Jurnal 8 salwin

ISSN :2085-6989
PEMAKAIAN REMOTE CONTROL TV DENGAN MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI ALAT PEMUTUS DAN
PENGHUBUNG TEGANGAN KWH METER 1 PHASA
Oleh
Salwin Anwar, Desmiwarman, Nazris Nazaruddin
Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang
ABSTRACT
Synthesizer circuit voltage to 1 phase kWh meter using microcontroller AT89S51
with TV Sony remote is the solution for PT PLN to terminate the network if users by default.
Nowadays, if the consumer makes debt the officer will take the kWh meter using simple tool.
The used of this device just push a button on the remote control to turn off the electricity.
Remote radiate infrared signals and received by phototransistor in kWh meter. The
results of infrared and phototransistors will be processed by a microcontroller to give
instructions to relay for disconnecting or connecting the voltage source. This tool initially
can be useful for staff of PT PLN to do their job, thereby increasing effectiveness.
Keyword: Microcontroller AT89S51, Remote Control, KWh Meter, Infrared, Phototransistor
PENDAHULUAN
Energi listrik merupakan salah satu
kebutuhan bagi kehidupan manusia saat
ini. Kebutuhan akan energi listrik
cenderung meningkat setiap tahunnya.
Tapi tak sedikit juga dari pelanggan
listrik
tersebut
yang
melakukan
penunggakan pembayaran rekening
listrik yang mengakibatkan penunggakan
kerugian pada PT. PLN. Untuk saat ini
sebagai contoh tunggakan listrik untuk
kota Padang tercatat ada sekitar 1.434
pelanggan pada bulan November, yang
terdiri dari rayon Tabing, rayon Belanti,
rayon Kuranji dan rayon Indarung.
Kondisi saat sekarang, petugas PT. PLN
melakukan pemutusan hubungan listrik
pada rumah pelanggan yang melakukan
penunggakan dengan cara mencabut
KWh meter yang terletak pada rumah
pelanggan tersebut. Pekerjaan yang
dilakukan seperti ini membutuhkan
waktu sekitar setengah jam dan
pekerjaan sering menjadi tidak efisien
karena pelanggan yang melakukan
penunggakan.
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
Sehubungan
dengan
permasalahan
diatas,
maka
penulis
mencoba
memecahkan
permasalahan
guna
mempermudah pekerjaan dari PT. PLN
dalam melakukan pemutusan hubungan
listrik pada pelanggan yang melakukan
penunggakan. Yaitu dengan membuat
alat pemutus dan penghubung sumber
tegangan pada KWh meter 1 phasa
menggunakan remote tv sony, dengan
alat ini petugas dapat memutuskan
listrik tidak lebih dari lima menit dan
dapat juga digunakan dalam jarak jauh.
Rancangan sederhana ini menggunakan
bahasa pemprograman assembler sebagai
kontrol dari kerja relay. Selain itu, alat
pemutus dan penghubung tegangan pada
KWh meter 1 phasa merupakan alat
yang ekonomis, sehingga nantinya dapat
dimanfaatkan sebagai efisiensi dan
mempermudah kerja dari PT. PLN.
Karena jika dibandingkan dengan
keadaan
PT. PLN saat ini, yang
melakukan pemutusan hubungan listrik
dari setiap pelanggan yang menunggak
membutuhkan waktu sekitar setengah
jam untuk 1 KWh saja sedangkan
67
ISSN :2085-6989
dengan alat ini bisa memutuskan 1
KWh pelanggan yang menunggak
dengan waktu 5 menit.
TINJAUAN PUSTAKA
a. Transformator
Transformator adalah suatu
komponen elektronika pasif yang
berfungsi
untuk
mengubah
(menaikkan/menurunkan)
tegangan
listrik bolak-balik. Bentuk dasar
transformator adalah sepasang ujung
pada bagian primer dan sepasang ujung
pada bagian sekunder. Bagian primer
dan skunder adalah merupakan lilitan
kawat email yang tidak berhubungan
secara elektris.
Kedua lilitan kawat ini dililitkan
pada sebuah inti yang dinamakan inti
trafo. Untuk trafo yang digunakan pada
tegangan AC frekuensi rendah biasanya
inti trafo terbuat dari lempenganlempengan besi yang disusun menjadi
satu membentuk teras besi.
b. Penyearah / Rectifier
Fungsi penyearah atau rectifier
didalam rangkaian catu daya adalah
untuk mengubah tegangan listrik AC
yang berasal dari trafo step-down atau
trafo adaptor menjadi tegangan listrik
arus searah. Pada umumnya tegangan
yang dihasilkan oleh rangkaian rectifier
masih belum rata dan masih terdapat
ripple-ripple tegangan yang cukup besar.
