1 BAB I
PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Listrik merupakan kebutuhan pokok manusia pada umumnya, tak heran jika hampir setiap pekrjaan manusia selalu membutuhkan listrik, baik dalam lingkungan rumah tangga, maupun industri. Perusahaan Listrik Negara (PLN) di indonesia membutuhkan biaya operasional dan perawatan dalam menangani dan mensuplay listrik kepada para konsumen, tak heran jika PLN sangat memperhitungkan jumlah daya yang dikeluarkan pada tiap-tiap konsumen yang menggunakan listrik. Salah satu alat yang menghitung daya pemakaian (Watt) listrik konsumen adalah menggunakan Kilo Watt Hour (KWH) Meter yang dipasang pada setiap pengguna listrik seperti halnya rumah tangga dan industri. Dengan adanya alat penghitung daya tersebut, maka pemakaian listrik akan selalu terkontrol dan terhitung setiap daya pemakaiannya dan tentunya juga berpengaruh terhadap tarif biaya pemakaian listrik tersebut.
2 Menanggapi permasalahan sebagaimana uraian diatas, maka pada penyusunan skripsi ini penulis akan merancang sebuah sistem untuk pembaca daya dan KWH meter pada kamar kos menggunakan mikrokontroller, sehingga dapat membatasi pemakaian daya, menghitung pemakaian daya masing-masing pengguna. Alat ini dibuat untuk membantu para pemilik tempat kos karena pada umumnya KWH meter PLN hanya digunakan untuk menghitung pemakaian daya listrik pada 1 gedung/rumah. Dengan alasan tersebut diatas pada skripsi ini
Bagaimana merencanakan perangkat keras pada alat agar dapat mengukur daya listrik dengan sensor arus dan sensor tegangan ?
Bagaimana merencanakan perangkat keras pada alat agar dapat memutus sirkuit tegangan jika beban melebihi batas ?
Bagaimana merancang perangkat lunak untuk mengkonversi arus dan tegangan kedalam satuan daya (Watt) serta menghitung tarif pemakaian dan membatasi daya pemakaian ?
1.3 Batasan Masalah
Dikarenakan adanya berbagai keterbatasan dan mencegah terjadinya perluasan masalah, maka batasan masalah dari alat ini adalah sebagai berikut:
Fokus tugas akhir ini adalah pada perancangan dan pembuatan
hardware.
Menggunakan sensor hall effect 5 Amper dan trafo step down untuk mengukur arus listrik dan tegangan listrik
3 Menggunakan Alf Vegard Risc processor (AVR) ATMEGA16 sebagai
pengendali utama sistem.
Hanya menggunakan bluetooth sebagai media transmisi data dari laptop ke rancangan pada alat.
Jumlah KWH hanya dibatasi untuk 3 kamar kost.
1.4 Tujuan
Membantu user untuk menghitung, merinci, dan mengontrol pemakaian daya listrik masing-masing kamar kost secara otomatis.
Unttuk mengetahui arus, tegangan dan daya yang terpakai pada masing-masing kamar.
Menghitung total biaya yang terpakai pada masing-masing kamar.
1.5. Metodologi Penelitian
Beberapa tahapan yang digunakan dalam penyelesaian skripsi ini adalah sebagai berikut :
1. Studi literatur
Studi literatur ini bertujuan untuk mencari landasan teori mengenai sumber dan data-data KWH, teori pengukuran daya, arus dan tegangan.
2. Perancangan dan pembahasan
Perencangan dan pembahasan ini membahas tentang bagaimana cara menangani pengukuran daya, komponen apa saja yang diperlukan dan bagaimana perancangan pembatas daya.
3. Pengujian dan analisa
4 1.6. Sistematika Pembahasan
Sistematika pembahasan laporan akhir sistem “SISTEM PENGATURAN
DAN MONITORING DAYA PADA KAMAR KOS VIA BLUETOOTH”,
perinciannya adalah sebagai berikut : BAB I Pendahuluan
Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan, rumusan masalah, dan metodologi serta sistematika pembahasan pada alat yang akan dirancang.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini menguraikan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam perencanaan serta pembuatan hardware seperti pengetahuan dasar daya, sensor arus ACS712, Analog Digital Converter (ADC), Liquid Crystal Display (LCD),
keypad dan mikrokontroller.
BAB III Perencanaan dan Pembuatan Alat
Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware dan
software pada alat yang dirancang, misalnya nilai komponen yang digunakan, hubungan masing-masing komponen dan lain sebagainya.
BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang pengujian hardware serta pembahasan mengenai hasil pengujian tersebut per blok sistem.
