5 BAB II DASAR TEORI 2.1 ATS (Automatic Transfer Switch)
ATS (Automatic Transfer Switch) adalah sistem memungkinkan generator untuk secara otomatis memasok listrik ke beberapa perangkat yang terhubung ke generator saat listrik PLN habis. relay Kontak mengalir, dan kemudian daya disediakan oleh jaringan PLN. Secara sederhana, fungsi ATS adalah secara otomatis mentransfer daya dari sumber PLN (grid) ke beban (grid) ke sumber daya cadangan (generator set) ketika catu daya utama terganggu. Selain itu, ATS (Automatic Transfer Switch) sudah banyak digunakan di berbagai industri dan perkantoran yang kelistrikannya membutuhkan keandalan yang tinggi dan harus terus menyuplai daya.
2.2 Generator Set (GENSET)
Generator digunakan sebagai pengubah energi mekanik ke energi listrik.
Tenaga mekanik dihasilkan dari uap,panas, air,dll. Energi yang dihasilkan oleh genset adalah berupa arus AC (bolak balik) atau arus DC (searah). Dengan ini berpengaruh pada struktur genset yang digunakan dipembangkit listrik.
Pembangkit di sini diharapkan dapat menyediakan listrik jika terjadi gangguan, dan sumber listrik digunakan sebagai beban prioritas. Generator set adalah bagian dari genset, dan genset itu sendiri adalah energi listri yang didapatkan dari energi mekanik yang telah diubah. Generator dijadikan sebagai tenaga cadangan atau off grid (sumber daya berpengaruh pada keperluan penggunaan). Generator dan motor diesel dipasang pada satu poros, dan generator menggunakan generator sincron (alternator). Generator sinkron terbagi menjadi 2 bagian yaitu system medan magnet dan armature. Dalam design mesin sinkron terdapat 2 bagian medan magnet dimesin sinkron yang menjadi dasaran kerja mesin, yang kumparan nya membawa input DC dan jangkar tetap dibangkitkan arus bolak balik ggl. Gulungan ggl bentuk stator stasione dan struktur medan magnet yang berputar sebagai rotor yang hamper mesin sinkron mempunyainya. Kontruksi mesin sinkron secara garis besar yaitu :
Penguatan, sebagai pengaktifan fluks magnet digunakan penguat DC. Gain DC ini dapat didapatkan oleh generator DC self-amplifying yang sejalan oleh rotor mesin sinkron.
6
Rotor, sebagai medan rotor yang dijalankan tergantung dari putaran mesin, mesin berkecepatan besar sama dengan turbo generator mempunyai bentuk silinder.
Stator, mesin sinkron terbuat dari bahan feromagnetik berupa laminasi untuk memperkecil rugi-rugi arus. Dari inti feromagnetik yang baik maka resistivitas material yang besar.
2.3. Modul NodeMCU ESP8266
NodeMCU merupakan elektronik yang mengunakan chip ESP8266 untuk mampu menjalankan fungsi dari mikrokontroller dan menghubungkan koneksi internet (wifi). Ada beberapa pin I/O yang dapat dikembangkan menjadi aplikasi monitoring dan control untuk proyek IOT. NodeMCU sendiri dapat deprogram dengan menggunakan compiler Arduino, dengan menggunakan Arduino IDE.
Tampilan fisik dari NodeMCU ESP8266 menggunakan port USB (mini USB) sehingga dapat mempermudah pemrograman.
NodeMCU ESP8266 adalah modul pengembang dari turunan kluarga ESP8266 dari modul platfrom ESP-12 IoT (Internet of Things). Dari fungsi modul ini sangat mirip dengan platfrom modul Arduino, tapi yang berbeda adalah hanya dikhususkan sebagai “Connected to Internet”
GAMBAR 2.1 NodeMCU 2.4 Arduino IDE
Aduino IDE (Intergrated Development Environment) merupakan perangkat lunak yang dijalankan untuk memprogram diArduino atau diNodeMCU, dengan ini Arduino IDE sebagai media pemrograman papan Arduino dan NodeMCU.
Arduino IDE digunakan sebagai editor teks untuk dibuat mengedit, dan memvalidasi kode pemprograman. Dan diguanakan sebagai pengaupload di bord
7
Arduino. Arduino sketch atau source code Arduino diguanakan sebagai kode program pada Arduino, dengan mengunakan ekstensi file source code.ino. Arduino IDE terbagi dari :
1. Program Editor
Jendela yang digunakan untuk menulis dan mengedit program dibahasa pemrosesan.
