ABSTRAK
RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT PENDETEKSI ARUS MELALUI LAYANAN PESAN SINGKAT (SMS) SECARA OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLLER
Oleh FAJAR ARDIAN
Transformator merupakan peralatan yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik. Kenaikan beban pada transformator dapat menyebabkan nilai arusnya ikut bertambah. Kerusakan transformator disebabkan arus berlebih yang tidak terdeteksi. Kerusakan bisa dihindari apabila pengguna mengetahui bahwa transformator telah mencapai arus yang tidak diizinkan.
Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat alat yang mampu membaca besar nilai arus listrik AC dan kemudian mengirim informasi nilai arus listrik pada objek yang diukur melalui layanan pesan singkat secara otomatis ke nomor tujuan. Alat ini menggunakan transformator arus untuk pengukuran arus listrik AC, pengkondisi sinyal untuk merubah dari tegangan AC ke tegangan DC, mikrokontroller sebagai pengendali utama, dan modem GSM berfasilitas AT Command sebagai pengirim SMS.
Hasil dari pembuatan alat ini adalah dapat memberikan informasi nilai arus listrik AC dari jarak jauh melalui layanan pesan singkat ke nomor handphone tujuan secara otomatis apabila nilai arus objek yang diukur sudah melebihi batas arus yang telah ditentukan.
ABSTRACT
PROTOTYPE DESIGN OF CURRENT DETECTOR DEVICE VIA SHORT MESSAGE SERVICE (SMS) AUTOMATICALLY BASED
MICROCONTROLLER
By
FAJAR ARDIAN
Transformer is a very important device in electric power distributions. The increase of load on the transformer can cause the value of the rising current. It caused by overcurrent that was not detected. It could have been avoided if the user know the transformer has reached electric current that is not allowed.
The purpose of this final project is to create a device that is able to read AC current value, and then send the information value of the electric current on the object to be measured in a short message service automatically to the destination phone number. This device uses a current transformer for AC current measurement, signal conditioning to convert AC voltage to DC voltage, microcontroller as the main controller, and GSM modem as SMS sender.
The result of creating this device is to provide information about the value of the AC electric current from a distance via a short message service automatically to the destination phone number when the electric current value of the object being measured has exceeded a predetermined limit.
RANCANG BANGUN
PROTOTYPE
ALAT PENDETEKSI ARUS
MELALUI LAYANAN PESAN SINGKAT (SMS) SECARA
OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
FAJAR ARDIAN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis dilahirkan di kota Bandar Lampung pada tanggal 3 Februari 1991, sebagai anak ketiga dari empat bersaudara, dari Bapak Drs. Soegiarto dan Ibu Susana Sri Kawuri, S.Pd. Penulis memasuki dunia pendidikan Taman Kanak-kanak di TK Al - Azhar, Sekolah Dasar (SD) di SD Al - Azhar Bandar Lampung, Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 2 Bandar Lampung, Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Negeri 2 Bandar Lampung dan lulus tahun 2008.
Tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Ujian Mandiri (UM). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Lembaga Kemahasiswaan yang ada di Jurusan Teknik Elektro yaitu Himatro (Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro) sebagai anggota Departemen Sosial Ekonomi (2009 – 2010), anggota Departemen Informasi dan Komunikasi (2010 – 2011).
iii
SANWACANA
Assalamu’alaikum Wr . Wb
Puji syukur saya panjatkan kepada Sang Pencipta alam ini Allah SWT, karena
berkat rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW sang
penutup Nabi dan Rasul, kepada keluarga, para sahabat dan pengikutnya yang
senantiasa setia sampai akhir zaman.
Skripsi yang berjudul “ RANCANG BANGUN PROTOTYPE ALAT
PENDETEKSI ARUS MELALUI LAYANAN PESAN SINGKAT (SMS)
SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER “ sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Selama proses pengerjaan skripsi ini, tak lupa penulis sampaikan penghargaan dan
rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan
iv
1. Kedua Orang tua kandungku, Ayahanda Drs. Soegiarto dan Ibunda Susana Sri
Kawuri, S.Pd, yang selalu senantiasa memberikan do‘a, kasih sayang,
motivasi, serta dukungannya ;
2. Saudara kandungku Harmoko, S.Kel., M.Si., Adi Nugroho, S.Pi., dan Ary Ramadhan
yang selalu memberikan dukungan dalam menjalani hidup baik secara materi, moral,
maupun spiritual ;
3. Bapak Prof. Suharno, P.hD. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung ;
4. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku ketua jurusan Teknik Elektro Universitas
Lampung ;
5. Bapak Ir. Noer Soedjarwanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing utama Tugas
Akhir ;
6. Bapak M Komarudin, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing pendamping Tugas
Akhir ;
pengetahuan yang telah diberikan ;
10. Mbak Dian Restiningsih (Mbak Ning) dan jajaran staff administrasi Jurusan Teknik
v
11. Shenta Roseheart Josephine, seseorang yang selalu memberikan dukungan, do’a, dan
motivasi untuk menjadi yang terbaik dengan penuh kesabaran dan kasih sayang ;
12.Teman - teman di Lab. Terpadu Teknik Elektro (Adam, Novia, Ridholf,
Aryanto, Firman, Ridho, Rahmat, Ijonk, Arif, Nadhir, Bayu, Sigit, Adi, Edo,
Giri, Yuday, Kang Eko dll) atas kebersamaan dalam canda dan tawa untuk
mengisi malam - malam di Lab.
13.Teman – teman Loreng Hitam (Adam, Rizky, Komed, Dana, Bambang) atas
kebersamaan menyalurkan kesukaan terhadap dunia musik semasa kuliah ;
14.Sahabat seperjuangan skuadron 2008 Elektro Unila yang sangat luar biasa ;
15.Serta pihak - pihak yang yang telah membantu ;
16.Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah.
Semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya, serta
mencatat kebaikan kita menjadi suatu nilai ibadah, Amin.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun
sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya,
semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandar Lampung, 10 Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
COVER
ABSTRAK
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan ... 2
C. Manfaat ... 2
D. Rumusan Masalah ... 3
E. Batasan Masalah ... 3
F. Hipotesis ... 4
G. Sistematika Penulisan ... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Transformator ... 6
A.1. Prinsip kerja transformator ... 6
A.2. Bagian utama transformator ... 7
A.3. Rugi - rugi pada transformator ... 10
A.3.2 Rugi Besi ... 10
B.6. Data Pengenal Transformator Arus ... 17
C. Kerapatan Fluks Magnet ... 19
C.1.1. Arsitektur Mikrokontroler ... 26
C.1.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ... 27
C.1.3. Memori Mikrokontroler ... 30
C.1.5. Analog to Digital Converter (ADC) ... 32
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Perancangan ... 43
1. Spesifikasi Alat ... 43
2. Pengujian Komponen ... 44
2.1. Pengujian Current Transformer ... 44
2.2. Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 46
2.3. Pengujian Mikrokontroler ... 49
2.4. Pengujian Modem GSM ... 55
3. Perancangan Alat ... 62
3.1. Perancangan Current Transformer dengan Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 62
3.2. Perancangan Mikrokontroler dengan LCD ... 65
3.3. Perancangan Mikrokontroler dengan Modem GSM ... 67
3.4. Perancangan Keseluruhan Alat ... 78
4.1. Kalibrasi ... 79
4.2. Pengambilan Data ... 79
B. Pembahasan ... 87
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ... 92
B. Saran ... 92
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip kerja transformator ... 7
Gambar 2.2 Skematik Rangkaian Penstabil Tegangan ... 20
Gambar 2.3 Proses Clamper ... 22
Gambar 2.4 Rangkaian resistor kembalinya DC ... 23
Gambar 3.1 Pin Mikrokrontroler ATMega8535 ... 27
Gambar 3.2 Blok Diagram Cara Kerja SMS ... 34
Gambar 3.3 Prinsip kerja pengiriman SMS menggunakan Modem ... 35
Gambar 3.4 Blok Diagram Alir Sistem ... 39
Gambar 3.5 Diagram alir penelitian ... 41
Gambar 3.6 Diagram alir kerja system ... 42
Gambar 4.1 Rangkaian Skematik Keseluruhan Alat ... 43
Gambar 4.2 Current Transformer ... 45
Gambar 4.3 Gambar Rangkaian Penstabil Tegangan ... 46
Gambar 4.5 Bagian – Bagian Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 48
Gambar 4.6 Pengujian Modul Mikrokontroler ATMega8535 ... 55
Gambar 4.7 Tampilan awal HyperTerminal for Windows7 ... 56
Gambar 4.8 Tampilan software setelah mengisi nama negara dan kode area 56
Gambar 4.9 Mengisi nama koneksi modem ... 57
Gambar 4.10 Memilih Connect using ... 57
Gambar 4.11 Menentukan Bits per second, Data bits, dan Flow control ... 58
Gambar 4.12 Perintah AT Command bagian pertama ... 59
Gambar 4.13 Perintah AT Command bagian kedua ... 59
Gambar 4.14 Merubah Baudrate pada modem ... 60
Gambar 4.15 Tampilan menu Properties ... 60
Gambar 4.16 Tampilan menu Configure pada Properties ... 61
Gambar 4.17 Perintah AT&W ... 61
Gambar 4.18 Perancangan Current Transformer dengan Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 62
Gambar 4.19 Grafik hubungan antara arusdan tegangan pada current transformer dengan tegangan pada rangkaian pengkondisi sinyal ... 64
Gambar 4.20 Hasil Perancangan Mikrokontroler dengan LCD ... 66
Gambar 4.21 Koneksi Modem GSM ke Mikrokontroler ... 67
Gambar 4.23 Screenshot isi SMS dari modem ke nomor handphone operator
085279663334 ... 76
Gambar 4.24 Screenshot isi SMS dari modem ke nomor handphone operator
087782665333 ... 77
Gambar 4.25 Screenshot isi SMS dari modem ke nomor handphone operator
085768481333 ... 77
Gambar 4.26 Perancangan keseluruhan alat ... 78
Gambar 4.27 Screenshot isi SMS berupa besar nilai arus ke nomor
085279663334 ... 83
Gambar 4.28 Screenshot isi SMS berupa besar nilai arus ke nomor
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kelas Ketelitian Current Transformer ... 19
Tabel 3.1 Fungsi pin mikrokontroler ... 27
Tabel 3.2 Pengaturan sumber clock ... 31
Tabel 4.1 Nilai output dari Current Transformer ... 45
Tabel 4.2 Tabel pengujian Rangkaian Penstabil Tegangan ... 46
Tabel 4.3 Hasil pengujian Current Transformer dengan Rangkaian Pengkondisi Sinyal ... 63
Tabel 4.4 UjiKecepatan SMS masing – masing nomor telepon pada modem 73
Tabel 4.5 Kecepatan pengiriman SMS dari alat dengan nomor telepon 085279663334 ke 3 buah nomor tujuan berbeda saat uji SMS ... 74
Tabel 4.6 Membandingkan data alat dan Clamp Meter ... 79
Tabel 4.7 Data hasil pengujian alat ... 79
Tabel 4.8 Pengujian respon SMS alat ... 81
Tabel 4.9 Hasil pengujian interval waktu pengiriman SMS oleh alat pada tanggal
27 Oktober 2014 pukul 05.47 WIB saat arus terbaca sebesar 2,836 A 84
27 Oktober 2014 pukul 11.17 WIB saat arus terbaca sebesar 2,836 A 85
Tabel 4.11 Hasil pengujian interval waktu pengiriman SMS oleh alat pada tanggal
27 Oktober 2014 pukul 18.00 WIB saat arus terbaca sebesar 3,423 A 85
Tabel 4.12 Hasil pengujian interval waktu pengiriman SMS oleh alat pada tanggal
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Salah satu peralatan yang sangat penting pada bagian distribusi yaitu
transformator distribusi. Transformator distribusi berfungsi untuk mengubah
tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau
sebaliknya, dan kemudian disalurkan ke konsumen. Karena transformator
merupakan peralatan yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik,
maka diusahakan agar peralatan ini berusia panjang dan dapat lebih lama
dipergunakan. Gangguan pada transformator distribusi dapat menyebabkan
putusnya penyaluran listrik ke konsumen, kebakaran, dan kerugian materil
baik itu pihak konsumen maupun di pihak produsen energi listrik itu sendiri.
Salah satu penyebab kerusakan transformator adalah arus yang mengalir pada
transformator melebihi dari nilai ratingnya.
Kerusakan yang diakibatkan arus berlebih yang mengalir pada transformator
sebenarnya dapat dihindari apabila mampu mencegah arus transformator
melebihi arus settingnya. Oleh karena itu, pembuatan alat pendeteksi arus pada
transformator secara otomatis melalui layanan pesan singkat dapat menjadi
suatu alternatif yang dapat mempermudah dalam mengetahui arus pada
2
Akan tetapi untuk pengujiannya belum bisa untuk keadaan sesungguhnya
karena keterbatasan, maka bentuk prototype menjadi pilihan.