BAB V Penutup
SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA
KAMAR KOS VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Disusun Oleh :
RAMADHANA FITRYANTO NIM : 201010130311021
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA
KAMAR KOST VIA BLUETOOTH
SKRIPSI
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
RAMADHANA FITRYANTO NIM: 201010130311021
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PERSETUJUAN
SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA
KAMAR KOS VIA BLUETOOTH
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Meraih Gelar Sarjana Program Strata Satu (S-1) Jurusan Elektro Fakultas Teknik
Disusun Oleh:
RAMADHANA FITRYANTO 201010130311021
Diperiksa dan disetujui oleh:
Pembimbing I Pembimbing II
LEMBAR PENGESAHAN
SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA KAMAR KOS VIA BLUETOOTH
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh:
Ramadhana Fitryanto NIM : 201010130311021 Tanggal Ujian : 02 Mei 2015 Periode Wisuda : 30 Mei 2015 Disetujui oleh :
1. Ir. Nurhadi, MT. (Pembimbing I) NIDN: 0731126202
2. Ir. Nur Kasan, MT. (Pembimbing II) NIDN: 0707106301
3. Dr. Ir. Ermanu Azizul H., MT. (Penguji I) NIDN: 0705056501
4. Ilham Pakaya, ST. (Penguji II) NIDN: 0717018801
Mengetahui,
Ketua Jurusan Elektro
LEMBAR PERNYATAAN
Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Yang bertandatangan di bawah ini:
Nama : Ramadhana Fitryanto
Tempat, Tanggal lahir : Telaga Langsat, 23 Maret 1993
NIM : 201010130311021
Fakultas/Jurusan : Teknik/Elektro
Menyatakan bahwa karya ilmiah /Tugas Akhir saya yang berjudul:
”SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA KAMAR KOST VIA BLUETOOTH”
Adalah merupakan bukan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung sanksi akademis.
Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.
Malang, Oktober 2012 Yang menyatakan,
Ramadhana Fitryanto Mengetahui,
Pembimbing I
Ir. Nurhadi, MT. NIDN:0731126202
Pembimbing II
ABSTRAK
Ramadhana Fitryanto; Ir.Nurhadi ,MT.; Ir. Nur Kasan, MT Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No.246 Tlp (0341) 460948, 463513-19 Fax (0341) 460782 Malang 65144
ramadhanafitryanto@gmail.com, nurhadi@umm.ac.id, nurkasan@umm.ac.id
Saat sekarang tidak sedikit permasalahan yang sering terjadi pada kamar kost, diantaranya adalah mahalnya tarif harga per peralatan listrik, disamakannya tarif harga per kamar kost dan listrik yang sering “break down” akibat
pemakaian daya beban yang berlebih. Dari masalah diatas, maka dibutuhkan solusi yang tepat untuk memecahkan permasalahan tersebut.
Pada tugas akhir ini direncanakan dan dirancang sebuah alat yang fungsinya untuk mengontrol dan membatasi pemakaian daya di tiap – tiap kamar kost, total daya tiap kamar,serta menghitung tarif biaya pemakaian tiap kamar. Menggunakan ATMEGA16 sebagai pengontrol utama pada alat ini, sedangkan untuk pembacaan arus dan tegangan menggunakan ACS712 dan Transformator Step Down. Untuk Relay sendiri ditempatkan disetiap kamar sebagai saklar pemutus. Dengan adanya alat ini di tiap kamar kost, diharapkan dapat memberikan kenyamanan dan keamanan kepada penghuni kost agar dalam membayar biaya listrik sesuai dengan total daya listrik yang digunakan selain itu agar tidak lagi mengalami “ break down ”. Dimana alat ini menggunakan
bluetooth sebagai transmisi dari alat yang direncanakan dengan laptop. Laptop
yang berisi software untuk set daya tiap kamar, reset total KWH dan monitoring
pemakaian tiap kamar seperti arus, tegangan dan daya. Set daya sendiri besarnya dapat disesuaikan dengan kehendak penghuni kamar kost.
ABSTRACT
Nowadays Not a few problems that often occur in a boarding room, one of which is equipment costly, equalization the cost of price boarding room and electricity that is often "break down" due to excessive power consumption. Based on these problems, the appropriate solution is needed to solve these problems.
In this thesis planned and designed a device whose function is to control and limit the power consumption in each of boarding room, total power consumption in each of boarding room and calculate the cost per boarding room. Using ATMEGA16 as the main controller in this devices, while for the current and voltage readings using the ACS712 and Step Down Transformer. Relay itself placed in every room as the breaker switch. With this devices in each of boarding room, expected to give comfort and safety to the occupants of boarding room for pay the cost of electricity in accordance with the total electric power used, besides that no longer have to “break down”. Where this device using bluetooth as the transmission with PC. PC are installed software to set the power of each room, KWH reset and monitoring usage of each room like as electric current, electric voltage and power consumption . Set power itself can be adapted to want of inhabitants of a boarding room.