2. Compiler
Fungsi sebagai mengkompilasi sketsa tanpa mengunggah ke papan dapat digunakan seabagai pemeriksa kesalahan sintaks sketsa. Mode untuk menjadikan kode program menjadi kode binner bagaimana mikrokontroller tidak dapat memahami bahasa pemprosesan
3. Uploader
Dapat menggunggah hasil dari kompilasi sketsa ke papan tujuan.
Pesan kesalahan dapat muncul jika papan tidak dipasang atau port COM yang beralamat tidak dikonfigurasi dengan baik. Modul yang menjalankan kode binner dari computer ke memori dipapan Arduino.
2.5 Uninterruptible Power Supply (UPS)
UPS (Uninterruptible Power Supply) adalah cadangan listrik yang dapat digunakan saat terjadi pemadaman listrik. UPS juga sebagai alat elektronik yang tetap hidup saat terjadi pemadaman listrik mendadak. Terdapat baterei didalm UPS untuk mengaliri arus listrik, baterai dapat terisi secara otomatis ketika listrik mengalir melalui UPS. Baterai disini yang digunakan menjadi suplay listrik ketika suplay dari PLN padam dan sebeluh genset mensuplai daya yang akan dibutuhkan.
Pada UPS digunakan inverter yang untuk mengubah arus DC menjadi arus AC agar arus listrik DC yang dihasilkan bisa dirubah menjadi arus AC agar bisa digunakan untuk peralatan elektronik. UPS sendiri merupakan alat yang penting dalam sistem kendali yang digunakan untuk penyimpanan sementara energi listrik, penyimpan energi ini digunakan untuk baterai UPS, dan baterai juga memiliki kapasitas tertentu sesuai dengan beban yang dibutuhkan.[7]
8 Fungsi dari UPS sendiri yaitu :
1. UPS digunakan agar dapat mencegah terjadinya kegagalan pada peralaratan listrik yang terjadi padam secara tiba-tiba.
2. UPS juga dapat membackup sementara sebelum genset. Jika tidak menggunakan UPS maka saat listrik padam dan saat arus dari PLN pindah ke genset, listrik akan tetap padam meski hanya beberapa detik. Tetapi dengan menggunakan UPS, semua ini akan teratasi, ketika listrik dari PLN mati maka UPS secara otomatis membackup tanpa ada jeda waktu atau waktu tunda untuk padam, maka setelah terjadi padam pada PLN tidak terjadi padam sampai genset siap mensuplay beban.
2.6 Panel Surya
Gambar 2.2 Panel Surya
Sel surya (solar cell) merupakan sumber energy yang sangat dibutuhkan saat ini, karena energi yang dihasilkan ramah lingkungan dan tidak mengakibatkan polusi saat konveksi energi, sumber energi yang sering dijumpai di alam yaitu sinar matahari terutama di negara tropis seperti Indonesia yang terdapat sinaran matahari yang baik disepanjang tahun. Digunakan kombinasi panel surya (portivotaic panel).
Sel surya (solar cell) dapat mengubah cahaya matahari jadi listrik melalui proses aliran elektron negatif dan elektron positif dimodul sel akibat tidak sama electron. Hasil aliiran elektron tersebut dapat memperoleh listrik DC yang bisa langsung digunakan seabagai pengisian baterai dengan tegangan dan arus listrik yang dibutuhkan.
9 2.7 Solar Charger Controller
Solar charger controller adalah komponen elektronika daya pada PLTS yang digunakan untuk mengisi baterai menggunakan modul photovoltic agar lebih optimal. Perangkat ini juga beroperasi dengan menyesuaikan tegangan dan arus pengisian baterai.