Berdasarkan penelitian sebelumnya oleh Subkhi Abdul Aziz yang berjudul
“Analisis Kualitas Minyak Transformator Daya 25 kVA Berdasarkan Data
Citra Kamera Termal dan Data Hasil Uji Gas Chromatograph”, ketika
transformator bertambah bebannya maka panasnya ikut bertambah. Daya
adalah nilai tegangan dikalikan nilai arus listrik [11]. Dengan keadaan tegangan
yang tetap dan daya (watt) yang bertambah, maka besar arus juga ikut
bertambah. Oleh karena itu dengan bertambahnya nilai arus, maka suhu
transformator juga ikut bertambah. Jika terjadi arus gangguan yang sangat
besar, maka tidak menutup kemungkinan suhu transformator menjadi sangat
berbahaya untuk keselamatan.
B. Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Membuat alat untuk membaca nilai arus listrik dengan tampilan digital ;
b. Membuat alat yang dapat memberikan informasi nilai arus yang mengalir
pada objek melalui layanan pesan singkat secara otomatis.
C. Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dengan berhasilnya
3
arus listrik AC yang mengalir pada objek yang diukur secara otomatis ke
nomor tujuan pemakai.
D. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana alat ini dapat mendeteksi arus ?
2. Bagaimana proses alat ini mengirimkan sms ke handphone pengguna ?
E. Batasan Masalah
Beberapa hal yang membatasi masalah dalam pembahasan tugas akhir ini
adalah:
1. Hanya mendeteksi arus listrik AC ;
2. Menggunakan transformator arus (Current Transformer) untuk
pengukuran arus listrik AC ;
3. Arus maksimum yang mampu di deteksi adalah sebesar 5 AAC ;
4. Menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal untuk menambah nilai dan
menyearahkan tegangan output Current Transformator agar mudah di
deteksi oleh ADC pada mikrokontroler ;
5. Pengendali yang digunakan adalah mikrokontroler ;
6. Komunikasi antara mikrokontroler dengan Modem GSM menggunakan
kabel RS232 ;
7. Pengiriman SMS menggunakan modem Wavecom GSM ;
8. Nomor telepon yang digunakan pada modem dalam mengirim SMS adalah
4
F. Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah dengan adanya alat ini dapat membantu
memberikan informasi nilai arus yang mengalir pada objek yang diukur secara
otomatis melalui layanan pesan singkat sehingga memudahkan bagi
penggunanya
G.Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulisan dan pemahaman mengenai materi tugas akhir
ini, maka sistematika penulisan dibagi menjadi lima bab, yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Memuat latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, rumusan
masalah, batasan masalah, hipotesa, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Memuat teori – teori yang mendukung untuk perancangan alat pendeteksi arus
melalui layanan pesan singkat (SMS) secara otomatis berbasis mikrokontroler.
BAB III METODE PENELITIAN
Memuat metode pengerjaan tugas akhir, waktu dan tempat penelitian, jadwal
pelaksanaan, alat dan bahan, langkah - langkah pengerjaan yang dilakukan,
penentuan spesifikasi sistem, blok diagram alir fungsional serta
5
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Memuat perancangan, hasil, dan analisis mengenai alat pendeteksi arus
melalui layanan pesan singkat (SMS) secara otomatis berbasis mikrokontroller
ATmega8535.
BAB V PENUTUP
Memuat kesimpulan yang diperoleh dan saran - saran untuk pengembangan
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Transformator
Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk
memindahkan dan mengubah tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan
rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi yang sama dan perbandingan
transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet. Transformator bekerja
berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis, dimana perbandingan tegangan
antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan
jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.[1]
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi:
1. Transformator daya ;
2. Transformator distribusi ;
3. Transformator untuk pengukuran.[18]
A.1. Prinsip Kerja Transformator
Transformator terdiri atas dua buah kumparan, yakni kumparan primer dan
kumparan sekunder yang bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah
secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang
memiliki reluktansi (reluctance) rendah. Apabila kumparan primer
7
balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut
membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya
fluks di kumparan primer, maka pada kumparan primer terjadi induksi (self
induction) dan terjadi pula induksi pada kumparan sekunder karena
pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi
bersama (mutual induction) yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di
kumparan sekunder. Kemudian arus sekunder akan mengalir jika rangkaian
sekunder diberikan beban, sehingga energi listrik dapat ditransfer
keseluruhan (secara magnetisasi) seperti pada gambar 2.1 dibawah ini.
Gambar 2.1 Prinsip kerja transformator.[2]
A.2. Bagian utama transformator [3]
1. Bagian utama transformator, terdiri dari:
a) Inti besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks yang ditimbulkan
8
lempengan besi tipis yang berisolasi untuk mengurangi panas
(sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus pusar atau arus
eddy (eddy current).
b) Kumparan transformator
Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan dan
kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap
kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton,
pertinax dan lain-lain. Pada transformator terdapat kumparan primer
dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan
tegangan atau arus bolak - balik maka pada kumparan tersebut
timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan. Apabila pada
rangkaian sekunder ditutup (pada rangkaian beban) maka mengalir
arus pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini berfungsi
sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
c) Minyak transformator
Sebagian besar dari transformator tenaga memiliki kumparan -
kumparan dan inti yang direndam dalam minyak transformator.
Terutama digunakan pada transformator - transformator tenaga
berkapasitas besar. Karena minyak transformator mempunyai sifat
sebagai media pemindah panas (disirkulasi), dan sebagai isolasi
(karena memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi
9
Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu :
1. Kekuatan isolasi tinggi ;
2. Penyalur panas yang baik dan berat jenis yang kecil,
sehingga partikel - partikel dalam minyak dapat mengendap
dengan cepat ;
3. Viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan
memiliki kemampuan pendinginan menjadi lebih baik ;
4. Titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat
menimbulkan bahaya. ;
5. Tidak merusak bahan isolasi padat ;
6. Sifat kimia yang stabil.
d) Bushing
Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui
sebuah bushing. Bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi
oleh isolator dan berfungsi sebagai penyekat antara konduktor
tersebut dengan tangki transformator.
e) Tangki dan Konservator
Pada umumnya bagian - bagian dari transformator yang terendam
minyak transformator berada di dalam tangki. Untuk menampung
pemuaian pada minyak transformator, tangki dilengkapi dengan
10
A.3 Rugi - Rugi Pada Transformator
Rugi – rugi pada transformator terdiri dari rugi tembaga (Pcu), rugi besi
(Pi), dan fluks bocor.
