perancangan perbaikan faktor daya otomatis dengan menggunakan

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian dan Defenisi
2.1.1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada
teknik elektro yang menjadi dasar atau fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya
seperti elektronika, sistem daya, sistem komputer, putaran mesin, dan teori
control.
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik
yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit
mempunyai satu lintasan tertutup1. Rangkaian listrik dalam pengertian lain
dapat juga diartikan sebagai
komponen
interkoneksi dari sekumpulan elemen atau
penyusunnya ditambah
dengan
rangkaian
penghubungnya
dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu
lintasan tertutup2. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup
saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian.
Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat
penulis mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ketitik tersebut tanpa
terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita
tempuh.
1
2
Hartono, Bambang Prio, Rangkaian Listrik I, Andi, Yogyakarta, 2012, hlm. 2.
Animous. 2014. Rangkaian Listrik. (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_listrik ,
diakses 11 Januari 2011 19.35)
11
12
2.1.2 Analisa Rangkaian
Mencari hubungan antara masukan dan keluaran pada rangkaian yang
telah diketahui atau dengan kata lain mempelajari perilaku rangkaian, misalkan
mencari keluaran tegangan atau arus ataupun menentukan energi (daya) yang
dikirim3.
Ada 2 cabang utama dari teori rangkaian (input, rangkaian, output) :
1. Analisa rangkaian (rangkaian dan input untuk mencari output)
2. Sintesa rangkaian (input dan output untuk mencari rangkaian)
2.1.3 Arus Listrik
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang Rangkaian Listrik perlu
kiranya di ketahui terlebih dahulu beberapa hal megenai apa itu yang
dimaksud dengan listrik. Untuk memahami tentang listrik, maka perlu di
ketahui terlebih dahulu pengertian dari arus.
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu
atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari
kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang
bergerak4. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus
tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan
akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan
adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam
teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton
3
4
Sudirham, Sudaryatno, Analisis Rangkaian Listrik I, Darpublic, Bandung, 2012, hlm. 3.
Hartono, Bambang Prio, Rangkaian Listrik I, Andi, Yogyakarta, 2012, hlm 2
13
bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan
elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis
yaitu muatan positif dan muatan negatif.
Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI)
yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol :
Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron
= -1,6021 x 10-19 coulomb
Secara matematis arus didefinisikan : i  dqSatuannya : Ampere (A)
dt
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif.
Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan
muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke
potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya5. Macam-macam
arus :
1.
Arus Searah (Direct Current)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan
terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada
wakttu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama6.
5
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 11
6
Hartono, Bambang Prio, Rangkaian Listrik I, Andi, Yogyakarta, 1998, hlm. 7
14
Gambar 2.1 Arus Searah (Direct Current/DC)
2.
Arus bolak - balik (Alternating Current)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap
satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda
waktu tertentu (mempunyai perioda waktu : T). Oleh karena itu bentuk aliran
arus ini memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien7.
Gambar 2.2 Arus bolak - balik (Alternating Current)
2.1.4 Tegangan
Tegangan atau beda potensial (voltage) adalah kerja yang dilakukan
untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau
komponen dari satu terminal ke terminal lainnya, atau pada kedua terminal
akan mempunyai beda potensial jika menggerakkan muatan sebesar satu
coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya8.
7
8
Hartono, Bambang Prio, Rangkaian Listrik I, Andi, Yogyakarta, 1998, hlm. 8
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
15
2.2
Elemen atau Komponen
Dalam perancangan program ini dibutuhkan berbagai macam komponen
pasif maupun komponen aktif.
2.2.1
Elemen Aktif
Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi dalam hal ini
adalah sumber tegangan dan sumber arus.
2.2.2
Elemen Pasif
adalah elemen yang tidak dapat menghasilkan energi, Elemen Pasif
dapat dikelompokkan menjadi elemen yang hanya dapat menyerap energi
dalam hal ini hanya terdapat pada komponen resistor atau banyak juga yang
menyebutkan tahanan atau hambatan dengan simbol R (Ω). Komponen P asif
yang dapat menyimpan energi juga diklasifikasikan menjadi dua yaitu
komponen atau elemen yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet
dalam hal ini induktor atau sering juga disebut sebagai lilitan, belitan atau
kumparan dengan simbol L, dan komponen pasif yang menyerap energi dalam
bentuk medan magnet dalam hal ini adalah kapasitor atau sering juga
dikatakan dengan kondensator dengan simbol C 9.
9
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 14
Edminister, Joseph A, Nahvi, Mahmood, Schaum’s Outlines Theory and Problems of
ELECTRICAL CIRCUITS Fourth Editions I, Erlangga, Jakarta, 2004, hlm. 5
16
2.3
Komponen
2.3.1
Resistor
Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau resistansi
dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan
pembagi tegangan10.
Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri
(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas
penampang dari resistor itu sendiri.
Secara matematis :
dimana : ρ = hambatan jenis
l = panjang dari resistor
A = luas penampang
Satuan dari resistor : Ohm (Ω)
Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari
resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atau tegangan. Hukum yang
didapat dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.
Gambar 2.3 Simbol Resistor
10
Sudirham, Sudaryatno, Analisis Rangkaian Listrik I, Darpublic, Bandung, 2012, hlm. 55
17
Secara umum resistor disimbolkan seperti pada gambar 2.4. Namun untuk
resistor
khusus
ada
variasi
tersendiri
sesuai
dengan
karakteristiknya
(Electusdistribution).
Gambar 2.4 Simbol Resistor dan Bentuk Fisik Resistor
Resistor yang digunakan dalam kelistrikan dibedakan menjadi dua, yaitu
resistor linier dan resistor nonlinier; atau, resistor tetap (fixid resistor) dan resistor
tidak tetap (variabel resistor).
Resistor linier adalah resistor yang bekerja sesuai dengan hukum ohm,
yaitu:
R=
V
I
Dimana:
R = Resistor (ohm)
V= Tegangan (volt)
I= Arus (ampere)
Sedangkan resistor nonlinier adalah resistor yang besar tahanannya dapat
berubah-ubah akibat pengaruh faktor luar seperti fotoresistor, thermistor dan
LDR (Light Dependent Resistor), VDR (Voltage Dependent resistor), Trimmer
Potensio, dan Potensiometer.
18
Resistor merupakan sebuah komponen yang bersifat pasif, berguna untuk
mengatur serta menghambat arus listrik. Besar nilai tahanan resistor linier
ditentukan oleh warna yang tertera pada badan resistor
mempunyai
nilai
seperti
yang
tertera
pada
11
. Warna-warna tersebut
tabel
2.5
dibawah
(Electusdistribution):
4
7 000
5%
1st digit
2rd digit
3rd digit
Pengalian
0
0
0
1
1
1
1
10
1%
2
2
2
100
2%
3
3
3
1000
4
4
4
10,000
5
5
5
100,000
6
6
6
1,000,000
7
7
7
8
8
8
0,1 emas
5% emas
9
9
9
0.01 perak
10% perak
2
Tolesansi
7 0 00 1%
Gambar 2.5 Simbol Warna pada Resistor
11
Theraja, Fundamental of Electrical Enginering and Electronics Sixth Edition, S Chand & Co
(PUT) LTD, New Delhi, 1996, hlm 79
ini
19
Pembacaan tabel harus sesuai dengan urutan warna dan besar nilai untuk
masing-masing warna pada setiap gelang.
2.3.2
Kapasitor
Yang dimaksud dengan kapasitas adalah kemampuan untuk menyimpan
elektron-elektron atau energi listrik (menyimpan energi dalam bentuk medan
listrik). Alat untuk menyimpan elektron-elektron ini namanya antara lain kapasitor
atau juga disebut dengan kondensator dengan notasi “C” . Satuan dari kondensator
ini adalah Farad. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 2.6.
