Buku Prosiding SNTE 2012 [PDF]

Citation preview

SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



SUSUNAN PANITIA Panitia Pelaksana : Pelindung



: :



Penanggung Jawab Wakil Penanggung Jawab



:



Ketua Panitia Wakil Ketua Sekretaris Bendahara Tim Editor Makalah



: : : : :



Publikasi dan Dokumentasi



:



Sponsorship



:



Perlengkapan



:



Konsumsi Serifikat



: :



Abdillah, SE., MSi. Selaku Direktur Politeknik Negeri Jakarta Iwa Sudradjat, ST., MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta Ismujianto, ST., MT. Selaku Sekretaris I Jurusan Teknik Elektro Ir. Anik Tjandra Setiati Selaku Sekretaris II Jurusan Teknik Elektro Drs. Aminuddin Debataraja, ST., MSi. Drs. Abdul Aziz, MMSi. Mohamad Fathurahman, ST., MT. Murie Dwiyaniti, ST., MT. Ir. Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Isdawimah, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT. Benny, ST., MT. Mauldy Laya, S.Kom., M.Kom. Toto Supriyanto, ST., MT. Syupriadi Nasution, ST. A Damar Aji, ST., MKom. Indra Z., ST., MKom. Entis Sutisna, ST. Dra. Wartiyati, MSi. Drs. Latif Mawardi, MKom.



Reviewer: 1. Prof. T. Basuruddin, MSc., PhD. (Universitas Indonesia) 2. Prof. Dr. V.R Singh (Chairman IEEE Delhi Section) 3. Prof. Tsong P. Perng, PhD. (NTHU-Taiwan) 4. Prof. Dr. Ir. Harry Sudibyo S., DEA. (Universitas Indonesia) 5. Dr. Santoso Sukirno (Universitas Indonesia) 6. Prof. Dr. Ir. Eko Tjipto Rahardjo, MSc. (Universitas Indonesia) 7. Dr.Eng. Son Kuswandi (ITS) 8. Dr-Ing. Cuk Imawan (Universitas Indonesia) 9. Ir. Era Purwanto, M.Eng. (PENS-ITS) 10. Ir. Carlos RS, MT., (Politeknik Negeri Sriwijaya) 11. Dr. Ir. Gibson Hilman Sianipar (ITB) 12. Dr. Hiskia (LIPI) 13. Dr. Drs. Hanief S. Ghofur, SAg., MHum (Staf Ahli Kemendikbud RI) Keynote Speaker: 1. Prof. Dr. Ir. Djoko Santoso, MSc. (Dirjen Dikti Kemendikbud RI) 2. Dr. Ir. Mashury Wahab, M.Eng. (Ketua Asosiasi RADAR Indonesia, AsRI) 3. Ir. Mombang Sihite, MM. (Presiden Direktur PT. Azbil Berca Indonesia) 4. Budianto Surbakti, ST., MM. (Sales Manager Energy & Power Plant Segment PT.Schneider Electric Indonesia)



ISBN: 978-602-97832-0-9



1



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



SAMBUTAN KETUA PANITIA Kita bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena kasih dan rahmat-Nya kita dapat bertemu pada acara Seminar Nasional Teknik Elektro (SNTE) 2012 dengan tema “Peningkatan Kualitas Penelitian Sains Terapan dalam Upaya Meningkatkan Produktivitas Industri Nasional”. Pelaksanaan seminar ini merupakan agenda Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta yang rutin diadakan setiap tahun. Maksud diadakannya SNTE-2012, memasuki era globalisasi pada fenomena perubahan bidang sains, teknologi, ekonomi, dan sistem informasi dengan prespektif yang lebih luas, adanya berbagai bencana alam yang merupakan tantangan strategis perguruan tinggi dan instansi penelitian untuk mengaktualisasikan diri dalam menyelesaikan tantangan ini, serta mewujudkan sumber daya manusia yang berkualitas, unggul, dan trampil memberdayakan IPTEK. Melalui seminar ini diharapkan agar kita dapat melengkapi kemampuan akademik secara integratif, baik dari aspek-aspek teoritik maupun aspek praktis (terapan) ditengah-tengah perubahan kehidupan bermasyarakat, berbangsa, dan bernegara. Adapun tujuan SNTE-2012 sebagai bentuk salah satu pelaksanaan Tridharma Perguruan Tinggi, untuk mempublikasikan hasil penelitian secara nasional dan sebagai wahana interaksi kemitraan antara para peneliti mensinergikan antara penelitian di Perguruan Tinggi dan inovasi di industri. Dalam proses pengembangan kwalitas potensi akademik dalam upaya Link and Match antara perguruan tinggi, lembaga penelitian dan industri, membutuhkan sumber daya yang memiliki sikap kreatif, inovatif, tanggap terhadap perkembangan IPTEK untuk mendorong terciptanya masyarakat dialogis dan terbuka, saling mengisi, membangun untuk mendorong kemandirian bangsa. Sedangkan sasaran SNTE-2012 terciptanya pembaharuan diri yang satu dengan yang lain untuk dapat melahirkan pemikiran-pemikiran strategis sesuai dengan pola ilmiah pokok yang dikembangkan melalui jalur pengembangan penelitian (riset), teknologi, dan kualitas akademik untuk mempersiapkan masyarakat mandiri. Seminar Nasional Teknik Elektro 2012 menampilkan pembicara kunci Prof. Dr. Ir. Djoko Santoso, MSc., dari Dirjen Dikti Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI, Dr. Ir. Mashury Wahab, M. Eng. Ketua Asosiasi RADAR Indonesia dan Peneliti PPET LIPI Bandung, serta pakar praktisi mewakili industri di Indonesia. SNTE-2012 diikuti sekitar 90 orang pemakalah dari berbagai Perguruan Tinggi dan Instansi Penelitian di Indonesia meningkat dibandingkan dengan SNTE-2011. Peneliti tersebut berasal dari: Universitas Kristen Petra Surabaya, Universitas Sultan Ageng Tertayasa Banten, Universitas Brawijaya, Institut Teknologi Adhitama Surabaya, Universitas Lampung, ITS, UI, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, LAPAN, LIPI, Akademi Teknik Industri Makasar, STIKOM Dinamika Bangsa Jambi, Universitas Negeri Menado, Universitas Negeri Jakarta, Universitas Riau, Universitas Sriwijaya Palembang, Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang, Politeknik Negeri Perkapalan Surabaya, Politeknik Negeri Jakarta dan Universitas Pancasila. Kita mengharapkan seminar ini dapat melangkah ke depan lagi, mengintegrasikan ilmu dan teknologi melalui penelitian dalam mengatasi permasalahan dan memberikan repon yang tepat, yang menyumbangkan hal yang positif dalam pembangunan dan perubahan di dalam masyarakat. Tidak lupa kami ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada para sponsor yang mendukung kegiatan ini sehingga dapat berjalan sebagaimana mustinya. Dengan terselenggaranya seminar ini, kami selaku panitia menyampaikan bahwa kesuksesan SNTE-2012 adalah berkat dukungan, kerjasama, dan partisipasi dari semua pihak yang terkait. Selamat berseminar semoga kontribusi yang diberikan oleh para peneliti dapat bermakna untuk kemakmuran dan kesejahteraan umat manusia. Depok, 06 Desember 2012 Panitia SNTE-2012 Ketua, Drs. Aminuddin Debataraja, ST., MSi. NIP.19650425 199703 1 001 2



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



SAMBUTAN KETUA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA Puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah Subhanallahu wa Ta’ala, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, Seminar Nasional Teknik Elektro (SNTE) tahun 2012 dapat diselenggarakan sesuai waktu yang direncanakan. Seminar ini merupakan kegiatan rutin tahunan Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta sebagai wadah pertemuan ilmiah para akademisi, peneliti dan praktisi industri. Sebagai akademisi dan praktisi, kita berkewajiban untuk menghimpun sinergi dalam menyumbangkan pemikiran konstruktif guna memajukan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi terapan di Negara kita. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di negara maju khususnya di bidang teknik elektro telah membawa dunia ini semakin maju dan ini merupakan peluang sekaligus tantangan bagi kita untuk memanfaatkannya demi kemajuan dan kesejahteraan bangsa ini. Seminar Nasional Teknik Elektro (SNTE) tahun 2012 ini, mengambil tema “Peningkatan Kualitas Sains Terapan dan Teknologi dalam Upaya Meningkatkan Produktivitas Industri Nasional”. Dengan tema ini, kami berharap SNTE 2012 menjadi ajang diseminasi hasil-hasil inovasi para akademisi dan praktisi sehingga akan semakin meperkaya wawasan IPTEKS. Melalui seminar ini pula berharap menjadi jembatan emas untuk menghubungkan para akademisi dengan praktisi industri sehingga akan terjadi kerjasama riset terapan yang pada akhirnya akan membawa perubahan dari prototype menjadi produk yang bisa dinikmati masyarakat. Seminar nasional ini dapat diselenggarakan dengan baik atas bantuan berbagai pihak, baik internal maupun eksternal. Maka, perkenankan kami menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah berkontribusi atas terselelenggaranya Seminar Nasional Teknik Elektro tahun 2012. Ucapan terima kasih secara khusus kami sampaikan kepada keynote speaker, pemakalah, juga seluruh panitia pelaksana yang telah bekerja maksimal sehingga seminar ini dapat berlangsung dengan sukses. Depok, 06 Desember 2012 Jurusan Teknik Elektro PNJ Ketua,



Iwa Sudradjat, ST. MT. NIP. 19610607 198601 1 002



ISBN: 978-602-97832-0-9



3



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



SAMBUTAN DIREKTUR POLITEKNIK NEGERI JAKARTA Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan YME atas segala karunia dan rahmat-Nya yang diberikan kepada kita sekalian sehingga sampai saat ini kita dalam keadaan sehat dan dapat melaksanakan tugas serta kewajiban kita masing-masing tanpa halangan suatu apapun Saya menyambut baik dan mengucapkan selamat atas kegiatan Seminar Nasional Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta tahun 2012 karena hal ini merupakan tanggung jawab kita bahwa penelitian merupakan salah satu kewajiban yang harus dilaksanakan dari Tri Darma Perguruan Tinggi yang harus dilakukan. Untuk mengetahui sudah sampai seberapa jauh penelitian yang telah dilakukan, maka perlu dilakukan seminar ini dan yang terpenting jangan sampai ada duplikasi penelitian yang pada akhirnya jangan sampai terjadi plagiat. Menurut Undang-undang Nomor 12 tahun 2012 tentang Pendidikan Tinggi, pada pasal 46 ayat (2) bahwa hasil penelitian wajib disebarluaskan dengan cara diseminarkan, dipublikasikan dan atau dipatenkan oleh Perguruan Tinggi. Hal ini berarti seminar ini merupakan sebuah kewajiban yang harus dilakukan dari suatu hasil penelitian. Tak lupa ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh Pemangku Kepentingan baik Akademisi, Pemerintah dan Industri serta Panitia yang mendukung kegiatan ini dapat terlaksana dengan baik. Harapan saya Seminar Nasional Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta tahun 2012 ini dapat dijadikan kegiatan rutin dan juga dapat ditingkatkan menjadi Seminar Internasional aga Visi dan Misi Politeknik Negeri Jakarta dapat segera tercapai. Akhir kata saya berharap kepada para Pemangku Kepentingan untuk terus dapat mendukung kegiatan ini agar Seminar Nasional ini dapat berjalan dengan sukses dan lancer. Depok, 06 Desember 2012 Politeknik Negeri Jakarta Direktur,



Abdillah, SE., MSi. NIP 19590309 198910 1 001



4



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



JADWAL ACARA SEMINAR NASIONAL TEKNIK ELEKTRO (SNTE) TAHUN 2012 Waktu Kegiatan Penanggung jawab 08.00 – 08.30 WIB Registrasi Peserta Penerima tamu Pembukaan Acara Menyanyikan Lagu Kebangsaan Indonesia Raya Acara Laporan Ketua Panitia Ketua Panitia SNTE 2012 Sambutan Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Jurusan Teknik 08.30 – 09.00 WIB Elektro PNJ Iwa Sudradjat, ST., MT. Sambutan Direktur Politeknik Negeri Jakarta Direktur Politeknik Sekaligus Membuka Seminar Nasional Teknik Negeri Jakarta Elektro 2012 Abdillah, SE., MSi. Moderator : Pembicara Tamu I : Prof. Dr. Ir. Djoko Santoso, MSc. Drs. Aminuddin Dirjen Dikti Kemendikbud RI Debataraja, ST., MSi. 09.00 – 10.00 WIB “Masa Depan Pendidikan Politeknik ditinjau dari sumber daya manusia, kurikulum dan UU PT” 10.00 – 10.15 WIB Coffee Break Panitia Moderator : Pembicara Tamu II : Dr. Ir. MashuryWahab, M.Eng., Indri Neforawati, ST., 10.15 – 11.15 WIB KetuaAsosiasi RADAR Indonesia (AsRI) MT. “PerkembanganPenelitianTeknologi RADAR di Indonesia” Moderator : Pembicara tamu III : Ir. Mombang Sihite, MM. Dra. Wartiyati, MSi. 10.20 – 11.55 WIB President Director of PT. Azbil Berca Indonesia 12.00 – 12.30 WIB Moderator : Pembicara Tamu IV : Budianto Surbakti, ST., MM. Drs. Syupriadi Sales Manager Global Sales Indonesia Nasution, MKom. Infrastructure Business PT. Schneider Indonesia 12.30 – 13.00 WIB Ishoma Konsumsi 13.00 – 15.30 WIB Presentasi Sesi Paralel Moderator Sesi Paralel Ruang Seminar I (Ruang Aula Gedung Q Lantai 3) Waktu



Pembicara



13.00 – 13.15 WIB



Muhammad Rozali , Bhakti Yudho Suprapto dan Djulil Amri



13.20 – 13.35 WIB



Noveri Lysbetti M dan Edy Ervianto



ISBN: 978-602-97832-0-9



Judul Makalah PERANCANGAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) UNTUK PENGENDALIAN SUHU PADA STIRRED TANK HEATER BERBASIS MICROSOFT VISUAL BASIC 6.0 DATA LOGGER SENSOR SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER



Moderator Benny, ST., MT



Benny, ST., MT



5



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



Waktu



Pembicara



13.40 – 13.55 WIB



Sofiar Agusta, Tony Mulia dan M. Sidik



14.00 – 14.15 WIB



Arief Budiman dan Prawito



14.20 – 14.35 WIB



Emir Nasrullah, Agus Trisanto dan Kurnia Ramdhani



14.40 – 14.55 WIB



15.00 – 15.15 WIB



15.20 – 15. 35 WIB



Aminuddin dan Hiskia



Kusnadi dan Prawito



Syaprudin dan Darwin



Judul Makalah ATMEGA 8535 DENGAN PC SEBAGAI TAMPILAN INSTRUMEN PENGUJIAN BUTA WARNA OTOMATIS DISAIN DAN IMPLEMENTASI FIELDPROGRAMMABLE GATE ARRAY UNTUK IDENTIFIKASI CITRA WAJAH MENGGUNAKAN ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS MODEL SISTEM KONTROL PEMILAHAN PRODUK BERBENTUK KOTAK IMPLEMENTASI KONTROL OTOMASITISASI TERINTEGRASI PADA SISTEM FLOW INJECTION ANALISIS BERBANTUAN MIKROKONTROLER KONVERTER AC-DC TIGA FASA TERKENDALI TERHADAP TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) PADA BEBAN INDUKTIF BERBASIS LABVIEW SIMULASI SISTEM FILLING-DRAINING CONTROLLER



Moderator



Benny, ST., MT Benny, ST., MT



Benny, ST., MT



Benny, ST., MT



Benny, ST., MT



Benny, ST., MT



Ruang Seminar II (Ruang Teleconference Gedung Q Lantai 3) Waktu Pembicara Judul Makalah 13.00 – 13.15 WIB



13.20 – 13.35 WIB



13.40 – 13.55 WIB



Djulil Amri



Rudy Setyabudy, Eko Adhi Setiawan, Hartono BS dan Budiyanto



Masjono



14.00 – 14.15 WIB



Ferry Johnny Sangari



14.40 – 14.55 WIB



Yusak Tanoto,



6



ANALISA DGA TERHADAP KINERJA TRANSFORMATOR 30 MVA GARDU INDUK BETUNG MENGGUNAKAN METODE FUZZY PENINGKATAN KINERJA GRID TIE INVERTER PADA JARINGAN LISTRIK MIKRO SAAT KONDISI ISLANDING DENGAN PENAMBAHAN PERANGKAT UPS (Uninterrupted Power Supply) DESAIN DAN SIMULASI KONVERTER ENERGI GELOMBANG LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK RANCANGAN DAN UJICOBA PROTOTIPE PEMBANGKIT LISTRIK PASANG SURUT DI SULAWESI UTARA BASELINE ENERGY USE



Moderator Isdawimah, ST., MT.



Isdawimah, ST., MT.



Isdawimah, ST., MT.



Isdawimah, ST., MT. Isdawimah,



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



Waktu



Pembicara



Judul Makalah



Murtiyanto Santoso dan Emmy Hosea



BASED RESIDENTIAL LIGHTING LOAD CURVE ESTIMATION: A CASE OF SURABAYA RANCANG BANGUN SISTEM PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN BANTUAN PLC EFISIENSI ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN CAPASITOR PADA JARINGAN INSTALASI LISTRIK PERUBAHAN JARAK ELEKTRODA TERHADAP ARUS LISTRIK DAN KADAR MINYAK SERTA LEMAK PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA ELEKTROKOAGULASI



15.00 – 15.15 WIB



Fatahula dan Iksan Kamil



15.20 – 15. 35 WIB



Imam Halimi dan EntisSutisna



15.40 – 15.55 WIB



Sutanto



Ruang Seminar III (Ruang kelas PT BADAK Gedung Q Lantai III) Waktu Pembicara Judul Makalah



13.00 – 13.15 WIB



13.20 – 13.35 WIB



13.40 – 13.55 WIB



Hetty Rohayani. AH dan Herti Yani



Suprapto dan Kenty Wantri Anita



Hetty Rohayani. AH dan Herti Yani



14.00 – 14.15 WIB



Adhi Mahendra



14.40 – 14.55 WIB



Mulyono, Aniati Murni Arimurty dan Dina Cahyati



15.00 – 15.15 WIB



Mauldy Laya dan Juniardi Ibrahim



15.20 – 15. 35 WIB



Abdul Aziz dan Muhammad Nur Arifin



15.40 – 15.55 WIB



Indri Neforawati dan Hanifa Shofiah



ISBN: 978-602-97832-0-9



RANCANGAN SISTEM INFORMASI PERPUSTAKAAN BERBASIS WEB (STUDI KASUS STIKOM DINAMIKA BANGSA JAMBI) SEGMENTASI MORFOLOGI UNTUK MENGKUANTIFIKASI HASIL PEMERIKSAAN PAP SMEAR DALAM MENDETEKSI KANKER SERVIKS ANALISIS SISTEM PENDUKUNG KEPUTUSAN PEMBELIAN BARANG DENGAN MENGGUNAKAN FUZZY METODE MAMDANI PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP BOW-TIE PADA APLIKASI ULTRA WIDEBAND KAJIAN PEMILIHAN CIRI SEQUENTIAL FORWARD FLOATING SELECTION (SFFS) DAN TRANSFORMASI KOMPONEN UTAMA PADA DATA CITRA RADAR SKALA KECIL SISTEM PENGENALAN QRCODE UNTUK APLIKASI OTENTIFIKASI KEHADIRAN PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM INFORMASI BEASISWA PNJ BERBASIS WEB APLIKASI E-LEARNING



Moderator ST., MT.



Isdawimah, ST., MT. Isdawimah, ST., MT. Isdawimah, ST., MT.



Moderator Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom.



Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom.



Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom. Nur Fauzi 7



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



Waktu



Pembicara



Judul Makalah KRYPTOGRAFI KLASIK



16.00 – 16.15 WIB



Achmad Bachris Sati



PERANCANGAN SISTEM INFORMASI MANAJEMEN PADA PRAKTIK KEBIDANAN



Ruang Seminar IV (Ruang kelas PT PLN Gedung Q Lantai III) Waktu Pembicara Judul Makalah



13.00 – 13.15 WIB



Agus Susanto



13.20 – 13.35 WIB



Mat Syai’in, Adi Soeprijanto, Ontoseno Penangsang dan Jamal Darusalam Giu



13.40 – 13.55 WIB



Toto Supriyanto, Teguh Firmansyah, dan Achmad Budi Fathoni



14.00 – 14.15 WIB



Whempy, Dani Rahmaniar, Dian Figiana, Murie Dwiyaniti dan Kendi Moro NS



14.40 – 14.55 WIB



Rika Novita Wardhani dan Mera Kartika Delimayanti



15.00 – 15.15 WIB



15.20 – 15. 35 WIB



15.40 – 15.55 WIB



8



Mohamad Fathurahman dan Kalamullah Ramli



Latif Mawardi



Wartiyati dan Minto Rahayu



ANALISIS SIMULASI UNTUK MEMPREDIKSI BATAS STABILITAS CHATTER BERBASIS PERSAMAAN GETARAN SATU DERAJAT KEBEBASAN PADA PROSES BUBUT INTEGRASI SUMBER RENEWABLE ENERGY PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN METODE DIRECT ZBR+IPSO RANCANG BANGUN MULTIBAND BAND PASS FILTER DENGAN CROSS OPEN STUB MONITORING POSISI KERETA REL LISTRIK JAKARTABOGOR MENGGUNAKAN GPS DAN KOMUNIKASI GSM ANALISIS PENERAPAN METODE KONVOLUSI UNTUK REDUKSI DERAU PADA CITRA DIGITAL EFISIENSI KINERJA PENGELOLAAN ENERGI PADA ARSITEKTUR DATA CENTER KOMPUTASI AWAN MENGGUNAKAN GREENCLOUD SISTEM PREDIKSI MAHASISWA DROP OUT DENGAN MENGGUNAKAN METODE BAYESIAN NETWORK STRATEGI PENYELENGGARAAN PENDIDIKAN BELA NEGARA DALAM PENDIDIKAN KEWARGANEGARAAN (STUDI KASUS DI PERGURUAN TINGGI)



Moderator Soelaiman, ST., MKom Nur Fauzi Soelaiman, ST., MKom



Moderator Agus Wagyana, ST., MT.



Agus Wagyana, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT.



Agus Wagyana, ST., MT. Agus Wagyana, ST., MT.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



DAFTAR ISI Susunan Panitia



1



Sambutan Ketua Panitia



2



Sambutan Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta



3



Sambutan Direktur Politeknik Negeri Jakarta



4



Jadwal Acara



5 A. Bidang Teknik Elektronika



Kode



Judul Makalah



TE-01



PERANCANGAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) UNTUK PENGENDALIAN SUHU PADA STIRRED TANK HEATER BERBASIS MICROSOFT VISUAL BASIC 6.0



TE-02



Hal (TE)



Muhammad Rozali , Bhakti Yudho Suprapto dan Djulil Amri DATA LOGGER SENSOR SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DENGAN PC SEBAGAI TAMPILAN



01-06



07-12



Noveri Lysbetti M dan Edy Ervianto INSTRUMEN PENGUJIAN BUTA WARNA OTOMATIS



TE-03



TE-04



TE-05



TE-06



13-21 Sofiar Agusta, Tony Mulia dan M. Sidik DISAIN DAN IMPLEMENTASI FIELD-PROGRAMMABLE GATE ARRAY UNTUK IDENTIFIKASI CITRA WAJAH MENGGUNAKAN ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS Arief Budiman dan Prawito MODEL SISTEM KONTROL PEMILAHAN PRODUK BERBENTUK KOTAK Emir Nasrullah, Agus Trisanto dan Kurnia Ramdhani IMPLEMENTASI KONTROL OTOMASITISASI TERINTEGRASI PADA SISTEM FLOW INJECTION ANALISIS BERBANTUAN MIKROKONTROLER



22-26



27-34



35-41



Aminuddin dan Hiskia SIMULASI SISTEM FILLING-DRAINING CONTROLLER



TE-07



42-48 Syaprudin dan Darwin



B. Bidang Teknik Listrik Kode



Judul Makalah



TL-01



KONVERTER AC-DC TIGA FASA TERKENDALI TERHADAP TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) PADA BEBAN INDUKTIF BERBASIS LAB-VIEW



ISBN: 978-602-97832-0-9



Hal (TL) 01-06



9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



Kode



TL02



TL-03



TL-04



Judul Makalah



Hal (TL)



Kusnadi dan Prawito ANALISA DGA TERHADAP KINERJA TRANSFORMATOR 30 MVA GARDU INDUK BETUNG MENGGUNAKAN METODE FUZZY



07-13



Djulil Amri PENINGKATAN KINERJA GRID TIE INVERTER PADA JARINGAN LISTRIK MIKRO SAAT KONDISI ISLANDING DENGAN PENAMBAHAN PERANGKAT UPS (UNINTERRUPTED POWER SUPPLY)



14-21



Rudy Setyabudy, Eko Adhi Setiawan, Hartono BS dan Budiyanto DESAIN DAN SIMULASI KONVERTER ENERGI GELOMBANG LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK



22-28



Masjono TL-05



RANCANGAN DAN UJICOBA PROTOTIPE PEMBANGKIT LISTRIK PASANG SURUT DI SULAWESI UTARA



29-32



Ferry Johnny Sangari



TL-06



TL-07



TL-08



BASELINE ENERGY USE BASED RESIDENTIAL LIGHTING LOAD CURVE ESTIMATION: A CASE OF SURABAYA



33-37



Yusak Tanoto, Murtiyanto Santoso dan Emmy Hosea RANCANG BANGUN SISTEM PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN BANTUAN PLC



38-42



Fatahula dan Iksan Kamil EFISIENSI ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN CAPASITOR PADA JARINGAN INSTALASI LISTRIK



43-46



Imam Halimi dan EntisSutisna



C. Bidang Teknologi Informasi dan Telekomunikasi Kode TI-01



TI-02



TI-03



Judul Makalah



Hal (TI)



RANCANGAN SISTEM INFORMASI PERPUSTAKAAN BERBASIS WEB (STUDI KASUS STIKOM DINAMIKA BANGSA JAMBI) Hetty Rohayani. AH dan Herti Yani SEGMENTASI MORFOLOGI UNTUK MENGKUANTIFIKASI HASIL PEMERIKSAAN PAP SMEAR DALAM MENDETEKSI KANKER SERVIKS Suprapto dan Kenty Wantri Anita ANALISIS SISTEM PENDUKUNG KEPUTUSAN PEMBELIAN BARANG DENGAN MENGGUNAKAN FUZZY METODE MAMDANI



01-03



04-08



09-12



Hetty Rohayani. AH dan Herti Yani



10



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



Kode TI-04



Judul Makalah PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP BOW-TIE PADA APLIKASI ULTRA WIDEBAND



Hal (TI)



13-22



Adhi Mahendra TI-05



TI-06



TI-07



KAJIAN PEMILIHAN CIRI SEQUENTIAL FORWARD FLOATING SELECTION (SFFS) DAN TRANSFORMASI KOMPONEN UTAMA PADA DATA CITRA RADAR SKALA KECIL Mulyono, Aniati Murni Arimurty dan Dina Cahyati SISTEM PENGENALAN QRCODE UNTUK APLIKASI OTENTIFIKASI KEHADIRAN Mauldy Laya dan Juniardi Ibrahim PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM INFORMASI BEASISWA PNJ BERBASIS WEB



TI-08



Abdul Aziz dan Muhammad Nur Arifin RANCANG BANGUN MULTIBAND BAND PASS FILTER DENGAN CROSS OPEN STUB



TI-09



Toto Supriyanto, Teguh Firmansyah, dan Achmad Budi Fathoni MONITORING POSISI KERETA REL LISTRIK JAKARTA-BOGOR MENGGUNAKAN GPS DAN KOMUNIKASI GSM



23-29



30-33



34-44



45-51



52-57 TI-10



TI-11



TI-12



TI-13



Whempy, Dani Rahmaniar, Dian Figiana, Murie Dwiyaniti dan Kendi Moro NS ANALISIS PENERAPAN METODE KONVOLUSI UNTUK REDUKSI DERAU PADA CITRA DIGITAL Rika Novita Wardhani dan Mera Kartika Delimayanti EFISIENSI KINERJA PENGELOLAAN ENERGI PADA ARSITEKTUR DATA CENTER KOMPUTASI AWAN MENGGUNAKAN GREENCLOUD Mohamad Fathurahman dan Kalamullah Ramli SISTEM PREDIKSI MAHASISWA DROP OUT DENGAN MENGGUNAKAN METODE BAYESIAN NETWORK



58-63



64-72



73-78



Latif Mawardi APLIKASI E-LEARNING KRYPTOGRAFI KLASIK



79-83 Indri Neforawati dan Hanifa Shofiah



TI-14



TI-15



PERANCANGAN SISTEM INFORMASI MANAJEMEN PADA PRAKTIK KEBIDANAN Achmad Bachris Sati PEMANFAATAN NOISE RADAR KAPAL UNTUK PEMANTAUAN CURAH HUJAN WILAYAH LOKAL



84-89



90-94



Ginaldi Ari, Asif Awaludin dan Soni Aulia Rahayu



ISBN: 978-602-97832-0-9



11



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



D. Bidang Teknologi Kode



Judul Makalah



Hal (EM)



EM-01 ANALISIS SIMULASI UNTUK MEMPREDIKSI BATAS STABILITAS CHATTER BERBASIS PERSAMAAN GETARAN SATU DERAJAT KEBEBASAN PADA PROSES BUBUT



01-06



Agus Susanto. EM-02 INTEGRASI SUMBER RENEWABLE ENERGY PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN METODE DIRECT ZBR+IPSO



07-14 EM-03



Mat Syai’in, Adi Soeprijanto, Ontoseno Penangsang dan Jamal Darusalam Giu PERUBAHAN JARAK ELEKTRODA TERHADAP ARUS LISTRIK DAN KADAR MINYAK SERTA LEMAK PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA ELEKTROKOAGULASI



15-21



Sutanto E. Bidang Humaniora Kode



Judul Makalah



Hal (HU)



HU-01 STRATEGI PENYELENGGARAAN PENDIDIKAN BELA NEGARA DALAM PENDIDIKAN KEWARGANEGARAAN (STUDI KASUS DI PERGURUAN TINGGI)



01-09



Wartiyati, Minto Rahayu



12



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



PROSIDING



ISBN: 978-602-97832-0-9



13



SNTE-2012 POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



14



ISBN: 978-602-97832-0-9



TE |1



PERANCANGAN GRAPHICAL USER INTERFACE (GUI) UNTUK PENGENDALIAN SUHU PADA STIRRED TANK HEATER BERBASIS MICROSOFT VISUAL BASIC 6.0 Muhammad Rozali 1, Bhakti Yudho Suprapto2, Djulil Amri3 1.



Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, Jl. Raya Palembang – Prabumulih km 32, Indralaya, 30662 Email : [email protected]



Abstrak Heater mempunyai peranan penting dalam proses industri. Salah satunya fungsi heater digunakan pada stirred tank heater. Sistem kontrol suhu pada stirred tank heater yang utama adalah kontrol posisi bukaan burner. Pada penelitian ini, dirancang sebuah Graphical User Interface (GUI) yang difungsikan sebagai monitoring suhu dan mengontrol posisi bukaan burner. Metode kontrol yang digunakan pada kontrol suhu stirred tank heater adalah fuzzy logic control. Sedangkan bahasa pemrograman yang digunakan adalah Microsoft visual basic 6.0 pada PC dan codevision AVR dalam mikrokontrolerATMega 8535. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa persentase kesalahan dari perpindahan posisi bukaan burner terhadap nilai logika output adalah 0%. Interval waktu pengambilan nilai error sebelumnya sangat mempengaruhi nilai delta error.



Abstract Design program control the temperature on stirred tank heater use fuzzy logic control based visual microsoft basic 6.0. Heater has an important role in the process industry. One of these functions is used in stirred tank heater heater. The main temperature control system instirred tank heater is the control position openings burner. In this Research, Graphical User Interface (GUI) serves as a temperature monitoring and controlling position openings burner. Control method used in temperature control stirred tank heater is fuzzy logic control. Microsoft visual basic 6.0 is used to programming language on the PC andcodevision AVR inmicrocontrollerATMega 8535. From the test results obtained that the error percentage of displacement position openings with output logic value is 0%. Time Interval of retrieval previous error value greatly affects the value of the delta error. Keyword : Stirred tank heater, GUI, fuzzy logic control, Microsoft Visual Basic 6.0



1. Pendahuluan Di industri, heater mempunyai peranan penting dalam proses industri. Salah satunya fungsi heater digunakan pada Stirred Tank Heater. Stirred Tank Heater adalah tangki pengaduk yang sering digunakan pada industri kimia untuk melakukan reaksi secara batch pada skala kecil menghasilkan suatu material baru. Material baru tersebut merupakan hasil proses dari pencampuran dua material yang digabungkan menjadi satu atau hanya menggunakan satu material dengan adanya bantuan katalis sehingga dapat menghasilkan material yang baru serta dilalui dengan proses pemanasan.



mempengaruhi kenaikan suhu pada stirred tank heater. Untuk mengontrol suhu agar mencapai set point yang diinginkan, maka burner tersebut harus dikontrol, agar efisiensi gas bisa maksimal. Pada penelitian ini dibuat desain rancangan Grapichal User Interface (GUI) menggunakan microsoft visual basic 6.0 dan memanfaatkan algoritma fuzzy logic control yang berfungsi sebagai program kontrol burner pada stirred tank heater. GUI berperan sebagai alat bantu operator dalam memonitor dan mengontrol suhu pada stirred tank heater. Sehingga diharapkan dapat melakukan pengontrolan burner pada stirred tank heater



Burner pada stirred tank heater menggunakan gas sebagai bahan bakar. Posisi bukaan burner sangat



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



TE |2



2. Metode Penelitian Penelitian diawali dengan merancang peralatan stirred tank heater seperti yang terlihat pada gambar 1. Sebagai pemanasnya dipergunakan kompor dengan bahan gas sehingga dapat meningkatkan suhu hingga yang diinginkan. Suhu pada stirred tank heater ini di ukur menggunakan termokopel type-k dan rangkaian pengkondisi sinyal sebagai penguat sinyal. GUI mengolah suhu pada stirred tank heater menggunakan fuzzy logic control, lalu memberikan sinyal numerik ke kontrol burner dalam hal ini adalah mikrokontroler. Sinyal tersebut diolah di mikrikontroler untuk kemudian menentukan aksi yang akan dilakukan oleh burner.



Stirred tank heater GUI



Thermometer T



Kontrol burner



burner



gas



Gambar 1 sistem kendali suhu pada stirred tank heater



Blok diagram dari sistem kendali suhu pada stirred tank heater menggunakan metode fuzzylogiccontrol ditunjukkan pada gambar 3 berikut:



Gambar 2 blok diagram sistem kendali suhu



Gambar 3 tampilan GUI kontrol suhu



2.2. Microsoft Visual Basic 6.0 [2] Microsoft visual basic 6.0 merupakan program yang digunakan untuk membuat GUI. Program ini berfungsi untuk memproses suhu yang terbaca pada stirred tank heater sehingga menjadi crisp fuzzy input logic control. Crisp input tersebut berupa error dan delta error (selisih error sekarang dan error sebelumnya). Kedua crisp input tersebut akan di proses oleh fuzzy logic control.Output dari fuzzy logic control berupa suatu nilai untuk pemilihan logika bukaan burner. Data ini dikirim ke mikrokontroler melalui komunikasi serial RS232. 2.3. Fuzzy logic control [3] Fuzzy logic control akan mengevaluasi tiap fuzzy input yaitu error dan delta error dari hasil pembacaan suhu stirrer tank heater kemudian melakukan perhitungan sinyal kontrol melalui tahapan fuzzifikasi, evaluasi rule dan defuzzifikasi. Sistem inferensi fuzzy yang digunakan yaitu metode Mamdani. 2.3.1. Fuzzifikasi Fuzzifikasi merupakan proses mengubah crisp input menjadi fuzzy input. Dalam perancangan fuzzy logic control ini terdapat 2 fungsi keanggotaan fuzzy input (Error dan delta error).



2.1. Graphical User Interface (GUI) [1] GUI pada penelitian ini berfungsi sebagai monitoring dan program kontrol suhu menggunakan metode fuzzy logic control dan dibuat dengan berbasis Microsoft visual basic6.0.



Gambar 4 fungsi keanggotaan error



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



TE |3



Gambar 5 fungsi keanggotaan deltaerror



Gambar 6 fungsi keanggotaan crispoutput 2.3.2. Evaluasi aturan Metode pengambilan keputusan (inferensi) yang digunakan dalam pemrograman ini adalah metode min (minimum), dimana hasil fuzzifikasi input error dan delta error diambil derajat keanggotaan terkecil. Nilai keanggotaan terkecil dimasukkan ke dalam tabel basis aturan fuzzy. Tabel 1 Basis aturan fuzzy



Gambar 7 Flowchart Perancangan Program 2.5. Flowchart GUI



Untuk mendapatkan nilai fuzzy output pada model fuzzyMamdani yaitu dengan menggunakan metode Largest Of Maximum (LOM). Dimana nilai fuzzy output didapat dari nilai terbesar pada tabel basis aturan fuzzy. Dan nilai crisp output didapat dari nilai terbesar pada himpunan fuzzy output. 2.3.3. Defuzzifikasi Defuzzifikasi berperan dalam mengubah nilai fuzzy output menjadi nilai crisp output . Nilai crisp output akan menentukan aksi yang akan dilakukan oleh motor stepper sebagai penggerak burner. 2.4. Flowchart Perancangan Program Kontrol Suhu



SNTE-2012



Gambar 8. FlowchartGUI 2.6. Flowchart Logika Bukaan Burner



ISBN: 978-602-97832-0-9



TE |4



3. Hasil dan Pembahasan Untuk menguji pemrograman fuzzy logic control akan dilakukan secara bertahap. Tahap pertama akan dilakukan pengujian pemrograman fuzzifikasi tahap kedua dilakukan pengujian pemrograman evaluasi aturan dan tahap terakhir adalah pengujian pemrograman defuzzifikasi. Dalam pengujian fuzzy mengunakan text input pada program dan membandingkannya dengan perhitungan manual. Sebagai contoh akan dicari nilai derajat keanggotaan dari suatu fuzzy input yaitu error = 3 dan dengan fungsi keanggotaan diperlihatkan pada gambar 10 berikut:



Gambar 10. Fungsi keanggotaan error Gambar 9. flowchart logika bukaan burner Tabel 2 berikut adalah proses aktifasistepper, dimana pada saat data berada diantara 0 dan 4, maka motor stepper akan bergerak membuka burner dengan delay 50 ms per step. Tabel 3 adalah proses aktifasistepperdimana pada saat data lebih besar dari 4, maka motor stepper akan bergerak membuka burner dengan delay 50 ms per step. Tabel 2 adalah proses aktifasi stepper, dimana pada saat data sama dengan 0, maka motor stepper akan bergerak membuka dan menutup burner dengan delay 50 ms per step. Tabel 2. Langkah – langkah motor stepper open burner Pin pada Step mikrokontroler keD.4 D.5 D.6 D.7 1 1 1 0 0 2 0 1 1 0 3 0 0 1 1 4 1 0 0 1



Tabel 3. Langkah – langkah motor steppercloseburner Pin pada Step mikrokontroler keD.4 D.5 D.6 D.7 1 1 0 0 1 2 0 0 1 1 3 0 1 1 0 4 1 1 0 0



ISBN: 978-602-97832-0-9



Pada Gambar diatas, crisp input error = 3 akan memotong derajat keanggotaan Z dan PS. Maka derajat keanggotaan dapat ditentukan sebagai berikut :



Sedangkan untuk fuzzy input delta error yaitu dengan 1 dengan fungsi keanggotaan diperlihatkan seperti gambar dibawah ini:



Gambar 11. Fungsi keanggotaan delta error



Pada Gambar diatas, crisp input delta error = -1 akan memotong derajat keanggotaan NS dan Z. Maka derajat keanggotaan dapat ditentukan sebagai berikut :



Langkah selanjutnya yaitu melakukan Pengujian pemrograman evaluasi aturan. Karena pada Fuzzifikasi error hanya ada 2 fungsi keanggotaan yang tidak bernilai 0 dan pada delta error juga hanya ada 2 fungsi keanggotaan yang tidak bernilai 0 maka hanya ada 4 rule saja yang tidak bernilai 0 yaitu : • E_Z dan DE_NS



SNTE-2012



TE |5



Gambar 13. Posisi bukaan burner (a) 0O (b) 180O



• E_Z dan DE_Z



Tabel 4. Pengujian kontrol burner



• E_PS dan DE_NS = • E_PS dan DE_Z



Setelah tahap evaluasi aturan, tahap berikutnya yaitu Pengujian program defuzzifikasi. Pada model fuzzy mamdani, output fuzzy didapatkan dengan metode Largest of Maximum (LOM). Solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil nilai terbesar dari domain yang memiliki nilai keanggotaan maksimum.



Dari data tabel 6diatas dapat dilihat persentase kesalahan kontrol burner antara posisi bukaan burner perhitungan dan pengujian yaitu dengan persamaan berikut: =



= max (0,33 ; 0,4 ; 0,33 ; 0,6) = 0,6 Dari penyelesaian diatas dan berdasarkan tabel basis aturan diketahui bahwa domain yang bernilai maksimum adalah O1 dengan nilai 0,6. Dimana nilai fuzzy output O1 setelah defuzzifikasi didapatkan crisp output yaitu 1.



Sehingga didapatlah persentase kesalahan masing – masing fuzzy output terhadap kontrol bukaan burner sebagai berikut: Tabel 5.persentase kesalahan kontrol burner



Hasil pengujian diatas selanjutnya dibandingkan dengan hasil crisp output pada GUI yaitu sebagai berikut :



Dari hasil pengujian fuzzy logic control didapat keanggotaan fuzzy input error dan delta error, pada tabel basis aturan, nilai fuzzy output serta crisp output adalah sama dengan program dirancang.



Gambar 12. Tampilan hasil fuzzyoutput Pada fuzzy logic control terdapat tujuh crisp output yang berfungsi sebagai logika kontrol bukaan burner. Pada perancangan program kontrol burner di mikrokontroler perpindahan satu step berlangsung selama 50 ms dan satu step sama dengan 0,9O. Berikut adalah hasil pengujian perubahan posisi bukaan burner dari 0O sampai dengan 180O.



(a)



SNTE-2012



(b)



nilai nilai nilai yang



Pada pengujian kontrol burner didapat perpindahan posisi burner pada perhitungan sama dengan pengujian. Tabel berikut menunjukkan tingkat keakuratan perpindahan posisi bukaan burner terhadap masingmasing logika output. Tabel 6 persentase tingkat kesalahan perpindahan posisi bukaan burner Logika output 1 2 3 0 4 5 6 Rata – rata



Persentase (%) 0 0 0 0 0 0 0 0



ISBN: 978-602-97832-0-9



TE |6



Dari Tabel 6 di atas diketahui bahwa tingkat kesalahan perpindahan posisi bukaan burner terhadap logika output secara keseluruhan adalah 0 %.



4. Kesimpulan Berdasarkan pelaksanaan perancangan dan pengujian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa: 1. Interval waktu pengiriman data ke mikrokontroler dapat menentukan jumlah bukaan burner. 2. Persentase kesalahan perubahan posisi bukaan burner terhadap logika output adalah 0%. 3. Interval waktu pengambilan nilai error sebelumnya sangat mempengaruhi nilai delta error.



Daftar Acuan [1]. Gladen, Jonathan, 2000, “Introduction to the Graphical User Interface”, New York: Xerox PARC and GUI, 1 [2]. Tim Penyusun, 2005, Panduan Pemograman dan Referensi Kamus Visual Basic 6.0. Madiun : Penerbit Andi. [3]. Kusuma, Dewi, 2003, Artificial Inteligence (teknik dan aplikasinya), Yogyakarta: Graha Ilmu.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



TE |7



DATA LOGGER SENSOR SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 DENGAN PC SEBAGAI TAMPILAN Noveri Lysbetti M1, Edy Ervianto2 1



2



Elektro, Teknik, Universitas Riau, Kampus Bina Widya, Pekanbaru, 28293, Indonesia Instrumentation and Control, Universitas Riau, Kampus Bina Widya, Pekanbaru, 28293, Indonesia Email : [email protected]



Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja dari Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 Dengan Personal Computer (PC) Sebagai Tampilan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda merancang simulasi alat untuk mendeteksi dan merekam data-data suhu di dalam sebuah ruangan atau suhu benda-benda dalam setiap detik. Oleh karena itu, data logger untuk sensor suhu, berfungsi sebagai pencatat data suhu dan menampilkan hasil pencatatan suhu secara terus-menerus melalui monitor PC. Sensor suhu yang digunakan adalah tipe DS1621, yang membaca suhu dengan range pengukuran dari 00C sampai 500C. Kemudian hasil pembacaan suhu dikirim ke mikrokontroler ATmega 8535 untuk diproses sebelum dikirim melalui RS232 menuju ke monitor PC untuk di tampilkan dalam bentuk tabel. Untuk membuat database dan tampilan pada layar monitor digunakan software Visual Basic 6.0. Dari hasil pengujian data logger sensor suhu ini dapat digunakan untuk mengukur suhu ruangan dan suhu suatu benda dengan kenaikan/penurunan suhu sebesar 0,50C. Error dari pengukuran sensor adalah 2,03%. Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 Dengan PC Sebagai Tampilan, telah bekerja sesuai dengan prinsip kerjanya.



Abstract TEMPERATURE CENSOR OF DATA LOGGER BASED ON ATMEGA 8535 MICROCONTROLLER WITH PC DISPLAY. This research is aimed to observe the principle procedure of Temperature Logger Data Sensor based on Atmega 8535 Microcontroller with Personal Computer Display. This research uses method for designing equipment simulation for detecting and recording temperature in a room or things for every second. Therefore, the function of Temperature Logger Data Sensor is to measure and display the temperature continuously through PC monitor. The type of temperature censor used is DS1621 which can measure temperature from 0°C up to 50°C. The data is processed in Atmega 8535 microcontroller, and then the result is sent to PC monitor through RS232 which display data in table. Visual Basic 6.0 is used to create database and display data in monitor. The result of the study shows that the Temperature Data Logger Sensor can be used to measure temperature of rooms or things which fluctuation range of 0,5°C and the error of 2,03%. The Temperature Data Logger Sensor based on the Atmega 8535 microcontroller works according to the procedure. Keywords :



Data Logger, DS1621 Temperatur Censor, Microcontroller ATmega 8535, 232 Interface Serial, Thermocouple.



1. Pendahuluan Seiring dengan pesatnya kemajuan teknologi di segala bidang, maka meningkat pula daya pikir manusia akan teknologi tinggi sebagai kebutuhan. Dari perkembangan kompleks tersebut, tentu muncul teknologi-teknologi baru. Kemajuan teknologi sangat membantu dalam



SNTE-2012



bidang informasi. Seperti halnya sensor, yang kini banyak digunakan untuk mendapatkan informasi yang diinginkan tanpa keterbatasan ruang dan waktu dengan mendayagunakan secara maksimal cara kerja sistem sensor tersebut, yang dalam aplikasianya dibantu dengan mikrokontroler.



ISBN: 978-602-97832-0-9



TE |8



Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini sangat pesat sekali, terutama hal-hal yang dapat membantu pekerjaan manusia sehingga menjadi lebih mudah dan efisien. Seperti melakukan pencatatan suhu yang saat ini dilakukan secara manual membuat pekerjan menjadi tidak efisien. Apalagi jika pencatatan suhu diakukan secara terus-menerus dengan pencatatan suhu tiap jam. Misalnya pencatatan statistik suhu dari sebuah kota, gunung, ruangan, ruang pembakaran pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas, dll pasti akan lebih mudah tanpa harus mencatat secara manual dengan waktu tertentu. Dalam hal ini dibutuhkan suatu alat yang dapat membuat pekerjaan tersebut menjadi lebih efisien dan mudah. Hanya dengan memasang sensor suhu tersebut pada ruangan atau benda maka dapat diketahui berapa suhunya secara terus menerus dan data pengukuran dari sensor suhu dapat disimpan ke dalam sebuah PC berbentuk file (data base) dengan jangka waktu yang lama tergantung kapasitas harddisk yang digunakan pada PC tersebut. Data yang disimpan juga dapat diakses kapanpun dan data suhu beberapa bulan yang lalu dapat kita lihat di layar monitor bentuk grafik atau tabel. Tampilan pada monitor dibuat menggunakan program visual basic 6.0. Tujuan dari penulisan ini adalah untuk membuat sebuah data logger suhu yang menggunakan PC sebagai display dan tempat penyimpanan data hasil pengukuran suhu, dan menguji kinerja dari sistem Data Logger Suhu.



1.1. Perekam Data (Data Logger) Data logger adalah suatu alat elektronik yang berfungsi mencatat data dari waktu ke waktu secara continue. Beberapa data logger menggunakan Personal komputer dan software sebagai tempat menyimpan data dan menganalisa data. Data yang disimpan di harddisk dapat diakses kapanpun kita ingginkan. Hal ini termasuk beberapa perangkat akuisisi data seperti plug-in board atau system komunikasi serial yang menggunakan komputer sebagai sistem penyimpanan data real time. Hampir semua pabrikan menganggap sebuah data logger adalah sebuah perangkat yang berdiri sendiri (standalone device) yang dapat membaca berbagai macam tipe sinyal elektronika dan menyimpan data didalam memori internal untuk kemudian di-download ke sebuah komputer. Logging data (data logging) adalah proses otomatis pengumpulan dan perekaman data dari sensor untuk tujuan pengarsipan atau tujuan analisis. Sensor digunakan untuk mengkonversi besaran fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diukur secara otomatis dan akhirnya dikirimkan ke komputer atau mikroprosesor untuk pengolahan. Berbagai macam sensor sekarang tersedia. Sebagai contoh, suhu, intensitas cahaya, tingkat



ISBN: 978-602-97832-0-9



suara, sudut rotasi, posisi, kelembaban relatif, pH, oksigen terlarut, pulsa (detak jantung), bernapas, kecepatan angin, dan gerak. Selain itu, banyak peralatan laboratorium dengan output listrik dapat digunakan bersama dengan konektor yang sesuai dengan data logger. Data logger (perekam data) adalah sebuah alat elektronik yang mencatat data dari waktu ke waktu baik yang terintegrasi dengan sensor dan instrument didalamnya maupun ekternal sensor dan instrumen. Atau secara singkat data logger adalah alat untuk melakukan data logging. Biasanya ukuran fisiknya kecil, bertenaga baterai, portabel, dan dilengkapi dengan mikroprosesor, memori internal untuk menyimpan data dan sensor. Beberapa data logger diantarmukakan dengan komputer dan menggunakan software untuk mengaktifkan data logger dan melihat dan menganalisa data yang terkumpul, sementara yang lain memiliki peralatan antarmuka sendiri (keypad dan LCD) dan dapat digunakan sebagai perangkat yang berdiri sendiri (Stand-alone device). Data logger berbasis PC (PC-Based data logger) menggunakan komputer, biasanya PC, untuk mengumpulkan data melalui sensor dalam rangka menganalisis dan menampilkan hasilnya. Sistem data logger juga dapat menyediakan fitur tambahan seperti perhitungan waktu proses pemantauan alarm dan kontrol. SCADA (Supervisory Control Dan Data Acquisition) merupakan evolusi lebih lanjut dari sistem data logger berbasis komputer, dimana data disajikan dalam bentuk grafis sehingga operator dapat mengawasi percobaan atau proses. Karena fleksibilitas dari data logger berbasis komputer, mereka sekarang digunakan dalam berbagai aplikasi dan industri. Sistem data logger memiliki skalabilitas yang tinggi dan setidaknya 8 input hingga ribuan. Peralatan dasar untuk pengukuran berbasis komputer terdiri dari sensor, unit scanner atau pengukuran komputer dan beberapa perangkat lunak aplikasi yang dirancang untuk data logging aplikasi. Biasanya, sensor yang dipasang ke perangkat sinyal input-output yang pada gilirannya dihubungkan ke komputer menggunakan port standar seperti RS232, Ethernet atau USB. Atau dipasang langsung ke bus komputer. Sebagai tambahan, printer juga berguna untuk membuat grafik cetak atau laporan. Perangkat lunak yang teradapat pada komputer biasanya digunakan untuk mengelola pengumpulan data, display, penyimpanan dan analisis dan transmisi data. Sistem data logger berbasis komputer dapat sub kategori untuk menjadi baik terpusat atau terdistribusi. Salah satu keuntungan menggunakan data logger adalah kemampuannya secara otomatis mengumpulkan data setiap 24 jam. Setelah diaktifkan, data logger



SNTE-2012



TE |9



digunakan dan ditinggalkan untuk mengukur dan merekam informasi selama periode pemantauan. Hal ini memungkinkan untuk mendapatkan gambaran yang komprehensif tentang kondisi lingkungan yang dipantau, contohnya seperti suhu udara dan kelembaban relatif. Selain data logger, ada instrumen lain yang digunakan untuk mengumpulkan data yang disebut sistem akuisisi data. Istilah logging data dan data akuisisi sering digunakan secara bergantian. Namun, dalam konteks sejarah mereka cukup berbeda. Sebuah data logger adalah sebuah sistem akuisisi data, tetapi system akuisisi data tidak selalu merupakan data logger. Ada beberapa perbedaan antara data logger dengan sistem akuisisi data



1.2. Sensor Suhu DS1621 DS1621 adalah thermometer digital dan thermostat yang memiliki resolusi output sebesar 9 bit. Alarm panas keluaran (Tout) aktif ketika suhu dari peralatan melebihi suhu yang telah di atur (TH). Alarm panas keluaran masih akan aktif sampai suhu turun pada suhu yang telah di atur (TL). DS1621 ini memiliki beberapa keistimewaan seperti dapat mengukur suhu dari -550C sampai 1250C, mampu membaca suhu hingga 9-bit, dan di supply mulai dari 2,7 V sampai 5,5 V. DS1621 Memiliki jangkauan pengukuran suhu antara 55ºC hingga +125ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan outputnya adalah 10mV/ºC. Tegangan output dapat langsung dihubungkan dengan salah satu port mikrokontroler yang memiliki kemampuan ADC, misalnya ATmega8535. ADC pada ATmega8535 memiliki resolusi 10-bit, yang dapat memberikan keluaran 210 = 1024. Bila digunakan catu daya 5V, resolusi yang dihasilkan adalah 5000mV/1024 = 4.8mV. Karena LM35 memiliki resolusi output 10mV/ºC, maka resolusi termometer yang dibuat dengan ATmega8535 adalah 10mV/4.8mV ~ 0.5ºC. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut : V = Suhu ºC x10 mV .....persamaan 1



Diagram blok dari perancangan alat perekam data, dapat dilihat pada gambar 1. Dari gambar 1, diagram blok Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 Dengan PC Sebagai Display terdiri atas 4 bagian yaitu peranti Masukan, Mikrokontroler, antarmuka (interface), keluaran. Pada bagian Peranti masukan digunakan sebuah sensor suhu yaitu jenis DS1621 yang merupakan sebuah sensor suhu. Bagian mikrokontroler yang digunakan adalah jenis ATmega 8535 jenis ini lebih bagus dan memiliki lebih besar onboard memory. Di bagian Interface digunakan komunikasi jenis serial RS-232 untuk menghubungkan antara mikrokontroler dengan Personal Computer (PC). Dan pada bagian keluaran digunakan sebuah PC untuk dapat menyimpan hasil pembacaan suhu di dalam Hardisk dan ditampilkan di layar monitor berupa grafik dan tabel. Secara singkat prinsip kerja blok diagram adalah sensor suhu DS1621 membaca suhu yang kemudian hasil pengukuran di proses di dalam mikrokontroler untuk dikirim melalui RS2-32 menuju komputer untuk disimpan di dalam PC. Hasil pengukuran yang telah diterima PC ditampilkan di layar monitor dan disimpan di dalam hardisk.



3. Hasil dan Pembahasan Pengujian dilakukan untuk mendapatkan besarnya suhu yang diukur pada setiap detiknya. 1. Pengujian pengukuran suhu ruangan Suhu yang dibaca oleh sensor DS1621 adalah 310C dan suhu yang dibaca oleh termokopel 30,60C. Suhu tersebut adalah suhu ketika dilakukan pengukuran secara bersamaan tanpa ada dipengaruhi oleh sesuatu. Hasil pengukuran tersebut terlihat bahwa ada selisih atau perbedaan antara termokopel dengan logger suhu sebesar 0,40C.



2. Metode Penelitian 1.



2.



3.



4. 5.



Metode yang digunakan dalam penelitian ini berupa Studi literatur yang berkaitan dengan sensor suhu, Mikrokontroler Atmega 8535, Interface serial RS232, perekam data. Merancang simulasi alat untuk mendeteksi dan merekam data-data suhu di dalam sebuah ruangan atau suhu benda-benda dalam setiap detik. Melakukan pengujian di lapangan untuk mengetahui besar suhu yang ditampilkan berdasarkan hasil dari sensor suhu. Membaca hasil pengujian/pengamatan. Menganalisa hasil pengujian/pengamatan.