Keywords: Current Sensor ACS712, Transformer, Bluetooth, ADC,
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat, taufik, hidayah dan inayah-Nya. Shalawat dan salam terlimpah kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW atas inspirasinya-lah maka penulisan skripsi yang berjudul ” SISTEM PENGATURAN DAN MONITORING DAYA PADA KAMAR KOST VIA BLUETOOTH” dapat terwujudkan, yang digunakan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Terselesaikanya skripsi ini semata-mata karena adanya bimbingan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Oleh karena tersebut pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tinginya kepada:
1. ALLAH SWT Terimakasih Ya ALLAH telah memberikan saya kekuatan, perlindungan dan mempermudah jalannya sampai selesainya skripsi ini. 2. Kedua orang tua saya, Ayah (H. Marsono) dan ibu (Megawati) tercinta ,
terima kasih sebesarnya untuk doa, pengertian dan perhatian tak kenal lelah mengiringi perjalanan saya menuntut ilmu. Adikku (Arjuna Trinanda Laksono) tersayang terimakasih atas motivasi dan doanya.
3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT., selaku Ketua Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Ir. Nurhadi, MT., selaku dosen pembimbing pertama yang membantu merumuskan pokok-pokok persoalan dan mengarahkan dan memberikan masukan sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. 5. Ir. Nur Kasan, MT., selaku dosen pembimbing kedua yang telah banyak
membantu menyempurnakan serta memberikan pengarahan dan motivasi sehingga Skripsi ini dapat terselesaikan dengan maksimal.
7. Seluruh Dosen di Teknik Elektro UMM yang kami dibanggakan, beserta staf dan jajarannya.
8. Selaku rekan sekaligus pendamping hidup saya Lisa Noor Arida, terima kasih atas semangat dan dorongannya karena tetap berjuang dan memotivasi saya hingga di detik terakhir, hingga bisa lulus seperti sekarang ini.
9. Untuk sahabat seperjuangan saya My BroSist : Linda dan Lilis Puri Part time Perpus : Alfi, Devi Jimmy, Merissa, Lilis, Dian, Mas Fais, Mas Aris, Resty, Wiwid, Mas Dayat, Mas Catur, Sofyan, Pranoto, Teja, Buntal, Dea, Azizah, Fandi Serta Ummi. Terima kasih sudah memberikan bantuan, dukungan dan doanya hingga saya bisa mencapai keberhasilan ini.
10.Kawan dan sahabat senasib seperjuangan, serta teman-teman sekalian dalam menimba ilmu di UMM.
11.Teman- Teman seperantauan di AMKS Mandastana.
12.Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimaksih atas keberadaan dan eksistensi kalian.
Kesempurnaan hanyalah milik-Nya, sejatinya penulis hanya bisa berbuat dan berusaha semaksimal mungkin, sehingga kekurangan dan keterbatasan merupakan hal yang niscaya. Kritik dan saran yang bersifat membangun penulis harapakan guna perkembangan dari isi skripsi ini. Demikian, semoga bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, Mei 2015
2.3 Sensor Arus Hall Effect ACS 712-05 ... 10
2.7 Mikrokontroller ATMEGA16 ... 18
2.7.1 Konfigurasi Pin ATMEGA16 ... 22
3.1.1 Blok Diagram ... 45
BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN HASIL 4.1 Pengujian sensor arus hall effect dan pengkondisi sinyal untuk beban AC ... 63
4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan ... 66
4.2.1 Tujuan ... 66
4.6.3 Langkah-langkah Pengujian ... 79
4.6.4 Pengujian rangkaian Keypad ... 80
4.6.5 Software ... 80
4.6.6 Data Hasil Pengujian ... 83
4.6.7 Ringkasan Hasil Pengujian ... 84
4.7 Pengujian Keseluruhan ... 85
4.7.1 Tujuan ... 85
4.7.2 Peralatan yang digunakan ... 85
4.7.3 Langkah-langkah Pengujian ... 85
4.7.4 Pengujian koneksi Bluetooth dari laptop dan alat yang dirancang ... 85
4.7.5 Pengujian Set Batas daya Driver dan Relay ... 86
4.7.6 Pengujian Set Tarif, Total KWh dan Total Biaya per Kamar kost ... 89