Kapasitor Berkutub / polar
+
Kapasitor tidak berkutub / non polar
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Kapasitor
Kondensator itu terdiri dari dua pelat penghantar sejajar yang dipisahkan
dielektrik isolasi. Besar kapasitas dari kondensator ini tergantung besar kecilnya
luas pelat kondensator dan jenis dielektrikumnya ( ) serta jarak antara kedua plat
kondensator tersebut.
Pada dasarnya banyak tipe kondensator yang konstruksinya sangat mirip.
Tipe-tipe pokoknya antara lain : kondensator kertas, kondensator film,
20
kondensator mika, kondensator keramik dan elektrolik. Untuk lebih jelas dapat
dilihat pada tabel12.
Tabel 2.1 Dielektrikum Kondensator
Nama Isolasi
Dielektrikum
Nama isolasi
Dielektrikum
Udara
1
Karet keras
2 –3
Nama Isolasi
Dielektrikum
Nama isolasi
Dielektrikum
Gelas
3–7
Porselin
5
Mika
5–7
Ebonit
3
Kertas minyak
5
Bakelit
2,5
Kertas biasa
2,5
Marmer
7–9
Kertas parafin
3
Kondensa
40 – 80
Fiber
4–5
Kerapar
80
Shellak
3–4
Aqudex
80
Dalam praktek biasanya satuan kondensator ini jarang digunakan Farad,
tetapi satuan yang relative kecil seperti mikro farad (F), nano Farad (nF) dan
piko Farad (pF) dimana 1 F = 106 F ; 1 F = 103nF dan 1 nF = 103 pF.
Kegunaan dari kondensator ini bermacam-macam antara lain13 :
1. Sebagai penyimpanan energi listrik guna keperluan pengapian (Ignition).
2. Menahan arus DC.
3. Menghubung singkat sebuah pelawan bagi arus bolak balik;
4. Penapis (filtering).
12
Theraja, Fundamental of Electrical Enginering and Electronics Sixth Edition, S Chand & Co
(PUT) LTD, New Delhi, 1996, hlm 83
13
Ibid, hlm 84
21
5. Penalaan (tuning).
6. Pengopelan sinyal dari satu sirkit ke sirkit yang lain.
7. Pembangkit gelombang bukan sinus, seperti gelombang gigi gergaji.
Secara matematis :
dimana : ε = permitivitas vahan (dialektrikum)
A = luas penampang bahan
d = jarak dua keping
Satuan dari kapasitor : Farad (F)
2.3.3
Induktor
Disebut sebagai induktan, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada induktor
mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
Satuan dari induktor : Henry (H)
Gambar 2.7 Simbol Bentuk Induktor
Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik (φ )
yang membentuk loop yang melingkupi kumparan14. Jika ada N lilitan, maka total
fluksi adalah :
14
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 56
22
2.4
Hukum-hukum pada Rangkaian
2.4.1
Hukum Ohm
Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran dilewati oleh sebuah
arus maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda potensial, atau
Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan
pengantar adalah berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui bahan
tersebut15, Secara matematis :
V = I.R
Dimana :
I : Adalah arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam
satuan Ampere (A).
V : Adalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar
dalam satuan volt (V).
R : Adalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu
penghantar dalam satuan ohm (Ω).
15
Animous. 2014. Hukum Ohm. (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohm, diakses 11
Januari 2011 20.15)
23
2.4.2
Hukum Kirchoff I / Kirchoff’s Current Law (KCL)
Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node atau simpul
sama dengan arus yang meninggalkan percabangan atau node atau simpul, dengan
kata lain jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah percabangan atau
node atau simpul sama dengan nol16.
Dapat diilustrasikan bahwa arus yang mengalir sama dengan aliran sungai,
dimana pada saat menemui percabangan maka aliran sungai tersebut akan terbagi
sesuai proporsinya pada percabangan tersebut. Artinya bahwa aliran sungai akan
terbagi sesuai dengan jumlah percabangan yang ada, dimana tentunya jumlah
debit air yang masuk akan sama dengan jumlah debit air yang keluar dari
percabangan tersebut.
2.4.3
Hukum Kirchoff II / Kirchoff’s Voltage Law (KVL)
Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan nol, atau
penjumlahan tegangan pada masing-masing komponen penyusunnya yang
membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai sama dengan nol17.
2.5
Hubungan antar Komponen
2.5.1
Rangkaian Sederhana
Rangkaian Sederhana adalah suatu rangkaian listrik yang hanya memiliki
satu komponen sebagai beban listriknya baik itu berupa komponen Resistor,
Induktor maupun Kapasitor dan hanya memiliki satu lintasan tertutup atau closed
circuit. Rangkaian Sederhana bisa juga di defenisikan sebagai hubungan antara
16
Hartono, Bambang Prio, Rangkaian Listrik I, Andi, Yogyakarta, 2012, hlm. 21.
17
Ibid, hlm. 21.
24
sumber tegangan, sumber arus dengan suatu komponen atau beban listrik dalam
satu lintasan tertutup, Dimana akibat adanya komponen dalam satu lintasan
tertutup maka akan timbul arus listrik.
Rangkaian Sederhana terdiri atas 3 unsur yaitu :
1.
Arus listrik yang mengalir pada rangkaian, satuan Ampere (A).
2.
Sumber listrik atau tegangan listrik atau dalam satuan volt (V).
3.
Beban listrik atau hambatan listrik (resistansi) dalam satuan ohm (Ω).
Perhitungan pada Rangkaian Sederhana baik itu mengenai Tahanan,
Tegangan dan Arus listrik adalah berdasarkan Hukum Ohm.
Gambar 2.8 Rangkaian Sederhana
2.5.2
Rangkaian Seri
Rangkaian ini adalah adalah suatu rangkaian listrik yang terdiri atas
susunan komponen yang disusun secara sejajar dimana komponen-komponen
dipasang berurutan dan berada dalam satu lintasan tertutup.
1. Sifat-sifat Rangkaian Seri
a. Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.
b. Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar
tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari
masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total
sumber tegangan.
25
c. Dalam rangkaian arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar
tahanan beban dalam rangkaian.
d. Jika salah satu komponen atau bagian dari rangkaian tidak terhubung
atau putus, aliran arus terhenti18.
2. Rangkaian seri pada Resistor
Gambar 2.9 Simbol Rangkaian Seri pada Resistor.
Berikut adalah rumus dasar perhitungan hambatan pada resistor rangkaian seri.
Gambar 2.10 Contoh Rangkaian Seri Resistor yang diberikan tegangan (V)
18
Animous. 2014. Rangkaian seri dan Paralel. (Online), (http://tianphysics.wordpress.com/
diakses 18 Januari 2014 13.20)
26
Pembagi Tegangan
Dimana:
Sehingga
2.5.3
Rangkaian Paralel
Rangkaian ini adalah adalah suatu rangkaian listrik yang terdiri atas
susunan komponen yang disusun secara berderet (paralel) dimana komponenkomponen dipasang secara paralel dan berada dalam satu lintasan tertutup.
27
1. Sifat-sifat Rangkaian Paralel
a. Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan
sumber.
b. Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian
individu. Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan
cabang.
c. Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total
rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total
dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam
rangkaian.)
d.
Jika terjadi salah satu cabang tahanan paralel terputus, arus akan terputus
hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap
bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut19.
2. Rangkaian Paralel pada Resistor
Gambar 2.11 Simbol Rangkaian Paralel pada Resistor
19
Animous. 2014. Rangkaian seri dan Paralel. (Online),
(http://tianphysics.wordpress.com/2013/11/05/rangkaian-seri-dan-rangkaian-paralel/ , diakses
18 Januari 2014 13.20)
28
Berikut adalah rumus dasar perhitungan hambatan pada resistor rangkaian seri.