SNTE-2012



Gambar 1. Diagram blok alat



2. Pengujian dengan memberikan panas solder ke sensor suhu



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 10



Data Logger perubahan suhu yang dipanaskan dengan solder, dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel 1 dapat dilihat, pada 12:38:50 suhu 310C adalah suhu ruangan. Pada saat 12:39:07 sensor suhu mulai dipanaskan dengan solder selama satu menit sampai 12:40:08 dan terlihat terjadi peningkatan suhu. Kenaikan suhu selama dipanaskan terjadi setiap 5-6 detik sebesar 0,50C. Penurunan suhu setelah tidak dipanaskan lagi sebesar 0,50C adalah lebih lama dari waktu penurunan suhu sebelumya. Jadi sensor suhu DS1621 ini lebih lambat dalam menyesuaikan diri dengan suhu lingkungan (suhu ruangan) setelah sensor diberi perubahan suhu dengan solder. Tabel 1. Data Logger perubahan suhu yang dipanaskan dengan solder



Tanggal 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011 16/09/2011



Jam 12:38:50 12:39:09 12:39:10 12:39:16 12:39:17 12:39:21 12:39:22 12:39:25 12:39:26 12:39:30 12:39:31 12:39:35 12:39:36 12:39:41 12:39:43 12:39:48 12:39:49 12:39:54 12:39:55 12:40:08 12:40:09 12:40:21 12:40:22 12:40:36 12:40:37 12:40:59 12:41:00 12:41:26 12:41:27 12:42:11 12:42:13 12:42:21 12:43:22 12:45:20 12:45:21 12:49:55 12:49:56



ISBN: 978-602-97832-0-9



Suhu 31 31 31.5 31.5 32 32 32.5 32.5 33 33 33.5 33.5 34 34 34.5 34.5 35 35 35.5 35.5 35 35 34.5 34.5 34 34 33.5 33.5 33 33 32.5 32.5 32 32 31.5 31.5 31



3. Pengujian dengan memberikan dingin es batu ke sensor suhu Pengujian dengan es batu ini hampir sama dengan pengujian dengan solder. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berapa lama sensor suhu untuk kembali normal (membaca suhu ruangan) setelah didinginkan dalam satu menit oleh es batu. Dari pengujian ini dapat dilihat berapa lama sensor suhu akan turun suhunya sebesar 0,50C. Tabel 2 menunjukkan data logger perubahan suhu setelah didinginkan sampai suhu kembali seperti semula (suhu ruangan). Dari data logger suhu tabel 2, jam 12:18:53 logger mulai mencatat suhu yang dibaca sensor sebesar 300C. Suhu tersebut adalah suhu ruangan sebelum didinginkan dengan es batu. Sensor suhu mulai didinginkan pada waktu 12:19:00 selama satu menit hingga pada waktu 12:20:00 dengan suhu paling rendah yang terekam adalah sebesar 27,50C. Setelah melihat hasil logger suhu 4.3 dapat diketahui bahwa satu menit sensor suhu didinginkan dengan es suhu dapat turun hingga pada suhu 27,50C dan untuk kembali kepada suhu awal (suhu ruangan) membutuhkan waktu lebih kurang 10 menit. Tabel 2. Data Logger perubahan suhu didinginkan dengan es batu



4. Pengujian dengan menyentuh sensor suhu dengan jari



SNTE-2012



T E | 11



Pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui perubahan suhu apabila sensor suhu disentuh dengan jari. Perbedaan pengujian ini dengan pengujian sebelumnya adalah jika sebelumnya hanya mengukur suhu dengan meningkatkan dan menurunkan suhu kemudian dilihat berapa lama waktu sensor suhu kembali ke suhu awal (suhu ruangan) atau berapa lama menyesuaikan dengan suhu sekitar sensor maka pengujian dengan menyentuhkan jari pada sensor suhu ini akan di uji bagaimana jika benda yang akan di logger suhunya tersebut harus menyentuh sensor suhu. tabel 3 menunjukkan data logger perubahan suhu setelah sensor suhu disentuh menggunakan jari. Hasil pengujian pada tabel 3 menunjukkan, perubahan suhu yang terjadi pada saat sensor suhu disentuh selama satu menit berubah-ubah hingga suhu tertinggi adalah 330C. Hal ini menunjukan bahwa alat ini dapat digunakan untuk mengukur suhu suatu benda artinya alat ini tidak hanya digunakan untuk mengukur suhu ruangan saja. Tabel 3. Data Logger perubahan suhu pada saat sensor suhu disentuh dengan jari



Tabel 4. Persentase error sensor suhu DS1621



N SUHU O Sensor DS1621(0C) Thermokopel (0C) 1 11 10.4 2 14 13.5 3 17 16.6 4 24 23.4 5 31 30.3 6 33 32.6 7 36 35.5 8 39 38.6 9 42 41.4 10 44 43.4 Rata-rata



Error (%) 5.76 3.70 2.40 2.50 2.31 1.20 1.40 1.03 0.01 0.01 2.03



Pengujian ini berguna untuk melihat seberapa akurat sensor DS1621 dibandingkan dengan termokopel. Pengujian ini dilakukan dengan memberikan perubahan suhu pada sensor DS1621 dan pada termokopel dengan sebuah oven digital. Dari pengujian tersebut diambil beberapa data pengukuran suhu DS1621 dan hasil pengukuran termokopel. Hasil pengukuran data tersebut beserta error dari pengujian ini dapat dilihat pada tabel 4. Untuk mendapatkan error dari sensor suhu DS1621 digunakan rumus : error =



suhu termokopel − suhu DS1621



x100%



....persamaan 2



suhu termokopel



Dari rumus tesebut maka diperoleh data seperti pada tabel 4, dengan rata-rata error 2,03 %. Faktor yang mempengaruhi terjadinya error tersebut karena tingkat kepekaan sensor termokopel lebih baik dari pada sensor DS1621. Dengan error 2,03% sensor DS1621 masih dapat dikatakan layak untuk digunakan sebagai alat untuk mengukur suhu.



4. Kesimpulan



5. Pengujian keakuratan sensor suhu DS1621



SNTE-2012



Dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa : 1. Data logger ini dapat digunakan untuk memantau suhu suatu ruangan atau suhu suatu benda dengan sensor suhu yang menempel pada benda tersebut. 1. Alat ini hanya disetting untuk mengukur suhu antara 00C sampai 500C dengan kenaikan atau penurunan suhu 0,50C. 2. Error kesalahan pengukuran suhu adalah 2,03%. 3. Data logger sensor suhu ini dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan yaitu dapat berfungsi sebagai pencatat suhu dengan waktu pencatatan suhu setiap detik.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 12



Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan Terima Kasih kepada Jhon Freddy M., AMd sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik.



Daftar Acuan [1]. Agus, Kurniawan, Pemrograman COM, DCOM, dan COM+ dengan Visual Basic 6.0. Elex Media Komputindo, Jakarta, 2003. [2]. Lingga, Wardhana, Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR Seri ATMega 8535, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006. [3]. Malvino, A., Prinsip–prinsip Elektronika Jilid 1, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta, 1986. [4]. Romanson, F., Perancangan Sistem Interface RS232 Berbasis Mikrokontroler AT89C2051, 2006. [5]. Sonoku, Data Logger Bagian-2, http://sonoku.com, akses Mei 2011.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T E | 13



INSTRUMEN PENGUJIAN BUTA WARNA OTOMATIS Sofiar Agusta1, Tony Mulia2, M. Sidik3 1,2. Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia, Jalan. Salemba Raya, Jakarta Pusat, 10430, Indonesia 3. Departemen Ilmu Kesehatan Mata, Fakultas Kedokteran, Universitas Indonesia, Jalan Salmba Raya, Jakarta Pusat, 10430, Indonesia E-mail: [email protected]



ABSTRAK Salah satu gangguan yang terjadipada mataadalah buta warna.Buta warna adalah suatu keadaan dimana seseorang tidak dapat membedakan warna tertentu yang bisa dibedakan oleh orang dengan mata normal.Seseorang yang menderita buta warna dapat disebabkan oleh kelainan sejak lahir atau akibat penggunaan obat-obatan yang berlebihan. Buta warna umumnya diderita oleh laki-laki, sedangkan wanita hanyalah sebagai gen pembawa/resesif.Tujuan: penelitian ini bertujuan memudahkan user, dokter maupun pelayanan kesehatan dalam melakukan tes buta warna secara massal, dengan membuat suatu program berbasis visual basic 6.0 . Metode: membandingkan hasil tes buta warna yang dilakukan secara konvensional menggunakan Instrumen pengujian tes buta warna otomatis menggunakan software berbasis visual basic dengan perangkat bantuan berupa notebook dan tablet. Kesimpulan: 1) Instrumen Pengujian Tes Buta Warna Otomatisdapat berfungsi dengan baik dalam melakukan tes buta warna secara otomatis, 2) Instrumen Pengujian Tes Buta Warna Otomatisini user friendly dan mudah digunakan, 3) Instrumen Pengujian Tes Buta Warna Otomatisini memenuhi persyaratan untuk mengajukan HAKI.



ABSTRACT One of the disruption of the eye is color blind. Color blindness is a condition in which a person can not distinguish certain colors that can be distinguished by a person with normal eyes. A person suffering from color blindness can be caused by abnormalities since birth or due to the use of excessive drugs. Color blindness is generally suffered by men, while women are just as gene carrier / recessive.This study aims to facilitate users, physicians and health care in performing the color blind test mass, to create a program based on visual basic 6.0. Methods: compare the color blind test results conducted using conventional Ishihara test book with color blindness test automation system using visual basic-based software with the help of notebook and tablet form. Conclusions: 1) the color blind test automation systems can function well in a color blind test automatically, 2) the color blind test automation system is user friendly and easy to use, 3) color blind test automation system meets the requirements to apply for HAKI proposal. Keywords: color vision, color blind, ishihara book test, tes farnsworth munsell



1. Pendahuluan Salah satu gangguan yang terjadi pada mata adalah buta warna.Buta warna adalah suatu keadaan dimana seseorang tidak dapat membedakan warna tertentu yang bisa dibedakan oleh orang dengan mata normal.Seseorang yang menderita buta warna dapat disebabkan oleh kelainan sejak lahir atau akibat penggunaan obat-obatan yang berlebihan.Buta warna umumnya diderita oleh laki-laki, sedangkan wanita hanyalah sebagai gen pembawa/resesif. Kemajuan ilmu kedokteran dan ilmu pengetahuan pada umumnya memunculkan peralatan medis yang semakin



ISBN: 978-602-97832-0-9



canggih dalam upaya memerangi penyakit atau melakukan deteksi lebih dini pada kondisi-kondisi tertentu.Salah satu perkembangan dari kemajauan ilmu kedokteran adalah Pengetesan buta warna menggunakan buku Ishihara Test. Tes buta warna saat ini sangat dibutuhkan bagi dunia industri, pendidikan, maupun pemerintahan. Hal ini di sebabkan oleh ketergantungannya manusia dalam pekerjaan atau pendidikan yang erat sekali berhubungan dengan warna. Ishihara test adalah sebuah metode pengetesan buta warna yang dikembangkan oleh Dr. Shinobu Ishihara. Tes ini pertama kali dipublikasi pada tahun 1917 di Jepang.Sejak saat itu, tes ini terus digunakan di seluruh dunia, sampai sekarang. Tes buta warna Ishihara terdiri



SNTE-2012



T E | 14



dari lembaran yang didalamnya terdapat titik-titik dengan berbagai warna dan ukuran.Titik berwarna tersebut disusun sehingga membentuk lingkaran. Warna titik itu dibuat sedemikian rupa sehingga orang buta warna tidak akan melihat perbedaan warna seperti yang dilihat orang normal. Tes berikutnya adalah tes Farnsworth munsell. Tes ini berfungsi sebagai tes lanjutan dari tes Ishihara yang hanya dapat menentukan kelainan partial atau tidaknya. Sedangkan tes farnsworth munsell, bisa melakukan screening kelemahan warna tertentu, seperti kelemahan terhadap warna merah (protan), kelemahan terhadap warna hijau (deutan), dan kelemahan terhadap warna biru (tritan). Kedua tes Ishihara dan farnsworth Munsell ini mempunyai kelemahan yaitu berupa media tes. Media yang digunakan adalah lembaran kertas bagi ishihara dan koin-koin warna dari kertas bagi farnsworthmunsell. Media tes ini sendiri hanya dapat dilakukan pada ruangan bercahaya putih dengan intensitas penerangan yang cukup, sehingga melakukan tes buta warna ini tidak bisa di sembarang tempat/ruangan dengan bercahaya redup dan menggunakan cahaya kemerahan atau lampu pijar. Hal ini merupakan salah satu dari kelemahan tes konvensional, karena jika penerangan ruangan tidak sesuai dengan ketentuan standar, maka warna pada media tes pun akan berubah. Media lembaran kertas bagi ishihara pun mempunyai kelemahan berupa pemudaran warna, mudah robek dan bisa saja salah satu dari lembaran tes terselip ataupun hilang. Sedangkan media koin-koin warna pada tes farnsworth munsell sendiri, memiliki kelemahan berupa pemudaran warna, mudah robek dan bentuk koin yang sangat kecil, sehingga bisa hilang atau tercecer. TesisInstrumen pengujian buta warna otomatis ini menggunakan software visual basic ini akan mencoba berusaha menggantikan buku ishihara tes dan farnsworth munsell yang selama ini menjadi pegangan bagi para dokter mata. Penelitian ini mengacu pada sifat dari buku yang mudah robek, dan pemudaran warna apabila sudah lama terpakai.



Buta Warna Buta warna adalah suatu kelainan yang disebabkan ketidakmampuan sel-sel kerucut mata untuk menangkap suatu spektrum warna tertentu yang disebabkan oleh faktor genetis (Birch, 2001). Buta warna merupakan kelainan genetika yang diturunkan dari orang tua kepada anaknya, kelainan ini sering juga disebut sex linked, karena kelainan ini dibawa oleh kromosom X. Artinya kromosom Y tidak membawa faktor buta warna. Hal inilah yang membedakan antara penderita buta warna pada laki-laki dan perempuan. Seorang



SNTE-2012



perempuan terdapat istilah 'pembawa sifat', hal ini menunjukkan ada satu kromosom X yang membawa sifat buta warna. Perempuan dengan pembawa sifat, secara fisik tidak mengalami kelainan buta warna sebagaimana wanita normal pada umumnya, tetapi wanita dengan pembawa sifat berpotensi menurunkan faktor buta warna kepada anaknya kelak. Apabila pada kedua kromosom X mengandung faktor buta warna maka seorang wanita tersebut menderita buta warna.



Klasifikasi Buta Warna Ada tiga jenis gangguan penglihatan terhadap warna, yaitu: 1.Monochromacy Monochromacy adalah keadaan dimana seseorang hanya memiliki sebuah sel pigmen cones atau tidak berfungsinya semua sel cones . Monochromacy ada dua jenis, yaitu rodmonochromacy dan cone monochromacy . a. Rod monochromacy (typical) adalah jenis buta warna yang sangat jarang terjadi, yaituketidakmampuan dalam membedakanwarna sebagai akibat dari tidakberfungsinya semua cones retina . Penderitarod monochromacy tidak dapat membedakan warna sehingga yang terlihat hanya hitam, putih dan abu-abu. b. Cone monochromacy (atypical) adalah tipe monochromacy yang sangat jarang terjadi yang disebabkan oleh tidak berfungsinya dua sel cones. Penderita cone monochromacy masih dapat melihat warnatertentu, karena masih memiliki satu sel cones yang berfungsi. 2.Dichromacy Dichromacy adalah jenis buta warna dimana salah satu dari tiga sel cone tidak ada atau tidak berfungsi. Akibat dari disfungsi salah satu sel pigmen pada cone, seseorang yang menderita dikromatis akan mengalami gangguan penglihatan terhadap warna-warna tertentu. Dichromacy dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan sel pigmen yang rusak. a. Protanopia adalah salah satu tipe dichromacy yang disebabkan oleh tidakadanya photoreseptor retina merah . Padapenderita protanopia, penglihatan terhadapwarna merah tidak ada. Dichromacy tipe initerjadi pada 1% dari seluruh pria.Protanopia juga dikenal dengan buta warnamerah-hijau seperti terlihat pada gambar 1.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 15



b.



Deutanopia adalah gangguan penglihatan terhadap warna yang disebabkan tidak adanya photoreseptor retinahijau seperti terlihat pada gambar 2.



Tritanopia adalah keadaan dimana seseorang tidak memiliki short-wavelength cone. Seseorang yang menderita tritanopia akan mengalami kesulitan dalam membedakan warna biru dan kuning dari spektrum cahaya tampak. Tritanopia disebut juga buta warna biru-kuning dan merupakan tipe dichromacy yang sangat jarang dijumpai. 3.Anomalous trichromacy Anomalous trichromacy adalah gangguan penglihatan warna yang dapat disebabkan oleh faktor keturunan atau kerusakan pada mata setelah dewasa. Penderita anomaloustrichromacy memiliki tiga sel cones yang lengkap, namun terjadi kerusakan mekanisme sensitivitas terhadap salah satu dari tiga sel reseptor warna tersebut . a. Protanomaly adalah tipe anomalous trichromacy dimana terjadi kelainanterhadap long-wavelength (red) pigment,sehingga menyebabkan rendahnyasensitifitas terhadap cahaya merah . Artinyapenderita protanomaly tidak akan mampumembedakan warna dan melihat campuranwarna yang dapat dilihat oleh mata normal. Penderita juga akan mengalami penglihatan yang buram terhadap warna spektrum merah. Hal ini mengakibatkan mereka dapat salah membedakan warna merah dan hitam. Pergeseran panjang gelombangnya bisa kita lihat pada gambar 3.



b.



Deuteranomaly disebabkan oleh kelainan pada bentuk pigmen middle-wavelength (green)



c.



ISBN: 978-602-97832-0-9



Sama halnya dengan protanomaly, deuteranomaly tidak mampu melihat perbedaan kecil pada nilai hue dalam area spektrum untuk warna merah, orange, kuning, dan hijau. Penderita salah dalam menafsirkan hue dalam region warna tersebut karena huenya lebih mendekatiwarna merah.Perbedaan antara keduanya yaitu penderita deuteranomaly tidak memiliki masalah dalam hilangnya penglihatan terhadap kecerahan (brigthness). Pergeseran panjang gelombang bisa kita lihat pada gambar 4. c.



Tritanomaly adalah tipe anomolous trichromacy yang sangat jarang terjadi,baik pada pria maupun wanita. Pada tritanomaly, kelainan terdapat pada shortwavelength pigment (blue).Pigmenbiruinibergeserke area hijau darispektrumwarna.Tidakseperti protanomaly dan deuteranomaly, tritanomaly diwariskanoleh kromosom 7. Inilah alasan mengapapenderita tritanomaly sangat jarangditemui.



SNTE-2012



T E | 16



jelas mengenai plate-plate warna tersebut, bisa kita lihat pada gambar 6.



BLOK DIAGRAM SISTEM PENELITIAN Blok diagram pada penelitian ini bisa kita lihat pada gambar 5.



Start



Masukkan data dokter



Masukkan data pasien Gambar 6. Plate-plate Ishihara test Tes ishihara



Farnsworth Munsell test Hasil tes ishihara



Score < 60%?



Simpan, Print



Tes Farnsworth Munsell



Hasil tes farnsworth munsell



Finish



Peralatan berikutnya adalah tes farnsworth munsell. Tes ini merupakan tes kelanjutan dari tes ishihara.Pada tes ishihara, hasil yang didapat hanyalah mendiagnosa apakah pasien mengalami buta warna parsial atau tidak. Sedangkan pada tes farnsworth munsell, tes ini bisa mendiagnosa dengan melakukan screening kelemahan warna tertentu, seperti kelemahan terhadap warna merah (protan), kelemahan terhadap warna hijau (deutan), dan kelemahan terhadap warna biru (tritan) (Birch, 2001). Untuk pengujian tes farnsworth munsell D-15 ini pun tidaklah sulit. Pasien diminta untuk menghafal urutanurutan warna pada koin-koin yang sudah disiapkan.Lalu kita melakukan acak warna pada koin-koin warna tersebut.Setelah koin-koin warna tersebut di acak, maka pasien di minta untuk mengurutkan kembali warnawarna yang ada.Setelah selesai, maka kita bisa menyocokkan urutan warna yang telah di susun kembali oleh pasien.Untuk lebih jelas mengenai koin-koin warna pada tes farnsworh munsell, bisa di lihat pada gambar 7.



Penelitian ini dimulai dengan pengujian buta warna menggunakan buku tes ishihara 17 plate. Hasil dari pengujian buta warna menggunakan buku ishihara ini dibandingkan dengan instrumen pengujian buta warna otomatis menggunakan tablet dan notebook. Hasil dari kedua pengujian tersebut dibandingkan untuk mendapatkan kesimpulan. Gambar 7. Koin-koin warna farnsworth munsell



Ishihara Test Peralatan untuk tes buta wana ini berupa buku yang berisi plate-plate warna yang disusun dari bulatanbulatan kecil berwarna-warni sehingga membentuk sebuah image berupa angka. Untuk pengujiannya pun tidaklah sulit, karena hanya dengan menunjukkan gambar-gambar yang ada kepada pasien lalu pasien di minta untuk menyebutkan angka yang ada.Untuk lebih



SNTE-2012



Instrumen Pengujian Buta Warna Otomatis Pada instrumen pengujian buta warna otomatis ini, dibuat menggunakan alat bantu berupa notebook dan tablet PC. Untuk spesifikasi dari notebook yang di pakai adalah sebagai berikut : 1.



Merek



: Fujitsu



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 17



2. 3. 4. 5. 6.



Operating System bit Processor Memory Graphics MB RAM Display BackLight



: Windows 7 Home Basic 64 : AMD E450 dual CPU : Radeon HD Graphics 512 : 6 GB : WXGA HD with LED



Sedangkan spesifikasi tablet PC yang di gunakan adalah sebagai berikut : 1. Merek : Cyrus 2. Operating System :Android Ginger Bread V.2.3 3. Processor : Cortex A8 1 Ghz 4. Memory RAM : 512 MB 5. Display :LCD with HD (High Definition) Display 6. Koneksi : WiFi



program. Tampilan awal ini bisa kita lihat pada gambar 8.Pada tampilan awal ini terdapat tombol masuk dan tombol keluar. Tombol masuk, akan ke tampilan berikutnya dari program yaitu berupa tombol input data dari dokter sebagai user dari program ini yang bisa di lihat pada gambar 9.Serta tombol keluar untuk keluar dari program tes buta warna ini.



Gambar 8. Tampilan awal dari Instrumen pengujian buta warna otomatis



2. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan menguji parameter tes yang ada berupa tes konvensional yang selama ini di gunakan oleh dokter-dokter mata, setelah itu lalu di bandingkan dengan menguji parameter konvensional yang sudah di rubah menjadi bentuk perangkat lunak berbasis PC dan tablet yang dapat berjalan secara otomatis. Hasil dari kedua tes ini akan dibandingkan dan dihitung tingkat kesalahan yang ada pada instrumen pengujian buta warna otomatis ini, agar bisa mengetahui seberapa jauh instrumen pengujian buta warna otomatis ini dapat digunakan sebagai pengganti tes konvensional berupa buku ishihara dan tes fanrsworth munsell yang masih berupa koin-koin warna.



Pembuatan Perangkat Lunak Instrumen pengujian buta warna otomatis Berdasarkan hasil analisis kebutuhan informasi pengguna dan disain perangkat lunak instrumen pengujian buta warna otomatis, maka perangkat lunak ini dapat segera dibuat guna menjawab kebutuhan tersebut. Dalam pembuatan perangkat lunak apapun, antar muka juga memegang peranan yang penting. Antar muka dapat memudahkan user dalam mengoperasikan perangkat lunak yang telah dibuat. Oleh karena itu, antar muka pada tes buta warna ini dibuat menarik dan sederhana sehingga petugas dapat mengoperasikan perangkat lunak ini dengan mudah.



Gambar 9. Tampilan kedua dari Instrumen pengujian buta warna otomatis



Tampilan Input Data Dokter Pada tampilan input data dokter, disini kita bisa memilih data dokter yang sudah ada sebelumnya pada field “pilih dokter”, lalu kita klik tombol “pilih” atau kita juga bisa menambahkan data dokter yang baru dengan mengklik tombol “tambah”, atau mengedit data dokter yang sudah ada dengan mengklik tombol “edit”. Tampilan program bisa di lihat pada gambar 10.



3. Hasil dan Impementasi Tampilan Muka (Interface) Tampilan muka pertama ini menampilkan tampilan awal dari perangkat lunak yang dibuat. Disini terdapat judul dari program dan nama mahasiswa dari pembuat



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gambar 10. Tampilan pilih/tambah/edit dokter



SNTE-2012



T E | 18



Pada tombol “tambah”, kita bisa memasukkan data dokter yang baru, lantas memasukkan nama dokter secara lengkap pada field “nama dokter”, lalu memasukkan nomor Induk kepegawaian dengan mengisi field “NIK” dan selanjutnya memilih bidang keahlian dan status pada field “bidang keahlian” dan field “status”. Setelah semua field di isi secara lengkap, maka kita bisa mengklik tombol “ simpan”. Setelah di klik tombol “simpan”, maka data yang kita isikan tadi, akan secara otomatis masuk di dalam listing field “pilih doker”. Lalu kita pilih nama dokter yang sudah kita isikan datanya, setelah itu tekan tombol “pilih”. Tampilan Input Data Pasien Sebelum kita memasukkan data pasien, maka setelah kita memilih tombol “pilih” pada tampilan input dokter, maka akan ke tampilan tombol “masukkan data pasien”. Tampilan nya bisa kita lihat pada gambar 11.Pada tampilan itu, kita tekan tombol “masukkan data pasien”, agar dapat menginput data pasien baru, atau memilih data pasien lama. Setelah tombol “masukkan data pasien” ditekan, maka akan tampil pada tampilan input data pasien. Pada tampilan ini, kita bisa memilih data pasien lama yang sebelumnya pernah berkonsultasi dengan mengklik pada field “pilih pasien”. Pada field “pilih pasien” kita bisa memilih salah satu dari listing yang ada, sehingga user/dokter tidak perlu repot kembali dengan mengisi data pasien baru. Tampilan bisa kita lihat pada gambar 12.



7. 8.



Alamat Status



Gambar 12. Tampilan pilih/edit/simpan pasien Setelah mengklik tombol “pilih”, maka akan ke tampilan berikutnya yaitu tampilan untuk memulai proses pengetesan buta warna. Proses pengetesan buta warna yang pertama adalah pengetesan dengan menggunakan plate-palte ishihara yang sudah di scan. Setelah kita mengklik tombol start, maka akan muncul plate ishihara test yang akan muncul per 10 detik, dengan 5 option jawaban yang tersedia d bawahnya. Apabila sampai 10 detik, pasien tidak mengetahui jawabannya, maka software akan melanjutkan ke plate berikutnya secara otomatis dan pasien di anggap salah dalam memilih jawaban yang tersedia. Tampilan pada software bisa kita lihat pada gambar13.



Gambar 13. Tampilan plate ishihara dan pengetesan buta warna



Gambar 11. tampilan tombol “masukkan data pasien”



Setelah pengetesan buta warna menggunakan plate-plate ishihara tes selesai dilakukan, maka kita dapat melihat hasil tes dari buta warna dengan mengklik tombol “lihat hasil” setelah itu kita dapat melihat hasilnya seperti pada gambar 14.



Untuk mengisi data pasien baru, kita bisa mengklik pada tombol “tambah”.Maka field-field yang telah tersedia harus kita isi sesuai dengan data pasien yang sebenarnya. Field yang tersedia antara lain: 1. Nama pasien 2. Tempat lahir 3. Tanggal lahir 4. Jenis kelamin 5. Pekerjaan 6. Nomor handphone



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 19



Tes kedua adalah tes farnsworth munsell. Saat kita mengklik tombol “farnsworth munsell” di komputer makaakan tampil seperti gambar 16.



Gambar 14. Tampilan hasil setelah melakukan tes buta warna Hasil tes berupa prosentase. Apabila hasil prosentasenya kurang dari 60%, maka pasien akan melanjutkan ke tes berikutnya yaitu tes farnsworth munsell. Tombol tes farnsworth munsell sendiri secara otomatis akan muncul apabila hasil yang didapat kurang dari 60%. Sebelum kita melakukan pengetesan buta warna menggunakan farnsworth munsell, kita dapat menyimpan dan mencetak hasil tersebut menggunakan printer. Hasil datanya berupa file pdf. Setelah kita mengklik tombol “cetak pdf”, maka akan muncul nama data yang akan di simpan ke dalam folder instalasi software tersebut. Nama file tersebut disesuaikan dengan tanggal dan jam saat file disimpan. Selain kita dapat menyimpan dan mencetak, kita juga bisa mengirim hasil tes tersebut melalui email, ke seluruh penjuru dunia menggunakan fasilitas internet. Fasilitas email tersebut terbatas pada email pengirim. Email pengirim hanya bisa menggunakan fasilitas dari google mail. Tetapi untuk penerima, email tidak dibatasi, dengan kata lain kita bisa mengirim email ke alamat manapun di seluruh penjuru dunia. File pdf secara otomatis menjadi sisipan atau lampiran yang akan dikirimkan ke email tujuan dengan mengklik tombol kirim. Tampilan softwarenya bisa kita lihat pada gambar 15.



Gambar 16. Tampilan urutan-urutan warna gradasi yang berurut Pada tampilan ini, pasien di minta untuk mengingat urutan-urutan warna yang telah tersusun sesuai gradasinya.Setelah pasien di rasa cukup waktu dalam mengingat urutan-urutan warna tersebut, maka dokter atau user dapat mengklik tombol “lanjut” pada komputer. Maka setelah itu, komputer akan mengacak warna-warna yang telah berurutan tadi dan pasien diminta untuk menyusun kembali sesuai dengan uruturutan yang telah di ingat sebelumnya. Prosesnya adalah menggunakan tablet dengan mendrag warna-warna yang ada dibawah dan di taruh kedalam kolom yang tersedia. Tampilan ini bisa kita lihat pada gambar 17. Setelah semua urutan-urutan warna di sesuaikan dengan urutan-urutan yang telah di ingat sebelumnya, maka pasien dapat mengklik tombol “selesai”, dan pada komputer user bisa mengklik tombol “lihat hasil”. Maka kita akan mendapatkan hasil dari tes farnsworth munsell tersebut pada komputer.Tampilan bisa kita lihat pada gambar 18.



Gambar 17. Proses pengacakan warna Gambar 15. Tampilantoolbox untuk mengirim email



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T E | 20



Gambar 18. Hasil tes farnsworth munsell Hasil yang di dapat pada tes farnsworth munsell ini kita rujuk terhadap kesalahan-kesalahan urutan warna yang di susun. Untuk lebih jelasnya maka kita bisa lihat pedoman pada gambar dibawah 19a, 19b, 19c, 19d.



Gambar 19d. Mata dengan kelainan tritan



4. Simpulan Pada bagian ini akan ditarik kesimpulan atas pembahasan terhadap pengolahan data hasil penelitian. Kesimpulan ini akan menjawab tujuan dari penelitian, selain itu juga berisi tentang saran penelitian sehingga diharapkan dapat dilanjutkan oleh peneliti yang akan datang dan dapat memberikan manfaat lebih lanjut. Dari data hasil penelitian dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1.



Gambar 19.a. Mata Normal



2.



Gambar 19.b. Mata dengan kelainan Protan



Percobaan menggunakan metode tes buta warna secara otomatis menggunakan perangkat lunak berbasis visual basic 6.0 menggunakan notebook dan tablet tidak berbeda dari hasil yang di dapat dengan metode konvensional dengan menggunakan ishihara book test. Dengan kata lain, perangkat lunak yang di gunakan, bisa dijadikan acuan dan pegangan dalam melakukan tes buta warna dan dapat membantu user maupun dokter agar pekerjaan dalam melakukan tes buta warna menjadi mudah dan cepat. Pada metode tes buta warna secara otomatis ini, masih terdapat kesalahan-kesalahan kecil yang di akibatkan kurang pahamnya pasien dalam menggunakan teknologi terbaru berupa layar sentuh pada tablet. Hal ini bisa di edukasikan terlebih dahulu kepada pasien agar dapat melakukan tes buta warna secara benar dengan menggunakan layar sentuh.



5. Saran



Gambar 19.c. Mata dengan kelainan Deutan



SNTE-2012



Penelitian ini masih jauh dari sempurna dikarenakan berbagai keterbatasan yang ada, oleh karena itu direkomendasikan untuk: 1. Melakukan penelitian lebih lanjut dengan menampilkan edukasi yang diperlukan, agar pasien bisa menggunakan teknologi terbaru berlayar sentuh. 2. Memperbaiki hasil akhir pada tes farnsworth munsell, sehingga hasil yang di dapat bisa di tampilkan secara otomatis.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 21



[2]. Bruce James& Chris Chew& Antony Bron. (2006). Lecture Note on Ophthalmology. Erlangga.



[8]. Majalah Kesehatan, m. (2011, March 20). Buta Warna, mengapa terjadi dan bagaimana mengetahuinya. Retrieved October 30, 2012, from majalah kesehatan: http://majalahkesehatan.com/buta-warna-mengapaterjadi-bagaimana-mengetahui/



[3]. Gabriel, d. J. (1996). Fisika Kedokteran. Jakarta: Buku Kedokteran EGC.



[9]. Philips, M. E. (2007). Learning PHP and My SQL. United Stated: O'Reilly Media, Inc.



[4]. Richard S. Snell, M. A. (2006). Clinical Anatomy of The Eye.



[10]. Ramadhan, A. (2006). Pemograman Web Database dengan PHP dan My SQL. jakarta: Elex Media Komputindo



DAFTAR PUSTAKA [1]. Birch, J. (2001). Diagnosis of Detective Color Vision. London: Oxford University Press.



[5]. Ramadhan, A. (2004). Microsoft Visual Basic 6.0. Jakarta: Elex Media Computindo. [6]. Kementerian Kesehatan RI. (2007). Laporan Nasional Riskesdas 2007. Retrieved October 30, 2012, from Kementerian Kesehatan RI: http://www.ppid.depkes.go.id/index.php?option=c om_docman&task=doc_download&gid=53&Itemi d=87 [7]. Kementrian Kesehatan RI. (2011). Profil Data Kesehatan Indonesia Tahun 2011. Retrieved October 30, 2012, from Kementrian Kesehatan RI: http://www.depkes.go.id/downloads/Buku%20PSP K%202011%20-%202014.pdf



ISBN: 978-602-97832-0-9



[11]. Jay Neitz, J. C. (2001). Color Vision Almost Reason Enough for Having Eyes. Color Vision, 26-30. [12]. Ratri Widianingsih, A. H. (2010). Aplikasi Tes Buta Warna Dengan Metode Ishihara Berbasis Komputer. Aplikasi Tes Buta Warna Dengan Metode Ishihara Berbasis Komputer, 36-41.



SNTE-2012



T E | 22



DISAIN DAN IMPLEMENTASI FIELD-PROGRAMMABLE GATE ARRAY UNTUK IDENTIFIKASI CITRA WAJAH MENGGUNAKAN ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS Arief Budiman1, Prawito1 1. Departemen Fisika, FMIPA,Universitas Indonesia, Depok 16424 E-mail: [email protected], [email protected]



Abstrak Mikroprosesor menjadi bagian penting dalam dunia elektronika namun kendala yang dihadapi dalam perancangan mikroprosesor adalah mahal dan lamanya fabrikasi. Untuk mengatasi kendala waktu dan biaya fabrikasi, mikroprosesor dapat diimplementasikan dalam Field Programmable gate Array (FPGA). FPGA merupakan piranti yang bersifat dapat dikonfigurasi-ulang (reconfigurable). Pengujian identifikasi secara konvensional seringkali mengalami kegagalan karena keterbatasan kemampuan visual manusia, apalagi jika pengujian harus dilakukan terhadap banyak data. Oleh karenanya suatu sistem cerdas dan secara otomatis diperlukan untuk proses identifikasi. Oleh karenanya disain dan implementasi FPGA untuk aplikasi kecerdasan buatan dalam hal ini ANN, dirasa perlu untuk membuat sistem yang terintegrasi, mampu melakukan inferensi dan melakukan proses belajar sesuai dengan perbedaan Iingkungan dan Kondisi yang dihadapi dan berbiaya produksi murah.



Keywords: FPGA, Artificial Neural Networks, Face Identification



1. Pendahuluan Berkembangnya mikroprosesor menjadi bagian penting dalam dunia elektronika. Kendala yang dihadapi dalam perancangan mikroprosesor adalah mahal dan lamanya fabrikasi. Untuk mengatasi kendala waktu dan biaya fabrikasi, mikroprosesor dapat di-implementasikan dalam Field Programmable gate Array (FPGA). FPGA merupakan piranti yang bersifat dapat dikonfigurasi-ulang (reconfigurable). FPGA memiliki komponen kombinasional dan sekuensial dalam tiap sel logik-nya, sehingga memungkinkan FPGA dapat digunakan untuk implementasi rangkaian tersebut. Dengan teknologi FPGA, implementasi rancangan sistem digital dapat dilakukan secara cepat [1] Perkembangan teknologi yang mengarah ke bidang aplikasi yang rnernerlukan keputusan cepat, yang juga terkadang mengandung risiko tinggi bagi manusia yang terlibat di dalamnya dan kadang memerlukan keputusan kondisional merupakan tempat untuk mengaplikasikan kecerdasan buatan. Kemampuan belajar yang menjadi ciri utama kecerdasan buatan dalam hal ini Artificial neural



SNTE-2012



Networks (ANN) memungkinkan teknik ini mampu melakukan inferensi secara berbeda sesuai dengan perbedaan Iingkungan dan Kondisi yang dihadapi. ANN yang mampu belajar dari variabel variabel lingkungan dan pada bisa beradaptasi dengan Iingkungan merupakan langkah maju yang membedakan sistem ini dari yang konvensional. Oleh karenanya disain dan implementasi FPGA untuk aplikasi kecerdasan buatan dalam hal ini ANN, dirasa perlu untuk membuat sistem yang terintegrasi, mampu melakukan inferensi dan melakukan proses belajar sesuai dengan perbedaan Iingkungan dan Kondisi yang dihadapi dan berbiaya produksi murah. Yang penerapaannya dalam makalah ini adalah untuk mengidentifikasi citra wajah.



2. Field-Programmeble Gate Array (FPGA) Karakteristik dari Field Programmable Gate Array atau FPGA antara lain adalah dapat dirancang sesuai dengan keinginan dan kebutuhan. FPGA adalah sebuah integrated circuit (IC) digital yang berisi sekumpulan blok logika dan blok interkoneksi yang dapat dikonfigurasi. FPGA dapat dikonfigurasi untuk menjalankan banyak sekali fungsi digital (Maxfield,



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 23



2004). FPGA memiliki 3 komponen penyusun yaitu blok logika, blok I/O, dan blok koneksi. Blok-blok logika maupun hubungan antar blok dapat dikonfigurasi [2].



3. Sistem Identifikasi Citra Wajah



Core LCD digunakan untuk menampilkan karakter ASCII statis dengan merubah nilai HEX dari hardware FPGA kepada LCD 16 X 2 display panel. Output mengontrol 8-bit bus tri-state bidirectional data panel LCD. Metode “handshake” digunakan untuk mentransfer data ASCII ke panel LCD 16 X 2. Deklarasi VHDL LCD core sebagai berikut.



Sistem pengenalan wajah termasuk dalam sistem biometrik yang merupakan sistem outentifikasi yang akan melakukan pengenalan secara otomatis atas identitas seseorang. Sistem identifikasi bertujuan untuk memecahkan identitas seseorang pengguna, pengguna tidak mengklaim atau memberi klaim secara implisit terhadap identitas yang terdaftar, maka dibutuhkan pencocokan satu ke banyak data yang tersimpan. Unjuk kerja dari sistem identifikasi di pengruhi oleh beberapa faktor antara lain faktor akurasi, kecepatan dan kapasistas penyimpanan data. Tiap wajah orang memiliki ciri utama yang dapat dijadikan pembeda antara satu dengan yang lain. Semakin baik metode untuk ekstraksi dapat mengumpulkan informasi penting dari wajah, maka akan semakin akurat hasil pencocokan yang didapat. Salah satu metode untuk ekstraksi ciri wajah adalah eigenface. Metode eigenface dikembangkan dari metode Principle Component Analysis (PCA), yang secara matematis dilakukan dengan mencari vektor eigen dari matrik kovarian sekumpulan citra wajah. metode pengenalan wajah berdasarkan ruang eigen, telah membuktikan bahwa metode ini dapat mengekstrak ciri global yang merupakan informasi relevan dengan wajah secara keseluruhan. Gambar citra wajah orang ke 1



Gambar citra wajah orang ke 2



PCA



...



LDA



Vektor penciri



PCA-ANN Hasil identifikasi



Vektor Penciri



LDA-ANN



Gambar citra wajah orang ke M



Gambar 1. Diagram Metode training



4. Disain FPGA



Gambar 2. LCD1602 core pin output data



Kartu memori flash adalah perangkat yang berisi memori flash dan controller. Karena relatif berbiaya murah, kartu memori sering digunakan sebagai penyimpanan eksternal untuk aplikasi embedded. SD (secure digital) card adalah format kartu memori yang banyak digunakan. Sebuah kartu SD mendukung dua mode operasi, yaitu SD mode dan SPI mode. Modus SD adalah format proprietary dan menggunakan empat bit untuk transfer data. SPI adalah standar terbuka untuk antarmuka serial dan digunakan luas di system embedded. Dalam penelitian ini menggunakan moe SPI untuk koneksi data dengan core FPGA Protokol SPI (serial peripheral interface) bus adalah serial sinkron data standar yang awalnya dikembangkan oleh Motorola. Menggunakan tiga bit untuk komunikasi, satu untuk clock, satu untuk input data serial, dan satu untuk seri Data output. Sebuah bus SPI dapat berisi satu perangkat master dan satu atau lebih perangkat slave. Master menghasilkan sinyal clock dan memulai transfer data. Konseptual Diagram dari sebuah bus SPI dengan dua perangkat ditunjukkan pada . Ada dua shift register, satu di master dan satu di slave. Kedua shif register yang terhubung sebagai ring koneksi melalui mosi (untuk "master-out-slave-in") dan miso (untuk "masterin- slave-out ") dan operasi mereka dikendalikan oleh sinyal clock yang sama, SCLK.



Spesifikasi FPGA cayclone III Development Board yang digunakan pada tugas akhir ini adalah EP3C16: onboard FPGA, Operating Frequency: 50MHz,Operating Voltage: 1.5-3.3V, Package: QFP240, I/Os: 160, LEs: 15408, RAM: 504kb, Multipliers: 56, PLLs: 4,Debugging/Programming: JTAG,



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T E | 24



mendukung bahasa VHDL Verilog HDL, dan terintegrasi dengan System on a Programmable Chip (SOPC).



Gambar 3. SDCard core pin input dan output



Untuk lebih memudahkan manajemen pewaktu, FPGA Cyclone terintegrasi dengan PLL (Phase-loop lock) sirkuit. Terdiri dari PFD (Pase-frekuensi detektor), charge pump, filter loop, sebuah (voltage controlled oscillator) VCO, dan beberapa frekuensi pembagi dan PS (phase selection) sirkuit Dalam PLL Cyclone III yang di pakai di penelitian ini, VCO output diberikan ke dua pembagi frekuensi terpisah dan fase sirkuit seleksi untuk mendapatkan dua clock output yang di gunakan untuk clock SDRAM dan clock CPU nios II. Gambar 6. Disain dan Implementasi RTL FPGA untuk identifikasi Wajah yang telah di buat menggunakan Quartus II IDE



5. Implementasi Identifikasi Citra Wajah Dalam penelitian ini digunakan data primer citra wajah tampak depan yang diambil dalam kondisi pencahayaan alami. Basis data terdiri dari 100 citra wajah yang diambil dalam ukuran 100 x 100 piksel. Gambar 4. PLL untuk mengatur clock SDRAM



Kamera untuk mengambil citra wajah dikendalikan dengan menggunakan kendali bus kamera serial (SCCB). Untuk mengumpulkan data gambar, sistem kontrol SCCB untuk mengkonfigurasi parameter ov9650 sensor gambar 5. langkah kendali sederhana. Melalui antarmuka SCCB, kita dapat memodifikasi CMOS ov9650. Gamabar 7. Sample citra wajah dari dari 10 orang yg berbeda



Gambar 5. menunjukkan struktur kontroler SCCB.



Dalam mengimplementasikan algoritma ANN kedalam sebuah chip FPGA dibutuhkan kompiler yang terintegrasi dengan IDE, debug dan programer, Altera sebagai produsen FPGA menyediakan lingkungan pemrograman yang dinamakan Quartus II. IDE ini



SNTE-2012



Dalam melakukan implementasi disain mengunakan basis data yang merupakan kumpulan citra wajah yang akan di beri index dengan cara melakukan ekstraksi penciri terhadap kumpulan citra wajah tersebut. dan kemudian input data yang digunakan sebagai masukan dan akan dilakukan proses identifikasi terhadap citra yang sudah di Index-kan. Pada pengujian di gunakan 90 citra wajah sebagai basis data dan 10 citra wajah sebagai input data. 90 citra wajah sebagai basis data ini terdiri dari 10 kelas wajah,



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 25



yang terdiri dari 9 citra wajah dengan tingkat kecerahan, pose dan expresi yang berbeda untuk orang yang sama. Pengujian ini untuk mengetahui kemampuan dari sistem dalam menemukan citra wajah orang yang sama dalam basis data dengan pose yang berbeda



Parameter pelatihan neural networks dapat dilihat dari analisa hasil regresi. Jika semua output telah bernilai sama dengan target atau hampir sama maka proses pelatihan dapat dihentikan.



Dilakukan pengujian Fungsionalitas dari rancangan Hardware untuk Identifikasi citra wajah, antara lain fungsi dari SPI SDCard sebagai penyimpan data citra , Serial Komunikasi untuk penghubung antara computer host dengan board FPGA dan antar muka LCD sebagai interface keluaran.



Gambar 9. MSE dari pelatihan neural Networks



Gambar 7. Interface LCD 1602



Pada gambar 8 dapat di lihat proses transfer data hasil pengolahan data dari board FPGA ke computer Host menggunakan serial JTAG. Format kartu SDcard di seting menggunakan FAT16. Pada gambar 8 dapat dilihat command untuk mengeksekusi proses, tahapan proses anatara lain, ambil citra gambar, training data, kirim data ke host



Tingkat keberhasilan pengujian dapat pula dilihat dari mean squared error (MSE) dapat dilihat dari grafik nilai terbaik MSE, terjadi pada epochs (satu kali melewati seluruh pelatihan, diikuti oleh pengujian verifikasi yang ditetapkan) 40. Pelatihan yang dilakukan menggunakan 90 citra wajah pada proses training. Proses learning dilakukan dengan menggunakan training set dan dihentikan dalam kondisi tertentu. Pada gambar 9 dapat dilihat dengan epoch sebesar 50, neural networks sudah dalam keadaan linier maka proses learning dapat dihentikan, hal ini di lakukan agar tidak terjadi overfit, yaitu kondisi dimana hasil learning hanya bisa mengenali data-data training set saja dan kurang bisa mengenali data-data lain diluar training.



Daftar Acuan



Gambar 8. Pembacaan data Pada SD card



ISBN: 978-602-97832-0-9



[1] Maxfield, Clive.(2004). FPGAs: World Class Designs. Newnes [2] Turley, Jim. 2002.The Essential Guide to Semiconductors [3] ]Kosko,Bart.1992. Neural Networks and Fuzzy Systems: a dynamical system approach to machine intelligence”. Printice-Hall. [4] AMOS R. OMONDI (2006), FPGA Implementations of Neural Networks, Springer [5] Bob Zeidman (2002), Designing with FPGAs and CPLDs. CMP Books. kansas [6] Sheng-Kai Song, Wei-Ming Li, and Li Song. Digital Watermark-Based Trademark Checker. Retrieved from www.altera.com/literature/dc/2006/c2b.pdf, diakses terakhir tanggal 10-Desember-2011



SNTE-2012



T E | 26



[7] Savran, Aydogan and Ünsal, Serkan. (2007). Hardware Implementation Of A Feedforward Neural Network Using FPGAs. Retrieved from Department of Electrical and Electronic Engineering, Ege University’s.



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 27



MODEL SISTEM KONTROL PEMILAHAN PRODUK BERBENTUK KOTAK Emir Nasrullah1, Agus Trisanto2, Kurnia Ramdhani3 1,2,3. JurusanTeknik Elektro Universitas Lampung Bandar Lampung Indonesia Email: [email protected]



Abstrak Peningkatan persaingan dalam pemasaran produk-produk hasil industri dalam merebut perhatian konsumen menyebabkan setiap industri selalu berupaya untuk efektif dan efisien dalam menjalankan produksinya. Salah satu cara adalah dengan melakukan otomasi produksi karena kelebihan otomasi antara lain adalah menghemat tenaga manusia. Sebagai contoh, membawa atau memindahkan produk menggunakan konveyor yang dijalankan secara otomatis. Sesuai dengan namanya konveyor digunakan untuk memindahkan atau membawa produk atau benda ke tempat lain secara berurutan. Untuk kerja pemilahan dan pengisian produk, kalangan industri menggunakan konveyor produk, penginderaan dan proses penghitungan untuk mempermudah pengisian produk. Proses penghitungan dan pengisian produk ini bisa memanfaatkan fungsi pencacah dan pewaktu yang dimiliki oleh Programmable Logic Controller (PLC). PLC merupakan piranti yang dirancang untuk menggantikan kerja rangkaian sederetan rele yang lazim dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC harus diprogram terlebih dahulu sebelum dapat dioperasikan. Program PLC dapat dibuat dengan menggunakan diagram tangga. Dalam penelitian ini komponen utama sebagai perintah masukan PLC dan sebagai pemicu program adalah tombol tekan ON/OFF dan Light Dependent Resistor (LDR), sedangkan keluaran yang digunakan sebagai perintah lanjutan bagi masukan PLC adalah rele sebagai pemicu kerja motor searah. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan sebuah Model Sistem Pengontrolan Konveyor Pemilahan dan Pengisian Produk berbentuk kotak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem ini mampu menyeleksi produk berdasarkan panjang produk. Hanya produk yang berukuran panjang 6 cm yang akan mengisi sebuah boks, dari 3 jenis panjang produk yang digunakan yaitu 4, 6, dan 8 cm. Kata kunci : Programmable Logic Controller, Diagram tangga, Konveyor, LDR, Rele.



A. Pendahuluan. Pesatnya persaingan di dunia industri saat ini berdampak setiap industri selalu berupaya untuk efektif dan efisien dalam menjalankan proses produksinya. Salah satu cara adalah dengan melakukan otomasi produksi. Otomasi mengubah pergerakan atau pelayanan dengan tangan menjadi pelayanan otomatik dan pergerakan tersebut berturut-turut dilaksanakan oleh mesin (tanpa perantaraan tenaga manusia). Jadi otomasi menghemat tenaga manusia. Sebagai contoh, membawa atau memindahkan produk di atas konveyor yang dijalankan secara otomatis. Sesuai dengan namanya, konveyor digunakan untuk memindahkan atau membawa produk atau benda ke tempat lain secara berurutan (konvoi). Bidang industri biasa menggunakan proses penghitungan dan konveyor produk untuk mempermudah pengisian produk. Proses penghitungan dan pengisian produk ini bisa memanfaatkan fungsi pencacah (counter) dan pewaktu (timer) yang dimiliki oleh Programmable Logic Controller (PLC). PLC merupakan piranti yang dirancang untuk menggantikan rangkaian sederetan rele yang dijumpai pada sistem



ISBN: 978-602-97832-0-9



kontrol proses konvensional (Eko Putra, Agfianto. 2004). Pengguna membuat program (dengan menggunakan diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC. Pada penelitian ini juga digunakan sensor cahaya yang berfungsi sebagai pendeteksi adanya produk atau benda yang bergerak diatas konveyor. Sensor yang digunakan adalah Light Dependent Resistor (LDR).



B. Tinjauan Pustaka I. Programmable Logic Controller (PLC) The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital yang menggunakan memori yang bisa diprogram sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu, seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan aritmatika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin ataupun proses



SNTE-2012



T E | 28 melalui modul I/O digital dan atau analog. Gambar 1 memperlihatkan diagram blok sebuah PLC.



II. Sensor Cahaya Komponen utama dari rangkaian sensor cahaya ini adalah Light Dependent Resistor (LDR), salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterimanya. LDR memiliki karakteristik dimana bila ada cahaya yang jatuh padanya maka nilai tahanannya akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang.



Gambar 1. Input-Output PLC.



PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logika 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program yang kemudian dijalankan oleh PLC tersebut. PLC yang digunakan dalam penelitian ini adalah PLC OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1 yang memiliki 10 I/O (6 inputs dan 4 outputs) dengan sumber tegangan 220 VAC dan sumber tegangan output 12 VDC. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Diagram Tangga. Pada PLC OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1 terdapat dua macam pewaktu, yaitu Pewaktu ( Timer) dan Pewaktu Tahan (Holding Timer) dengan perbedaan sebagai berikut: a. Pewaktu: Nilai pewaktu saat ini akan di-reset saat pewaktu diubah dari mode RUN ke mode STOP atau catu daya PLC dimatikan. Terdapat empat macam operasional pewaktu jenis ini, yaitu tundaan ON, tundaan OFF, pulsa tunggal dan pulsa kedip. b. Pewaktu Tahan (Holding Timer): Nilai pewaktu saat ini akan disimpan walaupun terjadi pengubahan mode RUN menjadi STOP atau catu daya dimatikan. Pewaktuan akan dilanjutkan kembali jika masukan pemicu ON, selain itu status ON pada bit pewaktu tahan ini akan disimpan jika waktu yang dikehendaki sudah selesai. Bit pewaktu tahan ini hanya bisa beroperasi dengan fungsi tundaan ON saja. PLC tipe ini juga dilengkapi dengan Pencacah (Counter) dimana terdapat 16 pencacah yang dapat digunakan dalam mode naik (increment) maupun turun (decrement). Nilai saat ini dari pencacah akan disimpan jika mode operasi PLC diubah atau catu daya dimatikan. Bit pencacah akan ON jika nilai cacah sudah melampaui yang ditentukan. Nilai pencacah kembali ke 0 (nol) jika di-reset. Jenis-jenis counter antara lain: 1. Counter up: yaitu counter yang melakukan pencacahan naik (incremental). 2. Counter down: melakukan pencacahan secara menurun (decremental). 3. Counter set: counter yang setelah aktif maka akan memerintahkan set operasi. 4. Counter reset: counter yang melakukan operasi reset.



SNTE-2012



Gambar 2. LDR.



LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi gelap hambatan LDR, mampu mencapai 1 Mohm, akan tetapi bila terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh Ohm saja. Prinsip kerja rangkaian LDR ini adalah LDR akan ditembak cahaya terus menerus dari laser pointer. Apabila ada benda yang memotong berkas cahaya tersebut maka nilai tahanan LDR akan naik dan rangkaian bekerja untuk mengaktifkan rele untuk menjadi input PLC.



III. Konveyor Produk-produk hasil industri atau bahan industri kadangkala merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu dibutuhkan sarana transportasi untuk mengangkut produk-produk tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia apakah itu menyangkut kapasitas produk yang akan diangkut maupun keselamatan kerja karyawan. Salah satu jenis sarana pengangkut yang sering digunakan adalah konveyor yang berfungsi untuk mengangkut produk-produk industri yang umumnya berbentuk padat.



IV. Motor DC Adalah mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik. Motor DC digunakan pada aplikasi tertentu dimana dibutuhkan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Torsi adalah putaran dari suatu gaya terhadap suatu poros. Sebuah motor listrik disebut sebagai motor DC jika membutuhkan suplai tegangan searah pada kumparan jangkar dan kumparan medannya untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC, kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi energi listrik yang diubah menjadi



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 29 energi mekanik berlangsung melalui media medan magnet. Sensor-1 Produk



V. Rele Rele (Relay) merupakan saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Rele dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberi tegangan sebesar tegangan kerja rele maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar kembali ke kontak NC.



I. Perancangan Blok Diagram + PLC



PB2 Konveyor Box



Motor konveyor Box Sensor Box



Gambar 4. Blok diagram perancangan sistem pengontrolan konveyor.



C. Metode Penelitian



Isyarat masukan



Motor Pendorong Produk



PLC



PB1



Konveyor Produk



Motor Konveyor Produk



Sensor-2 Produk



Motor



Konveyor



Isyarat luaran



-



Sensor



Gambar 3. Blok diagram sistem pengontrolan konveyor.



Dari blok diagram sistem kontrol konveyor pada Gambar-3 dapat dijelaskan bahwa isyarat masukan yang diberikan akan dikontrol oleh kontroler, dalam hal ini PLC OMRON ZEN-10C1AR-A-V1. Selanjutnya kontroler akan memberi instruksi kepada motor mana yang akan menjalankan konveyor atau mendorong produk dengan menghasilkan isyarat keluaran sesuai yang diinginkan. Gambar 3 memperlihatkan adanya umpan balik (feedback) dari output proses (isyarat keluaran), dalam hal ini isyarat luaran memberi efek terhadap isyarat masukan.



Sistem pengontrolan konveyor ini dirancang untuk dikontrol oleh PLC dengan operasi sebagai berikut: Ketika tombol Start diaktifkan, konveyor box berjalan dan akan berhenti setelah sensor box mendeteksi box, kemudian terjadi proses pengisian produk yang sesuai ke dalam box dimana konveyor produk berjalan dan konveyor box berhenti. Sensor produk-1 bekerja untuk mendeteksi produk yang sesuai dan produk yang tidak sesuai. Apabila sensor produk-1 mendeteksi produk yang sesuai maka motor pendorong produk tidak bekerja, sedangkan bila mendeteksi produk yang tidak sesuai maka motor pendorong bekerja dan akan mendorong produk tersebut ke tempat pembuangan. Setelah sensor produk-2 dilintasi produk sejumlah 3 produk, konveyor produk berhenti dan konveyor box berjalan. Konveyor box berhenti ketika sensor box mendeteksi kehadiran box berikutnya, dan konveyor produk kembali berjalan untuk mengisi box baru yang masih kosong. Proses ini terus berlangsung dan akan berhenti jika tombol stop diaktifkan. Hubungan antar konveyor pemilahan dan pengisian produk ditunjukkan pada Gambar 5.



sensor



Sensor-1



Produk



II. Perancangan Sistem Blok diagram perancangan sistem yang digunakan sebagai dasar penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.



Box



Sensor-2 Pendorong



Gambar 5. Hubungan antar konveyor pemilahan dan pengisian produk.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T E | 30 III. Perancangan Perangkat Keras



12 V D C Q 3 PLC C om



1. Sensor 12VDC



NO



12VDC



12VDC



NC



R1



C o il NC



330



10K VIN



+



12VDC



C om



VOUT



NO



-



-



+



1K



VREF



M



12 V D C Q 4 PLC C om



NC



NO



Gambar 6. Perancangan skematik sensor.



R2 C o il NC



Dalam penelitian ini, pasangan sensor berupa transmitter yang selalu mentransmisi berkas cahaya ke receiver nya mengakibatkan terjadinya hubungan antara keduanya. Laser pointer sebagai transmitter memiliki panjang gelombang 630-680 nm. Pasangan sensor bekerja dengan mendeteksi adanya perpotongan pada jalur laser pointer yang dibangkitkan transmitter dan diterima oleh receiver (LDR). Setiap perpotongan akan memberikan perubahan kondisi logika dari 0 ke 1 selama selang waktu tertentu. Perubahan kondisi logika ini yang digunakan sebagai acuan perhitungan.



C om



NO



Gambar 8. Skematik H-Bridge.



Dalam penelitian ini, relay yang digunakan untuk DC motor driver adalah tipe yang memiliki 2 com dan 2 NC/NO.



