4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem kWH Meter Digital
Pada sistem kWh meter digital ini komponen yang akan digunakan dan cara kerja sistem juga akan berbeda dengan penelitian sebelumnya. Misalnya penelitian tentang perancangan alat berbasis mikrokontroler untuk menghitung biaya energi listrik. [8]. Pada penelitian kWh meter digital dengan metode pengukuran volt ampere dapat ditentukan besar nya energi listrik (kWh). kWh Meter Digital Berbasis Mikrokontroler AT89S51. penelitian prototipe untuk memantau biaya saat ini dan pengukuran biaya menggunakan mikrokontroler Arduino untuk pelanggan pascabayar berbasis web. Perancangan dengan menggunakan sensor arus PZEM-004T yang dapat mengukkur arus yang terhubung ke beban. Sensor arus akan terhubung ke sirkuit ADC untuk mengubah data analog menjadi digital [9].
Berdasarkan dari penelitian telah ada, penulis bermaksut untuk mengembangkan studi desain kWh meter digital, yang akan memudahkan pemahaman tentang kWh meter digital yang menampilkan energi, tegangan, jumlah listrik yang digunakan, kapasitas yang akan digunakan menunjukkan rupiah[10].
2.2 Tarif Tenaga Listrik Per-kWH
Pengukuran daya yang digunakan oleh beban diambil dari awal sehingga dapat menunjukkan seberapa besar konsumen membayar untuk penggunaan besaran energi listrik tersebut. Tegangan terukur dari grid yang sudah dipasang pada beban akan masuk ke trafo, setelah itu PZEM-004t akan mengukur arus, lalu akan dapat daya terukur. Setelah itu arus dan tegangan yang sudah diperoleh hasilnya pada rangkaian akan dikalikan cos θ terukur. Kemudian daya yang sudah terukur dari hasil pengukuran arus,tegangan dan cos θ yang diperoleh masuk ke dalam rangkaian pengali, kemudian akan menghasilkan daya yang aktif terukur pada beban satuan Watt. Agar bisa menampilkan dan memberikan informasi nilai
5
Pembayaran dalam rupiah akan dibayar menggunakan listrik digital, kemudian data biaya harus dimasukkan dalam KWH.
Menurut Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 07 Tahun 2010 tentang Tarif Dasar Listrik yang diberikan oleh PT PLN disajikan tarif dasar pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Tarif Dasar Listrik
Pada tabel diatas memakai batas daya untuk keperluan rumah tangga sebesar 450 VA dengan biaya pemakaian masing – masing blok memiliki tarif yang berbeda.
Untuk blok 1 dengan daya yang digunakan 0-30 KWH adalah Rp.169. untuk blok 2 dengan daya 30-60 KWH adalah Rp.360. dan untuk blok 3 dengan daya pemakaian diatas 60 KWH biayanya yaitu Rp.495. Data ini bisa diubah sesuka hati.
Hal ini dimungkinkan jika pada suatu hari ada perubahan tagihan biaya untuk jumlah listrik yang digunakan atau jika data pada harga berubah dengan daya batas yang lebih tinggi dari 450 VA.
2.3 Kilo Watt hours Meter
Meteran listrik KWh adalah alat untuk mencatat pemakaian energi listrik.
Alat ini memiliki medan magnet magnet yang menggerakkan piringan aluminium.
6
Wattmeter atau K watt yang biasa disebut wattmeter/Kwattmeter, akan dipasang agar kumparan tegangan dapat berputar dengan bebas, sehingga daya dapat diukur kedalam satuan Wh (watt-hour)
Jika meter terhubungke daya 1 phasa, maka cakram tersebut mendapat torsi yang membuat berputar bagaikan motor dengan tingkat ketepatan yang sangat tinggi. Semakin besarnya daya yang dipakai, akan semakin besar juga kecepatan pada piringannya dan sebaliknya. komponen utama dari KWh meter adalah kumparan arus, kumparan tegangan, sebuah cakram aluminium, sebuah magnet permanen, dan roda gigi mekanik yang mencatat banyaknya putaran pada cakram.
2.3.1 Prinsip kerja pada KWh meter analog
Berdasarkan pengoperasiannya, alat ini memakai prinsip induksi. Pada umumnya alat ini dipakai untuk mengukur arus bolak-balik pada daya listrik.
Instrumen dipasang di piringan aluminium yang berputar (aluminium disc), yang di depannya terdapat tiang elektromagnet (elektromagnetik). Elektromagnet diperkuat oleh kumparan arus dan kumparan tegangan. Dengan medan magnet yang berubah-ubah, piringan aluminium dihasilkan oleh arus bolak-balik, menyebabkan chakra mulai menggerakkan penghitung dengan memutarnya.
Menurut segitiga daya di atas, yang diukur dalam KWh adalah daya aktif yang ditentukan dalam watt. Jumlah putaran tergantung pada lamanya dan kecepatan, dengan persamaan (7) sebagai berikut: Kuat Arus x Tegangan x Waktu =I x E x t
pada dalam satuan watt jam (WH) (7) Cakram KWh meter memiliki garis tanda (biasanya hitam atau merah). Baris ini berfungsi sebagai indikator rotasi disk. Biasanya satu kWH setara dengan 900 putaran (ada 450 putaran per KWh).
Jika beban mengkonsumsi energi listrik yang besar, cakram KWh akan berputar lebih cepat. Hal ini terlihat dari kecepatan perpotongan garis penanda ini.
