JURNAL ELEKTROKRISNA - E-Journal FT UNKRIS

Penerbit Universitas Krisnadwipayana

(Dikelola Oleh Fakultas Teknik Prodi Teknik Elektro)

JURNAL ELEKTROKRISNA UNIVERSITAS KRISNADWIPAYANA

Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Oksigen Non Invasive

Menggunakan Sensor Max30100, Oleh : Lukman Aditya, Riska Dinda

Wahyuni

Analisa Sistem Pembayaran Non Tunai Di Ruas Tol Cinere Jagorawi,

Oleh : Sri Hartanto, Fahrudin

Optimalisasi Bandwidth Transponder 9v Satelit Merah Putih Dengan

Kalkulasi Link Budget, Oleh : Teten Dian Hakim, Rahmad Mardian

Rancang Bangun Sistem Pengisian Air Menggunakan Sensor Yf-S401

Berbasis HMI, oleh : Nurhabibah Naibaho, Arif Supriyono

Analisa Operasi Genset Gas Engine Mode Load Sharing Pada PT.

Plaza Indonesia Realty Tbk., Oleh : Ujang Wiharja, Bagriatna Allan

Pintadi

Perancangan Instalasi Pada Sistem Automatic Phototherapy Berbasis

Arduino, Oleh : Triongko Priyono, Novrian Idris

Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya Terhadap Keluaran Daya,

Oleh: Abdul Kodir Albahar , Muhammad Faizal Haqi

Rancang Bangun Antena Mikrostrip Yagi Sebagai Penerima TV

Digital Video Broadcasting Teresterial Second Generation, Oleh :

Slamet Purwo Santosa, Dinda Yandita

Vol. 8 No. 3 Juni 2020 ISSN : 2302-4712

Jurnal Ilmiah Elektrokrisna Vol 8 No 3 Juni 2020 ISSN : 2302-4712

ii

SUSUNAN DEWAN REDAKSI

Penanggung Jawab

Dr. Ir. Ayub Muktiono, MSiP

(Dekan Fakultas Teknik Universitas Krisnadwipayana )

Penasehat

Dr. Ir. Semuel Th Salean. MSi (P2M FT. UNKRIS)

Ir. Triongko Priyono, MT (Wadek III FT. UNKRIS)

Pemimpin Redaksi

Dr. Zefri, MSi

Tim Redaksi

Teten Dian Hakim, ST, MT

Slamet Purwo Santosa, ST. MT

Ujang Wiharja, ST, MT

Abdul Kodir Al Bahar, ST, MT

Penyunting Ahli

Sri Hartanto, ST. MT

Ir. Nurmiati Pasra, MT (Dosen STT-PLN)

Ir. Achmad Rofi,i. MT (Dosen Univ.17 Agustus Jkt)

Syah Alam, Spd, MT (Dosen USAKTI)

Kesekretariatan

Dwi Octaviana, S.Sos, MSi

ALAMAT PENERBIT

Universitas Krisnadwipayana

Jl. Kampus UNKRIS Jatiwaringin, Jakarta 13077

Gedung G (Fakultas Teknik) Lantai 2 Ruang Seketariat Jurusan Teknik Elektro

Telepon :.021-84998529

E-Mail : [email protected]

mailto:[email protected]


iii

PENGANTAR REDAKSI

Bismillahir rahmanir rahiim.

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala karena dengan

pertolongan-Nya, Jurnal Ilmiah Elektrokrisna akhirnya dapat terbit. Dengan

hadirnya Jurnal Ilmiah Elektrokrisna, diharapkan semua tulisan ilmiah yang berkaitan

dengan bidang keilmuan Elektro dapat dipublikasikan secara luas, baik di kalangan

ilmuwan Elektro, maupun masyarakat pada umumnya. Selanjutnya, dengan hadirnya

Jurnal Ilmiah Elektrokrisna dapat menjadi sarana publikasi bagi tulisan-tulisan ilmiah yang

dihasilkan oleh civitas academica Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Krisnadwipayana, baik Dosen maupun Mahasiswa yang telah menyelesaikan penyusunan

skripsinya.

Jurnal Ilmiah Elektrokrisna menerima tulisan ilmiah berupa hasil-hasil penelitian,

dan atau kajian ilmiah yang menjelaskan konsep keilmuan dan ide-ide baru mengenai

bidang keilmuan teknik elektro dengan subbidangnya seperti teknik energi listrik, teknik

telekomunikasi, teknik kontrol, teknik elektronika dan instrumentasi, teknik komputer dan

teknik informasi multimedia.

Demikianlah prakata dari redaksi, semoga Jurnal Ilmiah Elektrokrisna dapat

bermanfaat dan dapat ikut serta berperan dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi, khususnya di bidang elektro.

Wassalam,

Redaksi


iv

KETENTUAN PENULISAN

1. Tulisan ilmiah diketik komputer pada kertas A4 (210 x 297 mm) dengan margin atas,

bawah = 3 cm, dan margin kanan, kiri = 3,5 cm, spasi = 1 (single) serta bentuk huruf

Times New Romans dengan ukuran = 12

2. Jumlah halaman dibatasi antara 7 sampai dengan 10 halaman.

3. Jumlah kata dalam judul Bahasa Indonesia maksimal = 12 kata dan bila dalam Bahasa

Inggris, berjumlah maksimal = 10 kata

4. Nama penulis makalah dicantumkan setelah judul, dengan ketentuan

a. Nama penulis dicantumkan tanpa gelar, jabatan atau kepangkatan.

b. Bila terdapat lebih dari satu nama, maka nama penulis utama dicantumkan terlebih

dahulu baru dilanjutkan dengan nama-nama penulis lainnya.

c. Jumlah maksimal penulis = 3 orang.

5. Tulisan diawali dengan abstrak berupa satu paragraf dalam Bahasa Indonesia dan satu

paragraf berikutnya, merupakan terjemahan dalam Bahasa Inggris. Abstrak adalah

esensi isi keseluruhan tulisan secara utuh dan lengkap.

6. Cantumkan kata kunci setelah abstrak untuk membantu keteraksesan tulisan.

7. Sistematika isi tulisan mengkuti kaidah keilmuan, minimal tersusun dari pendahuluan,

teori-teori yang mendukung penelitian atau kajian ilmiah, hasil-hasil penelitian atau

kajian ilmiah, kesimpulan dan daftar pustaka.

8. Tata letak isi penulisan menggunakan format dua lajur (kolom).

9. Ketentuan mengenai daftar pustaka adalah

a. Dicantumkan berurutan, dimana urutan pertama adalah referensi yang dikutip

pertamakali dalam isi tulisan, dan seterusnya.

b. Diawali dengan nomor urut, yaitu [1], [2] dan seterusnya ke bawah

c. Susunannya mengikuti urutan berikut (dipisahkan dengan koma) :

1) Penulis, bila lebih dari tiga penulis, berikutnya ditulis et all (dkk)

2) Judul referensi (judul buku atau judul dalam jurnal ilmiah)

3) Tahun penerbitan buku atau tahun publikasi tulisan ilmiah.

4) Nama penerbit (buku) atau nama jurnal ilmiah referensi (disertai dengan nomor,

volume, bulan terbit, dan halaman referensi).


v

DAFTAR ISI

Sampul Depan………………………………………………...…………........…………i

Susunan Dewan Redaksi…………………………………...………….………........…..ii

Alamat Penerbit……………………….…………….………...…….........………...…...ii

Pengantar Redaksi…………………….…………………………..........………………iii

Ketentuan Penulisan……………………………………………........…………………iv

Daftar Isi………………………………………………………………........…………...v

I. Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Oksigen Non Invasive Menggunakan

Sensor Max30100, Oleh : Lukman Aditya, Riska Dinda Wahyuni ............... 62 - 69

II. Rancang Analisa Sistem Pembayaran Non Tunai Di Ruas Tol Cinere Jagorawi,

Oleh : Sri Hartanto, Fahrudin ....................................................................... 70 -80

III. Optimalisasi Bandwidth Transponder 9v Satelit Merah Putih Dengan Kalkulasi

Link Budget, Oleh : Teten Dian Hakim, Rahmad Mardian ….…….…....… 81 - 88

IV. Rancang Bangun Sistem Pengisian Air Menggunakan Sensor Yf-S401 Berbasis

Hmi, oleh : Nurhabibah Naibaho, Arif Supriyono .…...........................…… 89 - 96

V. Analisa Operasi Genset Gas Engine Mode Load Sharing Pada PT. Plaza Indonesia

Realty Tbk., Oleh : Ujang Wiharja, Bagriatna Allan Pintadi ...................... 97 - 106

VI. Perancangan Instalasi Pada Sistem Automatic Phototherapy Berbasis Arduino,

Oleh : Triongko Priyono, Novrian Idris ...........................................…… 107 - 114

VII. Pengaruh Sudut Kemiringan Panel Surya Terhadap Keluaran Daya,

Oleh: Abdul Kodir Albahar , Muhammad Faizal Haqi ..........................… 115 - 122

VIII. Rancang Bangun Antena Mikrostrip Yagi Sebagai Penerima TV Digital

Video Broadcasting Teresterial Second Generation, Oleh : Slamet Purwo Santosa,

Dinda Yandita ............................................................................................ 123 - 129

Jurnal Ilmiah Elektrokrisna Vol. 8 No.3 Juni 2020

ISSN : 2302-4712

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR OKSIGEN NON INVASIVE

MENGGUNAKAN SENSOR MAX30100

Lukman Aditya1, Riska Dinda Wahyuni2

Fakultas Teknik Universitas Krisnadwipayana [email protected], [email protected]

Abstrak - Kekurangan atau kelebihan oksigen dalam darah akan menimbulkan penyakit dan

gangguan kerja tubuh. Pada tingkat tertentu, penyakit tersebut dapat meninbulkan resiko

kematian. Oleh karena itu, dibutuhkan alat pendeteksi saturasi oksigen (SpO2). SpO2 merupakan

metode pemeriksaan non invasive untuk mengukur saturasi oksigen, tanpa memasukan sensor ke

dalam tubuh. SpO2 digunakan sebagai standard pengukuran abnormal (hipoksemia) di unit rawat

intensif untuk pedoman pemberian terapi oksigen, terutama pasien dengan kondisi kritis. Maka

dari itu penulis membuat “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Oksigen Non Invasive

menggunakan Sensor MAX30100 dilengkapi Alarm Berbasis Arduino Uno”

Nilai kondisi normal SpO2 yaitu antara 95% sampai 100% dan nilai kondisi abnormal yaitu

<95%. Penambahan alarm akan menambah nilai kegunaan Pulse Oximetry yang lebih otomatis

dan cepat respon terhadap keselamatan pasien. Dengan menggunakan rangkaian buzzer yang

dihubungkan ke mikrokontroller, parameter alarm dapat diatur dengan baik. Serta penggunaan

LCD dapat memudahkan pengguna dalam menggunakan SpO2 untuk melihat tampilan hasil

keluaran dari sensor, dengan tampilan yang ideal serta sederhana. Dari hasil data pengukuran

SpO2, hasil yang didapat sangat bervariasi, namun pengukuran dari alat yang dibuat diperoleh

hasil 93% sampai 98% sehingga tidak berbeda jauh dari hasil yang didapat melalui alat yang

sudah terkalibrasi. Dan didapatkan nilai error rata-rata pengukuran, yaitu sebesar 0.0123%.

Kata Kunci – Pulse Oximetry, Kadar Oksigen, SpO2, Non Invasive, Sensor MAX30100

Abstract - Lack or excess oxygen in the blood will cause illness and disruption of the body's

work. At some level, the disease can pose a risk of death. Therefore, an oxygen saturation

detector (SpO2) is needed. SpO2 is a non-invasive examination method to measure oxygen

saturation, without inserting sensors into the body. SpO2 is used as a standard for abnormal

measurement (hypoxemia) in intensive care units for oxygen assistance. Therefore the authors

make "Design and Design of Non-Invasive Oxygen Measuring Devices using the MAX30100

Sensor equipped with Arduino-Based Uno Alarms"

The SpO2 normal condition value is between 95% to 100% and the abnormal condition

value is <95%. The Addition Alarm will add value to the use of Pulse Oximetry which is more

automatic and responds quickly to patient safety. By using a buzzer circuit that is transferred to

the microcontroller, the alarm parameters can be set properly. Use an LCD that users can use to

use SpO2 to see the results of the sensor display, with an ideal and simple display. From the

results of the SpO2 measurement data, the results obtained are very diverse, but the

measurements of the tools obtained are 93% to 98% so that they are not much different from the

results obtained through a calibrated tool. And obtained an average measurement error value,

which is equal to 0.0123%.

Kata Kunci – Pulse Oximetry, Kadar Oksigen, SpO2, Non Invasive, Sensor MAX30100

62

mailto:@unkris.ac.id



ISSN : 2302-4712

I. PENDAHULUAN

I.I Latar Belakang

Perkembangan teknologi elektronika

berkembang pesat hingga merambat ke

bidang elektronika medis. Elektronika medis

dibuat untuk berbagai macam tujuan

diantaranya monitoring instrument,

diagnostic instrument, therapeutic

instrument, dan assistive devices. Diagnostic

instrument digunakan untuk memperoleh

informasi rekam medis pasien dan

menampilkan data melalui media display.

Salah satu contoh monitoring instrument

adalah alat saturasi oksigen (SpO2).

Alat saturasi oksigen (SpO2)

merupakan salah satu metode penggunaan

alat untuk memonitor keadaan aturasi

oksigen dalam darah (arteri) pasien, untuk

membantu pengkajian fisik pasien, tanpa

harus melalui analisa tes darah.

Nilai kondisi normal SpO2 yaitu

antara 95 % sampai 100% dan nilai kondisi

abnormal yaitu< 95%.Penambahan alarm

akan menambah nilai kegunaan Pulse

Oximetry yang lebih otomatis dan cepat

respon terhadap keselamatan pasien. Dengan

menggunakan rangkaian buzzer yang

dihubungkan ke mikrokontroller, parameter

alarm dapat diatur dengan baik. Serta

penggunaan LCD dapat memudahkan

pengguna dalam menggunakan SpO2 untuk

melihat tampilan hasil keluaran dari sensor ,

dengan tampilan yang ideal serta sederhana.

II. TEORI DASAR

2.1 SpO2 (Saturasi Kadar Oksigen)

Saturasi oksigen adalah presentasi

hemoglobin yang berikatan dengan oksigen

dalam arteri, saturasi oksigen normal adalah

antara 95 – 100 %. Dalam bahasa kedokteran

yakni oksigen saturasi (SpO2), sering

disebuts ebagai "SATS", untuk mengukur

persentase oksigen yang diikat oleh

hemoglobin di dalam aliran darah. Pada

tekanan parsial oksigen yang rendah,

sebagian besar hemoglobin terdeoksigenasi,

maksudnya adalah proses pendistribusian

darah beroksigen dari arteri ke jaringan

tubuh. Pada sekitar 90% (nilai bervariasi

sesuai dengan konteks klinis) saturasi

oksigen meningkat menurut kurva disosiasi

hemoglobin-oksigen dan pendekatan 100%

pada tekanan parsial oksigen >10 kPa.

Sebuah oksimeter pulsa bergantung pada

karakteristik penyerapan cahaya

haemoglobin jenuh untuk memberikan

indikasi kejenuhan oksigen saturasi oksigen

atau oksigen terlarut (DO) adalah ukuran

relative dari jumlah oksigen yang terlarut

atau dibawa dalam media tertentu. Hal ini

dapat diukur dengan probe oksigen terlarut

seperti sensor oksigen atau optode dalam

media cair. [3]

2.2 Pulse Oximetry

Pulse Oximetry berfungsi untuk

mengamati saturasi oksigen darah. Hal ini

dilakukan untuk menjamin kadar oksigen

cukup pada pembuluh. Biasanya dipakai

pada pasien yang mengalami under

anesthesia, neonates (bayi baru lahir yang

berusia di bawah 28 hari) pasien yang

mengalami kondisi buruk (critically). Alat

ini menampilkan frekuensi denyut jantung

dan saturasi oksigen, parameter yang

menjadi andalan dan sangat berguna untuk

mengetahui kondisi pasien saat pemeriksaan.

Oksimeter termasuk alat medis non invasive

dan portabel.

Sensor dibangun dengan menggunakan

LED (Light Emitting Diode) berwarna merah

dan LED infrared. Hemoglobin yang

mengandung oksigen akan menyerap

panjang gelombang cahaya 910 nm dan

hemoglobin yang tidak mengikat oksigen

menyerap panjang gelombang cahaya 650

nm sehingga hal inilah yang mengapa LED

merah dan inframerah digunakan sebagai

komponenutama pembangun sensor karena

kedua LED ini memiliki panjang gelombang

yang sesuai kriteria.[4]

63


ISSN : 2302-4712

Gambar 1. Penggunaan Pulse

Oximetry

2.3 Prinsip Dasar Pulse Oximetry

Sensor pulse oximetry menggunakan

cahaya dalam analisis spectral untuk

pengukuran saturasi oksigen, yaitu deteksi

dan kuantifikasi komponen (hemoglobin)

dalam larutan. Saturasi oksigen adalah

persentase total hemoglobin yang membawa

atau mengandung oksigen. Oksimeter pulsa

menggabungkan dua teknologi

spektrofotometri dan plethysmography optik

(mengukur denyut perubahan volume darah

di arteri). Sensor Pulse Oximetry dibangun

dari dua LED, yang masing-masing

memancarkan panjang gelombang cahaya.

Probe umumnya ditempatkan jari atau daun

telinga. Sebuah foto detector pada sisi lain

mengukur intensitas cahaya yang berasal

dari transmisi sumber cahaya yang

menembus jari. Transmisi cahaya melalui

arteri adalah denyutan yang diakibatkan

pemompaan darah oleh jantung. [6]

Gambar 2. Photodetector Oximetry

2.4 Arduino

Menggunakan arduino sangatlah

membantu dalam membuat suatu

prototyping ataupun untuk melakukan

pembuatan proyek. Arduino memberikan I/O

yang sudah fix dan bisa digunakan dengan

mudah. Arduino dapat digabungkan dengan

modul elektro yang lain sehingga proses

perakitan jauh lebih efiesien. Para desainer

hanya tinggal membuat software untuk

mendayagunakan rancangan H/D yang ada.

Software jauh lebih mudah untuk

dimodifikasi tanpa harus memindahkan

kabel.[5]

2.5 (LCD) TFT 2,4 inch

TFT adalah singkatan atau

kepanjangan dari Thin Film Transistor,

merupakan jenis layar LCD handphone atau

smartphone yang umum dari tipe

lainnya.Selain itu TFT juga dapat diartikan

salah satu tipe layar Liquid Crystal Display

(LCD) yang datar, di mana tiap-tiap pixel

dikontrol oleh satu hingga empat transistor.