3. Perancangan Model Konveyor



2. H-Bridge 12 VDC



Output Q3 PLC



R1



Gambar 9 memperlihatkan pengontrolan konveyor. R2



R1 +



Jenis Produk-1



Output Q4 PLC 8 cm



-



R2



R2



Jenis Produk-2



6 cm



4 cm



Box



M Output Q4 PLC



rancangan



6 cm



model



Jenis Produk-3



6 cm



8 cm



6 cm 101 cm 30 cm



R1



8 cm



Output Q3 PLC



9 cm



101 cm 15 cm 70 cm 8 cm



Gambar 7. H-Bridge.



65 cm



Gambar Konveyor-1



Box



8 cm 9 cm



H-Bridge adalah rangkaian untuk mengendalikan motor DC agar dapat berputar searah ataupun berlawanan arah jarum jam. Prinsip kerja H-Bridge dengan mengatur aliran arus pada motor DC. Gambar 7 menunjukan rangkaian H-Bridge yang berfungsi sebagai DC motor driver. Apabila R1 (relay) sebelah kiri aktif dan R1 sebelah kanan aktif maka motor DC akan berputar ke arah kanan (searah jarum jam), sedangkan bila R2 (relay) sebelah kiri aktif dan R2 sebelah kanan aktif maka motor DC akan berputar ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam). Skematik HBridge dapat dilihat pada Gambar 8.



SNTE-2012



Gambar Konveyor-2



Gambar 9. Rancangan model pengontrolan konveyor.



Perancangan model pengontrolan konveyor sebagai berikut: 1. Belt conveyor : - Panjang : 101 cm - Lebar : 9 cm 2. Roll conveyor : Diameter 5,2 cm 3. Box : - Panjang : 8 cm - Lebar : 8 cm - Tinggi : 20 cm 4. Produk ada 3 jenis panjang



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 31 - Panjang : 4 cm, 6 cm, 8 cm - Lebar : 6 cm - Tinggi : 6 cm 5. Pada penelitian ini digunakan motor DC 12 V, 52 rpm, sehingga dapat dihitung kecepatan konveyor dengan rumus sebagai berikut:



V =



π ×D t



Dimana; V = kecepatan motor konveyor (cm/detik) atau kecepatan konveyor. π = 3,14 D = diameter roll konveyor (cm); t = waktu satu putaran motor (detik).



V =



π ×D t



=



3,14 × 5,2 = 14,19 cm/detik 1,15



Perhitungan lamanya produk 4 cm dideteksi oleh sensor produk-2 sebagai berikut:



4 cm = 0,28 detik 14,19 cm/detik Perhitungan lamanya produk 6 cm dideteksi oleh sensor produk-2 sebagai berikut:



6 cm = 0,42 detik 14,19 cm/detik Perhitungan lamanya produk 8 cm dideteksi oleh sensor produk-2 sebagai berikut:



8 cm = 0,56 detik 14,19 cm/detik Sedangkan perhitungan jarak antara sensor produk-2 dengan motor pendorong sebagai berikut:



15 cm = 1,05 detik 14,19 cm/detik Hasil dari perhitungan diatas, nantinya akan disetting dalam fungsi timer pada program diagram tangga.



IV. Spesifikasi Alat Spesifikasi alat yang dirancang sebagai berikut : 1. Menggunakan sumber tegangan 12 VDC untuk mengaktifkan sensor dan motor DC. 2. Menggunakan PLC OMRON tipe ZEN-10C1ARA-V1 dengan 10 I/O dan sumber tegangan 220 VAC, sebagai kontroler yang bertugas mengamati masukan dari sensor dan memberi instruksi kepada motor untuk berhenti atau berjalan. 3. Menggunakan rele 12 V, untuk menyambung arus 220 VAC sebagai input PLC dari keluaran sensor. 4. Pushbutton untuk meng-on/off-kan proses pemilahan dan pengisian produk ke box. 5. Sensor cahaya sebagai pendeteksi adanya objek dan sebagai input PLC. 6. Motor DC 12 V, 52 rpm sebagai penggerak konveyor sehingga dapat menjalankan dan memberhentikan konveyor. 7. Menggunakan fungsi timer PLC, sehingga hanya produk dengan ukuran panjang 6 cm yang dapat mengisi box. Pada saat sensor-1 mendeteksi produk



ISBN: 978-602-97832-0-9



8.



dari 0 – 6 cm sehingga didapat nilai waktunya, nilai waktu itulah yang nantinya akan di set kedalam fungsi waktu yang ada dalam PLC. Menggunakan fungsi counter PLC, sehingga alat ini dapat mencacah sebanyak 3 produk yang akan mengisi box. Counter akan aktif pada saat sensor-2 mendeteksi setiap produk.



D. Hasil dan Pembahasan Penelitian ini merancang sebuah model konveyor pengisian produk berbasis PLC. Alat ini mampu menyeleksi produk hanya berdasarkan panjang produk. Hanya produk yang berukuran panjang 6 cm yang kemudian akan mengisi sebuah box sebanyak 3 buah produk, dari 3 jenis panjang produk yang digunakan yaitu 4 cm, 6 cm dan 8 cm.



Pengujian Perangkat Keras Pengujian perangkat keras bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang dirancang dapat berjalan dengan baik atau tidak.



1. Pengujian sensor Sebagai sumber cahaya (transmitter) adalah laser pointer sedangkan sensor penerima (receiver) menggunakan LDR. Laser pointer mentransmisi berkas cahaya ke LDR sehingga terjadi hubungan antar keduanya. 12VDC



330



12VDC



12VDC



220VAC



10K V IN



+



12VDC



Relay



V OUT



NC



V REF



1K coil



com Input PLC NO



Gambar 10. Rangkaian Sensor dan Rele.



Komparator pada rangkaian sensor berfungsi membandingkan tegangan, antara tegangan input positif (V IN ) dari LDR dengan input negatif (V REF ) hasil dari pembagi tegangan variabel pada potensiometer. Secara sederhana dapat dijelaskan, ketika nilai tegangan pada V IN lebih besar dibanding nilai tegangan V REF maka V OUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas atas (+12 V), dan ketika nilai tegangan pada V IN lebih kecil dibanding nilai tegangan V REF maka V OUT idealnya akan memiliki nilai tegangan sebesar tegangan batas bawah (0 V).



SNTE-2012



T E | 32 Tabel 1. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor. Kondisi Tidak Terkena Cahaya Terkena Cahaya



Tahanan LDR



Tegangan (V IN )



Tegangan (V OUT )



41 KΩ



8,33 V



9,62 V



Tegangan (V REF )



7,54 V 1,5 KΩ



2,1 V



162 mV



Pada pengujian rangkaian sensor, saat LDR tidak terkena cahaya dari laser pointer, nilai tahanannya diperoleh sebesar 41 KΩ mengakibatkan nilai tegangan V IN lebih besar dari tegangan V REF dan tegangan V OUT diperoleh sebesar 9,62 V (tegangan batas atas +12 V) atau mengaktifkan nilai masukan PLC. Sedangkan saat LDR terkena cahaya dari laser pointer, nilai tahanannya diperoleh sebesar 1,5 KΩ mengakibatkan nilai tegangan V IN lebih kecil dari tegangan V REF dan tegangan V OUT diperoleh sebesar 162 mV (tegangan batas bawah 0 V). Nilai tegangan V OUT kurang sesuai dengan tegangan batas atas (+12 V) ataupun tegangan batas bawah (0 V), hal ini dikarenakan tipe op-amp yang digunakan (IC LM324) bukan khusus untuk penggunaan sebagai komparator, namun lebih aplikatif untuk penggunaan umum (general operational amplifier). Walaupun opamp LM324 ini dapat digunakan sebagai komparator, tetapi hasil yang diperoleh pada pengujian menjadi kurang maksimal. Hasil tersebut tidak menjadi masalah pada rangkaian berikutnya, karena tegangan V OUT sebesar 9,62 V dapat dipakai untuk mengaktifkan tegangan coil pada rele sebagai switching pada rangkaian rele dari tegangan DC menjadi tegangan AC untuk masukan PLC, karena PLC yang digunakan bertipe hanya menerima input tegangan AC.



2. Pengujian H-bridge Pengujian H-bridge dilakukan untuk mengetahui apakah motor pendorong produk dapat berputar bolak balik atau tidak. H-Bridge merupakan rangkaian yang dipakai untuk mengendalikan motor DC agar dapat berputar searah ataupun berlawanan arah jarum jam. Pengujian dilakukan dengan cara memberi tegangan 12 V pada coil relay 1, sedangkan coil relay 2 tidak diberi tegangan sehingga menyebabkan kondisi kontak pada relay 1 berubah dari NC ke NO dan kutub positif motor dc terhubung dengan tegangan 12 V, sedangkan kutub negatif motor dc terhubung dengan ground sehingga motor dc berputar searah jarum jam karena kondisi close loop di rele 1 pada rangkaian H-bridge dan pada relay 2 kondisi open loop. Kemudian ketika coil relay 2 diberikan tegangan 12 V dan coil relay 1 tidak diberi tegangan akan menyebabkan kondisi kontak pada relay 2 berubah dari NC ke NO dan kutub positif motor dc terhubung dengan ground, sedangkan kutub negatif motor dc terhubung dengan tegangan 12 V sehingga motor dc berputar berlawanan arah jarum jam karena



SNTE-2012



kondisi close loop di relay 2 pada rangkaian H-bridge dan pada relay 1 kondisi open loop.



3. Pengujian dan analisa waktu terdeteksinya produk pada sensor produk-1 Pengujian dilakukan dengan menghitung waktu tempuh produk selama melewati sensor produk-1 menggunakan fungsi timer pada PLC. Tujuan pengujian hitungan waktu tempuh ini digunakan untuk menyeleksi produk berdasarkan panjang produk tersebut. Waktu tempuh ini di setting pada program PLC, sehingga PLC dapat menentukan produk mana yang akan diseleksi. Data pengujian yang diperoleh dapat dibandingkan dengan hasil perhitungan manual dengan menggunakan rumus di Bagian C.III.3. Dari hasil pengujian produk 4 cm didapat waktu tempuh 0,335 detik, sedangkan dari hasil perhitungan adalah 0,28 detik. Hasil pengujian waktu tempuh produk 6 cm sebesar 0,4925 detik, dari perhitungan diperoleh 0,42 detik. Waktu tempuh produk 8 cm dari hasil pengujian sebesar 0,655 detik, sedangkan hasil perhitungan adalah 0,56 detik, sehingga dapat disimpulkan data yang dihasilkan dari perhitungan menggunakan fungsi timer pada PLC dengan data hasil perhitungan menggunakan rumus tidak cukup berbeda. Tabel 2. Hasil pengujian waktu tempuh produk menggunakan fungsi timer pada PLC.



Jenis panjang produk (cm)



Waktu tempuh (detik)



4 cm 4 cm 4 cm 4 cm 6 cm 6 cm 6 cm 6 cm 8 cm 8 cm 8 cm 8 cm



0,34 0,33 0,34 0,33 0,49 0,50 0,49 0,49 0,66 0,66 0,65 0,65



Rerata Waktu tempuh (detik)



Waktu tempuh dg perhitungan rumus (detik)



0,335 detik



0,28 detik



0,4925 detik



0,42 detik



0,655 detik



0,56 detik



Pada pengujian sistem konveyor pengisian produk, sensor produk-1 mendeteksi produk panjang 4 cm saat melewatinya, karena tidak sesuai dengan kriteria yang diinginkan (hanya mengizinkan lewat produk dengan panjang 6 cm) maka motor pendorong aktif. Sedangkan saat produk 6 cm melewati sensor produk-1 dan terdeteksi, sesuai dengan kriteria yang diinginkan maka



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 33 motor pendorong tidak aktif. Saat produk 8 cm melewati sensor produk-1, terdeteksi, tidak sesuai kriteria seleksi maka motor pendorong aktif. Hasil pengujian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.



START



Tidak PB1 ditekan?



Tabel 3. Hasil uji seleksi produk secara acak.



No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18



Jenis produk (cm) 4 cm 6 cm 8 cm 6 cm 8 cm 6 cm 6 cm 4 cm 6 cm 8 cm 6 cm 4 cm 4 cm 8 cm 8 cm 6 cm 6 cm 6 cm



Perlakuan motor pendorong Aktif Tidak aktif Aktif Tidak aktif Aktif Tidak aktif Tidak aktif Aktif Tidak aktif Aktif Tidak aktif Aktif Aktif Aktif Aktif Tidak aktif Tidak aktif Tidak aktif



Ya



Penyeleksian Motor Konveyor Box ON, Motor Konveyor Produk OFF



Dibuang Tidak dibuang Dibuang Tidak dibuang Dibuang Tidak dibuang Tidak dibuang Dibuang Tidak dibuang Dibuang Tidak dibuang Dibuang Dibuang Dibuang Dibuang Tidak dibuang Tidak dibuang Tidak dibuang



Tidak Sensor Box ON?



Ya



Motor konveyor Produk ON, Motor konveyor Box OFF



Tidak Produk = 6 cm?



Produk dibuang



Ya



Tidak Sensor Produk-2 ON 3x?



4. Pengujian Model Sistem Kontrol Pemilahan Produk berbentuk Kotak.



Ya



Tidak



Sistem konveyor bekerja diawali dengan menekan pushbutton ON (hijau), sehingga motor konveyor box aktif (ON) dan motor konveyor produk tidak aktif (OFF). Jika sensor box tidak mendeteksi adanya box yang melewatinya maka motor konveyor box aktif dan motor konveyor produk tidak aktif, sebaliknya jika ada box yang terdeteksi oleh sensor box maka motor konveyor produk aktif dan motor konveyor box tidak aktif. Pada saat motor konveyor produk aktif, jika sensor produk-1 mendeteksi produk yang bukan berukuran panjang 6 cm maka produk dianggap gagal dan dibuang sementara motor konveyor produk tetap aktif. Jika sensor produk-1 mendeteksi produk yang berukuran panjang 6 cm maka produk tersebut benar dan tidak dibuang. Untuk sensor produk-2, jika tidak mendeteksi produk sebanyak 3x maka motor konveyor produk aktif dan motor konveyor box tidak aktif. Jika sensor produk-2 sudah mendeteksi produk sebanyak 3x maka motor konveyor produk tidak aktif dan motor konveyor box aktif. Proses tersebut akan berulang dan akan berhenti jika pushbutton OFF (merah) ditekan. Bagan alir sistem kontrol penyortiran produk berbentuk kotak ini dapat dilihat pada Gambar 11.



PB2 ditekan?



Ya



END



Gambar 11. Bagan alir sistem kontrol penyortiran produk berbentuk kotak.



E. Simpulan Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan bahwa: 1.



2.



3. 4.



ISBN: 978-602-97832-0-9



Model sistem kontrol pemilahan dan pengisian produk otomatis dapat dibuat dengan menggunakan PLC OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1 sebagai kontroler nya. Output dari program ON, OFF, fungsi counter dan fungsi timer PLC dapat berfungsi dengan baik. Kombinasi kerja Laser pointer dan sensor LDR dapat dipakai untuk mendeteksi produk. Model sistem ini mampu menyeleksi produk berdasarkan panjangnya. Tiga buah produk



SNTE-2012



T E | 34 berukuran panjang 6 cm yang akan mengisi sebuah box, dari 3 macam panjang produk yang digunakan yaitu panjang 4 cm, 6 cm dan 8 cm.



DAFTAR PUSTAKA [1]. Adriadi, Y. 2008. Rancang Bangun Kecepatan Putar Motor Arus Searah Berbasis Komputer. Universitas Lampung. Bandar Lampung. [2]. Bolton, William. 2004. Programmable Logic Controller, Edisi Ketiga. Penerbit Erlangga. Jakarta. [3]. Eko Putra, Agfianto. 2004. PLC: Konsep, Pemrograman, dan Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2 dan ZEN Programmable Relay). Penerbit Gava Media. Yogyakarta. [4]. Fauzi Siregar, S. 2004. Alat Transportasi Benda Padat. Universitas Sumatera Utara. Medan.



SNTE-2012



[5]. Hanif, H. 2006. Penerapan PLC (Programmable Logic Controller) Sebagai Sistem Kontrol Pada Mesin Konveyor. Universitas Negeri Semarang. Semarang. [6]. Malvino, Gunawan, Hanapi. 1995. Prinsip-prinsip Elektronik. Penerbit Erlangga. Jakarta. [7]. Meirisa, R, et. al. 2008. Interface Simulasi Penghitung Jumlah Kendaraan Parkir Dengan Sensor LDR. Politeknik Negeri Malang. Malang. [8]. Team OMRON. 2003. ZEN Programmable Relay Operation Manual. OMRON Corporation. Japan. [9]. Wirawan, S. 2008. Bahan Ajar Sistem Pengontrolan PLC. Universitas Negeri Semarang. Semarang. [10]. http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/national semiconductor/DS009299.PDF



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 35



IMPLEMENTASI KONTROL OTOMASITISASI TERINTEGRASI PADA SISTEM FLOW RATE ANALISIS BERBANTUAN MIKROKONTROLER Aminuddin1, Hiskia2 dan Robert3 1.



Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta Jl. Prof. Dr. Ir. GA. Siwabessy Kampus UI Depok 16425 Phone/Fax : (021) 7863531 2, 3. Pusat Penelitian Elektronika & Telekomunikasi – LIPI Jl. Cisitu No.21/154 D – Bandung, 40135 E-mail: [email protected]



Abstrak Makalah ini membahas hasil perancangan dan realisasi otomatisasi sistem pengatur kerja miniatur pompa, valve dan injektor pada miniaturisasi dan integrasi sistem Flow Rate Analysis menggunakan mikrokontroler sebagai pusat pengaturan. Sistem tersebut diharapkan dapat mengatur kerja dan kecepatan miniatur pompa elektromagnetik agar dapat memompa beberapa mikroliter cairan dengan aliran yang konstan dan tidak berfluktuasi. Sistem dirancang menggunakan mikrokontroler AT89C52 sebagai penyimpan dan pemroses data, panel instrumen sebagai masukan data dan modul LCD sebagai peraga komunikasi antara sistem dengan pengguna. Pompa yang digunakan merupakan miniatur pompa 4 phasa yang digerakkan secara elektromagnetik. Hasil pengujian menunjukkan sistem dapat mengatur kerja dan kecepatan pompa sesuai dengan data yang diberikan oleh pengguna, mikrokontroler mampu mengatur proses yang dilakukan oleh sistem sesuai dengan rancangan yang diinginkan yaitu mulai dari proses flushing, kemudian sampling dan dilanjutkan dengan proses inject sebanyak 3 kali untuk satu sample. Pompa yang digunakan mampu bekerja dari frekuensi 2 Hz (pada flow rate sebesar 14 uL/s) sampai 14 Hz (flow rate= 22 uL/s).



Abstract In this paper discusses the design and realization of automation control systems work miniaturized pumps, valves and injectors on miniaturization and system integration Flow Rate Analysis using a microcontroller as the central setting. The system is expected to set the pace of work and miniature electromagnetic pump that can pump a few microliters of fluid flow constant and does not fluctuate. The system is designed using AT89C52 microcontroller as the storage and processing of data, instrument panel as the input data and display LCD module as the communication between the user's system. The pump used is a miniature pump 4 to electromagnetically driven phase. The test results show the system can adjust the pump speed work and according to the data provided by the user, the microcontroller capable of regulating the process undertaken by the system according to the desired design starting from the flushing process, then proceed with the sampling and inject 3 times for one sample. The pump used is able to work from the frequency of 2 Hz (at flow rate of 14 uL / s) to 14 Hz (flow rate = 22 uL / s). Keywords: automation, miniature pumps, microcontroller. 1. PENDAHULUAN Sistem Flow Injection Analysis (FIA) telah digunakan sejak tahun 1975 dalam menganalisa sample-sample kimia yang berwujud cair (liquid) secara otomatis dan cepat. Teknik ini sudah banyak digunakan untuk pembuatan peralatan sensor di laboratorium karena memiliki berbagai keunggulan antara lain: waktu respon yang cepat, reproducibility yang sempurna, efisien dalam penggunaan sample/reagent. peralatan yang digunakan sederhana (simple) dan bisa dihubungkan ke komputer, mudah dikalibrasi. Selain itu kelebihan dari sistem FIA adalah terbuka kemungkinan untuk miniaturisasi dan integrasi dari setiap komponennya serta memungkinkan dibuat dalam bentuk yang portable. Seperti terlihat dalam



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gambar 1, pada umumnya komponen sistem FIA terdiri dari 5 modul yaitu sistem pompa, injektor, flow cell, sensor, dan data akusisi.



Gambar 1. Diagram Skematik dari Sistem FIA



SNTE-2012



T E | 36 Rangkaian pengontrol elektronik diperlukan untuk mengatur kecepatan dan kerja pompa, valve serta kapan waktu injeksi bekerja pada sistem. Perangkat elektronik ini harus dapat dibuat dengan ukuran seminimal mungkin dengan unjuk kerja yang baik. Pada penelitian ini digunakan miniatur pompa dengan diameter 12 mm, membran terbuat dari karet (rubber) yang akan menarik dan mendorong cairan, pada bagian masukan dan keluaran dipasang valve yang mengatur keluar masuknya cairan pada membran. Valve ini terbuat dari silicon rubber. Membran bekerja memompa cairan berdasarkan adanya tekanan dari aktuator tersebut. Hubungan antara gaya dan tekanan ditunjukkan pada persamaan berikut: 1 P = F Ah dimana: P = Tekanan yang diterima membran (Pa), F = Gaya dorong yang dihasilkan aktuator (N), Ah = Hole area. Hubungan antara gaya (F) dengan ini dengan medan magnet permanen (M) dan tegangan (V) terhadap induksi magnet (H) ditunjukkan sebagai berikut: 2 F = ∫ M .∇HdV Pada sistem pompa yang dipakai, aktuator magnet permanen bergerak secara vertikal (vertical axes) yang dipengaruhi oleh gaya: 3 FZ = MZ .V .∇H dan besarnya induksi magnet yang dihasilkan oleh kumparan dipengaruhi variabel-variabel yang ditunjukkan pada persamaan berikut: Z2 Z1 1 4 HZ = m0 IN .[ ] − 2 2 2 1 2 2 12 ( Z2 + R ) ( Z1 + R ) 2 dimana: R = radius dari kumparan (microcoil), N = jumlah lilitan pada kumparan, I = Arus yang melewati kumparan, Z1,2 = koordinat z dari aktuator saat posisi awal dan akhir. Dari persamaan di atas diperoleh bahwa untuk mengaktifkan miniatur pompa dapat diatur dengan mengubah variabel arus (I) yang melewati kumparan atau besarnya tegangan (V) yang diberikan pada kumparan. Vin = I .R pompa



I pompa =



V in



5



Pengaturan kecepatan miniatur pompa 4 phasa dengan prinsip elektromagnetik dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu: Pengaturan besarnya frekuensi dengan amplitudo tetap, Pengaturan besarnya amplitudo dengan frekuensi tetap. Sistem injektor yang digunakan pada sistem FIA mampu menginjeksi sejumlah cairan dalam volume tertentu (biasanya 100 mikroLiter) ke dalam aliran carrier. Mikrokontroler AT89C52 merupakan kelompok mikrokontroler dengan internal memori (ROM atau flash-PEROM) yang dikeluarkan oleh ATMEL, Liquid Crystal Display (LCD) merupakan suatu komponen/modul elektronika yang mempunyai kemampuan tidak hanya menampilkan nomor atau angka saja, tetapi juga kalimat, kata maupun simbolsimbol khusus. LCD memberikan informasi yang diperlukan pengguna ketika sedang mengoperasikan sistem. Rangkaian Driver berfungsi untuk memberikan tegangan kerja yang diperlukan plant (Vdd) agar dapat beroperasi. Tegangan Vdd tersebut tidak boleh terhubung langsung ke pin mikrokontroler. Tegangan kerja mikrokontroler hanya 5 volt, sehingga bila ada tegangan lebih yang terhubung ke pin dapat mengakibatkan mikokontroler mengalami kerusakan. Untuk menghasilkan tegangan Vdd, dapat digunakan konfigurasi 2 buah transistor yang bekerja berdasarkan prinsip saklar digital elektronik.



Gambar 3. Saklar Digital Elektronik Menggunakan Transistor



I



C



B



E



R



pompa Dengan menggunakan kristal 12 MHz pada mikrokontroler sebagai pembangkit pulsa pewaktu (clock), pompa yang bekerja sebanyak 2 buah untuk 1 waktu, hanya berbeda phasa sebesar 90° antara pompa yang satu dengan pompa yang selanjutnya.



(a) I



B



12 MHz



Clock



C E



Pump 1 Pump 2 Pump 3



(b) Gambar 4. Karakteristik Pada Pulsa Rendah



Pump 4



Gambar 2. Diagram Pewaktu Miniatur Pompa



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 37 Rangkaian transistor sebagai saklar digital elektronik mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 0 volt dan Vcc. Vout digunakan untuk men-drive rangkaian transistor yang ke 2. Gambar 4. menunjukkan rangkaian dasar transistor sebagai saklar digital elektronik. Prinsip kerja rangkaian transistor ini yaitu jika basis transistor diberi pulsa rendah (low pulse) maka transistor dalam keadaan cut-off atau OFF, sehingga tidak ada arus yang melewati kolektor (I=0A) dan tegangan keluaran pada transistor (Vout) akan sama dengan Vcc (+5 volt). Hal ini akan berlaku sebaliknya, yaitu bila basis transistor diberi pulsa tinggi (high pulse) maka transistor dalam keadaan saturasi atau ON, hal ini akan mengakibatkan arus mengalir pada kolektor dan tegangan keluaran akan sama dengan nol (0 volt). 2. Metode Penelitian 2.1. Perangkat Keras Sistem Sistem dirancang menggunakan mikrokontroler AT89C52 sebagai penyimpan dan pemroses data, panel instrumen sebagai masukkan data,



PENGATUR Sistem Minimum Mikrokontroler



Panel Instrumen



modul peraga LCD sebagai media komunikasi antara sistem dan pengguna serta tampilan informasi saat proses sedang berlangsung. Miniatur pompa dan valve digerakkan oleh rangkaian driver. Sistem dirancang agar dapat mengatur kerja dan kecepatan miniatur pompa, valve, dan waktu injeksi sesuai dengan data yang di dan proses yang dilakukan. Blok diagram dari perangkat keras sistem yang dirancang ditunjukkan dalam Gambar 5. Cara kerja sistem: 1. Mikrokontroler AT89C52 melakukan inisialisasi terhadap semua port dan mengaktifkan modul LCD untuk menampilkan pilihan menu. 2. Mikrokontroler akan menampilkan pilihan menu yang berisi data-data yang diperlukan untuk mengatur pompa pada layar LCD. 3. Mikrokontroler akan menunggu adanya interupsi dari pengguna melalui panel instrumen. 4. Mikrokontroler mengeksekusi program sesuai dengan data yang diperoleh, setelah adanya interupsi/semua pilihan menu dipenuhi oleh pengguna. SISTEM MINIMUM MIKROKON TROLER AT89C52M iniatur



SISTEM MINIMUM MIKROKON TROLER AT89C52 Miniatur



SISTEM MINIMUM MIKROKON TROLER AT89C52



SUMBER TEGANGA DAYA



Miniatur Valve



SISTEM MINIMUM MIKROKON TROLER AT89C52



Gambar 5. Blok Diagram Perangkat Keras Sistem 5.



6.



7.



Rangkaian driver akan bekerja menggerakkan miniatur pompa dan valve sesuai dengan eksekusi yang diberikan melalui program yang dibuat. Setiap proses yang dilakukan, mikrokontroler akan selalu menampilkan informasi mengenai prosedur dan proses yang sedang dilakukan, serta kecepatan pompa yang dipilih. Mikrokontroler akan terus melakukan proses di atas selama pengguna belum memilih untuk menghentikan proses pada sistem atau menekan tombol reset program pada panel.



2.2. Perangkat Lunak Sistem Perangkat lunak dirancang untuk dapat mengatur kerja miniatur pompa, valve dan waktu injeksi, serta proses yang harus dilakukan oleh sistem. Pengaturan dilakukan berdasarkan perubahan pada data yang menjadi variabel penting dalam suatu susunan program.



ISBN: 978-602-97832-0-9



MULAI Inisialisasi Port, LCD & Alamat Data Panggil Subrutin STARTUP Panggil Subrutin RCEKPOMPA Panggil Subrutin LOAD#1INPUT Panggil Subrutin DOPROCESSLOAD#1



SELESAI



Gambar 6. Diagram Alir Program Utama Sistem



SNTE-2012



T E | 38 Proses yang diinginkan adalah flushing, dimana sistem mengoperasikan pompa pada saluran reagent (cairan referensi) dalam waktu tertentu. Dilanjutkan dengan proses sampling, yaitu mengaktifkan pompa pada saluran sample untuk memompa beberapa mikroliter cairan sample yang akan dideteksi oleh sensor. Setelah cairan sample berada dalam mixing coil, maka dilakukan injeksi untuk mendorong sample dengan kecepatan tertentu ke dalam flow cell (pada bagian sensor). Proses sampling dan injection yang dilakukan sistem diperlukan sebanyak tiga kali untuk cairan sample yang sama. Pengguna dapat melakukan interupsi pada setiap proses yang sedang dilakukan mikrokontroler. MULAI Simpan data #01 ke register R0 R0  #01



Simpan data #0 ke R2 R2  #0 Kurangi isi register R2 dengan 01 R2  R2 - 01



Apa R2=#00



Panggil Ya Kurangi isi register R1 dengan 01 R1  R1 - 01



Apa R1=#00



Panggil



Tidak



Ya Kurangi isi register R0 dengan 01 R0  R0 - 01



Apa R0=#00



Panggil



Tidak



Ya RET



Gambar 7. Diagram Alir Tundaan Waktu 2.2. PENGUJIAN A. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Pengujian pada rangkaian mikrokontroler dilakukan dengan membuat program sederhana yang di-dowload-kan ke dalam memori mikrokontroler dan



SNTE-2012



OUTPUT INPUT LED8



LED7



LED6



LED5



LED4



LED3



LED2



LED1



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1



0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1



0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1



1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0



01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH



Hasil pengujian pada port 0 sistem minimum mikrokontroler AT89C52 ditunjukkan pada Tabel 4. Pengujian yang sama juga dilakukan pada semua port input/output mikrokontroler (yang meliputi port 1, 2, dan 3), dan diperoleh hasil pengujian yang sama dengan pengujian pada port 0. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa unit kendali berfungsi dengan baik, hal ini ditunjukkan dengan setiap masukkan yang diberikan pada program akan diperoleh keluaran yang sesuai (dalam bentuk biner).



Simpan data pada label VARDLY ke R1 R1  VARDLY



Tidak



sebuah rangkaian dengan susunan 8 buah led untuk mengetahui keluaran yang diberikan pada port mikrokontroler. Tabel 1. Hasil Pengujian Pada Port 0



B. Pengujian Panel Instrumen Sistem Pengujian diperlukan untuk mengetahui apa panel instrumen tersebut berfungsi dengan baik atau tidak. Rangkaian panel instrumen dihubungkan dengan catu daya 5 Volt DC dan led indikator secara seri. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan melakukan penekanan terhadap masing-masing panel dan bila panel bekerja dengan baik, maka indikator led akan menyala. Hasil pengujian dalam Tabel 2 menunjukkan bahwa semua panel bekerja dengan baik, hal ini dapat dilihat dari indikator led yang menyala bila terjadi penekanan pada panel instrumen. Tabel 2. Hasil Pengujian Panel Instrumen Sistem PANEL



L ED 5



L ED 4



L ED 3



L ED 2



L ED 1



YES



0



0



0



0



1



UP



0



0



0



1



0



DOWN



0



0



1



0



0



NO



0



1



0



0



0



RESET



1



0



0



0



0



Keterangan: 0=tidak menyala; 1=menyala C. Pengujian Rangkaian Driver Rangkaian driver untuk menggerakkan miniatur pompa dan valve diuji dengan memberikan tegangan pada input rangkaian driver dengan nilai 0 Volt dan 5 Volt secara bergantian. Pada keluaran rangkaian driver ini dihubungkan dengan beban resistor dan led yang dihubung secara seri, serta dipasang pararel osciloscope



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 39 untuk mengetahui besarnya tegangan dan gelombang keluaran yang diberikan rangkaian.



V out (Volt) 12



Tabel 3. Hasil Pengujian Rangkaian Driver V input (Volt)



L ED I ndikator



0



nyala



5



mati



0



Gambar 8 b. Bentuk Sinyal Keluaran Rangkaian Driver Pada Frekuensi Tinggi



Peak-Peak (Volt)



T (Detik)



1 2.5



1.000 0.400



12 11.8



5 7.5 10



0.200 0.133 0.100



11 10.8 10.4



12.5 15 17.5 20 22.5 25



0.080 0.067 0.057 0.050 0.044 0.040



10.2 10 10 9.8 9.8



10.4



F= 1Hz Volt/Div= 5 Volt Time/Div= 1Sec



V out (Volt) 12



0



1 Thigh



2



Tlow F= 10Hz Volt/Div= 5 Volt Time/Div= 50ms



Tabel 3. menunjukkan hasil pengujian rangkaian driver miniatur pompa dan valve. Diperoleh data bahwa saat input rangkaian driver diberi tegangan 5 Volt, maka led indikator tidak menyala. Sedangkan bila input rangkaian driver dihubung ke ground (V=0 Volt), led indikator akan menyala. Hasil pengukuran tegangan puncak ke puncak dengan osciloscope dapat dilihat pada Tabel 4. Dari tabel tersebut diperoleh tegangan keluaran yang dihasilkan rangkaian driver pada frekuensi yang lebih besar mengalami penurunan. Penurunan tegangan peak to peak yang diperoleh menunjukkan semakin besar frekuensi yang diberikan pada rangkaian akan mengakibatkan semakin sempit waktu yang disediakan pada rangkaian driver untuk menerima sinyal tinggi (high pulse) dan rendah (low pulse). Tabel 4. Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Rangkaian Driver F I nput (Hz)



T (dtk) Thigh



3



T (dtk)



Tlow



D. Pengujian Perangkat Lunak Pengujian dilakukan dengan meng-compile program yang telah dibuat pada aplikasi ALDS. Setelah itu untuk memastikan alokasi alamat pada memori sudah benar dilakukan pengecekan dengan melihat isi alamat menggunakan program aplikasi downloader khusus untuk mikrokontroler ATMEL seri 89. Dari pengujian ditunjukkan tidak ada kesalahan pada program dan isi alamat pada memori tidak terjadi penumpukkan data, sehingga program dapat berjalan dengan baik. 3. REALISASI, PENGUJIAN & ANALISA SISTEM SECARA TERINTEGRASI Pengujian yang dilakukan meliputi proses yang dilakukan, kerja miniatur pompa dan valve, kecepatan pompa yang mampu dicapai, dan tampilan informasi yang diberikan. Pada Gambar 9. ditunjukkan hasil pengujian dari proses yang dilakukan oleh sistem. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa sistem mula-mula akan mengerjakan proses flushing untuk membersihkan saluran (flow cell, yang berada pada bagian sensor), lalu selama waktu yang ditentukan/diprogram, sistem melakukan proses sampling yang bertujuan mengambil beberapa mikro liter cairan sample yang akan diukur. Bila proses sampling ini sudah selesai dilakukan selama waktu yang hampir sama dengan flushing, maka sistem akan mulai memompa cairan carrier atau disebut inject time. Setelah proses ini dikerjakan, sistem langsung melakukan proses sampling yang kali keduanya, lalu diinjeksikan lagi dan setelah itu sistem kembali mengambil sample dengan melakukan proses sampling untuk yang ketiga. Selama proses ini cairan sample yang dideteksi masih cairan sample yang sama. Setelah proses injeksi yang ketiga selesai dilakukan, sistem akan segera melakukan proses flushing. Kemudian sistem akan siap untuk mengerjakan proses sampling dengan cairan sample yang sama atau yang berbeda.



Gambar 8a. Bentuk Sinyal Keluaran Rangkaian Driver Pada Frekuensi Rendah



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T E | 40 maka akan diperoleh kecepatan pompa (flow rate) yang semakin naik. Tabel 9. Hasil Pengujian Kecepatan Pompa



Proses V1 OFF V2 OFF



Flushing Time



V1 ON V2 OFF



V1 OFF V2 ON



Sampling Time



Sampling Time



Inject-1 Time



Sampling Time



Inject-2 Time



Flushing Time



Sampling2 Time



Inject-3 Time



Sampling2 Time



Inject-1 Time



Variabel Delay



Volume Cairan (mL)



(menit)



(detik)



A B



15 35



10 10



00:07:26 00:07:45



446 465



22 22



C D



55 75



10 10



00:08:07 00:08:31



487 511



21 20



E F



95 115



10 10



00:08:52 00:09:18



532 558



19 18



G



135



10



00:09:57



597



17



H I J



155 175 195



10 10 10



00:10:22 00:10:50 00:11:45



622 650 705



16 15 14



Sampling2 Time



Inject-2 Time



Inject-3 Time



0 T



Gambar 9. Hasil Pengujian Sistem Terhadap Proses Yang Dilakukan F= 1Hz Volt/Div= 10 Volt Time/Div= 1Sec



V out (Volt) 12



Waktu Yg Ditempuh



Menu Flow Rate



Flow Rate (uL/s)



Berikut ditunjukkan grafik hubungan antara perubahan variabel delay dengan besarnya kecepatan pompa yang dihasilkan oleh sistem:



Pompa 1 0 12 Pompa 2



30



0



Pompa 3 0



12



14



15



16



17



19



18



21



20



22



22



Fl ow Rat e (uL/s)



12



20



10



Pompa 4 0



1



2



3



4



5



6



7



T (dtk)



Gambar 10. Hasil Pengujian Sistem Terhadap Kerja Miniatur Pompa Dari Gambar 10 dapat kita lihat bahwa saat sistem sedang mengoperasikan pompa pada satu cairan, maka setiap pompa akan bekerja dengan beda phasa sebesar 90°. Hal ini yang membuat sistem pompa yang dipakai pada penelitian ini disebut miniatur pompa 4 phasa, karena 4 buah pompa bekerja pada phasa yang berbedabeda. Berdasarkan data ini, maka realisasi sistem terhadap perancangan awal dalam hal pengaturan kerja pompa & proses yang dilakukan sudah benar dan berhasil. Karakteristik pengukuran kecepatan pompa yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Suhu lingkungan saat pengujian adalah 27°C. 2. Panjang saluran masuk (biasa disebut inlet) digunakan ukuran paling pendek (minimal) yaitu 15 cm. 3. Pompa yang digunakan merupakan 4 buah miniatur pompa elektromagnetik dengan susunan buffer pump yang dipasang secara paralel. Membran pada pompa terbuat dari rubber. 4. Untuk pengukuran volume cairan digunakan sebuah gelas ukur dengan skala ukur 1 mL. 5. Cairan yang digunakan untuk pengujian adalah air mineral (H 2 0). 6. Alat pengukur waktu digunakan stop watch dengan skala terkecil yang dipakai adalah detik. 7. Banyaknya volume cairan yang diukur ditetapkan sebanyak 10 mL. Pada Tabel 9 ditunjukkan hasil pengujian terhadap pengukuran kecepatan pompa yang dihasilkan sistem. Dari data yang diperoleh, semakin kecil variabel delay yang ada pada program mikrokontroler



SNTE-2012



195



175



155



135



115



95



75



55



35



15



Vari abel Delay



Gambar 11. Grafik Hubungan Perubahan Variabel Delay Terhadap Kecepatan Pompa Perhitungan tundaan waktu: 1: 2: 3: 4: 5: 6:



DELAYME: MOV R0,#01 DLYME1: MOV R1,VARDLY DLYME2: MOV R2,#0 DJNZ R2,$ DJNZ R1,DLYME2 DJNZ R0,DLYME1 RET



Dikerjakan



cycle



1x



1



1x



1



1x vardly x 255 x 1 (vardly-1)x 1x



1 2 2 2



Misalnya besar variabel delay yang digunakan yaitu 35, maka baris 4 akan dikerjakan sebanyak 35x255x1 = 8.925 x, karena instruksi tersebut dikerjakan selama 2 siklus maka waktu totalnya 8.925 x 2 = 17.850 siklus. Masih ditambah dengan pengulangan yang kedua (351) x 3 = 102 siklus dan pengulangan yang ketiga sebesar 1 x 3 = 3 siklus, sehingga total siklus = 17.850 + 102 + 3 = 17.955 siklus. Pada sistem ini digunakan frekuensi kristal sebesar 12 MHz, sehingga tundaan waktu yang dihasilkan adalah sebesar 17.955 x 1 µd = 17.955 µd atau 0,02 detik. Dari perhitungan ini dapat dilihat bahwa untuk menambah kecepatan pompa pada sistem maka besarnya variabel delay dibuat sekecil mungkin dengan memperhatikan batas maksimum dari pompa yang digunakan. Pada Tabel 9 di atas dapat diperoleh hubungan antara variabel delay dengan besarnya kecepatan pompa (flow rate) yang dihasilkan oleh sistem pada penelitian ini. Dapat dilihat bahwa saat variabel delay semakin kecil, diperoleh besarnya



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 41 kecepatan yang semakin menuju ke titik yang sama. Hal ini menunjukkan batas kerja maksimum dari pompa yang digunakan yaitu sebesar 22 uL/s atau pada variabel delay sebesar 35. Pada perhitungan di atas diperoleh tundaan waktu sebesar 17.955 µd. Nilai ini merupakan besarnya tundaan untuk menyelesaikan 25% dari satu gelombang penuh, sehingga untuk satu gelombang penuh diperlukan waktu sebesar 4 x 17.955 µd = 71.820 µdetik (T). Dari nilai ini diperoleh besar frekuensi kerja maksimum pompa sebesar f=14 Hz.



AFL USH FR: A u L s READY 4 SAMPL I NG Prosedur A=Auto, M=Manual



Proses yg akan dilakukan



MSAMPL E F R: A u L s GO I NJ ECT > >



Kecepatan Pompa Proses yg sedang dilakukan



Gambar 12. Contoh Tampilan Informasi Dari pengujian yang dilakukan terhadap sistem secara keseluruhan baik itu modular maupun terintegrasi diperoleh hasil yang sesuai dengan tujuan pada perancangan awal. Sistem dapat mengatur kerja dan kecepatannya sesuai dengan data yang diberikan oleh pengguna, mikrokontroler mampu mengatur proses yang dilakukan oleh sistem sesuai dengan rancangan yang diinginkan yaitu mulai dari proses flushing, kemudian sampling dan dilanjutkan dengan proses inject sebanyak 3 kali untuk satu sample. Pengguna dapat melakukan interupsi untuk merubah seting kecepatan maupun prosedur yang dilakukan. Pengoperasian yang mudah dan kemampuan sistem untuk memberikan informasi yang dibutuhkan oleh pengguna ketika proses sedang berlangsung. 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian dan analisa terhadap sistem, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Sistem pengatur kerja miniatur pompa, valve dan injektor yang direalisasikan ini mampu mengatur kerja 4 buah pompa sesuai dengan diagram pewaktu (timming diagram) yang diberikan. 2. Pengaturan kecepatan dengan menggunakan metoda tundaan waktu diperoleh bahwa semakin kecil variabel tundaan (delay) yang diberikan pada sistem maka kecepatan pompa yang dihasilkan



ISBN: 978-602-97832-0-9



akan bertambah tinggi. Hasil pengujian menunjukkan pompa yang digunakan mampu bekerja dari frekuensi 2 Hz (pada flow rate sebesar 14 uL/s) sampai 14 Hz (flow rate= 22 uL/s). 3. Rangkaian driver yang dirancang mampu memberikan tegangan kerja yang efektif bagi pompa dan valve yaitu sebesar 12 Volt DC. 4. Program yang dibuat dapat mengatur proses yang dilakukan oleh sistem sesuai yang diharapkan yaitu flushing time, sampling time dan injeksi cairan sample sebanyak 3 kali untuk satu sample. Selama proses berlangsung, pengguna dapat melakukan interupsi untuk membatalkan proses maupun melakukan perubahan data pada set awal. Tampilan informasi yang diberikan sistem pada LCD ketika proses sedang berlangsung, memberikan kemudahan bagi pengguna untuk mengetahui informasi yang diperlukan. DAFTAR PUSTAKA [1] “User Manual 1632, Liquid Crystal Display Module”, Seiko Instruments Inc., JAPAN, 1987. [2] Agfianto Eko Putra, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Teori dan Aplikasi”, Gava Media, Yogyakarta, 2002. [3] Ganti Depari, Drs., “Pokok-Pokok Elektronika”, M2S , Bandung, 1987. [4] J. Ruzicka and H. Hansen, “Flow Injection Analysis Part 1. A New Concept of Fast Continous Flow Analysis”, Analytica Chimica Acta, vol 364, pp. 341-349, 1997. [5] Juliant Ilet, “How To Use Intelligent L.C.D.s Part One”, Wimborne Publishing Ltd., 1998. [6] Ogata, Katsuhito, “Teknik Kontrol Automatik”, Erlangga, 1997. [7] M. Valcareel and M. D. L. d. Castro, “FlowInjection Analysis Principles and Applications”, Ellis Horwood Limited, 1987. [8] P. Dario, N. Croce, M.C. Carrozza, G. Varallo, “A Fluid Handling System for a Chemical Microanalyzer”, Brindisi, Italy, 1995. [9] Sencer Yeralan & Ashutosh Ahluwalia, “Programming and Interfacing The 8051 Microcontroller”, Addison Wesley, California, 1995. [10] S, Wasito, “Kumpulan Data Penting Komponen Elektronika”, PT Multimedia, Jakarta, 1985. [11] William Kleitz, “Digital Electronics”, Prentice Hall, 1996.



SNTE-2012



T E | 42



SIMULASI SISTEM FILLING-DRAINING CONTROLLER Syaprudin1, Darwin2 1,2. Teknik Elektronika, Teknik Elektro. Politeknik Negeri Jakarta



Abstrak Penelitian ini menjelaskan tentang pengendalian proses pengisian dan pengosongan tangki air dengan menggunakan teknik konvensional dan pemanfaatan modbus protocol. Dalam melakukan monitoring pada pengisian dan pengosongan didukung oleh SCADA. SCADA digunakan untuk melakukan monitoring, controlling, dan data acquisition, sistem komunikasi PLC dengan SCADA, PLC dengan inverter dan penyettingan parameterparameternya, Keseluruhan proses dapat dimonitoring dan dikontrol melalui berbagai interface baik low level maupun high level. Low level interface misalnya panel-panel manual dan peralatan lain yang secara langsung dapat mengakses sistem. High Level Interface misalnya komputer dan peralatan lain yang dapat mengakses proses melalui fasilitas komunikasi yang tersedia pada sistem. Fasilitas komunikasi ini dinamakan modbus. Pada plant ini pengendali utamanya digunakan PLC. Sedangkan Monitoringnya menggunakan sistem SCADA. Komunikasi antar PLC dengan sistem SCADA ini dilakukan dengan kabel serial. Modbus memiliki kelebihan dalam konfigurasi sebuah sistem. Dimana, konfigurasi tersebut hanya memerlukan satu master dan beberapa slave. Koneksi dari master dan slave dengan menggunakan modbus sangatlah mudah, hanya dengan menset address pada masingmasing slave yang berbeda dan dihubungkan dengan secara multidrop menggunakan RS-485. Karena modbus menggunakan RS-485 sebagai physical interface-nya sehingga modbus dapat dipakai pada tempat-tempat dengan interferensi gelombang elektromagnetik yang tinggi.



Abstract System of charging and discharging is a process of mixing materials which are generally used in the industry. This study describes the control of charging and discharging the water tank using conventional techniques and the use of modbus protocol. Monitoring of charging and discharging supported by SCADA. SCADA systems are used for monitoring, controlling, and data acquisition systems, PLC communications with SCADA, PLC with inverter and setting parameters, the entire process can be monitored and controlled through interfaces both low level and high level. Low-level interfaces such as manual panels and other equipment that can directly access the system. High Level Interface such as computers and other devices can access the process through communication facilities available on the system. This communication facility named Modbus. PLC is the main controller of this plant. Meanwhile SCADA systems is used for monitoring. Communication between PLC with SCADA systems is using a serial cable. Modbus has advantages in a system configuration where the configuration requires only one master and several slaves. Connection of master and slave using modbus is very easy, simply by setting the address on each slave differently and connecting them with multiddrop using RS-485. Since modbus using RS-485 as its physical interface so that modbuscan be used in any places with high interference of electromagnetic waves. Keyword : Serial Communication, Modbus, RS-485



I. PENDAHULUAN. Dengan perkembangan teknologi yang pesat, maka ilmu yang berhubungan dengan bidang elektronika akan terus berubah dan dikembangkan, diaplikasikan disegala aspek industri, industri yang dimaksud bukan hanya industri berskala besar dalam hal ini pabrik, namun juga industri berskala kecil, seperti industri rumah tangga, oleh karena itu salah satu mata kuliah disemester IV, jurusan teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika ialah praktik pemogramman PLC dimana pengembangan peralatan akan menyesuaikan



SNTE-2012



dengan kondisi yang ada, pada penelitian terdahulu yaitu Modul Simulasi Filling-Draining Controller Berbasis PLC (jurnal Politeknologi Vol 5 No.1. Januari 2006) yaitu sistem pengontrollan dalam pengisian dan pengosongan tangki, sistem yang dibuat terdahulu masih bersifat Semi automatis dan tidak terintegrasi, dalam penelitian ini akan dikembangkan dengan penambahan jaringan SCADA berbasis software simulasiuntuk mengendalikan dan memonitor Programmable Logic Controller (PLC) pada sistem Simulasi Filling-Draining Controller.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 43



Proses implementasi dari sistem yang dibangun dilakukan pada plant miniatur Modul Simulasi FillingDraining Controller Berbasis PLC. Masing-masing aktuator dan sensor dikendalikan oleh PLC yang terhubung dengan jaringan LAN dan server. Software yang digunakan untuk membangun aplikasi terdistribusi adalah Vijeo Citec dan basis data dibangun dengan menggunakan SQL Server. Mengingat keterbatasan infrastruktur dan sistem ini hanya dipergunakan dalam kegiatan praktik sistem pemogramman PLC maka dalam perumusan masalah dibatasi pada pekerjaan proses implementasi dari sistem yang dibangun dilakukan pada plant miniatur saja sesuai dengan modul yang telah dirancang terdahulu, aktuator dan sensor terhubung dengan dengan jaringan server. Software yang digunakan untuk membangun aplikasi terdistribusi adalah Software Simulasi dan basis data dibangun dengan menggunakan SQL Serve. Kendalakendala yang akan timbul diantaranya pada saat perancangan dan realisasi sistem adalah koneksikoneksi interface yang perlu ketelitian. Selain perumusan masalah diatas diperlukan juga beberapa startegi yang akan dilakukan diantaranya; melakukan studi pustaka, mencari literatur yang berkaiatan dengan sistem kerja alat, melakukan pengamatan dan tinjauan teknis terhadap produk sejenis.



Keempat komponen di atas dapat ditampilkan dalam Gambar 2 sebagai berikut:



Gambar 2 Bagan Sistem SCADA



Sensor dan aktuator (field device) Bagian ini adalah plant di lapangan yang terdiri dari obyek yang memiliki berbagai sensor dan aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang umumnya diawasi dan dikendalikan supaya obyek/plant berjalan sesuai dengan keinginan pengguna. Programmable Logic Controller (PLC) PLC merupakan suatu alat kontrol mikroprosessor serbaguna yang khusus dirancang untuk dapat beroperasi di lingkungan industri yang cukup besar. PLC bekerja dengan cara menerima data dari peralatan-peralatan input yang biasanya dapat berupa saklar, tombol-tombol, sensor-sensor dan lain-lain.



Modul Simulasi Filling-Draining Dalam simulasi ini akan dipantaui dan dideteksi proses urutan kerja yang diawali dengan menekan tombol mulai (start), aliran cairan, level cairan dan keluaran cairan, dengan menekan tombol selesai (Stop) maka seluruh proses akan berhenti visual modul simulasi diperlihatkan pada Gambar 1. Gambar 3. Blok Diagram Sistem Pemrograman PLC



Pada blok diagram sistem pemogramman PLC Gambar 3. dapat dijelaskan prinsip kerja dasar PLC yaitu program yang dibuat dalam bahasa ladder terlebih dahulu dirancang dalam computer dan didownload ke dalam PLC.



Gambar 1 Visual Modul Simulasi



SCADA Sistem SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ialah sistem yang dapat melakukan pengawasan, pengendalian dan akuisisi data terhadap sebuah plant. Secara umum, SCADA terdiri dari bagian – bagian berikut : • Sensor dan aktuator (Field Devices) • Remote Terminal Unit / PLC • Sistem Komunikasi • Master Terminal Unit



ISBN: 978-602-97832-0-9



Sistem Komunikasi Sistem komunikasi diperlukan untuk menghubungkan antara field device, PLC, dan Master Terminal Unit. Berikut ini beberapa sistem komunikasi yang dipakai dalam sistem SCADA : • RS 232 • Private Network (LAN/RS-485) • Communication PLC • Switched Telephone Network • Leased lines • Internet • Wireless Communication systems



SNTE-2012



T E | 44



o o o



Wireless LAN GSM Network Radio modems



• •



MTU – SCADA Software Master Terminal Unit umumnya ialah komputer yang memiliki SCADA software. Fitur – fitur kunci yang harus ada pada suatu SCADA Software ialah : • Human Machine Interface, Tampilan yang memudahkan manusia (operator) untuk memahami atau mengendalikan mesin (sistem, plant). • Graphi, Displays Tampilan grafis, bukan hanya angka, untuk mempermudah pengamatan. • Alarms, Alarm untuk memberi warning saat sistem dalam kondisi abnormal. • Trends, Trend ialah grafik garis yang menggambarkan kondisi/status suatu device • RTU / PLC Interfac, Bagian program yang menghubungkan PLC dengan SCADA software. • Scalability / Expandabilit, Program dapat diperluas tanpa mengganggu program lama yang sudah ada. • Access to dat, Program memiliki akses pada data tertentu yang diinginkan • Databas, Penyimpanan data ke dalam database • Networking, Program ini dapat berjalan dalam suatu jaringan, baik pada LAN maupun internet • Fault tolerance and redundancy, Program memiliki toleransi tertentu terhadap kesalahan yang terjadi. SCADA system juga harus bersifat redundant, dimana saat MTU utama down akan digantikan oleh MTU cadangan.



Network Application Development Network Application Development atau NAD adalah suatu arsitektur yang mengkombinasikan Client-based arsitektur dan server-based arsitektur. NAD melakukan notifikasi secara automatis apabila aplikasi berubah dan secara otomatis mendistribusikan aplikasi yang baru ke tiap View node. Di dalam NAD arsitektur, seperti diperlihatkan pada Gambar 4, mastercopy dari aplikasi tersusun di dalam central network location. Tiap View node me-load network application tersebut seperti pada server-based arsitektur. Tetapi bukannya menjalankan aplikasi dari server, aplikasi tersebut di-copy dan kemudian dijalankan dari user defined location. Hal ini sama seperti keuntungan dari client-based redundancy atau sistem backup (tidak ketergantungan terhadap server). SCADA Sebagai Sebuah Sistem Suatu sistem SCADA biasanya terdiri dari: • Antarmuka manusia dengan mesin (HumanMachine Interface)



SNTE-2012



Unit terminal jarak jauh yang menghubungkan beberapa sensor pengukuran dalam proses-proses produksi Sistem pengawasan berbasis komputer untuk pengumpul data



Gambar 4. Network Application Development



• •



Infrastruktur komunikasi yang menghuhungkan unit terminal jarak jauh dengan sistem pengawasan, dan PLC atau Programmable Logic Controller



Hubungan Dengan Pengguna Sistem HMI (Human Machine Interface) merupakan visualisasi dari teknologi atau sistem secara nyata. HMI dari suatu sistemSCADA merupakan data yang diproses dan diolah untuk kemudian dimonitor olehsuatu operator manusia. Alat penghubung ini pada umumnya meliputi kendaliyang menghubungkan seseorang dengan sistem SCADA. HMI adalah suatu cara mudah untuk melakukan monitoring terhadap RTU (Remote Terminal Unit) atau PLC (Programmable Logic Controller), karena pada umumnya PLC atau RTU hanya menjalankan proses yang diprogramkan. HMI juga menampilkan data-data rangkuman kerja mesin termasuk secara grafik. Tujuan dari HMI itu sendiri adalah untuk meningkatkan interaksi mesin dan operator melalui tampilan layar komputer dan memenuhi kebutuhan pengguna terhadap informasi sistem. Fungsi-fungsi Utama SCADA Fungsi-fungsi utama SCADA adalah: • Akuisisi data, merupakan proses penerimaan / pengumpulan data dari berbagai peralatan dilapangan. • Data processing, menganalisa data atau informasi yang didapat dari hasil pengumpulan data dapat berupa bentuk laporan, grafik, dan lain lain. • Supervisory control, fungsi pengendalian jarak jauh suatu peralatan. • Tagging, berfungsi meletakan informasi (penandaan) pada peralatan tertentu. • Pemrosesan alarm dan event, menginformasikan apabila terjadi perubahan pada sistem.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 45



•



Post mortem review, menganalisa akibat adanya gangguan sistem, serta mengembalikan ke kondisi normal.



II. METODE PENELITIAN. Pelaksanaan Penelitian ini dilakukan di jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta, kegiatan penelitian ini berupa studiliteratur, baik dari internet maupun buku referensi, Dasar acuan standar dikembangkan dari jurnal yang berjudul Modul Simulasi FillingDraining Controller Berbasis PLC, Sumber : Jurnal Poli Teknologi Vol.5 no.1. Januari 2006 ISSN 14122782 dan software Vijeo Citec, Metoda yang dipakai dalam penelitian ini dilakukan dengan melalui tiga tahap. Tahap-tahap tersebut meliputi : • Tahap Analisa Kebutuhan • Tahap Analisis Sistem • Tahap Desain Sistem



digunakan sebagai representasi lampu on/off. Gambar 7 memperlihatkan blok diagram keseluruhan sistem.



Gambar 6. Blok Diagram Sistem



Analisa Sistem Analisis dilakukan dengan memastikan bahwa proses operasi, proses informasi dapat tercermin baik di sisi fisikal maupun logikal. Penelitian ini menggunakan alat yaitu diagram alir seperti berikut:



Gambar 7. Blok Diagram Keseluruhan Sistem



Gambar 5. Diagram Alir Proses Perencanaan Sistem



Rancangan Sistem Sistem yang dibuat merupakan penerapan SCADA sistem Distributed Application pada Vijeo Citec yang mampu memonitor dan mengendalikan perangkatperangkat pada sebuah miniatur sistem Filling Draining Controller dengan menggunakan jaringan komputer dan PLC Network Architecture yang digunakan adalah Network Application Development (NAD). Gambar 6 memperlihatkan blok diagram system yang dibangun.



