Sistem Monitoring Pencurian Energi Listrik

Sistem Monitoring Pencurian Energi Listrik
Bondan Dwi Cahyono1)Yahya Chusna Arif2) Suryono3)
1) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: [email protected]
2) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: [email protected]
3) PENS-ITS, Surabaya 60111, email: [email protected]
Abstrak
–
Dewasa ini terdapat banyak
permasalahan yang mengakibatkan kerugian dalam
bidang ketenagalistrikan. Salah satu penyebab
permasalahan yang sering terjadi dan tidak mudah
untuk ditangani adalah masalah pencurian energi
listrik. Modus pencurian energi listrik yang paling
banyak dilakukan adalah mempengaruhi tingkat
akurasi pembacaan KWH meter, terutama pada KWH
meter analog. Hal-hal yang mengindikasikan adanya
pencurian energi listrik adalah ketidaksesuaian
jumlah daya yang terpakai pada konsumen dengan
daya yang terbaca oleh KWH meter. Karena
permasalahan tersebut maka dilakukan penelitian
lebih lanjut tentang peralatan pendeteksi pencurian
energi listrik, dimana sistem yang digunakan pada
penelitian ini mampu mendeteksi berbagai macam
modus pencurian energi listrik dengan cara
menempatkan sensor-sensor yang nantinya data dari
sensor tersebut membandingkan nilai pembacaan
KWH meter dengan nilai putaran piringan pada KWH
meter dan sinyal yang menandakan terjadinya
pencurian energi listrik dikirimkan melalui SMS
gateway. Dalam sistem monitoring ini dilengkapi
fasilitas sistem database menggunakan MS access
sehingga dapat memudahkan pengolahan data
konsumen yang melakukan pencurian energi listrik.
Cara yang digunakan untuk koneksi dengan Visual
Basic 6.0 menggunakan salah satu fasilitas dari
Visual Basic 6.0 yaitu ActiveX® Data Objects (ADO).
Nilai ketimpangan yang diperoleh antara pembacaan
dengan putaran piringan KWH saat pencurian energi
listrik adalah > 10%.
Kata kunci : KWH meter analog, sensor, SMS
gateway, MS access, Visual Basic 6.0.
pelanggan. Pencurian energi listrik lebih sulit
dideteksi ketika berkembang dengan modus baru dan
teknik yang semakin rapi. Adapun data pencurian
energi listrik di pulau Jawa :
1.
2.
Pencurian energi listrik juga terjadi di
Subang, Jawa Barat pada bulan Juli 2009
sebanyak 5 kasus.
Pencurian energi listrik terjadi di Jakarta
pada bulan Oktober 2009 sebanyak 10 kasus
dengan modus yang sama yaitu sistem
jumper terminal.[1]
Tidak hanya dari segi ekonomi, kerugian yang
dialami juga dari segi kualitas daya yang dihasilkan,
karena parameter-parameter yang ada menjadi tidak
terdeteksi dengan baik dikarenakan kerja KWH meter
yang dimanipulasi. Pemadaman listrik juga akan
sering terjadi karena pemakaian daya juga tidak dapat
terdetaksi dengan baik sehingga pemakaian daya di
luar batas kemampuan gardu distribusi yang ada.
Akibatnya peralatan-peralatan elektronik yang
dimiliki pelanggan akan bekerja tidak stabil sehingga
akan mudah mengalami kerusakan.
Tujuan utama dari peralatan ini adalah lebih
mudah dioperasikan dengan tidak banyak merubah
sistem yang sudah ada. Dan penggunaan teknologi
tepat guna untuk suatu sistem yang sudah sangat
lama tersebar di masyarakat serta dapat membantu
proyek besar pemerintah untuk menghemat
penggunaan energi terutama energi listrik.
2. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
B. 2.1 Blok Diagram Sistem
1. PENDAHULUAN
Salah satu penyebab kerugian pada bidang
ketenagalistrikan adalah pencurian energi listrik.
Permasalahan pencurian energi listrik tidak mudahC.
untuk ditangani., hal ini dikarenakan keterbatasan
pengawasan terhadap peralatan yang ada di
Beberapa hal mengenai perancangan dan
pembuatan sistem monitoring pencurian energi listrik.
Dan untuk gambaran sistem yang dirancang
ditunjukkan pada gambar 1.
1
www.kompas.com.
Tegangan keluaran dari rangkaian resistor pembagi
tegangan digunakan untuk masukan rangkaian zero
crossing, dan rangkaian sensor tegangan yang telah
dibuat ditunjukkan pada gambar 3.
