Muhammad Wahfiuddin - Buku PA [PDF]

Citation preview

PROYEK AKHIR



PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DINI GANGGUAN NH-FUSE PADA PHB-TR



Muhammad Wahfiuddin NRP. 1303177039



Dosen Pembimbing: Endro Wahjono, S.ST., M.T. NIP.19681109.199103.1.012 Dimas Okky Anggriawan, S.T., M.T. NIP.19910119.201803.1.001



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA SURABAYA 2020



PROY EK AKHIR



PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DINI GANGGUAN NH-FUSE PADA PHB-TR



Muhammad Wahfiuddin NRP. 1303177039



Dosen Pembimbing: Endro Wahjono, S.ST., M.T. NIP.19681109.199103.1.012 Dimas Okky Anggriawan, S.T., M.T. NIP.19910119.201803.1.001



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA SURABAYA 2020



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



iv



PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DINI GANGGUAN NH-FUSE PADA PHB-TR Oleh : Muhammad Wahfiuddin NRP. 1303177039 Proyek Akhir Ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T.) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Disetujui Oleh : Tim Penguji Proyek Akhir : Dosen Pembimbing :



1. Rachma Prilian Eviningsih, S.T., M.T. 1. Endro Wahjono, S.ST., M.T. NIP. 2000000685 NIP. 19681109.199103.1.012



2. Syechu Dwitya Nugraha, S.ST., M.T. NIP. 19890508.201504.1.001



2. Dimas Okky Anggriawan, S.T., M.T. NIP. 19910119.201803.1.001



3. Renny Rakhmawati, S.T.,M.T. NIP. 19721024.199903.2.001



Surabaya, 10 Agustus 2020 Mengetahui : Ketua Program Studi D3 Teknik Elektro Industri



Syechu Dwitya Nugraha, S.ST., M.T. NIP. 19890508.201504.1.001



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



vi



ABSTRAK Pada PHB-TR terdapat suatu sistem proteksi yang disebut NHFuse, NH-Fuse dipasang di PHB-TR berfungsi sebagai pemutus atau pengaman arus lebih, hubung singkat dan ketidakseimbangan beban saat over current. Ketika terjadi putusnya NH-Fuse petugas dapat mengetahui gangguan tersebut dengan laporan dari pelanggan baik melapor langsung ke kantor PLN ataupun telepon melalui call center 123, sehingga masih membutuhkan waktu yang lama untuk proses perbaikan. Pada tugas akhir ini akan dibuat prototipe alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse, alat ini dapat menyampaikan informasi ketika NH-Fuse dalam kondisi gangguan. Gangguan yang dideteksi yaitu saat NH-Fuse putus, tahanan isolasi tembus dan NH-Fuse tidak terpasang sempurna. Sebagai indikasi ketika NH-Fuse putus yaitu arus 0 ampere dan tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral), untuk indikasi isolasi fuse holder bocor yaitu ketika fuse holder terdapat tegangan > 0 volt. Dan gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna yang dideteksi dengan indikator suhu >32℃. Komponen utama dari alat ini yaitu sensor arus, sensor suhu dan sensor tegangan, NH-Fuse, Mikrokontroller, LCD, apabila NH- Fuse dalam kondisi gangguan maka alat ini akan mengirimkan informasi kepada petugas melalui sms. Sehingga adanya prototipe alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse pada PHBTR ini dapat mendeteksi gangguan NH-Fuse lebih cepat dari laporan pelanggan, dan petugas dapat melakukan proses perbaikan gangguan NH-Fuse secara cepat, sehingga dari sisi pelanggan pelayanan bisa lebih baik karena listrik padam tidak berlangsung lama. Dari hasil pengujian dapat diketahui bahwa alat ini mampu mengirimkan pesan gangguan berupa notifikasi SMS kepada petugas apabila terjadi gangguan pada NH-Fuse dengan waktu pengiriman notifikasi gangguan sekitar 5 detik. Kata kunci: nh-fuse, sensor arus, sensor suhu, sensor tegangan



i



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



ii



ABSTRACT In PHB-TR there is a protection system called NH-Fuse, NH-Fuse installed in PHB-TR functions as a breaker or overcurrent protection, short circuit and load imbalance when over current. When the NH-Fuse is broken, the officer can find out about the disturbance with a report from the customer, either directly reporting to the PLN office or by telephone via the 123 call center, so it still takes a long time for the repair process. In this final project, a prototype of an early detection tool for NH-Fuse interference will be made, this tool can convey information when NHFuse is in a disturbance condition. The disturbances detected were when the NH-Fuse broke, the insulation resistance was penetrated and the NHFuse was not properly installed. As an indication when the NH-Fuse breaks, the current is 0 amperes and the voltage is in accordance with the transformer secondary voltage of 220 volts (phase-neutral), for an indication of the leakage of fuse holder insulation, when the fuse holder has a voltage> 0 volts. And the NH-Fuse fault is not installed perfectly detected by the temperature indicator> 32 ℃. The main components of this tool are current sensors, temperature sensors and voltage sensors, NH-Fuse, Microcontroller, LCD, if NH-Fuse is in trouble, this tool will send information to the officer via SMS. So that the prototype of the NHFuse interference early detection tool on PHBTR can detect NH-Fuse disturbances faster than customer reports, and officers can carry out the NH-Fuse interference repair process quickly, so that from the customer side, service can be better because the power is not out. persist. From the test results, it can be seen that this tool is capable of sending disturbance messages in the form of SMS notifications to officers in the event of a disturbance at NH-Fuse with a disturbance notification sending time of about 5 seconds. Keywords : current sensor, nh-fuse, temperature sensor, voltage sensor



iii



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



iv



KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Alhamdulillahi Robbil ‘Alamin. Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, hidayah, serta taufik yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir ini dengan tepat waktu pada dengan judul : “PROTOTIPE ALAT PENDETEKSI DINI GANGGUAN NHFUSE PADA PHB-TR ” Sholawat serta salam semoga terlimpahkan pada Rasulullah SAW, tauladan sepanjang zaman, manusia mulia yang banyak memberikan pencerahan kepada umat manusia. Pembuatan dan penyusunan proyek akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Diploma-3 (D3) untuk memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T.) jurusan Teknik Elektro Industri di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. Penulis berusaha secara optimal dengan segala pengetahuan dan informasi yang telah didapat selama kuliah dalam menyusun laporan proyek akhir ini agar dapat membuat laporan dengan baik. Namun, penulis juga sadar sebagai manusia pasti tidak luput dari kesalahan, karena itu penulis memohon maaf atas keterbatasan materi yang terdapat pada laporan proyek akhir ini. Penulis juga sangat mengharapkan masukan berupa saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan laporan proyek akhir ini. Demikian, besar harapan penulis agar laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh



Surabaya, 10 Agustus 2020



Muhammad Wahfiuddin



v



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



vi



UCAPAN TERIMA KASIH Dengan penuh rasa syukur kehadirat Allah S.W.T. Saya selaku penyusun dan penulis buku proyek akhir ini mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis sehingga proyek akhir ini dapat terselesaikan. Diantaranya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW yang senantiasa memberikan petunjuk dan syafa’atNya. 2. Kedua orang tua, serta keluarga tercinta atas dukungan baik moral, moril maupun material yang tiada ternilai harganya selama pengerjaan proyek akhir ini. 3. Bapak Dr. Zainal Arif, S.T., M.Eng., selaku Direktur Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 4. Bapak Syechu Dwitya Nugraha, S.ST., M.T. selaku Kaprodi D3 Teknik Elektro Industri. 5. Bapak Endro Wahjono , S.ST., M.T. dan Bapak Dimas Okky Anggriawan ,S.T., M.T. selaku dosen pembimbing proyek akhir yang sudah membimbing penulis dari awal penyusunan proposal hingga sidang akhir. 6. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah membimbing dan membekali ilmu kepada penulis selama menempuh pendidikan di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. 7. Teman-teman seperjuangan Program Studi D3 Teknik Elektro Industri yang telah membantu dan memberikan dukungan langsung maupun tidak langsung atas terselesainya proyek akhir ini. 8. Semua pihak yang telah membantu penulis hingga terselesaikannya proyek akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah S.W.T selalu memberikan balasan yang setimpal atas kebaikan yang dilakukan serta perlindungan, rahmat dan nikmat-Nya bagi kita semua. Amin.



vii



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



viii



DAFTAR ISI ABSTRAK ............................................................................................ i ABSTRACT........................................................................................ iii KATA PENGANTAR ......................................................................... v UCAPAN TERIMA KASIH ............................................................. vii DAFTAR ISI ...................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xi DAFTAR TABEL............................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1 1.1 LATAR BELAKANG .............................................................. 1 1.2 TUJUAN ................................................................................. 2 1.2.1



Tujuan Umum ...................................................................... 2



1.2.2 Tujuan Khusus ..................................................................... 2 1.3 PERUMUSAN MASALAH ..................................................... 2 1.4 BATASAN MASALAH ........................................................... 3 1.5 METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 3 1.5.1 Studi Literatur ...................................................................... 3 1.5.2



Perancangan Sistem .............................................................. 4



1.5.3



Pembuatan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Sistem .... 5



1.5.4



Pengujian Sistem dan Pengambilan Data .............................. 6



1.5.5 Pembuatan Laporan Proyek Akhir ........................................ 6 1.6 SISTEMATIKA PEMBAHASAN ............................................ 6 1.7 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... 7 BAB II TEORI PENUNJANG .......................................................... 11 2.1. NH-FUSE............................................................................... 11 2.2. SENSOR TEGANGAN ZMPT101B ...................................... 12 2.3. SENSOR ARUS SCT-013-010 ............................................... 14 2.4. SIM 800L V1 ......................................................................... 16 2.5. OLED 1,3 INCH I2C 128X64 DISPLAY................................ 16 2.6. THERMISTOR NTC(NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT) 10K OHM ................................................................ 17 2.7. AC TO DC ISOLATED ......................................................... 18 BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT ................. 19 ix



3.1 3.2



KONFIGURASI SISTEM....................................................... 19 PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS ............................................................................................... 21 3.2.1 Perencanaan dan Pembuatan Rangkaian PCB ....................... 21 3.2.2 Perencanaan Mikrokontroller................................................ 24 3.2.3 Perencanaan Sensor Tegangan .............................................. 25 3.2.4 Perencanaan Sensor Arus ..................................................... 27 3.2.5 Perencanaan Sensor Suhu ..................................................... 29 3.2.6 Perencanaan SMS SIM800L V1 ........................................... 31 3.2.7 Perencanaan LCD Oled 1.3 Inch I2C 128x64 Display ........... 32 3.2.8 Perencanaan Akrilik ............................................................. 33 3.2.9 Perencanaan Deteksi Gangguan Pada NH-Fuse..................... 34 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ............................................ 37 4.1 METODE PENGUJIAN ......................................................... 37 4.2 PENGUJIAN PARTISI ........................................................... 38 4.2.1 Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B ............................. 38 4.2.2



Pengujian Sensor Arus SCT-013-010 .................................. 47



4.2.3



Pengujian Sensor Suhu NTC ............................................... 56



4.2.4



Pengujian LCD Oled .......................................................... 56



4.2.5 Pengujian SIM800L V1 ...................................................... 57 4.3 PENGUJIAN INTEGRASI SISTEM....................................... 59 4.3.1 Pengujian Ketika Dalam Keadaan Normal .......................... 60 4.3.2



Pengujian Ketika Dalam Keadaan Gangguan ...................... 64



4.3.2.1 Gangguan NH-Fuse Putus ....................................................... 64 4.3.2.2 Gangguan Tahanan Isolasi Fuse Holder Tembus/Bocor .......... 70 4.3.2.3 Gangguan NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna ..................... 72 BAB V PENUTUP ............................................................................. 75 5.1 KESIMPULAN ...................................................................... 75 5.2 SARAN .................................................................................. 76 DAFTAR PUSTAKA......................................................................... 77 LAMPIRAN ....................................................................................... 79 PROFIL PENULIS ............................................................................ 83



x



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. NH-Fuse........................................................................ 12 Gambar 2.2. Fuse Holder ................................................................... 12 Gambar 2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B........................................ 13 Gambar 2.4. Skema Rangkaian Sensor ZMPT101B ........................... 13 Gambar 2.5. Sensor SCT-013-010 ..................................................... 15 Gambar 2.6. Dimensi Sensor SCT-013-010 ....................................... 15 Gambar 2.7. Modul SIM 800L V1 ..................................................... 16 Gambar 2.8. Modul LCD Oled 1.3 Inch I2C 128X64 .............................. 17 Gambar 2.9. Thermistor NTC ............................................................ 18 Gambar 2.10. HLK-PM01 ................................................................. 18 Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem .................................................... 19 Gambar 3.2. Penyusunan Komponen Proyek Akhir pada Eagle ........ 22 Gambar 3.3. Rangkaian Board PCB ................................................... 22 Gambar 3.4. Hasil Cetak PCB ........................................................... 23 Gambar 3.5. Hasil Pemasangan Komponen Proyek Akhir.................. 24 Gambar 3.6. Board Mikrokontroller ARM STM32F103C8T6 ........... 24 Gambar 3.7. Hardware Mikrokontroller ARM STM32F103C8T6 ...... 25 Gambar 3.8. Skematik Rangkaian Sensor ZMPT101B ....................... 25 Gambar 3.9. Board Sensor Tegangan ZMPT101B ............................. 26 Gambar 3.10. Hardware Sensor Tegangan ZMPT101B...................... 27 Gambar 3.11. Wiring Rangkaian Tambahan SCT-013-010 ................ 28 Gambar 3.12. Board Rangkaian Tambahan Sensor Arus .................... 28 Gambar 3.13. Hardware Rangkaian Tambahan Sensor Arus .............. 29 Gambar 3.14. Schematic Rangkaian NTC .......................................... 29 Gambar 3.15. Board Rangkaian Tambahan Sensor Suhu NTC ........... 30 Gambar 3.16. Hardware Rangkaian Tambahan Sensor Suhu NTC ..... 30 Gambar 3.17. Board SIM800L V1 ..................................................... 31 Gambar 3.18. Hardware SIM800L V1 ............................................... 32 Gambar 3.19. Board LCD Oled ......................................................... 32 Gambar 3.20. Hardware LCD Oled.................................................... 33 Gambar 3.21. Desain Akrilik ............................................................. 33 Gambar 3.22. Prototipe Alat Pendeteksi Dini Gangguan NH-Fuse ..... 34 Gambar 4.1. Wiring Rangkaian Pengujian Sensor tegangan ZMPT101B ......................................................................................... 39 xi



