BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem multi source

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem multi source
Sistem Multi Source adalah sebuah jaringan listrik yang menggunakan
beberapa sumber (pembangkit) untuk mensuplai daya dalam sebuah kawasan atau
daerah, sistem ini pada awalnya digunakan oleh PLN untuk mencukupi kebutuhan
listrik di Indonesia, seperti jaringan Sumatra, Jawa-Bali, Kalimantan dan jaringanjaringan lainya di Indonesia.
Gambar 2.1 Jaringan listrik Jawa-Bali
Saat ini sistem Multi Source juga mulai banyak digunakan untuk di
kawasan terpadu, seperti di kawassan Kelapa Gading Square (KGS) yang dikelola
PT. Cahaya Bintang Agung, di kawasan industri Cikarang, dan banyak kawasan
terpadu lainya.
Jaringan listrik sistem Multi Source yang digunakan untuk di kawasan
terpadu kelapa gading Square mulai dikemebangkan pada awal tahun 2008 dan
mulai beroperasi pada pertengahan tahun 2008 menggunakan dua sumber listrik
yaitu PLN dan Gas engine genset, seiring dengan peningkatan kebutuhan daya
listrik dan untuk meningkatkan kehandalan sistem, pada awal 2011 sistem tersebut
dikembangkan menjadi tiga sumber, sistem ini kita kenal dengan nama Triple
Source, sumber-sumber energy listrik itu adalah: Listrik PLN, Gas engine genset,
dan Diesel engine genset sesuai gambar 2.3.
6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
Gambar 2.2 Topolagi jaringan Multi Source
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
Gambar 2.3 Blok diagram sistem multi Source di KGS
Dalam menjaga kehandalan suplai daya listrik ketiga sumber bisa
digunakan salah satu sumber atau sinkron dua buah sumber, dan ataupun sinkron
ketiga-tiganya, dalam memilih pola operasi biasanya didasarkan pada tingkat
kehandalan suplai daya dan juga aspek ekonomis, adapun pola penggunaan
sumber listrik atau pola operasionalnya dapat dibagi menjadi beberapa sistem,
antara lain:
1. Menggunakan 1 sumber PLN.
2. Menggunakan sumber PLN dan Gas engine genset.
3. Menggunakan 1 sumber gas engine genset.
4. Menggunakan sumber gas engine genset dan Diesel Engine Genset.
5. Menggunakan 1 sumber diesel engine genset.
6. Menggunakan semua sumber yang disinkronkan kedalam satu jaringan
distribusi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
Gambar 2.4 Ruang Panel kontrol dan mimic panel Gas Engine
Semua kondisi jaringan bisa dengan mudah dimonitor dari satu tempat
melalui Mimic Panel diesel genset dan panel Master gas engine genset yang
berada di ruang kontrol gas engine sesuai gambar 2.4, dengan demikian semua
sumber listrik dapat beroperasi dengan aman dan handal.
2.2
Mimic Panel
Mimic panel adalah sebuah alat atau panel kontrol yang di gunakan untuk
membaca indicator-indicator atas suatu alat atau panel listrik yang berada pada
tempat yang berbeda, tanda-tanda pada mimic panel biasanya hanya berupa lampu
atau tanda sederhana lainya seperti tampak pada gambar 2.5 berikut.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
Gambar 2.5 Mimic panel diesel genset tampak luar dan dalam
Karena jarak antara diesel engine ke ruang kontrol gas engine yg cukup
jauh, maka di gunakan IO remote PLC, status DG yeng telah di ambil oleh master
PLC di kirimkan ke mimic panel melalui remote IO, yaitu digital IO dan Analog
IO. Digital IO di gunakan untuk status unit genset dan Circuit Breaker (CB)-nya,
sedangkan Analog IO di gunakan untuk nilai total beban diesel genset seperti
dijelaskan dalam gambar 2.6 berikut.
Gambar 2.6 Wiring diagram mimic panel
Untuk menyalakan lampu indicator status unit genset ataupun CB-nya,
digital IO akan mengeluarkan tegangan untuk menghidupkan relai, dan
selanjutnya relai di gunakan sebagai switch untuk menghidupkan lampu indicator
seperti digambarkan pada gambar 2.6.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
2.2.1 Relai
Relai adalah sebuah peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar
otomatis yang bekerja berdasarkan medan magnet, bentuk relai dapat dilihat pada
gambar 2.7, bila kumparan magnet dalam relai dihubungkan dengan sumber
tegangan makan akan mengalir arus listrik sehingga akan menimbulkan medan
magnet, dengan medan magnet tersebut kontak relai yang tadinya terbuka akan
menjadi tertutup dan sebaliknya yang tadinya tertutup akan menjadi terbuka.
Gambar 2.7 Relay MY2 24VDC dan detail soket kaki
Pada gambar 2.7, sebuar relai terdapat dua jenis kontak, yaitu kontak yang