4.7.7 Ringkasan Hasil Pengujian ... 91
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 93
5.2 Saran ... 94
DAFTAR PUSTAKA ... 95
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Penjumlahan trigonometri daya aktif, reaktif dan semu ... 7
Gambar 2.2 Sinusoid selisih arus dan tegangan ... 9
Gambar 2.3 Prinsip Pengukuran daya nyata ... 9
Gambar 2.4 Blok diagram hall effect current sensor ACS 712 ... 10
Gambar 2.5 Karakteristik sensor ACS 712 ... 11
Gambar 2.6 Blok diagram trafo tegangan ... 12
Gambar 2.7 Rangkaian sensor tegangan ... 13
Gambar 2.8 Blok diagram pengkondisi sinyal ... 13
Gambar 2.9 Rangkaian Penyearah Presisi gelombang penuh ... 14
Gambar 2.10 Rangkaian Penguat Selisih ... 15
Gambar 2.11 Blok Diagram ADC ... 16
Gambar 2.19 Timing diagram penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface ... 30
Gambar 2.20 Timing diagram penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface ... 32
Gambar 2.21 Timing diagram penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface ... 33
Gambar 2.22 Timing diagram penulisan data ke register perintah mode 4 bit interface ... 34
Gambar 2.23 Keypad dengan sistem Matris ... 34
Gambar 2.25 Simbol Relay ... 36
Gambar 2.26 Terjadinya Koneksi Bluetooth ... 38
Gambar 4.7 Rangkaian Pengujian ADC Internal ... 72
Gambar 4.8 Diagram blok Pengujian ... 74
Gambar 4.9 Pengujian pembacaan daya dengan beban lampu 11 watt ... 78
Gambar 4.10 Rangkaian Pengujian Keypad ... 80
Gambar 4.11 Pengujian Keypad ... 84
Gambar 4.12 Pairing Bluetooth HC-05 ... 86
Gambar 4.13 Menu set batas daya pada software ditampilkan ke LCD ... 86
Gambar 4.14 Hasil Pengujian relay dan driver ... 89
Gambar 4.15 Set tarif per KWH ... 90
Gambar 4.16 Hasil pengujian daya terpakai dan total daya pada LCD ... 90
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Simbol Terminal I/O LCD ... 29
Tabel 2.2 Perintah-perintah M1634... 31
Tabel 2.3 Karakteristik radio bluetooth ... 39
Tabel 2.4 Protokol Bluetooth ... 40
Tabel 4.1 keluaran pengondisi sinyal terhadap perubahan arus beban AC ... 64
Tabel 4.2 Perhitungan Nilai Kesalahan dalam Pengujian ... 66
Tabel 4.3 Pengujian sensor tegangan ... 67
Tabel 4.4 Pengujian pada ADC ... 73
Tabel 4.5 Pengujian pembacaan daya pada hardware ... 77
Tabel 4.6 Nilai Error pada pengujiann pembacaan daya ... 78
DAFTAR PUSTAKA
1. Alfiatul Hasanah, Triana. 2012 “Manajemen Penjadwalan Energi Listrik Secara Otomatis Pada Instalasi Rumah Tangga (Hardware) Di Universitas Muhammadiyah Malang”. Digilib : Perpustakaan Universitas Muhammadiyah Malang
2. Budiharto, Widodo, dkk. 2007, Belajar Sendiri “12 Proyek Mikrokontroler untuk Pemula”, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.
3. Hadi,c. ,2003 ,Memahami Struktur Dan Elemen Pada Bahasa Pemrograman : www.ilmu komputer.com
4. Kadir, Abdul, 2001, “Pemprograman Delphi Jilid 2”, Andy Yogyakarta :Yogyakarta.
5. Tenovika Fawzia, Ossy. 2006, “Perencanan Dan Pembuatan Alat Penghitung Biaya Listrik Tiap Kamar Kost Di Universitas Muhammadiyah Malang”, Digilib : Perpustakan Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Winoto,A., 2006 , “Belajar mikrokontroler ATtiny2313 step by step” . Gava Media :Yogyakarta.
7. Datasheet Catalog, AVR ATMEGA16 [Online] Available at : http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/A/T/M/E/ATMEGA16.shtml [accessed 23 March 2015].
8. MCS Electronics. 2014. BASCOM AVR HELP REFERENCE ? [Online] Available at : http://avrhelp.mcselec.com/ [accessed 16 June 2014].
9. Dr. Agfianto Eko Putra, C. NNLP Pract. DSP & Embedded Electronics. 2009.
Basic Compiler untuk AVR [Online] available at :
http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/04/basic-compiler-untuk-avr/ [10 June 2014].
10. Bascom AVR | 8051 [Online] available at :