Teknologi ini menyediakan resolusi terbaik

dari teknik panel data.TFT LCD sering

disebut juga active-matrix LCD. Layar ini

menampilkan gambar yang kaya warna dan

permukaannya sensitif terhadap sentuhan.

Touchscreen jenis TFT LCD dapat dilihat

pada gambar 3. dibawah ini :

Gambar 3. Liquid Crystal Display (LCD)

2.5 Sensor MAX30100

MAX30100 adalah sebuah sensor yang

memadukan antara pembacaaan kadar

oksigen dan detak jantung secara

monitoring, sensor ini menggabungkan dua

64


ISSN : 2302-4712

LED (Infrared dan Red), Photodetektor

yakni optik yang dioptimalkan, dan analog

dengan noise rendah dalam Pemprosesan

sinyal untuk mendeteksi oksimetri nadi dan

denyut jantung. Sinyal MAX30100

beroperasi dari catu daya 1.8V dan 3.3V Dan

dapat dimatikan melalui perangkat lunak,

dalam pengaplikasiannya alat ini dapat

digunakan sebagai perangkat yang

memantau kondisi tiap hari, perangkat dalam

kebugaran maupun pemantauan medis.

Gambar 4. Sensor MAX30100

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Prosedur Penelitian

Dalam membuat rancang bangun alat

SpO2 dibuatkan beberapa langkah-langkah

penelitian dalam bentuk diagram alur seperti

yang ditunjukkan pada gambar 3.1 berikut : Gambar 5. Diagram Alur Penelitian

3.2 Perencanaan Blok Diagram

Blok diagram ini dibuat agar dapat

mempermudah untuk mengetahui prinsip

kerja dari alat yang dibuat secara

keseluruhan, sehingga dalam sebuah

perencanaan pembuatannya dapat menjadi

sebuah sistem yang dapat berfungsi. Berikut

gambar blok diagram keseluruhan alat.

65


ISSN : 2302-4712

Gambar 6. Blok Diagram Alat

Fungsi masing-masing blok adalah sebagai

berikut :

a) Power Adaptor 5V

Sebagai konektor charger dari daya PLN

220VAC diubah menjadi 5VDC yang

kemudian akan dihubungkan ke modul

charger.

b) Modul Charger

Sebagai modul pada bagian pengisian

baterai.

c) DC Booster 5V

Berfungsi untuk mengubah tegangan

dari 3,7V DC menjadi 5V DC.

d) Switch ON/OFF

Digunakan untuk menghidupkan atau

mematikan kinerja seluruh rangkaian

alat.

e) Arduino

Sebagai penggerak seluruh rangkaian

dan pengontrol yang dapat menentukan

rangkaian tersebut bekerja atau tidak.

f) Sensor SpO2

Berfungsi untuk membaca saturasi

oksigen dalamdarah, detak jantung , dan

mengirimkan hasil pembacaan dalam

bentuk sinyal yang telah diolah dari

analog ke digital (Analog Digital

Converter) ke Arduino Display.

g) Display

Untuk menampilkan saturasi oksigen

dan detak jantung dari pembacaan

sensor MAX30100.

h) Buzzer/ Alarm

Untuk memberikan peringatan ketika

kadar Oksigen melebihi batas yang telah

ditentukan.

i) Button Reset

Untuk memulai ulang pembacaan

program.

3.3 Perancangan Alat

Pada perencaan modul yang akan

dibuat terdiri atas perencanaan rangkaian

power supply, rangkaian mikrokontroller,

rangkaian sensor, rangkaian display , dan

rangkaian alarm. Kemudian untuk

mengetahui cara kerja alat SpO2 maka

dibuatkan dalam bentuk diagram alur seperti

yang ditunjukkan pada gambar 7. berikut :

Gambar 7. Flow Chart

66


ISSN : 2302-4712

3.4 Perencanaan Rangkaian

Keseluruhan

Setelah melakukan perancangan setiap

bagian rangkaian pada blok diagram dari alat

ini. Maka, kemudian penulis

menghubungkan semua rangkaian dari setiap

blok sesuai dengan yang telah direncanakan

agar dapat dilakukan uji coba pada alat dan

alat dapat bekerja dengan baik.

Gambar 8. Rangkaian Keseluruhan

3.4 Realisasi Alat

Dalam realisasi alat, LCD

dihubungkan dengan mikrokontroller agar

dapat menampilkan hasil pengukuran.

Gambar 9. Modul Pulse Oximetry

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA Pada bab ini penulis akan menjelaskan

dan menampilkan mengenai Uji fungsi, Uji

Keamanan, Pengukuran dan Analisa Data

yang didapat.

4.1 Uji Fungsi Alat

Setelah membuat alat, langkah

berikutnya adalah melakukan pengujian dan

pengukuran. Kegiatan pengujian terdiri dari

uji fungsi dan uji keamanan. Setelah

melakukan pengujian, kemudian dilakukan

pendataan dan pengukuran alat. Tujuan

pengujian dan pengukuran yaitu untuk

memastikan fungsi masing-masing bagian

(komponen) dan melihat hasil dari kinerja

alat.

4.1.2 Standar Prosedur Operasional

a. Baca dan ikuti prosedur sebelum

pengoperasian alat

b. Hubungkan probe pulse oximetry pada

modul

c. Hidupkan alat dengan menekan tombol

power on/off

d. Tunggu Inisialisasi program pada alat,

sampai tampil menu SpO2 dan HR.

e. Masukan jari ke probe sensor pada sisi

bawah jari, tepat diatas sensor.

f. Tunggu Hasil Pembacaan beberapa

detik. Baca dan catat hasil pembacaan

pengukuran SpO2 secara berkelanjutan.

4.2 Hasil Pengukuran dan Perhitungan

Berdasarkan hasil data yang di dapat

setelah melakukan pengukuran, penulis

mengolah dan menganalisa data untuk

mendapatkan tingkat persentase

perbandingan alat yang dibuat dengan alat

pembanding.

67


ISSN : 2302-4712

4.3 Analisa Hasil Data Secara

Keseluruhan

Dari hasil data pengukuran SpO2, hasil

yang didapat sangat bervariasi, namun hasil

yang diperoleh alat adalah 93% sampai 98%

sehingga tidak berbeda jauh dari hasil yang

didapat melalui alat yang sudah terkalibrasi.

Ada 3 faktor yang mempengaruhi perbedaan

/ selisih dengan alat ukur pabrikan,

diantaranya:

1. Pasien tidak dalam kondisi rileks saat

dilakukan pengukuran.

2. Peletakan jari yang kurang tepat pada

sensor.

3. Pasien sedang dalam kondisi

kekurangan kadar oksigen.

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan proses pembuatan

dan belajar dari literature perencanaan,

pengujian alat, dan pendataan pengukuran,

maka penulis dapat menyimpulkan beberapa

hal sebagai berikut:

1. Alat dapat berfungsi mengukur kadar

oksigen pada usia dewasa usia 20 – 53

tahun pada kondisi rileks atau diam dan

menampilkan hasil kadar oksigen antara

93% – 98%.

2. Setelah dilakukan pengukuran dengan

alat pembanding yang sudah terkalibrasi

didapatkan nilai error rata-rata

pengukuran, yaitu sebesar 0.0123%.

3. Alarm mampu berbunyi untuk

memberikan indikator abnormal seperti

dalam rancangan pembuatan alat.

5.2 Saran

Karena ada beberapa faktor kendala,

alat yang penulis buat masih jauh dari

sempurna. Terutama bentuk fisik dan kinerja

alat yang kurang maksimal. Adapun analisa

kekurangan dari alat yang penulis buat ini

adalah:

1. Alat ini hanya menggunakan output

LCD. Jika ingin dikembangkan, output

dapat menggunakan interface PC atau

android.

2. Pada alat ini, sensor yang digunakan

dapat mendeteksi heart rate tetapi tidak

68


ISSN : 2302-4712

3. stabil. Jika ingin menghasilkan

pengukuran heart rate yang lebih stabil

dan akurat, maka untuk pengembangan

selanjutnya bisa menggunakan sensor

BH-1790GLC.

DAFTAR PUSTAKA

1. Evelyn C.Pearce, 2002. Anatomi dan

Fisiologi Untuk Paramedis. Jakarta : PT

Gramedia Pustaka Utama.

2. J.Gabriel, 1991. Fisika Kedokteran.

Jakarta : EGC Cetakan ke 3.

3. Dian Bagus Setyo Budi, Rizal Maulana,

Hurriyatul Fitriyah, 2019. Sistem Deteksi

Gejala Hipoksia Berdasarkan Saturasi

Oksigen dan Detak Jantung

Menggunakan Metode Fuzzy Berbasis

Arduino . Program Studi Teknik

Informatika, Fakultas Ilmu Komputer,

Universitas Brawijaya. Vol. 3, No. 2,

4. G. Hariyanto, 2012. “Rancang Bangun

Oksimeter Digital Berbasis

Mikrokontroler AT Mega16.” Universitas

Airlangga, Surabaya.

5. Yuwono Marta Dinata , 2016. Arduino Itu

Pintar. Anggota IKAPI Jakarta.

6. Guruh Hariyanto, Welina Ratnayanti K,

Franky Chandra S.A, 2013. Rancang

Bangun Oksimeter Digital Berbasis

Mikrokontroler ATMega16. Jurnal Fisika

dan Terapannya | Vol.1, No.1, Januari

2013., 1,3 Program Studi S1

Teknobiomedik Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Airlangga.

69


ISSN : 2302-4712

ANALISA SISTEM PEMBAYARAN NON TUNAI DI RUAS TOL CINERE JAGORAWI

Sri Hartanto1, Fahrudin2

Fakultas Teknik Universitas Krisnadwipayana

[email protected], [email protected]

ABSTRAK- Bulan Oktober 2017 merupakan titik awal diberlakukannya pembayaran non tunai

melalui Kartu Tol Elektronik secara serentak di Indonesia. Tidak tangung-tanggung penggunaan

pembayaran di jalan tol dengan sistem ini dipercaya mencapai target 100% terimplementasi. Hal

ini sebenarnya bukan hal baru mengingat program Gerakan Nasional Non Tunai sudah dicetuskan

sejak tahun 2014. Namun demikian, sebagai negara yang sedang menikmati perkembangan

teknologi informasi ke arah digital, peranan metode pembayaran di ruas tol dengan kartu ini masih

perlu dikaji tidak hanya dari segi manfaat yang dapat diberikan kepada masyarakat, namun juga pada dampak kemudahan penggunannya pada tiap ruas tol. analisa ini bertujuan untuk menjelaskan

alur transaksi Uang Elektronik dari mulai transaksi pengguna jasa jalan tol (front end) sampai

dengan dana di terima BUJT dari hasil transaksi Uang Elektronik tersebut.

Kata kunci : Uang Elektronik, Tol, Manfaat, Kemudahan

ABSTRACT- October 2017 is the starting point for the implementation of non-cash payments via

the Electronic Toll Card simultaneously in Indonesia. No half-hearted for the use of payment on

toll road with this system is believed to reach the target 100% implemented. This is actually not

new considering that the National Non-Cash Movement Program has been initiated since 2014.

However, as a country that is enjoying the development of information technology in the digital

direction, the role of payment methods in toll roads with this card still needs to be assessed not

only in terms of benefits which can be given to the community, but also to the impact of the ease of

use on each toll road section. This analysis aims to explain the flow of Electronic Money

transactions from the start of toll road service user transactions (front end) to the funds received

by BUJT from the results of the Electronic Money transactions.

Keyword : Electronic Money, Tolls, Benefits, Convenience

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Wacana mengenai penggunaan

pembayaran dengan sistem non tunai sudah di

gaungkan pemerintah sejak bulan Oktober 2017

dimana di sebut dengan gerakan non tunai,

berjalan dengan waktu gerkan yang dikenal

dengan GNNT tersebut telah memberikan

dampak yang signifikan dalam menggeser pola

pembayaran pada gardu tol di Indonesia.

Jasamarga mencatat bahwa penggunaan

kartu tol elektronik (KTE) sebesar 15,32% dari

seluruh pembayaran transaksi di gardu tol pada

tahun 2016, angka tersebut menjelaskan masih

tingginya sistem pembayaran tunai yang

dilakukan pengguna jalan tol. Namun demikian

berbagai upaya dilakukan pemerintah yang

menggandeng Badan Usaha Jalan Tol (BUJT).

Dalam bulan Juli 2017 capaian penggunaan

Kartu Tol Elektronik di Indonesia mencapai

30%.

Bulan Oktober 2017 menjadi titik awal dari

diberlakukannya transaksi di jalan tol

menggunakan transaksi non tunai. Persepsi

masyarakat mengenai apakah manfaat yang

akan di peroleh berbanding lurus dengan

kemudahan penggunaannya. Hal ini didasarkan

pada kompleksitas pihak yang terlibat dari

implementasi pihak yang terlibat dari sistem

70




ISSN : 2302-4712

pembayaran non tunai ini yaitu Badan Usaha

Jalan Tol (BUJT), pihak pencetak Kartu

Elektronik dimana pihak Bank sebagai otorisasi

pembayaran dari Uang Elektronik (UE), oleh

karena itu analisa ini bertujuan untuk

menjelaskan faktor-faktor yang terjadi dari

transaksi Uang Elektronik mulai dari front end

sampai ke back end.

1.2 Maksud dan Tujuan Mempelajari dari sistem pembayaran

transaksi non tunai di ruas tol bermaksud untuk

mengetahui alur dari awal transaksi non runai

dimulai dari pemakai jalan taping kartu e_toll di

gardu masuk gerbang tol sampai data tersebut di

terima sistem Bank dan dana transaksi tersebut

masuk ke rekening pengelola jalan tol tersebut

tanpa adanya selisih data , antara data yang

ditagihkan dengan uang yang di terima oleh

pengelola tol di rekening penampungan.

II. TEORI DASAR

2.1 Transaksi Awal

Transaksi awal adalah dimana pengguna

jasa jalan tol melakukan transaksi taping e_tol

di gardu tol di peralatan reader e_tol, dimana

untuk open sistem saldo pengguna jalan tol akan

terpotong sesuai tarif yang diberlakukan di ruas

tol tersebut berdasarkan golongan kendaraan.

Sedangkan di sistem tertutup pengguna jasa

jalan tol akan melakukan taping awal di gardu

masuk sebagai bukti tanda masuk di ruas tol

tersebut dan akan taping kartu elektronik di

gardu keluar dimana digardu keluar tersebut

saldo dari uang elektronik pengguna jasa jalan

tol tesebut akan terpotong berdasarkan jarak

tempuh yg sudah di tetapkan di sistem ruas tol

tersebut berdasarkan golongan kendarannya.

Bentuk fisik transaksi e-toll sistem

tertutup dan terbuka dapat dilihat pada gambar

1 di bawah ini :

Gambar 1 Bentuk Fisik Gardu Tol Exit Untuk

Taping Transaksi E-toll Sistem Tertutup

Gambar 2 Bentuk Fisik Gardu Tol Exit Untuk

Taping Transaksi E-toll Sistem Terbuka

2.1.1 Transaksi Back End

Transaksi yang terjadi setelah pengguna

jasa jalan tol berhasil melakukan transaksi

digardutol, transaksi tersebut secara real time akan masuk kedalam sistem atau server yang

ada di level Gerbang tol maupun di level kantor

Cabang atau kantor operasi dari ruas tol tersebut

. Dimana data tersebut di olah untuk dijadikan

laporan dan dikirimkan keserver Bank.

Data transaksi e-tol sistem terbuka tanggal

10/05/2019 dapat dilihat pada gambar 3 di

bawah ini :

71


ISSN : 2302-4712

Gambar 3 Data Transaksi E-toll Sistem

Terbuka Salam Satu Hari

2.3 Sistem Pengiriman Data Ke Bank

Dalam hal ini yang dimaksud adalah

mengirim data hasil dari transaksi di gardu tol

setelah selesai proses transaksi dalam satu

periode, dimana data tersebut dikemas sesuai

format Bank, agar data tersebut dapat di proses

oleh Bank.

Tampilan proses pengiriman data ke

server bank pada gambar 4 dan 5 di bawah ini :

Gambar 4 Tampilan Status Pengiriman Data

Ke Server Bank Mandiri

Gambar 5 Tampilan Status Pengiriman Data

Ke Server Bank BRI

III. KETENTUAN

PELAKSANAAN

TRANSAKSI PEMBAYARAN

3.1 Ketentuan Pelaksanaan Transaksi

Pembayaran Tol

Ketentuan Pelaksanaan Transaksi Pembayaran tol untuk transaksi normal sesui

dengan prosedur pada masing-masing BUJT.

3.1.1 Sistem Transaki Terbuka

Sistem terbuka adalah sistem

pengumpulan tol yang pada penggunanya

diwajibkan membayar tol pada saat melewati

gerbang masuk atau gerbang keluar dengan

menggunakan Uang Elektronik.

3.1.2 Sistem Transaksi Tertutup

Sistem transaksi tertutup adalah sistem

pengumpulan tol yang pada penggunanya

diwajibkan menempelkan Uang Elektronik

yang berfungsi sebagai kartu tanda masuk

elektronik pada SC Reader atau menyerahkan

pada petugas pengumpul tol digerbang masuk

dan membayar tol pada gerbang keluar

menggunakan Uang Elektronik.

Informasi yang wajib disedikan oleh BUJT

adalah:

1. Digerbang masuk adalah waktu

transaksi, gerbang masuk, saldo Uang

Elektronik, bank issuer, dan golongan

kendaraan.

72


ISSN : 2302-4712

2. Digerbang keluar adalah waktu transaksi,

menunjukan saldo Uang Elektronik, Bank

issuer, besaran tarif, golongan kendaraan,

gerbang masuk dan gerbang keluar.

3.2 Ketentuan pelaksanaan penanganan

transaksi yang bermasalah di gardu

Permasalahan yang dapat terjadi terkait

transaksi di gardu tol antara lain :

3.2.1 Pengguna jalan tol yang tidak membawa

dan memiliki uang elektronik

1. Pengguna jalan tol yang tidak membawa

dan memiliki Uang Elektronik Wajib membeli

Uang Elektronik sesuai dengan permen PUPR

nomor 16/PRT/M/2017 Tentang Transaksi

Non tunai di jalan tol.

2. Bank penerbit Uang Elektronik wajib

menyediakan persiapan uang elektronik pada

setiap gerbang tol sesuai kebutuhan selama

waktu yang disepakati badan Usaha jalan Tol

(BUJT) dengan Bank.