A.3.1 Rugi Tembaga ( Pcu )
Rugi yang disebabkan arus mengalir pada kawat tembaga yang terjadi
pada lilitan sekunder. Arus ini mengalir ketika transformator diberikan
beban. Rumus rugi tembaga sebagai berikut :
Pcu = I2 R (2-1)
Rugi besi terdiri atas :
a) Rugi histerisis (Ph), yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak – balik
pada inti besi yang dinyatakan sebagai berikut :
11
Rugi histerisis maupun rugi arus eddy bernilai tetap, tidak bergantung
pada besarnya beban. [4]
A.3.3 Fluks bocor
Kebocoran fluks terjadi karena ada beberapa fluks yang tidak
menembus inti besi dan hanya melewati salah satu kumparan
transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan induktansi
diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan berpengaruh
terhadap nilai daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder
12
B. Transformator Arus
Transformator arus (Current Transformer) merupakan jenis transformator
yang digunakan untuk pengukuran besar arus listrik.[19] Muatan listrik yang
bergerak menghasilkan sebuah arus listrik. Satuan arus listrik adalah ampere,
yang didefinisikan sebagai laju pergerakan muatan melewati suatu titik acuan
tertentu (menembus suatu bidang acuan tertentu) sebesar satu coulomb
perdetik. Besar arusnya sebagai berikut :
= ɸ (2-5)
Current Transformer berfungsi untuk :
1. Melakukan pengukuran besar arus listrik AC pada sistem tenaga listrik ;
2. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu
memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi dari tegangan tinggi ;
3. Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder.[6]
B.2. Prinsip Kerja Transformator Arus
Pada dasarnya prinsip kerja Current Transformer sama dengan
13
pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar N1I1. Gaya
gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti, kemudian
membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika
terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder
mengalir arus I2, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada
kumparan sekunder. Bila transformator tidak mempunyai rugi-rugi
(transformator ideal) berlaku persamaan :
N1 x I1 = N2 x I2 (2-6)
Atau
=
(2-7)Keterangan :
N1 : Jumlah belitan kumparan primer
N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder
I1 : Arus kumparan primer
I2 : Arus kumparan sekunder.[19]
B.3 Klasifikasi Transformator Arus
Dalam pemakaian sehari - hari, Current Transformer dibagi menjadi
beberapa jenis. Adapun pembagian jenis Current Transformer adalah
sebagai berikut :
Jenis Current Transformer menurut jumlah lilitan primer, yaitu :
1. Jenis Wound
Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang
14
2. Jenis Bar
Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup
tinggi sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung
singkat yang tinggi.[19]
Jenis Current Transformer menurut jumlah rasio, yaitu :
1. Jenis Rasio Tunggal
Rasio tunggal adalah Current Transformer dengan satu kumparan
primer dan satu kumparan sekunder.
2. Jenis Rasio Ganda
Rasio ganda diperoleh dengan membagi kumparan primer menjadi
beberapa kelompok yang dihubungkan secara seri atau paralel.[19]
Jenis Current Transformer menurut jumlah inti, yaitu :
1. Inti Tunggal
Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja,
yaitu untuk pengukuran atau proteksi.
2. Inti Ganda
Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran
dan proteksi sekaligus.[19]
15
Jenis Current Transformer menurut konstruksi isolasi, yaitu :
1. Isolasi Epoksi-Resin
Biasa dipakai hingga tegangan 110 kV. Memiliki kekuatan hubung
singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada
bahan isolasi.
2. Isolasi Minyak-Kertas
Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Untuk
tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan
pemasangan luar.
3. Isolasi Koaksial
Jenis Current Transformer dengan isolasi koaksial biasa ditemui
pada kabel, bushing transformator, atau pada rel daya berisolasi gas
SF6.[19]
Jenis Current Transformer menurut tipe pasangan, yaitu :
1. Pasangan dalam (indoor) ;
2. Pasangan luar (outdoor).
Jenis Current Transformer menurut tipe konstruksi, yaitu :
1. Tipe cincin (ring / window type) ;
2. Tipe cor - coran cast resin (mounded castresin type) ;
3. Tipe tanki minyak (oil tank type) ;
16
B.4 Bagian - bagian dari Transformator Arus
Current Transformer memiliki bagian – bagian sebagai berikut :
1. Bagian atas Current Transformer (transformer head) ;
2. Peredam perlawanan pemuaian minyak (oilresistant expansion bellows)
3. Terminal utama (primary terminals) ;
4. Penjepit (clamps) ;
5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama (core and coil assembly
with primary winding and main insulation) ;
6. Inti dengan kumparan sekunder (core with secondary windings) ;
7. Tanki (tank) ;
8. Tempat terminal (terminal box) ;
9. Plat untuk pentanahan (earthing plate). [6]
B.5 Hubungan dari Transformator Arus
Umumnya hubungan dari Current Transformer terdiri dari tiga hubungan,
yaitu :
Hubungan Current Transformer.
Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder,
yang mempunyai ratio.
Hubungan Current Transformerdengan dua buah lilitan sekunder.
Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua buah lilitan
17
(double core). Satu lilitan sekundernya untuk alat pengaman dan satu sisi
lagi untuk alat - alat pengukur.
Hubungan Current Transformer dengan dua buah lilitan primer dan dua
buah lilitan sekunder.
Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan primer yang sama dan dapat
dihubungkan seri atau paralel sedangkan masing - masing lilitan sekunder
terpisah. [6]
B.6. Data Pengenal Transformator Arus [19]
Setiap current transformer harus dilengkapi dengan spesifikasi pengenal.
Data pengenal current transformer terdiri dari :
1. Arus Primer
kabel penghubung panjang, sehingga sehingga jumlah impedansi meter
dengan impedansi kabel lebih besar daripada burden atau jika jumlah
belitan sekunder sedikit sehingga rasio tidak dapat diubah.
3. Frekuensi
Frekuensi pengenal bernilai sama dengan frekuensi system, yaitu 50 Hz
atau 60 Hz.
18
Arus thermal kontinyu adalah kontinyu tertinggi yang menimbulkan suhu
current transformer bernilai sama dengan suhu yang diizinkan. Jika
pengenal ini tidak diberikan, maka nilainya dapat ditetapkan sama
dengan arus pengenal primer.
5. Daya Keluaran
Daya keluaran adalah daya (VA) yang diambil current transformer saat
arus sekunder bernilai sama dengan arus pengenal sekunder dan
impedansi beban yang terhubung di terminal sekunder bernilai sama
dengan burden pengenal. Daya keluaran pengenal current transformer
antara lain adalah 2,5 VA; 3 VA; 7,5 VA; 10 VA; 15 VA; dan 30 VA.
6. Burden
Burden adalah impedansi dan cosφ beban yang membuat arus sekunder
bernilai sama dengan arus pengenal sekunder saat arus di sisi primer
sama dengan arus pengenal primer.