Gambar 4.2. Proses Pengujian Sensor Tegangan ................................ 39 Gambar 4.3. Grafik Sensor Tegangan Fasa R ..................................... 41 Gambar 4.4.. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa R .................. 42 Gambar 4.5. Grafik Sensor Tegangan Fasa S ..................................... 42 Gambar 4.6. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa S ................... 43 Gambar 4.7. Grafik Sensor Tegangan Fasa T ..................................... 43 Gambar 4.8. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa T ................... 44 Gambar 4.9. Grafik Sensor Tegangan Fasa F ..................................... 44 Gambar 4.10. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa F ................. 45 Gambar 4.11. Perbandingan Antara Alat Ukur Dengan Sensor Tegangan............................................................................................. 46 Gambar 4.12. Rangkaian Kalibrasi Pengujian Sensor Arus SCT-013-010 ...................................................................................... 48 Gambar 4 13. Proses Kalibrasi Pengujian Sensor Arus ....................... 49 Gambar 4.14. Grafik Sensor Arus Fasa R ........................................... 51 Gambar 4 15. Rumus Persamaan Sensor Arus Fasa R ........................ 51 Gambar 4.16. Grafik Sensor Arus Fasa S ........................................... 52 Gambar 4.17. Rumus Persamaan Sensor Arus Fasa S ......................... 52 Gambar 4.18. Grafik Sensor Arus Fasa T ........................................... 53 Gambar 4.19. Rumus Persamaan Sensor Arus Fasa T......................... 53 Gambar 4.20 Hasil Perbandingan Antara Alat Ukur Dengan Sensor Arus SCT-013-010 ..................................................... 54 Gambar 4.21. Program sensor suhu NTC 10KΩ ................................. 56 Gambar 4.22. Pengujian LCD Oled ................................................... 57 Gambar 4.23. Sms Pengujian NH-Fuse Putus Fasa T ......................... 58 Gambar 4.24. Sms Pengujian Fuse Holder tembus fasa T ................... 58 Gambar 4.25.SMS Pengujian NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna Fasa T ................................................................................................. 58 Gambar 4.26. Rangkaian Integrasi Sistem .......................................... 60 Gambar 4.27. Rangkaian Pengujian Integrasi Sistem.......................... 61 Gambar 4.28.Pengujian Integrasi Keadaan Normal ............................ 62 Gambar 4.29. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB ................. 65 Gambar 4.30. MCB Fasa R Trip......................................................... 65 Gambar 4.31. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip ................................. 65 xii



Gambar 4.32. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa R ........................ 66 Gambar 4.33. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB ................ 66 Gambar 4.34. MCB Fasa S Trip......................................................... 67 Gambar 4.35. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip ................................ 67 Gambar 4.36. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa S ........................ 67 Gambar 4.37. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB ................ 68 Gambar 4.38. MCB Fasa T Trip ........................................................ 68 Gambar 4.39. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip ............................... 69 Gambar 4.40. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa T ........................ 69 Gambar 4.41. Simulasi Isolasi NH-Fuse Tembus ............................... 71 Gambar 4.42. Indikasi Fault Saat Fuse Holder Tembus ..................... 71 Gambar 4.43. Informasi SMS Isolasi NH-Fuse Tembus Fasa T ......... 71 Gambar 4.44. Kondisi NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna Fasa T . 72 Gambar 4.45. Indikasi Fault Saat NH -Fuse Tidak Terpasang Sempurna ............................................................................................ 73 Gambar 4.46. Informasi SMS Gangguan NH -Fuse Tidak Terpasang Sempurna Fasa T ................................................................................ 73



xiii



“Halaman sengaja dikosongkan”



xiv



DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Spesifikasi Sensor ZMPT101B .......................................... 14 Tabel 4.1. Data Kalibrasi Sensor Tegangan ZMPT101B ..................... 40 Tabel 4.2. Data Perbandingan Alat Ukur Dengan Sensor Tegangan .... 46 Tabel 4.3. Data Kalibrasi Sensor Arus SCT-013-010 .......................... 50 Tabel 4.4. Data Perbandingan Alat Ukur Dengan Sensor Arus............ 55 Tabel 4.5. Data Hasil Integrasi Sensor Arus Keadaan Normal ............ 62 Tabel 4.6. Data Hasil Integrasi Sensor Tegangan Keadaan Normal ..... 63 Tabel 4.7. Data Hasil Integrasi Sensor Suhu Keadaan Normal ............ 63 Tabel 4.8. Data Gangguan Putusnya NH-Fuse .................................... 70 Tabel 4.9. Data Percobaan NH-Fuse tidak terpasang sempurna........... 74



xv



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



xvi



BAB I PENDAHULUAN 1.1



LATAR BELAKANG



PT. PLN (Persero) merupakan satu perusahaan yang berada dibawah naungan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang sangat penting keberadaannya. Energi listrik merupakan kebutuhan primer bagi hampir seluruh masyarakat Indonesia bahkan dunia dan sebagai penyedia listrik nasional memiliki visi untuk menjadi perusahaan berkelas dunia (World Class Service) yang bertumbuh kembang, unggul dan terpercaya yang dilandasi oleh potensi insani. Dalam perjalanannya menuju perusahaan yang berkelas dunia, tentu menemui banyak kendala dan hambatan. Salah satunya adalah masalah pemadaman listrik yang disebabkan oleh gangguan secara teknis terutama pada PHB-TR, gangguan didalam PHB-TR yang lebih banyak disebabkan oleh NH fuse adalah gangguan pada Jaringan Tegangan Rendah (JTR), sebagai contoh ketidakseimbangan beban antar fasa, short circuit, flash over pada NH Fuse dan los kontak pada JTR sehingga dapat menyebabkan putusnya HN fuse. Gangguan NH fuse bila tidak cepat ditangani tentunya menyebabkan banyak kerugian baik dari pihak pelanggan maupun pihak PLN, antara lain aktivitas pelanggan terganggu karena listrik padam, sedangkan dari pihak PLN dapat merusak peralatan distribusi yaitu transformator dan PLN rugi karena pelanggan padam dalam waktu lama sehingga penyaluran distribusi lisrik berhenti sementara. Hal ini terjadi karena beberapa faktor yaitu keterlambatan informasi yang diterima petugas PLN maupun pelanggan bila terjadi gangguan. Melihat kondisi ini, maka diperlukan adanya rancangan sebuah alat yang efisien dalam memberikan informasi untuk mendeteksi terjadinya gangguan pada NH fuse guna mencegah semua kerugian yang diakibatkan oleh gangguan putusnya NH fuse. Dalam hal ini dirancang sebuah sistem yang dapat mendeteksi terjadinya gangguan putusnya NH 1



2



Fuse dan mengindikasi gangguan dengan peringatan menggunakan sensor pendeteksi arus, tegangan dan suhu yang kemudian memberikan informasi/notifikasi gangguan melalui sms yang dapat dilihat oleh petugas supervisior teknik. 1.2



TUJUAN



Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini dapat dibedakan atas tujuan Umum dan tujuan khusus, yaitu: 1.2.1 Tujuan Umum Untuk memenuhi persyaratan akademis menyelesaikan studi pada Program Studi D3 Teknik Elektro Industri di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. 1.2.2 Tujuan Khusus Tujuan Proyek Akhir ini yaitu membuat protitipe alat pendeteksi dini gangguan NH Fuse pada PHB-TR yang nantinya dengan adanya alat ini petugas dapat melakukan proses perbaikan gangguan NH-Fuse secara cepat, sehingga dari sisi pelayanan pelanggan dapat lebih baik karena listrik padam tidak berlangsung lama sehingga tingkat mutu pelayanan PLN tercapai dan citra PLN dimata masyarakat bisa lebih baik. 1.3



PERUMUSAN MASALAH



Dalam proyek akhir ini ada beberapa hal yang menjadi rumusan masalah diantaranya: 1. Bagaimana merancang alat yang dapat mendeteksi gangguan NH Fuse secara otomatis berubah data menggunakan mikrokontroller ? 2. Bagaimana merancang proses eksekusi data pada mikrokontroller pendeteksi tegangan, arus, dan suhu agar dapat memberikan informasi otomatis ketika gangguan NHFuse dan dapat memberikan informasi yang lebih cepat dari pada laporan dari pelanggan?



3



3. Bagaimana cara mengukur tingkat keberhasilan sistem pendeteksi gangguan NH-Fuse pada PHB-TR dalam mengirim informasi kepada petugas. . 1.4



BATASAN MASALAH



Beberapa batasan masalah yang digunakan dalam penelitihan ini adalah sebagai berikut: 1. Perancangan protitpe alat pendeteksi dini gangguan NH Fuse pada PHB-TR menggunakan media sms sehingga akan mengirimkan notifikasi/informasi saat NH-Fuse mengalami gangguan. 2. Penggunaan pada PLN untuk proteksi trafo biasanya menggunakan minimal NH-Fuse 63A atau daya lebih dari 41.5 kVA. pada tugas akhir ini masih menggunakan HNFuse 6A dengan simulasi putusnya NH Fuse menggunakan MCB 2A. 3. batas maksimum suhu pada SPLN 64:1985 yaitu 55 ℃ dan Pembatasan sensor suhu untuk gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna yaitu >32 ℃ karena arus yang digunakan dibawah 2A. 4. Penggunaan NH-Fuse pada PHBTR mendapatkan sumber 3 fasa dari sekunder trafo sedangkan pada tugas akhir ini menggunakan sumber 1 fasa saat pengujian. 1.5



METODOLOGI PENELITIAN



Metodologi dalam pengerjaan proyek akhir yang akan dikerjakan memiliki beberapa tahapan yaitu : 1.5.1 Studi Literatur Sebelum dilakukan pengerjaan proyek akhir, maka diperlukan pengambilan dan pengumpulan data-data beserta dasar teori untuk menunjang pengetahuan, serta sebagai acuan dalam pengerjaan proyek akhir. Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang pokok pembahasan yang relevan dengan proyek akhir yang dikerjakan,



4



sehingga dapat membantu proses pengerjaan proyek akhir. Literatur yang digunakan didapatkan dari beberapa sumber antara lain, buku, jurnal dan beberapa forum diskusi, maupun artikel di internet. 1.5.2 Perancangan Sistem Dengan pemahaman yang telah didapatkan dari studi literatur sebelumnya, maka dapat dilanjutkan dengan dengan prototipe alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse pada PHBTR, terdapat 3 kondisi penyampaian gangguan yang nantinya secara otomatis akan mengirimkan informasi melalui sms kepada petugas PLN. Berikut merupakan gangguan yang akan dideteksi: A. NH Fuse putus Gangguan NH-Fuse putus terjadi dikarenakan gangguan pada sistem dan akibat beban lebih (overload), penyebab dari beban lebih adalah adanya pemasangan listrik baru, atau karena pemakaian listrik yang berlebihan pada konsumen sehingga semua peralatan dirumah yang memakai listrik digunakan seluruhnya, maka secara otomatis pemakaian listrik yang semula biasa(normal) menjadi berlebihan. Kelebihan beban juga dapat disebabkan karena adanya penerangan jalan umum dengan menggunakan sistem cantol langsung pada saluran listrik tanpa melalui kWH meter, sehingga kapasitas NH-Fuse yang terpasang pada gardu tidak mampu lagi menahan beban dan menyebabkan NH Fuse putus. Pada tugas akhir ini akan mendeteksi gangguan NH-Fuse putus yang dideteksi dengan menggunakan sensor arus dan sensor tegangan dengan parameter arus 0 ampere dan tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral) yang nantinya sebagai tanda bahwa terjadi gangguan NH-Fuse putus, gangguan NH-Fuse putus juga dapat dilihat secara fisik yaitu munculnya tonjolan pada fisik NH-Fuse. B. Tahanan Isolasi Fuse Holder bocor/tembus Tahanan Isolasi pada NH-Fuse ini berupa keramik, posisinya yaitu dibawah NH-Fuse dan diatasnya Fuse Holder atau pemisah antara NHFuse dan Fuse Holder. Isolasi tembus ini biasanya diakibatkan oleh terjadinya short circuit dan juga akibat dari suatu efek luar yang



