Abdul Aziz Ichwani
21060111083026
Judul:
“PENERAPAN MIKROKONTROLER
ARDUINO UNO UNTUK MONITORING
DAERAH RAWAN PENCURIAN TENAGA
LISTRIK TEGANGAN RENDAH SATU FASA
“
Universitas
Daftar Isi
Latar Belakang Masalah
Akibat dari pemanfaatan tenaga listrik yang illegal dapat mengakibatkan kerugian di PT PLN(Persero) dan munculnya gangguan pada jaringan tenaga listrik karena pembebanan yang melebihi kapasitasnya
Salah satu upaya untuk mengatasi pencurian tenaga listrik adalah dengan melakukan
kegiatan Penertiban Pemakaian Tenaga Listrik(P2TL).
Pada pelaksanaan kegiatan P2TL masih terdapat kekurangan, yaitu kurang
Perumusan masalah
Tugas tim P2TL sangatlah penting karena mampu menekan rugi yang dialami PT PLN(Persero) akibat adanya pencurian tenaga listrik. Tetapi minimnya petugas membuat tugas mereka menjadi kurang
optimal
Berdasarkan hal tersebut penulis mencoba membuat alat yang dapat membantu mereka untuk
Batasan masalah
Prinsip kerja alat monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik
Blok diagram dan gambar rangkaian sistem
Simulasi penerapan alat
Beberapa cara pelanggan melakukan pencurian tenaga listrik
Tujuan
Dapat mengetahui terjadinya pencurian tenaga listrik pada lokasi tertentu.
Dapat memanfaatkan pemetaan pelanggan dari petugas catat meter sehingga diketehui berapa arus maksimal yang akan dibuat untuk
setting arus maksimum pada alat monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik.
Mempermudah tim P2TL untuk melakukan monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik.
Manfaat
Membantu tim P2TL dalam melakukan monitoring pencurian tenaga listrik pada daerah-daerah yang dianggap rawan.
Mengetahui bagaimana cara masyarakat dalam melakukan pencurian tenaga listrik.
Meningkatkan kinerja dari tim P2TL.
Perancang
an
Sistem
Perancang
an
Blok diagram sistem
Arduino Uno Sensor Arus
LCD
Keypad Input data petugas catat
meter
Rangkaian saklar lampu
Rangkaian Catu Daya
Flowchart Sistem
Mulai
Inisialisasi
Tampilan awal LCD
Konversi ADC dari arus ke digital
Tampilkan arus terukur di LCD
Input setting arus dengan keypad
Tampilkan Di LCD
Arus terukur > Setting Arus & Arus terukur > 0
Lampu LED menyala
Arus terukur tercatat di LCD
Y T
Tampilkan “AMAN” di LCD
Pengujian
sistem
dan
analisa
Pengujian
sistem
dan
Pengujian Sensor Arus
Dalam pengujiannya, penulis mengambil beberapa sampel beban dengan
pertamabahan besar daya 40 W yang dilakukan selama 5 kali percobaan. Hal tersebut dimaksudkan untuk mengetahui berapa besar kenaikan hasil konversi ADC tiap beban naik 40 W dengan tegangan inputan sensor 5 VDC
Daya(Watt) ADC ∆ADC Arus(A) ∆Arus (A)
40 516 0.10
80 520 4 0.20 0.10
120 524 4 0.30 0.10
140 528 4 0.40 0.10
180 532 4 0.50 0.10
Sebagai referensi pengujian arus, digunakan multimeter Kyoritsu dengan menggunakan 5 kali pengujian dengan
kenaikan daya sebear 40 W. Hasil pengujian arus ditampilkan dalam tabel berikut.
Daya(Watt) Multimeter (A) Alat(A) Error
40 0.11 0.10 0.01
80 0.20 0.20 0.00
120 0.30 0.31 0.01
140 0.42 0.40 0.02
180 0.53 0.51 0.02
Rata-rata error 0.012
Standar deviasi 0.008367
Pengujian Catu Daya
Pengujian pada rangkaian catu daya bertujuan untuk mengukur besarnya tegangan yang dibutuhkan oleh setiap blok rangkaian. Tegangan yang dibutuhkan oleh sistem berkisar antara 5-20
VDC, dan pembuatan catu daya ini mengambil keluraran tegangan sebesar 9VDC. Setelah melakukan pengukuran,
Pengujian
Mikrokontroler
Pengujian rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan cara melakukan pengukuran otput dari rangkaian. Pengukuran output dilakukan dengan cara mengukur tegangan output pada pin 5V dan pin 3V3.