Kita mengenal 3 macam penyearah
yaitu:
a.Rangkaian
penyearah
setengah
gelombang ( Half wave Rectifier)
b. Rangkaian penyearah gelombang
penuh dengan 2 buah diode
c. Rangkaian penyearah gelombang
penuh dengan 4 buah dioda
Gambar 1. Rangkaian penyearah
setengah gelombang
Gambar 2. Rangkaian penyearah
gelombang penuh
Gambar 3. Rangkaian penyearah
gelombang penuh sistem jembatan
c.
Filter / Penapis
Penapis atau filter adalah bagian
yang terdiri dari kapasitor atau
kondensator yang berfungsi sebagai
penapis atau merataka tegangan listrik
yang berasal dari rectifier. Secara
umum
peralatan
elektronik
membutuhkan sumber arus searah yang
halus
atau
lebih
rata.
Guna
menghilangkan sisa gelombang bolak
balik yang berasal dari rectifier tersebut
sering digunakan kondensator elektrolit
sebagai tapis perata.
Penambahan nilai kapasitor yang
dipararel
dengan
beban
akan
memberikan efek peralatan pulsa DC
yang lebih halus. Nilai kapasitor yang
lebih besar akan menyimpan muatan
pada
saat
pengisian.
Kecepatan
pengosongan
muatan
kapasitor
tergantung dari besarnya konstanta waku
t = RL x C.
Gambar
2.5
memperlihatkan
rangkaian penyearah gelombang penuh
dilengkapi filter kapasitor .
68
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
agar tegangan atau keluaran dapat diatur
besar kecilnya yang disebut dengan
regulator tegangan atau arus.
Gambar 4. Rangkaian penyearah
gelombang penuh dengan filter kapasitor
Perhatikan gambar 2.5 diatas,
pada saat T1 kapasitor terjadi pengisian
muatan kapasitor mendekati harga
tegangan puncak Um (maksimum) jika
tegangan pulsa turun lebih rendah dari
Um maka kapasitor akan mengosongkan
muatannya. Dengan adanya kapasitor
(C) tegangan keluaran tidak segera turun
walaupun tegangan masuk sudah turun,
hal ini disebabkan karena kapasitor
memerlukan
waktu
mengosongkan
muatannya. Sebelum tegangan kapasitor
turun banyak, tegangan pada kapasitor
menjadi naik lagi. Tegangan berubah
yang terjadi tersebut disebut tegangan
kerut (ripple voltage) hasil dari transient
kapasitor.
d. Regulator dan Stabilizer
Rangkaian catu daya yang stabil dan
teregulasi sangat diperlukan pada semua
rangkaian elektronika. Banyak sekali
rangkaian catau daya yang dilengkapi
dengan stabilisator dan regulator
tegangan dari rangkaian sederhana
sampai rangkaian yang cukup rumit.
Stabilizer dan regulator adalah bagian
yang terdiri dari komponen diode zener,
transistor, IC atau kombinasi ketiganya.
Komponen-komponen
tersebut
fungsinya adalah sebagai penstabil. Dan
mengatur tegangan yang berasal dari
rangkaian penyaring.
Stabilisator rangkaian yang dapat
memberikan tegangan dan arus keluaran
yang stabil dan tetap pada keadaan
masukan
bervariasi.
Sedangkan
rangkaian regulator berfungsi membuat
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
a. Regulator 7805
Regulator 7805 memberikan regulasi
yang baik dengan keuntungan sebagai
berikut:
Arus keluaran melebihi 1A
Pengamanan pembebanan lebih
termik
Tidak
diperlukan
komponen
tambahan
Ada pengamanan untuk transistor
keluaran ( output )
Untuk regulator 7805 ini,
memerlukan tegangan positif dengan
tiga terminal masing-masing terminal
input, terminal output dan terminal
ground. Tegangan yang akan diregulasi
diberikan pada terminal input dan
ground. Untuk lebih meratakan input,
maka diantara kedua terminal tersebut
dapat dipasangkan sebuah kapasitor.
Begitu pula dengan tegangan keluaran
agar dapat ditambahkan resistor pada
terminal out dan terminal ground.
Berikut ini merupakan gambar dari
sebuah bentuk dan simbol dari sebuah
regulator.