5



mengakibatkan isolasi terdapat konduktor sehingga tegangan menuju Fuse Holder. Pada proyek akhir ini mendeteksi gangguan tahanan isolasi NH-Fuse bocor yaitu dideteksi dengan sensor tegangan dengan parameter saat terdapat tegangan > 0 volt pada fuse holder maka menandakan terjadi gangguan tahanan isolasi fuse holder bocor/ tembus. C. NH-Fuse tidak terpasang sempurna NH-Fuse adalah sebuah komponen pengaman kelistrikan yang digunakan pada tegangan menengah atau arus besar dan penempatanyya pada panel PHBTR biasanya banyak terjadi gangguan yang disebabkan oleh petugas melakukan pemasangan atau penggantian NH-Fuse tidak sempurna atau NH-Fuse tidak masuk sepenuhnya pada Fuse Holder, Apabila arus yang mengalir melalui NH-Fuse yang tidak masuk secara sempurna maka Fuse Base tersebut nantinya akan mengalami panas karena adanya percikan bunga api yang lama kelamaan dapat menimbulkan putusnya fuse. Panas yang berlebih dikarenakan ada celah pada bagian NH-Fuse dan Fuse base. Fuse base ini berfungsi untuk menjepit fuse dan sebagai titik kontak penghubung antara busbar dan saluran pembagi serta merupakan alat kontak yang terbuat dari tembaga. Pada proyek akhir ini mendeteksi Gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna dideteksi dengan sensor suhu dengan batas parameter saat suhu melebihi, Batas maksimum suhu pada kontak kontak tembaga diudara adalah 40 ‘C dengan kenaikan suhu 55 ℃ (SPLN 64:1985) tetapi pada saat pengujian nantinya pada proyek akhir ini menggunakan parameter sensor suhu > 32 ℃ karena menggunakan NH-Fuse dengan rating 6 A sehingga pada saat suhu tersebut prototipe alat ini sudah menganggap terjadi gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna. 1.5.3 Pembuatan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Sistem Setelah menyusun rancangan sistem, maka dilanjutkan dengan pembuatan perangkat keras maupun perangkat lunak penyusun sistem. Tahapan dalam menyusun pernagkat keras pada sistem yaitu perancangan alat berupa mikrokontroller STM32F103C8T6, sensor tegangan ZMPT101B, sensor arus SCT-013-010, sensor suhu NTC 10K Ω, LCD



6



Oled, modul sms sim800L V1, modul MP1584 buck converter untuk rangkaian tambahan dari modul sim800L V1, rangkaian tambahan dari sensor arus, kemudian rangkaian board untuk menghubungkan semua perangkat yang akan digunakan dan akrilik untuk tempat alat prototipe tersebut. Kemudian dilanjutkan dengan pembuatan perangkat lunak berupa program untuk mengintegrasi sistem agar dapat berjalan dengan baik. 1.5.4 Pengujian Sistem dan Pengambilan Data Tahapan selanjutnya setelah pembuatan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Sistem yaitu menguji peralatan tersebut, pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah peralatan berjalan sesuai perencanaan atau tidak. Pengujian ini dilakukan dengan mengambil data hasil pengujian peralatan penyusun sistem secara terpisah maupun peralatan yang telah terintegrasi. 1.5.5 Pembuatan Laporan Proyek Akhir Pada tahap ini dilakukan pembuatan atau penulisan laporan proyek akhir. Pada laporan tersebut dijelaskan mengenai semua hal yang berkaitan tentang pengerjaan proyek akhir, seperti penjelasan tentang teori-teori dari komponen atau perangkat yang digunakan, proses pembuatan alat, sistem kerja alat, data-data hasil pengujian alat, dan lain sebagainya. Penulisan laporan tersebut diharapkan selanjutnya dapat bermanfaat sebagai bahan literatur untuk penelitian yang akan datang. 1.6



SISTEMATIKA PEMBAHASAN Sistematika



pembahasan



penyusunan



proyek



akhir



yang



direncanakan adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Pada Bab I berisikan latar belakang pembuatan alat pada proyek akhir, tujuan yang ingin dicapai, perumusan masalah pada proyek akhir, batasan masalah pada proyek akhir, metodologi yang merupakan prosedur



7



pengerjaan proyek akhir, sistematika laporan, serta literatur-literatur penelitian yang sudah dilakukan.



BAB II : TEORI PENUNJANG Pada Bab II berisikan teori dasar, serta referensi yang berguna sebagai acuan dan landasan dalam perencanaan dan pengerjaan proyek akhir. BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Pada Bab III membahas perencanaan dan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA Pada Bab IV membahas secara keseluruhan dari sistem dan dilakukan pengujian serta analisa pada setiap pengujian perangkat keras. Mengintegrasikan seluruh sistem dan pengujian, kemudian berdasarkan data hasil pengujian dan dilakukan analisa terhadap keseluruhan sistem. BAB V : PENUTUP Pada Bab V membahas kesimpulan dari pembahasan, perencanaan, pengujian dan analisa berdasarkan data hasil pengujian sistem. Untuk meningkatkan hasil akhir yang lebih baik diberikan saran-saran terhadap hasil pembuatan proyek akhir. 1.7



TINJAUAN PUSTAKA



Beberapa penelitian yang berguna sebagai refferensi pembuatan alat Pendeteksi Dini Gangguan Nh-Fuse Pada PHB-TR adalah: 1. Tugas akhir “Alat Pendeteksi Dini Gangguan NH-Fuse Pada PHB-TR Berbasis SMS” yang menggunakan sensor tegangan serta sensor arus dan pengiriman informasi berbasis sms menggunakan mikrokontroller arduino disusun oleh isbahus sururi mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya [1] 2. Dokumen SPLN 1 1995 ”Tegangan – Tegangan Standard“ oleh Kelompok Pembakuan Bidang Transmisi Dengan Surat Keputusan Direksi Perusahaan Umum Listrik Negara. Dalam dokumen ini menjelaskan tentang tegangan-tegangan standart



8



3.



4.



5.



6.



7.



8.



9.



terutama standart tegangan pelayanan.[2] Jurnal STT-PLN Energi dan Kelistrikan 2017 “Studi Analisis Gangguan perangkat hubung bagi tegangan rendah dan upaya mengatasinya Di PLN Area Tanjung Priok” oleh Tri joko Pramono, Ibnu Hajar, Sri Wahyuni. Dalam jurnal ini dijelaskan tentang komponen NH-Fuse di PHB-TR baik dari pemeliharaan, pemasangan, analisa gangguan gangguan pada NH-Fuse dan juga perhitungan nilai arus pada pembatas NHFuse.[3] Dokumen PT. PLN (Persero) “Pemeliharaan PHB-TR” oleh PT. PLN (Persero). Dalam dokumen ini dijelaskan tentang pemeliharaan instalasi komponen pada PHB-TR terutama pada NH-Fuse. [4] Jurnal Ilmia Foristek, vol. 2, no.2, pp. 184-189, September 2012 “Alat Pengukuran Energi Listrik” oleh Rizal Mery Subito. Dalam jurnal ini menjelaskan tentang penggunakan alat pengukur listrik terutama pada nilai arus dan tegangan.[5] Tugas akhir “Pembuatan Alat Pendeteksi Dini Kerusakan NHFUSE” yang disusun oleh Yogik Wibisono Universitas Muhammadiyah Jember tentang penggunaan sensor arus sebagai pendeteksi kerusakan NH-Fuse.[6] Tugas akhir “Rancangan Prototype Sistem Peringatan Dini Gangguan Pembatas Arus Listrik Pada PHB-TR Menggunakan Sensor Tegangan Berbasis SMS Gateway” disusun oleh Bimo Putra Prakoso dan Joko Dwi Santoso mahasiswa Teknik Informatika, STMIK AMIKOM Yogyakarta. Pada tugas akhir ini menjelaskan dan membuat tentang pengguanaan sensor tegangan sebagai peringatan pendeteksi gangguan pada NH-Fuse. [7] Jurnal PT.PLN (PERSERO) 4th , 2010 “Standart Gardu Distribusi Dan Gardu Hubung Tenaga Listrik” oleh Winayu Siswanto, Parluhutan Samosir Ratno Wibowo. Dalam jurnal ini menjelaskan tentang gardu distribusi dan hubungan tentang tenaga listriknya.[8] Jurnal Informatika,, vol. 2, no. 2, pp. 155-166, Desember 2006 “Perancangan dan Implementasi Sistem Informasi Layanan



9



Short Messagging Service(SMS),” Oleh Wiranto Herry Utomo, Theophilus Wellem Cahyo Rossy W. Dalam Jurnal ini menjelaskan tentang penggunakan media informasi sms sebagai media pengiriman informasi gangguan .[9] 10.



Elektronik “Thermistors/Temperature Measurement with NTC Thermistors” oleh Philip Kane , dalam jurnal ini menjelaskn tentang penggunaan sensor suhu NTC dan dengan menggunakan persamaan Steinhart-Hart.[10] Jurnal



10



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



BAB II TEORI PENUNJANG 2.1.



NH-FUSE



NH-Fuse berasal dari kata NIEDER SPANNUNG yang artinya tegangan rendah dan HOCH LEISTUNG yang artinya arus besar NH Fuse merupakan komponen pengaman kelistrikan. sebenarnya NH fuse memiliki fungsi yang sama dengan fuse lainnya yaitu berfungsi sebagai pengaman arus lebih dan hubung singkat. yang membedakan NH Fuse dengan fuse lainnya yaitu pada kapasitasnya, NH fuse dapat digunakan untuk tegangan menengah atau untuk arus yang besar. NH fuse sering digunakan pada pengaman PHB-TR untuk mengamankan komponen pelanggan dan juga trafo dari gangguan lonjakan arus. Dalam NH fuse terdapat kawat lebur yang berfungsi sebagai penghantar arus dan juga sebagai pengaman dari beban lebih dan hubung singkat. Apabila kawat lebur sudah terputus maka fuse sudah tidak berfungsi lagi dan harus diganti dengan NH Fuse yang baru. Pada penggunaannya NH fuse dipasang pada dudukan atau yang biasa disebut dengan holder. Untuk menentukan nilai arus Nh-Fuse pada PHB-TR sebagai berikut : Daya : 41.5 kVA = 41500 VA Tegangan : 380 V Maka nilai Nh-Fuse sebagai berikut : 𝐼=



𝑆 𝑉 √3



=



41500 380√3



= 63,05 𝐴



Untuk gambar fisik Nh-Fuse dan juga Fuse Holder bisa dilihat pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2.



11



12



Gambar 2.1. NH-Fuse



Gambar 2.2. Fuse Holder



2.2.



SENSOR TEGANGAN ZMPT101B



Sensor ZMPT101B adalah salah satu sensor yang digunakan untuk melakukan monitoring terhadap parameter tegangan, serta dilengkapi dengan keunggulan memiliki sebuah ultra micro voltage transformer, akurasi tinggi dan konsistensi yang baik untuk melakukan pengukuran tegangan. Sensor ZMPT101b dapat mengukur tegangan dari 0-1000 V. Prinsip kerja dari sensor ini adalah dengan menurunkan tegangan masukan menggunakn step down transformator, kemudian dengan masuk ke op-amp dan didapat nilai keluaran yang stabil tergantung dari nilai masukannya. Dari transformator tegangan 220V dikonversi menjadi 4,5V kemudian sinyal disearahkan dengan penyearah gelombang penuh. Pada ujung rangkaian dipasang sebuah filter kapasitor untuk menghasilkan



13



tegangan DC murni yang kompatibel terhadap tegangan yang dibutuhkan oleh ADC. Gambar 2.3 menunjukkan bentuk fisik ZMPT101B dan Gambar 2.4 menunjukkan Skema Rangkaian sensor ZMPT101B.



Gambar 2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B



Gambar 2.4. Skema Rangkaian Sensor ZMPT101B



Persamaan yang digunakan dalam perhitungan pada sensor tegangan ditunjukan pada persamaan pada gambar skema diatas, dengan : U1 = Tegangan Input U2 = Tegangan Output R = Tahanan Pembanding R’ = Tahanan Pembatas Arus



14



Tabel 2.1 menunjukkan spesifikasi sensor tegangan ZMPT101B. Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor ZMPT101B



Spesifikasi Sensor ZMPT101B Model



ZMPT101B



Arus Primer



2 Ma



Arus Sekunder



2 Ma



Turn Ratio



1000:1000



Error Sudut Fasa



2.3.



≤20°



(Input 2mA, 50Ω)



Jarak Arus



0-3 Ma



Linearitas



0,10%



Tingkat Akurasi



0,2



Nilai Beban



≤200 Ω



Range Frekuensi



50-60 Hz



Level Dielektrik



3000VAC/min



Resistansi DC 20°C



110 Ω



Suhu Operasional



-40°C ~ +70ºC



SENSOR ARUS SCT-013-010



Sensor SCT-013-010 adalah sensor yang digunakan untuk membaca seberapa besar nilai arus yang lewat pada suatu penghantar terhadap suatu beban. Sensor SCT-013-010 digunakan untuk mengukur arus AC (Alternate Current) hingga 10 Ampere AC. Prinsip kerja dasar dari sensor arus SCT 013 ini adalah sebuah penghantar yang dilewati oleh arus akan dilewatkan oleh sebuah ring toroid yang nantinya akan menimbulkan medan magnet, sehingga pada komponen sensor tadi



15



memiliki fluks magnet yang menginduksi kumparan di dalam sensor tersebut sehingga akan memunculkan sinyal listrik yang nantinya akan dibaca dan dikonversikan oleh mikrokontroller. Sensor SCT-013-010 digunakan untuk mengukur arus AC (Alternate Current) C secara Noninvasive yang berarti tidak mempengaruhi rangkaian elektronika yang diukur karena pengukuran dilakukan tanpa kontak langsung dengan listrik, dengan cara “penjepitan” (Clamping) pada kabel pembawa arus.berikut merupakan Karakteristik dari sensor ini yaitu : a) Dimensinya berkisar antara 13mm x 13mm b) Panjang kabel sampai menuju jack output ± 1m c) Inti material ferrite. d) Fire resistance property: in accordance with UL 94-V0 e) Ketahanan sifat dielektrik : 1000 V AC/1 MIN 5mA Gambar 2.5 menunjukkan bentuk fisik SCT-013-010, dan Gambar 2.6 menunjukkan gambar dimensi SCT 013-010.