3.2.2 Saldo tidak mencukupi

1. Untuk Sistem Transaksi Terbuka

a. Pengguna jalan tol melakukan pengisian

ulang Uang Elektronik dikantor gerbang atau

di lokasi pengisian Uang Elektronik disekitar

gerbang.

b. Pada ruas tol yang tidak menyediakan

fasilitas Top Up, pengguna jalan tol wajib

membeli Uang Elektronik sesuai permen

PUPR nomor 16/PRT/M/2017 tentang

Transaksi Tol Non Tunai di jalan tol.

2. Unuk Sistem Transaksi Tertutup

Melakukan pengisian ulang Uang

Elektronik di kantor gerbang atau lokasi

pengisian Uang Elktronik disekitar gerbang atau mitra bank di rest area .

3.2.3 Transaksi yang tidak sesuai (antara lain

Multi deduct)

1. Apabila terjadi transaksi yang tidak

sesuai, petugas gerbang tol yang ditunjuk oleh

BUJT dapat menggunakan mesin EDC untuk

melakukan evaluasi transaksi dari historikal

data transaksi.

2. Dalam hal terjadi transaksi multi deduct

maka pengguna jalan tol dapat menyampaikan

keluhan kepada :

a. Kantor cabang bank terdekat, selanjutnya

bank akan menyelesaikan pengembalian dana akibat multi deduct setelah transaksi multi

deduct di buktikan dengan historical

transaksi.

b. BUJT digerbang tol, atau melalui call

center BUJT, selanjutnya BUJT akan meminta

penggunajalan tol untuk menyampaikan

histori transaksi untuk diveriFikasi oleh BUJT.

Dalam hal terbukti terjadi multi deduck maka

BUJT akan meneruskan informasi mengenai

identitas pengguna jalan, nomor rekening atau

nomor kartu dan histori transaksi kepada

penerbit uang elektronik untuk memperoses

pengem balian dana pada rekening atau uang

elektronik atau uang elektronik pengguna jalan

tol.

3. Bank penerbit uang elektronik akan

menyampaikan konfirmasi hasil penyelesaian

hasil transaksi multideduct kepada BUJT.

3.2.4 Petugas pengumpulan tol salah

memasukan golongan kendaraan atau

Automatic clasifikasion (AVC) salah

menentukan golongan kendaraan Di lajur gardu

multi golongan, sehingga akan di selesaikan bila

di perlukan dengan kondisi :

1. Tarif yg dikenakan lebih kecil dari

golongan kendaraan yg sebenarnya/

pembayaran kurang pada sistem transaksi tol

tertutup dan terbuka (gardu keluar hybrid, gardu

keluar gto uang elektronik dan gto uang

elektronik) Pembayaran tol sesuai dengan

golongan kendaraan. Penyelesaian

Permasalahan tersebut sudah sesuai dengan

prosedur BUJT, Namun harus di catan dalam

monitoring data transaksi.

73


ISSN : 2302-4712

2. Tarif yang dikenakan lebih besar dari

golongan kendaraan yang sebenarnya

Pembayaran lebih pada sistem transalsi tol

tertutup dan tertutup (Gardu keluar GTO orang

elektronik dan gto uang elektronik dan gto

uang electronik;pas) Pembayaran tol sesuai

dengan golongan kendaraan. Penyelesaian

permasalahan tersbut termasuk pengembalian

seslisih sesuai dengan prosedur pada masing-

masing BUJT : Namun harus dicatat dalam monitoring data transaksi.

3.2.5 Uang elektronik tidak dapat di

transaksikan

1. Pada ruas jalan yang di transaksikan

dengan sistem transaksi tertutup.

a. Kegagalan pembacaan uang elektronik di

gardu masuk. Apabila terjadi kegagalan

pembacaan uang elektronik di gardu masuk

maka terdapat 2 opsi penyelesaian :

Opsi 1 melakukan identifikasi

permasalahan uang elektronik pada reader

dengan cara menggunakan kartu uji (yang

disediakan oleh penerbit uang elektronik

minimal satu kartu per gerbang) untuk

mengidentifikasikan kerusakan pada uang

elektronik atau pada hal lain (misal pada

reader)

Opsi 2 diberikan kartu tanda masuk khusus kepada pengguna tol untuk

mengetahui asalgerbang dan pengguna jalan

tol tidak dikenakan tarif tol pada gardu keluar

dengan menunjukkan Kartu Tanda Masuk

Khusus tersebut. Apabila antrian

dimungkinkan, maka kendaraan akan

dipindahkan kejalur sebelahnya. Jumlah

kendaraan yang diberikan Kartu Tanda

Masuk Khusus dibatasi sebanyak kendaraan

yang antri hingga batas antri di island gaardu

untuk kendaraan yang antri setelah island

gardu tol dan memung kinkan untuk

dipindahkan ke lajur gardu lain maka

transaksi akan dialihkan ke gardu lain,

jumlah kendaraan yang dilewatkan dengan

Kartu Tanda masuk Khusus dimaksud yang

kemudian didata oleh BUJT sebagai data

lalulintas tanpa transaksi (no trans) untuk

ditagihkan BUJT kepada Acquirer dibidang

teknis dengan besaran tarif tol sesuai asal

gerbang dengan dilengkapi laporan

kerusakan peralatan atau sesuai kebijakan

sistem transaksi di masing-masing BUJT

tanpa mengganggu lalulintas di gerbang.

b. Kegagalan Pembacaan Uang Elektronik di

Gardu Keluar. Apabila terjadi kegagalan

pembacaan uang elektronik di gardu masuk maka terdapat 3 opsi :

Melakukan identifikasi permasalahan

Uang Elektronik pada reader dengan cara

menggunakan kartu khusus/kartu uji untuk

membuktikan bahwa reader tetap berfungsi

dengan baik serta mengidentifikasikan

kerusakan terdapat pada Kartu Uang

Elektronik, atau Apabila masalah terjadi

pada kartu uang elektronik, maka dilakukan

identifikasi di gerbang asal:

Apabila masalah terjadi selain pada Uang Elektronik yang tidak terbaca dalam hal ini

reader rusak, maka status transaksi

dikategorikan sebagai notran, untuk

kemudian ditagihkan oleh BUJT kepada

Acquirer dibidang teknis dengan besaran

tarif tol sesuai asal gerbang dengan

dilengkapi laporan kerusakan peralatan atau

sesuai kebijak an sistem transaksi di masing-

masing BUJT tanpa mengganggu lalu lintas

di gerbang.

Transaksi tol untuk kendaraan yang sudah mengantri hingga batas antri di island gardu

dilakukan di gardu lain tanpa memindahkan

kendaraan yang sudah mengantri tersebut.

Antrian kendaraan selanjutnya akan

dialihkan ke gardu lain.

2. Pada ruas jalan yang di operasikan dengan

sistem transaksi terbuka, terjadi kegagalan

membaca uang elektronik maka terdapat 2 opsi

penyelesaian :

a. Opsi 1 melakukan identifikasi

permasalahan Uang Elektronik pada reader

dengan cara menggunakan kartu uji (yang

74


ISSN : 2302-4712

disediakan oleh penerbit Uang Elektronik

minimal satu kartu pergerbang) untuk

mengidentifikasikan kerusakan pada Uang

Elektronik atau pada hal lain(misal pada

reader)

b. Opsi 2, apabila masalah terjadi selain pada

Uang Elektronik ysng tidak terbaca ,

maka kendaraan yang antri di sepanjang island

gardu akan dibebaskan dari pengenaan tarif tol

(notran) dan kendaraan yang antri setelah

island gardu tol akan dipindahkan ke lajur/

gardu lain.

3. Kondisi Force Majeure Transaksi/

Ketentuan Khusus

a. Kondisi Force Majeure antara lain huru

hara, epidemi, kebakaran, gempa bumi,

pemogokan , perang dan hal-hal lain yang

dianggap force majeure oleh BUJT dan

penerbit Uang Elektronik.

b. Dalam hal ditetapkan terjadi kondisi force

majeure oleh otoritas setempat maka BUJT

dan atau penerbit Uang Elektronik dapat

menginformasikan diberlakukannya kondisi

force majeure.

c. Pelaksanaan transaksi pembayaran dalam

kondisi force majeure dilaksanakan

berdasarkan kebijakan yang ditetapkan oleh

BUJT dan penerbit Uang Elektronik dan

penyelesaian transaksi diserahkan kepada

kebijakan masing-masing BUJT dengan tetap

berkodinasi dengan Bank Penerbit Uang

Elektronik.

d. Jangka waktu penetapan kondisi force

majeure disepakati oleh BUJT dan penerbit

Uang Elektronik dengan mengacu kepada

kebijakan otoritas setempat.

e. Dalam hal salah satu pihak menyatakan

bahwa kondisi porce majeure telah berakhir,

pihak yang terkena force majeure wajib

menginformasikan kepada pihak lain yang

terkait.

f. Dalam hal kondisi force majeure

meyebabkan kerugian, maka semua pihak

dapat dibebaskan dari tanggung jawab atas

kerugian atau biayatambahan yang terjadi atas

kondisi force majeure.

3.3 Flow Chart Diagram

Alur transaksi non tunai dari front end s/d

back end pada gambar 6 di bawah ini :

Gambar 6 Flow Chart Diagram

Alur transaksi non tunai dari front end s/d back

end

3.4 Sismtem Monitoring

Untruk sistem monitoring bank BCA

BRI MANDIRI dan BNI dengan cara sebagai

berikut

1. Masukan link misal http //192.1.2.3

2. Masuk login

Tampilan monitoring Bank BCA BRI

MANDIRI dan BNI pada gambar 7 di bawah ini

:

Gambar 6 Monitoring Bank

Masukan Email dan Password yang sudah di buat.

Contoh: untuk bank BCA BRI MANDIRI dan BNI

Email = [email protected]

Password = bca


Password = bri

75




ISSN : 2302-4712


Password = mandiri


Password = bni

Setelah memasukan email dan password lalu klik login.

3. Tampilan File Settlement

Tampilan file settlement Bank BCA BRI

MANDIRI dan BNI pada gambar 8 di

bawah ini :

Gambar 6 Tampilan File Settlement Bank

Setelah login berhasil maka tampilan akan masuk kehalaman file settelment

Pada halaman file settelment ini bisa

mencari file settelment pada tanggal

settelment terbuat dan terkirim lalu

gerbang beserta bank yang disettelment

dengan cara :

a. Memilih tanggal

b. Memilih bank

c. Memilih gerbang yang di cari

bila tanggal, bank dan gerbang lalu klik

search. Dan bila ingin mengetahui detail

dari file settelment dapat mengklik tombol

pada action.

IV KETENTUAN SETTLEMENT DAN

REKONSILIASI

4.1 Ketentuan settlement dan Rekonsiliasi

4.1.1 Proses Settlement dan Rekonsiliasi

1. Acquirer bidang teknis dan BUJT (Badan

Usaha Jalan Tol) melaku kan validasi dan

memastikan data Settlement dengan data

transaksi uang elektronik BUJT sesuai

kriteria Bank penerbit.

2. Acquirer bidang teknis wajib memastikan

data settlement telah terkirim dan diterima

secara lengkap oleh server Bank.

3. Bank memperoleh secara otomatis data

settlement yang telah divalidasi dengan

data transaksi elektronik BUJT dari

Acquirer bidang teknis.

4. Data settlement yang telah divalidasi dan

terkirim ke Bank dapat dilihat di dalam

settlement monitoring tools.

5. Apabila data idak terkirim dikarenakan

gangguan jaringan atau gangguan lain

maka BUJT atau acquirer bidang teknis

atau Bank wajib menginformasikan

kepada masing-masing pihak pada hari

yang sama dan data settlement harus

dikirim dengan metode lain secara manual

sesuai dengan SLA paling lambat H+3

(hari kerja).

6. Data yang belum sinkron antara data

reader dengan mesin gardu akan

dilakukan investigasi oleh BUJT dan/atau

acquirer bidang teknis dan/atau Bank

serta wajib di selesaikan dan akan dikirim

ke Bank apabila sudah sinkron,wajib

diselesaikan selambat-lambatnya 3 (tiga)

hari kerja sejak tanggal transaksi kecuali

untuk hal-hal khusss yang telah disepakati

oleh kedua belah pihak.

7. Konfirmasi pengiriman file settlement

oleh acquirer bidang teknis ke Bank dan

BUJT melalui notipikasi pada settlement

monitoring tools dan/ atau surat

elektronik.

8. Pelimpahan nominal hasil transaksi

(volume lalulintas x tarif) Uang

Elektronik ke rekening masing-masing

BUJT dilakukan oleh acquirer bidang

finansial (Bank) secara otomatis

selambat-lambatnya setelah data diterima

oleh server Bank di pusat.

9. Dalam hal pengiriman file settlement

masuk dalam jangka waktu periode end of

day Bank, maka pelimpahan nominal hasil

transaksi Uang Elektronik kerekening

76




ISSN : 2302-4712

masing-masing BUJT dilakukan oleh

Bank secara otomatis selambat-lambatnya

3 (tiga) jam sejak periode end of day Bank

berakhir.

10. Setelah menerima file settlement dari

BUJT dan/atau pihak ketiga, Bank wajib

memvalidasi dan mengirimkan hasil dari

validasi settlement tersebut dalam bentuk

data respon file settlement (RFS) paling

lambat h+1 hari kerja untuk dilakukan evaluasi.

11. BUJT dan acquirer bidang teknis

melakukan evaluasi terhadap file

settlement dengan data respon file yang

dikirimkan oleh Bank menggunakan

aplikasi monitoring yang disepakati antara

BUJT dan Bank, jika terdapat perbedaan

antara data transaksi dengan data respon

file.

Berikut adalah contoh data file settlement dan

Respon file settlement :

a. Bank BCA

File settlement BCA yg dikirimkan

dapat dilihat pada gambar 7 di bawah ini

:

Gambar 7 File Settlement Bank BCA

Respon file settlement yang diterima

JM_CIJAGO_SETTLEMENT_RPT_19051015

2556Dimana antara watu data fs yang dikirim

dengan data rfs yang diterima masih dalam

siklus 1 (satu) hari.

b. Bank BRI

File settlement BRI yg di kirimkan dapat

dilihat pada gambar 8 di bawah ini :

Gambar 8 File Settlement Bank BRI

File settlement BRI yg di terima dapat

dilihat pada gambar 9 di bawah ini :

Gambar 9 Respon File Settlement Bank BRI

c. Bank MANDIRI

File settlement MANDIRI yg di

kirimkan dapat dilihat pada gambar 10 di

bawah ini :

Gambar 10 File Settlement Bank MANDIRI

Dengan respon file settlement yang

diterima

TLKJ_100519_ok.txt

TLKJ_100619_ok.ok

Dimana antara watu data fs yang dikirim

dengan data rfs yang diterima melewati

siklus 1 (satu) hari

d. Bank BNI

File settlement BCA yg dikirimkan

dapat dilihat pada gambar 11 di bawah

ini :

77


ISSN : 2302-4712

Gambar 11 File Settlement Bank BNI

Respon file settlement yang diterima

Untuk respon file settlement bank Bni blm ada,

dikarenakan aga sulit pembacaannya.

4.2 Aplikasi Monitoring Transaksi

Setiap BUJT wajib memiliki monitoring

data transaksi yang sekurang-kur angnya berisi

informasi mengenai Data transaksi gardu tol

yang di simpan diserver BUJT .

Tabel 1 transaksi tanggal 10 mei 2019

Tabel 2 Data file settlement yang dikirim ke

Bank secara real time 10 mei 2019

Tabel 3 Data respone file settlement yang

dikirim oleh Bank ke BUJT secara real time

78


ISSN : 2302-4712

4.3 Ketentuan Pelaksanaan Penanganan

Komplain atau Keluhan

4.3.1 Media komplain

Komplain dapat dilakukan melalui :

a. Petugas gerbang tol dan petugas

oprasional lain

b. Telephone / call center

c. Sosial media anatara lain twiter,

faceboook dan instagram

d. Surat pembaca

e. Surat menyurat

f. Website

g. Radio

4.3.2 Penanggulangan komplain dari pengguna

jalan

a. BUJT menerima keluhan dari pengguna

jalan untuk diteruskan kepada bank (untuk

keluhan yang terkaitdengan bidang yang

dikelola oleh bank)

b. Bank menerima keluhan dari pengguna

jalan untuk diteruskan kepada BUJT

(terkait dengan bidang yang dikelola oleh

BUJT)

c. Keluhan dari pelanggan yang dilaporkan

oleh BUJT harus diserahkan secara

tertulis melalui surat elektronik kepada

bank penerbit uang elektronik (dengan

form yang disepakati BUJT dan bank

yang bersangkutan)

4.3.3 Evaluasi komplain atau keluhan

Evaluasi yang dilakukan adalah sebagai

berikut a. Melaporkan komplain atau keluhan

masuk berdasarkan penyebabnya antara

lain

1. Kerusakan pralatan digardu tol

2. Kerusakan uang elektronik

3. Saldo yang tidak sesuai

4. Keterlambatan atau lama waktu

transaksiuang elektronik

5. Ketidak trampilan petugas

6. Pemotongan uang elektronik yang

tidak sesuai dengan tarif

7. Gagal isi ulang (top up)

8. Penukaran uang elektronik oleh

petugas

9. Penyebab lain yang belum

trindetifikasi

b. Membuat rekapitulsi jumlah komplain

atau keluhan yang masuk secara berkala

baik yang diterima BUJT maupun bank,

yang sudah selesai ditangani dan belum

selesai ditangani

c. BUJT atau Bank wajib

menginformasikan kepada pengguna

jalan bahwa komplain/keluhan yang

disampaikan sudah ditangani selambat-

lambatnya 2 x 24 jam;

d. BUJT dan/atau Bank wajib

mendiskusikan penanganan

komplain/keluhan antara BUJT dan

Bank (mencari solusi) serta

menyelesaikan kompalin/keluhan

sebagaimana yang telah diatur dalam

ketentuan perbankan terkait

perlindungan konsumen (POJK nomor

1/POJK.07/2013);

79


ISSN : 2302-4712

e. Melakukan analisa terhadap jenis

komplain yang diterima, sehingga dapat

diidentifikasi penyebab utama komplain

untuk kemudian disusun solusi

perbaikannya sebagai langkah preventif.

V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Transaksi nontunai yang di terapkan di ruas jalan tol harus lah mempermudah bagi

pengguna jasa jalan tol dan bagi pengeloal jalan

tol sendiri, dimana tidak ada kendala dari awal

transaksi sampai peroses penagihan dana dari

transaksi non tunai tersebut, walaupun ada

kendala haruslah dapat di minimalisir kendala

tersebut dan dapat di cari solusinya, baik dari

sisi pengelola jalan tol (BUJT), Bank Issuer

(Bank yang menerbitkan Uang Elektronik) dan

acquirer dibidang teknis.

