Pengendali Sakelar Transfer Otomatis dengan Kontrol dan Informasi Status via Aplikasi Android

Pengendali Sakelar Transfer Otomatis dengan

 Kontrol dan Informasi Status

 via Aplikasi Android

Aprilia Kartika Putri¹, Muhammad Iqbal Azis², Samuel BETA ³

Email : ¹putriaprilia68@yahoo.com , ²miqbalaz123@gmail.com, ³sambetak2@gmail.com

Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id

Abstrak—  Saklar Transfer Otomatis  berfungsi untuk mengatur proses pemindahan sumber listrik dari sumber listrik yang satu (utama) ke  sumber  listrik  yang  lain  (cadangan)  secara  bergantian  yang  sesuai  dengan  perintah program. Dalam  proyek ini  dibuat suatu  desain sistem saklar transfer otomatis yang dapat  melakukan proses pengalihan perpindahan dua sumber   listrik   yang   aman   dan   efektif   secara sekuensial  sesuai  dengan  proses  kerja  yang  akan  dikendalikan  oleh controller. Pada system ini menggunakan  mikrokontroler ARM NUC120 sebagai perangkat  utama kendali sistem. ARM NUC120 memperoleh informasi dari hasil pembacaan sensor tegangan dan menampilkan status informasi pada aplikasi android  (Abstrak)

Keywords—Sakelar Transfer Otomatis, ARM NUC120, Aplikasi Android, Bluetooth (key words)

I.    PENDAHULUAN

Sakelar Transfer Otomatis  berfungsi untuk mengatur proses pemindahan sumber listrik dari sumber listrik yang satu (utama) ke  sumber  listrik  yang  lain  (cadangan)  secara  bergantian  yang  sesuai  dengan  perintah program. Dalam  proyek ini  dibuat suatu  desain sistem saklar transfer otomatis yang dapat  melakukan proses pengalihan perpindahan dua sumber   listrik   yang   aman   dan   efektif  sesuai  dengan  proses  kerja  yang  akan  dikendalikan  oleh controller. Pada system ini menggunakan  mikrokontroler ARM NUC120 sebagai perangkat  utama kendali sistem. ARM NUC120 memperoleh informasi dari hasil pembacaan sensor tegangan dan menampilkan status informasi berupa tegangan serta dapat melakukan kontrol melalui aplikasi android.

II.   TINJAUAN PUSTAKA

A.    Mikrokontroler ARM NUC120

ARM NUC 120 sebuah modul mikrokontroler 32 bit berbasis ARM Cortex – MO. ARM NUC 120 Merupakan menu utama pada sistem pengaturan operasi penggilingan ikan DT- ARM NUC 120 Board dilengkapi dengan program yang merupakan bootloader (utama), sehingga tidak membutuhkan divais program terpisah. NUC 120 mampu beroperasi dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz.( Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller ) yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.[1]

Spesifikasi  :

·         Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).

·         Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.

·         Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.

·         Memiliki 1x Port USB.

·         Memiliki 1 port RS-485.

·         Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.

·         Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program      mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.

·         Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.

·         Memiliki 45 jalur GPIO.

·         Terintegrasi dengan sensor suhu internal.

·         Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.

·         Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.

·         Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

Gambar 2.1 ARM NUC120

B.    Sensor Tegangan DC

Sensor tegangan yang digunakan merupakan sebuah modul sensor tegangan yangmengunakan prinsip pembagi tegangan. Modul ini dapat mengurangi tegangan input hingga 5 kali dari tegangan asli. Tegangan analog input maksimum mikrokontroler yaitu 5 volt, sehingga modul tegangan dapat diberi masukkan tidak melebihi 5 X 5 Volt atau sebesar 25 Volt.[2]

Gambar 2.2 Sensor Tegangann DC

C.    Bluetooth HC-05

HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.

Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.

Deskripsi modul HC-05[3]:

1.  Level tegangan kerja 3.3V. 2. Modul memiliki 2 mode kerja (pemilihan mode dengan mengubah status pin 34 – KEY):

·    Auto-connect.

