Automatic Transfer Switch adalah perangkat yang banyak digunakan dalam sistem jaringan hybrid dan on-grid. Berapa efisiensi kinerja dari masing-masing Automatic Transfer Switch dengan menggunakan mikrokontroler AVR ATmega32 dan Zelio logic PLC. Untuk mengetahui seberapa besar efisiensi kinerja dari masing-masing Automatic Transfer Switch digunakan mikrokontroler AVR ATmega32 dan Zelio logic PLC.
Dapat menambah wawasan dan pengalaman langsung tentang saklar transfer otomatis menggunakan smart relay Zelio dan AVR Atmega32.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Baik sumber daya alam yang dapat diperbarui maupun sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui (Rimbawati et al., 2019). Relai pintar adalah jenis pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC) yang dapat diprogram menggunakan perangkat lunak ZelioSoft.
Rumusan Masalah
Ada banyak jenis mikrokontroler seperti arduino, AVR ATmega dan PIC, namun keluarga AVR adalah salah satu yang paling populer. Salah satu jenis mikrokontroler AVR adalah ATmega32 yang memiliki spesifikasi kapasitas memori yang cukup besar dan mampu bekerja dengan konsumsi daya yang rendah serta memiliki fungsi pendukung seperti ADC, memori penyimpanan, I/O, dll (Khakim, 2015).
Tujuan Penelitian
Manfaat Penulisan
Batasan Masalah
Metodologi Penelitian
Sistematika Penulisan
Tinjauan Pustaka Relevan
Menurut (Bakhtiar, 2017), puncak arus lalu lintas umumnya terjadi pada pukul 17.00 hingga 22.00. Dalam penelitiannya sistem kendali yang digunakan menggunakan metode penjadwalan waktu dimana ATS akan melakukan shunt sumber tegangan pada waktu yang telah ditentukan yaitu pada pukul 17.00 ATS secara otomatis menyambungkan kembali PLTS ke beban pada pukul 22.00. Di mana PLN akan melayani kargo tersebut 02.30 pagi sampai 18.00 dan akan diganti dengan PLTS pukul 18.00 sampai 02.30.
Landasan Teori
Bahasa pemrograman FBD merupakan salah satu bahasa yang sering digunakan pada PLC dan smart relay, selain bahasa pemrograman pembelajaran. Bahasa pemrograman FBD (Function Block Diagram) adalah bahasa pemrograman grafis yang menggunakan blok gerbang digital, penghitung, pengatur waktu, operasi aritmatika, dan blok lainnya tergantung pada perangkat smart relay dan perangkat lunak yang digunakan untuk menyusun program. Smart relay adalah bentuk khusus dari pengontrol berbasis mikroprosesor yang menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dengan aturan tertentu dan dapat
Relai pintar bekerja dengan mengamati input, kemudian melakukan proses dan tindakan sesuai keinginan dengan menghidupkan dan mematikan output (Logika 0 dan 1). Dengan kata lain, Smart Relay menentukan tindakan keluaran apa yang harus dilakukan pada instrumen sehubungan dengan status suatu ukuran atau besaran yang terdeteksi oleh masukan (Kartika et al., 2008). Zelio Soft 2 adalah perangkat lunak yang berisi alat yang dapat digunakan untuk menyederhanakan pemrograman cerdas dari relai PLC Zelio.
Smart Relay adalah sistem kontrol industri yang berdedikasi, yang berarti perangkat lunak dan perangkat keras disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi di dunia industri (Kartika et al., 2008). Oleh karena itu, sistem jaringan ATS memerlukan tambahan relay sebagai konektor pengganti smart relay internal relay. Smart Relay adalah suatu bentuk khusus dari pengontrol berbasis mikroprosesor yang menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dengan aturan-aturan tertentu dan dapat mengimplementasikan fungsi-fungsi khusus seperti fungsi logika, pengurutan, pewaktuan, pencacahan dan aritmatika untuk keperluan pengontrolan mesin dan proses yang berjalan secara otomatis dan berulang-ulang (Rafiq, 2017).