5.2 Saran

Agar penerapan non tunai 100% di ruas

tol dapat berjalan dengan baik harus ada saling

koordinasi dan saling kerjasama yang baik

antara BUJT, Bank Issuer dan dan acquirer

dibidang teknis.

DAFTAR PUSTAKA

1. Bank Indonesia, 2014. Bank Indonesia

Mencanangkan Gerakan Nasional Non

Tunai

2. Tunai : Siaran Pers,

http://www.bi.go.id/id/ruang-media/siaran-

pers/Pages/sp_165814.aspx diakses pada

tanggal 20 Juli 2019.

3. Bank Indonesia, 2014. Booklet Keuangan

Inklusif , Departemen Pengembangan

AksesKeuangan dan UMKM,

http://www.bi.go.id/id/perbankan/keuanga

ninklusif/edukasi/Pages/Booklet-

Keuangan-Inklusif.aspx diakses pada

tanggal 22 Juli 2019.

4. Beer, M, et al. Managing Human Assets.

New York: The Free Press, 1984.

5. Ghiyazuddin Mohammad, Elwyn

Panggabean, Maha Khan, Grace Retnowati.

2015.

6. Agent Network Accelerator Research:

Indonesia Country Report Hermana,

2007. E-Banking and Less-Cash Society,

Orasi Ilmiah disampaikan pada Wisuda

STMIK Pradya Paramitra Malang, pada 27

Oktober 2007

7. Hill, George M. 1993. Managing Partner ,

Utilities Industry Practice. Phoenix

Arizona: Anderson Consulting

http://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.php/e

lektro/issue/view/13 diakses pada tanggal 1

Agustus 2019.

8. http://sp.beritasatu.com/ekonomidanbisnis/

perkembangan-sangat-pesat-regulasi-e-

commerce-belum-siap/81675) diakses

pada tanggal 18 Juli 2019.

9. http://www.bi.go.id/id/perbankan/keuan

ganinklusif/Indonesia/peran/Contents/D

ef ault.aspx diakses pada tanggal 10

Juli 2019.

80



http://www.bi.go.id/id/perbankan/keuanganinklusif/edukasi/Pages/Booklet

http://www.bi.go.id/id/perbankan/keuanganinklusif/edukasi/Pages/Booklet

http://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.php/elektro/issue/view/13

http://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.php/elektro/issue/view/13

http://sp.beritasatu.com/ekonomidanbisnis/perkembangan-sangat-pesat-regulasi-e-commerce-belum-siap/81675




ISSN : 2302-4712

OPTIMALISASI BANDWIDTH TRANSPONDER 9V SATELIT MERAH PUTIH

DENGAN KALKULASI LINK BUDGET

Teten Dian Hakim1, Rahmad Mardian2


ABSTRAK. Dalam perkembangan teknologi komunikasi satelit (VSAT) yang menuntut

kehandalan suatu sistem komunikasi maka harus diimbangi dengan jumlah data yang

ditransmisikan dan kecepatan datanya maka perlu untuk mengoptimalkan kapasitas data yang dapat

ditransmisikan melalui satelit. Bandwidth transponder sebagai bagian yang vital dan terbatas serta

mahal menuntut untuk dilakukannya inovasi agar penggunaannya lebih optimal. Salah satu cara

untuk lebih mengoptimalkan penggunaan bandwidth transponder yaitu dengan cara

memaksimalkan modulasi dan coding yang tersedia berdasarkan perhitungan link budget, yaitu:

sudut pandang antena, jarak stasiun bumi ke satelit, antena gain, redaman ruang bebas, pointing

error antena, G/T penerima, pemakaian lebar pita, EIRP stasiun bumi, power flux density, input

back off, output back off, EIRP satelit, kualitas lintasan dan management transponder. Optimalisasi

bandwidth komunikasi satelit VSAT SCPC Stasiun Bumi Bogor dan Stasiun Bumi CSTS LNG

Tangguh memperoleh hasil optimalisasi bandwidth transponder 9V Satelit Merah Putih dengan

menaikan FEC dari 3/4 ke FEC 5/6 pada modulasi 16APSK ini didapatkan pengurangan atau

penghematan bandwidth transponder sebesar 2.81 MHz (dari 27.81 MHz menjadi 25.00 MHz) dan

prosentase bandwidth transponder berkurang sebesar 8.85 % (dari 79.02 % menjadi 70.17 %)

meskipun terjadi peningkatan prosentase power transponder untuk kedua stasiun bumi (dari 47.65

% menjadi 61.94 %) link transmisi Bogor dan CSTS dikatakan bandwidth limited serta

mendapatkan link margin Es/No sebesar 1.93 dB untuk Stasiun Bumi Bogor dan link margin Es/No

sebesar 2.12 dB untuk Stasiun Bumi CSTS.

Kata kunci : Transponder, VSAT, Bandwidth, Modulasi 16APSK, FEC 5/6

ABSTRACT. In the development of satellite communication technology (VSAT) which

demands the reliability of a communication system it must be balanced with the amount of data

transmitted and the speed of the data it is necessary to optimize the capacity of data that can be

transmitted via satellite. Transponders bandwidth as a vital and limited and expensive part

requires innovation so that its use is more optimal. One way to further optimize the use of

transponder bandwidth is by maximizing available modulation and coding based on link budget

calculations, namely: antenna point of view, earth station distance to satellite, antenna gain, free

space attenuation, antenna pointing error, G / T receiver , bandwidth usage, earth station EIRP,

power flux density, input back off, output back off, satellite EIRP, track quality and transponder

management. Optimizing the VSAT SCPC satellite communication bandwidth of Bogor Earth

Station and the Tangguh LNG CSTS Earth Station obtained the results of optimizing the 9V Red

and White Satellite transponder bandwidth by increasing the FEC from 3/4 to FEC 5/6 in this

16APSK modulation, resulting in a reduction or saving of the transponder bandwidth of 2.81 MHz

( from 27.81 MHz to 25.00 MHz) and the percentage of transponder bandwidth decreased by 8.85%

(from 79.02% to 70.17%) despite an increase in the percentage of power transponder for both

earth stations (from 47.65% to 61.94%) Bogor and CSTS transmission links are said to be

bandwidth limited and get an Es / No margin margin of 1.93 dB for Bogor Earth Station and an Es

/ No margin margin of 2.12 dB for CSTS Earth Station.

Keywords: Transponder, VSAT, Bandwidth, 16APSK Modulation, FEC 5/6

81




ISSN : 2302-4712

I. PENDAHULUAN

Peranan komunikasi satelit sangat

strategis untuk Indonesia yang terbentang

luas dan terdiri dari ribuan pulau, dengan

satelit seluruh wilayah Indonesia bisa

tercakup dalam layanan komunikasi. Seiring

dengan pesatnya perkembangan teknologi

telekomunikasi, meskipun saat ini pemerintah

Indonesia telah membangun jaringan optik

dibeberapa titik kota - kota besar yang disebut

palapa ring. Namun, besarnya permintaan dan

penyediaan sarana telekomunikasi yang dapat

mencakup daerah - daerah terpencil dengan

kecepatan data yang tinggi yang belum

terpenuhi dari jaringan lokal yang ada,

mendorong PT. TELKOMSAT sebagai

penyedia jasa layanan VSAT untuk dapat

memenuhi kebutuhan dan menjangkau

pelanggan yang terletak di luar jangkauan

jaringan yang sudah ada seperti jaringan

teresterial kabel tembaga, radio maupun

optik.

Dengan perkembangan teknologi

yang menuntut kehandalan suatu sistem

komunikasi maka harus diimbangi dengan

jumlah data yang ditransmisikan dan

kecepatan datanya sehingga perlu untuk

mengoptimalkan kapasitas data yang dapat

ditransmisikan melalui satelit. Bandwidth

transponder sebagai bagian yang vital dan

terbatas serta mahal menuntut untuk dilakukannya inovasi agar penggunaannya

lebih optimal.

Pada penulisan tugas akhir ini dibahas

perihal optimalisasi bandwidth transponder

9V Satelit Merah Putih pada suatu jaringan

komunikasi VSAT SCPC (Single Channel

per Carrier) atau point to point dengan sistem

CnC (Carrier In Carrier) berdasarkan

perhitungan Link Budget Analisis Satelit.

Dari hasil penelitian optimalisasi VSAT

SCPC atau point to point ini diharapkan

nantinya link dapat memenuhi harapan

kebutuhan availability akan layanan

telekomunikasi yang diinginkan user dan

bandwidth transponder satelit dapat

digunakan untuk kebutuhan yang lainnya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengenalan Sistem Komunikasi

Satelit

Satelit komunikasi adalah sebuah

pesawat ruang angkasa yang ditempatkan

pada orbit disekililing bumi yang didalamnya

membawa peralatan-peralatan penerima dan

pemancar gelombang mikro yang mampu

me-relay sinyal-sinyal dari satu lokasi ke

lokasi lain di bumi dengan menggunakan

frekuensi gelombang mikro. Frekuensi

gelombang mikro juga diperlukan untuk

menangani sinyalsinyal berjalur lebar yang

banyak dijumpai dalam jaringan komunikasi

masa kini, serta untuk penggunaan antena-

antena dengan perolehan tinggi yng

diperlukan di atas pesawat ruang angkasa

tersebut.

Secara umum sistem komunikasi

satelit dapat dibedakan menjadi 2 (dua)

komponen, yaitu ruas angkasa (space

segment) yang terdiri dari satelit dan ruas

bumi (ground segment) yang terdiri dari

terminal pengguna, stasiun bumi dan

jaringan.

Pada bagian space segment terdiri dari

satelit yang merupakan sebuah benda ruang

angkasa yang mengelilingi benda angkasa

lainnya yang berfungsi memancarkan

kembali (relaying) sinyal-sinyal yang

diterima dari bumi. Untuk dapat melaksanakan tugasnya dengan baik suatu

satelit harus didukung oleh perangkat-

perangkat yang handal.

Sedangkan pada ground segment pada

hakikatnya stasiun bumi merupakan sebuah

jaringan lanjutan untuk menuju teminal

pengguna, seperti pusat komputer, televisi

maupun sentral telepon. Untuk tercapainya

suatu komunikasi maka pada bagian stasiun

bumi diperlukan perangkat-perangkat

pendukung yang handal pula.

82


ISSN : 2302-4712

Gambar 1. Arsitektur SISKOMSAT

2.2 Pengenalan Ruas Angkasa

Ruas Angkasa yaitu meliputi segala

hal yang terkait dengan satelit. Sistem satelit

dapat bersifat domestik, regional (daerah)

atau global (untuk seluruh dunia). Jangkauan

pelayanan dari suatu sistem satelit domestik

adalah terbatas pada negara yang memiliki

sistem tersebut, sistem regional melibatkan

dua negara atau lebih sedangkan sistem

global mempunyai sifat antar benua.

Koordinasi dari pelayanan satelit

dilakukan oleh International

Telecommunication Union (ITU), yang

berpusat di Geneva konferensi-konferensi

yang dikenal sebagai World Administrative

Radio Conferences (WARC) dan Regional

Administrative Radio Conference (RARC)

diadakan secara teratur untuk menghasilkan

rekomendasi mengenai daya radiasi,

frekuensi dan posisi orbit dari berbagai satelit

Tabel 2.1 menunjukkan frekuensi-frekuensi

satelit yang terpakai saat ini dan yang

mungkin akan terus dipakai dimasa

mendatang.

Tabel 1. Frekuensi - Frekuensi Satelit

2.3 Orbit Satelit

Sebuah satelit yang diluncurkan

dengan kendaraan peluncur, satelit tersebut

akan di tempatkan pada ketinggian tertentu

dan satelit tersebut akan mengitari bumi.

Posisi satelit yang mengitari bumi disebut

orbit. Satelit akan tetap porosnya karena gaya

sentripetal pada satelit dan gaya gravitasi

bumi.

Orbit Geostationer mengitari bumi 24

jam dan relative diam terhadap bumi

(berputar searah rotasi bumi) karena periode

orbit objek tersebut mengelilingi Bumi sama

dengan perioda rotasi Bumi. Umumnya

ditempatkan sejajar dengan equator bumi.

Karena relative diam terhadap bumi maka

daerah lingkup bumi juga tidak berubah.

Jarak ketinggian dari permukaan bumi sekitar

35.786 km.

2.4 Parameter Komunikasi Satelit

Dalam sistem komunikasi satelit,

untuk mendapatkan unjuk kerja transmisi

yang baik dilakukan dengan menentukan

tipikal BER (Bit Error Rate) di penerima

sebesar E-10-9 atau PER (Packet Error Rate)

di penerima sebesar E-10-7 agar tidak sering

terjadi transmisi ulang antara pemancar dan

penerima. Parameter-parameter komunikasi

satelit dilihat dimulai dari stasiun bumi

pemancar yang memancarkan sinyal ke satelit

sampai sinyal tersebut diterima oleh stasiun

bumi.

2.4.1 Parameter Komunikasi Satelit

Effective Isotropic Radiated Power (EIRP)

EIRP = PT + GT - Lf

Gain to noise Temperature Ratio (G/T)

Penerima 𝐺

𝑇 = G - 10 log (

𝑇𝑎𝑛𝑡

𝐿𝑓𝑟𝑥 + TF (1 -

1

𝐿𝑓𝑟𝑥 ) + TLNA)

Rasio sinyal Pembawa terhadap

Daya Derau (C/N) C/Nup = EIRPES - FSLup - PE - LRAIN - G/TSAT - k - B

C/NDN = EIRPSAT - FSLDN - PE - LRAIN - G/TES - k - B

C/NTotal=10 𝑙𝑜𝑔 (

1

10(−

𝐶/𝑁𝑈𝑃10

)+10

(−𝐶/𝑁𝐷𝑁

10)+10

(−𝐶/𝐼𝐽𝑀

10)+10

(−𝐶/𝐼𝐽𝑀

10)+10

(−𝐶/𝑋𝑝𝑜𝑙𝑙

10)

)

Densitas Fluks Jenuh (Saturation Flux

Density = SFD) PFD = EIRPSB - 162.12 - PEUP - LRAIN

Rasio Energi Bit terhadap Densitas Daya

Derau (Eb/No)

83


ISSN : 2302-4712

Eb/No = Es/No - SE

Redaman Alur Transmisi FSL = 92.4dB + 20 log d + 20 log f [dB]

Penguatan Antena

G = 20,4 + 20 log f + 20 log D + 10 log

Sudut Pandang Antena

Sudut Azimut :

A’ = tan-1 (𝑡𝑎𝑛|𝜃𝑆−𝜃𝐿

𝑠𝑖𝑛𝜃𝑖 )

Sudut Elevasi :

E = tan – cos y

Pointing Error Antena

PE = 12 x (

3

)² [dB] dengan 3 = 20

𝐹 𝑥 𝐷

Jarak Stasiun Bumi ke Satelit d2 = [(Re + H)2 + Re2 – 2 x Re x (Re + H) x sin{E +

sin-1 (𝑅𝑒

𝑅𝑒+𝐻 cos E)}]

Parameter Transponder Satelit OBOCXR =IBOCXR-(IBOAGG-OBOAGG)

(EIRP)operasi = (EIRP)saturasi - OBOCXR

2.5 Modulasi 16APSK

Dalam sebuah satelit, teknik transmisi

modulasi tingkat tinggi yang memiliki

efisiensi transfer tinggi sangat penting untuk

layanan komunikasi dan penyiaran termasuk

HDTV dan komunikasi multimedia, dan lain-

lain. Skema modulasi APSK diadopsi oleh

ketahanan intrinsik atas saluran satelit

nonlinear khas dalam DVB-S2.

APSK diadopsi sebagai modulasi

orde tinggi untuk menjamin efisiensi transfer

yang tinggi di DVBS2 karena kekokohan

intrinsik dalam distorsi data transmisi karena

karakteristik nonlinear HPA. Dalam 16-

APSK memiliki peningkatan kinerja karena

pemetaan bit yang diusulkan. Kinerja

kesalahan dalam skema modulasi APSK

berubah sesuai dengan rasio cincin karena

konstelasi sinyal didistribusikan pada bentuk

cincin.

Gambar 2. 4+12 APSK Konstelasi

2.6 Forward Error Code (FEC)

Forward Error Control (FEC),

penerima akan mendeteksi adanya kesalahan

yang terjadi pada kanal transmisi yang

diterimanya dan melakukan koreksi

kesalahan tersebut. FEC merupakan salah

satu teknik pengkodean konvolusional

dimana fungsinya adalah untuk mendeteksi

dan mengkoreksi error dengan cara

mengirimkan bit tambahan. Pada FEC ada

berbagai macam tingkatan yaitu 1/2, 3/4, 5/6

ataupun 7/8. Nilai-nilai ini berarti misalnya

pada FEC 3/4 setiap 3 data bit biner yang

dikirim disisipkan 1 bit tambahan untuk

mendeteksi dan mengoreksi error. Pemilihan

ini berdasarkan kebutuhan karena semakin

besar nilai FEC yang dipilih maka bandwidth

yang digunakan lebih efisien tetapi jumlah bit

tambahan semakin sedikit.

2.9 Optimasi Transponder

Untuk mendapatkan optimasi dalam

transponder terlebih dahulu kita harus

mengetahui besarnya prosentase bandwidth

dan prosentase power dari satelit yang

digunakan untuk link komunikasi antara

stasiun bumi Bogor dengan stasiun bumi

CSTS, sehingga akan diperoleh apakah link

yang dipakai power limited atau bandwidth

limited. Link dikatakan optimum bilamana

prosentase bandwidth sama dengan

prosentase power.

Jika prosentase power lebih besar dari

prosentase bandwidth maka sistem dikatakan

power limited dan sebaliknya bila prosentase

bandwidth lebih besar dari prosentase power

maka sistem dikatakan bandwidth limited.