·    Mode ODAP, Anda dapat mengirim perintah AT untuk berkomunikasi dengan modul.
Dengan mengubah status 34 kaki (KEY), Anda dapat mengkonfigurasi modus operasi modul:

·   Untuk membuat modul dalam mode koneksi otomatis: KEY ke kondisi floating (tidak terhubung state).

·   Untuk modul bekerja di bawah modus respon perintah: KEY = ‘0 ‗(koneksi ground) dan KEY = ‘1′ (terhubung ke Vcc) sekarang dapat menggunakan perintah AT untuk berkomunikasi.

2.  Baudrate 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, dapat di set sesuai dengan kebutuhan user

3.   Kebutuhan Arus : Pairing 20～30mA. Setelah Pair: 8mA

4.   Frekuensi yang digunakan : 2.5 GHz.

Gambar 2.3 Modul Bluetooth HC-05

D.    Relai

Relai adalah suatu komponen electrik-mekanik yang dipakai untuk menghubungkan atau memutus arus. Relai merupakan Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

Relai menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Gambar 2.4 Relai

E.    Android

Android adalah sistem operasi yang digunakan di smartphone dan juga tablet PC. Fungsinya sama seperti sistem operasi Symbian di Nokia, iOS di Apple dan BlackBerry OS.

Android pertama kali dikembangkan oleh perusahaan bernama Android Inc., dan pada tahun 2005 di akuisisi oleh raksasa Internet Google. Android dibuat dengan basis kernel Linux yang telah dimodifikasi, dan untuk setiap release-nya diberi kode nama berdasarkan nama hidangan makanan.

Keunggulan utama Android adalah gratis dan open source, yang membuat smartphone Android dijual lebih murah dibandingkan dengan Blackberry atau iphone meski fitur (hardware) yang ditawarkan Android lebih baik.

Beberapa fitur utama dari Android antara lain WiFi hotspot, Multi-touch, Multitasking, GPS, accelerometers, support java, mendukung banyak jaringan (GSM/EDGE, IDEN, CDMA, EV-DO, UMTS, Bluetooth, Wi-Fi, LTE & WiMAX) serta juga kemampuan dasar handphone pada umumnya.

Gambar 2.5 Android

F.    Potensiometer

Potensiometer adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan keluarga resistor yang tergolong dalam kategori variable resistor. Secara struktur, potensiometer terdiri dari 3 kaki terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.[4] Fungsi utama dari potensiometer sebenarnya adalah untuk menghasilkan nilai resistansi bervariasi sesuai dengan nilai yang dikehendaki. Cara mengatur nilai resistansinya adalah dengan memutar tuas pengatur.

Gambar 2.6 Potesiometer

G.    LED (Light Emitting Diode)

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Gambar 2.7 LED

 III. PERANCANGAN

          Bab ini membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang akan dibuat. Perancangan sistem ini terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak.

A.    Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

B.    Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Keadaan awal, LED 1 menyala sebagai indikator bahwa sumber lsitrik utama bekerja atau memiliki tegangan lebih dari 5 volt. Apabila sumber listrik utama memiliki tegangan kurang dari 5 volt, maka saklar akan berpindah secara otomatis ke sumber listrik cadangan dan LED 2 menyala. Saat tegangan sumber listrik utama kembali normal, saklar akan kembali dari sumber listrik cadangan ke sumber listrik utama secara otomatis. segala kontrol pada peralatan dapat dikendalikan melalui android, dan informasi status berupa tegangan dapat dipantau melalui android pula.