Gambar 2.5. Sensor SCT-013-010



Gambar 2.6. Dimensi Sensor SCT-013-010



16



2.4.



SIM 800L V1



SIM800L adalah modul SIM yang digunakan pada proyek akhir ini.SIM 800L memiliki 2 model,untuk proyek akhir ini menggunakan modul SIM800L V1. Modul SIM800L GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara pemantau utama(Petugas) dengan Handphone. ATCommand adalah perintah yang dapat diberikan modem GSM/CDMA seperti untuk mengirim dan menerima SMS. atau mengirim dan menerima data berbasis GSM/GPRS. SIM800L GSM/GPRS dikendalikan melalui perintah “AT”. AT+Command adalah sebuah kumpulan perintah yang digabungkan dengan karakter lain setelah karakter “AT” yang biasanya digunakan pada komunikasi serial. Dalam proyek akhir ini ATcommand digunakan untuk mengatur atau memberi perintah modul GSM/CDMA. Perintah ATCommand dimulai dengan karakter “AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d). Hanya saja pada saat digunakan dengan mikrokontroller STM32F1C8T6 supply dari SM800L tidak ada dikarenakan mikrokontroller hanya mempunyai kaki output tegangan sebesar 5 Volt dan 3,3Volt sedangkan pada SIM800L V1 membutuhkan tegangan VCC sebesar 3,7Volt- 4,2Volt, sehingga diperlukan modul MP15484 Step down buck converter yang berfungsi menurunkan tegangan dari 5 Volet menjadi 3,7 Volt. Gambar 2.7 menunjukkan bentuk fisik dari modul SIM 800L V1.



Gambar 2.7. Modul SIM 800L V1



2.5.



OLED 1.3 INCH I2C 128X64 DISPLAY



OLED 1.3 atau Organic Led adalah display grafik dengan ukuran 1.3 inci dengan resolusi 128x64 pixel menggunakan teknologi OLED, display OLED biasanya terbuat dari karbon dan hidrogen.Untuk komunikasi LCD Oled dengan Mikrokontroler menggunakan



17



Komunikasi I2C, menggunakan 2 pin yaitu pin Sda dan Pin Scl serta 2 pin lainnya untuk vcc dan gnd, sehingga Menghemat Pin pada mikrokontroller. LCD OLED Berbeda dengan teknologi LCD lainnya, layar LCD OLED dapat menghasilkan cahaya sendiri dari masing masing pikselnya dan tidak membutuhkan tambahan backlight lagi, sehingga tampilan dari layar OLED terlihat lebih terang dan jernih dan warnanya hitam pekat. Sehingga pemakaian daya oleh LCD OLED relatif lebih Hemat di banding dengan LCD lainnya , Gambar 2.8 menunjukkan bentuk fisik Oled 1.3 Inch I2C 128X64.



Gambar 2.8. Modul LCD Oled 1.3 Inch I2C 128X64



2.6.



THERMISTOR NTC(NEGATIVE COEFFICIENT) 10K OHM



TEMPERATURE



Thermistor atau yang biasa disebut dengan Thermal Resistor memilik fungsi yang dapat mengubah nilai suhu.. Thermistor merupakan jenis dari variable resistor yang bisa merubah nilai hambatannya menjadi tidak tetap. Untuk karakteristik Thermistor NTC adalah merubah nilai resistansinya menjadi grafik yang berlawanan atau berbanding terbalik. jika temperature naik maka resistansinya akan turun begitu juga sebaliknya jika temperature turun maka nilai resistansinya naik.cara kerja thersmistor yaitu menyesuaikan perubahan nilai resistansinya berdasarkan besar kecilnya suhu. Suhu tersebut akan mengenai bagian dari thermistor, sehingga akan terjadi perubahan nilai resistansinya



18



didalamnya. Gambar 2.9 menunjukan bentuk fisik sensor suhu thermistor NTC.



Gambar 2.9. thermistor NTC



2.7.



AC TO DC ISOLATED



HLK-PM01 merupakan modul power supply step-down terisolasi plastik tertutup yang dipasang pada PCB, power supply ini bekerja pada rating tegangan 100V-240V AC pada frekuensi 50/60 Hz dengan Ouput 5V DC / 3W DC. Pengunaan modul ini biasanya pada rangkaian mikrokontroller yang harus disupply langsung oleh daya listrik AC. keuntungan penggunaan modul-HLK-PM01 yaitu kenaikan suhu rendah, daya rendah, efisiensi tinggi, keandalan tinggi, dan isolasi keamanan tinggi sehingga banyak digunakan. Gambar 2.10 merupakan bentuk fisik modul power supply step down HLK-PM01.



Gambar.2.10. HLK-PM01



BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT Pada bab III ini akan dijelaskan mengenai perancangan secara umum dan pembuatan perangkat keras dari proyek akhir “Prototipe Alat Pendeteksi Dini Gangguan NH-Fuse Pada PHB-TR”. 3.1



KONFIGURASI SISTEM



Sistem yang dibuat pada proyek akhir ini akan berfungsi mendeteksi gangguan seperti pada saat putusnya NH-Fuse, bocornya isolasi pada NH-Fuse dan gangguan pada NH-Fuse tidak terpasang sempurna yang nantinya informasi tersebut disampaikan kepada petugas melalui sms. Sehingga prototipe alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse ini mampu mendeteksi gangguan lebih cepat dari laporan pelanggan. Untuk memperjelas perancanaan system yang akan dibuat, maka dibuatlah blok diagram seperti yang terlihat pada Gambar 3.1.



Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem



Proyek akhir ini dirancang untuk mendeteksi gangguan NH-Fuse, gangguan yang pertama ketika NH-Fuse putus yaitu dideteksi dengan 19



20



menggunakan sensor tegangan dan sensor arus, ketika NH-Fuse tersebut putus indikasinya yaitu tegangan dalam keadaan arus 0 ampere dan tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral), selanjutnya gangguan kedua ketika gangguan isolasi bocor yaitu dengan mendeteksi tegangan pada fuse holder menggunakan sensor tegangan ketika tahanan isolasi pada nh-fuse bocor maka terdapat nilai tegangan > 0 Volt pada fuse holder lalu untuk gangguan yang terakhir yaitu NH-Fuse tidak terpasang sempurna dideteksi dengan sensor suhu dengan indikasinya yaitu saat suhu pada NH-Fuse > 32 ℃. Setelah itu alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse yang dibuat akan mendeteksi gangguan yang terjadi dan mengirimkan informasi gangguan tersebut via SMS ke handphone petugas oleh SIM 800L V1 sehingga petugas dapat mengetahui gangguan yang terjadi lebih dini dari pada laporan pelanggan, alat ini juga dilengkapi LCD Oled sebagai monitor tegangan,arus dan suhu, sehingga pada saat petugas melakukan pemeliharaan dapat melalukan pemantauan secara langsung ke alat tersebut. Prinsip kerja dari sistem yang dibuat adalah sebagai berikut : 1. Selain alat yang saya rancang diatas system ini juga terdapat sumber dan beban yang sudah ditentukan yaitu untuk sumber menggunakan jala jala PLN 220 V dan untuk beban menggunakan beban setrika, rice cooker dan laptop, pada proyek akhir ini menggunakan NH-Fuse rating 6A dan MCB 2A untuk simulasi pengujian NH-Fuse putus dan fuse holder tembus. 2. Pada pembuatan alat proyek akhir ini, digunakan sensor tegangan ZMPT101B berjumlah 4 buah,yang nantinya 3 buah sensor ZMPT101B mendeteksi tegangan ditiap fasa dengan pengukuran Fasa-Netral dan 1 buah sensor ZMPT101B dibody fuse holder dengan pengukuran Fasa-Netral, Sensor arus SCT-013-020 berjumlah 3 buah, yang digunakan untuk mendeteksi arus yang mengalir pada tiap fasa dan sensor suhu NTC berjumlah 3 buah untuk mendeteksi suhu pada NH-Fuse yang akan disensing pada tiap fasa, lalu sensor sensor tersebut akan me sensing sebagai data yang akan diolah menggunakan mikrokontroller ARM STM32F1, data yang telah diolah akan dijadikan sebagai acuan terjadinya gangguan yang terjadi pada tiap fasa.



21



3. Data dari sensor tersebut juga nantinya akan ditampilkan pada LCD Oled yang berada pada alat tersebut dan pada saat terjadi gangguan maka data dari sensor yang telah diolah oleh mikrokontroller akan memerintahkan otomatis modul SIM800L V1 untuk memberikan informasi ke Handphone melalui SMS. 3.2



PERENCANAAN KERAS



DAN



PEMBUATAN



PERANGKAT



Dari Gambar 3.1 pada blog diagram berikut perencanaan pembuatan perangkat keras proyek akhir meliputi : a) Perencanaan dan Pembuatan Rangkaian PCB b) Perencanaan Mikrokontroller c) Perencanaan Sensor Tegangan d) Perencanaan Sensor Arus e) Perencanaan Sensor Suhu f) Perencanaan SMS SIM800L V1 g) Perencanaan LCD Oled 1.3 Inch 12C 128X64 Display h) Perencanaan Akrilik i) Perencanaan Deteksi Gangguan Pada NH-Fuse



3.2.1 Perencanaan dan Pembuatan Rangkaian PCB Pada proyek akhir ini digunakan Printed Circuit Board (PCB) atau papan rangkaian tercetak adalah papan rangkaian yang berfungsi sebagai tempat penghubung jalur konduktor dan penyusunan letak komponenkomponen elektronika. Yang dimaksud dengan jalur konduktor adalah sistem pengkabelan antar komponen sebagai bagian dari hubungan data dan kelistrikan pada komponen tersebut. Dalam proses pembuatan desain rangkaian dan jalur pada PCB saya menggunakan software EAGLE versi 8.4.0. Gambar 3.2 menunjukkan susunan komponen proyek akhir pada software EAGLE.



22



Gambar 3.2. Penyusunan Komponen Proyek Akhir pada Eagle



Setelah menyusun komponen yang akan digunakan, kemudian mmerangkai jalur konduktor untuk menghubungkan antar komponen pada EAGLE, Gambar 3.3 merupakan hasil dari rangkaian board PCB yang telah dibuat.



Gambar 3.3. Rangkaian Board PCB



23



untuk jalur yang berwarna biru merupakan jalur yang berada pada board bagian bawah, untuk jalur warna merah merupakan jalur untuk jumper dan untuk semua komponen berada pada atas board, perlu diketahui dalam perancangan papan PCB ini ada beberapa yang perlu diperhatikan yaitu : 1. Usahakan jalurnya sependek mungkin sehingga tidak memakan banyak tempat . 2. Ushakan belokan saat merangkai jalur konduktor lebih dari 90°. 3. Usahakan agar jumpernya sedikit mungkin. Tahapan terakhir dari pembuatan PCB yaitu mencetak rangkaian tersebut pada board sesuai ukuran yang sudah di tentukan pada proses rangkaian diatas. Gambar 3.4 menunjukkan hasil cetak board PCB.



Gambar 3.4. Hasil Cetak PCB



Kemudian memasang komponen yang digunakan pada proyek akhir ini pada Board PCB. Gambar 3.5 menunjukkan hasil pemasangan komponen proyek akhir.



24



Gambar 3.5. Hasil Pemasangan Komponen Proyek Akhir



3.2.2 Perencanaan Mikrokontroller Pada Proyek akhir ini menggunakan mikrokontroller ARM STM32F103C8T6 dikarenakan Pada saat perkuliahan pernah mempelajari mikrokontroller yang sama dengan yang digunakan pada proyek akhir ini serta pin analog mikrokontroller ARM STM32F103C8T6 masih mencukupi untuk komponen yang digunakan pada proyek akhir, kemudian untuk sumber dari mikrokontroller ini mengguanakan power supply 3,3v. Gambar 3.6 menunjukkan desain tempat mikrokontroller pada rangkaian board.



Gambar 3.6. Board Mikrokontroller ARM STM32F103C8T6



25



Kemudian pada Gambar 3.7. merupakan tampilan real dari posisi mikrokontroller.



Gambar 3.7. Hardware Mikrokontroller ARM STM32F103C8T6



3.2.3 Perencanaan Sensor Tegangan Pada proyek akhir ini menggunakan sensor ZMPT101B untuk membaca nilai tegangan, sensor ini dapat bekerja pada tegangan AC 0Volt-1000Volt dengan output dari sensor ini berupa tegangan DC yang akan dibaca oleh mikrokontroller yaitu 0-5 Volt. Sensor ini memiliki 4 pin diantaranya pin 1 dan pin 2 untuk input utama dan pin 3 dan 4 untuk output. Sensor tegangan ZMPT101B memiliki isolasi tegangan sebesar 4000V dan bekerja optimal pada suhu - 40℃. sampai 70℃. Gambar 3.8 menunjukkan skematik rangkaian sensor ZMPT101B.