84


ISSN : 2302-4712

Untuk menghitung persentase power dan

bandwidth dapat dihitung sebagai berikut:

Prosentase Pemakaian Bandwidth =

(𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ 𝑆𝑎𝑡𝑒𝑙𝑖𝑡 𝑇𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖

Bandwidth Satelit Tersedia) x 100% (2.27)

Prosentase Pemakaian Power =

(𝑃𝑜𝑤𝑒𝑟 𝑆𝑎𝑡𝑒𝑙𝑖𝑡 𝑇𝑒𝑟𝑝𝑎𝑘𝑎𝑖

Power Satelit Tersedia) x 100% (2.28)

Dimana : Power Satelit tersedia = PowerEIRP

Satelit Saturasi - OBOCXR (2.29)

III. PERHITUNGAN DAN

PENGUKURAN

Pengujian dilakukan pada link VSAT

SCPC atau Point to Point Stasiun Bumi Bogor

dan Stasiun Bumi CSTS LNG Tangguh 75

Mbps yang beroperasi di Satelit Merah Putih

Transponder 9V dengan menggunakan PAD

15dB. Ground Segment pada sisi Bogor

menggunakan antena berdiameter 9 meter

sedangkan pada sisi CSTS LNG Tangguh

menggunakan antena berdiameter 4.5 meter

yang sebelumnya menggunakan modulasi

16APSK, FEC 3/4 dan datarate 75 Mbps.

Setelah dilakukan optimalisasi menggunakan

modulasi 16APSK, FEC 5/6 dan datarate 75

Mbps.

3.4 Blok Diagram Konfigurasi

Jaringan VSAT SCPC

SCPC merupakan salah satu

konfigurasi VSAT dengan menggunakan

metode akses point to point. Layanan

komunikasi data atau voice menggunakan

media akses satelit dengan teknologi SCPC

untuk hubungan point to point dapat

dikembangkan menjadi hubungan point to

multipoint. Metode SCPC menempatkan

masing-masing satu buah sinyal pembawa

untuk setiap titik link komunikasinya. Link

VSAT dengan menggunakan sistem SCPC ini

juga memberikan bandwidth pribadi yang

memerlukan komunikasi dalam jumlah besar

dan terus menerus dengan lokasi yang tidak

tercakup oleh layanan kabel. Layanan ini

dapat digunakan untuk komunikasi data,

suara, gambar, dan video.

Gambar 3. Konfigurasi Jaringan

VSAT SCPC Bogor dan CSTS

Pada konfigurasi sisi stasiun bumi

terbagi 2 alur proses yaitu proses

memancarkan sinyal ke satelit dan proses

menerima sinyal dari satelit.

Adapun alur proses memancarkan sinyal

sebagai berikut:

1. Data yang akan ditransmisikan dari

perangkat remote/user, terlebih dahulu

memasuki modem. Dalam modem ini

data dimodulasi. Proses modulasi ini

menggunakan teknik PSK atau QAM.

Modulasi ini bertujuan untuk

mentranslasikan gelombang frekuensi

informasi kedalam gelombang lain pada

frekuensi yang lebih tinggi untuk dibawa

ke media transmisi.

2. Setelah data tersebut dimodulasi,

selanjutnya akan memasuki perangkat

yang disebut RFT ( RF Transceiver) atau

driver. Dalam RFT ini terdapat Up dan

Down Converter. Untuk proses transmit

yang digunakan adalah Up Converter.

3. Proses selanjutnya adalah memasuki

SSPA (Solid State Power Amplifier) yang

berfungsi sama dengan HPA yaitu untuk

memperkuat sinyal RF agar dapat

diterima oleh satelit.

4. Sinyal masuk ke dalam feedhorn, sinyal

dari feedhorn dipantulkan ke satelit

dengan antena.

Adapun alur proses menerima sinyal sebagai

berikut:

1. Antena menerima sinyal dari satelit,

85


ISSN : 2302-4712

sinyal yang diterima antena kemudian

dipantulkan ke feedhorn.

2. Dari Feedhorn, sinyal diteruskan

memasuki LNA (Low Noise Amplifier).

Dimana LNA ini berfungsi untuk

menekan noise dan memperkuat sinyal

yang diterima.

3. Dari LNA sinyal diteruskan memasuki

Down Converter yang berfungsi untuk

mentranslasikan sinyal RF menjadi sinyal

IF.

4. Setelah memasuki Down Converter,

maka sinyal IF memasuki perangkat

modem untuk melakukan proses

demodulasi, dimana proses demodulasi

itu dimaksudkan untuk memisahkan

antara sinyal carrier dengan sinyal

informasi yang ada didalamnya.

5. Informasi yang sudah terpisah dari sinyal

carrier kemudian diteruskan ke perangkat

user seperti router, multiplexer, dan

sebagainya.

3.5 Link Budget Analysis

Tujuan dari Link Budget Analysis

adalah untuk memperoleh unjuk kerja

transmisi yang baik dan efisien terhadap

perangkat yang digunakan terutama daya

SSPA dan diameter antena. Pada lintasan

komunikasi VSAT, unjuk kerja dipengaruhi

oleh kemampuan transmisi daya satelit (lintasan bawah), propagasi atmosfir,

temperatur derau dan parameter-parameter

stasiun bumi.

Link Budget Analysis terdiri dari 3

bagian, yaitu : stasiun bumi pengirim dan

media lintasan ke atas, satelit, stasiun bumi

penerima dan media lintasan ke bawah. Link

Budget Analysis dilakukan pada salah satu

pelanggan PT. TELKOMSAT, yaitu: Stasiun

Bumi Bogor dan Stasiun Bumi CSTS LNG

Tangguh.

4.1 Hasil Perhitungan dan Pengukuran

Power

Link Bogor - CSTS


(25261123

36000 𝑥 103) x 100% = 70.17 %

Power Satelit tersedia = 43 - 3.5 = 39.5 dBW =

8912.51 Watt Power Satelit terpakai = EIRPOP SAT = 36.14 dBW

= 4111.49 Watt

Prosentase Pemakaian Power = (4111.49

8912.51) x 100%

= 46.13 %

Link CSTS - Bogor


(25261123

36000 𝑥 103) x 100% = 70.17 %

Power Satelit tersedia = 43 - 3.5 = 39.5 dBW =

8912.51 Watt Power Satelit terpakai = EIRPOP SAT = 31.49 dBW

= 1409.28 Watt

Prosentase Pemakaian Power = (1409.28

8912.51) x

100% = 15.81 %

Tabel 2. Hasil Perhitungan Power dan

Bandwidth dengan FEC 3/4

Pada Tabel 2. dengan modulasi

16APSK FEC 3/4 prosentase power

transponder yang dibutuhkan untuk kedua

stasiun bumi sebesar 47.65 % dan prosentase

bandwidth transponder yang dibutuhkan

untuk kedua stasiun bumi sebesar 79.02 %.

Dikarenakan link transmisi Bogor dan CSTS

menggunakan Carrier In Carrier (CnC)

prosentase power transponder harus kurang

dari prosentase bandwidth transponder.

Tabel 3. Hasil Perhitungan Power dan

Bandwidth dengan FEC 5/6 Stasiun

Bumi

Prosentase

Power (%)

Prosentase

Bandwidth

(%)

Bogor 46.13 % 70.17 %

CSTS 15.81 %

Pada Tabel 3. dengan modulasi

16APSK FEC 5/6 power transponder yang

dibutuhkan untuk kedua stasiun bumi adalah

61.94 % dan bandwidth transponder yang

dibutuhkan untuk kedua stasiun bumi adalah

70.17 %. Dari perubahan FEC 3/4 ke FEC

5/6 tersebut prosentase bandwidth

Stasiun

Bumi

Prosentase

Power (%)

Prosentase

Bandwidth

(%)

Bogor 35.40 % 79.02 %

CSTS 12.25 %

86


ISSN : 2302-4712

transponder berkurang sebesar 8.85 %.

Dikarenakan link transmisi Bogor dan CSTS

menggunakan Carrier In Carrier (CnC)

prosentase power transponder harus kurang

dari prosentase bandwidth transponder.

Sehingga link transmisi Bogor dan CSTS

dengan modulasi 16APSK FEC 5/6 ini dapat

dinyatakan bandwidth limited.

4.2 Hasil Perhitungan dan Pengukuran

Bandwidth

Bandwidth Capacity =

(𝐷𝑎𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑒

𝑆𝑝𝑒𝑐𝑡𝑟𝑎𝑙 𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑦) 𝑥 𝐶𝑎𝑟𝑟𝑖𝑒𝑟 𝑆𝑝𝑎𝑐𝑖𝑛𝑔 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟

16APSK FEC 3/4 = (75000

2.966728) x 1.1 = 27.81 MHz

16APSK FEC 5/6 = (75000

3.300184) x 1.1 = 25.00 MHz

Dari hasil perhitungan link budget,

pada Tabel 4. perubahan FEC dari 3/4 ke FEC

5/6 pada link transmisi Bogor dan CSTS

maupun sebaliknya dengan menggunakan

modulasi 16APSK, terjadi pengurangan atau

dapat melakukan penghematan bandwidth

transponder sebesar 2.81 MHz dari total

bandwidth transponder 9V sebesar 36 MHz.

Dalam pengukuran bandwidth carrier

dilakukan dengan menggunakan spektrum

analyzer pada modulasi 16APSK FEC 3/4

(hijau) dan perubahan carrier pada modulasi

16APSK 5/6 (kuning), sehingga bandwidth

transponder pada link transmisi Bogor dan

CSTS di Satelit Merah Putih transponder 9V

berkurang 2.81 MHz dari yang sebelumnya

27.81 MHz menjadi 25.00 MHz, yang

ditunjukan pada Gambar 4.

Gambar 4. Perubahan Carrier dengan

menggunakan Spektrum Analyzer

IV. KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan dan pengukuran,

optimalisasi bandwidth transponder di Satelit

Merah Putih Transponder 9V pada link

transmisi Bogor dan CSTS, didapatkan hasil

sebagai berikut:

1. Dengan melakukan perubahan atau

menaikan FEC 3/4 menjadi FEC 5/6 pada

modulasi 16APSK, dapat mengurangi

atau menghemat bandwidth transponder

sebesar 2.81 MHz (dari 27.81 MHz

menjadi 25.00 MHz) dari total bandwidth

transponder 9V sebesar 36 MHz sehingga

bandwidth tersebut dapat digunakan

untuk kebutuhan sewa bandwidth lainnya.

2. Dari hasil perhitungan dan pengukuran

pada link transmisi Bogor dan CSTS,

prosentase bandwidth transponder

berkurang sebesar 8.85 % (dari 79.02 %

menjadi 70.17 %) meskipun terjadi

peningkatan pada prosentase power

transponder (dari 47.65 % menjadi 61.94

%), namun terjadi efisiensi pada

prosentase bandwidth transponder.

Dengan prosentase bandwidth lebih besar

daripada prosentase power sehingga link

dapat dikatakan bandwidth limited. Serta

didapatkan link margin Es/No 1.93 dB

untuk Stasiun Bumi Bogor dan link

margin Es/No 2.12 dB untuk Stasiun

Bumi CSTS.

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Fadillah, Achmad. 2011. Analisa Link

Budget Pada Jaringan Komunikasi

satelit Internet Gateway Telkom

Kandatel Timika Ke Hub Metra

Bogor. Jakarta : Universitas Mercu

Buana Jakarta.

[2] Ulya, Karimatul. 2014. Analisis

Implementasi Dscpc Pada Link

Komunikasi Satelit Untuk Optimasi

Bandwidth. Jakarta : Institut Sains dan

Teknologi Nasional.

[3] Susilo, Rahmad S. 2016. Analisis

Pengaruh Implementasi Pengaruh

LDPC Pada Link VSAT SCPC

Terhadap Eb/No. Jakarta : Institut

Sains dan Teknologi Nasional.

87


ISSN : 2302-4712

[4] Rofi’i, Mohammad. 2010. Analisis

Implementasi Teknologi Carrier In

Carrier (CnC) Pada Link Komunikasi

Satelit Makassar - Jayapura. Jakarta :

Universitas Indonesia.

[5] Comtech, 2018. Advanced High Speed

Trunking Modem Installation And

Operation Manual CDM 760. Ebook :

Manual Book. Comtech.

[6] Metrasat, 2016. Sharing Knowledge

Link Budget Analysis. Ebook : Manual

Book. Metrasat.

[7] Jae-Hyun Kim, Cheon Sig Sin, Sang Uk

Lee, Jae Hoon Kim, “Improved

Performance of APSK Modulation

Scheme for Sattellite System”, IEEE

ICICS 2007, Korea, Dec. 2007.

[8] Teten Dian Hakim, Ahmad Dimyati,

2018 “Analisa Peformansi Jaringan

Vsat BRIsat Berdasarkan Delay, Packet

Loss & Service Level”, Jurnal

Elektrokrina Vol.6 No.3, ISSN : 2302-

4712, FT UNKRIS,

https://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.

php/elektro/article/view/228/239

88


ISSN : 2302-4712

RANCANG BANGUN SISTEM PENGISIAN AIR MENGGUNAKAN SENSOR YF-

S401 BERBASIS HMI

Nurhabibah Naibaho1, Arif Supriyono2


ABSTRAKS. Sistem pengisian air berbasis Human Machine Interface (HMI) merupakan

sebuah alat yang memudahkan pengguna dalam mengontrol dan memonitoring debit air, yang

bertujuan untuk mengoptimalkan dan meningkatkan kesadaran akan penggunaan air di tengah

masyarakat, memahami cara kerja sistem kendali proses pengisian air. Sistem kontrol ini

ditampilkan pada Human Machine Interface (HMI), untuk mendeteksi posisi wadah pengisian

menggunakan sensor photoelektrik, mendeteksi berat wadah pengisian menggunakan sensor

load cell dan sensor water flow (YF-S401) sebagai pengatur debit air selama pengisian. Sensor

water flow akan mengirim sinyal ke Programmable Logic Control (PLC) untuk dapat di atur

sesuai dengan volume yang diharapkan. Hasil penelitian yang dilakukan penulis di sini ada 4

data parameter dengan hasil, pembacaan dengan set value 200mL nilai presentase kesalahan

sebesar 10% dan akurasi 90%. Denagn set value 500mL nilai presentase kesalahan sebesar

4,5% dan akurasi 95,5%. Dengan set value 700mL nilai presentase kesalahan sebesar 2,5% dan

akurasi 97,5%. Dengan set value 1000mL nilai presentase kesalahan sebesar 0,5% dan akurasi

99,5%. Dengan hasil data pengukuran di atas, yang sesuai nilai akurasi sensor yaitu sebesar

5% (sesuai datasheet) yaitu dengan set value 500mL, 700mL dan 1000mL.

Kata Kunci : Sistem Pengisian Air, HMI, Sensor Water Flow (YF-S401)

Abstrak Water replenishment system based on Human Machine Interface (HMI) is a tool that

allows users to control and monitor water flow, which aims to optimize and increase

awareness of water use in the community, understand how the water filling process control

system works. This control system is displayed on the Human Machine Interface (HMI), to

detect the position of the filling container using a photoelectric sensor, detecting the weight

of the filling container using a load cell sensor and a water flow sensor (YF-S401) as a

regulator of water discharge during charging. Water flow sensor will send a signal to the

programmable logic control (PLC) to be set according to the expected valume. The results of

the study conducted by the author here are 4 parameter data with results, reading with a set

value of 200mL , the percentage of error is 10% and 90% accuracy. With a set value of 500mL

the percentage of error is 4,5% and accuracy is 95,5%. With a set value of 700mL the

percentage of error is 2,5% and the accuracy is 97,5%. With a set value of 1000mL the

percentage error is 0,5% and 99.5% accuracy. With the results of the measurement data

above, the sensor accuracy value 5% (according to the datasheet), which is with a set value

of 500mL, 700mL, and 1000mL.

Kata Kunci : Sistem Pengisian Air, HMI, Sensor Water Flow (YF-S401)

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Era moderenisasi ikut berimbas terhadap

alat baik industri kecil maupun industri

besar. Sistem otomasi telah banyak

diterapkan dalam segala hal, salah satunya

di sistem pengisian air. Untuk mendapatkan

nilai keakuratan yang tinggi maka

diperlukan controller yaitu Programmable

Logic Control (PLC) dan Water flow sensor

(YF-S401). Dengan adanya sensor dan

controller maka nilai valume dapat

89




ISSN : 2302-4712

ditentukan secara otomatis yang

menjadikan nilai keakuratan volume dapat

ditingkatkan. Untuk dapat dioperasikan dan

di monitor secara real time dan

termanajemen maka dipergunakan Human

Machine Interface (HMI).

1.2 Perumusan Masalah

Pokok masalah yang dituangkan adalah:

1. Sistem kerja kendali proses pengisian air

pada wadah penampungan.

2. Akurasian nilai volume pada sensor

water flow YF-S401.

3. Dapat DI monitoring debit atau volume

air.

4. Alur dan ladder diagram proses

pengisian air dengan PLC OMRON

CP1E.

5. Mendesai HMI (Human Machine

Interface)

1.3 Tujuan Penelitian

1. Memahami cara kerja sistem kendali

proses pengisian air otomatis pada

wadah yang berbasis HMI (Human

Machine Interface).

2. Bisa menerapkan algoritma dan

pemrograman menggunakan Ladder

diagram berbasis PLC OMRON untuk

mengendalikan proses pengisian air

otomatis pada wadah.

3. Dapat mendesain HMI (Human Machine

Interface) yang sesuai dengan kondisi

dan perangkat yang ada dilapangan.

II. LANDASAN TEORI

Berdasarkan dukungan landasan teori yang

diperoleh dari eksplorasi teori yang

dijadikan rujukan konsepsional variabel

penelitian meliputi:

2.1 Water Flow Sensor YF-S401

Water flow sensor merupakan sebuah

perangkat sensor yang digunakan untuk

mengukur debit air. Biasanya water flow

sensor adalah elemen (bagian) yang

digunakan pada flow meter. Sebagaimana

pada sebuah sensor, keakuratan mutlak

pada pengukuran memerlukan fungsi untuk

pengkalibrasian sensor

Tipe sensor yang digunakan merupakan

mechanical flow sensor. Sensor tipe ini

memiliki rotor dan transducer hall-effect

didalamnya, untuk mendeteksi putaran

rotor ketika ada aliran air yang

melewatinya. Putaran tersebut akan

menghasilkan pulsa digital yang banyaknya

sebanding dengan banyaknya air yang

mengalir melewatinya. [1]

Gambar 1 Water Flow Sensor YF-S401

Tabel 1 Spesifikasi Sensor YF-S401

Spesifikasi Keterangan

Tegangan kerja

sistem 5 VDC

Maximum operating

current 15mA

Ukuran pipa/selang Inner 4mm, Outer

7mm

Water flow range 0.3-6 L/min

Accuracy 5% (0.3-3L/min

Retang kelembapan 35% -90% RH

Dimensi 58*35*26 mm

Berat 30 g

2.2 Load Cell

Load Cell adalah alat elektromekanik yang

biasa disebut transducer, yaitu gaya yang

bekerja berdasarkan prinsip deformasi

sebuah material akibat adanya tegangan

mekanis yang berkerja, kemudian merubah

gaya mekanik menjadi signal listrik. Untuk

menentukan tegangan mekanis didasarkan

pada hasil penemuan Robert Hooke, bahwa

hubungan antara tegangan mekanis dan

deformasi yang disebut regangan.