Gambar 2.12 Contoh Rangkaian Paralel pada Resistor
Pembagi Arus:
Dimana:
29
Sehingga:
2.6
Metode Analisis Rangkaian
Metoda analisis rangkaian sebenarnya merupakan salah satu alat bantu
untuk menyelesaikan permasalahan yang muncul dalam menganalisis suatu
rangkaian, bilamana konsep dasar atau hukum dasar seperti Hukum Ohm tidak
dapat menyelesaikan permasalahan pada rangkaian tersebut, seperti pada
rangkaian RLC dua loop atau rangkaian RLC tiga loop.
Metode yang akan dipergunakan untuk menganalisi Rangkaian ada dua
metode : analisis node, analisis mesh.
2.6.1
Analisis Node
Node atau titik simpul adalah titik pertemuan dari dua atau lebih elemen
rangkaian. Junction atau titik simpul utama atau titik percabangan adalah titik
pertemuan dari tiga atau lebih elemen rangkaian. Analisis node berprinsip pada
Hukum Kirchoff I (KCL) dimana jumlah arus yang masuk dan keluar dari titik
percabangan akan sama dengan nol, dimana tegangan merupakan parameter yang
tidak diketahui. Atau analisis node lebih mudah jika pencatunya semuanya adalah
30
sumber arus. Analisis ini dapat diterapkan pada sumber searah (DC) maupun
sumber bolak-balik (AC)20.
Untuk lebih jelasnya mengenai dua pengertian dasar diatas, dapat
dimodelkan sebagai berikut :
Gambar 2.13 Analisis Node
Jumlah node
= 5, yaitu : a, b, c, d, e=f=g=h
Jumlah junction
= 3, yaitu : b, c, e=f=g=h
Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada analisis node, yaitu :
a. Tentukan node referensi sebagai ground.
b. Tentukan node voltage, yaitu tegangan antara node non referensi dan ground.
c. Asumsikan tegangan node yang sedang diperhitungkan lebih tinggi daripada
tegangan node manapun, sehingga arah arus keluar dari node tersebut positif.
d. Jika terdapat N node, maka jumlah node voltage adalah (N-1). Jumlah node
voltage ini akan menentukan banyaknya persamaan yang dihasilkan21.
20
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 56
21
Ramdhani, Muhamad, Rangkaian Listrik, Lab. STT Telkom, Bandung, 2012, hlm. 60.
31
2.6.2
Analisis Mesh atau Arus Loop
Arus loop adalah arus yang dimisalkan mengalir dalam suatu loop
(lintasan tertutup). Arus loop sebenarnya tidak dapat diukur (arus permisalan).
Berbeda dengan analisis node, pada analisis ini berprinsip pada Hukum Kirchoff
II (KVL) dimana jumlah tegangan pada satu lintasan tertutup sama dengan nol
atau arus merupakan parameter yang tidak diketahui. Analisis ini dapat diterapkan
pada rangkaian sumber searah (DC) maupun sumber bolak-balik (AC). Hal-hal
yang perlu diperhatikan :
a.
Buatlah pada setiap loop arus asumsi yang melingkari loop. Pengambilan arus
loop terserah kita yang terpenting masih dalam satu lintasan tertutup. Arah
arus dapat searah satu sama lain ataupun berlawanan baik searah jarum jam
maupun berlawanan dengan arah jarum jam.
b.
Biasanya jumlah arus loop menunjukkan jumlah persamaan arus yang terjadi.
c.
Metoda ini mudah jika sumber pencatunya adalah sumber tegangan.
d.
Jumlah persamaan = Jumlah cabang – Jumlah junction + 122.
2.7
Listrik Arus Bolak Balik (AC)
Arus AC atau kepanjangan dari Alternating Current adalah arus yang
sifatnya selalu berubah-ubah, dimana di kenal dengan sebutan arus bolak-balik.
Arus AC di sebut sebagai arus bolak –balik atau berubah-ubah karena berdasarkan
gelombang sinus yang di hasilkan. Arus AC biasa di gunakan untuk tegangan
22
Ramdhani, Muhamad, Rangkaian Listrik, Lab. STT Telkom, Bandung, 2012, hlm. 62
32
listrik PLN sebesar misalnya 220 Volt 50 hertz, ini adalah tegangan standard
untuk Indonesia.
Suatu bentuk gelombang tegangan listrik bolak-balik dapat digambarkan
seperti pada Gambar 2.14.
Vm Sin t
Amplitudo
t
Gambar 2.14. Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik.
Frekuensi dalam listrik AC merupakan banyaknya gelombang yang terjadi
dalam satu detik. Jika waktu yang diperlukan oleh satu gelombang disebut periode
(T) maka23 :
f 
2.7.1
1
1
atau T 
f
T
Sudut Fase dan Beda Fase
Dalam rangkaian listrik arus bolak-balik sudut fase dan beda fase akan
memberikan informasi tentang tegangan dan arus. Sedangkan beda fase antara
tegangan dan arus pada listrik arus bolak-balik memberikan informasi tentang
sifat beban dan penyerapan daya atau energi listrik. Dengan mengetahui beda fase
23
Ramdhani, Muhamad, Rangkaian Listrik, Lab. STT Telkom, Bandung, 2012, hlm. 143
33
antara tegangan dan arus dapat diketaui sifat beban apakah resistif, induktif atau
kapasitif.
2.7.2
Tegangan Efektif dan Arus Efektif
Tegangan listrik arus bolak – balik yang diukur dengan multimeter
menunjukan tegangan efektif. Nilai tegangan dan arus efektif pada arus bolak –
balik menunjukan gejala yang sama seperti panas yang timbul jika dilewati arus
searah :
Tegangan Efektif 
Tegangan Maksimum
2
= 0.707 Tegangan Maksimum
Ief
=
I mak
2
= 0.707 Imax
2.7.3
Resistansi Semu pada Rangkaian Arus Bolak-Balik
Yang dimaksud dengan rangkaian arus bolak-balik adalah hubungan listrik
dari sumber energi listrik arus bolak-balik dengan satu atau lebih alat pemakai
listrik. Energi ini dapat berupa generator arus bolak-balik, transformator atau
jaringan arus bolak-balik.
Suatu peralatan listrik secara ekivalen dapat terdiri sebuah resistor (R),
reaktansi induktif (XL), atau reaktansi kapasitif (XC). Dalam pemakaian energi
listrik seringkali dalam suatu rangkaian arus bolak-balik kita banyak mejumpai
resistor-resistor tersebut dihubungkan secara paralel, seri atau hubungan campuran
(seri-paralel).
34
Alat pemakai listrik itu dapat pula merupakan pesawat listrik, seperti
motor-motor listrik. Motor listrik secara kelistrikan dapat digantikan atau
dianalogikan sebagai rangkaian dari kombinasi sejumlah resistor dan reaktansi.
Suatu permasalahan rangkaian arus bolak-balik adalah bagaimana
menetapkan arus, tegangan dan perbedaan sudut fasa sebagai dasar untuk
mengukur sumber dan alat pemakai energi listrik. Karena setiap alat energi listrik
yang menggunakan arus bolak-balik pada dasarnya dapat diekivalenkan menjadi
tiga buah resistor efektif/murni (R), reaktansi induktif (XL) dan reaktansi kapasitif
(XC), dimana:
a.
Resistor efektif (resistor Ohm) R dimana memiliki arah yang sama (sudut
beda fasa = 0). Nilai sesaat dari tegangan (v) dan arus (iR) mencapai lintasan
nol positif (lintasan nol naik ke arah positif) dimulai secara bersamaan.
Reaktansi induktif (XL) dimana arus dan tegangan bergeser sejauh 900.
b.
Vektor arus (iL) berada 900 di belakang vektor tegangan (v).
c.
Reaktansi kapasitif (XC) dimana arus dan tegangan bergeser sejauh 900.
Vektor arus (iC) berada 900 di depan vektor tegangan (v).