1. Tegangan output rangkaian mikrokontroler pin 5V : 5 volt
Pengujian keypad dan
LCD
Pengujian Keypad dan LCD dilakukan dengan mengkoneksikan pin-pin Keypad dan LCD pada pin yang terdapat pada mikrokontroler. pengujian dilakukan dengan memperhatikan tombol yang ditekan
pada keypad apakah telah sesuai dengan yang ditampilkan pada LCD. Dengan menghidupkan dan mengisi program scanning pada
keyp
ad
Data terbaca
mikrokontrole
r
Tampilan pada LCD
1 0111 0111
2 0111 1011
Perintah program Kondisi lampu LED
digitalWrite(LedPin, High); Menyala
digitalWrite(LedPin, Low); Mati
Pengujian Sistem
Rumah Besar Daya(watt) Besar Arus(A)
1 dan 2 350 1.1
3 dan 4 40 0.10
5 dan 6 40 0.10
Total Daya=390 Arus=1.3
Pengujian simulasi menggunakan 6 rumah
Pengujian simulasi menggunakan 7 rumah
Rumah Besar
Daya(Watt)
Rumah terdaftar di PT PLN(Persero)
Rumah illegal yang tidak terdaftar di PT PLN(Persero)
Jaringan tegangan rendah satu fasa x1
Alat monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik satu fasa
Analisa Rangkaian
keypad 4 x 4
Keypad Data terbaca pada
mikrokontroler
2 0111 1011
SPASI 1101 1110
Analisa tampilan LCD
Tampilan Kondisi awal LCD Tampilan arus terukur
Tampilan untuk input arus setting maksimal Tampilan untuk kondisi tidak terjadi pencurian tenaga listrik
Tampilan kondisi awal LCD
Tampilan arus terukur
Tampilan setting arus maksimal
Tampilan untuk kondisi tidak terjadi pencurian tenaga listrik
Transistor memiliki hfe berkisar antara 60-1000(variasi nilai tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor, suhu, bahan, proses produksi, dll), Untuk amannya maka kita menggunakan nilai
minimumnya yaitu sebesar 60. Untuk dapat mengaktifkan relay, maka pada kolektor dibutuhkan arus sebesar 40mA (datasheet), oleh karena itu pada basis harus dialiri arus sebesar :
pada kolektor dibutuhkan arus sebesar 40mA (datasheet), oleh karena itu pada basis harus dialiri arus sebesar :
IB = IC/hfe IB = 40mA/60 IB = 0,67mA
Jika tegangan keluaran pada pin 2 Arduino Uno pada kondisi HIGH adalah sebesar 4,88 V, maka
RB = (VBB – VBE ) / IB
= (4,88 – 0,7 ) / 0,67 x 10-3
= 6,23 x 103
= 6,23 kΩ
Analisa Rangkaian Catu
Daya
Transformator Penurun Tegangan
Transformator bekerja berdasarkan Hukum Faraday, besar tegangan output diperoleh dari perbandingan jumlah lililtan pada kumparan primer dan skundernya
dengan Vin = 220 volt, Vout = 9 volt menunjukan bahwa transformator yang digunkan adalah transformator jenis step down.
Analisa Rangkaian Catu
Daya
Dioda Bridge
Tegangan keluaran transformator bolak balik sebesar 11 volt AC akan dirubah menjadi tegangan searah dengan menggunakan diode bridge. Besarnya tegangan searah dapat dicari dengan menggunakan rumus
Besarnya VM =1.414 x Vrms
Analisa Rangkaian Catu
Daya
Regulator Tegangan
Ic regulator 7809akan bekerja baik jika tegangan maksimum yang didapat dari keluaran transformator kurang dari 24 volt DC.Tegangan maksimum bisa dicari berdasarkan rumus
Vm = Vrms x 1.414
Tegangan output transformator yang terukur sebesar 11 Volt. Tegangan tersebut merupakan Vrms, sehingga tegangan
maksimum (Vm) adalah
Jika tegangan drop pada penyearah diperhitungkan, yaitu 0,7 x 4
Maka tegangan maksimum yang masuk ke IC regulator adalah
Vin = 15.554 – (0.7 x 4) = 15.554- 1.4
=14.154 volt
Analisas Sensor Arus
ACS712-20A
Sensor arus ACS712-20A dipasang seri ke beban untuk melakukan pengukuran arus AC. Ketika ada arus yang mengalir, sensor arus ACS712-20A akan menghasilkan tegangan DC yang bisa langsung diproses ADC internal mikrokontroler Arduino Uno. Di mikrokonntoler ADC diolah menggunakan bahasa C++ supaya dapat dihasilkan pengukuran arus AC yang sesungguhnya. Pada kondisi tidak berbeban sensor akan mengeluarkan tegangan keluaran sebesar 2,5 volt dan terbaca pada ADC mikrokontroler sebesar 512. Setiap kenaiakan satu Ampere, tegangan keluaran
sensor akan naik sebesar 100 mV. Berikut ini gambar grafik dari kenaikan tegangan sensor per satu ampere.
Kesimpulan
Rangkaian untuk monitoring daerah rawan pencurian tenaga listrik menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno sebagai pusat Kontrol, sensor arus ACS712-20A untuk mendeteksi besarnya arus yang masuk pada peralatan, keypad sebagai input untuk mengatur besarnya arus maksimum, LCD untuk menampilkan besarnya arus maksimum, dan lampu LED untuk indikasi jika terjadi pencurian tenaga listrik.
Sistem hanya mampu digunakan untuk beban kurang dari 20 A. Jika alat ingin
digunakan pada jaringan tegangan rendah yang sesungguhnya diperlukan peralatan tambahan, yaitu transformator arus.. Transformator ini akan mentransformasikan arus yang bernilai besar menjadi kecil sehingga dapat diukur oleh sistem.
Sensor arus ACS712-20A dipasang seri ke beban untuk melakukan pengukuran arus AC. Ketika ada arus yang mengalir, sensor arus ACS712-20A akan