Gambar 5. Bentuk regulator dan symbol
rangkaian
e. KWh Meter
Prinsip kerja dari KWh Meter yaitu
Azas elektro mekanis, yaitu adanya
kumparan arus dan tegangan sehingga
menimbulkan induksi, maka piringan
pada meter akan berputar dan
69
ISSN :2085-6989
menggerakan konter / regester / angka
dari nilai kecil terus naik keatas.
Gambar 6. Konstruksi KWh
f. Relay
Relay pengendali elektromekanis
adalah saklar magnetis. Relay ini
menghubungkan rangkaian beban on dan
off dengan pemberian energi elektro
magnetis yang membuka dan menutup
pada rangkaian.
Relay biasanya mempunyai satu
kumparan, tetapi relay dapat mempunyai
beberapa kontak. Bentuk fisik relay
dapat dilihat pada gambar berikut :
Jika terjadi arus lebih pada
rangkaian,bimetal akan menjadi panas
dan melengkung memutuskan kontak
listrik sehingga rangkaian terlindungi.
Karakteristik arus waktu untuk MCB
hampir sama dengan pengaman lebur.
Dalam instalasinya motor dengan
kapasitas arus lebih dari 100 A, MCB
harus dipasang bersamaan dengan
pengaman lebur.
h. Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler sebagai teknologi
baru yaitu teknologi semikonduktor
kehadiranya
sangat
membantu
perkembangan
dunia
elektronika.
Dengan arsitektur yang praktis tetapi
memuat banyak kandungan transistor
yang terintegrasi, sehingga mendukung
dibuatnya rangkaian elektronika yang
lebih portable.
Mikrokontroler dapat diproduksi
secara masal sehingga harganya menjadi
lebih murah dibandingkan dengan
mikroprosessor, tetapi tetap memiliki
kelebihan
yang
bisa diandalkan.
Mikrokontroler memiliki perbandingan
ROM dan RAM-nya yang besar, artinya
program kontrol disimpan dalam ROM
(bisa Masked ROM atau Flash PEROM)
yang ukurannya relatif lebih besar,
sedangkan RAM digunakan sebagai
tempat penyimpan sementara, termasuk
register-register yang digunakan pada
mikrokontroler yang bersangkutan.
Gambar 7. Relay
g. MCB (Miniatur Circuit Breaker)
Bentuk yang kecil dari circuit
breaker disebut miniatur circuit breaker
(MCB) yang merupakan alat pembatas
daya secara otomatis yang sangat baik
digunakan untuk mendeteksi besarnya
arus lebih. MCB bekerja sebagaimana
thermal over load relay, mempunyai
bimetal yang dapat panas bila dialiri
arus.
70
Gambar 8. Port Mikrokontroler
AT89S51
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
METODOLOGI
Dalam melakukan pembuatan alat ini,
untuk
mendapatkan
hasil
yang
diinginkan sesuai dengan deskripsi dan
prinsip kerja yang diinginkan, maka
diperlukan metodologi sebagai berikut:
a. Menyiapkan semua perencanaan baik
konstruksi, rangkaian hardware
maupun software dan semua yang
berhubungan dengan perencanaan
pemutus tegangan pada kwh.
b. Menyiapkan bahan-bahan dan
komponen-komponen yang
digunakan pada rangkaian pemutus
arus pada kwh.
c. Menggambar lay out PCB dari
masing-masing skema rangkaian yang
akan digunakan.
d. Melarut Lay out PCB dari masingmasing rangkaian yang telah
digambar.
e. Menyolder komponen-komponen
pada masing-masing rangkaian yang
akan digunakan.
f. Menginstalasi rangkaian-rangkaian
tersebut sehingga siap dioperasikan
ke konstruksi pemutus arus pada
KWh.
g. Membuat box rangkaian
HASIL PENGUKURAN
a. Pengujian Rangkaian Catu Daya
Pengujian terhadap rangkaian catu
daya dilakukan dengan cara memberikan
tegangan
bolak-balik
melalui
transformator pada input penyearah
sebesar 12 V, kemudian input dan output
dari catu daya dihubungkan dengan alat
ukur.
Untuk
lebih
memperjelas
gelombang yang dihasilkan oleh catu
daya apakah sesuai dengan hasil yang
diharapkan, maka pengukuran terhadap
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
input dan output dari catu daya
dilakukan bersamaan hingga nampak
hasil pengukuran secara bersamaan dan
dapat dibandingkan apakah sesuai
dengan teori yang ada.
Pengujian rangkaian catu daya
berfungsi untuk mengetahui bentuk
gelombang keluar rangkaian. Untuk
pengujian ini digunakan osciloskop
untuk mengetahui bentuk gelombang
dari keluaran rangkaian ini.