2.7.4
Respon Elemen pada arus AC
1. Resistor dalam arus bolak – balik
Rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber tegangan bolak – balik dan
sebuah resistor, Pada beban resistor murni tegangan dan arus mempunyai
fasa sama (sefase)24. seperti Gambar di bawah
24
Ramdhani, Muhamad, Rangkaian Listrik, Lab. STT Telkom, Bandung, 2012, hlm. 156
35
Gambar 2.15 Rangkaian R, Bentuk Phasor, dan Bentuk Gelombang
Listrik AC
2. Induktor murni dalam arus bolak – balik
Bila tegangan bolak – balik dipasang pada induktor murni maka
induktor menghasilkan ggl(gaya geral listrika) yang melawan sumber
yang besarnya atau disebut juga dengan istilah reaktansi induktansi
dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif tergantung dari
besarnya nilai induktansi induktor L (Henry) dan frekuensi (Hz) arus
bolak-balik. Gambar 2.16 memperlihatkan hubungan antara reaktansi
induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik.
Gambar 2.16 Hubungan Reaktansi Induktif terhadap frekuensi.
36
Perbedaan sudut fasa antara arus (i) dan tegangan (v) pada induktor
sebesar 900 berada pada kuadran 1 (tegangan mendahului 900 terhadap
arus). Gambar 2.17 memperlihatkan hubungan arus-tegangan bolakbalik pada induktor, dimana arus pada saat t0 tertinggal 900 terhadap
tegangan25.
Gambar 2.17 Hubungan arus - tegangan pada induktor
Dari gambar di atas dapat dijelaskan bahwa induktor murni tidak
menyerap daya listrik hanya menyimpan energi listrik sesaat dalam
jumlah terbatas.
3. Kapasitor dalam arus bolak – balik
Bilamana sebuah kapasitor dialiri arus bolak-balik, maka pada
kapasitor tersebut akan timbul resistansi semu atau disebut juga
dengan istilah reaktansi kapasitif dengan notasi (Xc). Besarnya nilai
reaktansi kapasitif tersebut tergantung dari besarnya nilai kapasitansi
suatu kapasitor (F) dan frekuensi (Hz) arus bolak-balik. Gambar 2.18
25
Surjono, Herman Dwi, Teknik Elektronika, PPPPTK/VEDC, Malang, 2002, hlm. 48
37
memperlihatkan hubungan antara resistansi semu (reaktansi kapasitif)
terhadap frekuensi arus bolak-balik.
Gambar 2.18. Hubungan reaktansi kapasitif terhadap frekuensi
Besarnya reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan perubahan
frekuensi dan kapasitansi suatu kapasitor, semakin kecil frekuensi arus
bolak-balik dan semakin kecil nilai kapasitansi suatu kapasitor, maka
semakin besar nilai reaktansi kapasitif (Xc) pada kapasitor, sebaliknya
semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan semakin besar nilai
kapasitansi, maka semakin kecil nilai reaktansi kapasitif (Xc) pada
kapasitor tersebut Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan
berikut :
38
Xc 
1
1


C
2fC
Dimana :
Xc = reaktansi kapasitif (resistansi semu) kapasitor dalam (Ω )
f = frekuensi arus bolak-balik dalam (Hz)
C = nilai kapasitansi kapasitor (Farad)
Perbedaan sudut fasa antara arus (i) dan tegangan (v) pada kapasitor
sebesar -900 berada pada kuadran 4 (tegangan tertinggal 900 terhadap
arus). Gambar 2.19 memperlihatkan hubungan arus-tegangan bolakbalik pada kapasitor, dimana arus pada saat t0 mendahului 900 derajad
terhadap tegangan26.
Gambar 2.19. Hubungan arus dan Tegangan pada Kapasitor
26
Surjono, Herman Dwi, Teknik Elektronika, PPPPTK/VEDC, Malang, 2002, hlm. 52
39
Karakteristik tegangan dan arus dari ketiga elemen pasif tersebut dapat dilihat
dalam Tabel berikut27 .
Tabel 2.2 Karakteristik tegangan dan arus R, L, dan C
Sudut fasa arus
Elemen
Diagram
Impedansi
Dan tegangan
V = Vm Sin t
R
Fasa sama
i = Im Sin t
i
2
L
Arus ketinggalan 90
0

2
atau ½ 
B
C
Arus
mendahului
tegangan900 atau ½ 
2.7.5

2
R
v
2
2

2
XL= L = 2
A
XC =

1
1

C 2
Rangkaian Listrik Arus AC
a. Rangkaian RLC seri
27
Ramdhani, Muhamad, Rangkaian Listrik, Lab. STT Telkom, Bandung, 2012, hlm. 172
40
Gambar 2.20 Rangkaian Seri gabungan
Gambar di atas menunjukan sebuah rangkaian listrik dengan arus bolakbalik dengan susunan seri yang terdiri dari T sebuah tegangan arus bolak-balik,
kapasitor (C), Induktor (L), Hambatan (R) dan sebuah miliamperemeter (mA).
Jika E adalah besarnya tegangan efektif dan ω besarnya frekuensi sudut
dari sumber tegangan arus bolak-balik, maka besarnya arus efektif (I) yang
mengalir melalui rangkaian tersebut adalah :
I
V
R 2  X L  X C 
2
dimana :
R = besarnya tahanan (Ohm)
L = besarnya induktansi dari konduktor (Henry)
C = besarnya kapasitansi dari kapasitor (Farad)
I = kuat arus (Ampere)
V = tegangan (Volt)
ω = frekuensi sudut (radian per detik)
41
Jika nilai C diubah-ubah besarnya, maka akan terdapat harga I yang
mencapai harga maksimum. Harga arus maksimum itu dicapai pada saat harga :
C
1
2L
Dan besarnya kuat arus :
I max 
E
R
Rangkaian listrik dimana I mencapai maksimum dan harga C 
1
disebut :
2L
dalam keadaan resonansi seri28.
b. Rangkaian paralel
Gambar 2.21 Rangkaian Paralel gabungan
Gambar 2.21 menunjukkan sebuah rangkaian arus bolak-balik dengan
susunan paralel dengan induktor (termasuk hambatannya) dengan kapasitor
kemudian disusun seri dengan miliamparemeter ke sumber tegangan arus bolak-
28
Animous. 2014. Parallel and Series Resonance. (Online),
(http://powerelectrical.blogspot.com/2007/03/parallel-and-series-resonance.html, diakses 20
Januari 2014 20.10)
42
balik. Jika E tegangan efektif dari sumber tegangan, maka kuat arus efektifnya
adalah :
I
E  2 C 2  1  2 2 LC
R 2   2 L2
Jika C diubah-ubah besarnya, maka akan terdapat harga I yang mencapai
harga minimum. Harga arus minimum itu dapat dicapai pada saat harga :
C
1
 R2 
 2 L   
 L 
dan besar kuat arus :
I
ER
R   2 L2
2
Seperti halnya pada rangkaian seri, maka pada saat arus mencapai harga
minimum, maka rangkaian tersebut : dalam keadaan resonansi paralel.
2.8
Daya Listrik dan Faktor Daya
2.8.1
Pengertian Daya Listrik
Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam
rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt. Arus listrik yang mengalir
dalam rangkaian dengan hambatan listrik
menimbulkan kerja.
Peranti
mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas
(seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik
(motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit
listrik atau penyimpan energi seperti baterai.
Daya listrik juga bisa di defenisikan sebagai energi yang dibutuhkan
peralatan listrik untuk bekerja secara normal atau perkalian antara tegangan yang
43
diberikan dengan hasil arus yang mengalir. Secara matematis dinyatakan dalam
persamaan sebagai berikut.
P = V.I
Daya listrik secara vektoris pada rangkaian listrik AC digambarkan
sebagai tiga buah komponen (jenis) daya, yaitu:
1.
Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi
sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya,
mekanik dan lain – lain.