dalam kondisi relai normal tidak bekerja akan selalu terhubung atau tertutup dan
kita kenal dengan istilah kontak Normally Closed (NC) dan kontak yang dalam
kondisi tersebut selalu terbuka
dan kita kenal dengan istilah kontak Normally
Open (NO)
Pemilihan tipe relai biasanya di dasarkan pada tegangan kerja, jumlah
kontak, kapasitas kontak atau kuat hantar arus pada kontak, serta tipe kaki atau
soket untuk menyesuaikan pemasanganya,
pada mimic panel yang akan
dimanfaatkan penulis menggunakan ralai tipe MY2, 24 VDC, relai tersebut
bekerja normal pada tegangan 24VDC dan terdapat 2 kontak NO dan 2 kontak NC
yang berkapasitas hantar arus pada masing-masing kontaknya sebesar 5 A.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
Gambar 2.8 Detail dimensi relai MY2 dan MY3
2.2.2 Analog Input Output
Analog Input Output (AI/O) adalah sebuah perangakat elektronik yang
bisa mengeluarkan atau membaca besarnya nilai tegangan dan atau arus, batasan
nilai tegangan atau arus yang di keluarkan atau dibaca tergantung pada pabrik
pembuat serta tipe masing-masing alat tersebut, tetapi pada umumnya nilai
tegangan yang bisa di keluarkan atau dibaca oleh AI/O antara 0 VDC sampai
dengan 10 VDC, sedangkan untuk nilai arus biasanya berkisar antara 0 mA
sampai dengan 20 mA.
Untuk AO yang digunakan pada mimic panel proyek ini adalalah DRT2DA02 merk OMRON seperti pada gambar 2.9 berikut.
Gambar 2.9 Analog Output type DRT2-DA02, Omron
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
AO tersebut bisa mengeluarkan arus ataupun tegangan, tergantung pilihan kita
sesuai kebutuhan, terdapat 2 chanel atau 2 pasang AO dan semuanya bisa
mengeluarkan tegangan atau arus.
Gambar 2.10 Pengkabelan dan pemilihan dip switch pada AI/O DRT2-DA02
Pada proyek tugas akhir ini penulis akan memanfaatkan output dari AO
tersebut yang berupa tegangan dengan nilai 0 VDC sampai dengan 5 VDC untuk
mebaca besarnya beban yang di pikul oleh seluruh Diesel genset, pada saat diesel
genset bekerja, master PLC akan membaca jumlah beban yang sedang di
tanggung oleh masing-masing diesel genset, kemudian akan di jumlahkan dan di
kirimkan ke mimic panel berupa tegangan antar 0 VDC sampai dengan 5 VDC.
2.3
Microcontroller Arduino
Arduino adalah sebuah perangkat elektronik yang bersifat open source yang
menyediakan hardware dan Integrated Development Environment (IDE) yang
menggunakan bahasa pemograman C++, arduino dikembangkan di Ivrea, Italia
pada tahun 2005, dengan tujuan untuk membuat sebuah perangkat yang
membantu siswa membuat perangkat desain dan interaksi dengan harga yang
lebih murah dibandingkan dengan proto type yang tersedia pada saat itu. Pada mei
2011, sudah terjual lebih dari 300.000 unit arduino.
Arduino ditemukan oleh Massimo Banzidan David Cuartielles, dan
dinamakan sebagai Arduin of Ivrea, tapi kemudian didiganti dengan Arduino yang
dalam bahasa italia berarti teman yang berani. Arduino dikembangkan dari thesis
Hernando Barragan di desain interaksi Institute Ivrea, arduino dapat menerima
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
masukan dari berbagai macam sensor dan juga dapat mengontrol lampu, motor
dan actuator lainnya. Microcontroller pada papan arduino diprogram dengan
menggunakan bahasa pemograman arduino (based on wiring) dan IDE arduino
(based on processing). Proyek ardunio dapat berjalan sendiri atau juga bisa
berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer, kita juga bisa
mengembangkan perangkat arduino sendiri karena skematik dari arduino juga
dibagikan secara gratis. Arduino menerima penghargaan “Digital Communities”
pada tahun 2006
Komponen utama didalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8
bit dengan merk Atmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation.
Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda
tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan
ATmega 328, sedangkan Arduino Mega yang mempunyai kapasitas memori
program dan Input Output baik digital maupun ADC lebih banyak menggunakan
ATmega 2560.
Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat didalam
sebuah micro controller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram
blok sederhana dari microcontroller Arduino.
Gambar 2.11 Blok diagram Arduino
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15

Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART) adalah antar
muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232,dan
RS-485.

SDRAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),
digunakan oleh variable-variabel didalam program.

RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan
program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga
menyimpan
bootloader.Bootloader
adalah
program
inisiasi
yang
ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah
bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan
dieksekusi.

EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang
tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan
Arduino (red: namun bisa diakses/diprogram oleh pemakai dan digunakan
sesuai kebutuhan).

Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk
menjalankan setiap instruksi dari program.

Port input / output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau
analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.
Saat ini Ada beberapa jenis board Arduino. Beberapa berpenampilan sangat
berbeda, sementara lainnya terlihat seperti board elektronik biasa.

Arduino Diecimila

Arduino Duemilanove

Arduino UNO

Arduino Leonardo

Arduino Mega

Arduino Nano

Arduino Mini

LilyPad Arduino
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
Pemilihan jenis Arduino dalam sebuah proyek pembuatan alat biasanya
didasarkan pada beberapa hal, seperti besarnya memori, jumlah Input / Output,
dan lain-lain. Karena pada alat yang akan dibuat membutuhakan jumlah Input /
Output yang cukup banyak, untuk menghindari penggunaan modul expander
Input / Output dipilih Arduino Mega 2560.
Arduino Mega menggunakan IC ATmega 2560, memiliki 54 digital Input /
Output pin, dimana 14 pindapat digunakan sebagai output PWM, 16 analog input,
4 UART (hardware serial port), osilator16 MHz kristal, koneksi USB, jack DC
Power Supply, header ICSP, dan tombol reset.
Gambar 2.12 Arduino Mega
Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi Arduino Mega 2560
No
Uraian
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Operating Voltage
Input Voltage
Input Voltage (Limit)
Digital I/O pin
Analog Input pin
DC Current per I/O pin
DC Current for 3.3V pin
Flash Memory
SRAM
EEPROM
Clock Speed
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Spesifikasi
5V
7 – 12 V
6 – 20 V
54 pin
16 pin
40 mA
50 mA
256 kB
8 kB
4 kB
16 MHz
17
2.4
GSM / GPRS Shield
GSM / GPRS Shield adalah salah satu produk turunan aplikasi dari arduino
yang digunakan sebagai alat komunikasi dengan peralatan yang lain, pad alat ini
akan kita gunakan GPRS Shield v3.0 sim 900, produk dari seeed studio.
Gambar 2.13 GPRS Shield seed studio
Gambar 2.14 Spesifikasi GPRS Shield v3.0 seed studio
GPRS Shield v3.0 dari Seeed studio adalah salah satu Shield yang cocok
penggunaannya dengan Arduino Mega 2560. Shield ini bekerja pada 4 band
(850/900/1800/1900), dengan SIM card standar, untuk menghidupkan dan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
mematikan Shield dapat digunakan Soft Power, didukung perintah AT standar
SIMCOMM GSM 07.07 dan penggunaan daya yang rendah. Dalam aplikasinya
dapat digunakan Port serial hardware maupun serial software.
2.5
Seven Segment display 4 digit TM1637
Sesuain amanya, Seven segment terdiri dari 4 kelompok LED (Light
Emitling Diode) dan tiap kelompaknya terdiri dari tujuh bagian LED batang yang
disusun membentuk angka delapan sehingga bisa kita bentuk menjadi suatu
angka.
Gambar 2.15 Sevent Segment TM1637
TM1637 adalah chip untuk mengendalikan 7-segment display,
yang
terdiri dari 4 digit display numerik modul, display seperti ini dipasaran sering
disebut "Tabung Digital".
Untuk menghidupkan display ini cukup kita sambungkan power suplai 5
VDC pada kaki 5 V dan GND, serta menghubungkan CLK (Clock), dan DIO
(Digital Input Output)
pada pin digital IO arduino, pin bisa kita pilih
menyesuaikan program kita
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
2.6. Arduino Sketch
Arduino
Sketch
adalah sebuah program
yang digunakan untuk
memasukkan program ke dalam Arduino. Program ini bersifat bebas bayar dan
dapat diunduh tanpa biaya dari website Arduino. Program ini dapat berjalan pada
sistem operasi Windows, Linux maupun Apple.
Gambar 2.16. Tampilan Program Aduino Sketch
http://digilib.mercubuana.ac.id/