PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI PERALATAN MENGGUNAKAN TEGANGAN JALA-JALA LISTRIK

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI PERALATAN
MENGGUNAKAN TEGANGAN JALA-JALA LISTRIK

-------
1Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Nasional, Jl. Sawo Manila No.61 Pejaten, Pasar Minggu Jakarta Selatan 12520
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indoneia
E-mail:



Abstrak
- Pada tugas akhir ini, penulis merancang sistem pengendalian peralatan menggunakan tegangan jala-jala listrik. Sistem pengontrol ini dirancang dengan mode dapat menghidup/matikan peralatan secara langsung dan komunikasi antar mikrokontroler perancangan system ini diharapkan dapat lebih memudahkan mengontrol peralatan elektronik, dapat lebih meningkatkan efisiensi pemakaian energi listrik


Pendahuluan
Peralatan elektronik pada saat ini semakin banyak digunakan dalam industri. Untuk bangunan yang besar dan bertingkat, atau untuk industri yang besar, mengontrol peralatan elektronik yang banyak tentu akan menyulitkan. Untuk mengatasi masalah tersebut, dibutuhkan suatu pengontrol otomatis yang dapat mengontrol peralatan elektronik secara keseluruhan dari jarak jauh.
Otomatisasi dari suatu sistem telah menjadi kebutuhan yang makin diperlukan saat ini. Dengan adanya otomatisasi maka segala proses yang berjalan pada suatu system itu akan menjadi lebih mudah dilaksanakan dan lebih teliti lagi hasilnya. Adapun pengadaan otomatisasi tersebut diharapkan tidak terlalu membutuhkan biaya yang terlalu besar.
Berdasarkan hal-hal tersebut diatas, dirancang direalisasikan suatu sistem pengontrol, yang dapat menghidup/mematikan suatu peralatan yang menggunakan listrik sebagai sumber tenaganya dengan pengiriman sinyal pengontrol melalui media kabel jala-jala listrik itu sendiri. Sistem pengontrol ini dirancang dengan mode dapat menghidup/matikan peralatan secara langsung dan komunikasi antar mikrokontroler perancangan system ini diharapkan dapat lebih memudahkan mengontrol peralatan elektronik, dapat lebih meningkatkan efisiensi pemakaian energi listrik.


Metode Penelitian
Sistem ini terdiri dari pengontrol utama ( Master Controller ) dan pengontrol sekunder ( Slave Controller ) yang langsung terhubung ke beberapa titik beban (point). masing-masing pengontrol berbasis Mikrokontroler.

Master Control
Rangkaian pada Master Control terdiri dari dua bagian, yaitu Mikrokontroler sebagai pengolah input dari operator kemudian menghasilkan sinyal kontrol sebagai sinyal pemodulasi dan rangkaian transceiver yang berfungsi sebagai penghubung antara mikrokontroler dan media transmisi jala-jala listrik.

Tranceiver
Rangkaian Transceiver terdiri dari 2 bagian, yaitu rangkaian transmitter dan rangkaian receiver yang bekerja secara bergantian dikendalikan oleh mikrokontroler.

Rangkaian transmitter
Rangkaian transmitter terdiri dari berbagai komponen utama, yaitu :
Rangkaian Regulator Tegangan
Rangkaian Regulator berfungsi untuk menstabilkan tegangan, yaitu sebagai catu daya. Tegangan AC 220V yang masuk ketrafo melalui lilitan primer , menimbulkan induksi tegangan pada lilitan sekunder, namun tegangannya masih merupakan tegangan AC. Dengan memasangkan 2 buah dioda D1 dan D2, yang dipasang forward bias pada masing-masing output lilitan sekunder, maka tiap-tiap dioda akan melewatkan gelombang siklus positif dan menahan gelombang siklus negatif yang diterimanya.

Untuk membuat regulator tegangan 5V pada rangkaian mikrokontroler digunakan IC LM-78L05 CZ, dan pada tegangan input, dari lilitan sekunder diambil tegangan sebesar 8 - 12VAC. Sedangkan untuk regulator tegangan 12V pada pemancar di sisi master control dan penerima disisi slave control digunakan IC LM-78L12 CZ, dan pada tegangan input, dari lilitan sekunder trafo diambil tegangan sebesar 16 – 22 VAC.:

Rangkaian VCO (Voltage Control Oscillator)
Rangkaian VCO (Voltage Control Oscillator) atau osilator terkendali adalah suatu rangkaian yang berfungsi menghasilkan gelombang output AC, biasanya gelombang kotak atau persegi, dimana frekuensi yang dihasilkan tergantung kepada tegangan input yang diberikan kepadanya. Untuk membuat rangkaian VCO digunakan IC LM-566 CN.