P = V x I x cos φ
2.
Daya reaktif (Reactive Power) yaitu energi yang diperlukan oleh peralatan
listrik yang bekerja dengan sistem elektromagnet untuk pembentukan medan
magnet. Contoh daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator,
motor, lampu pijar dan lain – lain. Satuan daya reaktif adalah Var.
Q = V x I x sin φ
3.
Daya Nyata/Semu (Apparent Power), yaitu adalah daya yang dihasilkan oleh
perkalian antara tegangan rms dan arus rms dalam suatu jaringan atau daya
yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif.
Satuan daya nyata adalah VA.
S=VxI
Pada gambar di bawah ini, dapat dilihat bentuk segitiga daya29.
29
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 357
44
Daya Nyata
(VA)
Daya Reaktif
(VAr)

Daya Aktif (W)
Gambar 2.22 Segitiga daya
Segitiga daya merupakan segitiga yang menggambarkan hubungan
matematika antara tipe-tipe daya yang berbeda (Apparent Power, Active Power
dan Reactive Power) berdasarkan prinsip trigonometri.
2.8.2
Faktor daya
Faktor Daya adalah besarnya sudut fasa yang terjadi dari perbandingan
antara daya aktif (Watt) dengan daya semu (VA) yang telah kita pakai, semakin
kecil sudut fasanya maka daya yang sebenarnya kita pakai akan semakin
mendekati daya aktif, begitu pula sebaliknya. Atau juga dapat didefinisikan
sebagai rasio perbandingan antara daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang
digunakan dalam sirkuit AC atau beda sudut fasa antara V dan I.
Faktor daya dinotasi sebagai cos φ, sehingga dapat ditulis seperti
persamaan di bawah ini30:
Faktor Daya = Daya Aktif (P) / Daya Nyata (S)
= kW / kVA
= V.I Cos φ / V.I
30
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 358
45
= Cos φ
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan
dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.
1.
Resistif
Apabila vektor antara arus dan tegangan terletak pada satu garis (sudut
apitnya = 00), beban resistif yang merupakan suatu resistor murni, contoh : lampu
pijar, pemanas. Beban ini hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya
reaktif sama sekali. Tegangan dan arus se-fasa. Secara matematis dinyatakan31:
R=V/I
V
I
r1
r2
Gambar 2.23 Aljabar fasor beban resistif
2.
Faktor Daya Tertinggal (Lagging)
Faktor daya yang tertinggal terdapat pada beban yang bersifat induktif.
Beban induktif adalah beban yang mengandung kumparan kawat yang dililitkan
pada sebuah inti biasanya inti besi, contoh : motor – motor listrik, induktor dan
transformator. Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1 “lagging”. Beban ini
menyerap daya aktif (kW) dan daya reaktif (kVAR). Tegangan mendahului arus
sebesar φ°. Secara matematis dinyatakan :
XL = 2πf.L
31
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 363
46
r2

r1
I
V
Gambar 2.24 Aljabar fasor beban induktif
Gambar 2.25 Faktor Daya Lagging
Gambar 2.26 Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban induktif
3.
Faktor Daya Mendahului (Leading)
Faktor daya yang mendahului terdapat pada beban yang bersifat kapasitif.
Beban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian kapasitor.
Beban ini mempunyai faktor daya antara 0 – 1. Beban ini menyerap daya aktif
(kW) dan mengeluarkan daya reaktif (kVAR). Arus mendahului tegangan sebesar
φ° (Leading). Secara matematis dinyatakan32 :
32
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 367
47
XC = 1 / 2πfC
I
r1

r2
V
Gambar 2.27 Aljabar fasor beban kapasitif
Gambar 2.28 Faktor Daya Leading
Gambar 2.29 Arus, tegangan dan GGL induksi-diri pada beban kapasitif
48
Apabila factor daya jelek (rendah), maka akan berakibat :
a. Besarnya pemakaian daya listrik dari daya yang sebenarnya di butuhkan
oleh beban listrik, contoh : untuk menghidupkan Air Conditioning yang
hanya berdaya 700 watt maka daya yang dibutuhkan adalah sebesar 1300
watt.
b. Mutu listrik menjadi rendah karena tegangan jatuh (voltage drops).
c. Efesiensi daya listrik menjadi rendah.
d. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
e. Merugikan konsumen.
2.8.3
Perbaikan Faktor Daya
Faktor daya menentukan nilai guna dari daya yang dapat digunakan.
Faktor daya yang optimal memiliki Cos φ hampir mendekati satu. Faktor daya
yang lagging maupun leading bersifat memperkecil nilai guna tersebut. Hanya
saja umumnya banyaknya beban induktif yang digunakan pada rumah tangga,
sehingga faktor dayanya lagging.
Untuk mengantisipasi agar nilai gunanya tidak terlalu merosot jauh, maka
sistem tenaga listrik yang ada tersebut dihubungkan dengan kapasitor (diparalel),
dengan kata lain memasok daya reaktif (yang dihasilkan kapasitor) ke beban
induktif yang membutuhkan daya reaktif. Pada gambar 2.30, dapat dilihat proses
perbaikan faktor daya33.
33
Hayt Jr, William H, Kemmerly, Jack E, Durbin, Steven M, Engineering Circuit Analysis sixt
edition, Erlangga, Jakarta, 2005, hlm 369
49
S1
Q1
1
P1
(a)
S1
Q(L)
S2  S1
S2
1
2
Q2
P2
Q2
P1
2
P1
P2
Q(C)
(b)
(c)
Gambar 2.30 Perbaikan faktor daya
Dimana:
S1
: Daya semu sebelum faktor daya diperbaiki (VA)
S2
: Daya semu sesudah faktor daya diperbaiki (VA)
Q2
: Daya reaktif setelah perbaikan faktor daya (VAR)
QL= Q1
: Daya reaktif sebelum perbaikan faktor daya (VAR)
QC
: Daya reaktif setelah perbaikan faktor daya (VAR)
Φ1
: Sudut faktor daya awal.
Φ2
: Sudut faktor daya setelah diperbaiki.
Pada gambar 2.30 (a). Misalkan suatu jaringan memikul beban induktif,
dengan daya terpasang (daya semu) sebesar S1 yang diberikan oleh perusahaan
PLN. Karena sifat listriknya induktif, yang membutuhkan daya reaktif sebesar Q1
50
=Q(L), maka akan memberikan sudut cosinus (faktor daya) sebesar φ1 dan
besarnya daya yang dapat terpakai sebesar P1.
Apabila diberikan daya reaktif yang kapasitif sebesar Q(1) seperti terlihat
pada gambar 2.30 (b), maka pengurangan secara vektoris Q(L) – Q(C) = Q2.
Besarnya daya yang terpasang tetap S1=S2, serta besarnya daya reaktif telah
ditetapkan sebesar Q2. Pada gambar 2.30 (c) dapat di lihat, sudut faktor dayanya
mengecil (φ1 < φ2) dan daya aktifnya membesar (P1 < P2).
Perbaikan faktor daya dapat dilakukan dengan memasang kapasitor yang
dihubungkan paralel dengan beban. Penambahan kapasitor ini akan memberikan
daya reaktif kapasitof sebagai kompensasi dari daya reaktif induktif sistem
sebelumnya sehingga daya semu diharapkan sama dengan daya nyatanya. Dengan
kata lain cos φ atau faktor daya mendekati satu dan arus bebannya akan sefasa
dengan tegangan beban. Kapasitor ini biasa dikenal sebagai Capasitor Bank.
2.9
Pengaruh Pemasangan Alat Perbaikan Faktor Daya
Perbaikan faktor daya bertujuan untuk memperbaiki faktor daya dari
sistem dimana alat ini dipasang. Peningkatan faktor daya akan menimbulkan
beberapa pengaruh yang menguntungkan, yaitu:
1.