2.3.2 Perhitungan KWh Meter analog
KWh atau Kilo Watt-hour meter jika dipahami sebagai seribu watt per jam. Seperti dikatakan di atas, KWh memiliki spesifikasi putaran chakra (cakram
7
aluminium) per 1 KWh, dengan asumsi setiap KWh memiliki 900 putaran maka chakra harus berputar 900 putaran dalam satu jam untuk mencapai nilai 1 KWh.
Jumlah energi yang digunakan dalam satu jam diakumulasikan selama periode satu bulan untuk mendapatkan penggunaan yang ditentukan oleh PLN.
2.4 Energy Meter Digital
Prinsip kerja energy meter digital yaitu terlebih dahulu mendeteksi arus yang mengalir melewati tegangan dan sensor dari catu daya utama, kemudian sinyal keluaran dari sensor tengangan dan arus diatur untuk membuat beda fasa melalui rangkaian XOR, setelah itu sinyal input akan diubah ke tegangan DC, yang dimonitor menuju mikrokontroler ADC agar diubah ke sinyal digital.
Kemudian sinyal digital ditampilkan pada LCD sebagai total energi listrik dan dikonversikan nilainya ke dalam rupiah dan diolah oleh mikrokontroler .
KWH meter digital ini memiliki fitur metode perkalian yang diperoleh dengan membaca arus beban dengan sensor arus dan membaca tegangan dengan sensor tegangan atau trafo. Jadi, untuk pemrosesan sinyalnya, ada 3 parameter sinyal yaitu sinyal tegangan, sinyal arus dan perbedaan phasa antara dua sinyal.
Rangkaian ketiga parameter sinyal bisa dilihat pada diagram blok pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Digram Blok KWH meter digital
Rangkaian KWH meter memliki sensor tegangan dansensor arus. Pada sensor arus mempunyai sirkuit koneksi di dalam meter dan bagian dari pengukur
8
bertanggung jawab untuk membawa arus dari saluran yang terhubung ke alat ukur. sensor tegangan adalah trafo yang bisa menurunkan tegangan yang dibutuhkan oleh ADC.
2.5 Sensor PZEM-004t
Sensor PZEM-004t merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur energi listrik, arus, tegangan dan energi arusbolak-balik. Sensor pzem-004t dengan memancarkan dengan Komunikasi serial. Jika ingin terhubung dengan Arduino, yang digunakan adalah komunikasi serial. Selain itu sensor ini mudah digunakan, karena keluarannya dapat dibaca secara langsung, seperti arus,lumayan tegangan, daya atau daya, akan tetapi sensor pzem-004t tidak dapat membaca arus AC dengan akurasi miliampere.
Gambar 2.2 Sensor PZEM-004T
2.6 NodeMCU ESP8266
NodeMCU yaitu platform IoT sumber terbuka. serta firmware yang sudah digunakan, memakai bahasa scripting Lua. Pada istilah yang digunakanNodeMCU default sebenarnya mengacu ke firmware yang digunakan, bukan perangkat pengembangan perangkat keras. Pada NodeMCU mungkin mirip dengan papan Arduino ESP8266. Dalam seri tutorial ESP8266 on-board, kami membahas cara penggunaan ESP8266 yang agak rumit dikarenakan memerlukan beberapa kabel dan modul USB ke port serial tambahan untuk memungkinkan program diunduh.
Namun, pada NodeMCU mengemas ESP8266 ke dalam wadah yang ringkas
9
dengan fitur-fitur seperti akses WiFi, mikrokontroler dan chip komunikasi serial USB. Oleh karena itu, pemrograman tersebut hanya memerlukan perpanjangan kabel data USB, dari mana bertindak sebagai kabel data dan kabel pengisian daya untuk ponsel cerdas Android.[4]
Gambar 2. 3 NodeMCU ESP8266 2.7 LCD 16x2
Liquid Crystal Display( LCD) dapat bekerja untuk menampil kan nilai hasil sensor dan menampilkan teks atau tampilan menu pada aplikasi mikrokontroler. LCD banyak digunakan didalam desain sistem dengan menggunakan mikrokontroler. Dalam praktik proyek ini menggunakan layar LCD 16x2, artinya 16 kolom dengan konektor 16-pin dan lebar layar 2 baris.[9]
10
Gambar 2.4 LCD 16x2
2.8 Triac
TRIAC adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang berfungsi sebagai pengontrol arus. Dalam pengujian ini, Triac bertindak sebagai saklar. Triac merupakan komponen semikonduktor yang berperan sebagai penyambung atau penghubung daya yang berkecepatan tinggi. Pada umumnya triac dapat dioperasikan pada tegangan lebih dari 100V dan dapat membawa arus lebih dari 100A. [15]
Gambar 2.5 Triac
11 2.9 Aplikasi Telegram
Aplikasi Telegram yaitu aplikasi pesan chat seperti Line, whatsapp.
Aplikasi telegram memakai protokol MTProto sudah terbukti dengan tingkat keamanan yang tinggi dikarenakan memakai enkripsi end-to-end. Mirip dengan aplikasi serupa, Telegram Messenger memungkinkan untuk bertukar pesan, foto, video, dan penanda posisi antara pengguna lain. Apliksasi Telegram menawarkan manfaat yang berguna untuk penelitian, seperti cloud pada server aplikasi telegram. Ini memungkinkan untuk dapat menyimpan data seperti foto, percakapan, video dan lainnya. [14] Fungsi bot kecerdasan buatan adalah fungsi yang dapat diintegrasikan ke dalam berbagai layanan melalui Internet.
Gambar 2.6 Aplikasi Telegram