CPU
PLN
(Sambungan
Rumah Tangga)
Sens
or
Arus
,
Tega
ngan
µ
C
A
T
M
e
g
a
S
e
r
i
a
l
Tran
smitt
er
Recei
ver
Gambar 3. Rangkaian sensor tegangan yang telah di
buat.
1
6
Berikut adalah data yang telah diambil dari
sensor tegangan ditunjukkan pada tabel 1 dan untuk
gambar gelombang ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 1. Blok diagram sistem
Tabel 1. Data percobaan sensor tegangan
2.2 Sensor tegangan
Untuk mengambil sinyal tegangan agar bisa
dibaca oleh rangkaian phasa detector digunakan
resistor pembagi tegangan dipasang secara paralel
antara phasa dengan netral. Fungsi resistor ini adalah
untuk menurunkan tegangan dari tegangan sumber
menjadi tegangan yang dikehendaki. Selain itu juga
penggunaan resistor tidak merubah harga beda phasa
yang terjadi pada beban induktif yang terpasang,
rangkaian resistor pembagi tegangan ditunjukkan pada
gambar 2.
[2]
Gambar 2. Rangkaian resistor pembagi tegangan
Vout =
( 1)
Dimana, untuk Vout = tegangan keluaran pada
resistor pembagi tegangan, R1 = nilai resistor 1, R2 =
nilai resistor 2, R3 = nilai resistor 3, Vin = nilai
tegangan input rangkaian.
No.
Vin ( V )
Vout ( V )
1
20
0.288
2
40
0.541
3
60
0.792
4
80
1.048
5
100
1.279
6
120
1.535
7
140
1.79
8
160
2.036
9
180
2.282
10
200
2.537
11
220
2.791
12
240
3.046
Perhitungan secara teoritis :
Rangkaian
resistor
pembagi
tegangan
menggunakan 3 resistor dipasang seri (R1, R2 dan
R3).
Dengan mengambil tegangan pada R2
didapatkan tegangan output sesuai rumusan diatas.
2
Someseries jilid 1, hal 52.

Untuk Vin = 100 V
10k
Vout 
100
390k  390k
Vout  1.266V


yang akan disensor
Untuk Vin = 160 V
10k
Vout 
 160
390k  390k
Vout  2.025V
Untuk Vin = 220 V
10k
 220
390k  390k
Vout  2.79V
Vout 
3 dan 4
IP-
Terminal untuk arus
yang akan disensor
5
GND
Terminal Ground
6
FILTER
Terminal
untuk
kapasitor eksternal
7
Viout
Sinyal analog output
8
Vcc
Power supply
[4]
Gambar 4. Sinyal keluaran sensor tegangan
Gambar 6. Contoh aplikasi dari rangkaian sensor arus
ACS712
2.3 Sensor arus ACS712
Sensor arus ini adalah salah satu produk dari
allegro untuk solusi ekonomis dan presisi dalam
pengukuran arus AC maupun DC. Sensor ini memiliki
presisi, low-offset, dan rangkaian sensor linier hall
dengan konduksi tembaga yang ditempatkan dengan
permukaan dari aliran arus yang disensor. Ketika arus
mengalir pada permukaan konduktor maka akan
menghasilkan medan magnet yang dirasakan oleh IC
hall efect yang terintegrasi kemudian oleh piranti
tersebut dapat dirubah ke tegangan. Sensor ini
memungkinkan untuk tidak menggunakan optoisolator
karena antara terminal input arus dengan outputnya
sudah terisolasi secara kelistrikannya. Hal ini karena
yang dirasakan atau yang disensor adalah efek hall
dari arus input yang disensor. Gambar 5 menunjukkan
diagram sensor ACS 712, tabel 2 menunjukkan
penjelasan gambar 5,contoh aplikasi ditunjukkan pada
gambar 6, blok diagram dan karakteristik input
outputnya ditunjukkan pada gambar 7 dan 8.
Gambar 7. Blok diagram dari sensor arus ACS 712
[3]
Gambar 5. Diagram sensor arus ACS712
Tabel 2. Penjelasan diagram sensor arus ACS712
[5]
No.
Nama
Penjelasan
1 dan 2
IP+
Terminal untuk arus
Gambar 8. Karakteristik input dan output dari ACS 712
4
3
Datasheet, IC ACS712 , hal.1.
5
Loc.Cit , hal.3.
Loc.Cit , hal.3.