Plant sistem filling dan draining ini mempunyai input output PLC yang meliputi switch push button sebagai tombolmulai danberhenti, aktuator valve, stepper motor, inductive proximity sensor sebagai sensor air penuh, buzzer sebagai alarm, dan LED yang



ISBN: 978-602-97832-0-9



Perancangan Layar Monitor Sebelum membuat rancangan pada layar monitoring pada Citect Graphics Builder, maka perlu diperhatikan hal-hal yang berkaitan dengan teknis perancangan, seperti melakukan pertimbangan bentuk tampilan grafis pada Citect Graphics Builder yang mengacu pada bentuk panel yang sebenarnya. Apa saja yang akan dimonitoring dari panel penggunaan komunikasi serial RS-485 pada inverter berbasis vijeo citect ini, serta halaman apa saja yang perlu dibuat serta disusun untuk mempermudah dalam melakukan monitoring serta controlling. Bila melihat dari layout panel, maka hal-hal yang dapat di monitoring adalah : • Pengukuran Tegangan, arus serta daya pada motor induksi 3 fasa • Kecepatan motor(RPM), frekuensi motor(Hz), DC Link Voltage(V) • Kondisi motor pada saat forward maupun reverse • Tombol start dan stop motor induksi 3 fasa serta reset Dan controlling yang dilakukan yaitu berupa controlling secara langsung terhadap sistem, seperti menentukan kecepatan motor dengan cara memasukkan nilai input frekuensi dan pengaturan arah putaran motor. Merancang Animasi Setiap halaman mempunyai fungsi yang berbeda, sehingga setiap tampilan tidak akan sama. Untuk menggunakan gambar atau animasi pada



SNTE-2012



T E | 46



software simulasi dapat mudah ditampilkan karena mempunyai library, yang memuat gambar-gambar atau simbol yang dapat digunakan ke dalam layar. Ketika gambar sudah muncul “save” dan akan tersimpan didalam “library”.



properties. Pada tab “appearance” pilih “numeric” dan isi tag pada kotak numeric expression.



Gambar 8. Tampilan Gambar yang Diimport



Jenis Animasi Untuk membuat button dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu: pada menu “objects” pilih “button” dan drag pada halaman. Atau dengan cara memilih “icon”



Gambar 12. Dialog Box Properties



Display numeric digunakan sebagai tampilan nilai aktual dari berbagai macam data.



dan mulai drag ke halaman. Setelah itu akan muncul dialog boxbutton properties, disini dapat mengatur tampilan, pergerakan, input, dan akses.



Gambar 13. Tampilan Lampu Indikator Gambar 9. Tampilan Button



Lampu indicator dapat dimunculkan dengan cara memilih icon “symbol set” pada tools. Kemudian akan muncul dialog box symbol set properties, bentuk indikator dapat diganti dengan menekan tombol “set”. Berikan tag pada kotak on symbol when ketika akan mengatur kapan lampu indicator itu menyala.Setelah itu, klik “Apply” dan “OK”.



Gambar 10. Dialog Box Editing Button



Express I/O Device Setup Melakukan setting pada Express I/O Device pada Contents of Communication dengan klik “Express I/O Device” akan muncul dialog box pilih “next”.



Button digunakan sebagai visualisasi tombol yang digunakan dalam proses. Button dapat digunakan untuk memindahkan halaman pada Vijeo Citect.



Gambar 14. Dialog Box Express Communication wizard Gambar 11. Contoh Display Numeric



Membuat display numeric dapat dilakukan dengan memilih icon “number” pada tools, lalu klik pada halaman. Kemudian akan muncul dialog box text



SNTE-2012



Selanjutnya akan muncul dialog box untuk menentukan tipe komunikasi sesuai dengan tipe PLC yang digunakan. Apabila tipe PLC yang digunakan terdapat pada dialog box tersebut, maka dapat memilih jenis komunikasi sesuai dengan tipe PLC yang digunakan. Apabila tipe PLC yang digunakan tidak



ISBN: 978-602-97832-0-9



T E | 47



terdapat pada dialog box tersebut maka dapat memilih jenis komunikasi yang terdapat pada industry standard protocols yaitu dengan komunikasi menggunakan modbus protocol. Dengan menggunakan modbus protocol maka semua tipe PLC dapat di komunikasikan, karena modbus protocol merupakan jenis standar dasar komunikasi pada semua tipe PLC. Karena pada tipe PLC yang digunakan tidak terdapat pada dialog box menentukan tipe komunikasi PLC, maka jenis komunikasi yang dipilih adalah yang terdapat pada “industry standard protocols” yaitu modbus. Lalu modbus yang dipilih adalah “modbus/RTU” dengan register yang dimulai dari register 0, dan bit register yang dipilih dengan sistem perhitungan 0-15, kemudian klik “Next”.



tags dibuat untuk menggunakan halaman trend sehingga dapat melihat berbagai macam kondisi. Selain pembuatan Variable Tags, Trend Tags harus dibuat sebagai tag input agar muncul grafik pada halaman Trend.Dengan klik menu “Tags” dan memilih “Trend Tags” akan muncul dialog box, isikan “Cluster Name” dengan cluster yang telah dibuat dan isikan “Expression” yang dibuat pada variable tags terlebih dahulu. Set “Sample Period” dengan nilai yang diinginkan untuk berapa lama waktu setiap data diambil. Dan masukkan “Type” dengan “TRN_PERIODIC”. Setelah itu “Add”. Berikut ini merupakan data trend tags pada Vijeo Citect : Tabel 1. Trend Tag



Gambar 15. Menentukan Jenis Komunikasi pada VijeoCitect



Kemudian akan muncul dialog box “connect I/O device to PSTN”, karena tidak tersambung dengan PSTN maka langsung klik “next”. Selanjutnya muncul dialog box “detected serial port”. Pilih “port serial” yang digunakan untuk mengkomunikasikan.



Addressing Tags Address yang ada pada tag Vijeo Citect dan address pada PLC harus disesuaikan agar dapat berkomunikasi dan dapat dimonitoring secara baik dikomputer. Pada program PLC yang menggunakan logika memori (data tipe) untuk membuat program, yaitu berupa bit, byte, word, dan double word. Sehingga untuk dikomunikasikan pada Vijeo Citect data yang berupa address tersebut harus dikonversi sesuai dengan aturan address pada modbus protocol.Range addressing atau pengalamatan pada modbus protocol adalah sebagai berikut:



Gambar 16. Menentukan Serial Port Tabel 2. Addressing pada Modbus Protocol



Setelah itu muncul dialog box “Link I/O Device to an external tagdatabase”, yang berfungsi untuk menghubungkan I/O Device dengan external tag database. Penyettingan Database Pada tampilan monitoring digunakan banyak animasi atau gambar yang dimasukkan agar dapat memunculkan visualisasi yang bagus sehingga terlihat nyatadan dapat bergerak sesuai yang diinstruksikan dari PLC. Variable tags adalah tag-tag yang digunakan sebagai tag yang berhubungan dengan program PLC, pada tag tersebut menggunakan address yang harus sama dengan address yang berada di PLC. Untuk trend



ISBN: 978-602-97832-0-9



III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran Alat Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh dari PLC didapatkan nilai tegangan, arus, kecepatan, dc link dan frekuensi. Sedangkan



SNTE-2012



T E | 48



nilai daya dihasilkan dari hasil perkalian arus dengan tegangan (daya semu). Nilai tegangan, arus, kecepatan serta frekuensi didapat setelah melakukan percobaan pada plant, sedangkan nilai dc link didapat setelah melakukan komunikasi tanpa harus melakukan percobaan.



Data berdasarkan gambar 5.1 merupakan monitoring dalam pengukuran didalam SCADA. Setiap pengukuran tersebut punya nilai hex tersendiri dalam PLC. Tetapi telah diconvert didalam SCADA, sebagai contoh kecepatan motor pada PLC adalah 16#0184 dan pada SCADA adalah 390.



IV. 1.



2.



3.



4.



KESIMPULAN SCADA menggunakan bahasa decimal sedangkan PLC menggunakan bahasa heksa, sehingga dibutuhkan suatu converter dengan menggunakan fungsi word_to_int pada PLC. Baud rate 19200 menghasilkan respon yang lebih cepat daripada baud rate 9600, namun memiliki peluang error yang lebih besar. Interface yang paling sesuai dengan kebutuhan sistem adalah interface serial, karena interface serial memungkinkan untuk komunikasi multidrop (multipoint) dan memungkinkan untuk komunikasi jarak jauh. Pembuatan alamat pada PLC dibuat mulai dengan %MX0 dan %MW1000



DAFTAR ACUAN Analisa Hubungan SCADA dengan Alat Pengujian Setelah melakukan pengujian, didapatkan hasil bahwa kondisi kerja monitoring dari software SCADA Vijeo Citect sesuai dengan kejadian. Adapun hasil yang ditampilkan oleh SCADA merupakan hasil pembacaan komunikasi yang dilakukan SCADA dengan PLC yang telah disetting melalui tag, dan eksekusi perintah melalui SCADA secara langsung.



SNTE-2012



[1] Wolfgang Link, “Pengukuran, Pengendalian dan Pengaturan dengan PC”, Jakarta : PT. Elex Media Komputindo. 1993 [2] Boylestad, “Electronic Devices and Circuit”, New Jersey : Prentice-Hall. 1996 [3] SGS Thomson “ Industrial Standard Analog ICs”, 1-st.Ed, Data Book, SGS Thomson Microelectronics, 1998. [4] J. Michael Jacob. “Industrial Control Electronics” New Jersey, Printice Hall Inc 1999. [5] John W. W, “Programmable Logic Controller, Fourth Edition”, New Jersey : Prentice Hall. 1999 [6] Inoue, Seiichi. Stepper Motor controller. 2002. The Hobby of Electronic Circuit Engineering, 6 Januari 2008 http://www.interq.or.jp/japan/seinoue/e_step.htm [7] Stouffer, Keith. Falco, Joe. Kent, Karen. Guide to Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) and Industrial Control Systems Security. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology, 2006



ISBN: 978-602-97832-0-9



TL |1



KONVERTER AC-DC TIGA FASA TERKENDALI TERHADAP TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD) PADA BEBAN INDUKTIF BERBASIS LAB-VIEW Kusnadi1, Prawito2 1. Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakrta, Kampus Baru UI, Depok,16425, indonesia 2. Departemen Fisika, FMIPA,Universitas Indonesia, Depok 16424 E-mail: [email protected]; [email protected]



Abstrak Aplikasi beban non linier sangat luas digunakan di industri rumah tangga, gedung perkantoran dan pabrik seperti konverter daya untuk pengendalian kecepatan motor ac/dc, un-interruptible power supplies (UPS) lampu fluorescent yang menggunakan ballas elektronik. Penggunaan konverter ac-dc elektronik akan menarik arus terdistorsi yang mengandung komponen harmonisa dan secara keseluruhan akan menyebabkan factor daya system menjadi berkurang.Arus yang terdistorsi akan mengandung THD%(Total Harmonic Distortion). Dalam pengoperasian konverter ac-dc tiga fasa terkendali ,pengaturan sudut penyalaan merupakan hal yang perlu diperhatikan. Pemberian sudut penyalaan yang tidak tepat dapat menyebabkan konverter ac-dc tidak bekerja secara optimal. Pada penelitian ini, suatu metoda baru dipresentasikan untuk mengukur THD% secara otomatis pada sisi input jala-jala konverter ac-dc tiga fasa terkendal sebagai fungsi dari sudut penyalaan pada bebaninduktif berbasis LAB-VIEW 8,5dan NI-DQ 6008. Ekperimen dilakukan dilaboratorium dengan cara mengevaluasi nilai THD% dan mencari operasi kerja sudut penyalaan sebagai fungsi dari %THD pada sisi input jala-jala konverter ac-dc tiga fasa terkendali untuk beban induktif dengan menggunakan software LabVIEW 8,5dan Hardware NI-DQ 6008. Hasil ekperimen menghasilkan nilai operasi kerja konverter ac-dc :Pada beban L1=0,25H .Nilai THD berkisar antara 31% sampai 35% dan sudut penyalaan berkisar antara 52,2o sampai dengan 58,09o ,dengan presentasi kesalahan ≤0,2%.Untuk THD5%, sedangkan untuk THD%>35% akan mendapatkan %E>4%. Pada beban L2=0,56H. Nilai THD berkisar antara 31% sampai dengan 36% dan (α0) =54 dengan persentasi kesalahan≤ 3% .



Abstract Application of non linear loads are widely used in household industries, office buildings and factories such as power converters for motor speed control of ac/dc, un-interruptible power supplies (UPS) lampfluorescent using electronic Ballas. Ac-dc converters use of electronics will draw distorted current containing harmonic components and will cause the overall system power factor is reduced. Distorted currents will contain THD% (Total Harmonic Distortion). In the operation of ac-dc converter controlled three-phase, setting the ignition point is worth noting. Giving improper ignition angle can cause the ac-dc converters do not work optimally. In this study, presented a new method to measure the THD% automatically on the input side of the net ac-dc converter controlled three-phase as a function of ignition angle based on an inductive load LAB-VIEW 8.5 and NI-DQ 6008. Laboratory experiments conducted by evaluating the value of THD% and looking for work operations ignition angle as a function of% THD on the input side of the net acdc converter is controlled to a three-phase inductive load using LabVIEW 8.5 software and Hardware NI-DQ 6008. Experimental results of the operation value of work ac-dc converter: The load L1 = 0.25 H. Value of 31% ≤ THD ≤ 35% and ≤ 52.2 (α0) ≤ 58.09, with a presentation error ≤ 0.2%. For THD 5%, while for THD%> 35% will get a% E> 4%. On load L2 = 0.56 H.Nilai THD≤ 31% ≤ 36% and (α0) = 54 with a percentage error ≤ 3% Keywords: ac-dc converter, THD. LAB VIEW



1. Pendahuluan Dalam era industrialisasi dan globalisasi seperti



ISBN: 978-602-97832-0-9



sekarang ini, beban-beban dalam sitim distribusi tenaga listrik sangat bervariasi, baik itu beban linier



SNTE-2012



TL |2



berupa kombinasi beban resistif, induktif dan kapasitif, maupun beban non-linier berupa beban-beban yang berbasis elektronika daya yang menggunakan teknik switching, seperti UPS, konverter daya untuk pengendalian motor dc dan ac, lampu fluorescent yang menggunakan ballast elektronik dan lain sebagainya. Umumnya beban non linier bersifat induktip dan menyebabkan arus dan tegangan pada sisi input terdistorsi sehingga kualitas daya akan berkurang.Ada beberapa permasalahan dalam kualitas daya yang mempengaruhi suatu sistim tenaga, salah satu diantaranya adalah harmonisa. Penyebab dari gangguan harmonisa adalah dari penggunaan peralatan konverter daya yang menyebabkan distorsi tegangan dan arus. Harmonisa memiliki frekuensiyang merupakan kelipatan dari frekuensi dasar sistim, sehingga gelombang arus dan tegangan yang dihasilkan tidak sinusoidal murni dan pada akhirnya dapat menimbulkan gangguan pada peralatan transformator. Transformator sangat berperan dalam penyaluran daya ke pusat beban dan merupakan peralatan yang aling merasakan adanya harmonisa, karena letaknya yang lebih dekat terhadap beban konverter daya. Harmonisa arus mengakibatkan pemanasan pada bagian transformator, sehingga mengakibatkan penurunan efisiensi. Besarnya distorsi yang ditimbulkan oleh semua komponen harmonisa dinyatakan dalam bentuk THD%. THD%arus pada jala-jala sistim yang direkomendir oleh IEEE-Std thn 1992 adalah sebesar ≤ 20 %. Dalam pengoperasian konverter ac-dc tiga-fasa terkendali dengan beban induktip, pengaturan sudut penyalaan menjadi hal penting untuk diperhatikan. Oleh karena itu pemberian sudut penyalaan yang tidak tepat dapat menyebabkan konverter ac-dc tidak bekerja dengan baik. Peralatan konverter tiga-fasa terkendali yang berkualitas memiliki kinerja, fungsi dasar dan standar yang baik, sehingga diharapkan dengan mengetahui nilai THD kualitas daya pada sistem akan menjadi lebih baik. Berbagai macam cara untuk mengukur THD yang ditimbulkan oleh penggunaan peralatan elektronik antara lain dengan Power Quality Analyzer ataupun Distortion Analyzer. Teknik pengukuran dengan peralatan tersebut, akan mengukur secara langsung mengenai nilai THD. Penggunaan LabVIEW 8,5 dan NIDQ 6008 sebagai alat ukur THD terhadap sudut penyalaan dari Konverter ac-dc secara otomatis merupakan suatu metoda baru. Metoda ini akan mengukur THD pada sisi input jala-jala secara otomatis sebagai fungsi dari Sudut penyalaan Konverter ac-dc Tiga Fasa untuk beban induktif. Diharapkan alat ukur THD meter otomatis ini, dapat digunakan untuk jenis



peralatan Konverter ac-dc yang lain dengan beban yang berbeda. 2.Metoda Penelitian Metode penelitian didasarkan pada kajian literature, dengan cara melakukan perencanaan (sofware dan hardware), simulasi, realisasi dan pengujian sitem di Laboratorium Elektronika Daya . Untuk mengukur THD% secara otomatis pada sisi input jala-jala konverter pada beban induktif terhadap operasi kerja sudut penyalaan. Deskripsi sistem ditunjukkan pada gambar 1.



Gambar 1.DeskripsiSistem



Mengukur dan monitoring nilai THD% secara otomatis pada sisi masukan konverter ac-dc tiga fasa sebagai fungsi dari sudut penyalaan pada beban induktif yangditampilkan kekomputer. Teknik Akusisi data dipilih dari produk National instrument yang kompatibel dengan LabVIEW yaitu DAQ6008. Pada saat pengukuran akan diketahui nilai THD pada tampilan Program LabVIEW. Untuk akusisi data menggunakan NI-DAQ 6008 yang kompatibel dengan pemrograman LabVIEW. Penelitian ini dipergunakan trafo arus sebagai deteksi ar us pada inp ut jala-jala konverter ac dc yang diubah ke bentuk tegangan sebagai masukan pada NI-DAQ 6008.Port yang dipakai dalam akusisi data NI-DAQ 6008 adalah Port Ai.0 yang digunakan sebagi inputjala-jala R,PortAo1yang digunakan sebagai output t e g a n g a n d a r i I C T C A 7 8 5 , data dikirim ke PC yang akan ditampilkan.Diagram blok pengukuran THD% secara otomatis ditunjukkan pada gambar 2.



Gambar 2. Diagram Blok Pengukuran THD Otomatis



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



TL |3



frekuensi. Panel kontrol ditunjukkan pada gambar 4. Nilai THD Set point akan menentukan nilai tegangan penyulutan dan diubah ke bentuk sudut penyalaan yang terbaca pada display.Trafo arus digunakan sebagai deteksi arus yang diubah ke bentuk tegangan sebesar 2 volt untuk input DAQ ( Aio)dan akan menentukan nilai THD yang terukur pada input jala-jala konverter acdcyang dikonversikan ke bentuk tegangan output 5 volt sebagai output DAQ (Ao1) dan akan dibandingkan dengan THD Set Point. Disain program ditunjukkan pada gambar 3. Gambar 4. Panel Kontrol



Monitoring pada panel kontrol terdiri dari : a. Spektrum arus b. Respon THD% c. Bentuk gelombang arus terdistorsi d. THD setpoint e. Persentasi kesalahan f. Tuning PID(Formula Quarter Decay Ratio) Dengan Kp= 1,67, Ti= 0,0125 dan Td= 0,0001 untuk pengamatan THD dari 20% sampai dengan 37 %. Pada beban L1= 0,25H dan L2 = 0,56H.



Gambar 3.. Disain Program



Nilai arus yang terbaca oleh c u r r e n t transformer sebagai sensor arus di akuisisi oleh NIDAQ 6008. Setelah di akuisisi, data tersebut di Upload ke dalam DAQ assistant yang terdapat dalam software. Data yang telah masuk kedalam DAQ Assistant merupakan data yang telah terdapat tampilan respon THD, gelombang arus harmonik, spectrum frekuensi. Spectrum frekuensimerupakan istribusi nilai- nila harmonik dari komponen yang terdapat dalam sisi input jala-jala konverter . tesebut Kemudian data yang telah diupload dikeluarkan pada panel. Untuk menampilkan nilai Total Harmonik. Distortion ( THD ), data dari DAQ Assistan diberi Gragh Indicator. Dalam Graph Indicator nilai gelombang THD akan terlihat. Sedangkan untuk nilai specrum fekuensi, Data dari DAQ assistant dijadikan inputan untuk Spectral Measurement, function block yang terdapat dalam waveform measument. Untuk menampilkan Spectrum frekuensi, pada Spectral measuremernt dipilih nilai puncak ( Peak Value), lalu pada spectral measurement diberi graph indicator yang akan menampilkan nilai spectrum



ISBN: 978-602-97832-0-9



3. Hasil dan Pembahasan Untuk pembahasan dari penelitian evaluasi THD secara otomatis pada sisi input jala-jala konverter ac-dc tiga fasa terkendali meliputi; data pengamatan, data pengukuran dan analisa data untuk mengevaluasi dari THD sebagai fungsi dari sudut penyalaan untuk konverter tiga fasa terkendali pada beban induktif L1=0,25H dan L2=0,56H. 3.1. Modul Konverter ac-dc 220V/45V, 1500 Watt LeyBold



Gambar 5. Modul Konverter ac-dc ( LeyBold)



3.2.THD Meter Otomatis



SNTE-2012



TL |4



No



Vpeny(V)



THD(%)



V



7



5,5



24,40



5,05



Freq (Hz) 50,01



8



6,0



24,73



5,36



50,02



9



6,5



25,86



6,42



50,13



10



7,0



26,06



6,61



50,30



11



7,5



27,00



7,49



50,21



12



8,0



27,50



7,96



50,33



13



8,5



27,90



8,34



50,20



14



9,0



28,50



8,90



50,10



15



9,5



29,91



10,23



50,10



Ket



Gambar 6. THD Meter Otomatis Current Transformer sebagai deteksi arus pada jala-jala konverter ac-dc (Line R) uang akan diubah ketegangan sebesar 2 Volt sebagai input DAQ , outpu DAQ sebesar 5 volt diteruskan ke rangkaian amplifier sebesar 10 volt sebagai tegangan pengulutan (rangkaian set potensiometer 0-10Volt) 3.3. Prosedur Pengujian a. Membuat konfigurasi pengamatan sesuai gambar 5 b. Mengaturnilai parameter dari PID (Kc, Ti, dan Td) c. Menentukan target THD yang diinginkan d. Setnama file untuk menyimpan data hasil pengukuran e. Menjalankan program f. Mengamati data sudut penyalaan, respon sistem, dan persentasi kesalahan f. Stop Program 3.4. Data Pengukuran Data pengukuran Tegangan penyulutan (0-10Volt) pada rangkaian kontrol konverter tiga fasa terhadap THD sisi input jala-jala konverter ac-dc untuk beban induktif ( L1=0,25H dan L2=0,56H) 1. Vpenyulutan=f( THD%)



Vpeny(V)



THD(%)



V



Freq (Hz)



1



2,5



21,85



2,65



49,80



2



3,0



23,07



3,80



49,86



3



3,5



23,39



4,10



50,12



4



4,0



23,46



4,16



50,29



5 6



4,5 5,0



23,67 23,92



4,36 4,59



50,18 50,30



SNTE-2012



No



Vpeny(V)



THD(%)



V



Freq



Ket



1



2,5



20,01



2,60



49,99



a=1,095145



2



3,0



21,22



3,92



50,06



b=-19,3183



3



3,5



21,60



4,34



50,07



4



4,0



21,78



4,53



50,12



5



4,5



21,80



4,56



50,21



6



5,0



21,90



4,67



50,23



7



5,5



22,30



5,10



50,02



8



6,0



22,71



5,55



49,94



9



6,5



23,43



6,34



50,24



10



7,0



23,60



6,53



50,27



11



7,5



23,77



6,71



50,11



12



8,0



24,12



7,10



50,61



13



8,5



24,99



8,05



50,14



14



9,0



26,33



9,52



50,04



15



9,5



27,22



10,49



50,01



L2= 0,56H



%THD



Tabel 1. Vpeny.=f(THD)



No



Tabel 2. Vpeny.=f(THD)



Ket a= 0,940203 b=17,895 L1 = 0,25H



3.5.



𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻 = 𝒇𝒇(𝜶𝜶) 𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅𝒅 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻 = f(%E)



Dari data pengukuran rata-rata untuk L1=0,25H pada THDsp=20%,25%, 30%, 31% , 33%, 35% dan 36%. Dan L2 = 0,56H pada THDsp= 20%,25%,31%,32%,33%,35%, 36% dan 37% didapatkan grafik:



Tabel 3. α =f (%THD) dan α=f (%E) untuk L1=0,25H



ISBN: 978-602-97832-0-9



TL |5



20



Alpha (α) 75,73



-22,07



25



86,50



-24,86



30



61,94



-5,62



31



52,52



0,20



33



56,35



0,45



35



58,09



0,46



36



52,38



4,37



THD



ESS



α0 (Sudut Penyalaan )



%THD Gambar 7. Gafik:α0= = f(THD%) ,untuk L2=0,56H



3.6. Analisa Data



%THD Gambar 5.3. Gafik:α0 = f(THD%) ,untuk L1=0,25H Tabel 4.α =f (%THD) dan α=f (%E) untuk L1=0,56H



THD



Alpha ( α )



ESS



20



79,64



-24,92



25



74,68



-17,18



30



60,11



-5,42



31



54,13



-1,17



32



54,96



0,43



33



54,37



1,02



35



54,33



3,06



36



53,17



3,07



37



54,07



5,30



Operasi kerja THD dan sudut penyalaan konverter ac-dc untuk mendapatkan parameter optimal: 1.Beban (L1=0,25H) Dari grafik 6.4 didapatkan nilai THD% dan %E : Nilai 31%≤ THD≤35% dan 52,2≤ (α0)≤58,09 Dengan presentasi kesalahan ≤ 0,2% Untuk THD 31% akan mendapatkan nilai %E 5% Untuk > 35% 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 %𝐸𝐸 > THD%



4%



Dari panel kontrol untuk nilai THD: THD 31% respon THD akan terjadi overshoot dan tidak stabil. THD 35% respon masih stabil, tanpa overshoot. 2.Pada Beban L2=0,56H Dari grafik 7.4. didapatkan nilai THD% dan %E: Nilai 31% ≤THD≤36%dan (α0) =54 untuk (α0) dari THD 31% -36% akan konstan sebesar =54 derajat. Dengan persentasi kesalahan≤ 3% THD 31% respon THD akan terjadi overshoot dan tidak stabil THD 36% respon masih stabil, tanpa overshoot, tetapi %kesalahan > 3% Spektrum arus harmonik dengan frekuensi 50Hz,250Hz,350Hz,550Hz,650Hz,850Hz dan 950Hz Dari perumusan deret fourier



α0 (Sudut Penyalaan ) (1) ao=0 an=0 ( n= ganjil dan genap) bn=0 (n=ganjil) Amplitudo=6I/4 ( untuk n=ganjil)



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



TL |6



Dari bentuk gelombang arus input jala-jala (iA) konverter ac-dc didapatkan : Pada operasi 31%≤ THD≤34%, bentuk gelombang arus harmonik persegi simetris ( 6 pulsa) Dengan perumusan: h=kp Dimana h= Nomor harmonic k= Integer p= Jumlah pulsa Maka akan didapatkan persamaan arus harmonik menjadi: I(t)=6I/4 (sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/ 13sin13wt+1/17sin17wt+1/19sin19wt)



konverter ac-dc dengan mencari operasi kerja dari THD sebagai fungsi sudut penyalaan secara optimal sehingga kinerja sistem baik. Untuk meminisasi harmonisa arus 20% sesuai sehingga mendapatkan nilai THD% standar IEEE-519 tahun 1992 antara lain dengan menggunakan pergeseran fasa pada transformator atau dengan menggunakan filter pasif L-C dan Filter daya aktif. Sehingga perlu merumuskan nilai filter secara otomatis pada sisi input jala-jala konverter ac-dc yang berfungsi sebagai static kompensasi agar bentuk gelombang arus harmonisa mendekati Sinusoida.



Daftar Pustaka (2)



[1]. Mohan,Ned. (2003), Power Electronics And Drives , http://www.MNPERE.com



(3)



[2]. Mohan. (1994). Power Eletctronic, Converter, Applications and Design John Willey and Sons, Inc, Singapore.



Dengan memasukan persamaan I(t) akan didapat: THD% = 31% . Dari persamaan 2.3.



Bila DPF=0,84 ( standar PLN) Maka PF= 0,77 .DPF=CosФ = 0,9 dan PF=0,82



[3]. National Instrument. (2009). DAQ 6008 Data Sheet, http://www.ni..com



4. Kesimpulan dan saran



[4]. Rashid,M.H.(1998). Power Electronics, Circuit, DevicesandAplications, Prentice – Hall International,inc,New Jersey.



4.1. Kesimpulam Berdasarkan uraian dan pembahasan yang telah dikemukakan sebelumnya, penulis merumuskan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Pengoperasian Konverter ac-dc tiga fasa terkendali pada beban Induktif akan menghasilkan gelombang arus terdistorsi pada sisi input ja-jala. 2. THD% (Total Harmonic Distortion) pada konverter ac-dc tiga fasa terkendali dipengaruhi oleh perubahan sudut penyalaan dan nilai beban induktif. 3. Pengoperasian konverter ac-dc tiga fasa terkendali akan menimbulkan THD terukur sebesar 31% dengan spektrum frekuensi 250Hz, 350Hz 550Hz dan 650Hz dengan bentuk gelombang persegi simetris 6 pulsa. 4. Pada beban induktif (L1=0,56H) sebaiknya konverter ac-dc dioperasikan padaα0 =54 derajat dengan nilai 31%≤THD≤36% , respon output akan stabil, tanpa overshoot dengan persentasi kesalahan≤ 3% 5. Pada beban induktif (L1=0,25H) sebaiknya konverter ac-dc dioperasikan pada52,2 α0 dengan nilai 31% ≤THD≤35% , respon output akan stabil, tanpa overshoot dengan persentasi kesalahan



[5]. Rashid,M.H.(2010). Power Electronics Hand Book, AP, [6]. Rashid,M, H. (2005) Digital Power Electronics&Aplications, Elseiver Academic Press,USA, [7]. Syafrudin, (1999). Perbaikan Faktor Daya Sistem Distribusi Tenaga Listrik yang mensuplai Beban Linier dan Non Linier, Proceedings, Workshop and Seminar Power Electronics and Electrical Machinery, ITB, [8]. Sharkawi,M. (2000). Fundamentals of Electric Drives Library of Congress Cataloging-in Publication Data, USA, 2000 [9]. Sen,PC, (1990) Power Electronics. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi.



≤ 0,2% 4.2. Saran Pada penelitian ini ditekankan pada metoda pengukuran THD sebagai fungsi dari sudut penyalaan pada sisi input



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



TL |7



ANALISA DGA TERHADAP KINERJA TRANSFORMATOR 30 MVA GARDU INDUK BETUNG MENGGUNAKAN METODE FUZZY Djulil Amri Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jalan Raya Prabumulih KM 32 Indralaya Ogan Ilir 30622 Indonesia Email : [email protected] [email protected]



Abstrak Pada penelitian ini, penulis menganalisa DGA (Dissolved Gas Analysis) terhadap kinerja transformator 30 MVA menggunakan metode fuzzy, yang berada pada Gardu Induk Betung. DGA (Dissolved Gas Analysis) merupakan analisis gas terlarut pada minyak isolasi transformator dan merupakan salah satu bentuk perawatan untuk minyak isolasi transformator. Dalam menganalisa DGA menggunakan metode fuzzy IEC, dimana metode yang digunakan berbeda dengan metode fuzzy pada umumnya, metode fuzzy ini tidak menggunakan defuzzyfikasi melainkan menormalisasikan hasil dari fire strength. Setelah didapatkan nilai dari normalisasi, maka nilai tersebut di masukkan dalam tabel indikasi Fuzzy IEC. Tabel ini mengindikasikan secara detail apa yang terjadi dalam minyak isolasi. Selain menganalisa DGA dengan menggunakan metode fuzzy, pada penelitian ini membandingkan dengan metode IEEE yang di gunakan oleh PT. PLN (Persero) Kata Kunci : Minyak Isolasi, DGA(Dissolved Gas Analysis),Metode IEEE dan Fuzzy IEC



Abstract In this study, the authors analyzed the DGA ( Dissolved Gas Analysis ) of the 30 MVA transformer performance using fuzzy method, which is at Betung substation. DGA (Dissolved Gas Analysis) is an analysis of dissolved gases in transformer insulating oil, and is one form of treatment for transformer insulating oil. In analyzing the fuzzy method IEC DGA, which used different methods with fuzzy methods in general, this method does not use defuzzyfikasi fuzzy but normalizing the results of fire strength. Having obtained the values of the normalization, then the value is included in the table indicate Fuzzy IEC. This table indicates in detail what happened in the insulating oil. In addition to analyzing DGA using fuzzy methods, this study compares the IEEE Method that is used by used by the PT.PLN ( Persero )



Keywords: Oil Insulation, DGA (Dissolved Gas Analysis), Methods IEEE and IEC Fuzzy



1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Tingginya kebutuhan akan listrik yang sangat tinggi membuat PT. PLN sebagai perusahaan yang bergerak di bidang penyedia kelistrikan Indonesia harus dapat menyediakan kebutuhan listrik bagi masyarakat. Dalam sistem kelistrikan PT.PLN menyediakan Sistem Pembangkitan sebagai sumber untuk menghasilkan listrik,



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gardu Induk merupakan simpul dalam sistem tenaga listrik, yang terdiri dari susunan dan rangkaian sejumlah perlengkapan yang dipasang menempati suatu lokasi tertentu untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik, menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan tingkat tegangan kerjanya, tempat melakukan kerja switching rangkaian suatu sistem tenaga listrik dan untuk menunjang keandalan sistem tenaga listrik. Salah satu komponen utama pada gardu induk adalah transformator , pentingnya peranan transformator ini, maka perlu dilakukan penelitian yang berhubungan dengan



SNTE-2012



TL |8



transformator, terutama pada minyak transformator yang berfungsi sebagai isolasi dan pendingin. Mengingat tidak murahnya harga minyak transformator, maka perlu dilakukan pemeliharaan dan perawatan minyak transformator, salah satu bentuk perawatan pada minyak transformator adalah uji DGA (Dissolved Gas Analisis). Uji DGA dapat diartikan sebagai analisa kondisi transformator berdasarkan jumlah gas terlarut (fault gas) pada transformator. Uji DGA ini sangat menguntungkan dalam dunia industri karena dapat dilakukan pada saat transformator dalam keadaan operasi (online) / kondisi dimana transformator bertegangan dan masih menyalurkan listrik ke masyarakat. Hasil DGA inilah yang menjadi acuan PT. PLN dalam melakukan pemeliharaan minyak transformator. Tingginya harga pengujian DGA ini membuat penulis ingin memberikan solusi metode lain yang dapat mengindikasikan kerusakan yang terjadi pada minyak transformator dan nantinya akan berdampak pada cara pemeliharaan transformator.



3.



Minyak transformator



Merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan. 4. Bushing Yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator merupakan alat penghubung antara kumparan transformator dengan jaringan luar. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara konduktor tersebut dengan tangki transformator.



2. TINJAUAN PUSTAKA



5. Tangki Konservator



2.1 Transformator[5]



Berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai buchol yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air, ujung masuk saluran udara melalui saluran pelepasan/venting dilengkapi media penyerap uap air pada udara, sering disebut dengan silica gel dimana silica gel ini tidak keluar mencemari udara disekitarnya.



Transformator merupakan suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya, dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis, dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.



6. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator Berfungsi untuk menjaga agar transformator bekerja pada suhu rendah. Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga.



2.2 Komponen Utama Transformator [5]



7. Tap Changer



1. Inti Besi Berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.



Berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran yang diinginkan dengan input tegangan yang berubah-ubah. Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangan nominalnya sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi dapat saja terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun,



2.



Kumparan Transformator



Adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.



SNTE-2012



2.3 Jenis – Jenis Pendingin Transformator[6] Terdapat dua jenis pendingin pada transformator, diantaranya adalah: 1. Tipe Kering a. AA : Pendingin udara natural b. AFA : Pendinginan udara terpompa 2. Tipe Basah



ISBN: 978-602-97832-0-9



TL |9



a. ONAN : Oil Natural Air Natural b. ONAF : Oil Natural Air Forced c. OFAF : Oil Forced Air Forced



2.4. Karakteristik Minyak Isolasi[5] Minyak yang digunakan untuk isolasi pada transformator tenaga biasanya adalah minyak mineral (liquid petrolatum) hasil destilasi dari minyak bumi.



Gambar 1 Rumus Kimia Minyak Mineral [5]



Gambar .2 Rumus Kimia PCB (poly chlorinated biphenyl)[5]



Gangguan termal (thermal fault) merupakan pemanasan lokal yang terjadi pada lilitan (winding) dimana kenaikan suhu melampaui batas ketahanan material isolasi pemburukan minyak isolasi pada suhu 150°C sampai 500°C yang menghasilkan rata-rata molekul gas ringan dalam jumlah besar seperti H 2 (Hidrogen) dan CH 4 (Methana) dan sedikit molekul gas yang lebih berat C 2 H 4 (etilen) dan C 2 H 6 (etana).Selain pemburukan minyak, kegagalan termal dapat pula terjadi pada kertas selullosa. Pemburukan kertas ini ditunjukkan kemunculan gas CO 2 dan CO. 3.2.2 Korona Korona atau partial discharge pada umumnya menghasilkan gas hidrogen. Salah satu contoh partial discharge berupa pelepasan muatan (discharge) dari plasma dingin (corona) pada gelembung gas (menyebabkan pengendapan X-wax pada isolasi kertas) ataupun tipe percikan (menyebabkan proses perforasi / kebolongan pada kertas yang bisa saja sulit untuk dideteksi). 3.2.3 Busur Api (Arching) Busur api (Arching) merupakan pelepasan muatan listrik (electrical discharge) yang berlangsung lama dan menimbulkan bungan api atau kilatan cahaya. Saat electrica discharge mencapai kondisi arching atau bagian discharge berkelanjutan suhu bisa mencapai 700°C 1800°C menyebabkan terjadi gas asetilen.



3.3 Diagram Alir Proses Analisa



Pada Kondisi Normal (t = 25 oC, p = 1 atm)



3. METODOLOGI ANALISA DGA DALAM APLIKASI FUZZY LOGIC



Blok diagram merupakan salah satu bagian terpenting dalam penganalisaan suatu permasalahan, karena dari blok diagram inilah dapat diketahui cara pengerjaan keseluruhan menggunakan metode fuzzy. Keseluruhan diagram blok rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini.



3.1 Definisi Dissolved Gas Analisis ( DGA )[8] DGA dalam dunia industri dikenal sebagai tes darah (blood test) pada transformator. Di dalam darah manusia terlarut bermacam-macam zat-zat dari tubuh manusia, maka pengujian zat-zat terlarut dalam darah dapat memberikan gambaran informasi kesehatan manusia. Seperti halnya dengan darah, uji DGA dapat memberikan informasi tentang kondisi transformator sebab uji DGA dilakukan pengujian gas-gas terlarut (fault gas). Dengan demikian DGA dapat diartikan sebagai analisa kondisi transformator berdasarkan jumlah gas terlarut (fault gas) pada transformator.



3.2 Jenis Kegagalan yang Dapat Dideteksi Melalui Uji DGA[8] 3.2.1 Gangguan Thermal



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 10



Pengambilan sampel data



Penyelesaian dengan metode fuzzy



3. Nilai keanggotaan sebagai hasil dari operasi 2 himpunan sering dikenal fire strength atau α predikat, operator yang digunakan adalah AND dan OR dimana AND sebagai min dan OR sebagai max. 4. Penormalisasian dilakukan setelah mendapatkan hasil dari fire strength, sesuai dengan standar IEC. 5. Setelah itu di analisa sesuai tabel klasifikasi gangguan IEC, dari inilah dapat diketahui apakah gangguan yang terjadi.



Menentukan gangguan dengan metode fuzzy



Pengambilan keputusan



Gambar 3 Diagram Alir Proses Analisa



3.4 Diagram Alir Perhitungan dengan Metode Fuzzy Dalam diagram ini terlihat cara pengerjaan perhitungan dengan metode fuzzy, dimana pada perhitungan ini hal yang harus dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menentukan himpunan dari data DGA yang telah diperoleh, sebagai contoh pada analisa ini himpunan yang digunakan yaitu High , Medium dan Low. sebagai himpunan untuk menentukan batasan dalam data yang telah diperoleh. 2. Selanjutnya menentukan fungsi keanggotaaan yang memiliki interval antara 0 dan 1. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai keanggotaan adalah dengan melalui pendekatan fungsi, dimana pendekatan fungsi ini sesuai dengan standar IEC. Selain itu pada proses ini penentuan batas A dan a hanya berdasarkan pada batasan yang diperbolehkan oleh IEC. Dimana A dan a adalah batasan batasan yang terdapat di kurva BETA.



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 11



Menentukan himpunan dari setiap data DGA



Menentukan fungsi keanggotaan



Menentukan fire strength dari himpunan



3.5 Fuzzy Gangguan[3]



Logic



sebagai



Diagnosis



Tes DGA telah banyak digunakan dalam industri. Beberapa metode konvensional digunakan untuk mendiagnosis. Transformator dalam kondisi normal membutuhkan lebih dari satu tipe untuk mendiagnosis gangguan. Dalam penggunaanya dalam metode konvensional adalah dasar dari generasi rasio gas dari satu gangguan atau banyak gangguan tetapi dengan dari satu yang umum dan alami dari transformator tersebut. Ketika gas melebihi dari satu gangguan dalam transformator yang menyebabkan ganguan menyeluruh dan menjadikan dalam hubungan gas yang lebih komplek dan sangat tidak cocok dengan metode konvensional, maka kode IEC dapat mendefinisikan hal tersebut dengan kenaikan dari batasan- batasan yang telah dilalui Table .1 Penentuan Fuzzy[3] Ratio ↔Code



0



1



2



𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



< 0.1



0.1 – 3



>3



𝐶𝐶𝐻𝐻4 𝐻𝐻2



0.1 – 1



< 0.1



>1



𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 𝐶𝐶2 𝐻𝐻6



3



(r) r1 = normalisasi vektor diagnosis fuzzy



r2 =



r3 =



Hasil normalisasi di masukkan ke klasifikasi gangguan kode rasio gas IEC



Dalam kode IEC ada 3 gas yang menjadi indikator. ketiga gas yang di maksud adalah 𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



,



𝐶𝐶𝐻𝐻2 𝐻𝐻3



,



𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 𝐶𝐶2 𝐻𝐻6



dimana dari tabel ini kode 0,1,dan 2



dari penggambaran sebuah fuzzy. Tabel .2 Pengklasifikasian Gangguan dengan Kode Rasio Pengambilan keputusan menentukan gangguan



Gas IEC[3] NO.



TIPE GANGGUAN



Gambar 4 Diagram Alir Perhitungan Dengan Metode Fuzzy



0 1



2



ISBN: 978-602-97832-0-9



Tidak ada gangguan Partial discharges dengan kepadataan energi rendah Partial discharges dengan



𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



𝐶𝐶𝐶𝐶4 𝐻𝐻2



𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 𝐶𝐶2 𝐻𝐻6



0



1



0



1



1



0



0



0



0



SNTE-2012



T L | 12



3



4 5 6



7



8



kepadataan energi tinggi Discharges dengan energi rendah Discharges dengan energi tinggi panas,700°C



1 or



0



1 or 2



2 1



0



2



0



0



1



0



2



0



Dari 3 gas rasio r 1 =



𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



, r 2=



𝐶𝐶𝐶𝐶4 𝐻𝐻2



, r3=



𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



dapat



𝐶𝐶2 𝐻𝐻6



dikodekan dengan 0,1,2 sebagai pengklasifikasian fuzzy untuk high, low medium, dimana dengan catatan r 1, r 2, r 3 lebih dari atau sama dengan 0. Tabel 4.3 memberikan hubungan antara range dari kode dengan penyesuaian IEC , dapat terlihat pada table 3. Tabel 3 Rasio Gas dan Penyesuaian Kode IEC[2] IEC CODES Kode gas rasio yang berbeda



0



2



1



0



2



2



Rentan gas ratio



𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4



𝐶𝐶𝐶𝐶4 𝐻𝐻2



𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 𝐶𝐶2 𝐻𝐻6



0.1 – 1



1



0



0



1–3



1



2



1



>3



2



2



2



< 0.1



0



1



0



Pada tabel .2 memperlihatkan klasifikasi dari gangguan transformator menggunakan metode IEC.



4. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Penganalisaan ini bertujuan untuk mengetahui apakah gangguan yang terjadi dengan mengunakan metode fuzzy telah sesuai dengan diagram alir yang telah ditentukan. Adapun penganalisaan yang dilakukan antara lain: 1. Perhitungan dengan metode fuzy 2. Hasil perhitungan akan dianalisa dengan tabel pengklasifikasian metode fuzzy 3. Pengambilan keputusan tentang keadaan transformator



4.2 Analisa Kondisi Transformator Berdasarkan Hasil Uji DGA[8]



1 1 µ𝑎𝑎(𝑟𝑟) = � 𝐴𝐴 − 𝑟𝑟 1 + 𝑎𝑎



1 1 µ𝑑𝑑(𝑟𝑟) = � 𝐴𝐴 − 𝑟𝑟 1 + 𝑎𝑎



𝑟𝑟 ≤ 𝑎𝑎 𝑟𝑟 < 𝑎𝑎 𝑟𝑟 ≤ 𝑎𝑎 𝑟𝑟 > 𝑎𝑎



Selanjutnya perhitungan di sesuaikan dengan periode dari data DGA yang ada



Terdapat beberapa metode untuk melakukan interpretasi data dan analisa seperti yang tercantum dalam standar IEEC C57- 104 1999 dan IEC 6099 yaitu: 1.Standar IEEE 2. Key Gas 3.Roger’s Ratio 4. Duval’s Triangle



4.3 Perhitungan Dengan Metode Fuzzy[2] 4.4 Perhitungan Hasil Tes DGA SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 13



Pada himpunan fuzzy nilai keaggotaan yang dalam suatu himpunan sering ditulis dengan µ A (x), yang memiliki 2 kemungkinan yaitu : • Satu (1) yang berarti bahwa suatu item menjadi anggota dalam suatu himpunan atau • Nol (0) yang berarti bahwa suatu item tidak menjadi anggota dalam suatu himpunan Dalam penganalisaan, himpunan keanggotaan yang digunakan adalah high, medium dan low dengan pengindikasan dengan 0 (nol),1(satu) dan 2 (dua). Dimana r 1, r 2, r 3 adalah rasio yang telah di tentukan oleh kode IEC 𝐶𝐶2 𝐻𝐻2 𝐶𝐶 𝐻𝐻 dimana r 1, r 2, r 3, 𝑟𝑟1 = , 𝑟𝑟2 = 2 4 , 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 𝐻𝐻2 𝐶𝐶2 𝐻𝐻4 , 𝑟𝑟3 = 𝐶𝐶 𝐻𝐻 2 6



Selain itu dalam perhitungan ini menentukan µzero (r 1 ) µone (r 1 ) µtwo (r 1 )



µzero (r 2 ) µzero (r 3 )



µone (r 2 ) µone (r 3 )



µtwo (r 2 ) µtwo (r 3 )



DAFTAR PUSTAKA [1]. PT.PLN (Persero),Buku Workshop, OPHAR PT. PLN ,Jakarta,2009. [2].



[3].



[4].



[5].



[6].



dengan rumus fungsi dari kode IEC [7].



5. KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan 1.



2.



3.



Hasil analisa dissolved gas analisis transformator di PT. PLN Gardu Induk Betung menggunakan metode Fuzzy logic menunjukkan bahwa transformator 30 MVA adanya indikasi Discharge dan gangguan panas dalam minyak isolasi. Penggunaan metode Fuzzy pada hasil DGA ini dibandingkan dengan metode IEEE. Pada Metode IEEE untuk transformator 30 MVA Gardu Induk Betung di indikasikan adalah pada kondisi 1, dimana pada kondisi ini transformator beropersi normal namun tetap perlu dilakukan pemantauan kondisi gas-gas tersebut. Dari analisa yang dilakukan antara keduanya metode Fuzzy dan IEEE dapat dibedakan pada cara pengambilan keputusan untuk menentukan gangguannya, pada metode Fuzzy pengambilan keputusan gangguan menggunakan tabel pengklasifikasian gangguan dengan kode gas rasio IEC, dimana pada tabel ini gangguan sangat terperinci. Sedangkan metode IEEE pengklasifikasian gangguan sangat umum dan tidak terperinci.



ISBN: 978-602-97832-0-9



[8].



A Fuzzy – Logic Approach To Preventive Maintenance Of Critical Power Transformer.2009 International conference on Electrity Distribution. Di akses 15 januari 2012 http://www.cired.be/CIRED09/pdfs/CIRED20 09_0944_Paper.pdf. Haddad, A dan Warne, D.,Advances in high voltage Engineering chapter 10, The Istitution of Engineering and Technology. Kusumadewi, Sri dan Purnomo Hari., Aplikasi Logika Fuzzy untuk pendukung keputusan,Yogyakarta: Graha Ilmu. 2004 M. Solikhudin studi gangguan interbus transformator (IBT-1)500/159 KV Di Gitet 500 Kv Jakarta Barat.www.lontar.ui .ac.id. diakses 10 Januari 2012 Aditya Prayoga, Benson Marnatha Edison Marulitua S. M. Nahar. Tugas kelompok transformator Universitas Indonesia. www.staff.ui.ac.id.diakses 4 April 2012 Irwan Iryanto, Studi Pengaruh Penuaan (aging) terhadap laju degradasi kualitas minyak isolasi transformator tenaga. . www.eprints.undip.ac.id/31999/pdf.diakses tanggal 22 april 2012 Alfian Juandi, Pengaruh Perubahan Tegangan Tembus pada bahan isolasi cair. .www.uii.ac.id/index.php/journal_teknoin/article. Diakses tgl 5 januari 2012



SNTE-2012



T L | 14



PENINGKATAN KINERJA GRID TIE INVERTER PADA JARINGAN LISTRIK MIKROSAAT KONDISI ISLANDING DENGAN PENAMBAHAN PERANGKAT UPS(UNINTERRUPTED POWER SUPPLY) Rudy Setyabudy1), Eko Adhi Setiawan2), Hartono BS3), Budiyanto4) Faculty of Engineering. Universitas Indonesia Depok 16424 E-mail:1)[email protected], 2)[email protected],3)[email protected], 4)[email protected]



Abstrak Grid Tie Inverter (GTI) adalah perangkat konverter DC-AC yang berfungsi merubah keluaran daya DC menjadi daya AC dan dapat bekerja terhubung dengan grid. Pada aplikasi pembangkit surya masukan GTI berasal dari panel surya dan keluaran GTI dapat dihubungkan dengan beban (beban lokal) dan utiliti grid.Karakter utama GTI adalah hanya dapat bekerja jika terhubung dengan grid, jika tidak ada tegangan grid maka GTI tidak dapat menghasilkan daya karena tidak ada referensi tegangan yang dapat menjadi acuan kerja GTI.Sehingga pada saat kondisi islanding sistem jaringan listrik mikro tidak dapat bekerja karena jika tidak ada acuan daya dari grid perangkat GTI tidak dapat bekerja.Dengan penambahan perangkat Uninterruptible Power Supply(UPS) pada sistem jaringan listrik mikro dapat memperbaiki kinerja GTI sehingga pada saat kondisi islandingdimana perangkat GTI masih dapat bekerja,dengan perangkat UPS sebagai acuan kerja GTI.



Abstract Grid Tie Inverter is a DC-AC converter which serves to change the output of the DC power into AC power and be able to work connected to the grid. On the application of solar power input from solar panels GTI and GTI outputs can be connected to the load (load local) and the utility gridThe main character of GTI is can only work if it is connected to the grid, if there is no grid voltage the GTI can not generate power because there is no reference voltage to be reference work of GTI. So that when in islanding condition the microgrid systems can not work because if no power reference from grid the GTI may not workWith the addition of the Uninterruptible Power Supply (UPS) to the microgrid systems can improve the performance of the GTI so that when islanding condition the GTI can still work, with the UPS as a reference work of GTI. Keyword :Grid Tie Inverter (GTI), Uninterruptible Power Supply(UPS), jaringan listrik micro (microgrid)



1. Pendahuluan Energi terbarukan seperti pembangkit listrik tenaga surya sangat bervariasi tergantung dari sumber matahari yang diterima saat itu. Hal ini menimbulkan permasalahan pada qualitas daya yang dihasilkan, khususnya jika dihubungkan ke sistem jala-jala, dimana pembangkit listrik tenaga surya akan dilihat sebagai beban negatif oleh sistem jala-jala karena memiliki karateristik yang tidak terkontrol berkaitan dengan fluktuasi dari sumber energi, Ph. Degobert et al [1]. Permasalahan ini dapat ditangani dengan menambahkan sistem pembangkit lain yang lebih terkontrol, seperti, penambahan sistem



SNTE-2012



penyimpan energi (baterai) atau membentuk menjadi sistem hibrid dengan menambah-kan generator diesel atau turbin mikro, R. Lasseter et al[2]. Beberapa sistem pembangkit listrik yang berasal dari beberapa sumber dapat diintegrasikan menjadi sistem pembangkit listrik hibrid.Lebih lanjut sistem tersebut dapat dikembangkan menjadi sebuah sistem pembangkit yang terkontrol yang lebih stabil dengan teknologi microgrid (jaringan listrik mikro/JLM) sehingga dapat terhubung dengan jala-jala. Sistem pembangkit JLM bekerja pada tingkat distribusi tegangan medium dan rendah dan terdiri dari beberapa sumber energi (sumber mikro/micro source) yang terdistribusi.Sistem JLM juga memiliki kemampuan untuk



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 15



beroperasi terhubung dengan jaringan jala-jala atau dapat beroperasi terpisah dengan jaringan (islanding), Wilsun Xu et al[3].J.A.Peças Lopes et al [4], menjelaskan bahwa pada saat transisi ke kondisi pulau(islanding), dari beberapa pembangkit yang saling terhubung akan ada satu pembangkit yang akan menjadi pembangkit utama yang akan menjadi acuan untuk pembangkit yang lain. Pada saat kondisi islanding, stabilitas operasi JLM sangat ditentukan oleh aplikasi sistem manajemen energi (SME) dalam mengatur operasi dari setiap sumber mikro (microsource). Manajemen operasi JLM yang dikontrol oleh aplikasi SME antara lain mencakup penentuan operasi pembangkit dan pembagian daya (power sharing) antar pembangkit. Pada JLM, kapasitas pembangkit dari setiap sumber mikro relatif sama, ketidak tepatan dalam penentuan operasi pembangkit dalam hal pembagian daya akan berakibat pada ketidak stabilan. Hal ini dikarenakan pada saat pembangkit utama sebagai penstabil jaringan tidak memiliki cukup sumber energi untuk melayani beban maka akan mudah terjadi perubahan tegangan ataupun frekwensi, yang akan diikuti oleh pembangkit lain. E. Barklund et al[5] mengembangkan metoda menentukan pembangkit utama berdasarkan tingkat stabilitas dari pembangkit tersebut berdasarkan analisis koefisian droopnya. Pada saat pembangkit utama mengalami penurunan tingkat stabilitas maka pembangkit lain dengan tingkat stabilitas lebih tinggi akan menjadi pembangkit utama. Grid tie inverter (GTI) adalah perangkat konverter tegangan DC ke tegangan AC yang banyak digunakan dalam aplikasi pembangkit listrik tenaga surya (PLTS). Pada sistem PLTS GTI akan mensuplai daya yang dihasilkan ke beban, jika terjadi kelebihan beban maka daya yang dihasilkan akan disalurkan ke jaringan. Jika daya yang dimiliki kurang untuk mensuplai ke beban maka jaringan akan ikut mensuplai daya ke beban. Untuk itu GTI akan bekerja jika terhubung dengan jaringan listrik, jika jaringan listrik yang mati maka GTI akan berhenti bekerja. Perangkat UPS(Uninterruptible Power Supply)berfungsi untuk mensuplai daya AC ke beban secara terus menerus dan tanpa terputus, meskipun terputus suplai listrik dari jaringan. Karakteristik UPS ideal adalah mampu memberikan tegangan keluaran yang tetap meskipun terjadi perubahan tegangan masukan ataupun nilai beban serta memiliki nilai THD yang rendah. Melihat karakteristik UPS tersebut maka ada peluang untuk meningkatkan kinerja GTI untuk tetap dapat bekerja meskipun tidak ada suplai dari jaringan.



ISBN: 978-602-97832-0-9



2. UPS (Uninterruptible Power Supply) Stoyan dan ali [6], mengklasifikasikan UPS menjadi 3 yaitu : UPS statis, UPS rotari dan hibrid UPS statis dan rotari.



a. on line ups



b. off line UPS



c. line interactive UPS Gambar 1.Konfigurasi beberapa tipe UPS Statis



UPS statis dibangun menggunakan teknologi power elektronik berbasis rangkaian DC-AC konverter.UPS statis dapat dibagi lagi menjadi on line UPS,off line UPS dan Line-interactive UPS. Pada On line UPS, digunakan untuk perangkat yang sangat sensitif terhadap fluktuasi perubahan daya. Off line UPS memiliki fungsi dasar UPS, yaitu menghasilkan daya listrik saat sumber utama/PLN mati.Line interactive UPS merupakan pengembangan dari off line UPS dengan ditambahkan kemampuan mengadaptasi terhadap perubahan tegangan.Sementara UPS rotari menggunakan mesin listrik baik mesin DC maupun mesin AC. Sementara sistem hibrid statis dan rotari merupakan gabungan antara statis dan



SNTE-2012



T L | 16



rotari.Diagram rangkaian UPS terlihat seperti pada gambar 2. Model dinamik dari rangkaian equivalen UPS gambar 3.menurutHeng Deng, et al[7] adalah sebagai berikut, 𝑑𝑑



𝑑𝑑𝑑𝑑



𝑥𝑥(𝑡𝑡) = 𝐴𝐴𝑐𝑐 𝑥𝑥(𝑡𝑡) + 𝐵𝐵1𝑐𝑐 𝑢𝑢(𝑡𝑡) + 𝐵𝐵2𝑐𝑐 𝐼𝐼𝑜𝑜 (𝑡𝑡)



(1)



Dimana, 𝑥𝑥 = [𝑉𝑉𝑜𝑜 𝐼𝐼𝐿𝐿 ]𝑇𝑇 adalah vektor keadaan dan ratarata tegangan keluaran jembatan inverter U(t) dan arus beban Io(t) dianggap sebagai sistem masukan, sehingga, 𝐴𝐴𝑐𝑐 = �



0 −1/𝐶𝐶



1/𝐶𝐶 0 −1/𝐶𝐶 �,𝐵𝐵1𝑐𝑐 = � � , 𝐵𝐵2𝑐𝑐 = � � 1/𝐿𝐿 0 0



ini menggunakan teknik balikan (feedback) dari beberapa parameter yang berubah seperti tegangan, arus beban dan lain-lain, untuk meningkatkan stabilitas UPS. Pada UPS dengan sistem kontrol Feedforward learning controllers (FLC) memiliki kemampuan untuk mencapai kondisi tunak dengan caramengukur kondisi tegangan keluaran dan mengkombinasikan dengan kontroler yang memiliki respon cepat. Penggunaan Non-linear controllers pada aplikasi UPS hal ini disebabkan kontroler tipe ini lebih handal/roubast terhadap variasi parameter dan gangguan. Beberapa kontroler yang digunakan sebagai kontrol UPS antara lain, Sliding-mode controllers (SMC), Adaptive Controller, dan Neural Network (NN) Controller.