Gambar 2.3 Solar Charger Controller
Solar Charger Controller berfungsi sebagai :
Charge mode sebagai pengisian baterai ( kapan baterai harus diisi, memjaga pengisi baterai kalua baterai full)
Mode Operation sebagai pemakaian beterai ke beban (pelayanan baterai kebeban dimatikan kalua baterai sudah mulai habis)
2.7 Relay
Relay merupakan Saklar (Switch) yang diaplikasikan untuk listrik, dan termasuk komponen Elektromekanis (Electromechanical) terdapat 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (Coil) dan Mekanik (satu set kontak Switch). Relay digunakan prinsip electromagnetic sebagai pengerak kontak switch hingga dengan arus yang kecil (low power) bisa menghantarkan arus listrik bertegangan tinggi. Misalnya menggunakan relay elektromagnetik 5V dan 50mA yang dapat menjalankan Relay Armature (berfungsi sebagai saklar) untuk penghantarkan listrik 220V 2A.
10
Gambar 2.4 Bentuk Relay
Gambar 2.5 Simbol Relay
Prinsip-prinsip kerja Relay, terdiri 4 komponen relay dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contack Point (Saklar) 4. Spring
11
Gambar 2.6 Struktur Relay Kontak relay (Contact Point) terdiri dari 2 yaitu :
NC (Normally Close) adalah bentuk pertama sebelum diaktifkan akan selalu dalam diposisi tertutup (close)
NO (Normally Open) adalah bentuk pertama sebelum diaktifkan akan selalu dalam diposisi terbuka (open)
Dari gambar diatas terlihat bahwa (Inti Besi) yang dililitkan pada sebuah kumparan dapat berfungsi sebagai pengontrol dari besi tersebut. Jika komparan diberikan arus listrik maka gaya elektromagnetik akan timbul yang akan mengikat armature untuk pindah dari posisi NC menjadi NO hingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik diposisi NO. Dan akan terbuka atau tidak tersambung jika posisi Armature dalam kondisi NC. Dalam kondisi tidak ada arus listrik, jangkar kembali ke kondisi NC pertama. Kumparan yang dijalankan oleh relai berfungsi untuk menarik titik-titik kontak pada kondisi dekat, pada dasarnya dibutuhkan arus listrik yang relative kecil.
12 2.8 Inverter
Inverter merupakan rangkaian yang mengganti arus DC menjadi arus AC.
Atau inverter digunakan untuk mentransfer tegangan dari sumber DC ke beban AC. Digunakan inverter untuk aplikasi penggerak motor AC dengan kecepatan yang bisa disesuaikan, catu daya tidak mati (UPS), dan aplikasi AC bertenaga batrai. Atau bisa juga diartikan bahwa inverter merupakan rangkaian elektronika daya dengan fungsi untuk mengubah tegangan searah (DC) menjadi tegangan bolak-balik (AC).
Gambar 2.7 Inverter
Fungsi inverter adalah pengubah arus searah (DC) menjadi arus listrik bolak- baliik (AC) atau kebalikanya dengan efektifitas yang sama. dan digunakan sebagai penstabil atau mengatur tegangan klauaran dari arus listrik yang didapatkan.
Komponen-komponen inverter:
Batrai
Batrai pada inverter berfungsi sebagai sumber tegangan arus searah (DC). Arus searah pada akhirnya akan berakhir dimotor listrik.
Comporator
Comporator sebagai perbandingan pada 2 nilai yang memberikan hasil perbandingan.
13
Comporator pada inverter disini mempunyai kegunaan untuk membandingkan gelombang segitiga (gelombang pembawa) dan gelombang sinus (gelombang modulasi).
Transistor Mosfet
Komponen pada inverter ini berfungsi sebagai saklar elektronik karena tidak mungkin menggunakan saklar mekanis.
2.9 Resistor
Resistor adalah komponn elektronika dengan 2 pin, resistor juga dirancang sebagai pengatur tegangan dan arus listrik. Dan memiliki nilai hambatan (resistance) yang bisa menghasilkan listrik bertegangan antara 2 pin, dimana nilai tegangan terhadap hambatan berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
Dan disini digunakan Fixed Resistor. Fixed resistor sendiri merupakan sejenis resistor yang memiliki resistansi yang tetap. Dan resistansi nilai atau resistor hambatan fixed diketahui dengan kode warna atau angka.
Gambar 2.8 Bentuk dan Simbol Fixed Resistor
14 2.10 Dioda
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penghantar arus listrik satu arah.
Gambar 2.9 Simbol dan Dioda Fungsi dari Dioda sendiri antara lain ;
Sebagai sensor panas, misal didalam amplifier
Sebagai saklar atau pengamanan
Sebagai penstabilkan tegangan pada voltage regulator
Sebagai penyearah
Sebagai indicator