Untuk nilai data pengujian sensor arus
ditunjukkan pada tabel 3, serta gambar gelombangnya
ditunjukkan pada gambar 10, untuk gambar 9
menunjukkan rangkaian sensor yang telah dibuat.
2.4 Zero Crossing Detector (Detektor Phasa)
Rangkaian ini berfungsi untuk mendeteksi
perbedaan sudut phasa yang mengalir ke beban.
Detektor Phasa dibuat menggunakan komparator dan
gerbang logika XOR. Komparator digunakan untuk
mendapatkan informasi saat nilai tegangan dan nilai
arus tepat melewati titik nol. Gerbang logika XOR
digunakan untuk mengetahui nilai beda sudut phasa.
Nilai perbedaan sudut phasa didapat dengan
menghitung selang waktu antara tegangan naik dan
tegangan turun pada keluaran gerbang logika XOR.
Rangkaian detektor phasa ini ditunjukkan pada
Gambar 11.
Gambar 9. Sensor arus yang telah dibuat.
Tabel 3. Data percobaan sensor arus ACS 712
No.
Arus AC
(Ammeter)
Tegangan Sensing
Out ACS
[6]
(Vac)
1
0,456 A
17 mV
2
0,912 A
33 mV
3
1,368 A
49 mV
4
1,824 A
66 mV
5
2,28 A
84 mV
6
2,736 A
100,1 mV
7
3,192 A
118 mV
8
3.648 A
136 mV
9
4,104 A
153 mV
10
4,56 A
171 mV
Gambar 11. Rangkaian Detektor Phasa
Gambar 12. Output beda fase detector
2.5 Sensor Pembaca Putaran Piringan KwH meter
Rangkaian sensor ini berfungsi untuk
membaca putaran piringan KwH meter analog, dimana
sistem kerjanya adalah membaca waktu antara lubang
1 dengan lubang lainnya pada piringan KwH meter
analog.
Gambar 13. Rangkaian pembaca putaran piringan
KwH meter
Gambar 10. Gelombang tegangan keluaran sensor arus
ASC 712
6
Datasheet, LF 351 , hal.4.
Tabel 4. Data pembacaan sensor putaran
No.
1
2
3
Beban
100 W
200W
300 W
Pembacaan
79,99
158,32
267,87
Daya
82
161
269
2.6 Sistem Transmitter Dan Receiver
Sistem transmitter dan receiver tersebut
menggunakan Hp melalui data SMS, yang berfungsi
untuk mengirimkan sinyal saat terjadi pencurian
energi listrik, dimana pada sisi receiver nantinya
terbaca dan tersimpan oleh komputer.
2.8 Sistem SMS Gateway
Pada peneletian ini perintah SMS gateway
yang digunakan adalah AT+CMGS dan AT+CMGR,
dimana untuk AT+CMGS adalah perintah untuk
mengirim SMS, sedangkan AT+CMGR adalah
perintah untuk membaca SMS.
Tabel 5. Perintah pengiriman SMS
Tabel 6. Perintah pembacaan SMS
Gambar 14. Jenis HP yang digunakan untuk
transmitter dan receiver
Gambar 17 Pengujian pengiriman SMS
Gambar 15. Tampilan Visual Basic
2.7 Charger battery otomatis
Sistem charger battery otomatis ini berfungsi
untuk mengisi battery dan tidak mengisi saat battery
penuh.
Gambar 18 Pembacaan pengiriman SMS
2.9 Pengujian secara integrasi
Indikasi charge
Gambar 16. Proses charge
Pada sistem pengujian alat terintegrasi,
dilakukan metode pencurian dengan memperlambat
putaran piringan KwH meter dengan cara memutar
pengatur putaran piringan KwH meter, menahan KwH
meter menggunakan jarum, jumper terminal, serta
penggantian kapasitas MCB.
diterima oleh receiver. Berikut penerimaan data pada
receiver saat terjadi pencurian menggunakan jarum.
Pada keseluruhan sistem, parameter yang
dibandingkan adalah putaran piringan KwH meter
dengan parameter daya yang terukur. Dan untuk
penggantian kapasitas MCB , membandingkan nilai
arus yang disetting dengan nilai pembacaan arus yang
terukur oleh sensor arus.
Untuk pencurian yang menggunakan metode
mempengaruhi putaran piringan dengan cara apapun,
jika putaran piringan lebih lambat , maka dapat
terbaca bahwa terjadi pencurian energi listrik.