Karena kontroler harus dapat diimplementasikan dengan digital kontroler maka persamaan (1) dapat didiskritkan menjadi, 𝑥𝑥(𝑘𝑘 + 1) = 𝐴𝐴𝑑𝑑 𝑥𝑥(𝑘𝑘) + 𝐵𝐵1𝑑𝑑 𝑢𝑢(𝑘𝑘) + 𝐵𝐵2𝑑𝑑 𝐼𝐼𝑜𝑜 (𝑘𝑘)



𝐴𝐴𝑐𝑐 𝑇𝑇𝑠𝑠 Dimana, 𝐴𝐴𝑑𝑑 = 𝑒𝑒 𝐴𝐴𝑐𝑐 𝑇𝑇𝑠𝑠 , 𝐵𝐵1𝑑𝑑 = 𝐴𝐴−1 – 𝐼𝐼�𝐵𝐵1𝑐𝑐 , 𝑐𝑐 �𝑒𝑒 𝐴𝐴𝑐𝑐 𝑇𝑇𝑠𝑠 𝐴𝐴−1 𝑐𝑐 �𝑒𝑒



𝐵𝐵2𝑑𝑑 = – 𝐼𝐼�𝐵𝐵2𝑐𝑐 . dan T o adalah sampling dan I merupakan matrik identitas.



(2) Gambar 4.Sliding-mode controllers (SMC) periode



Gambar 2. Diagram rangkaian UPS



Gambar 3. Rangkaian equivalen UPS



3. Grid Tie Inverter (GTI) Inverter pada sistem pembangkit listrik dapat dikelompokkan menjadi inverter untuk sistem mandiri dan inverter untuk sistem yang terhubung dengan grid.Pada sistem mandiri (off grid), inverter tidak terhubung dengan jaringan.Daya listrik yang dihasilkan hanya dikonsumsi untuk beban lokal saja. Artinya daya listrik yang dihasilkan oleh PV tidak semuanya dikonversi ke listrik akan tetapi hanya sebagian sesuai dengan kebutuhan beban. GTI adalah inverter yang bekerja dengan terhubung ke jaringan (on grid).Daya yang dihasilkan oleh PV seluruhnya dirubah ke listrik.sebagian dikonsumsi oleh beban lokal sisanya disalurkan ke jaringan. Akan tetapi pada GTI jika tidak ada sumber dari jaringan maka tidak dapat bekerja.Blok diagram dari sebuah GTI seperti terlihat pada gambar 5, Chien, et al[9]. M. Saghaleini, et al[10], menjelaskan beberapa topologi konverter DC-AC dari GTI inverter antara lain Zeta-Cuk based inverter, Full-bridge buck-boost inverter, Side-byside boost converters dan Z-source boost inverter.



Heng Deng, et al[7]dan Ghazanfar , et al [8], menjelaskan beberapa model kontrol dari inverter UPS satu fasa antara lain ; Model based instantaneous feedback controllers, Feedforward learning controllers, dan Non-linear controllers. UPS dengan Model based instantaneous feedback controllersbanyak digunakan di industri. Sistem



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 17



Gambar 6.(a) Zeta-Cuk based inverter, (b)Full-bridge buckboost inverter, (c) Side-by-side boost converters, and (d) Zsource boost inverter. Gambar 5. a) konfigurasi GTI b)blok diagram dari model GTI



Pada topologi Zeta-Cuk based inverterdigunakan 4 buah saklar elektronik membentuk konfigurasi konverter buck boost. Sementara pada topologi Full-bridge buck-boost inverter2 buah saklarbekerja pada frekwensi tinggi dan 2 saklar sisanya bekerja pada frekwensi rendah. Pada topologi Side-by-side boost converters digunakan dua buah konverter boost dan keseluruhan saklar elektronik yang digunakan bekerja pada frekwensi tinggi. Aplikasi konverter Z-source digunakan pada GTI dengan topologi dan Z-source boost inverter.



4. Pembangkit Listrik Terdistribusi Pada jaringan listrik mikro tiap-tiap sumber energi, baik dari sel surya, angin maupun sumber energi lain semuanya dikonversi ke energi listrik menggunakan rangkaian konverterdaya yang sesuai membentuk jaringan pembangkit listrik terdistribusi. Keluaran dari masingmasing rangkaian saling terhubung secara paralel guna mensuplai beban secara bersama.Keluaran dari masing pembangkit terdistribusi berupa rangkaian konverter daya inverter.Konfigurasi inverter jaringan listrik terdistribusi, Chien, et al[11].



Gambar 7. Konfigurasi jaringan listrik terdistribusi



Inverter pada rangkaian diatas dapat berupa inverter GTI. Masing-masing GTI akan mensuplai daya sesuai dengan yang dimiliki ke beban jika terjadi kelebhan akan disalurkan ke jarungan/grid. Permasalahan rangkaian diatas adalah pada saat tidak ada daya dari grid maka masing-masing GTI akan berhenti bekerja karena tidak ada paramater operasi yang menjadi acuan, seperti tegangan, frekwensi dan fasa.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 18



Dimana :



Gambar 8. Rangkaian equivalen pembangkit terdistribusi



Pada saat kondisi islanding atau off grid, tidak ada daya listrik dari jaringan, maka harus ada satu pembangkit ang bertindak sebagai acuan operasi bagi pembangkit lain. Rangkaian equivalen dari pembangkit terdistribusi pada saat kondisi islanding, menurut Josep, et al[12] seperti terlihat pada gambar 8. Pada rangkaian diatas sebuah inverter sebagai sumber tegangan berfungsi sebagai master sementara inverter lain sebagai sumber arus. Pada mode operasi ini setiap sumber arus yang berupa GTI harus dapat diatur besaran daya yang akan dikirimkan ke jaringan. Sementara karakteristik GTI adalah akan mengirimkan daya sebesar daya yang ada disumber. Untuk itu perlu dilakukan mekanisme kontrol operasi dari pembangkit terdistribusi pada kondisi islanding.Ada beberapa konfigurasi kontrol yang dapat digunakan antara lain, kontrol terpusat, master slave, average load sharing (ALS), circular chain control (3C), Josep, et al[12].



∆𝑄𝑄 ≅



𝑉𝑉 ∆𝐸𝐸 𝑋𝑋𝑇𝑇



∆∅ = ∅1 − ∅2 ∆𝐸𝐸 = 𝐸𝐸1 − 𝐸𝐸2



Besarnya arus aktif dan arus reaktif dari rangkaian adalah sebagai berikut : 𝐸𝐸1 𝐸𝐸2 ∆∅ 𝑋𝑋𝑇𝑇 𝑉𝑉 ∆𝐸𝐸 ∆𝐼𝐼𝑄𝑄 ≅ 𝑋𝑋𝑇𝑇



∆𝐼𝐼𝑃𝑃 ≅



Dari persamaan diatas maka terlihat bahwa pengaturan daya aktif dan reaktif dapat dilakkan dengan melakukan pengaturan sudut fasa atau besarnya tegangan.



5. Arus Balik Hal yang harus diwaspadai pada saat menhubungkan inverter secara paralel pada jaringan listrik mikro adalah adanya arus balik dari satu inverter masuk keinverter yang lain. Hal ini dapat disebabkan karena satu inverter memberikan daya yang lebih besar sementara inverter yang lain memiliki beban yang rendah. Arus balik dapat mengakibatkan kerusakan pada sambungan DC (DC link), Josep, et al [12].



Gambar 9. Rangkaian equivalen paralel inverter



Analisis rangkaian paralel inverter sesuai rangkaian equivalen gambar 9.adalah sebagai berikut : ∆𝑆𝑆 = 𝑆𝑆1 − 𝑆𝑆2 ∆𝑃𝑃 = 𝑃𝑃1 − 𝑃𝑃2 ∆𝑄𝑄 = 𝑄𝑄1 − 𝑄𝑄2



∆𝑃𝑃 ≅



SNTE-2012



Gambar 10. Arus balik pada paralel inverter



𝐸𝐸1 𝐸𝐸2 𝐸𝐸1 𝐸𝐸2 sin ∆∅ ≅ ∆∅ 𝑋𝑋𝑇𝑇 𝑋𝑋𝑇𝑇



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 19



6. Pengujian Parallel UPS dan GTI Pada Pengujianini ditujukan untuk memparalelkan operasi UPS (Uninterruptable Power Supply) dengan GTI (Grid Tie Inverter) dimana UPS akan berfungsi sebagai referensi operasi GTI, baik tegangan, frekwensi dan fasanya. Pengukuran dimulai dengan melakukan karakterisasi UPS, baik pada saat terhubung dengan jaringan/grid maupun tidak. Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk melihat kemungkinan UPS sebagai referensi operasi GTI, saat diparalel dengan UPS, sehingga GTI masih dapat beroperasi meskipun daya dari jaringan tidak ada, kondisi isolated. UPS yang digunakan memiliki daya 1000W dan merupakan off line UPS.Sementara GTI yang digunakan memiliki daya 500W.



Gambar 11. Kegiatan pengujian paralel UPS - GTI AC



A BAT



(a)



(b)



(c)



(d)



Gambar 13. Paralel UPS-GTI dengan grid(a) Daya UPS tanpa GTI (b) Daya UPS terhubung dengan GTI (c) Harmonisa paralel UPS-GTI (d) Keluaran tegangan paralel UPS-GTI



A V



UPS



V



INVERTER GTI



A



Hasil pengujian paralel UPS – GTI dengan tidak terhubung jaringan diperoleh hasil, daya yang disuplai UPS berkurang dengan masuknya suplai daya dari GTI.



V



A V



Gambar 12. Gambar rangkaian pengujian UPS terhubung/tanpa PLN paralel dengan GTI



Rangkaian pengujian yang digunakan seperti terlihat pada gambar 12.Pada pengujian paralel UPS - GTI dengan UPS terhu-bung ke PLN diperoleh hasilseperti terlihat pada gambar 13, terlihat saat GTI terhubung ke rangkaian UPS maka daya yang disuplai oleh UPS, sebesar 75W berkurang menjadi 55W, hal ini dikarena GTI ikut mensuplai ke beban. Pada saat UPS terhubung ke jaringan bentuk keluaran tegangan UPS masih sinus sesuai dengan tegangan keluaran jaringan/PLN. Dari tampilan arus terlihat pengaruh pensaklaran pada setiap perubahan polaritas tegangan keluaran, terlihat terjadi lonjakanlonjakan arus.



ISBN: 978-602-97832-0-9



(a)



(b)



SNTE-2012



T L | 20



menjadi kendala dalam mengeksplore lebih dalam lagi pengujian paralel UPS dengan GTI



Ucapan Terimakasih Penelitian ini dibiayai menggunakan dana Hibah Riset Madya UI Tahun 2012,DPRM/R/212/RM-UI/2012dengan topik penelitian tentang Energi. (c)



(d)



Gambar 14. Paralel UPS-GTI tanpa grid (a) Daya UPS tanpa GTI (b) Daya UPS terhubung dengan GTI (c) Harmonisa paralel UPS-GTI (d) Keluaran tegangan paralel UPS-GTI



Besaran nilai THD saat rangkaian terhubung dengan jaringan sebesar 59,7% masih lebih kecil dibandingkan saat tidak terhubung dengan jaringan yaitu sebesar 75,1% hal ini dikarenakan saat terhubung dengan jaringan sumbangan harmonisa hanya berasal dari GTI sementara saat tidak terhubung harmonisa berasal dari UPS dan GTI. Tegangan keluaran saat terhubung dengan jaringan masih berbentuk sinusoidal mengikuti tegangan jaringan.Sementara pada saat terlepas dari jaringan UPS menghasilkan bentuk tegangan modifikasi gelombang sinus (kotak).



6. Kesimpulan •



•



•



•



Dari hasil pengujian ini setidaknya dapat diambil kesimpulan bahwa sebuah UPS dapat dioperasikan secara paralel dengan GTI sehingga memungkinkan GTI tetap dapat beroperasi, meskipun tidak ada sumber dari PLN,dengan parameter sinkroni-sasi seperti, frekwensi, tegangan dan fasa mengacu pada UPS. Hal yang harus diperhatikan dalam mengoperasi-kan GTI dengan UPS adalah pengaturan sumber energi masukan GTI, yang berasal dari sel surya, tidak melebihi kebutuhan daya yang diperlukan beban sehingga tidak terjadi arus balik masuk ke UPS yang dapat berakibat kerusakan pada UPS. Diperlukan sistem kontrol yang dapat mengatur pembagian daya yang akan disalurkan oleh masing-masing GTI, jika lebih dari 1 GTI, ataupun UPS jika akan mensimulasikan kondisi isolated sistem jaringan listrik mikro. Keterbatasan alat ukur dan sumber listrik DC yang dapat mensimulasikan kondisi PV yang dapat diatur



SNTE-2012



Daftar Pustaka [1.]



[2.]



[3.]



[4.]



[5.]



[6.]



[7.]



[8.]



Ph. Degobert, S. Kreuawan and X. Guillaud “Micro-grid powered by photovoltaic and micro turbine”, ICREPQ’06, 2006 R. Lasseter, A. Akhil, C. Marnay, J. Stephens, J. Dagle, R. Guttromson, A. Sakis Meliopoulous, R. Yinger, and J. Eto, “Integration of Distributed Energy Resources – The MicroGrid Concept”. CERTS MicroGrid Review Feb 2002 Wilsun Xu, Konrad Mauch, and Sylvain Martel,“An Assessment of Distributed Generation Islanding Detection Methods and Issues for Canada”, CETC-Varennes 2004-074 (TR) 411-INVERT J. A. Peças Lopes, C. L. Moreira, and A. G. Madureira, “Defining Control Strategies for MicroGrids Islanded Operation”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, VOL. 21, NO. 2, MAY 2006 E. Barklund, Nagaraju Pogaku, Milan Prodanovic´,C. Hernandez-Aramburo, and Tim C. Green, “Energy Management in Autonomous Microgrid Using Stability-Constrained Droop Control of Inverters”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 23, NO. 5, SEPTEMBER 2008 Stoyan B. Bekiarov dan Ali Emadi, “Uninterruptible Power Supplies: Classification, Operation, Dyna-mics, and Control”, 0-7803-7404-5/02 (c) 2002 IEEE Heng Deng, Ramesh Oruganti, Dipti Srinivasan, “Modeling and Control of SinglePhase UPS Inverters: A Survey”, IEEE PEDS 2005 Ghazanfar Shahgholian, Jawad Faiz dan Pegah Shafaghi, “Nonlinear Control Techniques in Unin-terruptible Power Supply Inverter: A Review”, 2009 Second International Conference on Computer and Electrical Engineering, 2009 IEEE DOI 10.1109/ ICCEE.2009.99



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 21



[9.]



Chien Liang Chen, Jih-Sheng Lai, Daniel Martin, Kuan-Hung Wu, Pedro Ribeiro, Elvey Andrade, Chuang Liu, Yuang-Shung Lee, dan Zong-Ying Yang, “Modeling, Analysis, and Implementation of aPhotovoltaic Grid-Tie Inverter System”, 978-1-4577-1216-6/12 ©2012 IEEE [10.] M. Saghaleini, A.K. Kaviani, B. Hadley, dan B. Mirafzal, “New Trends in Photovoltaic Energy Systems”, 2011 IEEE [11.] Chien-Liang Chen, Yubin Wang, Jih-Sheng (Jason) Lai, Yuang-Shung Lee, dan Daniel Martin, “Design of Parallel Inverters for Smooth Mode Transfer Microgrid Applications”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 25, NO. 1, JANUARY 2010 [12.] Josep M. Guerrero, Lijun Hang, dan Javier Uceda, “Control of Distributed Uninterruptible Power Supply Systems”, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 55, NO. 8, AUGUST 2008



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 22



DESAIN DAN SIMULASI KONVERTER ENERGI GELOMBANG LAUT SEBAGAI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK Masjono1 1. Jurusan Teknik Industri Akademi Teknik Industri Makasar E-mail: [email protected]



Abstract A wave energy converter which uses oneway gears combined with power balancing mechanism for producing continuous unidirectional rotation to produce electricity was studied by modelling and numerical simulation. The studied concept consists of more then one moored floating devices using chain on oneway gears combined with moving mass which uses to keep the chain stright. These convert instantaneous power of incoming wave power and deliver load to electric generator over unidirectional rotating shaft. Mathematical model describing the vertical oscillating of the wave energy converter is presented.Mathematical analysis and modelling shows that utilization of one-way gears connected to rotating shaft which enable it to rotate unidirectional. Energy conversion resembles the full wave rectifier principles in power electronics that maximize yielded energy from sea wave. The Mathematical model derived from a series of analysis was utilised to carry out computer simulation using matlab software package. Simulation result showed that wave height variation gave significant influence on harvested energy from sea wave. Key words : Renewable Energy, Sea Wave Converter, Sea Wave Energy



1. PENDAHULUAN Indonesia sebagai negara kepulauan terdiri atas 17.870 pulau. 3000 diataranya merupakan pulau yang berpenghuni. Khusus untuk Propinsi Sulawesi Selatan memiliki 295 Pulau [1]. Dari ribuan pulau tersebut didominasi oleh pulau-pulau kecil yang dikelilingi oleh lautan. Masyarakat yang mendiami pulau-pulau kecil menghadapi masalah akan sulitnya mendapatkan pasokan energi khusunya energi listrik. Untuk pulaupulau besar, ketersediaan energi khususnya energi listrik dapat diperoleh dengan mudah baik dari PLTA, PLTD, PLTU dan sumber energi listrik lainnya. Sebaliknya untuk pulau-pulau kecil pasokan energi listrik sebagai sumber energi vital dalam menjalankan aktivitas kehidupan sehari-hari merupakan hal yang sangat langka. Saat ini sumber energi utama yang menerangi pulaupulau terpencil adalah bahan bakar minyak. Namun akhir-akhir ini harga minyak cenderung engalami kenaikan setiap tahun akibat semakin menipisnya sumber minyak. Oleh karena itu perlu dicari sumber energi alternatif murah dan ramah lingkungan. Bebebrapa ilmuan telah mengembangkan berbagai sumber energi alternatif untuk daerah daerah terpencil seperti energi tenaga matahari, tenaga angin dan



SNTE-2012



mikrohidro. Akan tetapi sumber energi alternatif tersebut memiliki kelebihan dan sekaligus kekurangan masing-masing. Khusus untuk pulau-pulau kecil selama ini lebih banyak yang menggunakan energi matahari yang tersedia hanya pada siang hari dan memerlukan batere yang harganya tidak murah untuk ukuran masyarakat pesisir dan kepulauan. Salah satu sumber energi yang belum banyak dimanfaatkan adalah gelombang laut. Energi ini tersedia melimpah selama 24 jam sehinga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik untuk memenuhi kebutuhan energi masyarakat kepulauan, bahkan untuk menjadi salah satu sumber energi alternatif dimasa yang akan datang. Energi yang berasal dari gelombang laut adalah salah satu sumber energi terbarukan yang sangat menjanjikan, sebab dapat menghasilkan energi di hampir seluruh wilayah laut di permukaan bumi. Secara teoritis [2] energi yang berasal dari gelombang laut sebesar 8 x 106 TWh/tahun, atau sekitar 100 kali lebih besar dari seluruh pembangkit listrik tenaga air di planet bumi. Untuk menghasilkan energi sebanyak itu jika menggunakan sumber energi fossil, akan menghasilkan 2 juta ton emisi gas CO2. Potensi energi yang berasal dari gelombang laut di atas planet bumi diperkirakan sebesar 2 Tera Watt. Dengan mengubah energi gelombang laut yang tersedia sebesar 10 sampai 15 %



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 23



sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan energi dunia saat ini. Berdasarkan uraian diatas maka dalam penelitian ini kami mencoba untuk merancang dan melakukan simulasi konverter energi gelombang laut untuk menghasilkan energi listrik.



2. DESAIN KONVERTER GELOMBANG LAUT



ENERGI



Perancangan alat converter energy gelombang laut dilakukan dengan memanfaatkan roda gigi satu arah (oneway gear) terdiri atas rotor shaft, one-way gear, alat pemberat yang dapat terapung, counter weight yang berfungsi untuk menjaga ketegangan tali penggantung saat terjadi osilasi. Ilustrasi konverter dapat dilihat padai pada gambar 1.



Gambar 1: Ilustrasi converter gelombang laut menggunakan one-way gear



h = tinggi gelombang laut Ilustrasi tampak samping masing-masing pelampung dan counter weight dapat dilihat pada ilustrasi gambar 2. Untuk mengoperasikan konverter ini harus dipasang searah dengan gelombang laut sehingga pelampung yang pertama bekerja adalah M1 dan m1, lalu dikuti oleh pelampung berikutnya. Dalam ilustrasi pada ganbar 2, gaya yang bekerja pada masing-masing pelampung adalah sebagai berikut: Jumlah gaya yang bekerja pada kedua pemberat pada gambar 2 adalah 𝑊𝑊 = (𝑀𝑀1 − 𝑚𝑚1)𝑔𝑔 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 (1) Energi potensial yang dihasilkan tergantung pada tinggi gelombang h, sehingga diperoleh daya : 𝑊𝑊 (2) 𝑃𝑃 = (𝑀𝑀1 − 𝑚𝑚1)𝑔𝑔ℎ 𝑚𝑚 Dimana: P = Daya M1 = Massa Pelampung m1 = Massa Counter Weight



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 24



yang dihasilkan. Jika suatu konverter mengunakan sejumlah n pelampung dan counter weight, maka persamaan (2) dapat dituliskan sebagai berikut: 1 (3) 2 Dimana: n = jumlah pelampung yang digunakan. H = tinggi maksimum gelombang laut



𝑃𝑃 = 𝑛𝑛 (𝑀𝑀 − 𝑚𝑚)ℎ



Gambar 2: Tampak depan converter gelombang laut



Mekanisme kerja konverter ini menggunkan gigi satu arah sebagai berikut. Pada saat M1 mendapat gelombang laut, maka M1 akan terangkat dan m1 turun dan gear akan loss. Pada langkah tersebut, rotating shaft belum berputar. Ketika ombak meninggalkan M1, maka M1 akan jatuh bebas dan menarik gear satu arah dan saat itu rotating shaft mulai berputar. Pada ilustrasi pada gambar 1, ketika M1 dan M3 turun maka M2 dan M4 akan naik. Dengan demikian pada saat yang bersamaan sesuai dengan ilustrasi diatas, terdapat dua pelampung yang bekerja untuk memutar rotating shaft. Jika massa masing-masing pelampung dan counter weight seragam, maka akan sangat mudah untuk menetukan total energi



SNTE-2012



Untuk memaksimalkan energi yang dihasilkan oleh konverter ini, maka penempatan pelampung disesuaikan dengan periode gelombang laut dimana alat ini akan dipasang. Jika periode gelombang laut adalah λ maka penempatan masing-masing konverter diilustraikan pada Gambar 3. Berdasarkan pada ilustrasi pada gambar 3 maka rotating shaft akan berputar sejauh 3600 dimana masing-masing pelampung berkontribusi sejauh 0.25 λ atau sebesar 900. Secara grafis dapat di ilustrasikan pada gambar 4. Untuk memuluskan putaran rotating shaft dan memaksimalkan energy yang dapat diperoleh dari gelombang laut, maka jumlah pasangan pelampung M, one-way gear, mooring line dan counter weight dapat ditambahkan. Hal ini tergantung pada dimensi masing-masing pelampung dan panjang gelombang λ gelombang lau. Selain untuk meningkatkan jumlah energi penambahan jumlah pelampung juga akan memuluskan putaran rotating shaft. Hal ini dapat dianalogikan dengan mesin dua selinder dan mesin empat selinder. Semakin banyak jumlah selinder maka putaran mesin makin halus dan makin cepat.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 25



Gambar 3: Tampak atas penempatan pelampung dan counter weight konverter gelombang laut.



Dengan mamanfaatkan putran satu arah dari one-way gear maka pada saat M naik energi yang dihasilakan sama dengan nol sebagai akibat dari putaran balik gear



yang loss. Pada saat ombak turun, pelampung juga ikut turun dan pada saat itulah one-way gear akan memutar rotating shaft untuk menghasilkan energi.



Gambar 4: Ilustrasi kontribusi masing-masing pelampung terhadap putaran rotating shaft converter energi gelombang laut



Berdasarkan sifat mekanis tersebut, maka semua pelampung menghasilkan energi positif dan demikian pula counter weight tidak menghasilkan gaya balik. Oleh karena itu bentuk gelombang yang dihasilkan



sama dengan penyerah gelombang penuh atau rectifier dalam rangkaian listrik sebagaimana ilustrasi pada gambar 5.



Gambar 5: Ilustrasi penyearah gelombang penuh energi gelombang laut



Setiap pelampung akan memberikan kontribusi energi dari sebesar yang dapat diperoleh dengan mengintegralkan masing masing pelampung: (4)



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 26



Persamaan (4) diatas beranggapan bahwa gelombang laut merupakan gelombang sinusoidal murni. Tetapi dalam kenyataanya gelombang laut bukan sinusoidal murni sehingga faktor pengali gh dapat digantikan dengan rumus umum tentang daya yang terdapat didalam ombak [4] dinyatakan dengan persamaan berikut ini: (Watt / m) (5) Dimana: ρ  = Berat jenis air laut = 1.025 kg/m3, g = percepatan gravitasi = 9,8 m / s / s, T = periode gelombang (s), dan H = tinggi gelombang (m) Dengan melakukan substitusi persmaan (4) dan (5) diperoleh total energi yang dapat dihasilkan dari rancangan converter gelombang laut diatas adalah:



(Watt) (6) Jika diasumsikan bahwa M1=M2=M3=M4 dan m1=m2=m3=m4 maka persamaan (6) dapat disederhanakan menjadi: (7) Harga mutlak sin 2πt di gunakan karena pada ilustrasi gambar 5 tidak terdapat gelombang negatif tetapi semuanya positif sebagai dampak dari penggunaan oneway gear. Persamaan (7) dapat juga ditulis sebagai berikut: (8) Dengan menyelesaikan persamaan integral pada persamaan (8) maka diperoleh rumus untuk konverter energi energi gelombang laut yang menggunakan empat pelampung sebagaimana dinyatakan dalam persamaan (9) sebagai berikut;



Untuk memahami lebih seksama desain konverter gelombang laut yang telah dipaparkan diatas, telah dilakukan simulasi dengan menggunakan program matlab. Dalam simulasi ini ditetapkan dua skenario kondisi lapangan yaitu (a) tinggi gelombang berubah dan panjang gelombang tetap serta (b) Tinggi gelombang tetap dan periode berubah. a. Tinggi gelombang bervariasi dan panjang gelombang tetap. Simulasi dimulai pada skenario pertama dengan asumsi massa pelampung M = 100 Kg dan massa pemberat balik (counter weight) m = 10 kg. Tinggi gelombang bervariasi dari 0 sampai 1 meter dan periode T = 2 detik. Simulasi dilakukan menggunakan kode matlab berikut ini: %program untuk menghitung energi gelombang laut %ditulis oleh Masjono Muchtar %tanggal 28 Oktober 2012 %Variasi tinggi gelombang laut dari 0 - 1 meter a = linspace(0,1,20); h = sin (t); M = input ('masukkan nilai M1 (kg) = '); m = input ('masukkan nilai m1 (kg) = '); T = input ('masukkan periode gelombang (detik) = '); rho = 1.025; g = 9.8; phi = 3.14; % menghitung energi yang dihasilkan power = (rho*g.^2*T*h.^2*(M-m))/(16*phi); plot (power,h); title ('Simulation of Sea Wave Energy Converter'); xlabel('Converted Power (watt)'); ylabel('Wave Height'); grid;



Hasil simulasi dengan program program matlab di atas diperoleh grafik hubungan antara tinggi gelombang dengan besarnya energi yang dihasilkan sebagai berikut:



(9) Dimana : P total = Energi yang dihasilkan oleh konverter ρ = berat jenis air laut T = Periode gelombang (second) H = Tinggi (amplitudo) gelombang laut M = Massa Pelampung m = massa counter weight



3. SIMULASI KONVERTER GELOMBANG LAUT



KOMPUTER ENERGI



Gambar 6 : Grafik hasil simulasi converter gelombang laut M=100 Kg, m=10 Kg, H(0 - 1 meter) dan T= 2 detik



b. Tinggi gelombang konstan gelombang laut bervariasi.



SNTE-2012



dan



panjang



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 27



Skenario berikutnya adalah dengan asumsi bahwa yang bervariasi adalah periode T dan tinggi gelombang konstan. Simulasi skenario ini dilakukan dengan menggunakan kode Matlab sebagai berikut: %program untuk menghitung energi gelombang laut %ditulis oleh Masjono Muchtar %tanggal 28 Oktober 2012 %Variasi periode gelombang laut dari 1 - 1.5 detik T = linspace(1,1.5,20); M = input ('masukkan nilai M1 (kg) = '); m = input ('masukkan nilai m1 (kg) = '); h = input ('masukkan tinggi gelombang (meter) = '); rho = 1.025; g = 9.8; phi = 3.14; % menghitung energi yang dihasilkan power = (rho*g.^2*T*h.^2*(M-m))/(16*phi); plot (power,T); title ('Simulation of Sea Wave Energy Converter'); xlabel('Converted Power (Watt)'); ylabel('Wave Period (second)'); grid;



tali atau rantai gantungan pada saat pelampung (M) bergerak naik. Hasil analisis matematis menunjukkan bahwa penggunaan one-way gear untuk memutar poros putar (rotating shaft) memungkinkan poros berputar satu arah. Dengan prinsip kerja yang sama dengan sistem penyearah gelombang penuh pada rangkaian listrik memungkinkan pelampung menghasilkan energi secara maksimal. Hasil penurunan rumus matematis diperoleh persamaan seperti pada persmaan . Hasil yang diperoleh setelah melakukan simulasi menggunakan model persamaan tersebut, menunjukkan bahwa variasi tinggi gelombang sangat menetukan jumlah energi yang dapat dihasilkan oleh converter gelombang laut ini.



KAJIAN LANJUTAN Kajian lebih lanjut adalah menentukan bentuk dan dimensi pelampung yang dipergunakan, jumlah masimal pelampung, optimalisasi diameter gear satu arah, serta rancangan generator yang sesuai. Selain itu diperlukan pembuatan prototipe dan uji eksperimental pada laboratorium gelombang laut.



DAFTAR PUSTAKA



Gambar 7: Grafik hubungan antara periode gelombang dengan daya yang dihasilkan H = 1 meter, M = 100 Kg, m = 10 Kg



Berdasarkan kedua simulasi ditas nampak bahwa tinggi gelombang sangat berpengaruh pada besarnya energi yang dihasilkan oleh konverter. Pekerjaan selanjutnya adalah melakukan uji eksperimental terhadap hasil simulasi diatas dimulai pada skala laboratorium gelombang sampai pada pembuatan prototipe pembangkit listrik tenaga gelombang laut di bibir pantai.



4. SIMPULAN Konverter gelombang laut menjadi energi listrik telah dipaparkan dalam tulisan ini, dengan memanfaatkan gear searah (one-way gear) beserta empat buah pelampung (M) yang masing-masing berpasangan dengan pemberat balik (m). Pemberat balik (counter weight) berfungsi untuk mempertahankan ketegangan



ISBN: 978-602-97832-0-9



[1]. A. Josefsson, A. Berghuvud, K. Ahlin, G. Broman, Performance of a Wave Energy Converter withMechanical Energy Smoothing Blekinge Institute of Technology, School of Engineering SE-37179 Karlskrona, Sweden, 2011 [2]. Guilherme Nunes, Duarte Valerio, Pedro Beirao, Jose Sa da Costa, Modelling and Control of a Wave Energy Converter, Inst. Sup. Engenharia de Coimbra, Dept. Mechanical Eng., Coimbra, Portugal, 2006 [3]. Johannes Falnes, Optimum Control of Oscillation of Wave-Energy Converters, Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology (NTNU) Trondheim, Norway, International Journal of Offshore and Polar Engineering Vol. 12, No. 2, June 2002 (ISSN 1053-5381) [4]. Leão Rodrigues, Wave power conversion systems for electrical energy production Department of Electrical Engineering Faculty of Science and Technology Nova University of Lisbon 2829-516 Caparica – PORTUGAL, 2010 [5]. Robert E. Harris, BSc, PhD, CEng, MIMarEST, Lars Johanning, Dipl.-Ing., PhD, Julian Wolfram, BSc, PhD, CEng, FRINA, MSaRS FRSA, Mooring systems for wave energy converters: A review of design issues and choices, Heriot-Watt University, Edinburgh, UK, 2004. [6]. Y. Yu and Y. Li, Preliminary Results of a RANS Simulation for a Floating Point Absorber Wave Energy System Under Extreme Wave Conditions,



SNTE-2012



T L | 28



Presented at the 30th International Conference on Ocean, Offshore, and Arctic Engineering Rotterdam, The Netherlands June 19 – 24, 2011.



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 29



RANCANGAN DAN UJICOBA PROTOTIPE PEMBANGKIT LISTRIK PASANG SURUT DI SULAWESI UTARA Ferry Johnny Sangari1 1. Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Manado, Kampus UNIMA Tondano,95618,Indonesia E-mail : [email protected]



Abstrak Pembangkit listrik pasang surut yaitu memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik melalui turbin dan generator. Potensi energi potensial yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air laut dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin air dan bila turbin air ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi pembangkit listrik.Potensi energi pasang surut di Sulawesi Utara menurut hasil pengamatan dan perhitungan dalam penelitian yang dilakukan mempunyai tinggi maksimum (head) sebesar 207,676 cm yang dapat digunakan untuk perancangan pembangkit listrik pasang surut. Untuk ujicoba maka dibuatprototipe dam/bendungan menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan dilengkapi dengan 2 pintu air, dimana pada pintu keluar dipasang turbin air.Prototipe turbin air yang dibuat menggunakan model turbin propeller tipe undershot dan terbuat dari bahan baja tahan karat.Hasil analisis data potensi energi listrik yang dapat dihasilkan sebesar 85,56 kilo Joule dan daya listrik sebesar 30,38 kW, yang cukup untuk digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir pantai atau di pulau-pulau terpencil dan pulau di daerah perbatasan yang belum terjangkau listrik PLN.



Abstract DESIGN AND TEST-DRIVE THE PROTOTYPE OF TIDAL POWER PLANT IN NORTH SULAWESI. Tidal power plant is utilizing ocean energy into electrical energy through a turbine and generator. Potential energy contained in the different ocean tide and ebb of water used to drive turbines and if this water turbine generator can be connected to electrical energy generation.Tidal energy potential in North Sulawesi, according to the observations and calculations in a study conducted has a maximum height (head) at 207.676 cm which can be used for design of tidal energy power plant.Device And making of draught prototype / barrage use the wood and board two enduing filled by plastic bag contain the sand so that form the draught whereas and provided with by the flood gate as much 2 fruit that is one fruit for the entrance of and one fruit for the way out of which is in it attached by a turbine irrigate the Device And making of turbine prototype irrigate to use the model of turbine of propeller of type undershot and made the than rustproof steel substance. From result analyse the data of potency of energi electrics which can be yielded by equal to 85,56 kilo of Joule and electricity of equal to 30,38kW, what is last for used by society in coastal seaboard or in remote island and island in borderland which not yet been reached by electrics PLN. Keyword : Tidal power plant, turbine prototype, propeller model.



1. Pendahuluan Krisis energi adalah masalah yang sangat fundamental di Indonesia, khususnya masalah energi listrik. Energi listrik merupakan energi yang sangat diperlukan bagi manusia modern. Potensi energi pasang surut lautdapat dimanfaatkan untuk mengatasi krisis energi listrik melalui pembangunan pembangkit listrik pasang surut. Pembangkit listrik pasang surut yaitu memanfaatkan energi lautan menjadi energi listrik melalui turbin dan generator. Potensi energi potensial yang terkandung dalam perbedaan pasang dan surut air laut digunakan



ISBN: 978-602-97832-0-9



untuk menggerakkan turbinair dan bila turbin ini dihubungkan dengan generator dapat menjadi pembangkit listrik. Pasang surut lautan adalah salah satu bentuk energi yang dapat diperbarui (renewable) dan nyata keuntungannya jika dibandingkan dengan sumber energi lainnya, yang sulit diprediksi, seperti angin dan energi cahaya matahari. Berdasarkan data dari kementerian ESDM, potensi energi terbarukan dari fenomena pasang surut air laut



SNTE-2012



T L | 30



mencapai 240.000 MW, namun belum ada instalasi yang terpasang.[1] Prinsip sederhana pemanfaatan energi pasang surut adalah memakai energi kinetik untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakan generator untuk menghasikan listrik adalah seperti gambar 1 berikut.[2]



komputer untuk memperoleh tabel perhitungan dari nilai pasang tertinggi dan terendah.



3. Hasil dan Pembahasan Hasil pengukuran dan analisis data pasang surut di lokasi penelitian (Muara sungai Mangatasik)menunjukkan bahwa nilai pasang tertinggi sebesar 207,678 cm dan terendah adalah 19,207 cm. Berdasarkan hasil pengamatan dan wawancara dengan penduduk sekitar, air yang mengalir pada sungai Mangatasik bersifat kontinu artinya tidak pernah mengalami kekeringan. Dari analisis data diatas dan melalui pengukuran lebar muara 60,46 m dan jarak dam dengan bibir pantai 29,31 m, maka pada muara sungai tersebut dapat dibangun pembangkit listrik pasang surut. Rancangan dam menggunakan sistem Kaison dengan memasang buis beton yang diisi sirtu padat dan ditutup dengan campuran beton. Panjang dam 60,46 meter dengan 2 buah pintu air yang dilengkapi dengan pelimpahan banjir. Pintu air menggunakan sistem putar untuk menutup dan membuka pintu. (Gambar 2).



Gambar 1. Pemanfaatan energi pasang surut.



Persamaan untuk menghitung energi adalah : 𝐸𝐸 = 𝐻𝐻 × 𝑉𝑉 dengan : E = Energi yang dibangkitkan per siklus H = Selisih tinggi permukaan antara pasang surut V = Volume waduk Persamaan untuk menghitung daya listrik adalah : P=fQH dengan : P = daya listrik dalam kW Q = debit air (m3) H = tinggi pasang surut terbesar (m) F = faktor efisiernsi 0,7 – 0,8 [3] 2. Metode Penelitian Metode penelitian adalah metode survey untuk data pasang surut dan metode eksperimental untuk pengujian putaran turbin dan tegangan listrik. Data lokasi penelitian dibuat melalui pengukuran alat GPS dan dianalisis dengankomputer yang menghasilkan peta lokasi penelitian. Data pasang surut diambil melalui pengamatan dengan memasang bak ukur selama 15 hari, kemudian dimasukkan dalam program



SNTE-2012



Gambar 2. Rancangan dam



Rancangan turbin air dipakai turbin model Propeller tipe undershot yang sesuai dengan beda tinggi yang rendah dan debit air yang sedikit. Untuk material turbin menggunakan bahan dari Fiberglass atau baja tahan karat karena air yang digunakan untuk memutar turbin adalah campuran air laut dan air tawar. Hasil perhitungan jumlah energi berdasarkan rancangan dam adalah 85,56 kJoule dan daya listrik adalah 30,38 kW untuk luas waduk 1800 m2. Hasil analisis jumlah energi dan daya listrik yang didapat cukup memenuhi kebutuhan daya listrik di lokasi tersebut baik bagi pengusaha ataupun bila ada masyarakat yang tinggal di sekitar lokasi. Untuk pelaksanaan ujicoba pembangkit listrik dibuat prototipe dam menggunakan kayu dan papan dua lapis yang diisi dengan karung plastik berisi pasir dan dilengkapi dengan 2 pintu air, dimana pada pintu



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 31



keluar dipasang turbin generator.(gambar 3).



air



yang



memutar



Gambar 5. Prototipe pembangkit Gambar 3. Prototype dam



Prototipe turbin untuk uji coba dibuat dari pelat baja seperti gambar 4 berikut.



Gambar 4. Prototype turbin



Dudukan turbin terbuat balok kayu. Turbin air yang dibuat dilengkapi dengan pulley dan belt untuk dihubungkan dengan generator.Dalam ujicoba dilakukan pengukuran putaran turbin dan generator serta pengukuran tegangan dan daya listrik. Pengukuran putaran turbin adalah 15 rpm dan putaran generator adalah 355 rpm. Hasil pengukuran tegangan adalah 15 volt. Tegangan yang dihasilkan rendah karena generator yang digunakan putarannya 1500 rpm. Prototipe pembangkit untuk ujicoba seperti gambar 5 berikut.



Dengan dibangunnya pembangkit listrik pasang surut dapat memberikan energi listrik bagi beberapa pengusaha yang ada di sekitar lokasi tersebut seperti PT Minahasa Lagoon yang bergerak dibidang diving dan cottage. Juga ada pengusaha restoran di sekitar lokasi yang selama ini menggunakan Genset sebagai pembangkit listrik untuk memperoleh penerangan dan kebutuhan listrik lainnya. Sebagai informasi bahwa lokasi itu merupakan salah satu tempat wisata dari masyarakat Sulawesi Utara dan sekitarnya untuk tamasya dan mandi dipantai. 4. Kesimpulan 1). Indonesia merupakan negara kepulauan di daerah khatulistiwa yang dikelilingi oleh sejumlah lautan dengan potensi sumberdaya energi kelautan cukup besar termasuk di Sulawesi Utara dapat dibangun pembangkit listrik pasang surut, berdasarkan data pasang surut hasil pengukuran, yaitu pasang tertinggi sebesar 207,678 cm dan terendah 19,207 cm. 2). Energi pasang surut dapat dimanfaatkan dengan membangun waduk dengan kanal outlet/inlet yang dilengkapi dengan turbin dan generator pembangkit listrik. Waduk dikosongkan atau diisi dalam waktu satu atau kurang dari satu jamuntuk mengantisipasi usainya saat puncak pasang atau puncak surut. 3). Pembangunan waduk pembangkit listrik tenaga pasang surut seluas 1800 m2 di muara sungai Mangatasiksebagai lokasi penelitian, dapat menghasilkan energi sebesar 85,5 6 kiloJoule tiap terjadi pasang surut dan daya listrik sebesar 30,38 kW. 4). Prototipe pembangkit listrik hasil ujicoba dapat dibangun dan digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir pantai ataupun pulau-pulau terpencil dan pulau di daerah perbatasan untuk dapat mempunyai pembangkit listrik sendiri, karena sudah dapat menghasilkan daya listrik sekitar 2 – 5 kWatt untuk



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 32



penggunaan tenaga listrik antara 4 sampai 10 rumah tangga. 5). Keuntungan menggunakan pembangkit listrik energi pasang surut antara lain karena energi ini tidak pernah habis, tidak menimbulkan polusi, mudah untuk mengkonversi energi listrik dari energi mekanik pada ombak (pasang surut), memiliki intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang lain, dan tidak perlu perancangan struktur yang kekuatannya berlebihan. 5. Daftar Acuan [1]. Pemanfaatan Energi Pasang Surut. http://www.alpensteel.com/article/pengembanganenergi-terbarukan-dan-konversi.html [2]. Thicon Gunawan, Pemanfaatan Energi Laut 2 : Pasang Surut. http://majarimagazine.com/2008/01/energi-laut-2pasang-surut/ [3]. Kadir, Abdul, 1995, Energi, UI-PRESS, Edisi kedua, Jakarta. [4]. Jurnal Sains dan teknologi Indonesia, V5.N5, Agustus 2003,hal 85-93/Humas,BPPT/ANY [5]. http://oseanografi.blogspot.com/2005/07/pasangsurut-laut.htm [6]. http://id.wikipedia.org/wiki/Pasang_surut



Gambar 7. Foto pengukuran dengan GPS



Lampiran Peta lokasi penelitian, foto pengukuran



Gambar 8. Foto pengukuran pasang surut



Gambar 6. Peta Lokasi penelitian



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 33



BASELINE ENERGY USE BASED RESIDENTIAL LIGHTING LOAD CURVE ESTIMATION: A CASE OF SURABAYA Yusak Tanoto1, Murtiyanto Santoso2 dan Emmy Hosea3 1, 2, 3. Electrical Engineering Department, Faculty of Industrial Technology, Petra Christian University Jl. Siwalankerto 121-131,P Building 3rd Floor, Surabaya 60236, Indonesia 1



E-mail: [email protected]



Abstract Residential lighting is one of important appliances that, in total, consume large amount of electricity. Establishment of residential lighting load curve is therefore prominent as the curve will be useful for any further analysis. Nevertheless, it is difficult to develop residential lighting load curve when the residential energy consumption is measured using conventional metering or other power monitoring device. This paper presents estimation of residential lighting load curve using Baseline Energy Use method. A survey has been conducted to collect relevant data of lighting utilization in Surabaya. Important findings from the survey include determination of number of each lamp type, average number of lamps per household, total number of lamps in households, and average daily operating hours. Considering a 96.2% share of ownership which consist of incandescent, fluorescent, and compact fluorescent lamp, it is found from the analysis that the lighting peak load is occured at 7 PM with average wattage per household of 100.1 W. Meanwhile, residential sector’s lighting peak load is reached 76.3 MW. In addition, no coincidence found when the lighting load curve compared to the adjusted system loading curve.



Keywords: Baseline Energy Use, Residential Lighting, Lighting Load Curve, lamp utilization.



1. Introduction Lighting system is one of important household appliances which significantly contributed toward monthly household’s energy expenditure. Establishment of residential lighting load curve is therefore prominent as the curve will be useful for any further analysis. Nevertheless, it is difficult to develop residential lighting load curve when the residential energy consumption is measured using conventional metering device. A study of baseline residential lighting energy use was conducted by Tribwell and Lerman [1]. A survey was carried out to establish actual on-hours for all lights in a sample of 161 residences in Northwest, US. The information was used to establish cost-effective lighting to be implemented in the residential sector. This paper is focused on the development of lighting load curve through the utilization of Baseline Energy Use (BEU) method. Initially obtained from the lamp utilization survey, the load curve is constructed as an estimation to help the decision maker in analyzing



ISBN: 978-602-97832-0-9



possible policy related with the residential power sector management. This paper is organized as follows; the method used in the study is presented in the next section, results and discussion is followed subsequently, and finally conclusion is presented.



2. Methods In order to obtain the BEU for lamp utilization, two broad stages are conducted in this research. Firstly, a survey of lamp utilization is carried out to obtain types of lamps used in the household, accordingly with their wattage. Selected study area and boundary participant are initially defined. In addition, number of households to be surveyed is followed to the minimum sample requirement providing the predetermined margin of error is 5% with confidence level of 95%. In this research, the required sample size (SS) is determined as:



SNTE-2012



T L | 34



SS =



Z 2 ( p )(1 − p ) c2



(1)



where Z is Z value (e.g. 1.96 for 95% confidence level); p is percentage picking a choice, expressed as decimal (0.5 used for sample size needed); and c is confidence interval, expressed as decimal. For finite population, providing the predetermined population size (pop), corrected SS can be determined as: corrected SS =



SS SS − 1 1+ pop



which is obtained form the survey and number of survey participants or here is sample size (SS), as:



ALH =



SLT SS



(3)



Total number of lamps in all households is then estimated based on the number of specific lamp type (SLT), sample size (SS), and number of electrified households or here is considered as population size (pop) as:



(2)



Another quick way to determine the required sample size is by using the sample size table, which is available online as shown in [2]. In this study, three types of lamps, i.e. Incandescent Lamp (IL), Fuorescent Lamp or Tubular Lamp (TL), and Compact Fluorescent Lamp (CFL) are considered to be asked regarding to their utilization in the questionnaire. As shown in Figure 1 below, the questionnaire template is adopted from [3].



ETLH =



SLT SS ( pop )



(4)



Average daily operating hours (ADH) is determined based on total number of operating hour of the lamp type in the surveyed households (TNHL), and total number of lamp type in the surveyed households (TNL) as [4]:



ADH =



TNHL TNL



(5)



3. Results and Discussion



Figure 1.



Questionnaire template to obtain daily lamp utilization in the residential sector.



The BEU for household’s lamp utilization can then be obtained by conducting four essential assessment after the lamp utilization data have been gathered. The following baseline, such as the number of lamps of each lamp type in the surveyed households, average number of lamps per household, estimation of total number of lamps in all households, and average daily operating hour of each lamp, will then be revealed according to the followings [3]. Number of lamps of each lamp type are obtained by conducting survey. The survey participants are asked to fill up the questionnaire as shown in Fig. 1. The variety of IL, TL , and CFL are obtained from this stage. Furthermore, the result of this initial assessment will be used to determine other data of the following three assessment and other useful characteristic of lighting utilization, such as diversity factor (DF) and coincidence factor (CF). Average number of lamps per household (ALH) is calculated based on the ratio between number of specific lamp type (SLT) having certain rated watt



SNTE-2012



As described in earlier section, number of household to be surveyed is determined based on Equation (1) and (2). Therefore, a total number of required sample is 384 respondents which is equivalent to the same number of household, considering 762,248 households in Surabaya. The questionnaire is then distibuted randomly to all Surabaya areas, consisting of West, East, South, North, and Central. Composition of questionnaire distribution for lamp utilization survey in Surabaya is presented in the following figure.



East; 110; 28%



North; 39; 10%



West; 64; 17% Center; 34; 9% South; 137; 36%



Figure 2.



Questionnaire distribution for lamp utilization survey in Surabaya



Form Fig. 2, we can see that the South Surabaya area has the largest respondents with 137 households



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 35



representing 36% of total number of participant whereas the Central area has the least participants with only 34 househilds, accounted for only 9% of the total number of participant. Using Equation (3) to (4), baseline energy use for lighting utilization in Surabaya is obtained for three types of lamp, as presented in the following table.



also shown that the CFL 18 W is the most widely used in the household sector, accounted for 16.6% whereas IL 25 W is least use with only 0.3% in share. It also found that 14 W CFL having the shortest daily usage with only 3.2 hours contrast to 40 W TL with 11 hours. Fig. 2 to 4 depict the calculated average daily operating hours for three lamp types with its various power rating.



Table 1. Lamp Utilization Characteristics in Residential Sector: A Case of Surabaya



D 131,011 99,251 49,626 27,790 19,850 45,655 289,813 279,888 47,641 258,053 61,536 57,566 123,071 178,652 210,412 541,911 176,667 474,420 504,195 256,068 95,281 303,708 1,115,582 1,316,069 450,600 327,528 47,641 57,566 55,581 27,790



E 1.7 1.3 0.6 0.4 0.3 0.6 3.7 3.5 0.6 3.3 0.8 0.7 1.6 2.3 2.7 6.8 2.2 6.0 6.4 3.2 1.2 3.8 14.1 16.6 5.7 4.1 0.6 0.7 0.7 0.4



F 4.1 7.4 7.5 7.1 7.8 3.9 7.0 6.2 4.4 8.6 7.3 8.7 11 6.1 6.5 4.0 6.2 6.9 4.2 4.1 8.1 3.2 4.9 6.0 6.0 8.5 7.1 4.0 7.2 7.6



A = Type of lamp with its certain rated wattage B = Number of specific lamp type obtained from survey C = Average number of lamps per household D = Total number of lamps in all households (estimation) E = Share of certain type of lamp toward total estimated lamp (in percentage) F = Average daily operating hours



Hour



C 0.17 0.13 0.07 0.04 0.03 0.06 0.38 0.37 0.06 0.34 0.08 0.08 0.16 0.23 0.28 0.71 0.23 0.62 0.66 0.34 0.13 0.40 1.46 1.73 0.59 0.43 0.06 0.08 0.07 0.04



5 0 5 W 8 W 10 W 12 W 14 W 18 W 23 W 25 W 30 W CFL CFL CFL CFL CFL CFL CFL CFL CFL Hour/day



Figure 3.



10



Average daily operating hours: Compact Fluorescent Lamp (Survey 2012)



7.4



7.5



7.1



7.8



Hour



B 66 50 25 14 10 23 146 141 24 130 31 29 62 90 106 273 89 239 254 129 48 153 562 663 227 165 24 29 28 14



5 0 5 W 10 W 15 W 20 W 25 W 40 W IL IL IL IL IL IL Hour/day



Figure 4.



10



Average daily operating hours: Incandescent Lamp (Survey 2012)



8.6



8.7



11



Hour



A 5 W IL 10 W IL 15 W IL 20 W IL 25 W IL 40 W IL 10 W TL 15 W TL 18 W TL 20 W TL 25 W TL 36 W TL 40 W TL 5 W CFL 7 W CFL 8 W CFL 9 W CFL 10 W CFL 11 W CFL 12 W CFL 13 W CFL 14 W CFL 15 W CFL 18 W CFL 20 W CFL 23 W CFL 24 W CFL 25 W CFL 28 W CFL 30 W CFL



8.5 7.1 7.27.6



8.1



10



5 0 10 15 18 20 25 36 40 W TL W TL W TL W TL W TL W TL W TL Hour/day



Figure 5.



Average daily operating hours: Fluorescent Lamp or Tubular Lamp (Survey 2012)



As seen in Table 1, the lamp share of ownership in terms of three types of lamp in Surabaya is obtained as follows: CFL having the largest share of ownership with 77.4% followed with TL with 14.1% and IL with the least share of 4.7%, aggregated for 96.2%. Please be noted that only lamp type having ten or more in quantity calculated during the survey are taken into account. It



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



150.0



600.0 100.1



100.0 50.0 0.0



1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23



543.4 525.7



500.0 Power (MW)



Average Wattage (Watt)



T L | 36



400.0 300.0 200.0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23



Hour



Power (MW)



Figure 6.



Hour



Estimation of typical lighting load curve per household in Surabaya



Adjusted average system load curve for Surabaya distribution area (PT. PLN APD Jatim, June – September 2011, modified)



76.3



80 70 60 50 40 30 20 10 0



1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Hour Figure 7.



Figure 8.



Estimation of typical lighting load curve for residential sector in Surabaya



Fig. 6 and 7 depict estimation of typical lighting load curve per household and for residential sector in Surabaya, respectively, taken into account 96.2% in lamp share of ownership. The curve is constructed based on each lamp power rating and their hourly usage. The peak load of lamp power consumption per household is estimated occured at 7 PM with 100.1 W. Data consisting all lamps power rating together with their total hourly usage as gathered in Fig. 1 are tabulated to obtain hourly total lamp power (W). In Fig 6, divided the hourly total power into total number of participant, the average hourly lamp power consumption per household can be determined. Similarly, multiplying average hourly lamp power consumption per household with total number of electrified households, we can obtain the estimates lighting load curve for residential sector in Surabaya, as depicted in Fig. 7. The peak load for residential lighting load in Surabaya istimated occured at 7 PM with 76.3 MW.



This study also considers developing the system load curve for Surabaya to observe coincidence between lighting load and system load. The 2011 original system load curve for Surabaya distribution area was collected from PT. PLN APD Jatim [5]. The system load curve data during June – September 2011 was considered to be observed for the purpose of month similarity with the survey activity which was held during June – September 2012. This study uses assumption that no significant changes have been made during one year, particularly regarding to the lamp utilization in the residential sector. Average value of peak load during June – September 2011 was obtained from the original data. However, due to large area of PLN’s Surabaya Distribution System, we have decided to reduce the coverage area by removing several transformers supplying into those areas, including those supplies industrial clusters. As seen on Fig. 8, the adjusted system load for Surabaya Distribution System during June – September 2011 shows its peak load at 3 PM with 543.4 MW. Meanwhile, the average power consumption at 7 PM was slightly lower than that with 525.7 MW. This means the lighting load curve is not coincidence with the system load at 7 PM, although the loading for several areas such as Rungkut Industrial estate, Waru, and West Surabaya are excluded. The system load is started to increase at 8 AM when most of industry began its operation. Commercial office followed at 9 AM, and shopping center started at 10 AM. In fact, the residential sector also contributed for the cooling load from the utilization of air conditioning system, which in turn increases the hourly power demand.



4. Conclusion In this paper, baseline energy use method is applied for estimating lighting load curve in residential sector. The selected study area is Surabaya. Primary data are



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 37



collected from the survey. From the analyses, we found that residential lighting peak load occured at 7 PM with 76.3 MW. Another finding is that residential lighting load curve has no coincidence with the system loading curve. In fact, Surabaya is the second largest city in Indonesia after Jakarta where its system load curve is also influenced by indusrial and commercial activities beside residential load. Also, lighting is only part of whole residential appliances. It can be concluded that the system load curve of Surabaya has a narrower valley than that in lighting load curve. From having such lighting as well as system curve, there will be opportunities to influence the loading curve for the purpose of energy efficiency and conservation, for example through loading management.



Acknowledgement



Bersaing 2012”. Therefore, the authors would like to convey their gratitude to the Ministry of Education and Culture, Directorate of Higher Education for providing research grant through such scheme.



Reference [1] L.S. Tribwell, D.I. Lerman, Baseline Residential Lighting Energy Use Study, http://eec.ucdavis.edu/ACEEE/199496/1996/VOL03/153.PDF, 1996. [2] The Research Advisors, Sample Size Table, Franklin, MA., 2012. http://researchadvisors.com/tools/SampleSize.htm [3] M. Rumbayan, M.Eng Thesis, Asian Institute of Technology, Thailand, 2001. [4] A.P. Gautam, M.Eng Thesis, Asian Institute of Technology, Thailand, 1997. [5] PT. PLN (Persero) APD Jatim, Kurva Beban Harian Area Dsitribusi Surabaya, 2011.