7. Arus thermal waktu singkat
Besar arus thermal waktu singkat ditentukan lebih besar atau sama
dengan arus hubung singkat tertinggi yang diperkirakan akan mengalir
pada sisi primer current transformer, atau tidak boleh kurang dari arus
pemutus daya yang bekerja sama dengan current transformer tersebut.
8. Arus dinamis waktu singkat
Arus dinamis waktu singkat tidak boleh bernilai kurang dari 2,5 kali arus
19
9. Tingkat isolasi
Untuk tegangan pengenal yang sama, tingkat isolasi current transformer
sama dengan transformator tegangan.
10. Ketelitian
Kelas ketelitian dan galat yang diizinkan terlihat pada tabel 2.1. berikut
ini :
Tabel 2.1. Kelas Ketelitian Current Transformer
Kelas γ (%) δ (menit) Arus
Ketelitian current transformer yang digunakan untuk proteksi
ditentukan oleh galat komposisi tertinggi yang diizinkan pada saat batas
ketelitian arus primer sama dengan yang ditetapkan untuk kelasnya.
C.Kerapatan Fluks Magnet
Kerapatan fluks magnet adalah fluks magnet per satuan luas pada bidang yang
tegak lurus dengan fluks magnet tersebut. Kerapatan fluks magnet dinyatakan
sebagai berikut :
20
Keterangan :
B : Kerapatan fluks (T)
ɸ : fluks magnet (weber)
A : luas penampang (m2) [17]
D. Pengkondisian Sinyal
Pengkondisian sinyal ini terdiri dari 2 tahap, yaitu rangkaian penstabil
tegangan dan rangkaian pengkondisi sinyal.
D.1. Rangkaian Penstabil Tegangan
Rangkaian ini berfungsi untuk membuat tegangan pada sisi output
rangkaian ini bernilai tetap atau stabil. Berapa pun besar tegangan DC
dari sumber tegangan, nilai tegangan pada output rangkaian ini tetap
bernilai sama. Rangkaian skematik penstabil tegangan seperti pada
gambar 2.2.
21
Untuk menentukan besar nilai tegangan output rangkaian ini dapat
menggunakan persamaan sebagai berikut :
= 1,25 1 + 21 + 2
(2-9)
Keterangan :
Vo : Tegangan output (V)
R1 dan R2 : Resistansi resistor (Ω)
Iadj : Arus pada kaki adjustment IC regulator tegangan (A) [14]
D.2. Clamper
Rangkaian clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk
memberikan tegangan offset tegangan DC, agar tegangan yang
dihasilkan adalah tegangan input ditambahkan dengan tegangan DC.
Semua clamper melakukan penambahan komponen DC pada sinyal.
Clamper tersusun atas dioda, kapasitor, dan komponen resistif. Pada
gambar 2.3., sinyal input adalah gelombang sinus dengan harga puncak
ke puncak sebesar 20 V. Clamper mendorong sinyal ke atas, sehingga
puncak negatif jatuh pada level 0 V. Bentuk sinyal asli tetap
22
Gambar 2.3. Proses Clamper.
D.3. Rangkaian Dioda Tidak Seimbang
Sumber yang dikopel secara kapasitif akan menyebabkan aksi clamping
yang tidak diinginkan apabila beban tidak seimbang. Beban tidak
seimbang yaitu beban yang menyebabkan arus tidak sama selama
selang setengah siklus. Seperti pada rangkaian clamper, kapasitor
bermuatan akan mendorong sinyal AC ke atas atau ke bawah tergantung
pada polaritas tegangan kapasitor.
Diantara rangkaian dioda, berikut ini adalah beban – beban tidak
seimbang seperti penyearah setengah gelombang, clipper, detektor
puncak, clamper, dan detektor puncak ke puncak. Untuk clamper dan
detektor puncak ke puncak memang melakukan clamp sinyal, oleh
karena itu komponen ini bekerja baik dengan sumber yang dikopel
secara kapasitif. Untuk mengatasi clamping dengan menambahkan
resistor kembalinya DC (DC return resistor) pada input rangkaian tidak
23
C
Gambar 2.4. Rangkaian resistor kembalinya DC.
Resistor membolehkan kapasitor mengosongkan diri selama diode off.
Dengan kata lain, muatan yang disimpan pada plat kapasitor
dihilangkan selama setengah siklus berikutnya. Besarnya RD tidaklah
kritis. Yang paling utama dalam mencegah aksi clamping adalah
menjaga agar resistansi pengosongan RD lebih kecil dari atau sama
dengan resistansi yang seri dengan dioda.
(2-10)
Jika persyaratan ini terpenuhi, tegangan kapasitor tidak dapat
bertambah dengan mencolok dan hanya terjadi sedikit clamping saja.
Apabila mungkin, maka RD dibuat lebih kecil dari sepersepuluh RL. [16]
=10 1
(2-11)
RD RL
D C
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian dan perancangan tugas akhir dilakukan di Laboratorium Terpadu
Teknik Elektro Universitas Lampung pada tanggal 4 Juni 2013 hingga 23
September 2014.
B. Alat dan Bahan
Adapun peralatan yang akan digunakan adalah :
1. Notebook HP Pavilion DV4 3106-TX ;
2. Solder ;
3. Timah ;
4. Bor ;
5. Sistem Minimum dan Downloader AVR untuk mikrokontroller;
6. Power Supply 5 VDC ;
7. Clamp Meter ;
8. Papan projek (project board) ;
9. Kabel ;
Komponen - komponen utama yang dibutuhkan adalah :
25
2. Modem GSM RS232 ;
3. Current Transformer ;
4. Rangkaian pengkondisi sinyal ;
5. Handphone ;
6. LCD 16 x 2.
Adapun komponen pendukung untuk perancangan ini adalah :
1. PCB ;
2. Akrilik ;
3. Aluminium siku.
C. Metode Penelitian
Metodologi penetilian pada tugas akhir ini, yaitu :
C.1. Mikrokontroller
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai
masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan
dihapus dengan cara khusus. Mikrokontroler banyak digunakan dalam
produk dan alat yang dikendalikan secara otomatis.
Secara teknis hanya ada 2 macam mikrokontroler yang masing - masing
mempunyai keturunan atau keluarga sendiri – sendiri, yaitu :
1. RISC kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi
terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak ;
2. CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer : instruksi
26
Tentang jenisnya banyak sekali ada keluarga Motorola dengan seri 68xx,
keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga PIC dari
Microchip, Renesas, Zilog. Masing - masing keluarga juga masih terbagi
lagi dalam beberapa tipe. Jadi sulit sekali untuk menghitung jumlah
mikrokontroler.[7]
C.1.1. Arsitektur Mikrokontroler
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) merupakan
mikrokontroler keluaran Atmel, yang mempunyai arsitektur RISC 8 bit.
Semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar
instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Mikrokontroler banyak
digunakan untuk sistem yang kompleks, memiliki input sinyal analog,
dan membutuhkan memori yang relatif lebih besar. Berikut ini adalah
fitur - fitur mikrokontroler :
Memori Flash 8 Kbytes untuk program
Memori EEPROM 512 bytes untuk data
Memori SRAM 512 bytes untuk data
Maksimal 32 pin I/O
20 interrupt
8 channel ADC 10 bit terletak pada port A
Komunikasi serial melalui SPI dan USART
Analog komparator
4 I/O PWM
27
C.1.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler
Konfigurasi pin mikrokontroler terdapat pada gambar 3.1. berikut ini :
Gambar 3.1.Pin Mikrokontroler ATMega8535.[8]
Pada Tabel 3.1. merupakan fungsi dari setiap pin yang ada pada
mikrokontroler.
Tabel 3.1Fungsi pin mikrokontroler.[9]
Nama Pin Fungsi
VCC Catu daya
GND Ground
Port A
(PA7..PA0)
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Juga berfungsi sebagai masukan analog ke ADC (ADC0
s.d. ADC7)
Port B
(PB7..PB0)
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
28
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai oscillator
luar untuk Timer/Counter2.
Port D
(PD7..PD0)
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.
Fungsi khusus masing-masing pin :
Port PinFungsi lain
PD0 RXD (UART Input Line)
29
PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output CompareB
Match Output)
PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output CompareA
Match Output)
PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare
Match Output)
RESET Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi
logika rendah melebihi periode minimum yang
diperlukan.
XTAL1 Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan
ke rangkaian clock internal.
XTAL2 Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
AVCC Catu daya untuk port A dan ADC.
AREF Referensi masukan analog untuk ADC.
30
C.1.3. Memori Mikrokontroler [9]
Mikrokontroler memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program,
memori data, dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri
dan terpisah.
a. Memori program
Mikrokontroler memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte
yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing - masing
alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi
menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program
aplikasi.
b. Memori data
Mikrokontroler memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang
terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan
SRAM. Mikrokontroler memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte
register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM
(menggunakan instruksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai
I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan
untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
Mikrokontroler memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang
terpisah dari memori program maupun memori data. Memori
register-31
register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data,
dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM
ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu
eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses
data dari SRAM.
C.1.4. Sistem Clock [8]
Clock digunakan untuk mengontrol keserempakan operasi perangkat -
perangkat yang ada di dalam mikrokontroler. Semakin besar frekuensi
clock yag dipakai, maka semakin cepat mikrokontroler dalam
mengeksekusi suatu perintah. Pada mikrokontroler terdapat lima buah
sumber clock yang dapat diatur melalui bit flash fuse CKSEL3..0.
Pengaturan sumber clock ditunjukan pada tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2Pengaturan sumber clock.
CKSEL3..0 Sumber clock
1111-1010 Kristal eksternal/resonator keramik
1001 Kristal eksternal frekuensi rendah
1000-0101 Osilator RC eksternal
0100-0001 Osilator RC Internal terkalibrasi
0000 Clock eksternal
Osilator RC internal terkalibrasi memiliki kemampuan untuk mensuplai
sinyal clock maksimal hingga frekuensi 8 MHz. Untuk memperoleh
32
sebagai sumber clock yang dapat membangkitkan clock hingga frekuesi
16 MHz.
C.1.5. Analog to Digital Converter (ADC) [8]
ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang artinya
pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk
mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk
ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroler.
Beberapa parameter yang menentukan mutu sebuah ADC, yaitu
kesalahan kuantisasi, ketidaklineran, kode tidak lengkap atau hilang,
dan waktu konversi. Resolusi suatu ADC yang dinyatakan dengan bit,
menunjukkan tingkat ketelitian ADC di dalam mengubah sinyal analog
ke digital. Semakin banyak bitnya, maka semakin peka ADC tersebut
terhadap perubahan masukan analognya. Misalnya untuk ADC 8 bit
dengan jangkauan masukan 10 Volt, tegangan terkecil yang dapat
dibedakan adalah 10/256 = 39.0625 mV, sedangkan pada ADC 12 bit
adalah 10/4096 = 2.44 mV.
Kesalahan kuantisasi muncul karena keterbatasan variasi bit yang
tersedia terhadap nilai - nilai analognya. Misalnya pengukuran besaran
analog dengan menggunakan konverter 8 bit. Besaran itu sendiri dapat
mempunyai nilai sembarang yang bersifat malar. Sedangkan konverter
8 bit tersebut hanya dapat mengeluarkan nilai yang terbatas jumlahnya
33
Karakteristik linier didekati dengan karakteristik bentuk tangga,
sehingga timbul kesalahan kuantisasi sebesar setengah dari tinggi anak
tangga. Karena tinggi anak tangga adalah sama dengan bit penting
terendah (Least Significant Bit, LSB) dalam bilangan biner, maka
kesalahan tersebut sama dengan setengah LSB. Kesalahan ini diperkecil
dengan memperbanyak posisi biner.
C.2. Cara Kerja Short Message Service (SMS) [10]
SMS dikirim dari pengirim ke penerima melewati Short Message Service
Center (SMSC) dengan prinsip Store and Forward, dimana pesan yang
dikirim ke SMSC akan disimpan terlebih dahulu hingga masa validitas
tertentu terpenuhi jika ponsel nomor yang dituju dalam keadaan mati
ataupun diluar jangkauan operator, setelah ponsel nomor yang dituju sudah
aktif atau berada dalam jangkauan operator maka pesan akan diteruskan
oleh SMSC kepada penerima. Apabila pesan yang tersimpan di SMSC
sudah melewati masa validitas yang ditentukan, pesan tersebut akan
dihapus dan tidak akan diteruskan kepada nomor yang dituju.
SMSC adalah sistem yang mengelola pesan singkat dalam jaringan tanpa
kabel. Cara kerja SMSC ketika pengguna ponsel mengirim pesan singkat
maka pesan singkat tersebut akan masuk ke SMSC terlebih dahulu.
Tugas utama SMSC adalah mengatur proses pesan singkat, bila penerima
dalam kondisi memungkinkan maka pesan singkat tersebut dikirimkan ke
tujuan dan bila tidak memungkinkan (seperti ponsel dalam keadaan mati)
34
menunggu tujuan pesan dalam kondisi memungkinkan SMSC juga
dinamakan Store dan Forward Operation. Terlihat seperti pada gambar
3.2.