Gambar 3.8. Skematik Rangkaian Sensor ZMPT101B



Dalam percobaan nanti tegangan yang digunakan yaitu sebesar 220 Volt atau dengan pengukuran Fasa-Netral, Prinsip kerja dari sensor ini adalah menurunkan tegangan input menggunakan step down



26



transformator, kemudian dengan masuk ke op-amp dan didapat nilai keluaran yang stabil tergantung dari nilai inputnya. Sensor tegangan ZMPT101B yang digunakan pada proyek akhir ini berjumlah 4 buah. Gambar 3.9 menunjukkan Desain sensor tegangan ZMPT101B yang dirangkai pada PCB.



Gambar 3.9. Board Sensor Tegangan ZMPT101B



Pada Gambar 3.9 menunjukkan board sensor tegangan dengan jumlah 4 buah, posisi input berada dipinggir atas bertujuan untuk memudahkan kabel tegangan input masuk pada sensor dan untuk output zmpt menghadap pada mikrokontroller sehingga effisien dalam pembuatan jalur pada board PCB dan juga dapat mempermudah pengukuran. Output dari sensor tersebut nantinya akan langsung mengukur tegangan yang dalam percobaan nanti menggunakan sumber 220 V. Kemudian Gambar 3.10 menunjukkan penempatan sensor tegangan ZMPT101B secara real.



27



Gambar 3.10. Hardware Sensor Tegangan ZMPT101B



3.2.4 Perencanaan Sensor Arus Pada proyek akhir ini menggunakan sensor arus SCT-013-010 dengan range 10 A/1 V yang nantinya dapat melakukan pengukuran arus hingga 10 A dengan output VDC sebesar 0-1 Volt, sensor arus pada proyek akhir ini berjumlah 3 buah, Hasil pembacaan ini akan masuk melalui pin ADC mikrokontroller, sehinga diketahui besarnya nilai arus yang mengalir setelah melalui beberapa konversi. Untuk melakukan pengukuran dengan sensor arus sct-013-010 perlu menggunakan rangkaian tambahan dengan komponen 2 resistor 10k Ω dan 1 kapasitor 10uF, resistor tersebut berfungsi sebagai pembagi tegangan dan untuk menggeser titik offset sensor menjadi diatas 0 volt, untuk kapasitor berfungsi menstabilkan tegangan hasil dari pembagian tegangan. Gambar 3.11 menunjukkan wiring diagram rangkaian tambahan sensor SCT 013010 ke Mikrokontroller.



28



Gambar 3.11. Wiring Rangkaian Tambahan SCT-013-010



Untuk perancangan sensor arus SCT-013-010 pada board yaitu rangkaian tambahan komponen resistor dan kapasitor disertai dengan konektor untuk penyambungan antara sct dengan rangkaian board PCB. Gambar 3.12 menunjukkan tempat desain rangkaian tambahan pada PCB.



Gambar 3.12. Board Rangkaian Tambahan Sensor Arus



Untuk Rangkaian tambahan pada Gambar 3.12 tersebut adalah 2 resistor dan 1 kapasitor di tempatkan pada sebelah kiri Board PCB konektor bertujuan untuk mempermudah penyambungan antara sensor dengan konektor . Gambar 3.13 menunjukkan tampilan real penempatan rangkaian tambahan sensor arus SCT-013-010 pada PCB.



29



Gambar 3.13. Hardware Rangkaian Tambahan Sensor Arus



3.2.5 Perencanaan Sensor Suhu Pada proyek akhir ini menggunakan sensor suhu NTC 10 K yang berjumlah 3 buah, sensor suhu NTC ini bekerja dengan cara mendeteksi besaran fisis berupa suhu kemudian dikonversikan ke besaran listrik berupa tegangan (volt) menggunakan perbandingan temperatur yang bergantung dengan resitansinya kemudian data tersebut akan diolah oleh mikrokontroller. Sensor suhu NTC awalnya memiliki nilai resistansi yang tinggi untuk membatasi arus yang mengalir, saat mendeteksi panas nilai resistansinya akan menurun seiring bertambahnya suhu. Terdapat rangkaian tambahan berupa resistor 10 K yang berfungsi sebagai pembagi tegangan pada sensor NTC. Gambar 3.14 menunjukkan schematic rangkaian NTC.



Gambar 3.14. Schematic Rangkaian NTC



30



Untuk Rangkaian tambahan pada Gambar 3.14 tersebut adalah resistor 10 K yang ditempatkan di kanan PCB sehingga penempatan sensor NTC pada PCB lebih effisien. Gambar 3.15 merupakan desain penempatan rangkaian tambahan sensor NTC 10K pada PCB.



Gambar 3.15. Board Rangkaian Tambahan Sensor Suhu NTC



Kemudian Gambar 3.16 menunjukkan tampilan real dari penempatan rangkaian tambahan sensor suhu NTC.



Gambar 3.16. Hardware Rangkaian Tambahan Sensor Suhu NTC



31



3.2.6 Perencanaan SMS SIM800L V1 Pada proyek akhir ini menggunakan SMS sebaga media infoermasi jarak jauh yang nantinya akan mengirim gangguan pada saat NH -Fuse putus, NH Fuse Holder tembus dan NH-Fuse tidak terpasang sempurna . SIM800L V1 ini mempunyai vcc 3,4 v- 4,4 v tetapi modul ini akan stabil saat berada pada vcc 3,7 v sehingga dibutuhkan modul tambahan yaitu modul MP1584 buck converter untuk menurunkan tegangan dari 5 v DC menjadi 3,7 v, Gambar 3.17 yaitu perancangan SIM800L V1 pada rangkaian board.



Gambar 3.17. Board SIM800L V1



Pada rangkaian board Gambar 3.17 posisi dari SIM800L V1 ditempatkan sebelah LCD oled sudah cukup efisien karena ukuran modul sms yang kecil sehingga tidak memerlukan tempat yang terlalu banyak pada rangkain board, Gambar 3.18 menunjukkan tampilan real posisi SIM800L V1 pada rangkaian board.



32



Gambar 3.18. Hardware SIM800L V1



3.2.7 Perencanaan LCD Oled 1.3 Inch I2C 128x64 Display Pada proyek akhir ini tampilan jarak dekat menggunakan LCD Oled terbuat dari karbon dan hidrogen. Untuk komunikasi dengan Mikrokontroler menggunakan Komunikasi I2C, menggunakan 2 pin yaitu pin Sda dan Pin Scl, sehingga Menghemat Pin yang digunakan, Lcd Oled tersebut nantinya akan menampilkan nilai arus, tegangan, dan suhu pada setiap fasa R-S-T. Gambar 3.19 yaitu tampilan desain rangkaian LCD Oled pada board.



Gambar 3.19. Board LCD Oled



Gambar 3.19 menunjukan posisi LCD Oled pada rangkaian board PCB, karena LCD mempunyai ukuran yang cukup kecil sehingga dapat langsung dipasang pada board. Pada Gambar 3.20 merupakan tampilan real dari LCD Oled.



33



Gambar 3.20. Hardware LCD Oled



3.2.8 Perencanaan Akrilik Pada proyek akhir ini menggunakan akrilik untuk penempatan alat dan komponen, alat yang berada pada akrilik tersebut yaitu board, nh-fuse 6A, mcb 2A, konektor kabel dan instalasi dari kabel. Instalasi pengkabelan pada kabel tersebut berada pada bawah akrilik dan untuk desain akrilik proyek akhir berbentuk U serta diberi tutup untuk sebelah kanan dan kiri agar nantinya dapat terlihat lebih rapi. Gambar 3.21 menunjukkan desain akrilik dan ukurannya sebelum dicetak.



Gambar 3.21. Desain Akrilik



34



Gambar 3.21 merupakan desain dan ukuran pada akrilik, horizontal pada desain akrilik tersebut berukuran 42 cm dan ukuran vertikal bagian datar yaitu 29 cm kemudian untuk ukuran kaki akrilik yang berbentuk L dengan ukuran 5 cm dan 4 cm. 3.2.9 Perencanaan Deteksi Gangguan Pada NH-Fuse Pada proyek akhir ini alat prototipe dirancang untuk mendeteksi gangguan NH-Fuse dengan menggunakan NH-Fuse 6A dan mcb 2A sebagai simulasi NH-Fuse putus, komponen tersebut dirangkai dengan sumber 1 fasa diparalel dijadikan seperti sumber R S T kemudian menuju mcb 1 fasa dengan rating mcb 2A lalu menuju NH-Fuse 6 A dan dilanjutkan ke beban , lalu mcb 1 fasa untuk simulasi gangguan tahanan isolasi fuse holder bocor. Serta melakukan pemasangan NH-Fuse dengan tidak memasukkannya penuh ke fuse holder untuk simulasi gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna. Gambar 3.22 merupakan rangkaian perencanaan gangguan pada NH-Fuse.



Gambar 3.22. Prototipe Alat Pendeteksi Dini Gangguan NH-Fuse



untuk gangguan yang pertama yaitu mensimulasikan gangguan NH-Fuse putus dengan mcb trip yaitu memberikan beban pada mcb



35



hingga melebihi batas mcb 2A jika mcb tersebut trip maka sistem akan menganggap bahwa NH-Fuse tersebut sudah putus lalu sistem tersebut akan mengirimkan informasi gangguan tersebut berupa sms. Gangguan yang kedua yaitu tahanan isolasi fuse holder bocor/tembus sehingga terdapat tegangan pada fuse holder, fuse holder merupakan dudukan / tempat untuk memasang NH-Fuse , pada perencanaan sistem proyek akhir ini diberikan sensor tegangan pada fuse holder, yang berfungsi untuk mendeteksi apabila terdapat tegangan pada fuse holder, untuk simulasi gangguan tahanan isolasi fuse holder bocor yaitu dengan menyalakan mcb 2A untuk memberikan tegangan pada fuse holder, apabila pada fuse holder terdapat tegangan maka sistem akan menganggap bahwa tahanan isolasi fuse holder sudah bocor/ tembus lalu sistem akan mengirimkan informasi gangguan tersebut berupa sms. Gangguan yang ketiga yaitu NH-Fuse tidak masuk sempurna pada, pada perencanaan sistem proyek akhir ini diberikan sensor suhu pada NH-Fuse yang berfungsi untuk mendeteksi suhu apabila NH- Fuse tidak masuk sempurna maka akan cepat panas untuk simulasinya dengan memasang NH-Fuse dengan tidak dimasukkan secara sempurna ke fuse holder kemudian diberikan beban masing masing fasa sama , apabila suhu sudah melebihi >32 ℃ maka sistem akan menganggap bahwa NH- Fuse tidak masuk sempurna lalu sistem akan mengirimksn informasi gangguan berupa sms.



36



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Dalam bab ini akan dilakukan pengujian dan analisa sub-bagian pada sistem sesuai dengan perencanaan yang telah dilakukan pada BAB III. Pengujian dimaksudkan untuk mendapatkan evaluasi terhadap hasil dari rangkaian maupun sistem agar diperoleh kinerja yang sesuai dengan yang diharapkan. Adapun metode pengujian dapat dijelaskan pada sub Bab 4.1. 4.1



METODE PENGUJIAN



Pada proyek akhir ini terdapat 2 metode pengujian, medote yang pertama yaitu pengujian secara partisi dan metode yang kedua yaitu pengujian integrasi sistem. Pengujian partisi ini dilakukan dengan menguji beberapa peralatan secara terpisah yang akan digunakan didalam sistem. Sedangkan pada pengujian integrasi yaitu akan menguji kemampuan sistem secara keseluruhan sesuai dengan blok diagram. Pengujian integrasi pada proyek akhir ini bermaksud untuk mengetahui apakah sistem dapat mendeteksi gangguan NH-Fuse putus, isolasi Fuse holder bocor dan , lalu dapat menyampaikan gangguan tersebut berupa informasi kepada PLN melalui sms. hardware dan software yang telah dirangkai selama ini menentukan baik atau tidak saat dilakukan pengujian integrasi, sehingga jika hardware dan software sudah dalam keadaan baik harusnya pengujian integrasi ini berjalan dengan lancar. Agar pengujian integrasi berjalan lancar maka sangatlah diperlukan pengujian secara partisi, agar komponen disetiap sistem berjalan sesuai dengan yang diharapkan terutama pada sensor tegangan,arus dan sensor suhu karena akurasi dari sensor tersebut merupakan inti dari keberhasilan dari proyek akhir ini, tetapi pengiriman informasi juga penting karena tujuan akhir pada alat ini adalah dapat memberikan informasi apabila terjadi gangguan NH-Fuse kepada PLN melalui sms. 37



38



Pengujian secara partisi bertujuan bukan hanya untuk mengetahui akurasi dan kondisi komponen tetapi untuk sensor arus dan sensor tegangan juga untuk keperluan kalibrasi yaitu untuk mengetahui rumus pembacaan sensor yang pada akhirnya juga mempengaruhi akurasi dari sensor tersebut. Sedangkan untuk sensor suhu tidak membutuhkan kalibrasi. Kesulitan pada proyek akhir ini sebagian besar adalah untuk memperoleh pembacaaan dengan error yang sangat kecil, sehingga untuk melakukan kalibrasi haruslah dilakukan dengan sangat teliti dan berulang ulang hingga mencapai error terkecil. 4.2