This paper is presented as part of research activity conducted under Contract No.07/SP2H/PP/LPPMUKP/II/2012 based on the scheme ”Penelitian Hibah



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T L | 38



RANCANG BANGUN SISTEM PENGAMAN MOTOR LISTRIK DENGAN BANTUAN PLC Fatahula1, Iksan Kamil2 1,2



Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta Kampus UI Depok 16425



Abstrak Proteksi terhadap motor listrik terdiri atas proteksi untuk hubung singkat dan terhadap beban lebih, gangguan yang terjadi pada motor listrik tidak hanya itu, dapat berupa kondisi ketidak seimbangan arus pada masing-masing kumparan motor, kenaikan suhu pada bearing motor dan juga yang lainya, untuk kondisi hubung singkat menggunakan MCB-MCCB dan untuk kondisi beban lebih menggunakan relay arus lebih OCR. dalam penelitian ini telah dibuat dan dirancang perangkat proteksi menyeluruh untuk motor listrik dengan bantuan PLC sebagai perangkat pendeteksi dan perangkat eksekutor, output dari PLC akan mengerjakan relay kontaktor sebagai perangkat penghubung ke motor listrik. Sebagai instrument pendeteksi untuk kondisi hubung singkat, beban lebih dan ketidak seimbangan arus, kami digunakan empat buah trafo arus (CT), tiga trafo arus untuk masing-masing fasa dan satu trafo arus untuk system tiga fasanya, untuk kondisi kenaikan suhu bearing motor kita menggunakan sensor temperatur (RTD PT-100), semua instrument sensor tersebut akan di hubungkan pada analog input PLC Siemens LOGO yang telah di program



Abstract Protection for electric motors consist of protection for short circuit current and protection for overload, failures of the electric motors not only them, that can be unbalancing current condition, bearing overheating and the others. for short circuit condition protection used magnetic circuit breaker and for overload condition are used over current relay (OCR). In this research we have been designed device for full motor protection using Programmable Logic Controller (PLC) Siemens LOGO series as to executor devices and sensing devices. Output from PLC will be execution of contactor relay as to connected device to electric motor. As the sensing instrument for condition of short circuit, overload and unbalancing current we use four current transformer (CT), three CT for each phase and one CT for three phase system, for bearing overheating condition we using sensor of temperature (RTD PT-100), the all of sensing instrument will be connect to input analog from PLC Siemens LOGO at was program to software system. Keyword: Motor, Protection and PLC



1. Pendahuluan Pada umumnya alat pengaman yang dipakai untuk mengamankan motor-motor listrik adalah relay arus lebih over current relay OCR, dalam kenyataan nya relay ini tidak mampu untuk mengamankan motormotor listrik terhadap jenis gangguan yang lain seperti: unbalancing current yaitu terjadinya ketidak seimbangan arus yang mengalir pada masing-masing fasa yang diakibatkan adanya perbedaan impedansi pada masing-masing kumparan motor listrik,



SNTE-2012 97832-0-9



gangguan lain yang sering terjadi pada motor-motor listrik adalah adanya arus bocor (earth leakage current) yang terjadi karena arus pada bodi motor yang mengalir ke system grounding, dan juga kenaikan temperatur pada bearing motor yang diakibatkan oleh system pelumasan yang tidak sempurna, oleh sebab itu kami mencoba membuat system proteksi yang meyeluruh untuk motor listrik sehingga untuk semua jenis gangguan tersebut



ISBN: 978-602-



T L | 39 cukup diproteksi oleh satu alat pemutus dengan bantuan satu unit PLC Siemens logo. Untuk gangguan over current, unbalancing current dan earth leakage current perubahan nilai arus akan akan diketahui melalui unit trafo arus CT dan nilai CT tersebut akan di inputkan ke PLC melalui analog input PLC, setiap perubahan nilai arus yang diakibatkan oleh ketiga jenis gangguan tersebut akan terbaca pada input analog PLC yang sudah di setting dan di program untuk mengeksekusi peralatan pemutus (breaker) untuk mengamankan motor. Untuk gangguan yang disebabkan oleh karena kenaikan temperature bearing kami membuat simulasi dengan sensor suhu PT-100 yang di panaskan dari suhu 20oC sampai pada suhu tertentu sebagai suhu maximum yang izinkan untuk suhu bearing, dalam kondisi ril dilapangan maximum suhu bearing yang diizinkan adalah 60oC, dari output sensor suhu PT-100 ini akan di masukankan ke input analog PLC. Dalam penelitian ini kami memilih PLC Siemens LOGO serie-5 karena PLC type ini memiliki fasilitas input analog yang bisa di set secara langsung pada input PLC sehingga memudahkan kami untuk melakukan setting nilai parameter yang di inginkan. Kalau menggunakan PLC dengan input digital disini kita akan membutuhkan perangkat tambahan yang mengkonversi nilai analog menjadi digital.



R S T



start



out1 LOGO I1 AI1



60W



AI5 PT100



8W Pt100



M



test unbal. current



test false current N



Gambar 1 : Rangkaian simulasi gangguan (OverUnbalance-Leak) Current



R S T



start



stop



out1 LOGO I1 AI1



ISBN: 978-602-97832-0-9



I2



AI2 AI3 AI4



2. Metode Penelitian Sistem yang dirancang diharapkan dapat mengamankan semua jenis gangguan pada motor listrik, disini kami membatasi pada empat jenis gangguan yaitu: over current, unbalancing current, leakage current dan over temperature bearing karena jenis gangguan ini yang paling sering terjadi, namun sistem ini bisa dikembangkan untuk jenis gangguan lain seperti: vibrasi yang terlalu tinggi pada motor, keausan bantalan kopling dan juga gangguan lainya dengan catatan kita bisa menentukan nilai dan parameter untuk gangguan tersebut. Metode penelitian disusun sebagai berikut : Perancangan Modul Simulasi 1. Membuat rangkaian untuk men-simulasi adanya gangguan yakni untuk kondisi Overcurrent, Unbalancecurrent and Leakcurrent Current seperti pada gambar 1



stop



I2



AI2 AI3 AI4



AI5 PT100 Pt100



M N



Motor- protection



Gambar 2 : Rangkaian simulasi gangguan Bearing Over Heat 2.



Pada kondisi over current yang berasal dari motor compressor disiapkan terminal 3 fasa dan masingmasing penghantar fasanya dilewatkan pada current transformer CT dan nilai tersebut akan terbaca pada input PLC, sebelum mencapai tekanan 5 bar motor tidak trip, nilai arus kurang dari 2,7 A.pada saat motor dijalankan terus sampai mencapai tekanan diatas 5 bar, system akan trip karena input PLC di



SNTE-2012



T L | 40



3.



4.



5.



6.



set pada nilai 2,75 A. pada nilai inilah PLC akan bekerja untuk mengeksekusi pemutus/breaker. Pada kondisi unbalancing current, yakni ketidak seimbangan arus yang mengalir pada masingmasing fasa yang diakibatkan adanya perbedaan impedansi pada masing-masing kumparan motor listrik, disini kami melakukan simulasi dengan memberi beban tambahan berupa lampu 60 watt pada pada salah satu fasanya, sehingga ketiga fasanya mengalami ketidak seimbangan arus, kondisi inilah yang membuat system akan trip untuk leakage current, sama halnya denga kondisi unbalancing current kami melakukan simulasi dengan memberi beban tambahan pada salah satu fasanya berupa lampu 8 watt. Pada kondisi arus bocor, nilai arus pada ketiga fasanya akan berbeda tergantung fasa yang mana yang mengalami kebocoran tanah karena sebagian arus pada fasa tersebut akan mengalir ketanah. Pada kondisi gangguan yang disebabkan kenaikan temperatur pada bearing motor, digunakan sensor suhu PT-100 yang dipanaskan pada suhu 20oC sampai pada suhu maximum untuk suhu bearing yang di ijinkan (60oC), nilai 60 ini menjadi set poin untuk input analog PLC. Pengambilan data dan analisa data.  Mengukur karakteristik dari trafo arus dan menggambarkan diagram kalibrasi daya fungsi arus P=P( I ), ini dilakukan untuk jenis gangguan over current, unbalancing current dan leakage current.  Untuk over temperarur bearing, mengukur karakteristik dan menggambarkan diagram kalibrasi resistansi fungsi temperature R=R(T) pada sensor temperature PT-100 dengan cara memanaskan batang element sensor temperatu pada suhu mulai dari 20oC sampai lebih dari 60oC.  Set input analog PLC pada pada nilai aktual artinya nilai arus dan nilai suhu yang merupakan kondisi normal dan nilai fault sistem ( set poin sebagai nilai gangguan).



3. Hasil dan Pembahasan System yang kami buat ini dirancang untuk dapat melindungi motor listrk dari semua jenis gangguan yaitu: 1. Over current, yang disebabkan oleh terjadinya over load dimana motor diberi beban yang melampaui kapasitas motor tersebut 2. Unbalancing current yaitu terjadinya ketidak seimbangan arus yang mengalir pada masingmasing fasa yang diakibatkan adanya perbedaan



SNTE-2012



3.



4.



impedansi pada masing-masing kumparan motor listrik Earth leakage current yaitu terjadinya kebocoran arus pada system dan juga pada bodi motor yang mengalir ke system grounding Bearing over temperature yaitu kenaikan temperatur pada bearing motor yang diakibatkan oleh system pelumasan yang tidak sempurna



Over current Protection Untuk gangguan yang disebabkan karena terjadinya over current, disini kami menggunakan motor compressor 5 bar, dan motor akan dijalankan terus sampai diatas 5 bar sehingga terjadi overload dan mengakibatkan arus lebih pada motor. Arus nominal In = 2,7 A. Setting input analog PLC adalah 2,75 A. untuk percobaan ini kami jalankan prosedur sebagai berikut :  Membuat diagram pengawatan untuk over current protection, seperti pada gambar (lampiran-1)  Membuat rancangan ladder diagram untuk program PLC seperti pada ladder diagram (lampiran-2)  Membuat block Diagram (lampiran-3)  Operasikan Perangkat PLC Siemens LOGO dengan menekan tombol tekan S1 dan S2  Dari program yang telah dibuat, output Q1 dari akan secara langsung ON dan mengoperasikan K1 sehingga motor compressor sudah mendapat power,  Dari program yang telah dibuat, lampu indikator L1 akan ON pada saat terjadi over current  Hubungkan motor compressor dengan socket 3 fase yang telah tersedia dimana pada system tersebut sudah dilengkapi dengan 3 buah tarfo arus CT (CT2, CT-3 dan CT-4) ketiga trafo arus ini akan akan mendeteksi nilai arus pada masing-masing fasa  Nilai pembacaan pada CT-2, CT-3 dan CT-4 akan di inputkan ke perangkat AM2, yang merupakan perangkat input analog PLC Siemens LOGO, dimana sebelumnya program kita sudah setting untuk nilai 2,75 sebagai nilai setting parameter trip  Pada kondisi nilai setting parameter tercapai, maka output Q1 dari PLC Siemens LOGO akan OFF sehingga motor compressor OFF karena bekerjanya relay kontaktor K1  Display LOGO akan memberikan indikasi penyebab tripnya motor (pada display tertulis «Over Current »)  Langkah selanjutnya kita melakukan reset program, karena system tidak bisa dioperasikan kembali sebelum kita melakukan reset dengan menekan tombol « ESC » kemudian « OK »  System akan kembali pada kondisi standby (ready) dan siap untuk opersi berikutnya Unbalance Current Protection



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 41 Ketidak seimbangan arus pada motor listrik biasanya terjadi karena perbedaan nilai impedansi pada masing-masing kumparan, sehingga arus yang mengalir pada masing-masing kumparan akan terjadi perbedaan, untuk proteksi terhadap ketidak seimbangan arus pada motor kami merancang system sebagai berikut:  Rancangan system seperti pada lampiran 1-2-3  Dari program yang telah dibuat, output Q1 dari akan secara langsung ON dan mengoperasikan K1 sehingga motor sudah mendapat power  Disinin kita menggunakan motor induksi 3 fasa 1,8 kW hubungan delta, dimana salah satu fasanya dihubungkan dengan 2 buah beban lampu L2 dan L3 dengan tujuan untuk menghasilkan ketidak seimbangan arus pada salah satu fasanya  Pada kondisi awal sebelum salah satu fasanya dihubungkan dengan lampu, arus yang mengalir pada ketiga fasa motor yang terbaca oleh CT2, CT3 dan CT4 adalah seimbang (balance)  Pada saat tombol tekan S4 ON maka kondisi unbalance current terjadi, disini terjadi kenaikan arus yang terbaca oleh CT3 karena adanya beban L3 dan L4  Dari program yang telah dibuat untuk setting parameter CT3 adalah 3,5 sehingga apabila setting parameter tercapai maka output Q1 akan ON dengan demikian motor akan OFF karena bekerjanya K1  Display LOGO akan memberikan indikasi penyebab tripnya motor (pada display tertulis «Unbalance Current »)  Sebelum melakukan reset program kita harus OFF kan Switch unbalance S4  Langkah selanjutnya kita melakukan reset program, karena system tidak bisa dioperasikan kembali sebelum kita melakukan reset dengan menekan tombol « ESC » kemudian « OK »  System akan kembali pada kondisi standby (ready) dan siap untuk opersi berikutnya Leakge Current Protection Untuk proteksi terhadap ke bocoran arus pada motor dalam hal ini adanya arus yang mengalir pada system grounding kami merancang system sebagai berikut:  Rancangan system seperti pada lampiran 1-2-3  Dari program yang telah dibuat, output Q1 dari akan secara langsung ON dan mengoperasikan K1 sehingga motor sudah mendapat power  Disinin kami tetap menggunakan motor induksi 3 fasa 1,8 kW hubungan delta  Untuk mengindikasikan terjadinya kebocoran arus kami hubungkan salah satu fasanya dengan



ISBN: 978-602-97832-0-9











  







netral pada sebuah beban lampu L2 yang dilewatkan pada salah satu trafo arus CT2 Pada saat saklar S3 ditekan maka CT2 disamping membaca arus motor fasa L1, juga membaca arus yang mengalir kebeban lampu sehingga nilai pembacaan pada CT2 akan menjadi besar, pada kondisi awal arus yang terbaca oleh CT1 = 0 karena arus pada ketiga fasa seimbang. Kondisi ketidak seimbangan terjadi pada saat CT2 membaca arus yang mengalir ke beban lampu L2 CT1 dihubungkan dengan rangkaian pembanding arus fasa, sehingga apabila terjadi perbedaan nilai arus pada salah satu fasa, maka output rangkaian pembanding fasa akan memberikan perintah pada pada PLC untuk bekerja dan memutuskan rangkaian, prinsip kerja system hampir sama dengan Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) dimana prinsip kerja ELCB adalah menggunakan prisip differential yakni membandingkan antara arus fasa dengan arus netral, jika terjadi perbedaan antara arus fasa dengan arus nertal maka cinci teroidal akan menghasilkan induksi medan magnet yang natinya akan membuat ELCB bekerja, perbedaan dengan sistem yang kami buat adalah arus defferntial terbaca oleh rangkaian pembanding tegangan yang difungsikan sebagai input PLC Display LOGO akan memberikan indikasi penyebab tripnya motor (pada display tertulis «Leak Current ») Sebelum melakukan reset program kita harus OFF kan Switch leak S3 Langkah selanjutnya kita melakukan reset program, karena system tidak bisa dioperasikan kembali sebelum kita melakukan reset dengan menekan tombol « ESC » kemudian « OK » System akan kembali pada kondisi standby (ready) dan siap untuk opersi berikutnya



Bearing Over Heat Protection Untuk proteksi terhadap kenaikan temperature pada bearing motor kami merancang system sebagai berikut:  Rancangan system seperti pada lampiran 1-2-3  Pada percobaan ini kami menggunakan sensor suhu thermocouple RTD PT100 sebagai instrumen pendeteksi suhu bearing motor  RTD PT100 dicelupkan kedalam air panas yang dipanaskan dengan menggunakan heater, probe thermocouple cicelupkan kedalam media ± ¾ bagian dari probe  Apabila setting parameter tercapai suhu mencapai 60oC sesuai setting program yang dibuat, maka output Q1 akan ON dan membuka relay kontaktor K1 sehingga motor akan OFF dan lampu indicator L1 akan ON  Display LOGO akan memberikan indikasi penyebab tripnya motor (pada display tertulis «Over Heat »)



SNTE-2012



T L | 42 







Langkah selanjutnya kita melakukan reset program, karena system tidak bisa dioperasikan kembali sebelum kita melakukan reset dengan menekan tombol « ESC » kemudian « OK » System akan kembali pada kondisi standby (ready) dan siap untuk opersi berikutnya



4. Kesimpulan 1.



2.



3.



Dengan bantuan PLC Siemens LOGO system dirancang untuk melindungi motor listrik terhadap gangguan yang disebabkan oleh : Over current, Unbalance current, Leakage current dan Bearing overheating, PLC dalam hal ini berperan sebagai instrument pendeteksi dan juga eksekutor terhadap berbagai jenis gangguan tersebut System proteksi bisa di set untuk lebih sensitif terhadap arus gangguan, yakni dengan membuat set poin yang mendekati nilai nominal beban motor listrik, misalkan untuk arus nominal motor 2,7 ampere, kita dapat membuat seting input analog PLC 2,75 atau sama dengan arus nominal Untuk proteksi terhadap bearing overheat, sebenarnya merupakan proteksi yang terpisah secara elektric, tapi dalam hal ini bisa disatukan menjadi sistem proteksi motor yang menyeluruh (full motor protection)



DAFTAR PUSTAKA [1] Fitzgerald,A.E, “Power Electronics Circuit Devices and Application”, Prentice Hall, 2003 [2] Stephen L. Hermann, Walter Alerich, “Industrial Motor Control”, Delmar Publisher, 1995 [3] Roberth L. McIntyre, Rex Losee, “Industrial Motor Control Fundamental”, Mc Graw Hill, edisi ke-3, 2001 [4] Chee Mun Ong, “Dynamic Simulation of electric Machinery Using MatLab/Simulink”, Prentice Hall, 1998 [5] M. Budiyanto, A. Wijaya, “Pengenalan DasarDasar PLC”, Gaya Media, 2003 [6] Siemens, “Manual Book LOGO Series-5”, edisi 02/2005



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 43



EFISIENSI ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN CAPASITOR PADA JARINGAN INSTALASI LISTRIK Imam Halimi1 dan EntisSutisna2 1,2. Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta, Kampus UI, Depok, 16425, Indonesia



Abstrak Capasitor Bank sebagai salahsatu alat penghemat konsumsi energi listrik telah banyak digunakan pada instalasi listrik bangunan industri maupun perkantoran.Politeknik Negeri Jakarta selaku konsumen listrik PLN menggunakan 2 (dua) buah trafo distribusi dengan kapasitas masing-masing 500kVA, sehingga daya total sambungan sebesar 1000kVA atau 1 MVA. Pada jaringan instalasi listriknya sampai saat ini belum menggunakan Capasitor Bank.Penelitian yang dilakukan untuk mengetahui tingkat efisiensi pemakaian energi listrik pada jaringan instalasi listrik Politeknik Negeri Jakarta jika menggunakan Capasitor Bank. Dari hasil pengujian dan analisa data didapatkan bahwa Capasitor Bank dapat menghemat konsumsi energi listrik pada jaringan instalasi listrik PNJ sebesar 2.8% sampai dengan 44% tergantung jenis beban listrik yang digunakan pada instalasi listrik tersebut.



Abstract Electrical Energy Efficiency onElectrical Installation Network using Capacitor.Capacitor bank as one of the electrical energy consumption-saving devices has been widely used in the electrical installation industry as well as office buildings. Politeknik Negeri Jakarta (PNJ) as electricity consumers using 2 (two) distribution transformers with a capacity of 500kVA respectively, so that the total power connection for 1000KVA or 1 MVA. At the installation of the electrical network has yet to use the Capacitor Bank. Research carried out to determine the level of efficiency of electrical energy consumption in the PNJ network electrical installations if using capacitor bank. From the results of the testing and analysis of the data found that the capacitor bank can save electrical energy consumption in network power installations PNJ 2.8% up to 44% depending on the type of electrical loads used in electrical installations. Kata kunci : Capasitor Bank, Jaringan Instalasi Listrik, Efisiensi Energi Listrik.



1. Pendahuluan Krisis energi listrik saat ini dampaknya sangat dirasakan oleh sebagian besar masyarakat Indonesia. Akibatnya banyak aktivitas masyarakat jadi terhambat akibat adanya pemadaman listrik secara bergilir yang dilakukan oleh penyedia layanan listrik. Hal ini tentu sangat merugikan masyarakat selaku pengguna jaringan listrik. Untuk tidak memperparah kondisi tersebut diatas, upaya yang dilakukan oleh pemerintah antara lain dengan menganjurkan masyarakat agar dapat berhemat dalam penggunaan energi listrik. Dengan hemat energi listrik, masyarakat juga memperoleh keuntungan dari sisi



ISBN: 978-602-97832-0-9



finansial karena tagihan rekening listrik bulanan akan berkurang. Politeknik Negeri Jakarta selaku konsumen listrik PLN menggunakan 2 (dua) buah trafo distribusi dengan kapasitas masing-masing 500kVA, sehingga daya total sambungan sebesar 1000kVA atau 1 MVA.Beban yang terpasang pada trafo tersebut mayoritas adalah bebanbeban tipe induktif seperti AC pendingin, motor-motor listrik yang ada di workshop, lampu TL dengan ballast induktif serta beban-beban induktif lainnya. Beban induktif tersebut memiliki nilai Faktor Daya yang rendah (dibawah 0.8) sehingga mengkonsumsi arus listrik yang lebih tinggi saat beroperasi. Dengan konsumsi arus listrik yang tinggi akan memperbesar



SNTE-2012



T L | 44



pemakaian energi listrik sehingga biaya yang harus dibayar ke PLN juga lebih tinggi. Dan dari sisi peralatan listrik, nilai faktor daya yang rendah juga berdampak mengurangi masa pakai peralatan sehingga rentan terhadap gangguan listrik yang dapat menyebabkan kebakaran.



kapasitor I C adalah sama besar dan berlawanan arus dengan arus reaktif I Q dari beban induktif.



Penelitian yang akan dilakukan bertujuan menggali lebih dalam tentang Capasitor Bank sebagai penghemat energi listrik melalui percobaan dan pengujian untuk mengetahui seberapa besar tingkat efisiensinya dalam menaikkan nilai Faktor Daya yang berdampak pada penghematan konsumsi energi listrik pada instalasi listrik Politeknik Negeri Jakarta, dengan harapan dapat memberikan kontribusi yang berguna bagi lembaga.



Dampak Faktor Daya Rendah Faktor daya yang rendah dianggap sebagai sebuah kerugian karena untuk beban yang sama akan menarik arus yang lebih besar, demikian sebaliknya.



2. Tinjauan Pustaka Faktor Daya Rendah Faktor-faktor daya yang rendah dihasilkan oleh peralatan listrik seperti motor induksi, terutama pada beban-beban rendah, unit-unit ballast dari lampu TL yang memerlukan arus magnetisasi reaktif untuk geraknya.Alat-alat las busur listrik juga mempunyai faktor daya yang rendah. Medan magnet dari alat-alat seperti ini memerlukan yang tidak melakukan kerja yang bermanfaat dan tidak mengakibatkan panas atau daya mekanis, tetapi yang diperlukan hanyalah untuk membangkitkan medan.Walaupun arus dikembalikan ke sumber jika medan turun mendadak, perlu penambahan penampang kabel dan instalasi untuk membawa arus ini.



Arus reaktif atau komponen kuadratur merupakan arus yang berfungsi untuk membangkitkan medan magnet dalam suatu rangkaian induktif.



Pihak penyedia daya listrik (PLN) pada umumnya sangat tidak menghendaki pelanggan listriknya beroperasi pada faktor daya yang rendah berdasarkan alasan berikut : a. Diperlukan kabel dan peralatan hubung bagi yang lebih besar untuk mensuplai beban yang sama. b. Arus yang lebih besar akan berakibat pada semakin tingginya rugi-rugi tembaga dalam kabel transmisi dan transformator. c. Arus yang lebih besar akan berakibat pada semakin tingginya rugi tegangan pada kabel yang digunakan. d. Diperlukan penggunaan kabel yang lebih besar pada sisi pelanggan untuk menyalurkan arus yang lebih besar kepada beban-beban yang memiliki faktor daya rendah. Solusi Faktor Daya Rendah Faktor daya rendah atau buruk dapat diperbaiki dengan menghubungkan sebuah Kapasitor pada salahsatu tempat yaitu pada masing-masing peralatan atau pada jaringan utama listrik pelanggan. Jika digunakan kapasitor individu untuk masing-masing peralatan biasanya dipilih jenis kapasitor dengan bahan dielektrik kertas. Kapasitor jenis ini banyak digunakan untuk memperbaiki faktor daya beban lampu-lampu TL.



Gambar 1. Electro Motor



Sebagian besar instalasi memiliki beban dengan nilai faktor daya rendah karena beban-beban ini pada umumnya bersifat induktif, seperti misalnya motor listrik, transformator, dan rangkaian ballast pada lampu TL, dimana dalam kondisi induktif ini, gelombang arus akan tertinggal dari gelombang tegangannya. Sebuah Kapasitor memiliki efek yang berlawanan dengan sebuah Induktor yaitu arus mendahului tegangan. Oleh karena karakteristiknya ini, penambahan kapasitor pada suatu rangkaian induktif akan dapat berakibat perbaikan faktor daya sistem. Arus beban I L terbentuk dari dua komponen masingmasing komponen arus sefasa I dan komponen arus kuadratur I Q . Faktor daya dapat diperbaiki hingga mencapai faktor daya sama dengan satu, jika arus



SNTE-2012



Jika digunakan Kapasitor Bank untuk memperbaiki faktor daya seluruh instalasi maka digunakan kapasitor dengan bahan dielektrik kertas yang direndam dalam tangki minyak, mirip dengan sebuah transformator, yang dihubungkan pada busbar utama instalasi melalui kabel-kabel yang terisolasi dan terlindungi secara mekanis. Capasitor Bank Capasitor Bank merupakan sebuah alat dengan prinsip menaikkan nilai faktor daya listrik dalam jaringan instalasi listrik.Dengan naiknya faktor daya listrik, maka akan menurunkan nilai arus beban listrik sehinga pada akhirnya akan menurunkan pemakaian energi listrik secara keseluruhan. Hal ini tentu akan berdampak pada turunnya biaya pemakaian energi listrik yang harus dibayar oleh pelanggan listrik.Pada dasarnya alat tersebut terdiri dari kumpulan beberapa buah Capasitor



ISBN: 978-602-97832-0-9



T L | 45



yang dirangkai secara seri parallel, dan dipasang secara langsung pada jaringan utama instalasi listrik sisi sekunder trafo distribusi 20kV/380V.



Gambar 2. Capasitor Bank



Fungsi lainnya dari pemasangan Capasitor Bank pada jaringan instalasi listrik juga dapat menghindari : 1. kelebihan beban alias overload 2. voltage drop pada line ends 3. kenaikan arus/ suhu pada kabel sehingga mengurangi rugi-rugi



pengaruh pemakaian Capasitor Bank sebagai upaya efisiensi konsumsi energi listrik pada jaringan instalasi listrik PNJ. 7. Rekomendasi Hasil Penelitian Membuat suatu ringkasan akhir yang mengacu dari data hasil pengukuran dan data hasil olahan/analisa, dan pada akhirnya dapat memberikan masukan atau rekomendasi terbaik kepada Politeknik Negeri Jakarta tentang standar nilai ideal dari Capasitor Bank jika ingin diaplikasikan pada jaringan instalasi listrik PNJ. 8. Seminar dan Laporan Akhir Membuat makalah untuk seminar tentang hasil yang telah dicapai dan membuat laporan akhir hasil penelitian dengan mencantumkan data-data hasil pengujian serta kesimpulanyang didapat.



4. Hasil dan Pembahasan Pengujian Berikut adalah gambar pengujian yang dilakukan :



3. Metode Penelitian Dalam penelitian ini menggunakan metode sebagai berikut : 1. Studi lapangan Melakukan survei pada jaringan instalasi listrik Politeknik Negeri Jakarta. Survey dilakukan untuk mencari data-data awal sebagai bahan masukan penelitian 2. Perancangan Simulasi Percobaan Perancangan adalah menentukan model percobaan serta mengidentifikasi antara lain komponen-komponen yang akan diperlukan dalam percobaan. 3. Survei Komponen Melakukan pengecekan apakah komponen-komponen yang akan digunakan dalam pengujian percobaan tersedia di pasaran serta harga komponen-komponen tersebut. 4. Realisasi Simulasi Percobaan Adalah merealisasikan rancangan melalui percobaan. Dari percobaan yang dilakukan diharapkan akan mendapatkan data-data penting yang diinginkan. 5. Pendataan Hasil Percobaan Adalah mengumpulkan dan mencatat data-data yang diperoleh saat melakukan percobaan pengukuran. Datadata ini nantinya akan ditampilkan dalam bentuk tabel. Data yang diambil adalah data perubahan nilai arus, factor daya dan konsumsi daya pada jaringan instalasi. Data-data yang didapat nantinya akan menjadi bahan masukan untuk diproses/analisa. 6. Analisa Data Percobaan Data yang diperoleh dari hasil percobaan diolah dan dianalisa dikaitkan dengan teori pada tinjauan pustaka. Dalam analisa ini akan memberikan kejelasan tentang



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gambar 4. Skematik Pengujian



Data Hasil Pengujian Berdasarkan pengujian yang dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut No.



BEBAN



1.



Lampu TL 2x36W/220V Lampu SL 4x18W/220V Lampu Pijar 2x75W/220V Motor Listrik 1x250W/220V



2. 3. 4.



TEGANGAN



ARUS



COS Phi



215V



0,63A



0.53



215V



0,36A



0.92



215V



0,69A



1



215V



1,51A



0.77



Tabel 1.Hasil Pengujian Tanpa Capasitor Bank



Tabel 2.Hasil Pengujian Dengan Capasitor Bank No.



BEBAN



1.



Lampu TL 2x36W/220V Lampu SL 4x18W/220V Motor Listrik 1x250W/220V



2. 3.



TEGANGAN



ARUS



COS Phi



215V



0,35A



0.96



215V



0,35A



0.95



215V



1,19A



0.97



SNTE-2012



T L | 46



1. Penggunaan Capasitor Bank pada instalasi listrik mampu menurunkan pemakaian energi listrik sebesar 2.8% - 44%. 2. Capasitor Bank sangat tepat dan bermanfaat untuk digunakan pada instalasi listrik jika beban listriknya cenderung lebih bersifat induktif, misalkan motormotor listrik dan lampu TL dengan ballast induktif.



Tabel 3.Data Hasil Pembahasan



No .



1. 2. 3. 4.



BEBAN



Lampu TL 2x36W/220V Lampu SL 4x18W/220V Lampu Pijar 2x75W/220V Motor Listrik 1x250W/220 V



EFISIENSI



%



Daftar Acuan



ARUS LIST RIK



ENERGI LISTRIK



0.28 A



60.2WH



44 %



0.01 A



2.15WH



2.8 %



0A



0 WH



0%



0.31 A



66.65 WH



20.5 %



5. Kesimpulan Berdasarkan data hasil pengujian dapat disimpulkan antara lain :



SNTE-2012



Paper dalam jurnal [1] Badan Standarisasi Nasional, 2000, Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL 2000), Yayasan PUIL Indonesia, Jakarta. [2] Barry Wollard, 2000, Electronic Practice, Printice Hall, New Jersey. [3] Michael Neidle,1999, Electrical Installation Technology , Printice hall, New Jersey. [4] Soejana Sapiie– Oshamu Nishino, 1982, Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik, Pradnya Paramita, Jakarta. [5] Trevor Linsley, 2004, Instalasi Listrik Tingkat Lanjut, Erlangga Jakarta. [6] TS. Soelaiman, 1998, Mesin Tak Serempak Dalam Praktek, Pradnya Paramita, Jakarta.



ISBN: 978-602-97832-0-9



TI |1



RANCANGAN SISTEM INFORMASI PERPUSTAKAAN BERBASIS WEB (STUDI KASUS STIKOM DINAMIKA BANGSA JAMBI) Hetty Rohayani. AH1, Herti Yani2 1, 2



Jurusan Sistem Informasi, STIKOM Dinamika Bangsa, Jl. Jend. Sudirman Thehok – Jambi 1



2



Email: [email protected] [email protected]



Abstrak Sistem yang mendukung kegiatan perpustakaan pada perpustakaan STIKOM Dinamika Bangsa dalam penggunaannya masih kurang efisien. Selain itu perpustakaan ini juga belum memiliki sistem pencarian buku online untuk keperluan anggota. Para anggota perpustakaan berasal dari mahasiswa, dosen dan karyawan. Hal ini menyebabkan perpustakaan membutuhkan suatu sistem perpustakaan yang mampu diakses dimanapun dan kapan saja. Sistem informasi perpustakaan ini dikembangkan dengan menggunakan PHP dan MySQL. Program yang dibuat meliputi proses sirkulasi dan pencarian koleksi online. Selain itu, dibuat juga usulan buku untuk anggota yang memungkinkan anggota untuk dapat memberi pengusulan koleksi buku. Dengan sistem perpustakaan yang baru ini anggota dan pengguna dapat mengakses informasi tentang perpustakaan tanpa harus berkunjung langsung ke perpustakaan.



Abstract The system that supported library activity at STIKOM DB library in its used still not efficient. Except that, STIKOM’s library also have not online yet books seaching system for member. Necessary library’s members come from high students, lectures, employees. This is make library need a library system that can access by everywhere and wherever. This library information system developed by using PHP and MySQL. This program envolve sirculation process and online collection surfing. Excepthat, also made book propose for possible member getting in giving book collection propose. With this new library system, a member an user can access information about library without must directly visit to library. Keyword : Information System, Library, Web. Kata kunci: Sistem Informasi, Perpustakaan, Web



I. Pendahuluan Perpustakaan sebagai salah satu pusat pengetahuan tidak lepas dari fungsinya untuk menyediakan sarana informasi dan ilmu pengetahuan. Kecepatan dan ketepatan dalam mengatasi berbagai masalah yang selama ini menjadi penghambat layanan perpustakaan dapat teratasi dengan menjadikan informasi dan teknologi sebagai bagian dari pengolahan dan pengembangan perpustakaan. Perpustakaan STIKOM Dinamika Bangsa merupakan tempat peminjaman buku bagi mahasiswa. Sebagai salah satu tempat peminjaman buku, perpustakaan ini telah meningkat pesat dari tahun ke tahun hingga dan juga kunjungan mahasiswa tiap tahunnya terus bertambah. Tingkat pelayanan dan informasi mengenai perpustakaan dirasakan masih kurang karena hanya berdasarkan kunjungan langsung keperpustakaan, hal ini berakibat pada kurang efisiennya waktu dalam pencarian buku, selain itu juga



ISBN: 978-602-97832-0-9



pencarian buku secara langsung dirak buku perpustakaan menyebabkan resiko kerusakan buku menjadi besar, oleh karena diperlukan didukung adanya layanan secara online dalam upaya memberikan kemudahan dalam pelayanan yang lebih baik kepada para anggotanya, maka perlu dibuat sistem yang diharapkan dapat mempermudah dan meningkatkan pelayanannya melalui internet. Salah satu pelayanan dalam memberikan informasi yang berkualitas kepada mahasiswa sekaligus memberikan pelayanan jarak jauh melalui web.



II. METODOLOGI Untuk menyelsesaikan penelitian penulis mengunaakan tahapan penelitian seperti terlihat pada gambar 1



SNTE-2012



TI |2



Pengumpulan Data Studi Literatur Analisis Data Perancangan Pengujian Implementasi



Gambar 3. State Transtition Diagram (STD)



C. Rancangan Flowchart Input Buku Flowchart input buku perpustakaan



Gambar 1. Metodologi



III. HASIL A. Diagram Konteks Diagram konteks perpustakaan dalam proses pengolahan data, adapun bentuk dan konteks diagram pengolahan data dalam memberikan informasi perpustakaan kepada anggota dan masyarakat melalui internet, adalah sebagai berikut :



Gambar 4. Flowchart Input Buku



D. Rancangan Layar Halaman Utama Rancangan gambar ini merupakan rancangan layar halaman utama, yaitu halaman pertama yang akan tampil ketika website dibuka. Gambar 2. Diagram Konteks



B. Rancangan State Transtion Diagram (STD) State Transtition Diagram (STD) adalah gambaran dari program, logika program yang digambarkan dalam bentuk simbol – simbol yang telah standar.Gambaran STD Sistem Perpustakaan adalah sebagai berikut :



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



TI |3 buku – buku terbaru sehingga mengurangi resiko kerusakan buku dan juga dapat memberikan informasi langsung tentang kegiatan – kegiatan yang ada di perpustakaan STIKOM Dinamika Bangsa dan memungkinkan penggunanya mengakses informasi ini kapan dan dimana saja.



DAFTAR PUSTAKA [1] Abdul Kadir, “Dasar Pemrograman WEB Dinamis



Menggunakan PHP”. Yogyakarta : Andi Offset, 2003. Gambar 5. Rancangan Layar Halaman Utama



D. Layar Halaman Utama Gambar ini merupakan rancangan layar halaman utama, yaitu halaman pertama yang akan tampil ketika website dibuka.



[2] Adi Nugroho., “Analisis dan Perancangan Sistem Informasi dengan Metodologi Berorientasi Objek”. Bandung : Informatika. 2005 [3] Ahmad Bustami., “Cara Mudah Belajar Internet, Homesite dan HTML”. Jakarta : Dinastindo, 1999 [4] Arief Ramadhan, “Seri Pembelajaran Komputer Internet dan Aplikasinya”. Jakarta : Elek Media Komputindo, 2005 [5] Budi Sutedjo “Perencanaan dan Pembangunan Sistem Informasi”. Yogyakarta : Andi, 2002. . [6] Husni Iskandar, “Pengantar Perancangan Sistem”. Jakarta : Erlangga, 1997 [7] Mei Lenawati, “Mahir dalam 7 hari Macromedia Dreamweaver 8 dengan PHP”. Yogyakarta : Andi, 2006..



Gambar 6. Layar Halaman Utama



[8] Riyeke Ustadiyanto, “Framework e-Commerce”, Yogyakarta : Andi, 2002.



IV. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari analisa dan perancangan yang telah dibahas pada bab-bab sebelumnya adalah sebagai berikut : 1.



Sistem perpustakaan pada saat ini telah terkomputerisasi, tetapi belum terkoneksi melalui internet, sehingga penyampaian informasi tentang perpustakaan tidak bisa langsung diketahui oleh pengunjung maupun anggota.



2.



Sistem perpustakaan yang penulis bangun saat ini dapat mendukung sistem kerja perpustakaan dalam hal pelayanan terhadap anggota yang semakin tahun semakin meningkat.



3.



Sistem perpustakaan yang berbasis web ini memberikan kemudahan dalam pencarian koleksi



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



TI |4



SEGMENTASI MORFOLOGI UNTUK MENGKUANTIFIKASI HASIL PEMERIKSAAN PAP SMEAR DALAM MENDETEKSI KANKER SERVIKS Suprapto1dan Kenty Wantri Anita2 1. Teknik Informatika, PTIIK Universitas Brawijaya, Malang. 2. Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, Malang. E-mail: prapro_te@ ub.ac.id



Abstrak Saat ini metode skrining yang digunakan untuk deteksi dini kanker serviks antara lain dengan pemeriksaan Pap Smear, dan Inspeksi Visual Asam Asetat ( IVA). Jika dari pemeriksaan diindikasikan adanya lesi prakanker serviks, maka pasien disarankan melakukan periksaan kolposkopi biopsi, karena pemerikasaan histopatologi menjadi gold standard dalam mendiagnosa penyakit kanker. Pemeriksaan tes Pap Smear memberikan beberapa keuntungan: dapat dilakukan dengan cepat dan dapat memberikan hasil positif. Keganasan dapat terdiagnosis meskipun masih dalam stadium insitu, namun juga ada kekurangannya yaitu : hanya dapat untuk mendeteksi lesi yang letaknya di permukaan mukosa (untuk Pap Smear) masih perlu dikonfirmasi dengan biopsi. Identifikasi kemungkinan adanya sebagai sel kanker pada pemeriksaan Pap Smear ditandai dengan adanya : bentuk sel bulat lonjong dengan berbagai ukuran, inti sel cenderung lebih besar, inti diskariotik, hiperkromatik dan kromatin kasar. Dari hasil pengujian perbandingan antara sitoplasma dengan inti sel pada sampel pemeriksaan Pap Smear dengan katagori normal mendapatkan angka cenderung tetap yaitu dengan nilai rata-rata 32,5.



Abstract Morphological Segmentation for Quantifying of Pap Smear Test to Detect Cervical Cancer.Currently used screening method for the early detection of cervical cancer with a Pap smear others, and Visual Inspection Acetic Acid (VIA). If the inspection indicated the existence of cervical precancerous lesions, the patients are advised to do a biopsy and colposcopy examination HPV test, because histopathologic examination to be the gold standard in the diagnosis of cancer. Pap Smear test provides several advantages: it can be done quickly and can give positive results. Malignancies can be diagnosed while still in situ stage, but there are also drawbacks, namely: only able to detect lesions that are located on the surface of the mucosa) still need to be confirmed by biopsy. Identify the possibility of the cancer cells in the Pap smear is characterized by: the shape round oval cells with different sizes, cell nuclei tend to be larger, core diskariotik, hiperkromatik and coarse chromatin. From the results of comparison testing between the cytoplasm to the nucleus of cells in samples Pap smear with a normal category get a number that is likely to stick with an average value of 32.5. Keyword : Pap Smear, Digital Image Processing, ca cervix.



1. Pendahuluan CA Cancer Journal for Clinicians menyebutkan sebanyak 1.596.670 kasus kanker baru dan 571.950 kematian akibat kanker yang diproyeksikan terjadi di Amerika Serikat pada 2011. Sementara WHO dan Bank Dunia pada tahun 2005 sudah memperkirakan, bahkan jika tidak dikendalikan, diperkirakan 26 juta orang di



SNTE-2012



dunia akan menderita kanker dan 17 juta di antaranya meninggal karena kanker pada tahun 2030[6]. Kebanyakan kanker serviks merupakan karsinoma sel skuamosa, yang timbul dalam skuamosa sel epitel yang melapisi leher rahim. Infeksi HPV (Human Papillomavirus) merupakan penyebab munculnya kanker serviks. Ada lebih dari 150 jenis HPV yang diakui. Dari jumlah ini, 15 jenis diklasifikasikan sebagai jenis yang berresiko tinggi yaitu jenis : 16, 18 31, 33,



ISBN: 978-602-97832-0-9



TI |5



35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68, 73, dan 82. Jenis 16 dan 18 umumnya diakui yang menyebabkan sekitar 70% kasus kanker serviks. Dengan Tes DNA HPV, maka akan dapat mengetahui DNA virus tersebut termasuk kelompok beberapa jenis yang bereisiko tinggi atau tidak. Sehingga hal ini dapat mendeteksi adanya infeksi virus sebelum menjadi kelainan sel. Beberapa negara maju telah menyetujui pelaksanaan tes DNA HPV sebagai tindak lanjut pengujian jika ditemukan kelainan sel pada tes Pap Smear. Di negara berkembang pemeriksaan DNA ini belum dilakukan karena masih terlalu mahal.



2. Metodologi Secara garis besar proses analisis citra Pap Smear terdiri dari : pemrosesan awal citra, segmentasi, ektraksi ciri, análisis dan seleksi ciri, dan aplikasi diagnosa. Blok diagram proses ditunjukan pada Gambar 1. Citra masukan diperoleh dari mikroscope yang dilengkapi camera olypus DP71. Hasil capture citra kemudia dilakuan proses perbaikan citra dan penhilangan noise.



Saat ini ada beberapa metode skrining yang digunakan untuk mendeteksi secara dini kanker serviks antara lain dengan Tes Pap Smear, Kolposkopi , Tes HPV dan Inspeksi Visual Asam asetat ( IVA). Untuk deteksi dini yang paling murah yaitu dengan Inspeksi Visual Asam asetat ( IVA). Metode ini dilaksanakan dengan mengusap serviks dengan kapas yang telah dicelupkan ke dalam asam asetat 3%. Adanya tampilan ” bercak putih ” setelah pulasan asam asetat dimungkinkan akibat lesi prakanker serviks. Jika dari pemeriksaan diindikasikan adanya lesi prakanker serviks, maka pasien disarankan melakukan periksaan kolposkopi biopsi, karena pemerikasaan histopatologi menjadi gold standard dalam mendiagnosa penyakit kanker.[2] Ada beberapa model pelaporan hasil pemeriksaan Pap Smear yaitu : Sistem PAPANICOLAOU, system NIS, system Displasia KIS dan system Bethesda. Klasifikasi pemeriksaan berdasarkan Sistem PAPANICOLAOU yaitu : kelas I : tidak ada sel atipik/abnormal, kelas II : sitologi abnormal tapi tak ada bukti keganasan, kelas III : sitologi sel atipik meragukan keganasan, kelas IV : sitologi mencurigakan keganasan.dan kelas V : sitologi ganas. Sedangkan klasifikasi pemeriksaan berdasarkan Sistem Bethesda yaitu : kelas I : batas Normal, kelas II : Perubahan seluler jinak, kelas III : low-grade squamous intraepithelial lesion (LSIL) , kelas IV : highgrade squamous intraepithelial lesion (HSIL) dan kelas V : squamous cell carcinoma (SCC). Selama ini laporan hasil pemeriksaan tes Pap Smear tidak sampai memunculkan kuantifikasi sel-sel yang terlihat pada pemeriksaan. Dengan pengolaahan citra digital hal ini dengan mudah dapat dilakukan. Perangkat lunak untuk menganalisi sel berbasis segmentasi morfologi saat ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan mendeteksi sel kanker. Proses morfologi berupa dilasi dan erosi atau kombinasi keduanya (opening dan closing) terbukti dapat memecahkan permasalahan pengolahan citra yang tidak dapat dipecahkan dengan filtering maupun transformasi.[5]



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gambar 1. Blok diagram proses sistem



Selanjutnya dilakukan proses segmentasi citra. Awal proses segmentasi dilakukan proses morfologi-opening yang tujuannya menghilangkan noise. Untuk memisahkan objek berdasarkan warna, maka dilakukan clustering. Hasil dari proses clustering akan diperoleh luasan yang mewakili luasan inti sel, membran sel, sel darah, parasit latarbelakang/ background dan sel penyebab infeksi (jamur, bakteri, parasit dan virus). Pada saat segmentasi inilah banyak ditemukan permasalahan, misalanya citra yang tidak. Permasalahan ini dapat disebabkan karena beberapa faktor antara lain masalah pada proses pengecatan. Langkah selanjutnya yaitu melakukan region growing untuk mendapatkan posisi inti sel, luasan inti sel dan luasan sitoplasma, serta dengan deteksi tepi untuk mengetahui pola tepi objek (baik pola inti sel maupun pola tepi membran sel). Proses segmentasi ditunjukan pada Gambar 2. Langkah berikutnya yang melakukan proses analysis dan seleksi ciri. Proses ini bertujuan untuk menyeleksi



SNTE-2012



TI |6



ciri-ciri yang diperoleh dari tahap sebelumnya yang benar-benar mewakili ciri-ciri sel epitel serviks dengan berbagai macam perubahan yang mengarah pada ketidaknormalan sel. Langkah terakhir yaitu membuat diagnosa berdasarkan analisis ciri-ciri yang telah dilakukan.



cukup mudah. Untuk mengetahui luasan setiap sel secara pasti akan terkendala oleh kepadatan sel dan adanya sebagian luasan sitoplasama sel tertentu akan menumpuk luasan sitoplasma sel lain. Permasalahan lain yaitu batas tepi dari sel yang cenderung transparan. Dengan selisih warna sitoplasma dengan background semakin tipis, maka penentuan batas warna sitoplasma dengan background akan mementukan keberhasilan proses clustering.



1 2 3 4 5 6 7 8



Jumlah sel teriden



Sample



Tabel 1. Kuantifikasiselhasiltes Pap dengankatagori Normal



5 7 8 6 7 6 8 7 Rata-rata



Luasan Rata-rata (pixel) IntiSel 362 387 374 368 376 386 379 366 375



Sitoplasma 12156 12324 11056 12301 11979 13010 11529 13142 12187



S/N



33,58 31,845 29,56 33,43 31,86 33,70 30,42 35,91 32,5



Pada Table 2 ditunjukan kuantifikasi sel hasil tes Pap dengan katagori abnormal, mulai dari kelas 1 sampai kelas 5. Tanda-tanda keganasan terlihat pada perbandingan antara luasan sitoplasma dan inti sel yang semakin kecil. Gambar 2. Prosessegmentasi



3. Pembahasan Dari 80 sampel citra yang terdiri dari 25 sampel menunjukan diagnosa normal 25 sampel dengan diagnosa terdapat sel tidak normal Radang non spesifik namun tidak ditemukan sel ganas, 13 sampel dengan katagori diagnose ditemukan sel-sel yang menragukan ganas, 2 sampel dengan katagori diagnose ditemukan sel-sel yang mencurigakan ganas dan 15 sampel dengan katagori diagnose ditemukan sel-sel ganas. Pada Tabel 1 ditunjukan kuantifikasi sel hasil tes Pap dengan katagori Normal untuk beberapa sampel. Pada sel normal perbandingan antara luasan sitoplasma dan inti sel rata-rata 32,5. Gambar 3 memperlihatkan hasil segmentasi inti sel pada pemeriksaan Pap Smear dengan katagori Normal. Terlihat pada Gambar 3 bahwa pada sel normal luasan sitoplasma jauh lebih besar dibandingkan luasan inti sel. Namun demikian bukan berarti mengolah citra hasil pemeriksaan Pap Smear dengan katagori normal akan



SNTE-2012



Gambar 3 Segmentasi inti sel pada pemeriksaan Pap Smear dengan katagori Normal



ISBN: 978-602-97832-0-9



TI |7



Jumlahsel abnormlteride ntifikasi



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



2 2 1 3 2 3 4 5 4 6 6 5



Luasan Ratarata Sel abnormal (pxl) IntiS Sitopla el sma 568 10214 497 9247 504 10210 925 11503 873 9979 868 11010 1879 9721 1665 8714 1766 9417 1925 2159 1762 2418 1656 2397



S/N Katagori



Sampel



Tabel 2. Kuantifikasiselhasiltes Pap dengankatagori Abnormal



17,98 18,61 20,26 12,44 11,43 12,68 5,17 5,23 5,33 1,12 1,37 1,45



Kls 2 Kls 2 Kls 2 Kls 3 Kls 3 Kls 3 Kls 4 Kls 4 Kls 4 Kls 5 Kls 5 Kls 5



Gambar 5 Citra Pap Smear dengan katagori Ca Cervix setelah dideteksi tepi



4. Kesimpulan 1. Kemungkinan adanya sebagai sel kanker yang ditandai dengan : Bentuk sel bulat lonjong dengan berbagai ukuran, Inti Sel Cenderung lebih besar, Inti diskariotik, hiperkromatik dan kromatin kasar. 2. Dengan diawali proses morfologi, maka proses segmentasi untuk mendapatkan luasan inti sel dan luasan sitoplasma menjadi lebih mudah. 3. Perbandingan antara sitoplasma dengan inti sel pada sampel hasil pemeriksaan dengan katagori normal mendapatkan angka cenderung tetap yaitu dengan rata-rata 32,5. 4. Tanda-tanda keganasan terlihat pada perbandingan antara luasan sitoplasma dan inti sel yang semakin kecil. Pada sampel dengan katagori ca cervix luasan inti sel semakin mendekati luasan sitoplasma.



5. Saran. Untuk mengidentifikasi sel yang tertutup sel radang yang padat, harus ditambahkan proses segmentasi dengan metode yang morfologi yang bervariasi. Hal ini dilakukan untuk mencegah kesalahan identifikasi. 6.



Ucapan Terimakasih.



Ucapan Terima Kasih Kepada : 1. Bagian Proyek Peningkatan Kualitas Sumberdaya Manusia sebagai pemberi dana penelitian, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Tahun Anggaran 2012. 2. Lembaga Penelitian Universitas Brawijaya. 3. Laboratorium Komputer dan Komputasi, PTIIK Univesitas Brawijaya. 4. Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Univesitas Brawijaya. Gambar 4 Citra Pap Smear dengan katagori Ca Cervix



7. Daftar Pustaka. [1] Gonzalez, Rafael C., and Woods, Richard E., 2007, Digital Image Processing, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Gonzalez, Rafael C., and Woods, Richard E., 2001, Digital Image Processing, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. [2] Julisar Lestadi, 1998, Penuntun Diagnostik Praktis Sitologi Ginekologik Apusan PAP, Lab. Patologi Anatomi RSPAD Gatot Subroto, Jakarta. [3] Jian Ling, Urs Wiederkehr, 2008 , Application of Flow Cytometry for Biomarker-Based Cervical Cancer Cells Detection, Diagnostic Cytopathology, Vol 36, No 2 Wiley-Liss, Inc. [4] Suprapto, 2002, Perancangan dan pembuatan sistem pengenalan pola berbasis jaringan syaraf tiruan



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



TI |8



probabilistik puntuk mengenali obejek bergerak , Laporan Penelitian Dosen Muda. [5] Shengyong Chen,1 Mingzhu Zhao, 2012, Recent Advances in Morphological Cell Image Analysis,Computational and Mathematical Methods in Medicine Volume 2012, Hindawi Publishing Corporation Article ID 101536, 10 pages



SNTE-2012



[6] World Health Organization. 2009. "WHO Disease and injury country estimates". http://www.who.int/healthinfo/global_burden_disea se/estimates_country/en/index.html. Retrieved Nov. 11, 2009.



ISBN: 978-602-97832-0-9



TI |9



ANALISIS SISTEM PENDUKUNG KEPUTUSAN PEMBELIAN BARANG DENGAN MENGGUNAKAN FUZZY METODE MAMDANI Studi Kasus : Toko XYZ Hetty Rohayani AH1 dan Herti Yani2 1,2 Sistem Informasi, STIKOM Dinamika Bangsa, Jln. Jend. Sudirman Thehok – Jambi Email : [email protected] , [email protected]



Abstrak Pengambilan keputusan dalam hal pembelian barang merupakan hal yang penting karena berpengaruh langsung kelancaran jalannya usaha. Adapun penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah sistem pendukung keputusan terkomputerisasi dalam mengatasi permasalahan penentuan pembelian barang pada Toko XYZ Metode yang digunakan dalam penelitian ini berupa studi lapangan dan studi kepustakaan untuk mengumpulkan data-data yang diperlukan. Penelitian ini menggunakan metode fuzzy untuk memodelkan penentuan jumlah pembelian yang direkomendasikan. Dengan adanya aplikasi ini, berbagai informasi akurat dapat diakses secara cepat sehingga dapat membantu dalam melakukan analisis dan pengambilan keputusan pembelian barang yang lebih baik pada Toko XYZ .



Abstract ANALYSIS OF PURCHASE DECISION SUPPORT SYSTEM USING FUZZY METHOD Mamdani Case Study: Shop XYZ. Decision-making in terms of purchases of goods is important because it directly affects the smooth running of business. The research aims to design a computerized decision support system to solve the problem of determining the purchase of goods on store XYZ method used in this study in the form of field studies and library research to collect the necessary data. This study uses fuzzy method to model the determination of the amount of purchase is recommended. With this application, a variety of accurate information can be accessed quickly so that it can assist in the analysis and decision-making better purchases at XYZ Store. Keywords: DSS, Fuzzy, Decision, purchase, support, Mamdani Method



1. Pendahuluan Sistem pendukung keputusan merupakan salah satu bagian dari sistem informasi yang dirancang untuk membantu para pengambil keputusan untuk menyelesaikan masalah dan menanggapi peluang dalam suatu kerumitan dan jangka waktu yang terbatas. Dengan pemanfaatan sistem pendukung keputusan, kebutuhan prioritas dapat diidentifikasi dengan cepat sehingga dapat dilakukan pengalokasian sumber daya secara tepat untuk memperoleh manfaat penjualan yang dihasilkan dari permintaan yang dinamis. Toko XYZ merupakan salah satu toko di kota Jambi yang melakukan penjualan berbagai jenis barang. Sehubungan dengan beragamnya jenis barang yang dijual, pemilik toko dituntut untuk lebih bijaksana dan selektif dalam melakukan pembelian barang. Namun,



ISBN: 978-602-97832-0-9



seringkali pemilik toko mengalami kesalahan dalam pengadaan barang karena penempatan barang yang tidak teratur dan pencatatan yang kurang terorganisir. Hal tersebut menimbulkan kerugian akibat tidak tersedianya barang yang diminta ataupun adanya overstock barangbarang tertentu. Kesibukan operasional mengakibatkan pemilik toko mengalami kesulitan dalam menganalisis perkembangan usahanya. Adapun keseluruhan masalah tersebut berdampak pada proses pengambilan keputusan yang tidak efektif dan efisien dan pada akhirnya mempengaruhi kelancaran usaha yang dijalankan. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah penulis uraikan, maka dapat dibuat perumusan masalah, yaitu :



SNTE-2012



T I | 10



1. Bagaimana merancang sistem pendukung keputusan pembelian barang pada Toko Surya Jaya? 2. Bagaimana sistem dapat meningkatkan kinerja dalam pengolahan data-data transaksi dan menghasilkan informasi yang akurat sehingga dapat mengurangi resiko kerugian dan meningkatkan keuntungan yang diperoleh? Pembatasan Masalah Untuk menghindari terjadinya pembahasan di luar topik dan judul penulisan, maka penulis akan melakukan pembatasan masalah. Adapun batasan masalah yang akan dibahas hanya meliputi : a. Pembahasan hanya meliputi transaksi pembelian dan penjualan yang akan diolah hingga menghasilkan informasi yang akurat dan dapat digunakan sebagai pendukung dalam pengambilan keputusan pembelian barang. b. Pembahasan menyangkut barang-barang yang dijual di Toko XYZ c. Sistem akan dibangun menggunakan logika samar (fuzzy) yaitu sistem inferensi samar (fuzzy inference system) metode Mamdani. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Untuk mengetahui tentang transaksi pembelian dan penjualan di Toko XYZ serta masalah-masalah yang dihadapi dan mencari solusi untuk pemecahan masalah tersebut. 2. Untuk merancang sistem pendukung keputusan pembelian barang pada Toko XYZ



keputusan yang lebih fleksibel, mantap, dan canggih dibandingkan dengan sistem konvensional.” Metode Mamdani sering dikenal dengan metode maxmin. Metode ini diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. Untuk mendapatkan output, diperlukan 4 tahapan (Sri Kusumadewi dan Hari Purnomo, 2010 : 40), yaitu: 2. Pembentukan himpunan fuzzy Pada metode Mamdani, baik variabel input maupun variabel output dibagi menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy. 3. Aplikasi fungsi implikasi (aturan) Pada metode Mamdani, fungsi implikasi yang digunakan adalah min. 4. Komposisi aturan Tidak seperti penalaran monoton, apabila sistem terdiri dari beberapa aturan, maka inferensi diperoleh dari kumpulan dan korelasi antar aturan. Salah satu metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem fuzzy adalah metode maximum. Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy, dan mengaplikasikannya ke output dengan menggunakan operator OR (union). Secara umum dapat dituliskan: µsf(xi)=max(µsf(xi),µkf(xi)



Catatan : µsf [xi] = nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i; µkf [xi] = nilai keanggotaan konsekuen fuzzy aturan ke-i;



2. TINJAUAN TEORI Pengertian Sistem Pendukung Keputusan Sistem pendukung keputusan/Decision Support System (DSS) dapat berupa sistem berbasis komputer interaktif yang menyediakan berbagai informasi untuk meningkatkan kualitas pengambilan keputusan sehingga dapat mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Menurut Alter dalam Kusrini (2007 : 15) “DSS merupakan sistem informasi interaktif yang menyediakan informasi, pemodelan, dan pemanipulasian data.”. Kusrini (2007 : 16) mengungkapkan: “DSS biasanya dibangun untuk mendukung suatu solusi atas suatu masalah atau mengevaluasi suatu peluang. DSS tidak dimaksudkan untuk mengotomatisasikan pengambilan keputusan, tetapi memberikan perangkat interaktif yang memungkinkan pengambil keputusan untuk melakukan berbagai analisis menggunakan model-model yang tersedia.” Sistem Inferensi Fuzzy Metode Mamdani Lotfi Zadeh dalam Setiadji (2009 : 175) menyatakan “Integrasi logika fuzzy ke dalam sistem informasi dan rekayasa proses menghasilkan sistem pengambilan



5.