METODOLOGI PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat dan Bahan Penelitian
Prosedur Penelitian
Inisialisasi Sistem dan Blok Diagram Sistem
Suatu sistem dapat dikatakan otomatis jika dapat mengolah masukan menjadi keluaran yang telah ditentukan sebelumnya dengan mengolah data yang diterima secara mandiri. Ketika terjadi perubahan pada sisi input, maka sistem harus dapat mengolah data yang masuk bersama dengan sistem yang sedang berjalan. Pada saat relay 220V aktif maka pin analog yang terhubung ke kontak relay 220V terhubung ke tegangan dikarenakan status relay menjadi NC yang menandakan bahwa status inverter sedang dalam keadaan running.
Ketika zelio logic menerima kondisi inverter bekerja maka relay 24VDC2 mati dan relay 24VDC1 yang terhubung dengan sumber inverter 220V akan aktif sehingga beban disuplai dari tegangan inverter (PLTS). Untuk sistem ATS menggunakan Atmega32 mirip dengan sistem kerja ATS menggunakan zelio logic, namun berbeda hanya pada pengolahannya saja. Berdasarkan diagram blok di atas, pengoperasian sistem ATS mikrokontroler ATmega32 ATS berbeda hanya pada sistem pemrosesannya saja.
Jika pada panel ATS mikrokontroler AVR ATmega32, sistem monitoring membutuhkan modul tambahan berupa LCD. Bagian input dan output juga memiliki kesamaan, dimana inputnya merupakan input dari relay 220V yang fungsinya sebagai interface status PLTS.
Perancangan Sistem
- Perancangan Software
- Perancangan Hardware
Pada saat PLTS, push button reset dan AUTO selector aktif, instruksi ini menyebabkan gerbang logika AND bernilai 1 dan gerbang logika NOT bernilai 0, menginstruksikan timer menghitung selama 5 detik, kemudian mengaktifkan relai R2 (Q1), lampu indikator PLTS (QD), dan agar beban disuplai dengan tegangan dari. Dan saat PLTS aktif kembali, beban dialiri tegangan PLN selama 4 detik lagi sebelum akhirnya beralih ke PLTS. Pada saat keadaan PLTS (I1) 0, gerbang logika AND bernilai 0 dan diubah menjadi 1 oleh gerbang NOT, menginstruksikan gerbang timer untuk menghitung selama 1 detik sebelum akhirnya mengaktifkan indikator PLN (QE) dan relai R3 (Q3) sehingga beban dialiri tegangan dari PLN.
Kemudian Atmega32 akan mendeteksi apakah kondisi PLTS aktif atau sebaliknya dengan memastikan input dari relay R1 yang terhubung ke PIN A2 positif atau negatif. Jika Atmega32 menerima status LOW dari relai R1, bersamaan dengan kondisi ini PIN C0 akan mengaktifkan relai R2 dengan jeda waktu 5 detik dan selanjutnya beban akan disuplai dengan tegangan dari PLTS. Berikut format program yang dibuat dengan software cvavr untuk ATS menggunakan Atmega32 dengan status PLTS aktif dan tidak aktif.
Ketika tata letak komponen yang diperlukan untuk studi telah dirancang, langkah selanjutnya adalah membuat tata letak PCB dengan tujuan untuk membuat tata letak PCB yang akan dicetak pada papan sirkuit tercetak. Pada perancangan ini, hal pertama yang dilakukan adalah merancang semua komponen yang dibutuhkan dalam survey box panel sesuai dengan skema. Pada desain ini, finishing dilakukan dengan menambahkan komponen yang hilang dan mengurangi komponen yang mubazir.
Pengujian Alat
Untuk push button yang terdiri dari RESET dan MODE, pengetesan dilakukan dengan menekan dan melepaskan tombol tersebut. Untuk menguji rotary switch dilakukan dengan cara memutar posisi switch dari kiri ke kanan dan sebaliknya. Sedangkan pengujian untuk tombol emergency sama dengan push button yaitu dengan menekan dan melepas tombol.
Pengujian ini dilakukan dengan mengutamakan PLTS sebagai catu daya utama, artinya tegangan suplai PLTS menjadi parameter untuk membuat ATS melakukan saklar daya. Setelah itu dilakukan, langkah selanjutnya adalah mematikan PLTS dan mengamati kondisi ATS. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui respon dari masing-masing ATS ketika terjadi gangguan pada sistem jaringan listrik, termasuk gangguan hubung singkat.
Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan kabel fasa ke kabel netral menggunakan bahan konduktor seperti kabel. Ketika terjadi hubung singkat, sistem akan langsung memutus suplai, kemudian setelah 4 detik sistem akan menghubungkan kembali suplai ke beban. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui keandalan sistem ATS dalam mengcover listrik yang ada di PLTS Wisata Sawah desa Pematang Johar.
Flowchart sistem ATS keseluruhan
Hasil pengujian Automatic Transfer Switch secara keseluruhan dilakukan untuk melihat apakah kinerja sistem perangkat keras dan perangkat lunak bekerja sesuai dengan sistem yang diinginkan. Efisiensi berdasarkan daya input dan output masing-masing ATS adalah 99,4% untuk sistem kendali dengan Zelio logic PLC dan 99,5% untuk sistem kendali dengan Atmega32. Hal ini dikarenakan komponen pada Atmega32 mengkonsumsi daya yang lebih kecil dibandingkan komponen pada zelio logic PLC.
Perancangan Automatic Transfer Switch (ATS) Transition Mode Open-Transition Re-transfer dengan parameter transisi berupa tegangan dan frekuensi. Untuk software zelio logic, ZelioSoft 2 dan function block diagram digunakan sebagai algoritma pemrogramannya, sedangkan software C language dan codevision AVR digunakan untuk mengkodekan program Atmega32. Sakelar transfer otomatis adalah perangkat yang biasa digunakan dalam sistem jaringan hybrid dan grid.
Automatic transfer switch (ATS) adalah peralatan sistem yang dapat mengatur perubahan suplai daya listrik dari sumber listrik utama PLN ke sumber listrik cadangan atau genset yang bekerja secara otomatis dengan pengaturan waktu (Sadi & Mulyati, 2019). Tugas sistem minimum adalah sebagai inti dari proses sistem mikrokontroler yang memberikan instruksi kepada input atau output ke modul yang ingin dikontrol setelah sebelumnya Anda memprogram atau memasukkan instruksi untuk melakukan tindakan tertentu. Berdasarkan diagram blok di atas, pengoperasian sistem panel ATS dengan dukungan logika Zelio adalah pada saat inverter aktif maka relay 220V yang terhubung juga aktif pada saat itu.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengujian Tombol
Hasil Pengujian Switch Antar Suplai
Berdasarkan Tabel 4.2 dan Tabel 4.4 kondisi switching yang terjadi dapat menjaga kualitas jaringan listrik agar tetap dapat mensuplai beban meskipun terjadi gangguan.
Hasil Pengujian Short Circuit
Dengan kata lain arus pada hubung singkat tidak terhingga dan jika terjadi panas akan timbul pada kabel yang dapat menimbulkan percikan api.
Hasil Pengujian Beban Penuh
Analisis Program
KESIMPULAN DAN SARAN
MPPT bukanlah sistem pelacakan mekanis yang digunakan untuk mengubah posisi modul ke posisi matahari untuk mendapatkan daya paling besar, melainkan sirkuit yang mengatur pengisian baterai itu sendiri. Bentuk gelombang yang dapat dihasilkan oleh inverter antara lain gelombang kotak, gelombang sinus, gelombang sinus termodifikasi, dan gelombang modulasi lebar pulsa, tergantung dari desain rangkaian inverter yang digunakan. Smart Relay Zelio adalah kontroler buatan Schneider Electric yang berguna untuk mengontrol logika input dan mengontrol logika untuk mengeluarkan output sesuai dengan program yang dirancang.
Pada PC, kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat ini sudah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada umumnya berkisar antara 1 – 16 MHz. Mikrokontroler ATmega 32 AVR (Advanced Serbaguna RISC) adalah mikrokontroler CMOS 8 bit berdaya rendah yang dikembangkan oleh Atmel dengan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) sehingga dapat mencapai throughput eksekusi instruksi sebesar 1 MIPS (Million Instructions Per Second). Berdasarkan prinsip dasar cara kerjanya, relai dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk mengoperasikan saklar.
Diagram blok fungsi yang digunakan untuk proses ini adalah fungsi AND, fungsi saklar RS dan timer. Setelah smart relay Zelio, Atmega32 dan semua komponen penunjang riset terpasang pada box panel, langkah selanjutnya adalah proses wiring.