PENGUJIAN PARTISI



Pengujian secara partisi ini ada beberapa tahap, mulai dari kalibrasi, hasil baca ADC, hasil pengujian. adapun pengujian parsial dari sistem yang dilakukan terdiri dari beberapa pengujian yang meliputi: 1. Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B 2. Pengujian Sensor Arus SCT-013-010 3. Pengujian Sensor Suhu NTC 10K 4. Pengujian LCD Oled 5. Pengujian SIM 800L V1 4.2.1 Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B Sensor tegangan yang digunakan pada proyek akhir ini adalah ZMPT101B berjumlah 4 buah. Sensor tegangan diletakkan pada setiap fasa R,S dan T dan pada fuse holder. Sensor tegangan pada rancangan alat proyek akhir ini berfungsi sebagai tempat untuk input tegangan, sehingga ketika sensor tegangan terpasang pada kabel setiap fasa maka sensor tegangan akan bekerja dan melalui mikrokontroller ARM STM32F1 kemudian Sensor akan langsung dapat mendeteksi tegangan 220v tanpa rangkaian tambahan sehingga sensor ini mudah digunakan dan banyak yang menggunakan, output sensor ini langsung fasa-netral yang nantinya untuk mengukur tegangan listrik pln 220v. Berikut pengujian sensor tegangan terdapat 2 tahapan,yaitu : 1. Melakukan kalibrasi untuk mencari rumus persamaan ADC 2. Mencari Error pembacaan sensor tegangan



39



Untuk pengujian yang pertama yaitu mencari rumus persamaan dengan perbandingan antara tegangan dan ADC, langkah ini dimulai dengan sampling tegangan dari 100 Volt-230 Volt,untuk tegangan dibawah 100 V tidak dilakukan karena pada proyek akhir ini tegangan operasi pada sistem ini sekitar tegangan 220 Volt. Gambar 4.1 menunjukkan wiring rangkaian kalibrasi sensor tegangan ZMPT101B.



Gambar 4.1. Wiring Rangkaian Pengujian Sensor tegangan ZMPT101B



Pada Gambar 4.1 untuk sumber yang digunakan adalah variac dengan kalibrasi antara tegangan 100-230 Volt dengan interval 10 Volt dengan menggunakan tang ampere sebagai voltmeter sebagai pembaca tegangan untuk dibandingkan dengan ADC yang dibaca oleh mikrokontroller dan ditampilkan oleh LCD sehingga menghasilkan rumus persamaan ADC. Selanjutnya adalah proses saat pengujian sensor tegangan menggunakan sumber variac. Gambar 4.2 merupakan proses kalibrasi sensor tegangan.



Gambar 4.2. Proses Pengujian Sensor Tegangan



40



Proses pada Gambar 4.2 proses kalibrasi langsung menggunakan 4 buah sensor ZMPT101B serta sensor sudah dalam board selain menghemat waktu kalibrasi dan agar tidak ada perbedaan tegangan pada keempat sensor tegangan saat dalam suatu sistem alat, meskipun ada perbedaan tapi tidak terlalu besar. Untuk kesulitan pada saat kalibrasi sensor tegangan yaitu nilai pada adc selalu berubah ubah sehuingga harus dilakukan dengan teliti pembacaan adc sensor ZMPT101B, dari permasalahan tersebut haruslah mengambil nilai yang cenderung muncul dan melakukan hal tersebut secara konsisten dari semua samplin agar rumus yang didapat stabil dan sebanding. Tabel 4.1 menunjukkan data kalibrasi sensor tegangan ZMPT101B. Tabel 4.1. Data Kalibrasi Sensor Tegangan ZMPT101B



R Tegangan (Volt) 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230



S



T



F



ADC 508 532 551 575 595 617 634 653 670 692 710 739 747 758



647 672 702 729 751 779 801 826 849 872 898 941 943 951



229 252 274 298 318 342 364 383 398 414 427 451 452 462



332 357 378 395 412 425 440 454 466 478 491 506 507 514



Pada Tabel 4.1 didapat hasil nilai ADC sensor tegangan ZMPT101B dari beberapa data tegangan yang diambil yaitu antara 100-



41



230 Volt. Dari nilai ADC ini rumus persamaan didapat, proses mendapatkan rumus persamaan yaitu dari nilai tegangan dan adc yang nantinya dibuat grafik dengan sumbu X nilai ADC dan sumbu Y nilai tegangan, jika nilai R cenderung mendekati nilai 1 maka nilai persamaan tersebut baik dan jika tampilan garis persamaan tersebut lurus atau tidak berbelok maka artinya nilai antara adc dan tegangan tersebut sebanding atau sesuai. Tetapi pada saat kalibrasi tegangan ZMPT101B grafik sedikit berbelok namun hasil error masih masuk dalam toleransi. Gambar 4.3 merupakan hubungan grafik antara tegangan dan ADC fasa R.



Sumbu Y



Grafik Sensor ZMP101B Phase R 240 220 200 180 160 140 120 100



y = 0,5086x - 161,28 R² = 0,9966



500



600



700



800



Sumbu X Gambar 4.3. Grafik Sensor Tegangan Fasa R



Dari Gambar 4.3 grafik fasa R hubungan antara tegangan dan ADC nilai R²=0,9966 artinya rumus meskipun pada grafik sedikit berbelok tetapi masih termasuk sebanding atau mempunyai perbedaan nilai tegangan dengan adc yg teratur, kemudian didapat persamaan y = 0,5086x - 161,28 lalu dimasukkan rumus persamaan pada kodingan stm32cubeide seperti ini V4_RMS = (ADC_RMS_V4 x 0,5086) - 161,28. Gambar 4.4 menunjukkan rumus pada program stm32cubeide.



42



Gambar 4.4. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa R



Pada Gambar 4.4 merupakan rumus persamaan pada kodingan stm32cubeide yang sudah dimasukkan nilai persamaan pada grafik sensor tegangan fasa R lalu akan menjadi sebuah nilai Vrms atau nilai tegangan yang sesungguhnya. Begitu pula dengan fasa S proses codingannya sama dengan proses diatas, lalu untuk gambar hubungan grafik antara tegangan dan ADC fasa S pada Gambar 4.5.



Sumbu Y



Grafik Sensor ZMPT101B Phase S 240 220 200 180 160 140 120 100



y = 0,4071x - 165,34 R² = 0,9937



600



700



800



900



Sumbu X Gambar 4.5. Grafik Sensor Tegangan Fasa S



1000



43



Pada Gambar 4.5 grafik fasa S hubungan antara tegangan dan ADC nilai R² 0,9937 dan dari grafik tersebut didapat persamaan y = 0,4071x – 165,34. lalu dimasukkan rumus persamaan pada kodingan stm32cubeide seperti ini V3_RMS = (ADC_RMS_V3 x 0,4071) - 164,34. Gambar 4.6 merupakan rumus pada program stm32cubeide.



Gambar 4.6. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa S



Lalu pada fasa T , grafik hubungan antara arus dan ADC fasa T ditunjukkan pada Gambar 4.7.



Grafik Sensor ZMPT101B Phase T 240 y = 0,5335x - 27,964 R² = 0,9839



220



Sumbu Y



200 180 160 140 120 100 200



250



300



350



400



450



Sumbu X Gambar 4.7. Grafik Sensor Tegangan Fasa T



500



44



Gambar 4.7 grafik fasa T hubungan antara tegangan dan ADC nilai R² 0,9839 dan didapat persamaan y = 0,5335x – 27,964 lalu dimasukkan rumus persamaan pada kodingan stm32cubeide seperti ini V2_RMS = (ADC_RMS_V2 x 0,4071) - 164,34. Gambar 4.8 menunjukkan rumus pada program stm32cubeide.



Gambar 4.8. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa T



Lalu untuk sensor tegangan yang digunakan untuk mendeteksi gangguan pada Fuse holder yang diberi nama fasa F. Gambar 4.9 menunjukkan grafik hubungan antara arus dan adc pada fasa F.



Sumbu Y



Grafik Sensor ZMPT101B Phase F 240 220 200 180 160 140 120 100



y = 0,706x - 145,39 R² = 0,9786



300



350



400



450



500



Sumbu X Gambar 4.9. Grafik Sensor Tegangan Fasa F



550



45



Gambar 4.9 grafik fasa F hubungan antara tegangan dan ADC nilai R² 0,9786 dan didapat persamaan y = 0,706x – 145,39 lalu dimasukkan rumus persamaan pada kodingan stm32cubeide seperti ini V1_RMS = (ADC_RMS_V2 x 0,706) - 145,39. Gambar 4.10 menunjukkan rumus pada program stm32cubeide.



Gambar 4.10. Rumus Persamaan Sensor Tegangan Fasa F



Dari keempat grafik diatas fasa R,S,T dan fasa F merupakan grafik yang tergolong baik karena grafik tersebut termasuk linier bisa dilihat R² pada keempat grafik tersebut, grafik R² fasa R adalah 0,9966 kemudian R² fasa S adalah 0,9937 lalu pada fasa T adalah 0,9839 dan pada Fasa F adalah 0,9786 yang artinya grafik tersebut masih linier karena masih sangat mendekati dengan nilai 1. Pada tahapan ini sudah mendapat rumus persamaan dan sudah dimasukkan dalam prorgram Mikrokontroller STM32F103C8T6 sehingga proses kalibrasi sudah selesai. Setelah melakukan pengujian kalibrasi tahap selanjutnya yaitu menggunakan rumus tadi sebagai pembacaan dan membandingan sensor tegangan dengan alat ukur tang ampere untuk mencari error dari hasil baca tegangan rms (Vrms) atau tegangan yang sebenarnya, untuk rangkaian pengujian error tegangan sama dengan rangkaian pengujian kalibrasi yang telah dilakukan yaitu menggunakan sumber variac yang tegangannya nanti diubah-ubah dari 100-230V. Gambar 4.11 merupakan hasil perbandingan alat ukur dengan sensor tegangan ZMPT101B.



46



Gambar 4.11. Perbandingan Antara Alat Ukur Dengan Sensor Tegangan



Gambar 4.11 merupakan perbandingan sensor tegangan yang sudah dikalibrasi dengan alat ukur tang ampere. Kemudian pada Tabel 4.2 menunjukkan hasil data perbandingan alat ukur dengan sensor tegangan ZMPT101B. Tabel 4.2. Data Perbandingan Alat Ukur Dengan Sensor Tegangan



Dari perbandingan alat ukur dan sensor tegangan pada Tabel 4.2 tersebut pengukuran untuk sensor tegangan pada semua fasa sangat baik, karena error sekitar < 5% dan rata rata error < 2 % sehingga sensor tegangan ZMPT101B pada setiap fasa layak untuk digunakan, untuk rumus error diatas menggunakan rumus sebagai berikut: 𝑉𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐 − 𝑉𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = 𝑥 100 𝑉𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐



47



Pada tahap ini pengujian untuk sensor tegangan secara partisi sudah selesai, hasil pengujian tersebut mempunyai error 0 Volt dan gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna yang dideteksi dengan sensor suhu dengan parameter suhu >32 ℃, untuk keadaan normal tegangan pada tiap fasa diberi sumber tegangan jala -jala dan arus tidak lebih dari 2A. Pengujian ini menggunakan sumber 1 fasa dan beban rumah tangga(setrika,rice cooker,kipas angin dan laptop), tujuan utama pengujian ini yaitu apakah ketika terjadi gangguan pada alat dapat mengirimkan pesan berupa sms ke hp dan ketika keadaan normal lcd pada alat dapat memonitoring nilai arus, tegangan dan suhu . Gambar 4.26 menunjukkan hasil rangkaian integrasi alat sistem.



60



Gambar 4.26. Rangkaian Integrasi Sistem



Pada Gambar 4.26 merupakan tampilan real dari pengujian integrasi sistem, pengujian integrasi sistem ini dibagi menjadi 2 yaitu pengujian pada saat keadaan normal dan pengujian pada saat terjadi gangguan, ketika dalam ke adaan normal sistem akan melakukan monitoring nilai tegangan dan arus dari fasa R,S, dan T pada lcd, kemudian untuk pengujian dalam keadaan gangguan yaitu pada saat terjadi NH-Fuse putus, isolasi NH-Fuse bocor/tembus dan NH-Fuse tidak terpasang sempurna.



4.3.1 Pengujian Ketika Dalam Keadaan Normal Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah seluruh komponen terutama sensor tegangan, arus dan suhu dapat berjalan normal dan lcd dapat menampilkan hasil ukur dari sensor tegangan, arus dan suhu sehingga alat ini berfungsi sebagai monitoring tegangan,arus dan suhu pada PHB-TR tersebut.pada pengujian normal ini tegangan harus 198231 sesuai dengan SPLN 1:1995 bahwa batas tegangan pleyanan yaitu -10% dan +5% dari 220 Volt dan arus tidak boleh lebih dari rating NH-Fuse, pada alat saya menggunakan pembatas mcb 2 A sehingga arus



61



pada saat keadaan normal tidak boleh melebihi 2 A . Gambar 4.27 menunjukkan rangkaian pengujian integrasi sistem yang digunakan.