Penegasan (defuzzy) Input dari proses defuzzy adalah suatu himpunan yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy tersebut. Sehingga jika diberikan suatu himpunan dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp terntentu sebagai output. Metode centroid (composite moment) adalah metode yang bisa dipakai pada defuzzifikasi komposisi aturan Mamdani. Pada metode ini, solusi crisp diperoleh dengan cara mengambil titik pusat (z*) daerah metode. Secara umum dirumuskan (Sri Kusumadewi dan Hari Purnomo, 2010 : 40):



z* =



∫ zµ ( z )dz z



∫ µ ( z )dz z



untuk variabel kontinu



SNTE-2012



(2.1)



(2.2)



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 11



n



z* =



∑z j =1



j



µ(z j )



n



∑ µ(z j =1



j



)



untuk variabel diskret (2.3) Yuanyuan Chai et al. (2009 : 24) mengungkapkan: “Advantages of the Mamdani fuzzy inference system: 1. It’s intuitive. 2. It has widespread acceptance. 3. It’s wellsuited to human cognition”.



3. METODE PENELITIAN Agar penelitian dapat berjalan dengan lancar, maka dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan ilmiah, penulis menggunakan beberapa metode penelitian dalam pengumpulan data, yaitu : Penelitian Lapangan (Field Research) Penelitian lapangan ini dilakukan secara langsung pada Toko XYZyang meliputi 3 cara : a. Observasi Pada metode ini penulis mendatangi dan melakukan pengamatan langsung terhadap Toko XYZdan diketahui bahwa semua proses masih dilakukan secara manual. b. Wawancara Untuk metode ini penulis melakukan pengumpulan data dengan mengadakan tanya jawab langsung kepada pemilik toko untuk mengetahui proses pengolahan data-data dan gambaran dari objek penelitian serta permasalahan yang dihadapi. c. Analisis Dokumen Agar lebih memahami kebutuhan sistem yang akan dibangun untuk menyelesaikan permasalahan yang sedang dihadapi, penulis juga melakukan analisis dokumen. Penelitian Kepustakaan (Library Research) Penelitian kepustakaan merupakan metode pengumpulan data dengan cara mempelajari teori dan konsep dari literatur-literatur yang relevan dengan masalah penelitian. Penulis banyak mencari data-data dari berbagai buku teks dan jurnal ilmiah yang relevan dengan permasalahan dalam penelitian ilmiah ini. Adapun buku teks yang penulis gunakan sebagian besar diperoleh dari perpustakaan STIKOM Dinamika Bangsa Jambi dan jurnal ilmiah yang didapatkan melalui internet serta sumber-sumber lainnya.



4. PEMBAHASAN Analisa Sistem Analisa sistem bertujuan untuk mempelajari sistem yang sedang berjalan, mengidentifikasi masalah-masalah yang ada serta menentukan kebutuhan sistem baru yang



ISBN: 978-602-97832-0-9



akan dikembangkan. Adapun permasalahan yang ditemukan pada sistem berjalan yang belum terkomputerisasi yaitu timbulnya kesulitan pada saat pendaftaran barang-barang yang akan dibeli Banyaknya jenis barang seringkali membuat pemilik toko kebingungan dalam menentukan jumlah pembelian yang tepat. Seringkali informasi yang dibutuhkan tidak tersedia karena hanya mengandalkan pencatatan manual yang seadanya. Analisa Kebutuhan Sistem Berdasarkan analisa sistem tersebut, adapun kebutuhan sistem yang akan dibangun berupa sistem pendukung keputusan pembelian barang yang dapat merekomendasikan pembelian bagi Toko XYZ yang dilengkapi dengan fasilitas pemrosesan transaksi dimana fasilitas ini berperan dalam penginputan datadata transaksi yang nantinya akan diolah menjadi berbagai bentuk laporan yang berupa tabel dan grafik untuk menghasilkan informasi pendukung pengambilan keputusan pembelian barang. Penjelasan untuk proses/fungsi yang akan dilakukan oleh perangkat lunak yang akan dikembangkan sebagai pendukung keputusan pembelian barang pada Toko XYZ dapat digambarkan dengan use case diagram seperti pada gambar 1.



Gambar 1 Use Case Diagram Sistem Pendukung Keputusan Pembelian Barang pada Toko XYZ



Hubungan antara main program (menu utama) yang akan dibangun dengan modul/modul (sub program) yang ada dapat digambarkan dengan hirarki chart.



Untuk menggambarkan algoritma program dalam proses pengaksesan menu utama utama dapat dilihat pada gambar flowchart program berikut ini.



SNTE-2012



T I | 12



MENU UTAMA



MASTER



TRANSAKSI



DATA BARANG



DATA BARANG



DATA JENIS BARANG



PEMBELIAN BARANG



ANALISIS



LAPORAN



LAPORAN PEMBELIAN BARANG



LAPORAN PEMBELIAN



KELUAR DARI SISTEM



REKOMENDASI PEMBELIAN



LAPORAN FAKTUR JATUH TEMPO



PENJUALAN BARANG



LAPORAN PENJUALAN



DATA PEMASOK



TENTANG APLIKASI



5. PENUTUP



LAPORAN PENJUALAN PER PELANGGAN CUSTOMER



LAPORAN LAPORAN STOK PENJUALAN PER BARANG BARANG



DATA PELANGGAN



Gambar 4.2 Rancangan Struktur Program Mulai



Aktifkan Form Menu Utama



Klik Menu



Menu = Data Barang



SubMenu Data Master



Y



Klik SubMenu



N SubMenu = Data Barang



Y Data Barang



N SubMenu = Data Jenis Barang Y



Menu = Data Pemasok



Y



Data Jenis Barang



N Data Pemasok



N Menu = Data Pelanggan



Data Pelanggan



Y N



Menu = Data Pembelian



Y



Data Pembelian Barang



Y



Data Penjualan Barang



Menu = Data Penyesuaian Stok



Y



Data Penyesuaian Stok



N Menu = Laporan Pembelian



Y



SubMenu Laporan Pembelian



Klik SubMenu



N Menu = Laporan Penjualan



Y



Laporan Penjualan



Y



Laporan Pembelian



Y



Laporan Faktur Jatuh Tempo



SubMenu = Laporan Pembelian Barang



DAFTAR PUSTAKA



N



N Menu = Laporan Stok Barang



Y



Laporan Stok Barang



N



SubMenu = Laporan Faktur Jatuh Tempo N



Menu = Rekomendasi Pembelian



Y



Rekomendasi Pembelian Barang



N Menu = Tentang Aplikasi



Y



Berdasarkan hasil dari penelitian yang dilakukan oleh penulis, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Sistem pengolahan data-data transaksi yang digunakan Toko XYZsaat ini masih berupa pencatatan manual pada media kertas yang menimbulkan kesulitan dalam pengaksesan informasi terutama yang berkaitan dengan pembelian barang sehingga dibutuhkan suatu sistem yang lebih baik yaitu sistem pendukung keputusan pembelian barang yang terkomputerisasi. 2. Penelitian ini menghasilkan pendukung keputusan pembelian barang yang dapat memberikan informasi mengenai transaksi-transaksi periode tertentu dalam bentuk laporan serta rekomendasi pembelian barang untuk membantu Toko XYZdalam proses penentuan pembelian barang. Adapun saran yang ingin penulis berikan sehubungan dengan penelitian yang telah dilakukan yaitu untuk pengembangan lebih lanjut, dapat ditambahkan parameter lainnya pada pemodelan fuzzy sesuai dengan kebutuhan.



N Menu = Data Penjualan



diolah. Pada aplikasi ini, rancangan masukan berupa rancangan form-form input master dan transaksi yang digunakan untuk memasukkan data-data barang, pemasok, pembelian, penjualan dan data-data lainnya dimana data ini akan diolah nantinya untuk menghasilkan keluaran yang dibutuhkan.



Tentang Aplikasi



N



Selesai



Gambar 4.3 Flowchart Program Menu Utama



Rancangan Keluaran Pada penelitian ini, rancangan output yang dibuat meliputi rancangan laporan-laporan yang dibutuhkan seperti laporan pembelian dan penjualan serta tampilan rekomendasi pembelian barang yang dapat dilihat pada gambar berikut.



[1]. Kusrini, 2007, Konsep dan Aplikasi Sistem Pendukung Keputusan. Yogyakarta : Penerbit Andi. [2]. Setiadji, 2009, Himpunan & Logika Samar serta Aplikasinya. Yogyakarta : Graha Ilmu. [3]. Sri Kusumadewi dan Hari Purnomo, 2010, Aplikasi Logika Fuzzy. Yogyakarta : Graha Ilmu. [4]. Yuanyuan Chai et al., 2009, Mamdani Model based Adaptive Neural Fuzzy Inference System and its Application. International Journal of Computational Intelligence Volume 5, No.1, hal.23-29.



Laporan pembelian barang per pemasok merupakan keluaran sistem yang menampilkan pembelian barang yang dikelompokkan per pemasok dalam periode waktu tertentu yang dipilih sebelumnya. Rancangan Masukan Untuk menghasilkan keluaran, tentunya dibutuhkan data-data yang dibutuhkan sebagai masukan yang akan



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 13



PERANCANGAN ANTENA MIKROSTRIP BOW-TIE PADA APLIKASI ULTRA WIDEBAND Adhi Mahendra1 1 Jurusan Teknik Elektro – Universitas Pancasila Srengseng Sawah, Jagakarsa, Jakarta – INDONESIA Telp. 0217864730 ext 116. Email : [email protected]



Abstrak Antena mikrostrip sebagai salah satu perangkat komunikasi yang memiliki dimensi kecil dengan kemampuan meradiasi dan menerima sinyal secara baik dan teknologi Ultra Wideband yang akan digunakan pada antena mikrostrip ini merupakan suatu teknologi yang dapat digunakan pada aplikasi jaringan wireless dengan kecepatan data yang sangat tinggi. Antena mikrostrip bow-tie merupakan pilihan yang baik untuk aplikasi antena pada frekuensi ultra wideband dikarenakan menghasilkan pencapaian radiasi pada pita lebar ataupun multiband. Perancangan antena mikrostrip bow-tie ini menggunakan perangkat lunak CST Microwave Suite 2011. Pada perangkat lunak CST Microwave Suite 2011 akan menunjukkan hasil perancangan antena berdasarkan ukuran yang diinginkan dan akan menghasilkan nilai VSWR, return loss, gain, directivity beserta bentuk pola radiasi. Setelah hasil didapat maka hasil tersebut dianalisa pada tiga percobaan yaitu jenis substrat, ketebalan substrat dan sudut patch yang digunakan pada perancangan antena mikrostrip bow-tie untuk mendapatkan nilai parameter-parameter antena seperti VSWR ≤ 2, return loss -10 dB, gain, directivity dan pola radiasi. Kata kunci : Antena mikrostrip bow-tie, ultra wideband, CST Microwave Suite 2011



I. PENDAHULUAN Majunya perkembangan teknologi di bidang telekomunikasi khususnya teknologi tanpa kabel (wireless) menyebabkan para perancang antena agar merancang suatu antena yang dapat mendukung teknologi tersebut. Permasalahan yang utama dalam teknologi tersebut adalah kebutuhan akan kecepatan data yang tinggi, dan salah satu solusi yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan Ultra Wideband. Untuk mendukung perangkat teknologi Ultra Wideband , diperlukan suatu antena yang memiliki karakteristik bandwidth yang sangat lebar. Pada antena mikrostrip menggunakan bahan yang sederhana, bentuk dan ukuran dimensi antenanya lebih kecil, harga produksinya lebih murah, mampu memberikan unjuk kerja (performance) yang cukup baik dan dapat diterapkan pada Microwave Integrated Circuits (MICs). Antena mikrostrip bow-tie merupakan pilihan yang baik untuk aplikasi antena pada frekuensi ultra wideband dikarenakan menghasilkan pencapaian radiasi pada pita lebar ataupun multiband. Rumusan Masalah Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan permasalahannya yaitu bagaimana merancang antena mikrostrip bow-tie untuk aplikasi Ultra Wideband. Tujuan Penulisan



ISBN: 978-602-97832-0-9



Tujuan penulisan ini adalah mensimulasikan perancangan antena mikrostrip bow-tie untuk aplikasi Ultra Wideband. Batasan Masalah Agar pembahasan lebih terarah, maka pembahasan dibatasi sebagai berikut: 1. Bekerja pada frekuensi Ultra Wideband 3,1GHz -10,6 GHz. 2. Parameter yang dianalisa VSWR, return loss, gain, directivity dan pola radiasi. 3. Jenis Substrat yang analisa Tatonic TLY-5, Arco AR 230 dan FR-4. 4. Ketebalan substrat yang dianalisa 1,9 mm, 2 mm dan 2,1 mm. 5. Besar sudut patch yang dianalisa 300, 450 dan 600. 6. Perancangan dilakukan dengan menggunakan software CST Microwave Studio 2011. II. ANTENA MIKROSTRIP Antena mikrostrip adalah suatu konduktor metal yang menempel diatas ground plane yang diantaranya terdapat bahan substrat dielektrik. Antena mikrostrip dapat diproduksi dengan memanfaatkan teknologi rangkaian tercetak (circuit printed) sehingga lebih praktis untuk digunakan pada alat komunikasi bergerak. Bentuk umum antena mikrostrip terlihat pada Gambar 1 dan bagian antena mikrostrip terdiri dari:



SNTE-2012



T I | 14



1.



2.



3.



Patch bagian yang terletak paling atas dari antena dan terbuat dari bahan konduktor ini berfungsi untuk meradiasikan gelombang elektromagnetik ke udara. Substrat berfungsi sebagai media penyalur gelombang elektromagnetik dari catuan. Ketebalan substrat berpengaruh pada bandwidth dari antena. Groundplane yaitu lapisan paling bawah yang berfungsi sebagai reflektor yang memantulkan sinyal yang tidak diinginkan.



Gambar 1 Bentuk Umum Antena Mikrostrip



Secara garis besar antena mikrostrip memilki kelebihan yakni : 1. Dimensi antena yang kecil 2. Bentuknya yang sederhana memudahkan proses perakitan 3. Tidak memakan biaya besar pada proses pembuatan 4. Multifrekuensi Namun demikian, antena mikrostrip juga memiliki kekurangan seperti : 1. Efisiensi yang rendah 2. Gain yang rendah 3. Bandwidth yang sempit 4. Daya (power) yang rendah II.1.



Antena Mikrostrip Bow-tie Bentuk antena bow-tie merupakan pengembangan desain antena dari bentuk patch segitiga (triangel). Antena bow-tie pada dasarnya termasuk dalam jenis antena dipole bentuk kawat dengan penambahan beberapa elemen untuk dapat melakukan pengaturan impedansi input antena. Pada perkembangan selanjutnyanya pada antena bow-tie bentuk kawat dikonversikan kedalam bentuk patch. Antena bowtie bentuk patch memiliki ukuran yang lebih kecil dari antena bow-tie bentuk kawat. Kelebihan bentuk bow-tie adalah mempunyai radiator yang lebih besar. Antena bow-tie sendiri digunakan untuk menghasilkan frekuensi kerja yang sama pada kedua polarisasinya. Bentuk antena bow-tie dapat dilihat pada Gambar 4.



SNTE-2012



Gambar 2 Geometri Dasar Antena Mikrostrip BowTie



Antena mikrostrip dapat dicatu menggunakan beberapa metode. Metode-metode ini dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori, yaitu terhubung (contacting) dan tidak terhubung (noncontacting). Pada metode terhubung, daya Radio Frequency (RF) dicatukan secara langsung ke patch radiator dengan menggunakan elemen penghubung. Pada metode tidak terhubung, dilakukan pengkopelan medan elektromagnetik untuk menyalurkan daya di antena saluan mikrostrip dengan patch. II.2. Microstrip Line Feed Pada tipe pencatuan ini, bagian konduktor dihubungkan secara langsung dengan tepi patch mikrostrip. Terlihat pada Gambar 5 bahwa lebar strip konduktor lebih kecil daripada elemen peradiasi antena mikrostrip. Teknik pencatuan ini mudah dalam proses pembuatan dan untuk mendapatkan kesesuaian impedansi.



Gambar 3 Microstrip Line Feed



III. ULTRA WIDEBAND Sistem komunikasi ultra wideband merupakan sistem komunikasi jarak pendek yang mempunyai bandwidth yang sangat lebar. Mengenai konsep Ultra Wideband itu sendiri merupakan istilah umum yang menggambarkan suatu jaringan yang mempunyai luas bidang yang sangat besar. Teknologi UWB oleh FCC dan ITU didefinisikan sebagai suatu teknologi nirkabel (wireless) yang dikembangkan untuk memancarkan sejumlah data yang sangat besar melalui jarak yang sangat pendek sekitar 15 meter dengan bandwidth minimal 500 MHz. Teknologi UWB ini termasuk pada teknologi digital sehingga transmisi sinyalnya bisa mengirim aliran berbagai data digital.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 15



Untuk aplikasi pada sistem komunikasi tanpa kabel yang beroperasi pada 3.1 – 10.6 GHz. Dilain pihak, infocomm Development Authority (IDA), sebuah badan regulasi spektrum Singapura menetapkan alokasi frekuensi UWB pada 2.2 – 10.6 GHz.



Mulai



Menentukan frekuensi kerja antena



Menentukan bahan dan parameter antena



Keuntungan lain dari teknologi UWB adalah kecilnya interferensi, karena transmisi disebarkan melalui spektrum radio dan tersebarnya sinyal membuatnya lebih sulit dihambat. Karena sinyal yang dihasilkan berdaya rendah dan menyebar melalui spektrum, maka sinyal ini bisa berbagi ruang dengan komunikasi radio yang sudah ada dan tidak menyebabkan layanannya terganggu.



Melakukan perhitungan untuk dimensi patch antena bow-tie



Entri data nilai parameter pada simulasi Mengubah nilai parameter Apakah perancangan sudah sesuai ? Ya



IV. PERANCANGAN ANTENA Program Perancangan Antena Perancangan antena mikrostrip bow-tie diawali dengan menentukan frekuensi kerja antena mikrostrip, jenis lapisan bahan, nilai konstanta dielektrik lapisan bahan, tebal lapisan bahan, penentuan jarak antara elemen, penentuan panjang dan lebar saluran mikrostrip. Antena mikrostrip bowtie ini akan dirancang sebagai pemancar dan penerima dalam aplikasi ultra wideband (UWB). Simulator CST Microwave Studio 2011 CST Microwave Studio 2011 merupakan fitur lengkap paket perangkat lunak untuk analisis dan desain gelombang elektromagnetik dalam rentang frekuensi tinggi. Proses memasukkan parameter yang mudah dengan menyediakan sebuah pemodelan solid 3D yang baik, dll. CST Microwave Studio 2011 merupakan bagian dari STUDIO DESIGN CST yang menawarkan sejumlah pemecah masalah yang berbeda untuk berbagai jenis aplikasi. Hal ini didasarkan pada Teknik Integrasi terbatas (FIT) diperkenalkan dalam elektrodinamika lebih dari tiga dekade lalu. Metoda ini efisien untuk sebagian besar jenis aplikasi frekuensi tinggi seperti konektor, jalur transmisi, filters, antena dan banyak lagi. Berikut tampilan awal CST Microwave Studio pada Gambar 6.



Tidak



Selesai



Gambar 5 Diagram alir perancangan antena



V.



Desain Antena Mikrostrip Perancangan antena mikrostrip bow-tie ini menggunakan frekuensi yang bekerja pada 3,1 GHz – 10,6 GHz. Parameter yang akan digunakan dalam desain antena mikrostrip bow-tie ini adalah 1. Konstanta dielektrik (𝜀𝜀𝑟𝑟 ) 2. Ketebalan substrat (h) 3. Sudut patch (α) 4. Impedansi masukan ( 𝑍𝑍0 ) ANALISA SIMULASI HASIL PERANCANGAN Perancangan Antena Dalam perancangan antena mikrostrip ini menggunakan perangkat lunak dengan spesifikasi notebook : 1. Model Asus Notebook PC Prosesor = AMD Quadcore CPU RAM = 8 GB 2. Operating System = Windows 7 Home Premium SP1 3. Simulator = CST Microwave Studio 2011



Skenario Perancangan Antena Mikrostrip Antena mikrostrip yang akan dianalisis adalah antena mikrostrip bow-tie dengan teknik pencatuan transmition line. Bentuk desain antena mikrostrip bow-tie yang akan dirancang dapat dilihat pada Gambar 8.



Gambar 4 Tampilan Awal CST Microwave Studio 2011



Diagram Alir Perancangan Berikut diagram alir perancangan antena mikrostrip bow-tie dapat dilihat pada gambar 7.



ISBN: 978-602-97832-0-9



Gambar 6 Desain antena mikrostrip bow-tie



SNTE-2012



T I | 16



Nilai tiap simbol pada Gambar 6 dapat dilihat pada Tabel1 berikut : Tabel 1 Nilai Parameter Dimensi Tetap Antena



Simbol W wp



Dimensi 60 mm 20 mm



Simbol L lp



Dimensi 60 mm 20 mm



w1



2.68 mm



l1



10 mm



w2



17.32 mm



l2



20 mm



w3



5 mm



𝑍𝑍0



50 Ω



w4 2.9 mm Parameter perancangan antena mikrostrip : 1. Konstanta dielektrik substrat (𝜀𝜀𝑟𝑟 ) = 2,2 2. Ketebalan substrat (h) = 2 mm 3. Sudut patch (α) = 300



Tatonic TLY-5 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 2,2 Arlon AR 320 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 3,2 FR-4 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 4,3



-1,8257 dB



-4,5189 dB



-13,1014 dB



-1,3881 dB



-4,5754 dB



-7,227 dB



-0,99435 dB



-6,0976 dB



-3,6554 dB



jenis subtrat Tatonic TLY-5 yang memiliki nilai return loss yang paling baik (-10 dB). Tabel 4 Analisa Pengaruh Perubahan Konstanta Dielektrik (εr ) terhadap Gain



Jenis Substrat Tatonic TLY-5 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 2,2 Arlon AR 320 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 3,2 FR-4 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 4,3



Frek. Terendah (3,1 GHz)



Frek. Tengah (6,85 GHz)



Frek. Tertinggi (10,6 GHz)



2,323 dB



4,300 dB



4,884 dB



2,675 dB



4,702 dB



4,662 dB



2,904 dB



4,706 dB



4,777 dB



Pada percobaan analisa yang dilakukan pada simulasi akan diubah ketiga parameter diatas dengan menggunakan range frekuensi ultra wideband antara lain 3,1 GHz, 6,85 GHz, dan 10,6 GHz. Untuk konstanta dielektrik substrat dibagi menjadi tiga jenis yaitu Tatonic TLY-5, Arlon AR 320, dan FR-4. Pada Ketebalan substrat juga akan di analisa pada tiga macam ketebalan yaitu 2 mm, 2,6 mm dan 3mm. Begitu juga dengan sudut patch antena, dikarenakan bow-tie memiliki bentuk dasar antena segitiga yang memiliki sudut. Sudut yang akan dianalisa pada 300, 450, dan 600.



pada frekuensi rendah substrat Tatonic TLY-5 memiliki nilai gain yang paling kecil dan pada frekuensi tinggi Arlon AR 320 yang memiliki nilai gain yang paling kecil.



Tabel 2 Analisa Pengaruh Perubahan Konstanta Dielektrik (εr ) terhadap VSWR



Tabel 5 Analisa Pengaruh Perubahan Konstanta Dielektrik (εr ) terhadap Directivity



Jenis Substrat



Tatonic TLY-5 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 2,2 Arlon AR 320 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 3,2 FR-4 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 4,3



Frek. Terendah (3,1 GHz)



Frek. Tengah (6,85 GHz)



Frek. Tertinggi (10,6 GHz)



9,5505 dB



3,9306 dB



1,5681 dB



8,3123 dB



3,6664 dB



1,4381 dB



17,49 dB



2,659 dB



4,8224 dB



nilai VSWR ≤ 2 yang paling baik pada substrat Tatonic TLY-5. Tabel 3 Analisa Pengaruh Perubahan Konstanta Dielektrik (εr ) terhadap Return Loss



Jenis Substrat



SNTE-2012



Frek. Terendah (3,1 GHz)



Frek. Tengah (6,85 GHz)



Jenis Substrat



Tatonic TLY-5 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 2,2 Arlon AR 320 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 3,2 FR-4 𝜀𝜀𝑟𝑟 = 4,3



Frek. Terendah (3,1 GHz)



Frek. Tengah (6,85 GHz)



Frek. Tertinggi (10,6 GHz)



2,277 dBi



4,344 dBi



5,961 dBi



2,479 dBi



4,838 dBi



4,878 dBi



2,904 dBi



4,706 dBi



4,040 dBi



pada frekuensi rendah substrat FR-4 memiliki nilai directivity paling besar dan saat frekuensi tinggi substrat Tatonic TLY-5 memiliki nilai directivity yang paling besar.



Frek. Tertinggi (10,6 GHz)



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 17



Tabel 9 Analisa Pengaruh Perubahan Ketebalan Substrat (h) terhadap Directivity Tabel 6 Analisa Pengaruh Perubahan Ketebalan Substrat (h) terhadap VSWR



Tebal Substrat h = 1,9 mm h=2 mm h = 2,1 mm



Frek. Terendah (3,1 GHz) 9,7893 dB 9,5505 dB 9,2732 dB



Frek. Tengah (6,85 GHz) 3,9893 dB 3,9306 dB 3,8591 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) 1,608 dB 1,5681 dB 1,6248 dB



Tebal Substrat h = 1,9 mm h=2 mm h = 2,1 mm



Frek. Terendah (3,1 GHz) 2,281 dBi 2,277 dBi 2,292 dBi



Frek. Tengah (6,85 GHz) 4,409 dBi 4,344 dBi 4,182 dBi



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) 5,055 dBi 5,961 dBi 4,949 dBi



pada ketebalan substrat h = 1,9 mm, 2 mm dan 2,1 mm nilai VSWR ≤ 2 terlihat saat frekuensi diatas frekuensi tengah 6,85 GHz.



pada jenis frekuensi tinggi substrat yang memiliki ketebalan h = 2 mm menghasilkan nilai directivity yang paling besar dan ketebalan substrat yang paling besar h = 2,1 mm memiliki nilai directivity yang paling kecil.



Tabel 7 Analisa Pengaruh Perubahan Ketebalan Substrat (h) terhadap Return Loss



Tabel 10 Analisa Pengaruh Perubahan Sudut Patch (α) terhadap VSWR



Tebal Substrat h = 1,9 mm h=2 mm h = 2,1 mm



Frek. Terendah (3,1 GHz) -1,7808 dB -1,8257 dB -1,8807 dB



Frek. Tengah (6,85 GHz) -4,4494 dB -4,5189 dB -4,6065 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) -12,649 dB -13,1014 dB -13,415 dB



jenis subtrat Tatonic TLY-5 pada ketebalan substrat h = 2,1 mm memiliki nilai return loss yang paling baik. Tabel 8 Analisa Pengaruh Perubahan Ketebalan Substrat (h) terhadap Gain



Tebal Substrat h = 1,9 mm h=2 mm h = 2,1 mm



Frek. Terendah (3,1 GHz) 2,326 dB 2,323 dB 2,320 dB



Frek. Tengah (6,85 GHz) 4,359 dB 4,300 dB 4,109 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz)



Sudut α = 300 α = 450 α = 600



4,754 dB



substrat yang memiliki ketebalan paling besar h = 2,1 mm, memiliki nilai gain yang paling kecil pada frekuensi rendah dan frekuensi tinggi.



Frek. Tengah (6,85 GHz) 3,9306 dB 6,9035 dB 5,1627 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) 1,5681 dB 1,0271 dB 3,4527 dB



perubahan sudut patch 300 dan 450 nilai VSWR mencapai ≤ 2 disaat frekuensi diatas 6,85 GHz dan perubahan sudut patch 600 nilai VSWR tidak memenuhi nilai ≤ 2. Tabel 11 Analisa Pengaruh Perubahan Sudut Patch (α) terhadap Return Loss



Sudut



4,887 dB 4,884 dB



Frek. Terendah (3,1 GHz) 9,5505 dB 6,9185 dB 4,8811 dB



Frek. Terendah (3,1 GHz)



α = 300



-1,8257 dB



α = 450



-2,5286 dB



α = 600



-3,6101 dB



Frek. Tengah (6,85 GHz) 4,5189 dB 2,5342 dB -3,408 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) -13,104 dB -37,505 dB -5,1766 dB



pada perubahan sudut patch 300 dan 450 nilai return loss mencapai -10 dB disaat frekuensi



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 18



diatas 6,85 GHz dan perubahan sudut patch 600 nilai return loss tidak memenuhi nilai -10 dB.



α = 30



0



2,323 dB



α = 450



2,483 dB



α = 600



2,525 dB



Frek. Tengah (6,85 GHz) 4,300 dB 4,076 dB 4,525 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) 4,884 dB



Sudut α = 300 α = 45



0



α = 600



Freku ensi 10,6 GHz



9.5505



3.9306



1.5681



5,364 dB



Arlon AR 320



8.3123



3.6664



1.4381



FR-4



17.49



2.659



4.8224



Tabel 12 Analisa Pengaruh Perubahan Sudut Patch (α) terhadap Directivity



Frek. Tengah (6,85 GHz) 4,344 dBi 4,076 dBi 4,749 dBi



Freku ensi 6,85 GHz



Tatonic TLY5



saat perubahan sudut 300 mendapat nilai gain yang paling kecil diantara semua sudut saat frekuensi terendah dan teratas.



Frek. Terendah (3,1 GHz) 2,277 dBi 2,479 dBi 2,564 dBi



Freku ensi 3,1 GHz



5,015 dB



Frek. Tertinggi (10,6 GHz) 5,061 dBi 5,015 dBi 5,424 dBi



pada frekuensi terendah nilai directivity yang dihasilkan sudut 300 yang memiliki nilai terkecil dan sudut 600 menghasilkan nilai tertinggi. Perubahan sudut 600 merupakan sudut yang menghasilkan nilai directivity yang tinggi pada setiap range frekuensi ultra wideband.



Gambar 7 Grafik Perubahan Jenis Substrat pada VSWR



Pada Gambar 7 jenis substrat FR-4 pada frekuensi 6,85 GHz sudah menunjukkan nilai yang akan mencapai VSWR≤ 2, tetapi untuk substrat Tatonic TLY-5 dan Arlon AR 320 akan mencapainya pada frekuensi mendekati 10,6 GHz. b. Return Loss Perubahan Jenis Substrat Return Loss (db)



Sudut



Frek. Terendah (3,1 GHz)



20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0



VSWR (dB)



Tabel 11 Analisa Pengaruh Perubahan Sudut Patch (α) terhadap Gain



Perubahan Jenis Substrat



0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 Frek uens i 3,1 GHz Tatonic TLY-5



Frek uens i 6,85 GHz



-1.8257 -4.5189 -13.1014



Arlon AR -1.3881 -4.5754 320



Ringkasan Analisa 1. Perubahan Jenis Substrat a. VSWR



FR-4



Frek uens i 10,6 GHz



-7.227



-0.99435 -6.0976 -3.6554



Gambar 8 Grafik Perubahan Jenis Substrat pada Return Loss



Pada Gambar 8 seluruh jenis substrat baru akan mencapai nilai return loss -10dB kurang lebih pada frekuensi 7 GHz yang merupakan nilai tengah dari frekuensi tengah (6,85 GHz) dan frekuensi atas (10,6 GHz) c. Gain



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 19



a. VSWR



Perubahan Jenis Substrat



Perubahan Ketebalan Substrat 12 10



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



Tatonic TLY-5



2.323



4.3



4.884



Arlon AR 320



2.675



4.702



4.662



FR-4



2.904



4.706



4.777



Gambar 9 Grafik Perubahan Jenis Substrat pada Gain



Pada Gambar 9 menunjukkan bahwa FR-4 merupakan jenis substrat yang menghasilkan nilai gain paling besar pada setipa frekuensi diantara substrat Tatonic TLY-5 dan Arlon AR 320.



8



VSWR (dB)



Gain (dB)



6 5 4 3 2 1 0



6 4 2 0



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



h = 1,9 mm 9.7893



3.9893



1.608



h = 2 mm



9.5505



3.9306



1.5681



h = 2,1 mm 9.2732



3.8591



1.6248



Gambar 11 Grafik Perubahan Ketebalan Substrat pada VSWR



Pada Gambar 11 menunjukkan bahwa setelah melewati frekuensi 6,85 GHz seluruh substrat baru mencapai nilai VSWR ≤ 2 dan pada frekuensi 10,6 GHz masih nilai VSWR dibawah ≤ 2.



d. Directivity Perubahan Jenis Subtrat



b. Return Loss Perubahan Ketebalan Substrat



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



Tatonic TLY-5



2.277



4.344



5.061



Arlon AR 320



2.675



4.702



4.622



FR-4



2.502



4.706



5.04



Gambar 10 Grafik Perubahan Jenis Substrat pada Directivity



Berdasarkan Gambar 10 diatas, bahwa substrat Tatonic TLY-5 menghasilkan nilai directivity yang paling kecil pada frekensi rendah tapi pada frekuensi tinggi akan menghasilkan nilai directivity yang paling besar.



Return Loss (dB)



Directivity (dBi)



6 5 4 3 2 1 0



0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16



h = 1,9 mm



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



-1.7808



-4.4494



-12.649



h =2 mm



-1.8257



-4.5189



-13.1014



h = 2,1 mm



-1.8807



-4.6065



-13.415



Gambar 12 Grafik Perubahan Ketebalan Substrat pada Return Loss



Pada grafik Gambar 12 menunjukkan bahwa pada setiap ketebalan substrat baru mencapai nilai -10 dB diantara frekuensi 6,85 GHz dan frekuensi 10,6 GHz.



2. Perubahan Ketebalan Substrat



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 20



c. Gain



Perubahan Sudut Perubahan Ketebalan Substrat



12 10 8 6 4 2 0



VSWR (dB)



6 5 Gain (dB)



4 3 2



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



30⁰



9.5505



3.9306



1.5681



45⁰



6.9185



6.9035



1.0271



60⁰



4.8811



5.1627



3.4527



1 0



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



h = 1,9 mm



2.326



4.359



4.887



h = 2 mm



2.323



4.3



4.884



h = 2,1 mm



2.32



4.109



4.754



Gambar 13 Grafik Perubahan Ketebalan Substrat pada Gain



Pada Gambar 13 menunjukkan bahwa semakin tipis substrat maka akan menghasilkan nilai gain yang semakin besar.



Gambar 15 Grafik Perubahan Sudut pada VSWR



Pada Gambar 15 menunjukkan bahwa pada sudut 300 dan 450 mencapai nilai VSWR≤ 2 diantara sebelum dan sesudah frekuensi 10,6 GHz, tetapi pada sudut 600 tidak menampakkan nilai VSWR≤ 2 pada range frekuensi ultra wideband (3,1 GHz – 10,6 GHz).



d. Directivity



7 6 5 4 3 2 1 0



b. Return Loss Perubahan Sudut Frek uensi 3,1 GHz



Frek uensi 6,85 GHz



Frek uensi 10,6 GHz



h = 1,9 mm



2.281



4.409



5.055



h = 2 mm



2.277



4.344



5.961



h = 2,1 mm



2.292



4.182



4.949



Gambar 14 Grafik Perubahan Ketebalan Substrat pada Directivty



Berdasarkan Gambar 14 bahwa semakin besar substrat akan menghasilkan nilai directivity yang semakin besar. 3. Perubahan Sudut a. VSWR



SNTE-2012



Return loss (dB)



Directivity (dBi)



Perubahan Ketebalan Substrat



0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



30⁰ -1.8257



-4.5189



-13.104



45⁰ -2.5286



-2.5342



-37.505



60⁰ -3.6101



-3.408



-5.1766



Gambar 16 Grafik Perubahan Sudut pada Return loss



Pada Gambar 16 menunjukkan bahwa sudut 300 dan 450 mencapai nilai return loss -10 dB diantara frekuensi 6,85 GHz - 10,6 GHz. Namun, pada sudut 600 tidak menampakkan



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 21



nilai return loss -10 dB pada range frekuensi ultra wideband (3,1 GHz – 10,6 GHz). c. Gain



Gain (dB)



Perubahan Sudut 6 5 4 3 2 1 0



30⁰



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



2.323



4.3



4.884



45⁰



2.483



4.076



5.015



60⁰



2.525



4.525



5.364



Gambar 17 Grafik Perubahan Sudut pada Gain



Pada Gambar 17 menunjukkan pada sudut 300 nilai gain terkecil ditunjukkan pada frekuensi 3,1 GHz dan frekuensi 10,6 GHz. Untuk sudut 600 menghasilkan nilai gain yang paling besar diantara sudut yang lain pada setiap frekuensi yang diuji.



d. Directivity



Directivity (dBi)



Perubahan Sudut 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0



Freku ensi 3,1 GHz



Freku ensi 6,85 GHz



Freku ensi 10,6 GHz



60⁰



2.564



4.749



5.424



45⁰



2.479



4.076



5.015



30⁰



2.277



4.344



5.061



Gambar 18 Grafik Perubahan Sudut pada Directivity



Berdasarkan pada Gambar 18 menunjukkan bahwa nilai directivity terkecil dimiliki sudut



ISBN: 978-602-97832-0-9



600 dan nilai directivity terbesar pada sudut 300. VI. KESIMPULAN Berdasarkan hasil perancangan antena mikrostrip bowtie yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan tabel 2, semakin besar nilai konstanta dielektrik substrat maka saat mencapai nilai VWSR ≤ 2 diatas frekuensi 6,85 GHz. Seluruh jenis substrat akan mencapai nilai return loss -10 dB diatas frekuensi 6,85 GHz. Jenis substrat dengan nilai konstanta diektrik besar akan menghasilkan nilai gain besar dan nilai directivity yang rendah. 2. Berdasarkan tabel 43, ketebalan substrat mencapai nilai VSWR ≤ 2 diatas frekuensi 6,85 GHz. Setiap ketebalan substrat baru mencapai nilai -10 dB diantara frekuensi 6,85 GHz dan frekuensi 10,6 GHz. Semakin tipis substrat akan menghasilkan nilai gain yang besar dan semakin tebal substrat akan menghasilkan nilai directivity yang besar pula. 3. Berdasarkan tabel 4 , perubahan sudut 300 dan 450 mencapai nilai VSWR ≤ 2 dan nilai return loss -10 dB diantara frekuensi 6,85. Namun pada sudut 600 tidak menunjukkan nilai VSWR≤ 2 dan nilai return loss pada range frekuensi ultra wideband (3,1 GHz – 10,6 GHz). Semakin kecil sudut patch maka nilai gain yang didapat kecil, begitupun sebaliknya. Semakin besar sudut patch yang digunakan akan semakin kecil nilai directivity yang didapat. 4. Pada perubahan sudut 300 dan 450 saja yang sudah memenuhi range frekuensi ultra wideband yang diinginkan, namun pada sudut 600 tidak didapat range frekuensi ultra wideband. 5. Ketiga jenis substrat dan ketebalan yang dianaliasa tersebut sudah memenuhi range frekuensi ultra wideband yang diinginkan. 6. Jenis substrat yang baik untuk perancangan antena bow-tie adalah Tatonic TLY-5 dengan ketebalan 2,1 mm dan sudut patch yang digunakan 300. VII. DAFTAR REFERENSI [1] Balanis, Constantine.A., Antena Theory : Analysis and Design, USA: John Willey and Sons,1997. [2] Balanis, Constantine.A. (Editor), Modern Antenna Handbook, (Canada: John Willey and Sons,2008). [3] K. Kiminami, A. Hirata, Member, IEEE, and T. Shiozawa, “Double-sided printed bowtie antenna for UWB communications” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 3, no. 1, pp. 152–153, Dec. 2004. [4] Yonghui Tao, Shaohua Kan, Gang Wang, “UltraWideband bow-tie antenna design” Proceedings IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB2010), 2010.



SNTE-2012



T I | 22



[5] Y. Tawk, K. Y. Kabalan, A. El-Hajj, C. G. Christodoulou, and J. Costantine, “A Simple Multiband Printed Bowtie Antenna” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 7, pp. 557–560, 2008. [6] G. Wang, J. Liu, J. Xia and L. Yang, “Coaxial-fed double-sided bow-tie antenna for GSM/CDMA and 3G/WLAN communications,” IEEE trans.Antennas Propag., vol. 56, no. 8, pp. 2739-2742, Aug. 2008. [7] Eldek, A.A., A.Z. Elsherbeni, and C.E. Smith, “Wideband bow-tie slot antennas for radar application”, IEEE Topical Conference on Wireless Communication Technology, Honolulu, Hawai, 2003. [8] Chen, Y.,L.,Ruan, C.,L., and Peng, L., “A Novel Ultra-Wideband Bow-tie Slot Antenna in Wireless Communication Systems”, Progress In Electromagnetics Letters, Vol. 1, p101-108, 2008. [9] Cho, Young-Il, Choi, Dong-Hyuk, Park, SeongOrk, (2004), “FDTD Analysis of Bow-Tie Antenna by Incorporating Approximated Static Field Solutions”, IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters, Vol.3, 2004. [10] Rahim, M.K.A, Abdul Aziz, A., Goh, C.S, “Bow-Tie Microstrip Antenna Design”, IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters, 2005. [11] C. H. Ng, S. Uysal and M. S. Leong, “Microstrip Bowtie Patch Antenna for Wireless Indoor Communications”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, p 205-207, 1998.



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 23



KAJIAN PEMILIHAN CIRI SEQUENTIAL FORWARD FLOATING SELECTION (SFFS) DAN TRANSFORMASI KOMPONEN UTAMA PADA DATA CITRA RADAR SKALA KECIL Mulyono1, Aniati Murni Arimurty2, Dina Cahyati3 1. FMIPA Matematika UNJ, Jl. Pemuda No. 10 Rawamangun, Jakarta Timur 13220 2. Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indonesia, Kampus UI Depok Jawa Barat 16424 E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]



Abstrak Pemilihan ciri merupakan suatu metode yang bertujuan untuk mendapatkan subset ciri yang optimal. Ciri-ciri yang dipilih adalah ciri-ciri citra yang diperoleh melalui sistem penginderaan jauh. Pada tulisan ini mengkaji metode pemilihan ciri SFFS dan Transformasi Komponen Utama pada data citra radar skala kecil, yaitu tiap-tiap data berisi kurang dari 20 ciri.Sebagai data tes, digunakan dua data uji, yaitu data citra radar daerah Sumatera Selatan dan Kalimantan Timur. Akurasi klasifikasi global terbesar yang didapat dengan metode SFFS untuk kedua data uji secara berturut-turut adalah sebagai berikut: pada data citra daerah Sumatera Selatan sebesar 94,02.% dan pada data citra daerah Kalimantan Timur sebesar 91,17%. Untuk metode Transformasi Komponen Utama, akurasi klasifikasi global terbesar yang didapat untuk data citra Sumatera Selatan adalah 89,96 % dan untuk data citra daerah Kalimantan Timur adalah 76,88%.



Abstract STUDY OF FEATURE SELECTION SEQUENTIAL FORWARD FLOATING SELECTION (SFFS) AND PRINCIPLE COMPONENT TRANSFORM (PCT) OF SMALL SCALE RADAR IMAGE DATA. Feature selection is a method which has aim to obtained an optimum feature subset. The selected features are image features that obtained through remote sensing system. On this work, we study about SFFS and PCT for small scale radar image data where each data has less than 20 features. As a data test, we used radar image data for South Sumatera and North Kalimantan regions. The biggest global acuration classification which obtained by SFFS method for both data test are 94.02 % and 91.17 % for South Sumatera and North Kalimantan respectively. While for PCT method, the biggest global acuration classification are 89.96 % and 76.88 % for South Sumatera and North Kalimantan respectively. Keywords: radar iamges, remote sensing, Sequential Forward Floaing Selection (SFFS), Principal component Transform(PCT)



1. Pendahuluan Pada artikel sebelumnyaMulyono dan kawankawan(2011) menyatakan sebagai berikut : “ Dimensi atau ukuran dari subsetciri bisa sangat besar dan pemrosesan data dalam dimensi yang besar memerlukan tempat penyimpanan dan waktu proses yang besar pula. Pemilihan ciri diperlukan untuk mendapatkan subset ciri yang optimal untuk tujuan interpretasi citra.Sudah banyak algoritma pemilihan ciri yang dikembangkan untuk mendapatkan subsetciri yang optimal tersebut. ”.



ISBN: 978-602-97832-0-9



Pada tulisan ini digunakan pendekatan pemilihan ciri SFFS dan Transformasi Komponen Utamaatau Principal Component Transform (PCT) untuk mendapatkan subset ciri yang optimal tersebut. Tulisan ini merupakan hasil kajian dari dua metode pemilihan ciri, yaitu metode SFFS dan Transformasi Komponen Utama.



SNTE-2012



T I | 24



Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan kajian terhadap metode pemilihan ciri SFFS dan Transformasi Komponen Utama pada data Citra Radar skala kecil. Data yang digunakan pada penelitian ini adalah 2 citra Radar, yaitu data citra daerah Sumatera Selatan dan Kalimantan Timur. Evaluasi yang dilakukan terhadap metode pemilihan ciri SFFS dan Transformasi Komponen Utama, adalah dengan menggunakan parameter akurasi klasifikasi global (seluruh kelas obyek)[12][13][3][4][2] dan akurasi klasifikasi per kelas obyek.



Metode Sequential Selection (SFFS)



Forward



Floating



Disiapkan data yaitu himpunan citra ciri yang mengandung D ciri dan masing-masing ciri mempunyai N piksel, masing-masing piksel mempunyai nilai antara 0 sampai dengan 255. Dari D ciri yang ada tersebut, akan dipilih d ciri terbaik dengan d < D, yaitu d ciri yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar dengan menggunakan pendekatan Sequential Forward Floating Selection (SFFS)[9]. Pada artikel sebelumnya, Mulyono dan kawankawan(2011) menuliskan algoritma SFFS yang langkahlangkahnya sebagai berikut: “ Algoritmanya diawali dengan X d (himpunan d ciri terbaik ) = ∅, kemudian menggunakan metode Sequential Forward Search (SFS) untuk memilih dua ciri terbaik pertama. Algoritma SFS adalah suatu metode bottom up ( mulai dengan himpunan kosong dan dengan penambahan ciri) yang paling sederhana. Algoritma SFS dimulai dengan penentuan X d =∅, selanjutnya ciri terbaik ( the most significant feature ) dengan respek terhadap himpunan X d ditambahkan pada himpunan X d tersebut, sehingga n(X d )=1. Proses ini diulang sekali lagi, sehingga diperoleh 2 ciri terbaik (n(X d )=2 ). Setelah diperoleh 2 ciri terbaik, selanjutnya terdapat tiga langkah utama sebagai berikut: Step 1: Inclusion. Memilih ciri terbaik (the most significant feature ) dengan respek terhadap X d , dan ditambahkan ke X d . Dengan menggunakan metode SFS dasar, pilih ciri x d+1 dari himpunan yang tersedia Y-X d untuk membentuk himpunan ciri X d+1 , yaitu ciri terbaik x d+1 dengan respek terhadap X d ditambahkan pada X d , sehingga X d+1 = X d + x d+1 mempunyai akurasi klasifikasi paling besar dibandingkan dengan jika yang ditambahkan pada himpunan X d bukan ciri x d+1 tersebut. Untuk mendapatkan subset yang dimaksudkan, maka dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut:



SNTE-2012



a. Pasangkan tiap ciri yang ada pada himpunan Y-X d ke subset X d sehingga terbentuk himpunanhimpunan X d+1 . b. Hitung akurasi klasifikasi dari tiap-tiap himpunan X d+1 yang terjadi, selanjutnya pilih himpunan yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar, dan dari himpunan X d+1 yang dipilih tersebut bisa diketahui ciri mana yang merupakan ciri terbaik x d+1 dengan respek terhadap X d . Dilanjutkan pada step 2. Step 2: Conditional Exclusion. Dapatkan ciri terburuk (the least significant feature ) dalam X d+1 . Jika ciri tersebut tepat yang baru ditambahkan, maka pertahankan dia, tetapi jika selain ciri tersebut, maka keluarkan ciri itu, asalkan nilai akurasi klasifikasi dari subset yang terjadi lebih besar dari akurasi klasifikasi subset ciri terbaik dengan ukuran sama yang sudah diperoleh sebelumnya. Jika |X d |=2, maka kembali ke step 1, jika tidak demikian dilanjutkan ke step 3. Step 2 dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: a. Keluarkan 1 ciri dari subset yang diperoleh pada step 1 ( yaitu set X d+1 ), sehingga diperoleh d+1 subset X d yang saling berbeda. b. Hitung akurasi klasifikasi dari setiap subset X d yang didapat pada langkah (a) dan pilih subset X d yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar. c. Jika subset X d yang mempunyai akurasi klasifikasi yang diperoleh pada langkah (b), adalah subset yang terjadi akibat ciri yang dikeluarkan adalah ciri yang baru diperoleh pada step 1, maka ciri tersebut batal dikeluarkan dan kembali ke step 1. d. Jika subset yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar adalah subset yang terjadi akibat bukan ciri yang baru diperoleh pada step 1 yang dikeluarkan, katakan set Xd′ dan akurasi klasifikasi dari Xd′ masih lebih besar dari akurasi klasifikasi subset ciri terbaik dengan ukuran d ( kardinalitas d) yang diperoleh sebelumnya, maka keluarkan ciri tersebut dan lanjutkan ke step 3 asalkan d>2, tetapi jika d=2, maka keluarkan ciri tersebut dan kembali ke step 1. e. Jika akurasi klasifikasi dari Xd′ sama atau lebih kecil dari akurasi klasifikasi subset ciri terbaik dengan ukuran d yang diperoleh sebelumnya, maka ciri tersebut tidak jadi dikeluarkan ( tidak jadi dibuang ) dan kembali ke step 1. Step 3:Continuation of conditional exclusion. Dapatkan lagi ciri terburuk (the least significant feature ) dalam Xd′ , katakan x i . Jika ciri tersebut dikeluarkan, yaitu X′=Xd′ -x i , akan menyebabkan : | X′|>2 dan J(X′) lebih besar dari nilai criteria subset yang sudah dicapai sejauh ini dengan ukuran yang sama,



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 25



maka keluarkan ciri tersebut ( x i ) dan ulangi step 3. Jika 2 syarat tadi tidak dipenuhi, maka kembali ke step 1. Step 3 dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: a. Keluarkan 1 ciri dari subset yang diperoleh pada step 2, yaitu Xd′ , sehingga diperoleh d subset X d-1 yang saling berbeda. b. Hitung akurasi klasifikasi dari setiap subset X d-1 yang didapat pada langkah (a) dan pilih subset yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar. Jika akurasi klasifikasi dari subset yang dipilih pada langkah (a) sama atau lebih kecil dari akurasi klasifikasi subset ciri terbaik dengan ukuran d-1 ( X d-1 ) yang diperoleh sebelumnya, maka ciri tersebut tidak jadi dikeluarkan ( dipertahankan ) dan kembali ke step 1. Tetapi jika akurasi klasifikasi dari subset yang dipilih pada langkah (b) lebih besar dari akurasi klasifikasi subset ciri terbaik dengan ukuran d-1 yang diperoleh sebelumnya dan d-1>2, maka ciri yang dikeluarkan pada langkah (a) tersebut tetap dikeluarkan dan kembali ke step 3, tetapi jika d-1=2 maka ciri atau ciri yang dikeluarkan dari Xd′ sehingga diperoleh subset dengan akurasi klasifikasi maksimum juga tetap dikeluarkan dan kembali ke step 1 [18][12]. Pendekatan Transformasi Komponen Utama Disiapkan data yaitu himpunan citra ciri yang mengandung D ciri dan masing-masing ciri mempunyai N piksel, masing-masing piksel mempunyai nilai antara 0 sampai dengan 255, yang menyatakan tingkat keabuan atau tingkat kecerahan dari citra tersebut. Dari D ciri yang ada tersebut, akan dipilih d ciri terbaik dengan d < D, yaitu d ciri yang mempunyai akurasi klasifikasi paling besar dengan menggunakan pendekatan Transformasi Komponen Utama (PCT).



2. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan tahapan-tahapan dan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Menyiapkan data-data yang digunakan untuk penelitian, yaitu: Data-data dari citra Radar, yaitu data citra daerah Sumatera Selatan yang terdiri dari 15 ciri dan data citra daerah Kalimantan Timur yang terdiri dari 19 ciri. 2. Mengimplementasi pemilihan ciri dengan metode SFFS pada pemilihan d ciri terbaik, yaitu dari 1 ciri terbaik sampai dengan 10 ciri terbaik. 3. Mengimplementasi pemilihan ciri dengan metodeTransformasi Komponen Utama(PCT) pada



ISBN: 978-602-97832-0-9



4.



3.



pemilihan d ciri terbaik, yaitu subset dari 1 ciri terbaik sampai dengan 10 ciri terbaik . Melakukan evaluasi terhadap hasil-hasil uji coba yang dilakukan, dan parameter yang digunakan dalam evaluasi pada penelitian ini adalah akurasi klasifikasi per kelas maupun akurasi klasifikasi seluruh kelas (akurasi klasifikasi global ) serta waktu eksekusi.



Hasil Penelitian



Data yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 2 citra radar, yaitu:



1. Citra daerah Sumatera Selatan (Airborne Radar LBand) Pada artikel sebelumnya, Mulyono dan kawankawan(2011) menuliskan sebagai berikut: “ Citra daerah Sumatera Selatan adalah citra radar, yang terdiri dari 15 ciri, yang diturunkan dari citra radar 1 band dengan menggunakan 3 model dari metode transformasi, yaitu model Matriks Co-occurrence, Semivariogram dan Statistik local. Masing-masing ciri mempunyai resolusi spasial sebesar 350x350, mempunyai 256 pola tingkat keabuan dan diklasifikasikan menjadi 3 kelas obyek, yaitu : daerah terbuka hutan dan air. Dari hasil pemilihan ciri dengan metode SFFS dan Transformasi Komponen Utama(PCT) pada data citra daerah Sumatera Selatan, diperoleh tabel-tabel dan grafik sebagai berikut:” Tabel 1. Nomor dan nama citra ciri daerah Sumatera Selatan[6]



Nomor ciri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15



Nama ciri Energi Entropi Kontras Cluster Shade Korelasi Homogen Probabilitas Maksimum Invers Semivariogram 1 Semivariogram 2 Semivariogram 3 Semivariogram 4 Rata-rata Maksimum Minimum



SNTE-2012



T I | 26



Tabel 2. Subset d ciri terbaik, waktu eksekusi, akurasi klasifikasi global dan per kelas obyek dari citra daerah Sumatera Selatan yang pemilihannya menggunakan metode SFFS.