Gambar 3.2.Blok Diagram Cara Kerja SMS.[10]
C.3. Perintah AT Command [10]
AT Command adalah perintah yang dapat diberikan kepada handphone
atau Global System for Mobile Communications (GSM) dan Code Division
Multiple Access (CDMA) modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk
untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memprogram pemberian
perintah ini di dalam komputer/mikrokontroller maka perangkat kita dapat
melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk
mencapai tujuan tertentu. Komputer ataupun mikrokontroller dapat
memberikan perintah AT Command melalui hubungan kabel data serial
ataupun bluetooth. AT Command setiap SMS device bisa berbeda-beda,
tapi pada dasarnya sama. Beberapa AT Command yang penting untuk SMS
yaitu sebagai berikut :
1. AT + CMGS : untuk mengirim SMS
2. AT + CGML : untuk memeriksa SMS
35
4. AT + CMGR : untuk membaca SMS
Antara perangkat handphone dan GSM/CDMA modem bisa memiliki
AT-Command yang berbeda - beda, namun biasanya mirip antara satu
perangkat dengan perangkat lainnya. Prinsip kerja SMS terlihat pada
gambar 3.3.
Gambar 3.3.Prinsip kerja pengiriman SMS menggunakan Modem.[10]
C.3.1. Perintah kirim SMS
Untuk mengirim sebuah SMS perintah yang digunakan yaitu
AT+CMGS = x dimana x adalah jumlah pasang karakter data
Protocol Data Unit (PDU) yang ingin dikirimkan. Dalam data PDU
nanti akan tersimpan nomor tujuan pengiriman dan pesan SMS yang
ingin dikirimkan. Handphone atau GSM/CDMA modem kemudian
akan merespon untuk mempersilakan memasukkan data PDU yang
harus diakhiri dengan karakter CTRL-Z. Untuk menerima SMS yang
masuk perintah yang digunakan yaitu AT+CMGR=x, dimana x
adalah nomor index SMS yang ingin dibaca dalam memori tempat
36
Handphone atau GSM/CDMA modem akan merespon dengan
memberikan data PDU dari SMS yang diinginkan, dimana di
dalamnya memuat nomor pengirim, waktu kirim, dan pesan SMS
yang dikirim. PDU ini kemudian dikonversi ke mode teks kemudian
dapat diterjemahkan oleh komputer/mikrokontroller sehingga
didapatkan informasi yang ingin diketahui.
Mode PDU adalah format pesan dalam hexadecimal octet dan
semidecimal. Kelebihan menggunakan mode PDU adalah dapat
melakukan encoding sendiri yang tentunya harus pula didukung oleh
hardware dan operator GSM, melakukan kompresi data,
menambahkan nada dering dan gambar pada pesan yang akan
dikirim.
C.4. Perancangan alat
Tahapan dalam proses perancangan alat sebagai berikut :
a. Perancangan model sistem
Pada tahap ini dilakukan perancangan diagram blok rangkaian
pendeteksi arus.
b. Perancangan rangkaian
Tahap ini berisi perancangan rangkaian dari masing - masing blok
yang ada pada perancangan model sistem. Perancangan dibuat
37
kriteria yang dibutuhkan. Dalam perancangan ini terbagi dalam
beberapa tahap, yaitu :
1. Perancangan antara Current Transformer dengan rangkaian
pengkondisi sinyal ;
2. Perancangan antara mikrokontroler dengan LCD 16x2 ;
3. Perancangan antara mikrokontroler dengan modem GSM RS232 ;
4. Perancangan keseluruhan alat.
b.1. Pembacaan Nilai Arus Listrik
Kabel atau objek yang akan diukur dilewatkan pada lubang
Current Transformer. Kemudian medan listrik yang ada pada
menyebabkan timbulnya gaya gerak magnet pada sisi primer
Current Transformer. Gaya gerak magnet ini menimbulkan
fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik
gaya gerak listrik pada sisi sekunder. Saat terminal sisi sekunder
dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal, maka pada
terminal sisi sekunder mengalir arus listrik AC dan tegangan
listrik AC. Besar nilai arus listrik output Current Tranformer ini
berkisar antara 0 A sampai 5 A. Dari output Current
Transformer kemudian di clamper oleh rangkaian penstabil
tegangan. Setelah di clamper kemudian disearahkan oleh
rangkaian penyearah tegangan agar dihasilkan berupa tegangan
DC. Tegangan DC output dari rangkaian pengkondisi sinyal ini
38
mikrokontroler merubah dari tegangan DC menjadi bilangan
biner. Kemudian data bilangan biner ini diolah oleh
mikrokontroler sesuai program yang sudah dibuat pada software
CodeVision. Kemudian output mikrokontroler pada PORTC
terhubung dengan LCD 16x2 untuk menampilkan data berupa
besar nilai arus listrik yang dibaca oleh alat. Dan output pada
PORTD yaitu PIN TX dan PIN RX terhubung dengan
ICMAX232 yang merupakan koneksi RS232.
b.2. Pengiriman SMS
Pada program di setting ketika arus yang terbaca oleh alat lebih
besar dari sama dengan 2 A, maka mikrokrontroler baru akan
memberikan perintah ke Modem GSM untuk mengirimkan SMS
ke nomor tujuan. Proses pengiriman SMS ini bergantung dengan
keadaan jaringan layanan operator yang dipakai pada modem
dan pada nomor tujuan.
C.5. Perancangan program
Perancangan program pembacaan arus dan pengiriman informasi melalui
pesan singkat, sehingga didapatkan algoritma dari program tersebut.
39
Gambar 3.4.Blok Diagram Alir Sistem
Dari gambar diatas, arus dari transformator distribusi akan dibaca oleh
transformator arus. Keluaran transformator arus berupa arus listrik AC dan
tegangan AC kemudian masuk ke rangkaian pengkondisi sinyal, kemudian
tegangan output dari rangkaian pengkondisi sinyal akan menjadi inputan
ADC pada modul kit mikrokontroler. Mikrokontroler di program sehingga
akan mengirimkan sinyal aktif kepada modem apabila telah mengetahui
arus yang telah ditetapkan sebelumnya. Kemudian modem secara otomatis
akan mengirimkan pesan singkat ke nomor tujuan.
C.6. Pembuatan alat
Tahap realisasi pembuatan alat dari rancangan yang telah dibuat.