Gambar 4.27. Rangkaian Pengujian Integrasi Sistem



Pada Gambar 4.27 tersebut sumber yang digunakan sumber 1 fasa dengan dilakukan paralel sehingga menjadi fasa R S dan T dan dengan menggunakan beban peralatan rumah tangga seperti setrika, rice cooker, dan laptop , untuk parameter perbandingan nilai arus dan tegangan menggunakan tang ampere dan untuk parameter perbandingan nilai suhu menggunakan thermometer digital, tujuan pengujian ini yaitu apakah alat ini bisa melakukan monitoring nilai tegangan,arus dan suhu dengan error yang kecil sesuai pengujian partisi dan bisa melakukan monitoring dengan lcd Oled, pada pengujian dalam keadaaan normal ini modul sim800l v1 atau sistem infomasi gangguan tidak bekerja karena arus dalam pengujian ini tidak melebihi rating mcb. Gambar 4.28 menunjukkan pengujian integrasi dalam keadaan normal.



62



Gambar 4.28. Pengujian Integrasi Keadaan Normal



Gambar 4.28 pengujian integrasi dalam keadaan normal artinya tanpa adanya gangguan jadi untuk nilai arus pada beban maksimal 2 A tidak melebihi rating MCB, pada saat keadaan normal maka sim800l tidak bekerja tetapi sistem hanya memonitoring keadaan arus dan tegangan dan suhu. Tabel 4.5 menunjukkan data hasil integrasi sensor arus dalam keadaan normal. Tabel 4.5. Data Hasil Integrasi Sensor Arus Keadaan Normal



Pada Tabel 4.5 Saat pengujian partisi dan integrasi dalam keadaan normal pada sensor arus terlihat tidak cukup jauh, pada pengujian integrasi ini error paling tinggi pada fasa R 4,48%, fasa S 6.25% dan fasa T 6.25%, dengan rata rata error fasa R 0,95 % ,Fasa S 2,22 % dan FasaT 1,43% bahkan lebih bagus saat pengujian integrasi dari pada saat pengujian partisi, data hasil selanjutnya yaitu pengukuran pada sensor tegangan ZMPT101B. Tabel 4.6 menunjukkan data hasil integrasi sensor tegangan keadaan normal.



63 Tabel 4.6. Data Hasil Integrasi Sensor Tegangan Keadaan Normal



Akurasi pada pengujian integrasi sensor tegangan pada Tabel 4.6 ini memiliki error hampir sama saat partisi, rata-rata error sensor tegangan pada saat pengujian dalam keadaan normal fasa R adalah sekitar 0.45%, fasa S 0.76% dan untuk fasa T 0.60%, dalam pengujian sensor tegangan tanpa gangguan ini nilai error ketiga sensor cukup baik sekitar kurang lebih 1%, sehingga integrasi yang ditunjukkan oleh sensor tegangan ini dalam keadaan baik. Tabel 4.7 menunjukkan data hasil integrasi sensor suhu dalam keadaan normal. Tabel 4.7. Data Hasil Integrasi Sensor Suhu Keadaan Normal



Suhu Thermometer 29,1 30,2 31,8 Error Rata Rata



Fasa R Error Tsensor (%) 28 3,7 28,9 4,3 30,2 5,03



Fasa S Error Tsensor (%) 28,7 1.37 29,4 2,64 30,9 3



Fasa T Error TSensor (%) 28,8 1,01 29,6 1,98 31,1 2.20



4,343333333



3



1,495



Pada Tabel 4.7 merupakan hasil integrasi sensor suhu saat dilakukan pengujian integrasi keadaan normal, rata-rata persentase error sensor suhu pada fasa R 4,3 %, fasa S 3 % sedangkan pada fasa T 1,49% sensor suhu masih cukup bagus dan sensor suhu masih layak digunakan.



64



4.3.2 Pengujian Ketika Dalam Keadaan Gangguan Inti dari proyek akhir ini yaitu saat terjadi gangguan pada NHFuse maka alat dapat memberikan informasi gangguan melalui sms kepada handphone petugas PLN sehingga petugas dapat mengetahui gangguan lebih cepat dari pada laporan pelanggan, pengujian ini dilakukan dengan menggunakan rangkaian yang sama dengan pengujian tanpa gangguan hanya saja bebannya berbeda dan pada saat pengujian dalam keadaan gangguan ini modul sim800l v1 bekerja mengirimkan informasi gangguan. Pada keadaan gangguan ini yaitu mendeteksi gangguan NH-Fuse putus, isolasi NH-Fuse bocor/ tembus dan NH-Fuse terpasang tidak sempurna kemudian nantinya di informasikan melalui sms dengan bantuan modul sms 800l v1 dan pada lcd oled menampilkan angka 1-3 berikut arti kode fault pada lcd oled : 1.Gangguan NH-Fuse Putus 2.Fuse Holder bocor/tembus 3.NH-Fuse tidak terpasang sempurna Berikut jenis-jenis gangguan yang dideteksi oleh sistem : 4.3.2.1 Gangguan NH-Fuse Putus gangguan yang akan dideteksi pada proyek akhir ini yaitu gangguan NH-Fuse putus, sistem akan mendeteksi ketika NH-Fuse putus dari ketiga fasa R S T, jadi pada saat NH-Fuse putus dengan simulasi mcb trip maka sistem akan memberikan informasi gangguan berupa jenis gangguan dan data nilai tegangan dan arus ketika fasa trip sedangkan pada LCD Oled akan memberikan indormasi berupa kode fault 1 yaitu artinya gangguan NH-Fuse putus. Indikasi bahwa NH-Fuse putus yaitu ketika sensor arus dan tegangan mendeteksi arus 0 dan tegangan sesuai dengan tegamgan sumber yang mengalir pada NH-Fuse pada NH-Fuse. Gambar 4.29 menunjukkan saat terjadi over current dan waktu sampai NH-Fuse putus, Gambar 4.30 tampilan real ketika MCB fasa R trip, Gambar 4.31 ketika indikasi fault saat NH-Fuse trip dan Gambar 4.32 menunjukkan informasi gangguan NH-Fuse putus fasa R.



65



Gambar 4.29. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB



R S T Gambar 4.30. MCB Fasa R Trip



Gambar 4.31. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip



66



Gambar 4.32. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa R



Pada Gambar 4.29 merupakan tampilan lcd saat arus melebihi batas maksimal mcb yang digunakan yaitu 2 A dan waktu lama mcb trip fasa R saat beban melebihi rating mcb saat 01.12 Menit, pada Gambar 4.30 tampilan real saat simulasi NH-Fuse putus fasa R menggunakan MCB dengan parameter tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral) dan arus = 0 A dan saat terjadi gangguan NH-Fuse putus pada LCD akan muncul tulisan fault : 1 yang mengindikasikan gangguan NH-Fuse putus seperti pada Gambar 4.31, setelah terjadi ganguan NH-Fuse putus maka alat akan mendeteksi terjadi gangguan dan mengirimkan notifikasi gangguan berupa sms pada Gambar 4.32. Selanjutnya, Gambar 4.33 menunjukkan pada saat terjadi over current dan waktu sampai NH-Fuse putus, serta Gambar 4.34 tampilan real ketika MCB fasa S trip, Gambar 4.35 ketika indikasi fault saat NH-Fuse trip dan 4.36 menunjukkan informasi gangguan NH-Fuse putus fasa S.



Gambar 4.33. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB



67



R S T Gambar 4.34. MCB Fasa S Trip



Gambar 4.35. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip



Gambar 4.36. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa S



68



Sama seperti saat NH-Fuse putus fasa pada fasa R Pada gambar 4.33 tampilan lcd saat arus melebihi batas maksimal mcb yang digunakan yaitu 2 A dan waktu lama mcb trip fasa S saat beban melebihi rating mcb saat 1.48 menit, pada gambar 4.34 tampilan real saat simulasi NH-Fuse putus fasa S menggunakan MCB dengan parameter tegangan sesuai tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral) dan arus = 0 A dan saat terjadi gangguan NH-Fuse putus pada LCD akan muncul tulisan fault : 1 yang mengindikasikan gangguan NH-Fuse putus seperti pada Gambar 4.35, setelah terjadi ganguan NH-Fuse putus maka alat akan mendeteksi terjadi gangguan dan mengirimkan notifikasi gangguan berupa sms pada Gambar 4.36. Lalu, Gambar 4.37 menunjukkan pada saat terjadi over current dan waktu sampai NH-Fuse putus, Gambar 4.38 tampilan real ketika MCB fasa S trip ,Gambar 4.39 ketika indikasi fault saat NH-Fuse trip dan Gambar 40 menunjukkan informasi gangguan NH-Fuse putus fasa T.



Gambar 4.37. Arus Melebihi Batas Maksimal rating MCB



R S T Gambar 4.38. MCB Fasa T Trip



69



Gambar 4.39. Indikasi Fault Saat NH-Fuse Trip



Gambar 4.40. Informasi SMS NH-Fuse Putus Fasa T



Gangguan selanjutnya NH-Fuse putus fasa T Pada gambar 4.37 tampilan lcd saat arus melebihi batas maksimal mcb yang digunakan yaitu 2 A dan waktu lama mcb trip fasa T saat beban melebihi rating mcb sekitar 1.34 Menit, pada Gambar 4.38 tampilan real saat simulasi NH-Fuse putus fasa t menggunakan MCB dengan parameter tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral) dan arus = 0 A dan saat terjadi gangguan NH-Fuse putus pada LCD akan muncul tulisan fault : 1 yang mengindikasikan gangguan NH-Fuse putus seperti pada Gambar 4.39, setelah terjadi ganguan NH-Fuse putus maka alat akan mendeteksi terjadi gangguan dan mengirimkan notifikasi gangguan berupa sms pada Gambar 4.40. gangguan pada saat NH-Fuse putus pada tiap fasa dari data diatas waktu MCB trip berbeda beda, serta waktu Pengiriman informasi pada saat putus sampai dengan informasi masuk ke handphone yaitu sekitar 5 detik.



70



Percobaan putusnya NH-Fuse dilakukan dengan memberikan arus melebihi rating mcb 2A merk shukaku. Tabel 4.8 menunjukkan data gangguan NH-Fuse putus. Tabel 4.8. Data Gangguan NH-Fuse Putus



Data tabel 4.8 merupakan percobaan pada saat arus melebihi batas mcb yaitu 2A, percobaan putusnya NH-Fuse ini dilakukan dengan memberikan arus melebihi rating/batas mcb yaitu sekitar 3.20 Ampere dan berhubungan dengan waktu putusnya NH-Fuse. Pada data pertama yaitu ketika fasa R melebihi batas mcb dengan nilai 3.13 A dengan waktu trip 1.12 menit, kemudian data kedua ketika fasa S melebihi batas mcb dengan nilai arus 3.23A dengan waktu trip 1.48 detik selanjutnya data ketika fasa T melebihi batas mcb dengan nilai arus 3.25 A dengan waktu 1.34 menit. 4.3.2.2 Gangguan Tahanan Isolasi Fuse Holder Tembus/Bocor Gangguan kedua yang akan dideteksi pada proyek akhir ini yaitu gangguan tahanan isolasi fuse holder tembus, Gangguan ini menggunakan mcb sebagai simulasi/penyalur tegangan fuse holder tembus yang dihubungkan antara NH-Fuse ke fuse holder jadi fungsi mcb pada gangguan ini sebagai simulasi bahwa ketika mcb off maka sistem dalam keadaan normal dan ketika mcb on maka sensor tegangan akan mendeteksi bahwa terdapat tegangan >0 Volt lalu sistem mendeteksi bahwa telah terjadi gangguan fuse holder tembus. Percobaan gangguan ini hanya menggunakan mcb 2A karena pada simulasi tahanan isolasi fuse holder tembus tidak membutuhkan arus tertentu karena indikasi dari gangguan ini yaitu apabila terdapat tegangan >0 Volt di fuse holder maka



71



akan dianggap sebagai gangguan. Gambar 4.43 menunjukkan simulasi isolasi Fuse Holder tembus, 4.44 menunjukkan Indikasi Fault Saat Fuse Holder tembus dan 4.45 menunjukkan informasi SMS isolasi NH-Fuse tembus fasa T.



OFF



ON



Gambar 4.41. Simulasi Isolasi Fuse Holder Tembus



Gambar 4.42. Indikasi Fault Saat Fuse Holder Tembus



Gambar 4.43. Informasi SMS Isolasi NH-Fuse Tembus Fasa T



72



gangguan tahanan isolasi fuse holder tembus ini menggunakan metode simulasi menghubungkan mcb antara fuse holder atau body dengan memasang sensor tegangan pada fuse holder untuk mendeteksi apabila ada tegangan > 0 Volt masuk ke fuse holder maka itu dianggap bahwa terjadi gangguan isolasi fuse holder tembus , pada Gambar 4.43 sebelah kiri ketika mcb off sebelum dilakukan simulasi maka tegangan belum masuk ke body/Fuse holder kemudian pada gambar 4.43 sebelah kanan saat mcb on sehingga tegangan akan mengalir ke fuse holder yang kemudian dideteksi oleh sensor tegangan dan informasi gangguan tersebut ditampilkan melalu lcd dengan tanda fault 2 seperti pada gambar 4.44 yang mengindikasikan terjadi gangguan Fuse Holder tembus dan gangguan tersebut disampaikan melalui sms dengan nilai tegangan ditunjukkan pada Gambar 4.45. 4.3.2.3 Gangguan NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna Gangguan ketiga yang dideteksi pada proyek akhir ini yaitu gangguan NH -Fuse terpasang tidak sempurna, simulasi gangguannya yaitu memasang NH-Fuse dengan tidak sepenuhnya masuk pada fuse holder dengan diberi beban laptop pada fasa R dan pada fasa S& T diberi beban setrika, jika sensor suhu mendeteksi bahwa suhu pada NH-Fuse melebihi > 32℃ maka sistem akan mendeteksi gangguan dan akan otomatis mengrimkan informasi gangguan berupa sms, gambar 4.46 menunjukkan kondisi NH-Fuse tidak terpasang sempurna , Gambar 4.47 Indikasi Fault Saat NH -Fuse tidak terpasang sempurna dan Gambar 4.48 menunjukkan informasi SMS gangguan NH -Fuse tidak terpasang sempurna fasa T.