Subset d ciri terbaik d



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



10 14 15 14 15 8 2 6 10 13 2 6 10 13 11 2 6 10 13 11 4 2 6 10 13 11 4 8 2 6 10 13 11 4 8 15 2 6 10 13 11 4 8 15 14 2 6 10 13 11 4 8 15 14 1



Waktu eksekusi untuk memperoleh d ciriterbaik (detik) 225,20 425,62 469,01 15031,26 16432,42 19427,12 21749,36 23872,53 26867,25 28361,28



Akurasi klasifikasi dari subset d ciri terbaik 0,8693 0,9103 0,9311 0,9353 0,9390 0,9397 0,9402 0,9399 0,9401 0,9396



Akurasi klasifikasi per kelas subset d ciri terbaik Kelas Kelas Kelas daerah air hutan terbuka



0,9438 0,9623 0,9706 0,9837 0,9839 0,9978 0,9951 0,9951 0,9942 0,9957



0,8937 0,8856 0,9010 0,9003 0,8908 0,8917 0,8964 0,8934 0,8796 0,8814



0,8191 0,9115 0,9416 0,9467 0,9631 0,9585 0,9567 0,9585 0,9713 0,9680



Tabel 3. Subset d ciri terbaik, waktu eksekusi, akurasi klasifikasi global dan per kelas obyek dari citra daerah Sumatera Selatan yang pemilihannya menggunakan metode Transformasi Komponen Utama[6].



d



Subset d ciri terbaik



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



6 68 6 8 10 6 8 10 13 6 8 10 13 2 6 8 10 13 2 7 6 8 10 13 2 7 9 6 8 10 13 2 7 9 15 6 8 10 13 2 7 9 15 14 6 8 10 13 2 7 9 15 14 1



Waktu eksekusi untuk memperoleh d ciri terbaik (detik) 17,14 19,67 20,32 21,26 22,41 23,73 25,21 26,91 28,84 30,76



Akurasi klasifikasi dari subset d ciri terbaik 0,6669 0,7683 0,8450 0,8785 0,8800 0,8894 0,8921 0,8900 0,8980 0,8996



Akurasi klasifikasi per kelas subset d ciri terbaik Kelas Kelas Kelas daerah air hutan terbuka 0,0000 0,8322 0,9170 0,9085 0,8870 0,8812 0,8748 0,8745 0,8824 0,8931



0,8139 0,7538 0,8484 0,8475 0,8476 0,8583 0,8547 0,8427 0,8474 0,8419



0,7998 0,7559 0,8140 0,8936 0,9054 0,9197 0,9312 0,9370 0,9480 0,9520



Gambar dari citra-citra ciri daerah Sumatera Selatan adalah sebagai berikut:



Gambar 1. Citra-citra ciri daerah Sumatera Selatan[6]



SNTE-2012



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 27



2. Citra daerah Kalimantan Timur (STAR-1 X-Band) Pada artikel sebelumnya, Mulyono dan kawan-kawan (2011) menuliskan sebagai berikut: “ Citra daerah Kalimantan Timur adalah citra radar, yang terdiri dari 19 ciri, yang diturunkan dari citra radar 1 band dengan menggunakan 3 model dari metode transformasi, yaitu model Matriks Co-occurrence, Semivariogram dan Statistik lokal. Masing-masing ciri mempunyai resolusi



spasial sebesar 512x512, mempunyai 256 pola tingkat keabuan dan diklasifikasikan menjadi 3 kelas obyek, yaitu : kelas air, kelas hutan dan kelas kampong dan persawahan. Dari hasil pemilihan ciri dengan metode Band Selection pada data citra daerah Kalimantan Timur, diperoleh tabel-tabel sebagai berikut: ”



Tabel 4. Nomor dan nama citra ciri daerah Kalimantan Timur[8]



Nomor ciri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19



Nama ciri Energi Entropi Kontras Cluster Shade Korelasi Homogen Probabilitas Maksimum Invers Semivariogram 1 Semivariogram 2 Semivariogram 3 Semivariogram 4 Semivariogram 5 Semivariogram 6 Semivariogram 7 Semivariogram 8 Rata-rata Maksimum Minimum



Tabel 5. Subset d ciri terbaik, waktu eksekusi, akurasi klasifikasi global dan per kelas obyek dari citra daerah Kalimantan Timur yang pemilihannya menggunakan metode SFFS[8].



d



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



Subset d ciri terbaik



2 2 19 2 19 17 2 8 9 17 2 8 9 17 19 1 2 6 13 17 19 1 2 6 13 17 19 1 2 6 13 17 19 1 2 6 13 17 19 1 2 6 13 17 19



ISBN: 978-602-97832-0-9



8 83 835 8 3 5 11



Waktu eksekusi untuk memperoleh d ciri terbaik (detik) 59,32 138,42 263,38 965,71 1170,47 2228,99 2554,26 2947,47 3415,49 3968,64



Akurasi klasifikasi dari subset d ciri terbaik 0,8374 0,8953 0,9006 0,9030 0,9056 0,9070 0,9094 0,9113 0,9108 0,9117



Akurasi klasifikasi per kelas subset d ciri terbaik Kelas Kelas Kelas air hutan perkampungan dan persawahan 0,1396 0,8672 0,9003 0,6011 0,9083 0,9215 0,7355 0,8962 0,9266 0,7737 0,8926 0,9301 0,7817 0,8955 0,9317 0,7860 0,8988 0,9309 0,7901 0,9028 0,9316 0,7893 0,9020 0,9365 0,8054 0,9057 0,9297 0,8081 0,9009 0,9358



SNTE-2012



T I | 28



Tabel 6. Subset d ciri terbaik, waktu eksekusi, akurasi klasifikasi global dan per kelas obyek dari citra daerah Kalimantan Timur yang pemilihannya menggunakan metode Transformasi Komponen Utama. Subset d ciri terbaik Waktu Akurasi Akurasi klasifikasi per kelas subset d eksekusi klasifikasi ciri terbaik d untuk dari Kelas air Kelas Kelas memperole subset d hutan perkampungan h d ciri ciri dan terbaik terbaik persawahan (detik) 1 2 90,97 0,7204 0,0000 0,9103 0,6310 2 24 97,77 0,7356 0,4878 0,8406 0,6662 3 246 99,31 0,7439 0,5157 0,8202 0,6998 4 2467 101,40 0,7601 0,5184 0,7983 0,7549 5 24679 105,87 0,7691 0,6055 0,7820 0,7781 6 2 4 6 7 9 10 107,89 0,7688 0,6418 0,7717 0,7828 7 2 4 6 7 9 10 16 111,25 0,7661 0,6592 0,7584 0,7877 8 2 4 6 7 9 10 16 14 116,70 0,7644 0,6630 0,7464 0,7953 9 2 4 6 7 9 10 16 14 18 120,99 0,7630 0,6886 0,7389 0,7962 10 2 4 6 7 9 10 16 14 18 15 123,95 0,7644 0,6880 0,7291 0,8088 Gambar dari citra-citra ciri daerah Kalimantan Timur adalah sebagai berikut:



Gambar 2. Citra-citra ciri daerah Kalimantan Timur[8]



4. Simpulan Berdasarkan hasil eksperimen dan analisa yang dilakukan pada penelitian ini, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:



SNTE-2012



1. Untuk data citra daerah Sumatera Selatan dan Kalimantan Timur, maka didapatkan bahwa untuk setiap subset ciri dengan ukuran yang sama, maka yang diperoleh dengan metode SFFS akurasi klasifikasinya selalu lebih tinggi dibanding dengan yang diperoleh menggunakan metode Transformasi Komponen Utama.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 29



2. Untuk 2 data citra Radar yang digunakan pada penelitian ini, maka akurasi klasifikasi global pada data citra ciri daerah Sumatera Selatan lebih tinggi dibanding data citra ciri daerah Kalimantan Timur, untuk subset 2ciri terbaiksampai dengan 10ciri terbaik , baik menggunakan metode pemilihan ciri SFFS maupun Transformasi Komponen Utama. 3. Pada citra ciri daerah Sumatera Selatan, untuk hasil pemilihan dengan metode SFFS, maka akurasi klasifikasi kelas air selalu lebih tinggi dibanding dengan kelas hutan atau kelas daerah terbuka pada subset ciri dengan ukuran yang sama, tetapi tidak berlaku pada hasil pemilihan dengan metode Transformasi Komponen Utama. 4. Pada citra ciri daerah Kalimantan Timur, untuk hasil pemilihan dengan metode SFFS, maka akurasi klasifikasi kelas perkampungan dan persawahan selalu lebih tinggi dibanding dengan kelas hutan atau kelas air pada subset ciri dengan ukuran yang sama, tetapi tidak berlaku pada hasil pemilihan dengan metode Transformasi Komponen Utama.



[6]



DAFTAR PUSTAKA



[10]



[1]



[2]



[3]



[4]



[5]



[7]



[8]



[9]



Chahyati, Dina.,Klasifikasi Citra Inderaja Berdasarkan Ciri Tekstur Semivariogram dan Matriks Co-occurrence, Skripsi: Program Sarjana Universitas Indonesia, Maret 2000. Huber,R. and Dutra,L.V., Classifier Combination and Feature Selection for LandCover Mapping from High-Resolution Airborne Dual-Band SAR Data, Proceedings World Multiconference Systemics, Cybernetics and Informatics., Volume V, Image, Acoustic, Speech and Signal Processing: Part I, July, 2326, 2000, Orlando, Florida, USA, pp.370-375. Jain,A. and Zongker,D., Feature Selection:Evaluation, Application and Small Sample Performance, IEEE Trans. On PAMI, Vol.19,No.2, 1997, pp.153-158. Kudo,M. and Sklansky,J., Comparison of Algorithms that Select Features for Pattern Classifiers, Pattern Recognition 33(2000), 1999,pp.25-41. Lillesand,T.M. and Kiefer,R.W., Remote Sensing and Image Interpretation, John Wiley & Sons, Inc.,1994



[11]



[12]



[13]



Mulyono dan Aniati Murni Arimurty, Pemilihan Ciri Data Citra Penginderaan Jauh Dengan Menggunakan Metode Transformasi Komponen Utama, ProsidingSeminar Nasional Teknik Elektro (SNTE 2011), ISBN:978-60297832-0-9, September 2011, hal.TI|7-TI|12. Mulyono dan Aniati Murni Arimurty, Perbandingan Pemilihan Fitur Sequential Forward Floating Selection (SFFS) dan Korelasi Secara Visual pada Data Citra Optik, JMAP Vol. 10 No.2, ISSN: 1412-8632, September 2011, hal. 38-49. Mulyono, Aniati Murni Arimurty dan Dina Cahyati, Pemilihan Fitur Pada Data Citra Penginderaan Jauh dengan Algoritma Sequential Forward Floating Selection (SFFS), Jurnal TEKNOLOGI Vol.1 No.2, ISSN:16430266, Desember 2011, hal.109-122. Mulyono, Evaluasi Metode Pemilihan Ciri Dengan Pengklasifikasi Maximum Likelihood Gaussian Pada Data Penginderaan Jauh, Tesis: Program Pascasarjana Universitas Indonesia, Nopember 2000. Mulyono, Kajian Suatu Metode Pemilihan Fitur Dengan Pengklasifikasi Maximum Likelihood Gaussian, Prosiding Seminar Nasional Matematika Universitas Katolik Parahyangan Fakultas Teknologi Informasi dan Sains, Vol. 6 Thn. 2011, ISSN 1907-3909, hal. 189-196. Murni,A., Feature Selection Method in Radar Image Classification: A Case Study, Data Management and Modelling Using Remote Sensing and GIS for Tropical Forest Land Inventory, Rodeo International Publishers, Jakarta, 1999, pp.231-239. Pudil, P., Novovicova,J. and Kittler, J., Floating Search Methods in Feature Selection, Pattern Recognition Letters 15, No.11, 1994, pp.1119-1125. Zongker, D., Algorithms for Feature Selection, CPS 802, 1995.



.



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 30



SISTEM PENGENALAN QRCODE UNTUK APLIKASI OTENTIFIKASI KEHADIRAN Mauldy Laya1 dan Juniardi Ibrahim2 1,2.



Teknik Informatika, Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta, Kampus UI, Depok, 16425, Indonesia E-mail: [email protected], [email protected]



Abstrak Pada saat sekarang ini, hampir semua orang mengenal kode batang (barcode) atau paling tidak pernah melihat kode batang. Berbeda halnya dengan kode respon cepat (Quick Response Code) yang lebih sering disingkat dengan QRCode. Belum banyak penggunaan QRCode secara luas terutama di indonesia. Di luar negeri QRCode telah digunakan pada dunia pendidikan, transportasi dan sistem yang memerlukan otentifikasi. Pada makalah ini diajukan sebuah sistem pengenalan QRCode untuk otentifikasi kehadiran. Sistem melibatkan 3 perangkat yaitu smartphone, tablet dan komputer. Aplikasi sistem dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman java pada sistem operasi android dan memanfaatkan pustaka ZXing. Setelah dilakukan pengujian, didapatkan bahwa sistem dapat berjalan dengan baik. Pengenalan dapat dilakukan pada jarak 5 sampai 12 cm antara layar smartphone yang menampilkan QRCode dan kamera tablet yang membaca QRCode tersebut.



Abstract QRCode Recognition System for Presence Authentication. At this time, almost everyone knows the barcode or at least have ever seen a barcode. Unlike the quick response code is more commonly abbreviated to QRCode. Not many QRCode widespread use, especially in Indonesia. QRCode abroad have been used in education, transportation and systems that require authentication. In this paper proposed a QRCode recognition system for presence authentication. The system involves three devices, namely smartphone, tablet and computer. Application system is created using java programming language and android operating system utilizing ZXing library. After testing, it was found that the system can run well. The recognition can be done at a distance of 5 to 12 cm from the smartphone screen that displays QRCode and tablet cameras that read the QRCode. Keywords: QRCode, Recognition System, Presence Authentication, Android OS



1. Pendahuluan Pada saat sekarang ini, hampir semua orang mengenal kode batang (barcode) atau paling tidak pernah melihat kode batang seperti terlihat pada gambar 1. Hampir semua produk-produk yang mempunyai kemasan apalagi dijual pada pasar modern pasti menggunakan kode batang. Penggunaan kode batang pada produk dimaksudkan sebagai penanda yang unik akan produk tersebut. Dengan bantuan alat pemindai (scanner) kode batang, pekerjaan manusia akan menjadi lebih cepat dan mudah. Berbeda halnya dengan kode respon cepat (Quick Response Code) yang lebih sering disingkat



SNTE-2012



dengan QRCode. Belum banyak penggunaan kode ini secara luas terutama di indonesia.



Gambar 1. QRCode dan Barcode



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 31



QRCode adalah sebuah bentuk kode batang dua dimensi. Kode ini dibuat tahun 1994 oleh perusahaan jepang Denso-wave. Kode ini dapat dibaca dengan mudah dengan menggunakan kamera telepon seluler. Informasi umum yang menggunakan QRCode seperti URL, SMS, kontak dan teks lainnya. QRCode mampu menyimpan 7.089 angka, 4.296 alfabet, 2.953 byte biner, 1.817 huruf kanji atau gabungan. Beberapa contoh penggunaan QRCode di luar negeri salah satunya pada dunia pendidikan. QRCode digunakan berhubungan dengan mobile learning. Salah satu universitas di inggris menggunakan QRCode untuk isian pendaftaran, katalog buku perpustakaan. QRCode juga diterapkan untuk pelajaran bahasa, tabel unsur kimia dan pelajaran matematika dengan ditambahkan aspek permainan[1]. Pada transportasi publik, QRCode juga dapat diterapkan. QRCode digabungkan dengan NFC untuk registrasi penumpang pada awal dan akhir perjalanan. Penumpang juga dapat melihat harga tiket, informasi keberangkatan dan sebagainya. Petugas di sisi lain dapat melihat keabsahan tiket tersebut[2]. Teknik pengenalan pengguna dengan menggunakan QRCode pada smartphone telah menjadi bahan penelitian. Teknik pengenalan tersebut dengan mengambil QRCode pada smartphone dan mengirimkannya ke server untuk pengecekan lebih lanjut. Teknik tersebut dilakukan untuk menyederhanakan proses dan mengurangi serangan brute-force, man-in the middle, keyboard hacking yang sering terjadi pada proses otentifikasi[3].



Seperti terlihat pada gambar 2, sistem terdiri atas smartphone, tablet dan komputer data. Smartphone digunakan untuk menghasilkan QRCode bagi user. Tablet digunakan untuk membaca (decode) QRCode pengguna. Komputer digunakan untuk menyimpan data.



Gambar 2. Deployment diagram sistem



Pengguna dapat melakukan beberapa hal dari sistem seperti terlihat pada gambar 3 yaitu menjalankan aplikasi pencatat kehadiran, menampilkan QRCode pengguna yang bersangkutan yang berisi data nomor pengguna dan nomor imei atau kode unik telepon seluler, memindai (scanning) QRCode tersebut dan melihat hasilnya.



Pada makalah ini, kami membuat sebuah sistem pengenalan QRCode untuk otentifikasi kehadiran. Dengan seiring waktu dan banyaknya pengguna smartphone serta di sisi lain masih banyak kehadiran hanya tercatat secara manual, maka penggunaan QRCode sebagai otentifikasi kehadiran menjadi salah satu alternatif yang layak untuk digunakan. Gambar 3. Usecase diagram pengguna



2. Metode Penelitian Pembuatan sistem pengenalan QRCode dengan menerapkan daur hidup pengembangan sistem (system development life cycle) secara umum[4] dan penggunaan simbol-simbol diagram UML[5]. Hal ini ditujukan untuk standarisasi dan sistem dapat berjalan dan berfungsi dengan baik sesuai yang diharapkan. Daur hidup dimulai dari pengambilan kebutuhan, kemudian dilanjutkan dengan analisis, perancangan, implementasi dan terakhir pengujian sistem. Pada tahapan kebutuhan dan analisis didapatkan hubungan antar perangkat yang nanti menjadi sistem.



ISBN: 978-602-97832-0-9



Detil proses yang terjadi pada interaksi antara pengguna dan sistem dapat terlihat pada gambar 4. Setelah pengguna menjalankan aplikasi dan menekan menu pembuatan QRCode maka sistem akan mengambil nomor pengguna dan imei. Selanjutnya sistem akan membuat QRCode tersebut dan menampilkannya di layar smartphone. Kemudian pengguna mendekatkan layar smartphone-nya ke layar tablet. Berikutnya sistem akan melakukan pengecekan dengan melibatkan proses decoding QRCode dan memperlihatkan hasilnya di layar tablet apakah berhasil atau tidak. Jika berhasil maka yang ditampilkan adalah nama pengguna, apabila tidak berhasil maka ditampilkan pesan kesalahan dan pengguna diminta melakukan pemindaian ulang.



SNTE-2012



T I | 32



kode batang dan QRCode. Pustaka ini juga disediakan untuk C/C++, C#, JRuby, iPhone, Web based, Symbian, dan lain-lain. Kegiatan fokus dari pustaka ini adalah menggunakan kamera pada telepon seluler untuk memindai dan membuka QRCode pada perangkat tanpa harus terhubung dengan server/end user. Proyek pustaka ini juga dapat digunakan untuk encode dan decode pada desktop dan server[7].



3. Hasil dan Pembahasan Ada dua aplikasi yang dibuat. Pertama adalah EMAN Flash Account yaitu sebagai QRCode encoder. Kedua adalah EMAN Reader yaitu sebagai QRCode decoder. Beberapa tampilan layar dari aplikasi sistem yang telah dibuat terlihat pada gambar 6.



Gambar 4. Activity diagram sistem



Aplikasi dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman java. Ada beberapa kelas yang dibuat, namun secara garis besar dapat dilihat strukturnya pada diagram kelas seperti gambar 5. Kelas induk adalah Activity. Kelas ini adalah kelas yang berguna untuk membuat tampilan pada sistem operasi android[6]. Android digunakan sebagai aplikasi dari sistem karena sangat banyak dan cepatnya perangkat-perangkat yang mendukung sistem operasi tersebut.



Gambar 6. Tampilan aplikasi Gambar 5. Class diagram sistem



Sistem yang dibuat penerapannya memanfaatkan pustaka (library) ZXing. Pustaka ini adalah sebuah proyek open-source berbasis java untuk pembacaan



SNTE-2012



Setelah kedua aplikasi selesai dibuat, maka langkah berikutnya adalah memastikan bahwa aplikasi EMAN Flash Account dan EMAN Reader dapat berjalan sesuai dengan sistem yang telah direncanakan. Pengujian dilakukan dengan memindai QRCode dari aplikasi



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 33



EMAN Flash Account. Pengujian aplikasi EMAN Flash Account dilakukan pada Android smartphone dengan tipe S-Nexian Energy A850 dan Samsung Galaxy mini. Sedangkan pengujian aplikasi EMAN Reader dilakukan pada Android tablet dengan tipe Huawei Ideos S7 104. Perangkat tablet menggunakan kamera dengan resolusi 3 Megapixel. Beberapa jarak kamera terhadap QRCode dilakukan uji coba seperti terlihat pada tabel 1. Apabila jarak kamera terhadap QRCode kurang dari 5 cm maka akan mengakibatkan sistem tidak dapat membaca atau mengenali QRCode tersebut. Hal ini disebabkan karena bingkai pada kamera tidak cukup memuat keseluruhan QRCode. Apabila jarak melebihi 12 cm, QRCode sudah tidak terlihat jelas sehingga juga tidak dapat dikenali oleh sistem. Pengujian berada didalam gedung dengan intensitas cahaya yang cukup, apabila kurang ataupun sangat terang dapat menyebabkan tidak jelasnya QRCode yang ditampilkan. Tabel 1. Hasil pengujian jarak



No



Jarak (cm)



Hasil



1



1



Tidak dikenali



2



3



Tidak dikenali



3



4



Tidak dikenali



4



5



Dikenali



5



7



Dikenali



6



9



Dikenali



7



11



Dikenali



8



12



Dikenali



9



13



Tidak dikenali



10



15



Tidak dikenali



ISBN: 978-602-97832-0-9



4. Simpulan Ada beberapa hal yang dicapai dari penelitian ini yaitu: Sistem pengenalan QRCode yang telah dibuat dapat berjalan dengan baik apakah dari sisi encoder ataupun decoder-nya. Jarak optimal yang dapat diterapkan pada aplikasi android yang telah dibuat adalah 5 sampai 12 cm sehingga decoder dapat membaca dengan baik QRCode dari smartphone pengguna. Resolusi kamera depan tablet untuk decoder QRCode yang beresolusi 3MP sudah cukup baik, namun disarankan menggunakan yang lebih tinggi resolusinya untuk hasil yang lebih baik. Gambar QRCode yang dihasilkan smartphone pengguna dengan menggunakan pustaka ZXing masih agak buram (blur), perlu penelitian lebih lanjut dengan menggunakan pustaka lain ataupun menggunakan smartphone kelas atas.



5. Daftar Acuan [1] Law. C, So. S. Journal of Educational Technology Development and Exchange. 3(1). 85-100, 2010. [2] Finzgar. L, Trebar. M, 19th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks (SoftCOM), 2011 [3] Young-Gon Kim, Moon-Seog Jun, 6th International Conference on Computer Sciences and Convergence Information Technology (ICCIT), 2011 [4] B.B. Agarwal, S.P. Tayal, M. Gupta, Software Engineering and Testing, Jones and Bartlett Publishing, 2010 [5] Sinan Si Alhir, Learning UML, O'Reilly, 2003. [6] Friesen. Jeff, Learn Java for Android Development, Apress, 2011. [7] ZXing. http://code.google.com/p/zxing/, 2012



SNTE-2012



T I | 34



PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM INFORMASI BEASISWA PNJ BERBASIS WEB 1



Abdul Aziz, 1Muhammad Nur Arifin



1



Jurusan Teknik Elektro, PNJ, Kampus Baru UI, Depok, 16425, Indonesia Email: [email protected],



Abstrak Politeknik Negeri Jakarta merupakan salah satu Perguruan Tinggi Negeri yang cukup dikenal luas di masyarakat, banyak pihak yang ingin menawarkan beasiswa pada Politeknik Negeri Jakarta guna membantu administrasi dan kelancaran studi mahasiswa yang berprestasi dan mahasiswa yang ekonominya kurang mampu. Dalam kegiatan administrasi beasiswa, Politeknik Negeri Jakarta masih menggunakan carakonvensional dan komputer, sehingga komputer tidak sepenuhnya digunakan untuk mengelola data pemohon beasiswa. Komputer hanya digunakan untuk membuat laporan saja.Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah sistem yang mampu menangani masalah dalam kegiatan administrasi pemohon beasiswa di Politeknik Negeri Jakarta.Oleh karena itu peneliti memberikan solusi alternatif, yang berupa implementasi hasil penelitianberupa; Perancangan dan Implementasi Aplikasi Sistem Informasi Beasiswa Politeknik Negeri Jakarta Berbasis Web. Menggunakan sistem ini, kegiatan administrasi pengelola dan pemohon beasiswa di Politeknik Negeri Jakarta akan menjadi lebih efektif dan efisien.Manfaat dari aplikasi ini adalah dapat memberi kemudahan kepada mahasiswa dan petugas dalam proses pengelolaan beasiswa, sehingga dapat meringankan dalam membuat laporan.



Abstract State Polytechnic of Jakarta is one of the state colleagues which have been known by people. So, there is a lot party who wants to offer scholarship to State Polytechnic of Jakarta to help the outstanding student and the student who has less in economical. Inthe administration ofscholarships, State Polytechnic of Jakarta still usingnon computerand computer, so the computeris not completelyused to manage datascholarshipapplicants.The computer is used only to make reports. That is why State Polytechnic of Jakarta needs a system that has the ability to solve problems in managing administration task of scholarship applicant. Because of that reason, the researcher gives the alternate solution which is an research implemented as Web based application of Design and Implementation Scholarship System in State Polytechnic of Jakarta". With this system, the administrational task of managing the scholarship applicant can be more effective and efficient.The benefitof this application istoprovide convenience tostudents andstaffin the managementscholarship, so as toeasein makingthe report. Keyword: Application, Information, Scholarship, System I.



Pendahuluan



Saat ini perkembangan teknologi informasi dan komunikasisemakin pesat. Salah satu perkembangan teknologi informasi dengan menggunakan komputer. Komputer yang pada awalnya hanya difungsikan sebagai alat hitung, saat ini telah mendominasikan kehidupan manusia.Banyak pekerjaan yang dapat terselesaikan dengan waktu yang relatif singkat dengan hasil yang akurat dan menghemat ruang penyimpanan.Dan oleh karena itu banyak institusi pemerintah dan perusahaan swasta menggunakan komputer dalam menyelesaikan pekerjaannya yang kompleks agar menjadi efisien dan sesuai dengan



ISBN: 978-602-97832-0-9



target yang diinginkan. Salah satunya adalah membantu pekerjaan administrasi dan pengelolaan data pemohon beasiswa di PNJ. PNJ(PNJ) merupakan salah satu Perguruan Tinggi Negeri yang cukup dikenal luas di masyarakat, tentunya banyak pihak-pihak yang ingin menawarkan beasiswa pada PNJ guna membantu administrasi dan kelancaran studi mahasiswa yang berprestasi dan mahasiswa yang ekonominya kurang mampu. Dalam kegiatan administrasi beasiswa PNJ masih menggunakan carakonvensional dan komputer, sehingga komputer tidak sepenuhnya digunakan



SNTE-2012



T I | 35 untuk mengelola data pemohon beasiswa. Komputer hanya digunakan untuk membuat laporan saja.Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah sistem yang mampu menangani masalah dalam kegiatan administrasi pemohon beasiswa di PNJ. Berdasarkan penelitian dan survey yang dilakukan pada PNJ, peneliti menyimpulkan hasil mengenai masalah sistem yang ada saat ini, yaitu: − Pengelolaan data pemohon beasiswa PNJ tidak efisien. − Kurangnya informasi tentang berbagai macam beasiswa yang ada di PNJ dan informasi tentang persyaratan permohonan beasiswa bagi calon pemohon beasiswa baru. − Mahasiswa yang lulus maupun tidak lulus seleksi tidak mendapat pemberitahuan khusus sehingga mereka harus menunggu hingga terdapat pengumuman daftar nama mahasiswa yang mendapat beasiswa di papan pengumuman. Oleh karena itu peneliti memberikan solusi alternatif melalui “Rancangan dan Implementasi Aplikasi Sistem Informasi Beasiswa PNJ Berbasis Web”. Dengan menggunakan sistem ini, kegiatan administrasi pemohon beasiswa di PNJ diharapkan menjadi lebih efektif dan efisien Beasiswa adalah pemberian bantuan berupa dana yang diberikan perorangan yang bertujuan untuk dapat digunakan demi keberlangsungan pendidikan yang ditempuh. Beasiswa dapat diberikan oleh lembaga pemerintah, perusahaan ataupun yayasan.Pemberian beasiswa dapat dikategorikan pada pemberian tanpa terikat ataupun pemberian terikat. Pemberian terikat merupakan pemberian beasiswa dengan ikatan kerja (biasa disebut ikatan dinas) setelah selesainya pendidikan. Lama ikatan dinas ini berbeda-beda, tergantung pada lembaga yang memberikan beasiswa tersebut. Menurut Laporan Akuntabilitas Kinerja Instansi Pemerintah (LAKIP) PNJ tahun 2012, daftar program beasiswa yang ada di PNJ, antara lain: − Bidik Misi Bidikmisi (Beasiswa Pendidikan Miskin Berprestasi) adalah program beasiswa yang dikeluarkan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Ditjen Dikti) yang diberikan kepada para siswa-siswi yang masih aktif dan duduk di bangku kelas 3 yang tahun ini akan lulus dan juga siswa-siswi yang lulus di tahun kemarin. Beasiswa ini hanya akan diberikan kepada para siswa atau siswa yang betul-betul tidak mampu secara ekonomi, namun memiliki prestasi di



SNTE-2012



sekolahnya, dan memiliki minat untuk melanjutkan ke perguruan Tinggi. Bantuan Belajar Mahasiswa (BBM) Beasiswa BBM adalah program beasiswa yang dikeluarkan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Ditjen Dikti) untuk membantu mahasiswa yang mengalami kekurangan ekonomi. Peningkatan Prestasi Akademik (PPA), Beasiswa PPA program beasiswa yang dikeluarkan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Ditjen Dikti) untuk membantu mahasiswa yang berprestasi. Beasiswa Yayasan Supersemar Beasiswa Yayasan Supersemar merupakan program beasiswa yang dikeluarkan oleh Yayasan Supersemar untuk membantu mahasiswa yang berprestasi. Beasiswa Yayasan Toyota dan Astra Beasiswa Yayasan Toyota dan Astra merupakan program beasiswa yang dikeluarkan oleh Yayasan Toyota dan Astra untuk membantu mahasiswa yang berprestasi. Beasiswa Yayasan Summitomo Beasiswa Yayasan Summitomo merupakan program beasiswa yang dikeluarkan oleh Yayasan Summitomo untuk membantu mahasiswa yang berprestasi.



−



−



−



−



−



1.



Perancangan dan Realisasi a.



Deskripsi Sistem Nama Sistem Aplikasi Sistem Informasi Beasiswa PNJ berbasis WEB. Fungsi Sistem Mempermudah kegiatan administrasi dan pengelolaan data pemohon beasiswa di PNJ. Spesifikasi Program ini dibuat menggunakan perangkat lunak utama : − Apache Friends XAMPP 1.7.3 ( PHP 5.3.1, MySql 5.1.41 ) − CodeIgniter 2.1.0 Program ini dibuat menggunakan Perangkat lunak bantu : − Adobe Dreamwaver CS4 − Notepad ++ − Adobe Photoshop CS3 − Google Chrome WEB Browser



b.



Tahapan Perancangan Perancangan dengan tool UML.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 36 Use Case 1. Use CaseOperator



Gambar 1.Use CaseOperator 1.



Use Case Admin Jurusan



Diagram activity 1. Activity diagram diagram Operator



Gambar 4. Activity Diagram Operator 2. Activity diagram Admin Jurusan START



Masuk Halaman Login



Login Berhasil



NO



YES Masuk Halaman utama Admin Jurusan



Pengajuan



Password



Data Formulir



Edit Password



Edit Data Formulir



View Pengajuan Edit Status Pengajuan Cetak Daftar Pengajuan Seleksi Pengajuan



Gambar 2. Use Case Admin Jurusan



NO



logout



YES



3. Use CaseAdmin Super



FINISH



Gambar 5. Activity Diagram Admin Jurusan 3. Activity diagram Admin Super



Gambar 3.Use Admin Super



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 37 START



Masuk Halaman Login



Login Berhasil



int(4)



No



auto_increment



id_perusahaan



int(4)



No



-



tgl_publish



timestamp



No



-



nama_kat



varchar(30)



No



-



deskripsi



text



No



-



persyaratan



text



No



-



dokumen



text



No



registrasi



int(1)



No



-



id_jurusan



varchar(20)



Yes



-



biaya



int(10)



Yes



-



PK



NO



YES Masuk Halaman utama Administrator



Home



User



Beasiswa



Penyalur



Kelola FeedBack dan Pengumuman, Ubah Password Administrator



Kelola User Account



Kelola Beasiswa



Kelola Penyalur



NO



id_kat_beasiswa



logout



c.



YES



FINISH



Tabel tbl_feedback Rancangan Tabel feedback beasiswa.



Gambar 6.Activity diagram Admin Super c.



Perancangan Struktur Database dan Relasi Antar Tabel − a.



Kamus Data (Database) Tabel tbl_beasiswa Rancangan Tabel beasiswa. Tabel 1. tbl_beasiswa



Field



Type Data



Null



Extra



id_kat_beasiswa



int(4)



No



-



tgl_pengajuan



Date



No



-



nim



varchar(35)



No



-



catatan_sekjur



varchar(100)



Yes



-



status



int(1)



No



int(1)



No



-



tgl_pembayaran



timestamp



No



-



nip_sekjur



varchar(50)



Yes



-



skor



Float



No



-



nama_jurusan



b.



Extra



Default



int (4)



No



auto_increment



PK



-



Tabel kat_kat Rancangan Tabel Kategoribeasiswa. Tabel 3. kat_beasiswa



Field



SNTE-2012



Type Data



Null



Extra



PK



No



auto_increment



No



-



nama



varchar(50)



No



-



email



varchar(50)



No



-



konten



varchar(140)



No



-



Tabel tbl_mahasiswa Rancangan Tabel mahasiswa pemohon atau penerima beasiswa. Tabel 5. tbl_mahasiswa



Null



No



Default



timestamp



Field



Type Data



varchar(50)



Extra



int(4)



PK



Tabel 2. tbl_jurusan id_jurusan



Null



waktu_kirim



d.



Tabel tbl_jurusan Rancangan Tabel jurusan.



Field



Type Data



id_feedback



Extra



Default



No



-



PK



varchar(40)



No



-



int(1)



No



-



tempat_lahir



varchar(20)



No



-



tgl_lahir



date



No



-



-



pembayaran



a.



Default



Tabel 4. tbl_feedback Field



Default



Type Data



nim



varchar(35)



nama jenis_kelamin



Null



agama



int(1)



No



-



id_jurusan



int(4)



No



-



prodi



varchar(20)



No



-



foto



varchar(36)



No



-



kelas



int(1)



No



-



no_telp



int(20)



Yes



-



ip_smester1



float



Yes



-



ip_smester2



float



Yes



-



ip_smester3



float



Yes



-



ip_smester4



float



Yes



-



ip_smester5



float



Yes



-



ip_smester6



float



Yes



-



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 38 nama_sekolah_asal



varchar(50)



No



-



jurusan_sekolah_asal



varchar(20)



No



-



tahun_lulus



int(4)



No



-



nem_sttb



float



No



-



pekerjaan_ayah



varchar(50)



No



-



pekerjaan_ibu



varchar(50)



No



-



logo email



varchar(36) varchar(50)



h.



Yes No



-



Tabel tbl_sekjur Rancangan Tabel sekretaris jurusan. Tabel 9. tbl_sekjur



Field



Type Data



alamat_ortu



varchar(100)



No



nip



varchar(100)



telp_ortu



int(20)



No



-



nama_sekjur



varchar(50)



alamat_kerabat



varchar(100)



No



-



telepon



decimal(20,0)



telp_kerabat



int(20)



No



-



id_jurusan



int(4)



anak_ke



int(2)



No



-



jumlah_tanggungan_o



int(2)



No



-



jumlah_saudara



int(2)



No



-



penghasilan_ortu_per



int(7)



No



-



i.



rtu



Null



Extra



Default



No



-



PK



No



-



No



-



No



-



Tabel tbl_user Rancangan Tabel user atau pengguna. Tabel 10. tbl_user



Field



Type Data



Null



Extra



Default



id_user



varchar(50)



No



-



PK



password



varchar(32)



No



-



id_level



int(1)



No



-



bulan



e.



Tabel tbl_operator Rancangan Tabel operator. Tabel 6. tbl_operator



Field id_user nama



Type Data



Null



Extra



Default



varchar(50)



No



-



PK



varchar(50)



telepon



f.



-



No



decimal(20,0)



-



No



d.



Perancangan Aplikasi − Rancangan Halaman Login Halaman ini merupakan tampilan awal dari halaman Operator.Secara default, operator akan membuka halaman ini saat membuka halaman operator.



Tabel tbl_pengumuman Rancangan Tabel pengumuman. Tabel 7. tbl_pengumuman



Field id_pengumuman



Type Data



Null



int (4)



No



Extra auto_increment



id_user



varchar(50)



No



-



judul_pengumuman



varchar(30)



No



-



gambar



varchar(36)



No



-



tgl_pengumuman



timestamp



No



-



konten



text



No



-



g.



Default PK



Tabel tbl_perusahaan Rancangan Tabel perusahaan pemberi beasiswa. Tabel 8. tbl_perusahaan



Field



Type Data



Null



Extra



id_perusahaan



int(4)



No



nama_perusaha an alamat



varchar(40)



No



auto_incr emen -



varchar(100)



No



-



ISBN: 978-602-97832-0-9



Default PK



Gambar 7.Desain Halaman Login − Rancangan Halaman Utama Operator Halaman ini merupakan tampilan awal dari halaman Operator.Secara default, operator akan membuka halaman ini saat membuka halaman Operator setelah melakukan login. Dan juga merupakan tampilan awal dari halaman Admin Jurusan. Secara default, Admin



SNTE-2012



T I | 39 Jurusan akan membuka halaman ini saat membuka halaman Admin Jurusan setelah melakukan login.



−



Realisasi Halaman Utama Operator dan Admin Jurusan.



Gambar 11.Realisasi Halaman Utama Operator dan admin jurusan. −



Realisasi Halaman Utama Super Admin



Gambar 8. Desain Halaman utama Operator



−



Rancangan Halaman Utama Super Admin Halaman ini merupakan tampilan awal dari halaman Super Admin. Secara default, Super Admin akan membuka halaman ini saat membuka halaman Super Admin.



Gambar 9. Gambar Halaman Super Admin e. Realisasi Aplikasi − Realisasi Halaman Login



Gambar 10. Realisasi Halaman Login



SNTE-2012



Gambar 12. Halaman Utama Super Admin 2. Pengujian dan Analisis Data a. Pengujian Sistem Pengujian sistem ini dilaksanakan setelah pembuatan aplikasi.Langkah ini dilakukan untuk memastikan bahwa sistem berjalan dengan baik. b. Deskripsi Pengujian Spesifikasi Perangkat Pengujian 1. Perangkat Lunak o XAMPP 1.7.3 o Google Chrome Web Browser o Framework CodeIgniter o Macromedia Dreamweaver CS3 o Notepad ++ 2. Perangkat Keras o Laptop : HP Compaq Presario Cq40 o Processor : Intel Core2Duo o Memory1 : 3 GB o Harddisk : 250 GB c. Tujuan Pengujian 1. Mengetahui apakah aplikasi sistem informasi beasiswa di halaman registered user dan public user berjalan dengan baik. 2. Mengetahui apakah semua fungsi tombol berjalan dengan baik dan menghubungkan halaman web yang dituju.



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 40 3.



4. 5.



d.



Mengetahui hubungan antara database dengan program aplikasi sistem informasi beasiswa. Mengetahui apakah masih ada halaman yang belum terhubung satu sama lain. Mengetahui apakah fungsi notifikasi sms pada pendaftaran sudah berjalan baik.



Data Hasil Pengujian − Pengujian Aplikasi Untuk administrator Untuk Menguji Aplikasi untuk operator ini, ketikan halaman web untuk Administrator dengan alamat http:// localhost/sip/index.php/operator/ pada web browser.Untuk mengakses ke halaman selanjutnya diperlukan username dan password seperti terlihat pada gambar 13.



Gambar 15.Halaman Kelola Pengumuman Menu berikutnya merupakan User Profile seperti pada gambar 16.



Gambar 17. Halaman User Profil



Gambar 13. Login Administrator Jika benar dalam pengetikkan pengguna dan kata kuncinya maka akan menuju ke halaman selanjutnya yakni homepage untuk Administrator seperti pada gambar 14.



Pada halaman ini digunakan untuk merubah password Super Admin.Untuk merubah password pengguna harus memasukan password lama untuk validasi baru pengguna dapat merubah password baru dengan menulis di kolom Password Baru dan Password Konfirmasi.Password Konfirmasi digunakan untuk validasi untuk mengecek kesamaan kata dari Password Baru dan Password Konfirmasi. Menu berikutnya merupakan User, yang terdiri dari submenuListOperator, List Admin Jurusan, dan List jurusan yang bisa dirubah atau dihapus oleh Super Admin. Hal ini berguna untuk mengelola userOperator seperti pada gambar 18, 19, dan 20.



Gambar 14. Halaman Utama Administrator Menu berikutnya merupakan Kelola Pengumuman seperti pada gambar 15. Gambar 18.List Operator



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 41 memberikan beasiswa. Submenu pada menu ini ada dua, yakni Penyalur Baru dan List Penyalur.Seperti pada gambar 23, dan 24.



Gambar 19.Halaman List Admin Jurusan



Gambar 23. Form Penyalur Baru



Gambar 20.List Jurusan Menu berikutnya adalah Beasiswa yang di dalamnya berisi dua submenu yakni Beasiswa Baru untuk pembuatan beasiswa baru dan List Beasiswa yang berisi informasi beasiswa yang telah tersedia.Seperti terdapat pada gambar 21, dan 22.



Gambar 24. List Penyalur −



Pengujianaplikasi sistem informasi beasiswa untuk Admin Jurusan Untuk Menguji Aplikasi untuk AdminJurusan ini, ketikan halaman web untuk Admin Jurusan dengan alamat http:// localhost/simbe/index.php/jurusan/ pada firefox.Untuk mengakses ke halaman selanjutnya diperlukan username dan password pengguna Admin Jurusan seperti terlihat pada gambar 25.



Gambar 21.Pembuatan Beasiswa Baru



Gambar 25.Home Login Admin Jurusan



Gambar 22. List Beasiswa Menu terakhir yakni menu Penyalur. Menu ini berkaitan erat dengan perusahaan yang akan



SNTE-2012



Halaman di bawah ini adalah halaman utama untuk public user dimana user dapat melihat beberapa pengumuman yang dibuat oleh administrator.Selain itu juga terdapat menu seperti “halaman utama”



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 42 yaitu halaman ini sendiri, “Telusuri Warehouse”, dan juga “F.A.Q”.



pengguna Operator seperti terlihat pada gambar 29.



Gambar 26. Homepage Halaman Admin Jurusan Gambar 29. Halaman Login Super Admin Gambar 27 di bawah memperlihatkan formulir pendaftaran beasiswa dari calon penerima beasiswa.



Gambar 27 Homepage Halaman Admin Jurusan



Gambar 30.Homepage Operator



Fitur terakhir pada menu halaman Admin Jurusan adalah menolak atau menyetujui formulir pengajuan beasiswa.Apabila Admin Jurusan telah memilih untuk menolak atau menyetujui pengajuan beasiswa maka harus menulis catatan ke formulir tersebut seperti pada gambar 28 dibawah. Setelah Admin Jurusan menuliskan catatan maka status pengajuan akan berubah menjadi Disetujui/Ditolak sesuai dengan aksi Admin Jurusan.



Pada gambar 30 merupakan halaman utama dari aplikasi SIMBE untuk Operator sekaligus sebagai halaman Drop Box.Terdapat fitur-fitur pada menu ini, Antara lain lihat formulir, hapus pengajuan, tolak pengajuan beasiswa dan tandai dokumen sudah lengkap.



Gambar 31. Halaman Lihat Formulir Operator Gambar 28.Halaman Tambah Catatan Admin Jurusan −



Gambar 31 diatas memperlihatkan formulir pendaftaran beasiswa dari calon penerima beasiswa.



Pengujian Aplikasi Simbe untuk Operator Untuk Menguji Aplikasi Sistem Informasi Beasiswa (SIMBE), ketikan halaman web untuk Operator dengan alamat http://localhost/simbe/index.php/operator/ pada browser. Untuk mengakses ke halaman selanjutnya diperlukan username dan password



ISBN: 978-602-97832-0-9



SNTE-2012



T I | 43 ‘Lunas’ apabila peserta sudah mengambil sejumlah dana yang ditentukan untuk menandakan bahwa peserta sudah mendapat pembayaran. Fitur tersebut ada di halaman Beasiswa seperti pada gambar 34.



Gambar 32. Halaman Ubah Data Formulir Operator dapat merubah data dari formulir pengajuan peserta beasiswa agar dapat disesuaikan dengan data yang sebenar-benarnya apabila terdapat ketidaksamaan data antara formulir yang dibuat oleh peserta dengan data dari dokumen pelengkap yang dikumpulkan peserta seperti pada gambar 32. Operator menandai formulir pengajuan dengan ‘Tandai dokumen sudah lengkap’ apabila dokumen dari pengajuan peserta tersebut sudah lengkap setelah itu barulah Admin Jurusan dapat menyeleksi siapa yang disetujui dan siapa yang ditolak dengan memberi catatan.Setelah status pengajuan dirubah menjadi ‘Disetujui’ oleh Admin Jurusan, operator kini dapat menyeleksi siapa saja yang berhak mendapatkan beasiswa sesuai dengan kondisi yang berlaku seperti quota penerima beasiswa dan prioritas yang ditandai oleh SIMBE.Apabila Admin Jurusan menandai dengan ‘Ditolak’ maka operator dapat menghapus pengajuan tersebut atau membiarkannya begitu saja. Setelah Operator menyeleksi siapa saja yang berhak mendapat beasiswa, maka secara otomatis SIMBE mengirimkan sms ke nomor telepon setiap peserta bahwa peserta tersebut berhasil mendapatkan beasiswa yang diajukannya dan pengajuan tersebut masuk ke Tabel Daftar Peserta yang Terpilih setelah itu Operator dapat langsung mengumumkannya ke halaman public website SIMBE dengan mengklik tombol ‘Buat Pengumuman’ seperti pada gambar 33.



Gambar 33. Tabel Daftar Peserta yang Terpilih Fitur terakhir pada menu halaman Operator adalah menandai formulir pengajuan yang menjadi sudah diterimaatau penerima beasiswa dengan tanda



SNTE-2012



Gambar 34. Tabel Daftar Peserta Penerima Beasiswa −



Analisis Data Hasil Pengujian Terdapat tiga proses kerja yang menjadi inti keseluruhan pada program aplikasi Sistem Informasi Beasiswa (SIMBE) ini. Inti proses kerja aplikasi SIMBE yaitu proses kerja Administrator, Admin Jurusan dan Operator. Proses kerja pertama merupakan program aplikasi untuk Administrator. Pada halaman Administrator pengguna diharuskan untuk login terlebih dahulu.Fitur yang pada halaman Administrator berkaitan tentang membuat, menghapus, merubah, atau melihat data dengan program aplikasi SIMBE pada database. Proses kerja Administrator ialah mengelola dan memelihara aplikasi SIMBE agar berjalan dengan baik.Sedangkan proses kerja Admin Jurusan dilakukanuntuk menyetujui atau menolak beasiswa yang diajukan oleh operator. Dan proses kerja Operatorsebagaipengelola semua pengajuan beasiswa dari mahasiswa. Metode pengujian dilakukan dengan menguji proses kerja pada fungsi tombol/button pada setiap halaman yang tersedia, hasil tidak terdapat adanya fungsi button yang tidak bekerja. Dan juga hasil pengujian tidak menemukan adanya bug atau disfungsi pada aplikasi karena berkat dilakukan proses pengujian pada berbagai aspek per fungsi saat pengkodean dan saat telah dilakukan integrasi sistem. Sehingga secara keseluruhan pengujian Aplikasi SIMBE secara diskrit, dan terintegrasi dalam pengujian metode white box dan black box aplikasi menampilkan kinerja yang cukup baik. Analisis data dari program aplikasi Sistem Informasi Beasiswa ini adalah:



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 44 −



−



−



−



−



−



Dalam pengajuan beasiswa, Operator bertugas menyeleksi formulir pengajuan beasiswa yang masuk. Beasiswa yang dikonfirmasi akan dikirim ke setiap jurusan yang nantinya akan diterima dan diseleksi lagi oleh Admin Jurusan. Admin Jurusan bertugas menyeleksi kembali formulir pengajuan beasiswa mahasiswa jurusannya. Dalam proses penyeleksian Admin Jurusan berhak menyetujui atau menolak setiap formulir yang diajukan. Formulir pengajuan beasiswa yang telah disetujui Admin Jurusan akan dikirim lagi ke Operator untuk diseleksi kembali berdasarkan ketentuan serta quota yang disediakan oleh penyalur beasiswa. Setelah formulir pengajuan beasiswa diterima/ ditolak oleh Operator maka peserta/mahasiswa akan menerima sms sebagai informasi bahwa pengajuan beasiswanya diterima/ditolak. Mahasiswa yang diterima pengajuan beasiswanya berhak mengambil dana pada waktu dan tempat yang sudah diberitahukan melalui sms. Bila dana beasiswa telah dibayarkan maka akan ada List beasiswa yang telah dibayarkan pada halaman Operator dan Admin Jurusan.



3. Kesimpulan Terdapat beberapa kesimpulan pada program aplikasi Sistem Informasi Beasiswa PNJ Berbasis Web: 1. Formulir pengajuan beasiswa sudah tidak menggunakan kertas sehingga menjadi mudah dalam penyusunannya dan dapat dilihat kapanpun dengan cepat oleh panitia penyelenggara program beasiswa. 2. Setiap formulir pengajuan beasiswa sudah diberikan nilai dan prioritas pada masingmasing formulir oleh aplikasi ini sehingga mempermudah dalam hal penyeleksi pemohon beasiswa. 3. Pemohon beasiswa secara otomatis diberikan pemberitahuan berupa sms secara otomatis oleh aplikasi ini menandakan bahwa pemohon



ISBN: 978-602-97832-0-9



4.



5.



beasiswa tersebut berhasil mendapatkan beasiswa atau tidak. Melalui aplikasi ini, panitia berhak menyeleksi mahasiswa PNJ yang berstatus aktif yang hanya bisa mendaftar program beasiswa sedangkan mahasiswa yang berstatus cuti atau drop out tidak dapat mendaftar program beasiswa. Aplikasi ini berbasis website sehingga dapat diakses tanpa batas waktu dan tempat.



DAFTAR PUSTAKA [1] Abdul Kadir, ”Mudah Mempelajari Database MySQL”, Andi Publisher, Yogyakarta, 2010. [2] Abdul Kadir, ”Buku Pintar jQuery dan PHP”, Mediakom, Yogyakarta, 2011. [3] Betha Sidik, ”Pemrograman Web PHP”, Informatika, Bandung, 2012. [4] David M. Kroenke, ”Database Processing: Fundamental, Design & Implementation”, Prentice Hall Int. Inc., New Jersey, 7nd ed., 2000. [5] Jeffrey A. Hoffer, Mary B. Prescott, Fred R. McFadden, ”Modern Database Management”, Pearson, Prentice Hall Int. Inc., New Jersey, 8th ed., 2007. [6] Larry, Roy, ”Jurus Kilat Mahir HTML dan CSS”, Niaga Swadaya, Jakarta,2012. [7] PNJ,”Laporan Akuntabilitas Kinerja Instansi Pemerintah (LAKIP) 2011”, Depok, 2012. [8] Riyanto, ”Membuat Sendiri Sistem Informasi Penjualan Berbasis Web dengan PHP dan PostgreSQL”, Gaya Media, Yogyakarta, 2011 [9] Sibero, ”Kitab Suci Web Programming”, Mediakom, Yogyakarta, 2011.



SNTE-2012



T I | 45



RANCANG BANGUN MULTIBAND BAND PASS FILTER DENGAN CROSS OPEN STUB Toto Supriyanto1, Teguh Firmansyah2, dan Achmad Budi Fathoni3 1



Teknik Telekomunikasi, Teknik Elektro. Politeknik Negeri Jakarta Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa 3 Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia



2



1



[email protected]; [email protected] ; [email protected]



Abstrak Pada penelitian ini dirancang mikrostrip bandpass filter multiband untuk mendukung transceiver multiband pada frekuensi 900 MHz untuk GSM, 1,8 GHz untuk WCDMA, dan 2,6 GHz untuk LTE. Perancangan filter menggunakan metode Cross Open Stub (COS). Pembuatan mikrostrip filter multiband dengan mempergunakan teknik COS dapat menghasilkan filter ukuran lebih sederhana dan compact namun dapat memiliki frekuensi kerja yang multiband. Hasil pengukuran menunjukkan pada frekuensi GSM 900 MHz, nilai S 11 sebesar -34.4 dB. Pada frekuensi WCDMA 1,8 GHz, nilai S 11 sebesar -30 dB. Pada frekuensi LTE 2,6 GHz, nilai sebesar -25,4 dB. Sementara itu, hasil pengukuran menunjukkan multiband filter terjadi pergeseran frekuensi tengah sebesar 5-10 MHz. Dari hasil simulasi maupun pengukuran menunjukkan bahwa BPF ini telah mencapai kinerja yang diharapkan sesuai frekuensi teknis yang ditetapkan.



Abstract In this research microstrip bandpass filter multiband designed to support multiband transceiver at 900 MHz for GSM, WCDMA 1.8 GHz, and 2.6 GHz for LTE. Design filter using the Cross Open Stub (COS). Making multiband microstrip filters by using COS technique can produce more simple filter size and compact but can have a multiband frequency work. The measurement results showed on GSM frequencies of 900 MHz, the value of S11 of -34.4 dB. In WCDMA frequency of 1.8 GHz, the value of S11 of -30 dB. LTE at 2.6 GHz frequency, a value of -25.4 dB. Meanwhile, the measurement results show a shift multiband filter center frequency of 5-10 MHz. From the results of simulations and measurements show that the BPF has achieved the expected performance defined technical corresponding frequency. Key words – Cross open stub, Multiband, simulation, microstrip.



I. PENDAHULUAN Berbagai permintaan aplikasi wireless mendorong dikembangkannya teknologi yang memiliki kemampuan multimode untuk menunjang teknologi GSM, WCDMA, dan LTE secara bersamaan [1]. Untuk mendukung hal tersebut, pada penelitian ini akan dirancang mikrostrip bandpass filter multiband pada frekuensi 900 MHz, 1,8 GHz, dan 2,6 GHz yang merupakan frekuensi alokasi untuk teknologi GSM, WCDMA, dan LTE. Untuk merancang filter yang memiliki frekuensi kerja lebih dari satu, maka dapat dilakukan dengan menggunakan prinsip step impedance resonanator (SIR) seperti yang dilakukan [2]-[9]. Penggunaan SIR mememiliki kelemahan karena resonator pada salah satu frekuensi berpengaruh terhadap frekuensi yang lain,



SNTE-2012



sehingga diperlukan perhitungan yang akurat untuk mendesain sebuah filter multiband. Selain itu, untuk mendapatkan hasil yang baik, diperlukan proses tuning yang lebih lama. Keunggulan SIR adalah ukurannya yang lebih kompak dibandingkan filter jenis lain. Sementara itu pada [10] diusulkan penggunaan cascaded resonator untuk menghasilkan multiband filter. Akan tetapi filter ini memiliki ukuran yang besar karena satu frekuensi diwakili oleh sebuah resonator. Hal ini akan mengakibatkan rangkaian bandpass filter memiliki ukuran yang lebih besar dan kompleks. Analisa secara coupling matrik resonator dilakukan oleh [11] sehingga diperoleh multiband filter. Salah satu metode yang dapat meningkatkan kinerja insertion loss adalah penggunaan transmission zeros



ISBN: 978-602-97832-0-9



T I | 46



seperti yang diusulkan [12]-[14] atau yang lebih sering dinamakan cross resonator. Berbeda dengan SIR, pada cross resonator memiliki nilai depedensi yang rendah antara frekuensi satu dengan yang lain. Metode cross resonator ini diaplikasikan oleh [15] dengan penggunaan teknik cross open stub (COS) untuk dapat menghasilkan filter multiband. Kemudian dilakukan pula oleh [16] dengan teknik cross short stub (CSS) yang menghasilkan filter multiband. Pada [17] diusulkan penggabungan metode COS dan CSS untuk dapat menghasilkan filter empat band. Penggunaan COS memiliki kelemahan karena bentuknya yang besar, sehingga dibutuhkan modifikasi filter tersebut dengan tetap mempertahankan kinerjanya. Untuk meminiaturisasi filter, maka dapat dilakukan teknik folded seperti yang diusulkan [18]-[22]. Teknik ini merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk menghasilkan filter yang kompak. Beberapa penelitian multiband filter diantaranya seperti pada [15] dibangun filter yang bekerja pada frekuensi 2,45 GHz, 3,5 GHz, 5,25 GHz, dengan nilai insertion loss sebesar lebih dari -1 dB pada semua frekuensi kerja nya. Sementara itu, memiliki kekurangan dalam hal ukurannya yang besar, sehingga dapat diminimalisasi kembali. Sedangkan pada [16] diusulkan menggunakan teknik CSS. Pada penelitian tersebut, filter yang dibangun bekerja pada frekuensi 1,8 GHz, 3,5 GHz, 5,45 GHz. Dengan nilai insertion loss sebesar lebih dari -2 dB pada semua frekuensi kerjanya. Sama halnya dengan [15] filter ini pun masih memiliki ukuran yang besar. Selain itu, pada [17] diusulkan kombinasi COS dan CSS untuk dapat menghasilkan filter quad band, yang bekerja pada frekuensi 1,32 GHz, 1,71 GHz, 2,41 GHz, dan 3,41 GHz. Filter ini memiliki nilai insertion loss yang baik yaitu kurang dari -2 dB, tetapi memiliki ukuran yang besar. Pada penelitian ini diusulkan perancangan mikrostrip filter multiband dengan teknik COS untuk menghasilkan filter yang lebih sederhana namun dapat memiliki frekuensi kerja yang multiband [26] frekuensi 900 MHz untuk GSM, 1,8 GHz untuk WCDMA, 2,6 GHz untuk LTE, dengan keluaran nilai return loss S 11 < -10 dB, insertion loss S 21 > -3 dB dan VSWR antara 1 – 2 dengan group delay kurang dari 10 nS [18]. Simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Advanced Design System (ADS). Untuk mengetahui unjuk kerja rangkaian dengan menguji parameterparameter yang diperlukan, seperti return loss, insertion loss, frekuensi kerja, VSWR, bandwidth dan group delay. Selain itu dilakukan fabrikasi dari rancangan BPF dan hasil pengukuran kinerja nya dibandingkan dengan hasil simulasi.



ISBN: 978-602-97832-0-9



II. PERANCANGAN MULTIBAND FILTER 2.1 Spesifikasi Filter Perancangan filter diawali dengan menentukan karakteristik filter yang diharapkan yaitu frekuensi kerja, bandwidth, return loss, insertion loss dan group delay. Secara lebih lengkap seperti pada Tabel 1 dibawah ini : Tabel 1. Spesifikasi Filter Karakteristik Spesifikasi Frekuensi Frekuensi tengah Bandwidth Return Loss Insertion Loss VSWR



GSM



WCDMA



LTE



0,9 GHz



1,8 GHz



2,6 GHz



0,95 GHz



1,85 GHz



2,65 GHz



100 MHz < -10 dB



100 MHz < -10 dB



100 MHz < -10 dB



> -3 dB



> -3dB



> -3 dB