Rangkaian Receiver
Rangkaian receiver yang berfungsi untuk mendeteksi sinyal frekuensi termodulasi yang ditumpangkan pada jalur netral dari jaringan listrik, kemudian mendemodulasi atau memisahkan gelombang pembawa dengan sinyal data, untuk kemudian diolah dalam bentuk digital oleh mikrokontroler. Rangkaian Receiver terdiri dari beberapa rangkaian pendukung, salah satunya sama dengan rangkaian transmitter, yaitu rangkaian regulator tegangan.

Rangkaian Penyeimbang Impedansi
Rangkaian ini berfungsi untuk menyesuaikan antara impedansi output yang tinggi pada jala-jala listrik dengan impedansi yang rendah pada rangkaian receiver.

Rangkaian Penguat
Pada rangkaian ini diharapkan suatu tegangan panjar Vi sebesar 4,5 Volt , dimana output dari rangkaian pengkopel trafo diumpankan kebasis dari rangkaian penguat ini, dimana output dari rangkaian penguat ini adalah 6 volt sampai 7 Volt.

Rangkaian Phase Locked Loop (PLL)
Phase Locked Loop (PLL) adalah loop umpan balik dengan detector fasa, sebuah low pass filter, sebuah penguat DC dan sebuah Voltage Control oscillator (VCO). Daripada memberikan kembali tegangan dan membandingkan dengan input, PLL memberikan kembali frekuensi ke detector fasa, dan membandingkan dengan frekuensi yang datang. Hal ini memungkinkan VCO mengunci, sama dengan frekuensi yang masuk.

Slave Control
Sama seperti pada rangkaian Master Control, pada Slave Control juga terdiri dari dua bagian, yaitu Mikrokontroler sebagai pengolah sinyal kontrol kemudian mengontrol beberapa beban dan rangkaian transceiver yang berfungsi sebagai penghubung antara mikrokontroler dan media transmisi jala-jala listrik.
Rangkaian transceiver terdiri dari 2 bagian yaitu rangkaian receiver yang berfungsi untuk mendeteksi sinyal data yang dikirim oleh master control melalui jalur netral pada jaringan listrik, kemudian mendemodulasi atau memisahkan gelombang pembawa dengan sinyal data, untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler dan rangkaian trasmitter yang berfungsi mengirim sinyal umpan balik ,menghasilkan gelombang pembawa (carrier) sebesar 200 KHz yang kemudian dimodulasi menggunakan sinyal dari rangkaian mikrokontroler, lalu ditumpangkan pada alur netral dari jaringan listrik.




Kesimpulan
Penggunaan sistem ini dapat memudahkan pengontrolan suatu peralatan listrik sebagai beban, karena dapat mengontrol dari jarak yang jauh, selama peralatan listrik tersebut masih berada dalam satu gardu listrik bertegangan 220 VAC dengan master control. Sistem tidak memerlukan suatu saluran transmisi khusus karena menggunakan kabel jala-jala listrik yang ada sebagai sumber daya sekaligus saluran transmisi. Penggunaan mikrokontroler AT89C51 sangat menguntungkan karena dapat lebih menyederhanakan rangkaian, yang secara otomatis menghemat biaya komponen, dan juga memudahkan dalam pembuatan layout rangkaian

Dafar Pustaka
1. Paulus Andi Nalwan, Teknik Antarmuka dan Pemrograman, Elex Media Komputido, Jakarta, 2003
2. Afgianto Eko Putro, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/53 Teori dan Aplikasi, Gaya Media, Yogyakarta, 2002
3. Albert Paul Malvino Ph.d, Hanafi Gunawan, Prinsip-prinsip Elektronika, Erlangga, Jakarta, 1986
4. Wasito S, Vademekum Elektronika Edisi Kedua, Gramedia Pustaka Umum, Jakarta, 2001
5. Muhammad H. Rashid, Elektronika Daya, Rangkaian, Devais dan aplikasinya, Prehalindo, Jkarta, 1999
6. Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1993