C.    Gambar Pengawatan

Gambar 3.3 Gambar Pengawatan Dalam

Gambar 3.4 Gambar Pengawatan Luar

D.    Gambar Diagram Alir

Gambar 3.5 Diagram Alir

E.    Gambar Rangkaian Lengkap

Gambar 3.6 Gambar Rangkaian Lengkap

IV.  PERANCANGAN MEKANIK

      Pada alat ini menggunakan kotak untuk meletakkan komponen-komponen yang digunakan

Gambar 4.1 Gambar Kotak Komponen

  V.    PENGUJIAN ALAT

Ada beberapa tahap pengujian yang dilakukan pada alat yang telah dibuat. Tahap-tahap tersebut yaitu pengujian perangkat hardware, pengujian pin-pin yang digunakan pada NUC-120. Pada awal pengujian relai, potensiometer diputar untuk mengubah tegangan pada sumber 1. Saat sumber tegangan 1 memiliki tegangan lebih dari 5 volt, sumber tegangan listrik 1 bekerja. Saat tegangan kurang dari 5 volt, saklar berpindah secara otomatis ke sumber tegangan 2 dan sumber listrik 2 bekerja. Ketika tegangan pada sumber 1 kembali normal, saklar dapat kembali secara otomatis dari sumber tegangan 2 ke sumber tegangan 1 dan sumber 1 kembali bekerja. Lampu indikator juga dilakukkan pengujian dengan melihat ketika sumber tegangan mana yang sedang bekerja  lampu indicator akan menyala atau tidak.            

Setelah melalui beberapa tahap pengujian dan analisa kelompok mendapat cara kerja yang sesuai dengan diagram blok dan alat siap digunakkan

Gambar 5.1 Tampilan Alat saat Bekerja

Gambar 5.2 Tampilan pada Aplikasi Android

 VI.   KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

1. Dengan adanya pengendali saklar transfer otomatis, tidak perlu khawatir jika tiba-tiba mengalami gangguan pada sumber utama, karena sumber cadangan akan bekerja secara otomatis.
2. Menggunakan aplikasi android memudahkan dalam mengontrol dan memantau informasi status secara jarak jauh.

B.    Saran

1.  Untuk proyek selanjutnya bisa dikembangkan lagi dengan menggunakan catu daya PLN sebagai sumber listrik utama

2. Dapat menampilkan status informasi yang lebih lengkap pada aplikasi android

 VII.  DAFTAR PUSTAKA

[1]           D. Universitas and B. Darma, “PENGGILINGAN IKAN MIKROKONTROLER DT – ARM NUC 120,” vol. 1, no. 2, pp. 90–99, 2017.

[2]           M. R. Fachri, I. D. Sara, and Y. Away, “Pemantauan Parameter Panel Surya Berbasis Arduino secara Real Time,” J. Rekayasa Elektr., vol. 11, no. 4, p. 123, 2015.

[3]           A. Zainuri, U. Wibawa, and E. Maulana, “Implementasi Bluetooth HC – 05 untuk Memperbarui Informasi Pada Perangkat Running Text Berbasis Android,” vol. 9, no. 2, pp. 163–167, 2015.

[4]           D. Almanda and H. Yusuf, “Perancangan Prototype Proteksi Arus Beban Lebih Pada Beban DC Menggunakan Mikrokontroller,” Elektum  J. Tek. Elektro, vol. 14, no. 2, pp. 25–34, 2017.

 LAMPIRAN

1. Diagram Alir

2. Diagram Blok

3. Pengawatan

4. Skematik

5. Jurnal

6. Presentasi

7. Program

8. Program App Inventor
9. Aplikasi

BIODATA PENULIS

Nama penulis : Aprilia Kartika Putri. Penulis dilahirkan di Semarang, 21 April  1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Tegalsari 05 Semarang, SMPN 8 Semarang, dan SMAN 1 Semarang. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.16.1.03. Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail :

putriaprilia68@yahoo.com

Nama Penulis : Muhammad Iqbal Azis. Penulis dilahirkan di Demak, 28 Oktober 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Katonsari 03 Demak, SMPN 02 Demak, SMA N 1 Demak. Tahun 2016 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2016 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.16.0.14. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email:  miqbalaz123@gmail.com