei=HV5oTeHxA4G0rAe08IDD Cw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CDIQ6AEwAA#v=onepag e&q=ups%20systems&f=false[23 Februari 2011]
J. Schiff,Anshel.1999. Guide to Improved Earthquake Performance of Electric Power System. the american society of civil engineering.hal: 225-281.diambil dari :
14 BIODATA PENULIS
I.ketua
1. Nama : Ahmad Surya Agung
2. Jenis kelamin :Laki-laki
3. NIM :13108121
4. Tempat/tanggal lahir :Nganjuk,24 november 1988
5. Pendidikan :Program Strata 1 Teknik Mesin ITB
6. Alamat rumah : jl.kebon bibit 238A/58 Tamansari,Bandung 7. Telepon/ email : 085649239679 / ahmadsuryaagung@yahoo.com II. Anggota
anggota 1
1. Nama : Halim Margo
2. Jenis kelamin : Laki-laki
3. NIM : 13607068
4. Tempat/tanggal lahir : Jakarta,09 maret 1989
5. Pendidikan : Program Strata 1 Aeronotika dan Astronotika ITB 6. Alamat rumah : jl.kebon bibit 238A/58 Tamansari,Bandung 7. Telepon/ email : 08578002362 / margo136@yahoo.com anggota 2
1. Nama : Gatra Tria Rahendra 2. Jenis kelamin : Laki-laki
3. NIM : 13108085
4. Tempat/tanggal lahir : Semarang, 24 Maret 1990
15 6. Alamat rumah : jl.Satrio Wibowo II No.22 Tlogosari Semarang
16 LAMPIRAN
Rangkaian Inverter dengan tipe Quasi-Square Wave
17
Rangkaian Pulse Width Modulation Inverter
18