C.7. Pengujian alat
Menguji alat apakah telah sesuai dengan yang diinginkan. Pengujian akan
dibagi menjadi 2 tahap, yaitu :
40
Pengkalibrasian dilakukan dengan cara menyamakan nilai yang terukur
pada alat yang telah dibuat dengan nilai yang terukur pada Clamp Meter.
b.Pengujian Alat
Alat akan diuji untuk mengetahui apakah alat telah berfungsi dengan
baik. Bila terdapat kesalahan, maka akan dilakukan perbaikan.
Pada gambar 3.5. merupakan diagram alir penelitian dalam pembuatan alat ini.
Dimulai dengan pengumpulan literatur atau teori yang berhubungan dengan
pembuatan alat, kemudian melakukan perancangan model sistem dan
menentukan komponen apa saja yang diperlukan. Setelah komponen
terkumpul, tahapan selanjutnya adalah melakukan perancangan instrumen.
Setelah alat selesai dirancang kemudian ke tahap pengujian. Apabila alat dapat
bekerja dengan benar dan sesuai, maka kemudian melakukan pengumpulan
data hasil pengujian alat. Namun apabila alat belum bekerja dengan benar dan
sesuai, maka akan dilakukan perbaikan.
Diagram alir kerja sistem dapat terlihat pada gambar 3..6. Dimulai dengan
pengaturan arus target, kemudian memasukkan data dari rangkaian
pengkondisi sinyal. Selanjutnya mikrokontroler akan mengolah data tersebut.
Apabila hasilnya nilai arus lebih besar dari sama dengan 2 A, maka
mikrokontroler akan memberikan perintah kepada modem untuk mengirimkan
41
42
Gambar 3.6Diagram alir kerja sistem
Mulai
Pengaturan arus target
arus ≥ 2 A Input data dari rangkaian
pengkondisi sinyal
Mikrokontroler terima data
Modem
Kirim sms
Sms masuk
Tidak
Ya
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari perancangan prototype alat pendeteksi arus melalui layanan pesan
singkat (SMS) secara otomatis berbasis mikrokontroler, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat yang dibuat sudah mampu mendeteksi arus yang mengalir pada
objek yang diukur ;
2. Alat sudah mampu mengirimkan nilai arus yang terukur melalui SMS ke
nomor tujuan secara otomatis ;
3. Proses pengiriman SMS ke nomor telepon seluler tujuan sangat
tergantung dengan operator yang dipakai pada modem dan juga operator
yang dipakai pada nomor tujuan.
B. Saran
Berdasarkan dari hasil perancangan alat dan penelitian, maka ada beberapa
saran yang didapat yaitu :
1. Melakukan penelitian lebih lanjut agar mendapatkan akurasi nilai arus
93
2. Menggunakan cara lain selain SMS untuk mengirimkan informasi data
berupa nilai arus yang terukur kepada nomor tujuan ;
3. Menggunakan rangkaian penyearah gelombang penuh pada signal
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sulasno. 2001. Distribusi Tenaga Listrik. Semarang : Badan Penerbit Universitas Diponegoro.
[2] Barazili, Sigit. 2013. Rancang Bangun Alat Pendeteksi Panas Untuk Aplikasi Transfotmator Distribusi 20kV Melalui Layanan Pesan Singkat (SMS)
Secara Otomatis Menggunakan Mikrokontroler ATMega8535.
Lampung : Teknik Elektro Universitas Lampung.
[3] A.Arismunandar, S.Kuwarahara. 1979, Buku Pegangan Teknik Tegangan Listrik, Jilid III, Jakarta : Pradnya Paramita
[4] McPherson, George dan Robert D.Laramore. 1990. An Introductions to electrical Machines And Transformers. Inggris : Wiley.
[5] Tarigan, Joana Prana. 2012. Tranformator Distribusi.
http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2012/08/transformator-distribusi.html. Diakses pada tanggal 21 Mei 2013
[6] Sutanto, Edi. 2012. Transformator Arus dan Transformator Tegangan. http://edisutantodotcom.wordpress.com/2012/11/27/transformator-arus-dan-transfomator-tegangan/. Diakses pada tanggal 21 Mei 2013
[7] Heryanto, M Ary dan Wisnu Adi P. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMega8535. Yogyakarta : Penerbit Andi.
[8] Atmel Corporation. 2006. AVR ATMega 8535 Datasheet. San Jose : Atmel Corporations.
[9] Wardhana, Lingga. 2007. Belajar Sendiri Mikrokontroler ATMega8535
Simulasi, Hardware, Dan Simulasi. Jakarta : Andi Publisher.
[10] Ridho, Muhammad. 2013. Rancang Bangun Pendeteksi Getar dan Panas Pada Motor Listrik Melalui Layanan Pesan Singkat (SMS)
Menggunakan Mikrokontroler ATMega8535. Lampung : Teknik
[11] A.Z. Subkhi, Lystianingrum Vita Budiharto Putri, dan Priyadi Ardyono.
2012. Analisis Kualitas Minyak Transformator Daya 25KVA
Berdasarkan Kamera Thermal dan Data Hasil Uji Coba Gas
Chromatograph, JURNAL TEKNIK POMITS Vol.1, No.1, (2012) 1-6.
Surabaya : Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS).
[12] Sigid, Purnama. 2008. Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur
Transformator Tenaga. Semarang : Teknik Elektro Universitas Diponegoro.
[13] Allegro Micro Systems. 2011. ACS712 Datasheet. Massachusetts : Allegro Micro Systems, Inc.
[14] User, Super. 2012. IC Regulator Tegangan. [Online].
http://pcb.hol.es/index.php?option=com_content&view=article&id=51: ic-regulator-tegangan-voltage&catid=10&Itemid=104. Tanggal unggah 11 Maret 2012.
[15] STMicroelectronics. 1999. LM117/217 LM317. Italy : STMicroelectronics Group of Companies.
[16] Gunawan, Hanapi. 1992. Prinsip – prinsip Elektronika. Jilid Kedua, Jakarta : P.T. Gelora Aksara Pratama.
[17] Hayt, William H dan John A Buck. 2006. Elektromagnetika Edisi Ketujuh. Jakarta : Erlangga.
[18] Zuhal. 1991. Dasar Tenaga Listrik. Bandung : Penerbit ITB.
![Gambar 2.1 Prinsip kerja transformator.[2]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/505409.141290/28.595.232.392.361.550/gambar-prinsip-kerja-transformator.webp)
![Gambar 3.1. Pin Mikrokontroler ATMega8535.[8]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/505409.141290/48.595.162.519.474.744/gambar-pin-mikrokontroler-atmega.webp)
![Gambar 3.2. Blok Diagram Cara Kerja SMS.[10]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/505409.141290/55.595.194.465.180.280/gambar-blok-diagram-cara-kerja-sms.webp)