Regangan ini terjadi pada lapisan kulit dari

material, sehingga memungkinkan untuk

dapat diukur menggunakan sensor

regangan atau strain geauge.

90


ISSN : 2302-4712

Gambar 2 Load Cell [2]

2.3 HMI

Human Machine Interface (HMI) adalah

sistem yang menghubungkan antara

manusia dan teknologi mesin. HMI dapat

berupa kendali atau visualisasi status baik

dengan manual maupun visualisasi

komputer yang bersifat realtime. Sistem

HMI biasanya bekerja secara online dan

realtime dengan membaca data yang

dikirimkan melalui I/O port yang akan

dibaca oleh HMI antara lain adalah port

USB, RS232 dan ada juga yang

menggunakan port serial.

Gambar 3 Human Machine Interface [3]

Human Machine Interface (HMI) adalah

alat yang menvisualisasikan fungsi mesin

menjadi lebih tampak nyata. Dengan

membuat desain HMI yang sesuai, akan

membuat pekerjaan fisik lebih mudah pada

semua segi teknik, efektifitas. HMI dapat

memprediksi penerimaan user terhadap

seluruh solusi yang ada. Konsep HMI yang

modern pada industri adalah sebagai media

komunikasi antara operator dengan

perancangan yang secara ideal mampu

memberikan informasi yang diperlukan,

agar perencanaan yang dilakukan dengan

tingkat efisiensi maksimum. HMI

merupakan sarana bagi operator untuk

mengakses sistem otomasi dilapangan yang

mencakup oprasional, pengembangan,

perawatan troubleshooting.

2.4 Pompa

Pompa adalah suatu alat yang digunakan

untuk memindahkan suatu cairan dari suatu

tempat ke tempat lain dengan cara

menaikkan tekanan cairan tersebut.

Kenaikan tekanan cairan tersebut

digunakan untuk mengatasi hambatan-

hampatan yang berapa di pengaliran.

Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat

berupa perbedaan tekanan, perbedaan

ketinggian atau hambatan gesek yang

berada pada saluran pengaliran [5].

Pada prinsipnya, pompa mengubah energi

mekanik motor menjadi energi aliran air.

Energi yang diterima oleh air akan

digunakan untuk menaikkan tekanan dan

mengatasi tahanan-tahanan yang terdapat

pada saluran yang dilalui oleh air tersebut.

2.5 Photoelektrik Sensor

Photoelektrik sensor adalah sensor yang

digunakan untuk mendeteksi benda yang

melewati radiasi sinar yang dipancarkan

oleh sensor, yang kemudian dipantulkan

kembali ke receiver sensor. Photoelektrik

sensor dibagi dalam dua sub sistem yaitu:

1. Optical transmitter

2. Optical receiver

Dalam mendeteksi objek sensor atau sensor

photoelektrik dibagi dalam 3 formasi yaitu:

1. Oppsed sensing yaitu, transmitter dan

receiver dirangkai sejajar tanpa harus

adanya reflektor dan benda kerja

yang bergerak melewati transmitter

dan receiver.

2. Retroreflecting sensing yaitu, cahaya

dari transmitter dipantulkan, dengan

menggunakan reflektor, kemudian

diterima oleh receiver yang letaknya

disusun membentuk sudut, dengan

reflektor dan objek yang bergerak

melewati cahaya antara reflektor

dengan transmitter dan receiver.

3. Diffuce sensing yaitu, prinsip

kerjanya hapir sama dengan

retroflecting sensing, tetapi yang

bekerja sebagai reflektor adalah objek

itu sendiri dari viskometer yang

dibuat.

91


ISSN : 2302-4712

2.6 PLC CP1E-N30DT-D

PLC merupakan peralatan berbasis

microprosessor yang dirancang khusus

untuk menggantikan kerja rangkaian logika

dan aplikasi lain, juga didesain untuk

berbagai aplikasi yang berhubungan

dengan sensor-sensor industri.

PLC memiliki keunggulan yang signifikan,

karena sebuah perangkat kontrol yang sama

dapat dipergunakan didalam beraneka

ragam sistem kontrol. Untuk modifikasi

sebuah sistem kontrol atau aturan-aturan

pengontrolan yang dijalankan, yang harus

dilakukan oleh seorang operator hanyalah

memasukkan seperangkat intruksi yang

berbeda dari yang digunakan sebelumnya,

Penggantian jalur rangkaian kontrol tidak

perlu dilakukan. Hasilnya adalah sebuah

perangkat yang fleksibel dan hemat biaya

yang dapat digunakan didalam sistem-

sistem kontrol yang sifat dan

kompleksitasnya sangat beragam.

Gambar 4 PLC [4]

2.7 Relay

Relay adalah saklar (switch) yang

dioperasikan dengan kendali listrik dan

merupakan komponen elektromekanik

yang terdiri dari dua bagian utama yaitu,

elektromagnetik sebagai coil dan mekanik

seperangkat kontak saklar (switch).

Bentuk fisik relay dikemas dengan wadah

plastik transparan, memiliki dua kontak

SPDT (Single Pole Double Throgh) yaitu

satu kontak utama dan dua kontak cabang.

Relay menggunakan beberapa jenis

tegangan seperti DC 6V, 12V, 24V & 48V

dan juga tersedia tegangan AC 12V, 24 V,

110V & 220V. Kemampuan kontak dalam

mengalirkan arus listrik sangat terbatas

yaitu kurang dari 5Ampere, untuk dapat

mengalirkan daya yang lebih besar untuk

pengendali motor induksi, relay dapat

dihubungkan dengan kontaktor yang

memiliki daya hantar arus jauh lebih besar.

Gambar 5 Relay [5]

III. METODE PENELITIAN

3.1 Analisa Kebutuhan

Analisa kebutuhan diperlukan dalam

penelitian ini untuk dapat memperoleh

informasi awal dalam melakukan

penelitian. Hal ini perlu dilakukan agar

penelitian yang dikembangkan sesuai

dengan kebutuhan. Dalam penelitian ini

akan dilakukan analisa terhadap

keakurasian sensor di alat sistem pengisian

air dengan menggunakan gelas ukur dan

alat timbang digital. Kegiatan yang

dilakukan pada tahap analisa kebutuhan

antara lain:

1. Melakukan studi literatur/studi

pustaka untuk lebih menguasai dan

memahami dasar-dasar teori dan

konsep-konsep yang mendukung

penelitian.

2. Melakukan observasi permasalahan

yang terjadi pada objek penelitian dan

dilanjutkan dengan

mengidentifikasinya.

3.2 Perancangan Penelitian

Untuk membantu dalam penyusunan

penelitian ini, maka perlu adanya susunan

kerangka kerja (frame work) yang jelas

tahapan-tahapannya. Kerangka kerja ini

merupakan langkah langkah yang akan

dilakukan dalam penyelesaian masalah

yang akan dibahas. Adapun kerangka kerja

penelitian yang digunakan seperti terlihat

pada gambar dibawah ini.

92


ISSN : 2302-4712

Gambar 6 Perancangan Penelitian

3.3 Diagram Alir/Flowchart

Dalam proses pembuatan suatu alat atau

produk memerlukan peralatan yang dapat

dipergunakan dengan tepat dan ekonomis.

Pemiliha alat dan pengetahuan tentang

proses sangat menentukan hasil dari sistem

alat tersebut. Dan untuk pembuatan alat

sebisa mungkin dibuat sesuai dengan

perencanaan dan desain. Untuk itu

dibutuhkan diagram alir yang bertujuan

untuk memperjelas tahapan-tahapan dalam

proses pembuatan alat. Berikut diagram alir

pembuatan alat sistem pengisian air:

Gambar 7 Flowchart Proses Pembuatan

IV. HASIL PENELITIAN

4.1 Pengujian Sensor Water Flow

Pengujian sensor water flow dilakukan

bertujuan untuk menghitung akurasi sensor

saat mendeteksi jumlah aliran air yang

dikeluarkan pompa dengan set value yang

sudah di setting. Selain itu, untuk

mengetahui berapa persen error sensor

water flow yang telah diterapkan pada

sistem pengisian air. Alat yang digunakan

untuk melakukan proses pengujian yaitu

menggunakan gelas ukur dengan skala 1-

1000 mL.

4.2 Pengujian Sensor Load Cell

Sensor load cell di sini bertujan untuk

pembanding data air yang sudah

dikeluarkan pompa dan di baca oleh sensor

water flow. Berdasarkan rumus massa jenis,

maka rumus untuk mengkonversi besaran

volume ke massa adalah sebagai berikut.

𝜌 =𝑚

𝑉

Dengan:

= massa jenis (kg/m3)

m = massa (kg)

V = Volume (m3)

Dimana air didefinisikan memiliki massa

jenis (demsitas) 1Kg/Liter, maka masa 1

liter air dapat dihitung dengan cara berikut.

Dari perhitungan dibawah maka dapat

disimpulkan bahwa 1 Litter air memiliki

berat 1 Kg.

𝑚 = 𝜌 × 𝑉 = 1𝑘𝑔

𝐿× 1𝐿 = 1𝑘𝑔

4.3 Data Pengukuran Sensor Water

Flow Dan Sensor Load Cell

Tabel 2 Data Pengukuran 200mL

SET VALUE 200 mL

Perco

baan

Media Percobaan Air Sumur

Nilai

volume

pada

Gelas

ukur(ml)

Nilai

Berat

pada

Loadcell

(g)

Prese

ntase

error

%

Akurasi

%

1 210 582 10,0% 90,0%

2 210 582 10,0% 90,0%

3 210 543 10,0% 90,0%

93


ISSN : 2302-4712

4 210 586 10,0% 90,0%

5 210 583 10,0% 90,0%

6 210 583 10,0% 90,0%

7 210 586 10,0% 90,0%

8 210 586 10,0% 90,0%

9 210 584 10,0% 90,0%

10 210 586 10,0% 90,0%

Rata-rata 580,1 10,0

% 90,0%

Gambar 8 Grafik Pengukuran 200mL


SET VALUE 500 mL

Perco

baan


Nilai

volume

pada

Gelas

ukur (ml)

Nilai

Berat

pada

Loadcell

(g)

Prese

ntase

error

%

Akurasi

%

1 502 870 2,0% 98,0%

2 504 876 4,0% 96,0%

3 510 881 10,0% 90,0%

4 504 877 4,0% 96,0%

5 502 870 2,0% 98,0%

6 502 870 2,0% 98,0%

7 503 873 3,0% 97,0%

8 510 880 10,0% 90,0%

9 504 877 4,0% 96,0%

10 504 876 4,0% 96,0%

Rata-rata 875 4,5% 95,5%

Gambar 9 Grafik Pengukuran 500mL Tabel 4 Data Pengukuran 700mL

SET VALUE 700 mL

Perco

baan


Nilai

volume

pada

Gelas

ukur (ml)

Nilai

Berat

pada

Loadcel

(g)

Prese

ntase

error

%

Akurasi

%

1 702 1066 2,0% 98,0%

2 705 1074 5,0% 95,0%

3 710 1080 10,0% 90,0%

4 702 1070 2,0% 98,0%

5 701 1067 1,0% 99,0%

6 701 1067 1,0% 99,0%

7 701 1067 1,0% 99,0%

8 700 1066 0,0% 100,0%

9 701 1067 1,0% 99,0%

10 702 1070 2,0% 98,0%

Rata-rata 1069,4 2,5% 97,5%


94


ISSN : 2302-4712


SET VALUE 1000 mL

Perco

baan


Nilai

volume

pada

Gelas

ukur (ml)

Nilai

Berat

pada

Loadcel

(g)

Prese

ntase

error

%

Akurasi

%

1 1000 1358 0,0% 100,0%

2 1000 1358 0,0% 100,0%

3 1000 1360 0,0% 100,0%

4 998 1355 2,0% 98,0%

5 999 1356 1,0% 99,0%

6 1000 1357 0,0% 100,0%

7 1000 1360 0,0% 100,0%

8 999 1358 1,0% 99,0%

9 999 1358 1,0% 99,0%

10 1000 1362 0,0% 100,0%

Rata-rata 1358,2 0,5% 99,5%


V. KESIMPULAN

A. Kesimpulam

Setelah dilakukan beberapa tahap

pengujian pada alat sistem pengisian air

tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa:

● Didapatkan nilai presentase kesalahan

dari 4 ukuran yang berbeda, pembacaan

sensor flow meter dengan set value 200

mL nilai presentase kesalahannya

sebesar 10% dan akurasi sensor 90%.

Dengan set value 500 mL nilai

presentase kesalahannya sebesar 4,5%

dan akurasi sensor 95,5%. Dengan set

value 700 mL nilai presentase

kesalahannya sebesar 2,5% dan akurasi

sensor 97,5%. Dengan set value 1000

mL nilai presentase kesalahannya

sebesar 0,5% dan akurasi sensor 99,5%.

Jika dilihat dari tabel data pengukuran

nilai akurasi sensor tergantung dari

setingan kalibrasi awal. Settingan untuk

pengukuran diatas menggunakan

settingngan 1000ml. Dengan hasil data

pengukuran di atas, yang sesuai nilai

akurasi sensor 5% (sesuai datasheet)

yaitu dengan data pengukuran 500 mL,

700mL dan 1000 mL.

● Tingkat kesalahan dalam segi

pengukuran pada alat ini dengan skala

500 mL-100 mL relatif kecil, karena

tingkat hasil akurasi sebesar 95,5%

sampai 99,5%.

● Akurasi sensor water flow akan menurun

ketika berbeda dari nilai set value

settingan, terlihat pada di tabel 4. 1 Data

Pengukuran Set Value 200 mL dengan

nilai error 10% dan akurasi 90%.

B. Saran

Diharapkan untuk penelitian lebih lanjut

pada alat ini ditambahkan selenoid valve

water untuk meningkatkan tingkat akurasi

sensor dan mencegah sisa air waktu alat

selesai bekerja dan berhenti.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Manual Datasheet, Water Flow Sensor

YF-S401.Sea

[2] Manual Datasheet, 3134- Micro Load

Cell (0-5kg)-CZL635

[3] Manual Datasheet, HMI (Humam

Machine Interface) MT6070Ih -

Weintek

[4] PT. Omronelectronics. 2016. PLC

BASIC – CP1 Series Training

Manual, Edisi Januari 2016

[5] Anwar, Choirul. 2015. Cara Membuat

Program PLC Dengan Software CX-

Programmer + CX-Simulator Dan CX-

DESIGNER, Edisi 2010-2015

[6] Sri Hartanto, Risky Eko Fitriyanto,

2019, ‘Rancang Bangun Sistem

Saluran Kran Air Otomatis Berbasis

95


ISSN : 2302-4712

Arduino Atmega328p’, Elektrokrisna

Vol. 7 No. 3 Juni, ISSN : 2302-4712,

https://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.

php/elektro/article/view/220/230

96


ISSN : 2302-4712

ANALISA OPERASI GENSET GAS ENGINE MODE LOAD SHARING PADA PT.

PLAZA INDONESIA REALTY TBK.

Ujang Wiharja1, BagriatnaAllan Pintadi2

Fakultas Teknik Universitas Krisnadwipayana Jakarta [email protected], [email protected]

Abstrak - PT. Plaza Indonesia Realty Tbk merupakan perusahaan real estate di pusat kota Jakarta.

PLN sebagai suplai utama listrik gedung Plaza Indonesia, dengan kontrak daya listrik 13 MVA

tegangan 20kV. Pengaturan load sharing setiap pengoperasian genset gas engine awal start diatur

memikul beban 800-1000 kW setiap genset disesuaikan pada kebutuhan beban kelistrikan gedung.

Pada saat kondisi peak load empat unit genset gas engine diseting memikul beban beban maksimal

1800 kW untuk setiap genset dengan suplai atau impor PLN dibatasi 100 kW. Untuk nilai drop

tegangan pada saluran digunakan batas atas 5 % dan batas bawahnya -5 %, pada saat pengukuran

lapangan berlangsung presentase drop tegangan didapati sebesar 0.001 %.

Hasil analisa total daya yang hilang sebesar 117,8 kW dan 526,8 kVar pada saat peak load

atau WBP pengoperasian genset gas engine sebagai suplai energi listrik. Sedangkan apabila

menggunakan sumber PLN sebagai pasokannya total daya yang hilang sebesar 76,3 kW dan 271,1

kvar. Hal ini dikarenakan kualitas suplai PLN sudah baik sedangkan dari suplai genset gas engine

banyak mengalami drop tegangan pada saat penyaluran energi listrik yang disebabkan oleh

spesifikasi komponen listrik baik penghantar, settingan transformator maupun jenis beban yang

terpasang

Keyword- Gas Engine Generator Set, Load Sharing, beban puncak

Abstract - PT. Abstract - PT. Plaza Indonesia Realty Tbk is a real estate company in downtown

Jakarta. PLN as the main supply of electricity for the Plaza Indonesia building, with a power

contract of 13 MVA with a voltage of 20kV. Load sharing settings for every operation of the initial

engine gas generator set is set to carry a load of 800-1000 kW each generator is adjusted to the

electrical load requirements of the building. When peak load conditions, four gas engine generator

sets are set up to a maximum load of 1800 kW for each generator with PLN supply or import limited

to 100 kW. For the value of the voltage drop in the channel used the upper limit of 5% and the

lower limit of -5%, when the field measurement took place the percentage of voltage drop was

found to be 0.001%.

The results of the analysis of total power loss of 117.8 kW and 526.8 kVar during peak load

or WBP operation of the gas engine generator as an electrical energy supply. Whereas when using

PLN sources as its supply the total lost power is 76.3 kW and 271.1 kvar. This is because the quality

of the PLN supply is good while the supply of gas engine generators experiences a lot of voltage

drop during the distribution of electrical energy caused by electrical component specifications both

conductor, transformer settings and the type of load attached

Keyword- Gas Engine Generator Set, Load Sharing, Peak load

97




ISSN : 2302-4712

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Gedung perusahaan milik PT. Plaza

Indonesia Realty Tbk telah beroperasi selama

kurun waktu 29 tahun dan sejak tahun 2004

telah mengoperasikan catu daya cadangan

berupa pembangkit mandiri (Ge-nerator Gas),

sehingga suplai energi listrik tidak tergantung

pada sumber PLN. Gedung ini merupakan

pusat perbelanjaan, pusat perkantoran,

apartemen dan hotel yang telah menerapkan

green building. Oleh sebab itu sangat

diperhatikan me-ngenai penyuplaian energi

listrik, agar terjaga dari terjadinya bla-

ckout/padam.