Gambar 4.44. Kondisi NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna Fasa T



73



Gambar 4.45. Indikasi Fault Saat NH -Fuse Tidak Terpasang Sempurna



Gambar 4.46. Informasi SMS Gangguan NH -Fuse Tidak Terpasang Sempurna Fasa T



Gambar 4.46 merupakan tampilan real saat NH-Fuse tidak terpasang sempurna pada Fuse Holder fasa T yang dapat menyebabkan NH-Fuse putus/ Fuse Holder rusak untuk menndeteksi gangguan tersebut menggunakan sensor suhu dengan parameter > 32 ℃ saat suhu diatas 32 ℃ maka system akan menganggap bahwa telah terjadi gangguan NH Fuse terpasang tidak sempurna, pada Gambar 4.44 terlihat nilai Suhu pada tiap fasa Tr : 30.02 ℃ , Ts : 31.16℃, Tt : 32.50℃, suhu pada fasa T melebihi parameter yang ditentukan sehingga pada LCD menampilkan fault :3 yang mengindikasikan telah terjadi gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna dan system akan menganggap bahwa telah terjadi gangguan NH -Fuse terpasang tidak sempurna pada fasa T dan mengirimkan informasi gangguan berupa sms seperti pada gambar 4.48. lalu hasil waktu pengujian NH-Fuse tidak terpasang sempurna ditunjukkan pada Tabel 4.9.



74



Tabel 4.9. Data Pengujian NH-Fuse Tidak Terpasang Sempurna Suhu(T)



Waktu



Sms



Fasa R



fasa S



Fasa T



(menit)



Gangguan



29,4



30.2



30.4



0



X



29.5



30.5



31.5



50



X



29.9



31.1



32.5



135



✓



Dari Tabel 4.9 pada saat NH-Fuse tidak dipasang sempurna pada fasa T dengan beban pada fasa R = laptop pada fasa S & fasa T setrika, suhu pada tiap fasa hampir sama hanya selisih sedikit selanjutnya suhu setelah 50 menit terlihat perbedaan pada tiap fasa dan suhu pada NH-Fuse yang tidak terpasang sempurna lebih cepat panas dibandingkan fasa lainnya, setelah 135 menit suhu pada fasa T mencapai suhu 32.5℃ melebihi suhu maksimum yang ditentukan oleh program sehingga sistem akan otomatis mengirimkan notifikasi gangguan berupa sms kepada petugas.



BAB V PENUTUP Berdasarkan hasil perencanaan, pembuatan sistem dan pengujian hasil maka di dapat beberapa kesimpulan yang merupakan hasil dari keseluruhan proses pengerjaan proyek akhir ini. Penulis juga memberikan beberapa saran guna pengembangan dari sistem ini. 5.1



KESIMPULAN



Setelah melakukan perencanaan, pengujian, dan analisa proyek akhir ini secara keseluruhan, maka dapat diambil kesimpulan dari proyek akhir ini, yaitu : 1. 2.



3.



4.



5.



Alat prototipe ini mendeteksi 3 jenis gangguan yaitu NH-Fuse putus, isolasi NH-Fuse tembus dan NH-Fuse tidak sempurna. Saat terjadi gangguan Waktu pengiriman informasi gangguan dari sim800l v1 ke handphone sekitar 5 detik dengan menggunakan provider telkomsel. NH-Fuse putus ketika arus melebihi batas maksimal mcb yaitu 2A dan Indikasi pengiriman informasi gangguan NH-Fuse putus ketika arus 0 ampere dan tegangan sesuai dengan tegangan sekunder trafo 220 volt(fasa-netral), kemudian gangguan isolasi bocor ketika fuse holder terdapat tegangan dan gangguan NH-Fuse tidak terpasang sempurna pada saat suhu diatas 32℃. Pengujian ganggguan pada prototipe alat pendeteksi gangguan NH-Fuse ini masih menggunakan simulasi dan beban setrika, laptop dan rice cooker sehingga untuk hasilnya kurang mendekati dari apa yang terjadi dilapangan. Pada pengujian gangguan NH-fuse terpasang tidak terpasang sempurna pada fasa T Membutuhkan waktu 150 menit untuk mencapai suhu 32.5 ℃ dan beban yang digunakan pada fasa R= laptop, fasa S= Setrika, fasa T= setrika.



75



76



6.



7.



5.2



Metode perencanaan sistem alat pendeteksi gangguan NH-Fuse dengan notifikasi gangguan melalui sms ini sudah sesuai dengan apa yang direncanakan pada Bab 1. Prototipe alat pendeteksi dini gangguan NH-Fuse ini mampu mendeteksi gangguan NH-Fuse lebih cepat dari laporan pelanggan. SARAN



Dengan hasil yang telah diperoleh, maka perlu diperhatikan kembali dalam pembuatan alat serta dalam proses pengujian. Banyak hal yang nantinya diharapkan dapat dikembangkan dari sistem ini. Untuk memperbaiki kekurangan serta sebagai masukan untuk perbaikan sistem menjadi lebih sempurna, maka diberikan beberapa saran sebagai berikut: 1. Sebaiknya pengujian dilakukan dengan beban yang lebih besar sehingga hasil bisa mendekati dengan keadaan dilapangan. 2. Sebaiknya menggunakan sensor suhu dengan prinsip kerja menggunakan infrared. 3. Proses kalibrasi sensor arus dan sensor tegangan sebaiknya menggunakan metode yang lebih baik lagi dikarenakan masih terjadi error. 4. Untuk mengembangkan sistem ini sebaiknya menganalisa gangguan NH-Fuse lainnya sehingga nantinya pendeteksi gangguan NH-Fuse menjadi semakin bagus.



DAFTAR PUSTAKA [1].Isbahus Sururi, Alat Pendeteksi Dini Gangguan NH-Fuse Pada PHB-TR Berbasis SMS, Proyek akhir, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, 2019. [2].Kelompok Pembakuan Bidang Transmisi Dengan Surat Keputusan Direksi Perusahaan Umum Listrik Negara No.:077/DIR/88 tanggal 21 September 1988, Tegangan – Tegangan Standard, PT PLN(Persero), SPLN 1:1995. [3].Yogik Wibisono, Pembuatan Alat Pendeteksi Dini Kerusakan NH-FUSE Pada PHB-TR Berbasis SMS, Tugas akhir, Universitas Muhammadiyah Jember, 2017. [4].Tri joko Pramono, Ibnu Hajar, Sri Wahyuni, Studi Analisis Gangguan Perangkat Hubung Bagi Tegangan Rendah dan Upaya Mengatasinya Di PLN Area Tanjung Priok, Jurnal Energi & Kelistrikan, Vol 9, No. 1, Januari-Mei 2017. [5].Kelompok Pembakuan Bidang Distribusi Dengan Surat Keputusan Direksi Perusahaan Umum Listrik Negara No.: 1027/DIR/83 tanggal 5 April 1983, Kelompok Kerja Pola Pengamanan Sistem Distribusi dengan Surat Keputusan Direktur Pusat Penyelidikan Masalah Kelistrikan No.:1 022/L M K/84 tanggal 24 Agustus 1984, Petunjuk Pemilihan dan Penggunaan Pelebur Pada Sistem DIstribusi Tegangan Menengah, Departemen Pertambangan Dan Energi Perusahaan Umum Listrik Negara, SPLN 64:1985. [6] Wiranto Herry Utomo, Theophilus Wellem, Cahyo Rossy W, Perancangan dan Implementasi Sistem Informasi Layanan Short Messaging Service (SMS), Jurnal Informatika, vol. 2, no. 2, pp. 155-166, Desember 2006. [7].Philip Kane.Thermistors/Temperature Measurement with NTC Thermistors, Jameco Electronics, https://www.jameco.com/Jameco/workshop/techtip/temperature -measurement-ntc-thermistors.html, Diakses tanggal 7 Maret 2020.



77



78



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



LAMPIRAN



Berikut program LCD Oled & pengiriman gangguan oleh SIM800L V1 /* USER CODE BEGIN WHILE */ SSD1306_Init(); SSD1306_Fill(SSD1306_COLOR_BLACK); SSD1306_UpdateScreen();



SSD1306_GotoXY (30,5); SSD1306_Puts ("PLN - PENS", &Font_7x10, 1); SSD1306_GotoXY (15,15); SSD1306_Puts ("MUH WAHFIUDDIN", &Font_7x10, 1); SSD1306_GotoXY (30,30); SSD1306_Puts ("1303177039", &Font_7x10, 1); SSD1306_UpdateScreen(); //display SSD1306_Fill (0); WritePin(GPIOC,LED3_Pin, 0); HAL_Delay(3000); HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&ADC_value, 10); char * buffer1 = "AT\n"; char * buffer2 = "AT+CMGF=1\n"; char * buffer3 = "AT+CMGS=\"082139387905\" "; char * buffer5 = "\r\n"; char * buffer6 = "\x1a"; while (1){ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); SSD1306_Fill (0); sprintf(buffer_i2c, " V I T "); SSD1306_GotoXY (1,0); SSD1306_Puts (buffer_i2c, &Font_7x10, 1); HAL_Delay(800); 79



80



sprintf(buffer_i2c, "%4.0f | %4.2f | %4.2f", V4_RMS, I1_RMS, Temp_T1); SSD1306_GotoXY (1,18); SSD1306_Puts (buffer_i2c, &Font_7x10, 1); sprintf(buffer_i2c, "%4.0f | %4.2f | %4.2f", V3_RMS, I2_RMS, Temp_T2); SSD1306_GotoXY (1,28); SSD1306_Puts (buffer_i2c, &Font_7x10, 1); sprintf(buffer_i2c, "%4.0f | %4.2f | %4.2f", V2_RMS, I3_RMS, Temp_T3 ); SSD1306_GotoXY (1,38); SSD1306_Puts (buffer_i2c, &Font_7x10, 1); sprintf(buffer_i2c, "%4.0f, Fault : %2d", V1_RMS, Flag_Gangguan); SSD1306_GotoXY (1,53); SSD1306_Puts (buffer_i2c, &Font_7x10, 1); count += 1; if(Flag_Gangguan != 0 && Flag_KirimSMS == 1){ if(Flag_Gangguan == 1){ sprintf(buffer_SMS, "NH-Fuse putus pada fasa : %c \n Vr : %4.2f | Ir : %4.2f \n Vs : %4.2f | Is : %4.2f \n Vt : %4.2f | It : %4.2f", fasa_putus, V4_RMS, I1_RMS, V3_RMS, I2_RMS, V2_RMS, I3_RMS); } else if(Flag_Gangguan == 2){ sprintf(buffer_SMS, "Fuse Holder tembus pada fasa : T \n VT : %4.2f",V1_RMS); } else if(Flag_Gangguan == 3){ sprintf(buffer_SMS, "NH-Fuse tidak terpasang sempurna pada fasa: %c \n Tr : %4.2f \n Ts : %4.2f \n Tt : %4.2f ",fasa_putus, Temp_T1, Temp_T2, Temp_T3); } //SEND SMS __HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(&huart1);HAL_Delay(200); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer1,4,20); HAL_Delay(100);



81



HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer2,11,20); HAL_Delay(100); HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(&huart1);HAL_Delay(200); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer3,25,20); HAL_Delay(200); _HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(&huart1);HAL_Delay(200); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer5,2,20); HAL_Delay(200); HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(&huart1);HAL_Delay(200); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer_SMS,strlen (buffer_SMS),500); HAL_Delay(100); HAL_UART_FLUSH_DRREGISTER(&huart1);HAL_Delay(200); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)buffer6,4,10); Flag_KirimSMS = 0; } /* USER CODE END WHILE */



82



“Halaman ini sengaja dikosongkan”



PROFIL PENULIS



Nama Tempat/Tanggal Lahir Alamat No Handphone WA E-mail Hobi Motto



: Muhammad Wahfiuddin : Gresik, 23 Februari 1999 : Jl. Manunggal II RT 06 RW 01 Desa Pejangganan kec. Manyar kab. Gresik : 082333810321 : 082333810321 : [email protected] : Futsal : Sesuatu yang dapat dibayangkan pasti dapat diraih. Sesuatu yang bisa diimpikan pasti dapat diwujudkan.



Riwayat Pendidikan : • MI Irsyadul Ummah



Tahun 2005 – 2011



• SMPN 1 Bungah Gresik



Tahun 2011 – 2014



• SMAN 1 Sidayu Gresik



Tahun 2014 – 2017



• D3 Teknik Elektro Industri PENS



Tahun 2017– 2020



Penulis telah mengikuti seminar Proyek Akhir pada tanggal 23 Juli 2020, sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T.) di jurusan Teknik Elektro Industri - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. 83