1
RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN PEMAKAIAN LISTRIK MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN ARUS
Fondra Dwi Darmawan
1)1) Program Studi S-1 Sistem Komputer, STIKOM Surabaya, email: [email protected]
Abstract: Indonesia is the one of country in consuming electronic equipment. For that reason, Indonesia also become the most country in consuming electric power. Not everyone knows about the amount of power from each of its electronic that has used. That condition can be disserving residents who use electricity with a small amount. Measuring current method is the one solution to solve the problem. This research intends is to find out the power consumption and electric bills from each chamber so that no more confusion in the future.
Keywords : electric current, electricity power, electricity bills
Perkembangan zaman yang semakin cepat dan dinamis menuntut manusia untuk hidup serba cepat dan efisien, terutama dalam hal pemenuhan kebutuhan sehari-hari. Alat-alat yang serba modern pun digunakan agar semua kebutuhannya terpenuhi. Tanpa disadari, penggunaan ala-alat tersebut banyak mengkonsumsi energi listrik.
Di Indonesia konsumsi listrik setiap tahunnya mengalami peningkatan 10 persen setaip tahun. Berdasarkan survei data dari World Bank 1 dekade terakhir tercatat data konsumsi listrik Indonesia tahun: 2000 sebesar 92,64 Gigawatt, 2001 sebesar 101,647 Gigawatt, 2002 sebesar 108,206 Gigawatt, 2003 sebesar 112,944 Gigawatt, 2004 sebesar 120,140 Gigawatt, 2005 sebesar 127,369 Gigawatt, 2006 sebesar 133,108 Gigawatt dan tahun 2007 sebesar 142,236 Gigawatt.(World Bank,2011).
Salah satu segmen pelanggan di Indonesia yaitu rumah tangga memiliki kebutuhan listrik tiap ruangan yang berbeda- beda. Sebagai contoh, sebuah rumah kontrakan yang dihuni beberapa pengguna. Selain membayar biaya kontrakan, mereka harus membayar tagihan listrik sendiri dimana
peralatan elektronik yang digunakan pada tiap kamar mengkonsumsi daya listrik yang berbeda-beda. Di awal bulan muncul tagihan listrik dengan jumlah yang besar. Tentunya hal tesebut bisa merugikan salah satu penghuni yang merasa mengkonsumsi listrik dengan jumlah kecil, dan pada akhirnya bisa menimbulkan perselisihan antar pengguna tersebut.
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah disebutkan, maka perumusan masalah yang dapat diangkat dalam tugas akhir ini adalah :
1. Bagaimana merancang suatu system yang dapat memantau pemakaian daya listrik menggunakan metode pengukuran arus.
TUJUAN
Dalam perancangan dan pembuatan aplikasi ini, terdapat beberapa tujuan penulis, antara lain:
1. Merancang dan membuat sistem yang
dapat digunakan untuk mengukur arus
listrik.
2 2. Merancang dan membuat sistem yang
digunakan untuk mengolah data dari sensor arus ACS712 Low Current Sensor Breakout .
3. Merancang dan membuat sistem yang dapat digunakan untuk mengirim data ke PC melalui komunikasi serial RS232.
4. Merancang dan membuat sistem yang mampu memantau dan merekam data pemakaian listrik serta menampilkan besar biaya pemakaiannya.
METODE
Secara garis besar dari keseluruhan sistem pada alat ini sesuai dengan blok diagram pada Gambar 1.
Jala-jala AC
Gambar 1. Blok diagram sistem keseluruhan
Dalam Sistem ini Sensor ACS712 membaca arus tegangan AC yang terpasang kemudian mengeluarkan output hasil pembacaan arus berupa tegangan analog antara 1.5V-3.5V sesuai karakteristik sensor menuju ke Minimumsystem ATMega8.
Minimumsystem ATMega8L menerima input tegangan analog dari sensor pada port C, kemudian dirubah oleh Analog to Digital Converter (ADC) yang terdapat didalam internal ATMega8L menjadi sinyal digital 8 bit
dan diarahkan menuju IC MAX232. Pada IC MAX 232, sinyal digital 8 bit tersebut di tampung lalu kemudian dikirim secara serial ke PC dengan Baudrate 2400bps.
Di dalam PC akan dirancang suatu sistem yang berfungsi untuk menerima data pengiriman secara serial, mengolah data tersebut sehingga bisa menampilkan nilai arus yang terpasang serta biaya pemakaiannya menggunakan software Borland Delphi 7 kemudian dicatat kedalam database menggunakan Microsoft Acces 2003.
Metode Wattmeter 1 Fasa
Disini penulis menggunakan metode pengukuran daya 1 fasa dengan menggunakan wattmeter. Rumus yang digunakan untuk menghitung daya dapat dilihat sebagai berikut: P = E x I
Atau daya rata-rata :
P = E x I cos α
Sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout
Sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout buatan Allegro ini mempunyai tingkat pengukuran arus hingga 5 ampere, dan telah dilengkapi dengan penguat sehingga memudahkan pengguna untuk mengukur arus.
Keluaran ACS712 Low Current Sensor Breakout terhadap arus yang disensor dapat dilihat pada Gambar 2. Berikut;
Sensor ACS71
MINIMUM SYSTEM
ATMega8 Serial RS232
PC /USER
3 Gambar 2. Keluaran ACS712 Low Current
Sensor Breakout terhadap arus yang disensor
Penghitungan Biaya Pemakaian Listrik Tarif tenaga listrik yang disediakan oleh Perusahaan Perseroan (Persero) PT Perusahaan Listrik Negara dinyatakan dalam Tarif Dasar Listrik berdasarkan golongan tarif. Tarif listrik reguler adalah tagihan listrik yang harus dibayarkan setelah pemakaian tenaga listrik oleh konsumen. Dalam proyek Tugas Akhir ini, penulis menggunakan penghitungan tarif reguler dimana rincian biaya akan dijelaskan sebagai berikut:
Tabel 1 Tarif dasar listrik rumah tangga
Tarif Reguler = Biaya Beban + Biaya Pemakaian.