Kebutuhan energi listrik pada gedung

ini sebagai sumber pene-rangan ruangan,

pendinginan ruang-an, serta utilitas lainya

yang berkaitan dengan operasional gedung.

Pem-bangkit listrik Gas Engine tergolong

unit yang masa startnya singkat yaitu sekitar

1-2 menit yang mana umumnya distart tanpa

pasokan daya dari luar karena memiliki

prinisp kerja yang hampir sama dengan mesin

diesel. Gas Engine didesain untuk memikul

beban puncak atau peak load pada rentang

waktu beban pun-cak/WBP antara jam 18:00

sampai dengan 22:00 setiap harinya. Dengan

desain dapat dibebani lebih tinggi 10% dari

ratingnya selama kurang lebih dua jam. Gas

Engine yang digunakan yakni merek

Jenbacher tipe J 620 GS sebanyak 4 unit,

dengan masing-masing berkapasitas 3508.75

kVA yang beroperasi sejak tahun 2004 untuk

menggantikan Genset Diesel kon-vensional.

Gas engine dikopel dengan generator sinkron

bertegangan 11/6,6 kV output daya maksimal

3391.3 kVA, selanjutnya transmisikan me-

lalui trafo step-up 11kV/20kV lalu

dikirimkan ke switchboard 20 kV panel

distribusi Gas Engine. Setelah berada pada

panel distribus Gas Engine akan dikirmkan

lagi ke Panel Switchgear MSA. Dari panel

switchgear MSA akan didistribusikan ke

masing-masing panel MVDP (Medium

Voltage Distribution Panel: MA, MB dan

MC) dan dibagi lagi ke masing-masing LVDP

(Low Voltage Distribution Panel: LV123,

LV4, dan LV Chiller) guna melayani

keperluan operasional gedung digunakan,

trafo step-down dengan daya 1.600 kVA

tegangan kerja 20kV/380V sebanyak 11 unit

terletak pada masing masing panel low

voltage disrtribusi, sebagai trafo pemakian.

Sisi tegangan tinggi trafo pemakaian sendiri

dihubungkan ke switchgear 20 kV melalui

kabel berisolasi. Titik bintang sisi tegangan

rendah dari tiap unit trafo pemakaian sendiri

ditanahkan langsung. Main grid atau power

utama yang di-gunakan pada gedung ini

bersumber dari PLN berkapasitas 13

MVA/20 kV untuk dua buah gardu utama.

1.2 Pembahasan Masalah

Pokok masalah yang akan dikemukakan

adalah :

1. Referensi alternatif dalam mening-katkan

kehandalan sistem kelis-trikan untuk

operasional ge-dung Plaza Indonesia

Shopping Center di PT Plaza Indonesia

Realty Tbk.

2. Mengetahui karakteristik beban yang ada

pada Gedung Plaza Indonesia.

3. Simulasi aliran beban kelistrikan pada saat

operasional gedung Plaza Indonesia

Shopping Center.

4. Memperdalam pengetahuan me-ngenai

operasi pembangkit listrik mode operasi

load sharing pada saat Waktu Beban

Puncak (WBP).

II. TEORI DASAR

2.1 Synchrone Generator

2.1.1 Operasi 2 atau lebih Generator secara

Parallel berspesi-fikasi sama dengan

generator lain-nya

Dua mode pengoperasian Generator set yaitu:

1. Peak Load Lopping, pada saat suplai energi

listrik menggunakan PLN serta Genset

yang bekerja secara paralel maka genset

akan mengambil beban tetap besarnya

sesuai dengan settingan yang diinginkan

sedangkan untuk sisa beban secara

fluktuaktif masih dibebankan kepada

sumber PLN.

2. Peak Load Saving, yakni kondisi dimana

sumber PLN akan mengambil beban yang

tetap besarnya sedangkan suplai genset

akan melayani sisa beban yang ditanggung

secara fluktaktif.

98


ISSN : 2302-4712

2.1.2 Load Sharing

Load Sharing adalah suatu sistem

operasi pembagian beban secara bersama

oleh beberapa generator, dengan tujuan untuk

menjaga suplai tenaga listrik dan sebagai

proteksi untuk pengamanan dari generator itu

sendiri apabila terjadi penurunan atau

kenaikan beban maupun performanya. Fungsi

dari Load Sharing bertujuan pada saat

generator beroperasi parallel dapat

mensupplai beban dengan seimbang antara

unit generator satu dengan unit generator lain.

Gambar 1. Modul load sharing [4]

Alat pembagi beban (Load Sharing)

merupakan peralatan otomatis yang

menyeragamkan operasi governor dalam

menaikkan atau menurunkan power mesin

atau daya generator pembangkit listrik sesuai

dengan perubahan bebannya. Governor yang

beroperasi pada mesin penggerak sehingga

generator menghasilkan keluaran arus yang

dapat diatur dari 0 persen sampai dengan 100

persen kemampuannya. Jadi masukan ke

mesin penggerak sebanding dengan keluaran

arus generatornya atau dengan kata lain

pengaturan governor 0 persen sampai dengan

100 persen sebanding dengan arus generator

0 persen sampai dengan 100 persen pada

tegangan dan frekuensi yang konstan.

2.2 Pembangkit Listrik Generator Gas Engine

Gedung Plaza Indonesia

Main Power Plant gedung Plaza

Indonesia Shopping Center menggunakan

4unit Gas Engine Jenbacher tipe J 620 GS

yang beroperasi sinkron.

Gambar 2. Generator Gas Engine J 620 GS

MK

Kapasitas power standar ISO 3046 maks.

2807 kW; kVA maks. 3508.75 kVA;

Generator Sinkron 3 fase (U, V, W) Merk

AVK tipe DIG140 l/6

Adapun daya yang tebangkitkan oleh

generator didistribusikan melalui masing-

masing panel MV yang ada di gedung Plaza

Indonesia yakni: MA, MB dan MC dimana

dari tegangan keluaran generator 11/6.6 kV

dinaikan menjadi tegangan 20kV melalui

transformator Step-Up (11kV/20k)

Setelah energi listrik yang dibangkitkan oleh

GE guna melayani kebutuhan sesuai beban

yang ada. Keluaran tegangan generator yang

memiliki nilai sebesar 11/6,6 kV dinaikan

nilai tegangannya dengan transformator step-

up sesuai spesi-fikasi diatas menjasi tegangan

20/11 kV. Dan selanjutnya di salurkan

melalui panel transmisi medium voltage yang

dapat sinkron dengan sumber daya listrik

utama, dengan dibagi sesuai desain

pemebebanan yang ada. Pada panel medium

voltage yang ada pada gedung Plaza Indo-

nesia difungsikan sebagai switchgear atau

pembagi sumber listrik. Untuk

pendistribusian tenaga listrik diguna-kan

transformator penurun tegangan atau step-

down guna melayani beban yang pada

umumnya memiliki tega-ngan kerja 380volt

pada sumber tiga fasa dan 220volt pada

tegangan satu fasanya.

Pada jaringan tegangan listrik rendah

dilengkapi dengan kapasitor bank.

Penggunaan kapasitor bank pada jaringan

listrik difungsikan untuk memperbaiki nilai

faktor daya atau Cos Phi (𝜑) guna

menurunkan nilai daya reaktif (Q /VAr) yang

berasal dari beban-beban kapasitif dan

induktif yang digunakan pada jaringan. Cos

Phi (𝜑) atau faktor daya PLN memiliki

standar minimal yakni 0.85. Adapun

capasitor bank gedung Plaza Indonesia

dioperasikan pada saluran distribusi jaringan

listrik setelah trafo step down dekat panel

main distribusi dengan faktor daya (Cos

Phi/ 𝜑) diatur pada 0.90.

2.3 Operasi Load Sharing Generator Gas

Engine (GE)

99


ISSN : 2302-4712

Pengoperasian Genset gas engine

pada gedung Plaza Indonesia ditujukan untuk

memback-up kebutuhan energi listrik pada

saat terjadi kegagalan/trip suplai sumber

listrik atau main failure dari sumber PLN

dengan mode operasi GE DROOP. Dimana

sistem proteksi jaringan listrik mengambil

alih kerja dengan cara menggantikan suplai

tegangan pada peralatan yang mengalami

gangguan dengan tujuan untuk mengisolasi

system lainnya yang tidak mengalami

gangguan.

Dan juga sebagai operasi normal untuk

memback-up suplai listrik pada waktu beban

puncak (WBP) yakni pada pukul 18:00

hingga 22:00. Hal ini ditujukan untuk

menekan pengeluaran biaya listrik PLN, di-

karenakan tarif listrik pada saat WBP lebih

mahal dibandingkan tarif listrik luar waktu

beban puncak (LWBP) yakni pukul 22:01

sampai dengan 17:59.


3.1 Alur Penelitian

Sebagai langkah lanjutan penelitian akan

digambarkan diagram alur penelitian operasi

genset gas engine saat peak load/WBP.

Dengan tahapan sebagai berikut:

IV. ANALISA OPERASI

4.1. Langkah Operasi Gas Engine Secara

manual melalui modul display Diane

Adapun cara pengoperasian secara manual

sebagai berikut:

1. Pastikan semua area genset aman, tidak

kendala ataupun pekerjaan.

2. Perhatikan parameter temperatur atau suhu

genset meliputi kondisi mekanis (radiator,

oli, dan kondisi ruangan) dan elektik

(generator dan transformator).

Untuk memonitor temperature genset

dapat dilihat melalui display kontrol diane

genset.

Gambar 4.Display Diane Genset Gas Engine

[6]

3. Perhatikan selektor switch genset pada

posisi Manual (Service selection pada

posisi Manual; Demand pada posisi ON

dan switch syncron pada posisi 0)

Gambar 5. Selektor switch operasi gas engine

pada kondisi standby [6]

4. Tekan tombol Start pada display Diane

kontrol hingga muncul perintah Push

Button – Start. Tekan dan tahan hingga

muncul indikator putaran Genset

mencapai 350 rpm dan lepas tombol push

button start.

100


ISSN : 2302-4712

Gambar 6. Start manual melalui display diane

dan indicator putaran mesin [6]

5. Saat Genset telah menyala pastikan ulang

semua parameter yang ditampilkan pada

display diane Genset sesuaikan dengan

data parameter standar. Patrikan tidak ada

parameter yang abnormal maupun trouble.

6. Setelah genset running selanjutnya

dilakukan langkah penyinkronan dengan

memindahkan selektor switch sinkron

pada posisi auto. Genset akan memikul

beban secara otomatis pada titik beban

yang telah ditentukan melalui modul

synchronizer yang terpasang. Pada Master

kontrol modul synchro-nizer terhubung

dengan scada sehingga dapat diatur

pembagian beban masing-masing

generator secara otomatis dan dapat di-

monitor secara sentral pada ruang kontrol.

7. Saat Genset beroperasi memikul beban

dilakukan pengambilan data operasi

sebagai report atau la-poran.

8. Pengaturan batas operasi genset akan

diturukan atau dinaikkan mengikuti besar

kecilnya ke-butuhan beban setiap jamnya

pada rentang waktu peak load. rentang

maksimal pembebanan masing-masing

genset adalah 2000 kW. Untuk kondisi

normal diatur pada 1800 kW untuk

masing-masing genset.

9. Setelah beban yang dilayani semakin kecil

maka akan di-lakukan pengurangan unit

Genset Gas Engine mengikuti kebutuhan

beban. Operator scada akan ber-koordinasi

dengan operator genset gas engine untuk

mengurangi gen-set.

4.1.2 Langkah Operasi Gas Engine secara

otomatis dengan perintah scada.

Untuk pengoperasian genset gas

engine secara otomatis yakni:

1. Pastikan semua area pengoperasi-an

genset sudah aman.

2. Perhatikan parameter temperatur atau suhu

genset meliputi kondisi mekanis (radiator,

oli, dan kondisi ruangan) dan elektik

(generator dan transformator). Untuk me-

monitor temperature genset dapat dilihat

melalui display kontrol diane genset.

3. Perhatikan selektor switch genset pada

posisi Auto (Service selection pada posisi

Auto; Demand pada posisi ON dan switch

syncron pada posisi 0)

4. Setelah genset running periksa parameter

pada display diane Genset, bila sudah

aman lakukan langkah penyinkronan

generator dengan memindahkan selektor

sinkron pada posisi Auto hingga mencapai

titik beban standar operasi genset gas

engine.

5. Monitoring operasi genset dapat dilakukan

melalui display diane genset dan operator

scada akan diberikan informasi mengenai

ope-rasi genset guna melakukan

perubahan batas pembebanan genset.

6. Langkah selanjutnya sama dengan langkah

operasi pada saat manual.

4.2 Data Beban kelistrikan Gedung Plaza

Indonesia

4.2.1 Data beban listrik operasional peak load

gedung Plaza Indonesia

Berikut adalah beban kelistrikan pada

gedung Plaza Indonesia

Tabel 1. Report beban listrik gedung Plaza

Indonesia peak load per-jam

sumber: Report Sheet Operational Engineering Plaza

Indonesia Per Bulan April-Juni 2019

4.2.2 Data Operasional Gaenset Gas Engine

Dibawah ini adalah data rata-rata

operasi genset gas engine untuk memback-up

ACB - 24 865,5 569,6 512,7 248,3

Priority 2-24 233,6 153,7 138,3 67,0

ACB - 25 216,5 142,5 128,2 62,1

Priority 2-25 513,4 337,9 304,1 147,3

ACB - 26 530,8 349,3 314,4 152,3

Priority 2-26 578,4 380,7 342,6 165,9

ACB - 51 808,9 532,4 479,2 232,1

Priority 2-51 544,6 358,4 322,6 156,2

ACB - 21 571,0 375,8 338,2 163,8

Priority 2-21 328,2 216,0 194,4 94,1

ACB - 103 942 619,7 557,7 270,1

Priority 2-103 411 270,2 243,2 117,8

ACB - MSB-5 (from TX-6) 215,2 141,6 127,5 61,7

Chiller 5 36,7 24,2 21,8 10,5

ACB - MSB-4 (from TX-7) 368,6 242,6 218,3 105,7

Chiller 4 660,7 434,9 391,4 189,6

ACB - MSB-3 (from TX-8) 621,9 409,3 368,4 178,4

Chiller 3 792,5 521,6 469,4 227,4

ACB - MSB-2 (from TX-9) 380,1 250,2 225,1 109,0

Chiller 2 782,8 515,2 463,7 224,6

ACB - MSB-1 (from TX-10) 411,9 271,1 244,0 118,2

Chiller 1 736,1 484,5 436,0 211,2

Beban Daya Aktif : S (kVA) Daya Nyata : P (kW) Daya Reaktif (kVAR) I (kA)

101


ISSN : 2302-4712

rentang waktu beban puncak dalam satu hari.

Adapun sumber data didapatkan dari report

operasional Power Plant.

Tabel 2. Data Operasional Genset Gas Engine

Waktu Beban Puncak atau peak load

Dari data tersebut dapat digambarkan grafik

pengoperasian generator selama

pengoperasian WBP atau peak load setiap

harinya.

4.3 Load Flow atau Aliran Beban Listrik pada

operasi Genset Gas Engine

menggunakan pro-gram ETAP 12.6

Berikut single line diagram ke-listrikan Plaza

Indonesia dengan sekema pasokan listrik

bersumber dari genset Gas Engine sinkron

dengan sumbe PLN.

Gambar 7. Single Line Diagram Ke-listrikan

Plaza Indonesia.

4.3.1 Hasil analisa menggunakan program

ETAP

Setelah dilakukan pengamatan pada

pengoperasian gas engine dan dilakukan

pengambilan data dan parameter yang

dibutuhkan sebagai input atau masukan

program ETAP maka didapatkan hasil single

line diagram aliran daya pada saat genset gas

engine sabagai suplai utama kelistikan

gedung Plaza Indonesia.

Gambar. 8. Single Line Diagram Aliran Daya

Operasional Genset Gas Engine

Hasil simulasi gas engine menopang

beban 1728.5 kW untuk setiap unitnya. Daya

yang dibangkitkan oleh gas engine akan

transmisikan melalui transformator step-up

11/20 kV untuk dikirimkan ke beban melalui

panel distribusi tegangan menengah dan

tegangan suplai akan diturunkan nilainya

menjadi 380/220 V. Dimana untuk panel

distribusi tegangan menengah mendapatkan

pasokan daya listrik sebeasr: MA = 2981 kW;

MB = 2146 kW; dan MC = 1748 kW, sesuai

dengan kebutuhan beban yang ada. Berikut

ini adalah ringkasan hasil analisanya. Adapun

beban yang ada terkelompokan menjadi

beban static dan beban motor. Beban listrik

Plaza Indonesia merupakan perusahaan real

estate yang banyak menggunakan jenis beban

static sebagai kebutuhan operasional Hotel

dan Pusat Perbelanjaan dengan nilai total

5081 kW. Sedangkan beban motor yang

digunkan yakni sebagai suplai operasional

utilitas/equipment gedung dengan nilai

sebesar 1759 kW.

Tabel 3 Ringkasan hasil analisa ETAP

operasi gas engine

Jam

Genset GE

1 GE 1 1798 1985 1942 1700 1240 1733,0

2 GE 2 1799 1986 1941 1702 1237 1733,0

3 GE 3 1800 1987 1940 1700 1238 1733,0

4 GE 4 1778 1972 1928 1684 1213 1715,0

IMPORT PLN 53,68 6,83 2,92 2,1 1,76 13,5

TOTAL /CUSTOMER 1847,43 1989,33 1940,67 1698,6 1233,76 1728,5

No 18:00

Rata-Rata

Produksi

(kW)

22:0021:0020:0019:00

102


ISSN : 2302-4712

Saat suplai energi listrik

menggunakan sumber PLN di-simulasikan

melalui program ETAP, dengan single line

diagram aliran dayanya sebagai berikut:

Gambar 9. Sigle Line Diagram Aliran Daya

suplai PLN [7]

Hasil simulasi gas engine menopang

beban 1728.5 kW untuk setiap unitnya. Daya

yang di-bangkitkan oleh gas engine akan

transmisikan melalui transformator step-up

11/20 kV untuk dikirimkan ke beban melalui

panel distribusi tegangan menengah dan

tegangan suplai akan diturunkan nilainya

menjadi 380/220 V. Dimana untuk panel

distribusi tegangan menengah mendapatkan

pasokan daya listrik sebeasr: MA = 2981 kW;

MB = 2146 kW; dan MC = 1748 kW, sesuai

dengan kebutuhan beban yang ada. Berikut

ini adalah ringkasan hasil analisanya. Adapun

beban yang ada terkelompokan menjadi

beban static dan beban motor. Beban listrik

Plaza Indonesia merupakan perusahaan real

estate yang banyak menggunakan jenis beban

static sebagai kebutuhan operasional Hotel

dan Pusat Perbelanjaan dengan nilai total

5081 kW. Sedangkan beban motor yang

digunkan yakni sebagai suplai operasional

utilitas/equipment ge-dung dengan nilai

sebesar 1759 kW.