Pengurangan rugi-rugi daya di saluran.
2.
Kenaikan tegangan.
3.
Tagihan listrik akan menjadi kecil (PLN akan memberikan denda jika pf lebih
kecil dari 0,85) .
4.
Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat.
5.
Mengurangi rugi – rugi daya pada sistem.
51
2.10
Pengertian Visual Basic
2.10.1 Mengenal Visual Basic 6
Visual Basic pada dasarnya adalah sebuah bahasa pemrograman komputer.
Bahasa pemrograman adalah perintah-perintah atau instruksi-instruksi yang
dimengerti oleh komputer untuk melakukan tugas-tugas tertentu. Visual Basic kini
seakan-akan menjadi kiblat bagi para software developer, dan menjadi salah satu
bahasa yang wajib dipelajari oleh berbagai kalangan.
Visual Basic (yang sering juga disebut dengan VB) selain disebut sebagai
sebuah bahasa pemrograman, juga sering disebut sebagai sarana (tool) untuk
menghasilkan program-program aplikasi berbasiskan windows. Beberapa
kemampuan atau manfaat dari Visual Basic34 diantaranya seperti :
1. Untuk membuat program aplikasi berbasis Windows.
2. Untuk membuat objek-objek pembantu program seperti misalnya kontrol
ActiveX, file Help, aplikasi Internet, dan sebagainya.
3. Menguji program (debugging) dan menghasilkan program akhir berakhiran
EXE yang bersifat executable, atau dapat langsung dijalankan.
Bagi programmer pemula yang baru ingin belajar program, limgkungan
Visual Basic dapat membantu membuat program berbasis Windows dengan
sekejap mata. Sedang bagi programmer tingkat lanjut, kemampuannya yang besar
dapat digunakan untuk membuat program-program yang kompleks, misalnya
seperti dalam lingkungan networking atau client-server.
34
Andy, Pengembangan Sistem Pakar Menggunakan Visual Basic , (Yogyakarta: Andy Offset,
2009), hlm. 24
52
Bahasa Visual Basic cukup sederhana dan menggunakan kata-kata bahasa
Inggris yang umum digunakan. Andapun tidak perlu lagi menghapalkan sintakssintaks maupun format-format bahasa yang bermacam-macam. Di dalam Visual
Basic semuanya sudah disediakan dalam pilihan-pilihan yang tingal diambil
sesuai kebutuhan. Selain itu sarana pengembangannya yang bersifat visual
memudahkan anda untuk mengembangkan program aplikasi berbasis Windows,
bersifat mouse-driven (digerakkan dengan mouse), dan berdaya guna tinggi.
Visual Basic adalah sebuah sarana pembuat program yang lengkap namun
mudah. Siapapun yang bisa menggunakan Windows, ia pasti bisa membuat
program dengan Visual Basic. Anda hanya perlu tahu cara menggunakan mouse,
memanipulasi jendela, serta logika pemrograman untuk membuat sebuah aplikasi
Visual Basic.
Sejak dikembangkan pada tahun 1980-an, Visual Basic kini telah
mencapai versinya yang ke-6. Beberapa keistimewaan utama dari Visual Basic 6.0
ini diantaranya seperti :
1. Menggunakan platform pembuatan program yang diberi nama Developer
Studio, yang memiliki tampilan dan sarana yang sama dengan Visual C++ dan
Visual J++. Dengan begitu Anda dapat bermigrasi atau belajar bahasa
pemrograman lainya dengan mudah dan cepat, tanpa harus belajar dari awal
lagi.
2. Memiliki compiler andal yang dapat menghasilkan file executable yang lebih
cepat dan lebih efisien dari sebelumnya.
53
3. Memiliki beberapa tambahan sarana Wizard yang baru. Wizard adalah sarana
yang mempermudah di dalam pembuatan aplikasi dengan mengotomatisasi
tugas-tugas tertentu.
4. Tambahan kontrol-kontrol baru yang lebih canggih serta peningkatan kaidah
struktur bahasa Visual Basic.
5. Kemampuan membuat ActiveX dan fasilitas Internet yang lebih banyak.
6. Sarana akses data yang lebih cepat dan andal untuk membuat aplikasi database
yang berkemampuan tinggi.
7. Visual Basic 6.0 memiliki versi atau edisi yang disesuaikan dengan kebutuhan
pemakainya.
Seperti aplikasi-aplikasi komersil lainnya, Visual Basic juga dipasarkan
dalam berbagai jenis atau versi. Beberapa versi dari Visual Basic 6.0 yang ada di
pasaran diantaranya adalah :
1. Standard Edition (Learning Edition)
Ini adalah versi standar yang sudah mencakup berbagai sarana dasar dari
Visual Basic 6.0 untuk mengembangkan aplikasi.
2. Professional Edition
Versi ini memberikan berbagai sarana ekstra yang dibutuhkan oleh para
programmer professional. Misalnya seperti kontrol-kontrol tambahan,
dukungan untuk pemrograman internet, compiler untuk membuat file Help,
serta sarana pengembangan database yang lebih baik.
54
3. Enterprise Edition
Versi ini dikhususkan untuk para programmer yang ingin mengembangkan
aplikasi remote computing atau client server. Biasanya versi ini digunakan
untuk membuat aplikasi pada jaringan.
Visual Basic juga merupakan sebuah program aplikasi Windows. Oleh
sebab itu, Anda juga harus menjalankannya dari dalam Windows dari menu Start
>Program >Microsoft Visual Studio 6.0 >Microsoft Visual Basic 6.0, maka akan
muncul seperti gambar berikut :
Gambar 2.31 Kotak dialog New Project35
Sebuah kotak dialog seperti pada Gambar 2.31 akan muncul saat Anda
memulai Visual Basic. Disini Anda bisa memilih jenis aplikasi yang akan Anda
35
Andy, Pengembangan Sistem Pakar Menggunakan Visual Basic , (Yogyakarta: Andy Offset,
2009), hlm. 25
55
buat dengan Visual Basic. Biasanya untuk membuat program aplikasi standar,
pilihlah Standard EXE, lalu klik tombol Open.
Setelah Visual Basic dijalankan, akan muncul sebuah layar seperti Gambar
2.32 Layar ini adalah lingkungan pengembangan aplikasi Visual Basic yang
nantinya akan Anda gunakan untuk membuat program-program aplikasi pada
Visual Basic.
Control Menu
Menu
Toolbar
Project
Explor
er
Tool box
Form Window
Properties
Window
Form Layout
Window
Gambar 2.32 Lingkungan Visual Basic 6.036
36
Andy, Pengembangan Sistem Pakar Menggunakan Visual Basic , (Yogyakarta: Andy Offset,
2009), hlm. 26
56
Layar Visual basic adalah suatu lingkungan besar yang terdiri dari
beberapa bagian-bagian kecil yang kesemuanya memiliki sifat :
1. Floating : dapat digeser-geser ke posisi mana saja. Untuk menggeser elemen
layar Visual Basic , klik dan tahan tombol mouse pada judul (Title Bar)
elemen tersebut, lalu geserlah ke tempat yang diinginkan.
2. Sizeable : dapat diubah-ubah ukurannya, seperti Anda mengubah ukuran
jendela Windows. Untuk mengubah ukuran suatu elemen atau jendela, klik
dan tahan tombol mouse pada sisi (border) jendela tersebut, lalu geserlah
hingga ke ukuran yang diinginkan.
3. Dockable : dapat menempel dengan bagian lain yang berdekatan. Untuk
menempelkan elemen layar Visual basic ke elemen lainnya, cukup tempelkan
sisi-sisi elemen tersebut, dan secara otomatis akan menempel ke tempat yang
anda inginkan.
Control Menu adalah menu yang digunakan terutama untuk memanipulasi
jendela Visual Basic. Dari menu ini Anda bisa mengubah ukuran, memindahkan,
atau menutup jendela Visual Basic atau jendela Windows lainnya. Untuk
mengaktifkan Control Menu ini, klik tombol mouse pada pojok kiri atas jendela
seperti pada gambar 2.33.