Sedangkan untuk pencurian menggunakan metode
penggantian kapasitas MCB, jika arus pembacaan
sensor melebihi nilai arus yang telah di setting maka
terdapat indikasi pencurian energi listrik.
Gambar 21 Penerimaan data oleh receiver metode 1.
Pada metode pencurian menggunakan sistem
memutar nilai setting putaran, data yang didapatkan
adalah ditunjukkan pada gambar berikut.
Pada metode pencurian menggunakan jarum (menahan
piringan KwH meter menggunakan jarum), data yang
didapatkan adalah ditunjukkan pada gambar berikut.
Proses
pencurian
dengan cara
mengatur
putaran
piringan
Jarum
Gambar 19 Pencurian menggunakan jarum
Metode ini bertujuan untuk memperlambat
putaran KwH meter agar penunjukan KwH meter
tidak sesuai ( lebih kecil ) dari daya yang digunakan.
Dimana,untuk beban 200 watt.
cos phi
indikasi
Gambar 22 Pencurian menggunakan pengaturan
putaran piringan
Metode ini bertujuan untuk memperlambat
putaran KwH meter agar penunjukan KwH meter
tidak sesuai ( lebih kecil ) dari daya yang digunakan.
Dimana,untuk beban 100 watt.
cos phi
indikasi
Gambar 20 Pembacaan data saat pencurian
menggunakan jarum
Gambar 23 Pembacaan data saat pencurian
menggunakan pengaturan putaran piringan
Pada saat pencurian tersebut, putaran
piringan KwH meter menjadi lambat dan saat nilai
putaran KwH tidak sesuai dengan nilai daya yang
terbaca sensor, maka indikasi menunjukkan angka 2,
dan langsung memberi perintah pada transmitter untuk
mengirimkan sinyal pencurian energi listrik, dan
Pada saat pencurian tersebut, putaran
piringan KwH meter menjadi lambat dan saat nilai
putaran KwH tidak sesuai dengan nilai daya yang
terbaca sensor, maka indikasi menunjukkan angka 2,
dan langsung memberi perintah pada transmitter untuk
mengirimkan sinyal pencurian energi listrik, dan
diterima oleh receiver. Berikut penerimaan data pada
receiver saat terjadi pencurian menggunakan jarum.
penerimaan data pada receiver saat terjadi pencurian
menggunakan jarum.
Gambar 24 Penerimaan data oleh receiver metode 2.
Pada metode pencurian menggunakan energi
mengganti kapasitas MCB. Jika nilai arus yang
disetting adalah untuk MCB 1 A, maka saat
penggantian kapasitas MCB diatas nilai yang
ditentukan maka terdeteksi terjadi pencurian energi
listrik.
Metode ini bertujuan untuk menambah
kapasitas daya secara ilegal. Dimana,untuk beban 300
watt dengan arus 1,83 Ampere ( > 1 Ampere ) .
cos phi
indikasi
(a)
Gambar 26 Penerimaan data oleh receiver metode 3.
3. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
 Dalam kondisi normal, ketimpangan perbandingan
antara perhitungan daya melalui jumlah putaran
dengan pengukuran adalah ≤ 10 %, dan ketika
ketimpangan perbandingan mencapai > 10 % maka
terjadi pencurian energi listrik.
 Sistem monitoring ini dapat mendeteksi segala
jenis modus pencurian energi listrik yang
mempengaruhi putaran KWH meter analog.
4. DAFTAR REFERENSI
Hanif. Andi, “Rancang Bangun Pendeteksi
Pencurian Energi Listrik” . Surabaya. PENS-ITS,
2008.
[2] Hidayat. Firman, “Design of VAR, Watt, Pf
Digital Metre Single Phase”, Surabaya. PENSITS, 2010.
[1]
(b)
Gambar 25 (a)Pembacaan data saat penggantian
kapasitas MCB, (b) nilai cos phi yang terbaca.
Pada saat pencurian tersebut,nilai arus
pembacaaan ADC tidak sesuai dengan nilai setting
arus yang ditentukan. Maka indikasi menunjukkan
angka 2, dan langsung memberii perintah pada
transmitter untuk mengirimkan sinyal pencurian
energi listrik, dan diterima oleh receiver. Berikut
[3]
Andrianto Heri, “ Pemrograman Mikrokontroler
AVR ATMEGA16 Menggunakan Bahasa C (Code
Vision AVR)”, Bandung: Informatika, 2008
[4]
Astuti. Yuli, “ Sistem Informasi Akademik
Berbasis SMS Gateway “, Jogjakarta. STMIK
AMIKOM,2009.