Perancangan Perangkat Keras Regulator
Catu daya merupakan pendukung utama bekerjanya suatu sistem. Catu daya yang biasa digunakan untuk menyuplai tegangan sebesar 5 Volt adalah catu daya DC yang memiliki keluaran +5 volt. Catu daya ini digunakan untuk mensuplay tegangan sebesar 5 volt. IC 7805 (IC regulator) digunakan untuk menstabilkan tegangan searah.
Kapasitor digunakan untuk mengurangi tegangan kejut saat pertama kali saklar catu daya dihidupkan. Sehingga keluaran IC regulator 7805 stabil sebesar 5 volt DC.
Rangkaian regulator terlihat pada Gambar 3.
berikut:
Gambar 3. Rangkaian regulator
Microcontroller ATMega8
Pada perancangan ini, mikrokontroler berfungsi sebagai pusat pengendali dari sistem secara keseluruhan. Mikrokontroler mempunyai tugas menerima inputan dari sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout dan memberikan lalu mengirimkan data serial ke PC.
Mikrokontroler ATMega8 memiliki 32 buah I/O, yaitu Port B, Port C dan Port D.
Adapun minimum system dari ATMega8 dapat
dilihat pada Gambar 4. berikut:
4
START
Sensor ACS712
Baca Sensor
Sensor = 0 Deklarasi Variabel Inisialisasi Proses
Kirim data secara serial
Terima data serial
Hitung nilai arus
Hitung daya dan tampilkan
Hitung tarif dan tampilkan Gambar 4. Minimum System ATMega8.
PERANCANGAN MEKANIK
Perancangan arsitektur sistem dalam hal ini adalah tempat untuk peletakan komponen-komponen elektronika, dimana terbuat dari box plastik hitam berukuran 148 x 98 x 53 mm, stop kontak dan steker.
Sedangkan rangkaian minimum system, sensor ACS712 dan power supply terletak di dasar box.
Peletakan minimum system, sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout dan power supply terlihat pada Gambar 5.
berikut:
Gambar 5. Peletakan minimum system, sensor ACS712 dan power supply.
PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK Perancangan perangkat lunak terbagi dalam beberapa device sistem antara lain : program rutin baca nilai ADC, program
pengiriman data serial, dan program komputer. Diagram alir perangkat lunak secara umum pada Gambar 6. berikut:
Y T
Gambar 6. Diagram alir perangkat lunak secara umum
PROSES RUTIN BACA ARUS
Pada proses ini mikrokontroler melakukan pembacaan arus yang terukur dari sensor, merubahnya dari analog menjadi digital kemudaian mengirimkan secara serial.
Diagram alirnya dapat dilihat pada Gambar 7.
5 Y
T
Gambar 7. Diagram alir pembacaan rutin arus
PROGRAM KOMPUTER
Program komputer menggunakan software Borland Delphi 7 dan microsoft access sebagai database. Aplikasi ini digunakan untuk memonitor daya pada suatu ruangan dan memiliki informasi-informasi yang dibutuhkan antara lain terdapat penampil nilai daya yang terpakai, golongan tarif yang terpasang, batas daya yang terpasang, biaya pemakaian dan grafik garis berdasarkan pemakaian daya. Pencatatan data dilakukan berdasarkan time interval yaitu 1 menit.
Diagram alirnya dapat dilihat pada Gambar 8.
T
Y
T
Y
Gambar 8. Diagram alir program komputer.
START
read_adc(5) = 0 sensor = read_adc(5);
putchar(sensor);
delay_ms(1000);
Start
Setting Manual
Tekan
“CONNECT”
Setting Default
Setting Port COM
Baca Data Serial dan Konversi ke
Decimal
Hitung Nilai Arus Per Menit
Hitung Nilai Daya Per Menit dan
Tampilkan
Tekan
“Disconnect
”
Hitung Biaya Pemakaian dan
Tampilkan
Finish
6 PENGUJIAN SISTEM
Pengujian Sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah modul sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout dapat menghasilkan output yang akan diterima input ADC pada mikrokontroler, kemudian dikirim melalui serial ke program. Hasil pengujian sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout dapat dilihat di Gambar 9. berikut:
Gambar 9
.Hasil pengujian sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout
Pengujian Program
Tujuan dari pengujian program ini adalah untuk mengetahui apakah program dapat memproses data dari minimum system dan mengetahui perubahan arus dan daya apabila diberi beban yang berbeda pada modul sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout. Hasil dari pengujian program dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3 berikut;
Tabel 2. Hasil pengukuran daya
TDATAK O D E
GOLTARIF TANGGAL_WAK TU
DAYA_ME NIT
K 2
R-1/TR 900 VA
15/07/2012 13:50:17
107.8431
K 2
R-1/TR 900 VA
15/07/2012 13:51:18
107.8431
Arus = 5
255
10 −
xDec
= 5
255 140
10 −
x
= 5
255 1400 −
= 5.4902 – 5
= 0.4902 Daya = Arus
maxx 220
= 0.4902 x 220
= 107.8431
Tabel 3. Hasil penghitungan biaya
THASILKO DE
GOLT ARIF
START _TIME
END_T IME
TOTAL _DAYA
TOTAL _BIAY
A K2 R-
1/TR 900 VA
15/07/20 12 13:50:17
15/07/2 012 13:51:1 8
215.68 62
0.9886