Hasil pengukuran dari pengujian
rangkaian
catu
daya
dengan
menggunakan multimeter dapat dilihat
pada tabel berikut.
Tabel 1 Hasil pengujian rangkaian catu
daya
Vout
Sekender
Trafo
Vout
Penyearah
Vout
7812
Vout
7805
13 Vac
16 Vdc
12Vdc
5 Vdc
b. Pengujian rangkaian infra red
Tabel 2 Pengujian tanpa penghalang
kaca
NO Jarak(Meter)
1
2
3
4
5
6
7
2
4
6
8
10
11
12
Lampu Dalam
Keadaan
Hidup
Hidup
Hidup
Hidup
Hidup
Hidup
Mati
Tabel 3 Pengujian menggunakan
penghalang kaca
NO
1
2
3
4
5
6
7
Jarak(Meter)
2
4
6
8
10
11
12
Lampu Dalam
Keadaan
Hidup
Hidup
Hidup
Mati
Mati
Mati
Mati
71
ISSN :2085-6989
1.
Dengan adanya pembuatan alat
pemutus dan penghubung sumber
tegangan pada KWh meter 1
phasa ini, akan sangat membantu
PT.PLN dalam memutus dan
menghubungkan tegangan pada
konsumen
yang
melakukan
penunggakan sehingga dapat
meningkatkan efisiensi PT. PLN.
2.
Sensor
infra
merah
yang
digunakan sebagai transmisi
dalam melakukan pemutus dan
penghubungan sumber tegangan
pada alat ini, dapat bekerja
dengan jarak lebih kurang 10
meter dan dapat bekerja sebagai
alat pemutus.
Pada saat pengujian alat dengan
menggunakan remot tv, dengan jarak
pemutusan yang berbeda (dapat dilihat
dalam tabel) dibagi dengan dua
percobaan
yakni
dengan
tanpa
penghalang dan dengan menggunakan
penghalang kaca. penjelasannya dapat
dilihat sebagai berikut :
1. Pada pengujian tabel 1 diatas,
setelah alat dioperasikan tanpa
menggunakan penghalang, sensor
dapat bekerja dari jarak 0-11 meter
ditandai dengan hidupnya lampu.
Sedangkan untuk jarak 12 meter
keatas photo transistor tidak bisa
lagi menerima sinyal yang diberikan
oleh sensor, jadi dengan jarak
tersebut pengoperasian alat menjadi
tidak efektif.
2. Pada pengujian data tabel 2 diatas,
setelah
alat
dioperasikan
menggunakan penghalang kaca
sensor dapat bekerja dari jarak 0-6
meter sedangkan untuk jarak 7
meter keatas photo transistor tidak
bisa lagi menerima sinyal yang
diberikan oleh sensor. Hal ini karena
alat ini sulit untuk menenmbus
benda tembus pandang dengan jarak
jauh
Dari data diatas dapat dianalisa
bahwa, alat ini hanya bisa bekerja
dengan efektif tanpa menggunakan
penghalang, namun alat ini masih
bisa
juga
bekerja
dengan
menggunakan penghalang kaca tapi
dengan jarak yang dekat. Hal ini
disebabakan
karena
jangkauan
sinyal sensor tergantung dengan
benda yang melewatinya.
KESIMPULAN
Dari uraian dan pembahasan
yang telah dilakukan, maka dapat
diambil kesimpulan antara lain :
72
3. Pemanfaatan
Mikrokontroler
AT89S51 dengan menggunakan
bahasa assembler, selain sebagai
pengendali
juga
bisa
dimanfaatkan sebagai pendeteksi,
apakah
pelanggan
yang
menunggak tersebut tegangannya
sudah diputuskan atau masih
tersambung pada KWh meter 1
phasa
DAFTAR PUSTAKA
Malvino, Albert Paul. 1999.
Prinsip-prinsip Elektronika jilid
I. Jakarta : Erlangga.
Malvino, Albert Paul. 1999.
Prinsip-prinsip Elektronika jilid
II. Jakarta : Erlangga.
http://elektrokita.blogspot.com/2008
/09/komponen-elektronika.html
http://www.docstoc.com/docs/71126
92/PENGENALANKOMPONEN-KOMPONENELEKTRONIKA
http://kuninganelektro.blogspot.com/2010/02/ko
mponen-elektronika.html
http://yosmedia.blogspot.com/2008/
12/cara-kerja-relay-dc.html
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
ISSN :2085-6989
Elektron : Vol 2 No. 2, Edisi Desember 2010
73