57
Restore : mengubah ukuran jendela ke ukuran sebelumnya
Move : untukmemindahkan letak jendela.
Size : untuk mengubah ukuran jendela.
Minimize : untuk meminimalkan ukuran jendela.
Maximize : untuk memaksimalkan ukuran jendela.
Close : untuk menutup jendela.
Gambar 2.33 Jendela Control Menu37
Menu Visual Basic berisi semua perintah Visual Basic yang dapat Anda
pilih untuk melakukan tugas tertentu. Untuk memilih menu pada Visual Basic
dapat dilakukan dengan :
1. Klik mouse pada menu dan submenu.
2. Tekan ALT dan karakter bergaris bawah untuk memilih menu. Misalnya
ALT+F untuk membuka menu File.
3. Beberapa perintah juga memiliki shortcut (tombol cepat), seperti misalnya
CTRL+N untuk membuat proyek baru dan sebagainya.
Gambar 2.34 Menu pada Visual Basic38
Toolbar adalah tombol-tombol yang mewakili suatu perintah tertentu dari
Visual Basic. Setiap tombol tersebut dapat langsung diklik untuk melakukan
37
Andy, Pengembangan Sistem Pakar Menggunakan Visual Basic , (Yogyakarta: Andy Offset,
2009), hlm. 26
38
Ibid, hlm. 31
58
perintah tertentu. Biasanya tombol-tombol ini merupakan perintah-perintah yang
sering digunakan dan tedapat pula pada menu Visual Basic. Untuk menampilkan
macam-macam toolbar yang ada, pilih menu View >Toolbars.
Add Project : menambahkan proyek ke dalam proyek yang sudah ada.
Add Item : menambahkan komponen atau objekke dalam jendela Form.
Menu Editor : menampilkan Menu Editor untuk mengubah tampilan menu.
Open Project : membuka proyek Visual Basic yang sudah ada.
Save Project Group : menyimpan proyek Visual basic yang sudah
ada.
Cut : memotong elemen yang dipilih pada layar.
Copy : meng-copy elemen yang dipilih pada layar.
Paste : menyalin elemen yang sebelumnya sudah dipotong (cut) atau
disalin (copy).
Find : mencari teks tertentu.
Undo : membatalkan perintah atau tindakan yang terakhir.
Redo : mengulangi perintah atau tindakan terakhir yang dibatalkan.
Start : menjalankan proyek yang dibuat pada Visual Basic.
Break : menghentikan running program untuk sementara.
End : menhentikan running program.
59
Project Explorer : menampilkan jendela Project Explorer.
Properties Window : menampilkan jendela properties.
Form Layout Window : menampilkan jendela Form Layout Window.
Object Browser : menampilkan jendela Object Browser.
Toolbox : menampilkan jendela Toolbox.
Data View Window : menampilkan jendela Data View Window.
Visual Component Manager : menampilkan jendela Visual Component
Form Window atau jendela Form adalah daerah kerja utama, dimana Anda
akan membuat program-program aplikasi Visual Basic. Pada form ini, Anda akan
meletakkan berbagai macam objek interaktif seperti teks, gambar, tombol-tombol
perintah, scrollbar, dan sebagainya. Jendela form ini pada awalnya kelihatan kecil,
tetappi ukurannya bisa diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan aplikasi anda.
Apabila program aplikasi Anda dijalankan, semua yang terdapat di dalam Form
akan ditampilkan pada layar Window. Jendela Form inilah yang nantinya akan
menjadi latar belakang dari aplikasi Anda.
60
Gambar 2.35 Jendela Form dan Form yang sudah jadi dan dijalankan
Toolbox adalah sebuah “kotak peranti” yang mengandung semua objek
atau kontrol yang dibutuhkan untuk membentuk suatu program aplikasi. Kontrol
adalah suatu objek yang akan menjadi interface (penghubung) antara program
aplikasi dan user-nya, dan kesemuanya harus diletakkan di dalam jendela Form.
Apabila Anda pertama kali menjalankan Visual Basic, maka Toolbox akan
ditampilkan di sebelah kiri layar dan berisi objek-objek standar yang akan selalu
muncul setiap kali Visual Basic dijalankan. Untuk menambahi objek pada
Toolbox ini dengan memilih menu Project >Components. Jika Anda
menggunakan Visual Basic versi Professional Edition atau Enterprise Edition ,
61
ada beberapa objek lain yang bisa ditambahkan yang tidak terdapat pada Standard
Edition.
Gambar 2.36 Toolbox Standard pada Visual Basic
Jendela Project Explorer adalah jendela yang mengandung semua file di
dalam aplikasi Visual Basic Anda. Setiap aplikasi dalam Visual Basic disebut
dengan istilah project (proyek), dan setiap proyek bisa mengandung lebih dari
satu file. Pada Project Explorer ditampilkan semua file yang terdapat pada aplikasi
(proyek) Anda, misalnya form, modul, class dan sebagainya.
62
Gambar 2.37 Jendela Project Explorer
Jendela Properties adalah jendela yang mengandung semua informasi
mengenai objek yang terdapat pada aplikasi Visual Basic Anda. Properti adalah
sifat dari sebuah objek, misalnya seperti namanya, warna, ukuran, posisi dan
sebagainya. Anda akan mengatur bentuk dan karakteristik dari setiap objek
melalui jendela Properties ini. Di bagian paling atas dari jendela properties ini
terdapat kotak yang menunjukkan nama objek yang sedang aktif, sedang
propertinya ditampilkan di bagian bawah dari jendela Properties tersebut.
Gambar 2.38 Jendela Properties
63
Form Layout Window adalah jendela yang menggambarkan posisi dari
form yang ditampilkan pada layar monitor. Posisi form pada Form Layout
Window inilah yang merupakan petunjuk dimana aplikasi anda akan ditampilkan
pada layar monitor saat dijalankan nanti.
Gambar 2.39 Form Layout Window
Anda bisa menampilkan Form Layout Window ini dengan memilih menu
View > Form Layout Window.
Jendela Code adalah salah satu jendela yang penting di dalam Visual
Basic. Jendela ini berisi kode-kode program yang merupakan instruksi-instruksi
untuk aplikasi Visual Basic Anda. Setiap objek pada Visual Basic dapat Anda
tambahi dengan kode-kode program untuk melakukan tugas-tugas tertentu,
misalnya menutup aplikasi, membatalkan perintah dan sebagainya.
64
Gambar 2.40 Jendela Code
Pada saat Anda menjalankan Visual Basic, jendela ini tidak akan
ditampilkan pada layar. Untuk menampilkannya, ada beberapa cara yaitu :
1. Pilih menu View >Code
2. Klik ganda objek tertentu pada Form Window, atau
3. Klik kanan pada komponen yang diinginkan, lalu pilih View Code.
Implementasinya dalam sebuah aplikasi misalnya anda membuat form,
maka form tersebut memiliki property, method, dan event. Sebagaimana
pemrograman visual lain seperti Delphi dan Java, VB juga bersifat event driven
progamming. Artinya anda dapat menyisipkan kode program pada event yang
dimiliki suatu obyek.
2.10.2 Memahami Istilah Object, Property, Method dan Event
Dalam pemrograman berbasis obyek (OOP)39, anda perlu memahami
istilah object, property, method dan event sebagai berikut :
39
Achmad Basuki, Pengenalan VB 6.0 , (Surabaya: 2006), hlm. 1
65
Object
: komponen di dalam sebuah program
Property
: karakteristik yang dimiliki object
Method
: aksi yang dapat dilakukan oleh object
Event
: kejadian yang dapat dialami oleh object
Sebagai ilustrasi anda dapat menganggap sebuah mobil sebagai obyek
yang memiliki property, method dan event. Perhatikan gambar berikut :
Gambar 2.41 Ilustrasi Pemrograman OOP
Implementasinya dalam sebuah aplikasi misalnya anda membuat form,
maka form tersebut memiliki property, method, dan event. Sebagaimana
pemrograman visual lain seperti Delphi dan Java, VB juga bersifat event driven
progamming. Artinya anda dapat menyisipkan kode program pada event yang
dimiliki suatu obyek.
66
2.11
Unified Modelling Language (UML)
2.11.1 Sejarah Singkat Unified Modelling Language (UML)
Unified Modelling Language (UML) adalah sebuah "bahasa" yang telah
menjadi standar dalam industri untuk menentukan, visualisasi, merancang dan
mendokumentasikan artifact5 dari sistem software, untuk memodelkan bisnis dan
sistem non software lainnya. UML merupakan suatu kumpulan teknik terbaik
yang telah terbukti sukses dalam memodelkan sistem yang besar dan kompleks.
Dengan menggunakan UML kita dapat membuat model untuk semua jenis
aplikasi piranti lunak, dimana aplikasi tersebut dapat berjalan pada piranti keras,
sistem operasi dan jaringan apapun, serta ditulis dalam bahasa pemrograman
apapun. Tetapi karena UML juga menggunakan class dan operation dalam konsep
dasarnya, maka ia lebih cocok untuk penulisan piranti lunak dalam bahasa-bahasa
berorientasi objek seperti C++, Java, VB.NET. Walaupun demikian, UML tetap
dapat digunakan untuk modeling aplikasi prosedural dalam VB atau C.
Seperti bahasa-bahasa lainnya,UML Mendefinisikan notasi dan syntax
(semantik). Notasi UML merupakan sekumpulan bentuk khusus untuk
menggambarkan berbagai diagram piranti lunak. Setiap bentuk memiliki makna
tertentu, dan UML syntax mendefinisikan bagaimana bentuk-bentuk tersebut
dapat dikombinasikan. Notasi UML terutama diturunkan dari 3 notasi yang telah
ada sebelumnya: Grady Booch OOD (Object-Oriented Design), Jim Rumbaugh
OMT (Object Modeling Technique), dan Ivar Jacobson OOSE (Object-Oriented
Software Engineering).
67
2.11.2 Notasi dalam UML
1.
Actor
Actor menggambarkan segala pengguna software aplikasi (user). Actor
memberikan suatu gambaran jelas tentang apa yang harus dikerjakan software
aplikasi. Sebagai contoh sebuah actor dapat memberikan input kedalam dan
menerima informasi dari software aplikasi, perlu dicatat bahwa sebuah actor
berinteraksi dengan use case, tetapi tidak memiliki kontrol atas use case. Sebuah
actor mungkin seorang manusia, satu device, hardware atau sistem informasi
lainnya.
Gambar 2.42 Notasi Actor
2.
Use Case
Use case menjelaskan urutan kegiatan yang dilakukan actor dan sistem
untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Walaupun menjelaskan kegiatan, namun use
case hanya menjelaskan apa yang dilakukan oleh actor dan sistem bukan
bagaimana actor dan sistem melakukan kegiatan tersebut.
Use-case Konkret adalah use case yang dibuat langsung karena keperluan
actor. Actor dapat melihat dan berinisiatif terhadapnya Use-case Abstrak adalah
use case yang tidak pernah berdiri sendiri. Use case abstrak senantiasa termasuk
didalam (include), diperluas dari (extend) atau memperumum (generalize) use
case lainnya.
68
Untuk menggambarkannya dalam use case model biasanya digunakan
association relationship yang memiliki stereotype include, extend atau
generalization relationship. Hubungan include menggambarkan bahwa suatu use
case seluruhnya meliputi fungsionalitas dari use case lainnya. Hubungan extend
antar use case berarti bahwa satu use case merupakan tambahan fungsionalitas
dari use case yang lain jika kondisi atau syarat tertentu terpenuhi.
Gambar 2.43 Notasi Use Case
3.
Class diagram
Class merupakan pembentuk utama dari sistem berorientasi obyek, karena
class menunjukkan kumpulan obyek yang memiliki atribut dan operasi yang
sama. Class digunakan untuk mengimplementasikan interface. Class digunakan
untuk mengabstraksikan elemen-elemen dari sistem yang sedang dibangun. Class
bisa merepresentasikan baik
perangkat lunak maupun perangkat keras, baik
konsep maupun benda nyata.
Gambar 2.44 Notasi Class
69
4.
Interface
Interface merupakan kumpulan operasi tanpa implementasi dari suatu
class. Implementasi operasi dalam interface dijabarkan oleh operasi didalam class
Oleh karena itu keberadaan interface selalu disertai oleh class yang
mengimplementasikan operasinya. Interface ini merupakan salah satu cara
mewujudkan prinsip enkapsulasi dalam obyek.
Gambar 2.45 Notasi Interface
5.
Interaction
Interaction digunakan untuk menunjukkan baik aliran pesan atau
informasi antar obyek maupun hubungan antar obyek. Biasanya interaction ini
dilengkapi juga dengan teks bernama operation signature yang tersusun dari nama
operasi, parameter yang dikirim dan tipe parameter yang dikembalikan.
Gambar 2.46 Notasi Interaction
6.
Note
Note digunakan untuk memberikan keterangan atau komentar tambahan
dari suatu elemen sehingga bisa langsung terlampir dalam model. Note ini bisa
disertakan ke semua elemen notasi yang lain.
70
Gambar 2.47 Notasi Note
7.
Dependency
Dependency merupakan relasi yang menunjukan bahwa perubahan pada
salah satu elemen memberi pengaruh pada elemen lain. Elemen yang ada di
bagian tanda panah adalah elemen yang tergantung pada elemen yang ada
dibagian tanpa tanda panah. Terdapat 2 stereotype dari dependency, yaitu include
dan extend. Include menunjukkan bahwa suatu bagian dari elemen (yang ada
digaris tanpa panah) memicu eksekusi bagian dari elemen lain (yang ada di garis
dengan panah).
Extend menunjukkan bahwa suatu bagian dari elemen di garis tanpa panah
bisa disisipkan kedalam elemen yang ada di garis dengan panah.
Gambar 2.48 Notasi Dependency
8.
Association
Association menggambarkan navigasi antar class (navigation), berapa
banyak obyek lain yang bisa berhubungan dengan satu obyek (multiplicity antar
class) dan apakah suatu class menjadi bagian dari class lainnya (aggregation).
Navigation dilambangkan dengan penambahan tanda panah di akhir garis.
Bidirectional navigation menunjukkan bahwa dengan mengetahui salah satu
class bisa didapatkan informasi dari class lainnya. Sementara UniDirectional
navigation hanya dengan mengetahui class diujung garis association tanpa panah
71
kita bisa mendapatkan informasi dari class di ujung dengan panah, tetapi tidak
sebaliknya.
Aggregation mengacu pada hubungan “has-a”, yaitu bahwa suatu class
memiliki class lain, misalnya Rumah memiliki class Kamar.
Gambar 2.49 Notasi Association
9.
Generalization
Generalization menunjukkan hubungan antara elemen yang lebih umum
ke elemen yang lebih spesifik. Dengan generalization, class yang lebih spesifik
(subclass) akan menurunkan atribut dan operasi dari class yang lebih umum
(superclass) atau “subclass is superclass”. Dengan menggunakan notasi
Generalization ini, konsep inheritance dari prinsip hirarki dapat dimodelkan.
Gambar 2.50 Notasi Generalization
10.
Realization
Realization menunjukkan hubungan bahwa elemen yang ada di bagian
tanpa panah akan merealisasikan apa yang dinyatakan oleh elemen yang ada di
bagian dengan panah. Misalnya class merealisasikan package, component
merealisasikan class atau interface.
Gambar 2.51 Notasi Realization