Pada saat beban dilayani oleh suplai

genset total energi yang harus dipenuhi yakni

6958 MW dengan beban reaktif 3.214 Mvar

power faktornya 90,79%. Sedang dari suplai

PLN total energi yang harus dipenuhi yakni

6854 MW dengan beban reaktif 2.935 Mvar

dan power faktornya 91.93 %. Pada saat

pengoperasian suplai beban dengan genset

memiliki selisih pasokan sebesar 104 MW

dikarenakan karakteristik beban pada Plaza

Indonesia memiliki dominasi beban statik

yang cukup besar. Sehingga pada operasi

suplai beban melalui genset memiliki kecen-

derungan untuk lebih tinggi dari pada

menggunakan suplai PLN dikarena-kan

karakteristik pelayanan operasi beban genset.

Pada pengoperasian genset Plaza Indonesia

sebagai pemenuh kebutuhan listrik saat

WBP/peak load memiliki keunggulan lebih

murah dibandingkan PLN dikarenakan

regulasi tarif PLN pada konsumen golongan

B3-TM di-bedakan menjadi 2 operasi yakni

Luar Waktu Beban Puncak/LWBP dan

Waktu Beban Puncak. Terlebih apabila

penggunaan daya reaktif pada sisi konsumen

tidak memenuhi standar PLN akan dikenakan

tarif lebih diluar tarif LWBP dan WBP yang

harus dibayarkan konsumen tersebut.

Sementara untuk biaya penggunaan Gas tidak

memiliki ketentuan lain, hanya kewajiban

untuk membayarkan penggunaan Gas sesuai

kuota yag telah disepakati oleh perusahaan

dan PGN.

4.3.2 Load Flow Report Operasi Gas

Engine dan PLN saat WBP

Setelah parameter input dan output

kelistrikan gedung Plaza Indonesia

dimasukan pada single line diagram program

ETAP 12.6. Didapatkan hasil aliran beban

atau Load Flow Report pada setiap busbar

yang terpasang pada saluran distribusi listrik

tersebut. Dengan esimpulan semen-tara untuk

suplai operasional listrik gedung Plaza

Indonesia pada jam operasi WBP/peak load

masih bekerja dengan baik sesuai dengan

laporan hasil analisa menggunakan software

ETAP 12.6. Dari hasil analisa didapatkan

juga nilai beban pada setiap titik busbar pada

saat gas engine beroperasi memasok listrik

pada waktu peak load.

Data analisa perhitugan program

ETAP dijabarkan pada tabel adalah rating

103


ISSN : 2302-4712

tegangan maupun arus busbar, pembacaan

beban listrik sesuai tipenya yang bekeja pada

busbar, serta total beban busbar yang meliputi

daya dalam MVA, power faktor %PF, arus

listrik dalam Ampere dan persentase beban.

4.3.3 Drop Voltage pada analisa operasi

genset gas engine saat WBP

Pada rangkaian distribusi tenaga listrik

berkaitan erat dengan pengaruh tegangan

jatuh pada ujung saluran. Tegangan jatuh ini

merupakan penurunan nilai tegangan pada

saluran tenaga listrik. Sesuai standar PLN

drop voltage atau tegangan jatuh yang

disarankan pada saluran distribusi tenaga

listrik memiliki toleransi +5% dan -10% dari

tegangan yang dikirimkan oleh sumber listrik

baik PLN maupun pembangkit genset.

Tegangan jatuh ini disebabkan oleh beberapa

faktor rugi tegangan akibat hambatan listrik

(R) dan reaktansi (X), faktor tersebut terkait

dengan panjang maupun ukuran penghantar

pada saluran distribusi tenaga listrik baik dan

jenis beban yang terpasang. Tegangan jatuh

disimbolkan dengan Vd=I×Z. Berikut ini

adalah hasil analisa drop voltage yang ada

pada saluran distribusi tenaga listrik Plaza

Indonesia.

Hasil analisa total daya yang hilang

sebesar 117,8 kW dan 526,8 kvar pada saat

peak load atau WBP pengoperasian genset

gas engine sebagai suplai energi listrik.

Sedangkan apabila menggunakan sumber

PLN sebagai pasokannya total daya yang

hilang sebesar 76,3 kW dan 271,1 kvar. Hal

ini dikarenakan kualitas suplai PLN sudah

baik sedangkan dari suplai genset gas engine

banyak mengalami drop tegangan pada saat

penyaluran energi listrik yang disebabkan

oleh spesifikasi komponen listrik baik

penghantar, settingan transformator maupun

jenis beban yang terpasang.

4.4 Alarm critical pada sistem ke-listrikan

Plaza Indonesia saat analisa menggunkan

ETAP

Pada saat analisa aliran daya

menggunakan suplai genset gas engine

maupun sumber PLN didapatkan peringatan

atau masalah mengenai penggunaan

penghantar pada beban chiller. sebagai solusi

mengenai peringatan tersebut dapat

dilakukan dengan mengganti ukuran

penghantar semakin besar atau dengan

menambahkan jumlah peng-hantar dengan

ukuran yang sama. Hal ini dapat dilakukan

untuk mem-perbaiki kualitas penyaluran

tanaga listrik bersumber dari PLN maupun

genset gas engine untuk sisi beban chiller.

Kedua langkah perbaikan ini dapat dipilih

sesuai dengan kebijakan manajemen

perusahaan.

4.4.1 Analisa Setelah perbaikan alarm

critical pada diagram distribusi listrik Plaza

Indonesia

Tabel 4. Critical Report Operasi Gas Engine

saat WBP

Dan berikut tabel data kabel setelah

dilakukan penambahan jumlah penghantar

Tabel 5. Report beban setelah perbaikan

rangkaian

Dari hasil analisa diatas menyatakan

bahwa penggunaan kabel penghantar harus

disesuaikan dengan spesifikasi kuat hantar

arus dari penghantar tersebut. Agar tidak ter-

jadi rugi beban pembangkitan energi listrik

yang berakibat pada penurunan

tegangan/drop voltage pada sisi beban

dengan imbasnya terjadi losses daya. Adapun

perbaikan ini meng-hasilkan penurunan

kehilangan daya sebesar 1,6 kW dan 3,3 kvar.

104


ISSN : 2302-4712

4.4.2 Perbandingan biaya peng-gunaan

pasokan listrik mengguna-kan PLN dengan

Genset Gas Engine pada saat peak load.

Pengoperasian genset dituju-kan

untuk penghematan pada biaya operasional

gedung. Gedung Plaza Indonesia

menjalankan bisnisnya pada sektor Real

Estate dengan Pusat perbelanjaan atau Mall

dan Hotel beropersai di sini. Sehingga

pasokan listrik yang harus disediakan cukup

besar, apabila hanya mengandalkan suplai

listrik hanya dari PLN maka biaya

operasional setiap bulan yang harus

dibayarkan sangat besar nilainnya. Maka dari

itu kebijakan manajeman Plaza Indonesia

untuk mengoperasikan pembangkit mandiri

berupa genset gas engine menjadi pilihan

tepat untuk menekan biaya operasional yang

harus dikeluarkan setiap bulannya.

a. Biaya listrik menggunkan PLN

Tarif daya aktif setiap bulan

= (K × Rp. 1.035,78 /kWh) × Total Daya

listrik per-bulan

= (1.6 × Rp. 1.035,78 /kWh) × 1026167,6

kWh/bulan

= Rp. 1.700.614.143,55 /bulan

b. Biaya operasional genset gas engine

perbulan

Biaya penggunaan gas Plaza Indonesia adalah

Total Pemakaian Gas Per-Bulan × Tarif gas

PGN gol. PK-2

= 446014,35 mbtu/bulan × Rp. 3.010,00

/mbtu

= Rp. 1.342.503.194,00

c. Selisih Biaya yang harus dikeluarkan

operasional WBP/peak load pada Plaza

Indonesia saat menggunakan sumber PLN

dengan sumber Genset

Biaya WBP dengan sumber PLN - Biaya

WBP dengan Genset Gas Engine

= Rp. 1.700.614.143,55 - Rp.

1.342.503.194,00

= Rp. 358.110.949,6

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa operasi genset gas

engine mode load sharing saat melayani

kebutuhan operasional WBP (waktu beban

puncak) atau peak load pada gedung Plaza

Indonesia. Dengan menggunkan program

ETAP 12.6 didapatkan kesimpulan sebagai

berikut:

1. Beban operasional gedung Plaza Indonesia

pada waktu jam operasi WBP yakni sebesar

6841,1 kW sesuai dengan report atau laporan

operasional engineering maupun operasional

genset gas engine.

2. Pengaturan load sharing setiap

pengoperasian genset gas engine awal start

diatur memikul beban 800-1000 kW setiap

genset disesuaikan pada kebutuhan beban

kelistrikan gedung. Pada saat kondisi peak

load empat unit genset gas engine diseting

memikul beban beban maksimal 1800 kW

untuk setiap genset dengan suplai atau impor

PLN dibatasi 100 kW. Untuk nilai drop

tegangan pada saluran digunakan batas atas 5

% dan batas bawahnya -5 %, pada saat

pengukuran lapangan berlangsung presentase

drop tegangan didapati sebesar 0.001 %.

3. Pada ada saat analisa menggunakan ETAP

masing-masing genset gas engine menyuplai

daya sebesar 1728.5 kW atau 1920.56 kVA,

dengan total daya yang terbangkitkan genset

sebesar 6914 kW untuk drop tegangannya

sebesar 0,005 % dari suplai power.

5.2 Saran

Pada saat dilakukan pengujian

didapatkan juga alarm cirical pada progam

ETAP mengenai overload kabel penghantar

beban chiller dengan ukuran awal 300 mm

memiliki rating limit 469,74 ampere akan

tetapi pada saat beban 4unit chiller beroperasi

memiliki arus rata-rata 730,83 Ampere.

Sehingga me-merlukan tindakan perbaikan

dengan melakukan penggantian ukuran kabel

penghantar atau dengan menambah-kan kabel

penghantar setiap phase. Pada pengujian

selanjutnya dilakukan penambahan jumlah

penghantar men-jadi 2 buah setiap phase nya

sehingga menjadi 2×300 mm, dengan rating

limit 939,48 Ampere.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Setiadi, Ardi. (2015). Peranca-ngan

Modifikasi Mode Operasi Load Sharing

Pada Pembangkit Gas Engine Di PT.

Plaza Indonesia Realty. Tbk. Skripsi

105


ISSN : 2302-4712

Universitas Mercu Buana Teknik

Elektro. Jakarta

[2] Chapman, Stephen J. 2012. Electric

Machinary Fundamen-tals Fifth Edition.

Australia

[3] Supari Muslim, dkk. 2008. Teknik

Pembangkit Tenaga Listrik. Jakarta:

DIrektorat Pendidikan SMK;

Departemen Pendidikan Nasional

[4] Allan Pintadi, Bagriatna (2019)

Pemeliharaan Pane Distribusi jaringan

Tegangan Menengah Gedung Plaza

Indonesia Shoppig Center. Laporan

Kerja Praktek Universitas

Krisnadwipayana Teknik Elektro.

Jakarta

[5] PT. Plaza Indonesia Realty. Tbk. (2019)

Electrical Report Operasional dan Report

Power Plant Gas Engine Divisi

Engineering. 2019. Jakarta

[6] PT. Trafoindo (2016) Catalogue of

Transformer. Jakarta.

[7] Multa, Lesnanto P dan Aridani, Restu

Prima. (2013). Modul Pelatihan ETAP

12.6. Yogyakarta: Universitas Gajah

Mada

[8] PT. PLN (Persero). 2005. Penetapan

Tarif Dasar Listrik Januari s.d Maret

Tahun 2019 [di akses pada: 23:34, 24

Juni 2019]

[9] Muhammad Ikhsan, Nurhabibah Naibaho

2016‘ Aplikasi Program ETAP Untuk

Perbandingan Perhitungan Kapasitas

Generator Diesel Darurat (EDG)’,

Elektrokrisna Vol. 5 No. 1 Juni, ISSN :

2302-4712,

https://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.ph

p/elektro/article/view/453/465

[10] Abdul Kodir Al Bahar, 2017 ‘Analisa

Pengaruh Kapasitor Bank Terhadap

Faktor Daya Gedung TI BRI Ragunan’,

Elektrokrisna, Vol. 6 No. 1 Oktober,

ISSN : 2302-4712,



[11] Abdul Kodir Al Bahar, Gusti

Febriyanto, 2019‘Analisis Aliran Daya

Pada Gedung Bertingkat Dengan Sumber

Tegangan 20 KV Menggunakan Etap

12.6, Elektrokrisna, Vol. 7 No. 2

Februari, ISSN : 2302-4712,



[12] Ujang Wiharja, Doddi Supri Hartono,

2020, ‘Analisis Koordinasi Sistem

Proteksi Trafo Distribusi Penyulang 20

KV Di GI Pulogadung’, Elektrokrisna,

Vol. 8 No. 2 Februari, ISSN : 2302-4712,



106


ISSN : 2302-4712

PERANCANGAN INSTALASI PADA SISTEM AUTOMATIC PHOTOTHERAPY

BERBASIS ARDUINO

Triongko Priyono1, Novrian Idris2


Abstrak - Perkembangan ilmu pengetahuan dibidang teknologi elektro pada saat ini begitu pesat

yang berdampak terhadap peralatan kesehatan. Pergantian dari sistem analog ke digital dan dari

digital ke system mikrokontroller ataupun sistem komputerisasi telah terciptanya peralatan-

peralatan kesehatan yang jauh lebih efektif, efisien, dan akurat dalam membantu tenaga medis

melakukan pekerjaannya, sehingga mutu pelayanan kesehatan dapat meningkat. Phototherapy

merupakan salah satu peralatan kesehatan yang digunakan sebagai alat terapi. Pesawat

phototherapy diperuntukan bagi Bayi Baru Lahir (BBL) atau Neonatus, yang mengalami

hiperbillirubinemia dan terapi tersebut menggunakan lampu blue light yang merupakan salah satu

cara untuk menetralisir penyakit kuning tersebut menjadi normal.

Adapun tahap pertama yaitu perencanaan sistem automatic pada alat ini dirancang dengan

menggunakan motor stepper yang telah mengatur jarak penyinaran phototherapy berdasarkan

tingkat kadar billurubin pada bayi. Lalu tahap kedua adalah melakukan pengujian kelistirkan

pada power supply unit telah didapati nilai drop tegangannya 0,32 Vdc, kelistrikan pada motor

memiliki pesentase kesalahan 0,14% dan sensor sensitivitas jarak ketinggian serta lama waktu

penyinaran alat phototherapy ini memiliki nilai kesalahan 0,13%. Dengan demikian alat yang

dibuat berjalan dengan baik.

Kata Kunci : Phototherapy, bayi kuning, billirubin, mikrokontroler, motor stepper, power

supply.

Abstract - The development of science in the field of electrical technology is currently increasing

which has an impact on health equipment. Substitution from analog to digital systems and from

digital to microcontroller systems or computerized systems has created health equipment that is

far more effective, efficient, and accurate in helping medical personnel do their work, thereby

increasing health services that can be improved. Phototherapy is one of the health equipment

used as a therapeutic tool. The phototherapy plane is accelerated for newborns (neonates) or

neonates, which restore hyperbillirubinemia and the therapy uses a blue light which is one way

to neutralize jaundice that becomes normal.

So, first, the automatic system planning for this tool is designed using a stepper motor

that has been equipped with phototherapy irradiation distances based on the level of billurubin

levels in infants. Then click the second to test the electricity on the power supply unit which has

found a voltage drop value of 0.32 Vdc, the electricity on the motor has a percentage error of

0.14% and the distance sensitivity sensor and the exposure time of this phototherapy device have

an error value of 0.13%. Thus the tools made go well.

Keywords: Phototherapy, yellow baby, billirubin, microcontroller, stepper motor, power supply.

107




ISSN : 2302-4712

I. PENDAHULUAN Pelayanan kesehatan terhadap

masyarakat tidak terlepas dari keberadaan

peralatan kesehatan.Perkembangan ilmu

pengetahuan pada saat sekarang ini sangat cepat

sekali terutama dibidang teknologi elektro yang

berdampak juga terhadap perkembangan

peralatan kesehatan. Pergantian dari sistem

analog ke digital dan dari digital ke system

mikrokontroller ataupun sistem komputerisasi

telah memungkinkan terciptanya peralatan-

peralatan kesehatan yang jauh lebih efektif,

efisien, cepat dan akurat dalam membantu tenaga

medis melakukan pekerjaannya, sehingga mutu

pelayanan kesehatan dapat meningkat. pelayanan

kesehatan yang dilakukan secara tepat dan cepat,

pada akhirnya dapat menyembuhkan dan bahkan

menyelamatkan jiwa pasien.Phototherapy

merupakan salah satu peralatan kesehatan yang

digunakan sebagai alat terapi.

Pesawat phototherapy diperuntukan bagi

Bayi Baru Lahir (BBL) atau Neonatus, yang

mengalamihiperbillirubinemia.Hiperbillirubinem

ia atau disebut juga dengan ikterus dapat

ditemukan pada minggu pertama kelahiran

neonatus, Billirubin merupakan produk yang

bersifat toksin (racun) yang harus dikeluarkan

oleh tubuh. Kelebihan kadar billirubin dalam

tubuh dapat menimbulkan gangguan menetap

bahkan dapat megakibatkan kematian.

Untuk pengembangan dan peningkatan

fungsi alat phototherapy di dunia medis penulis

merancang tentang penempatan lampu peralatan

phototherapy pada titik jarak yang sesuai dari

bayi neonates dan menerapkan prototype

newborn yang bisa mengontrol paparan suhu dan

mengontrol penempatan lampu pada bayi secara

otomatis.

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penyakit Kuning

(Hiperbillirubinemia)

Kuning merupakan suatu keadaan

yang sering terjadi pada neonatus.Salah satu

penyebab mortalitas pada bayi baru lahir adalah

ensefalopati bilirubin yang merupakan

komplikasi ikterus neonatorum yang paling

berat.Ikterus merupakan gambaran klinis berupa

pewarnaan kuning pada kulit dan mukosa karena

unconjugated bilirubin yang tinggi.

Tata laksana hiperbilirubinemia

bertujuan untuk mencegah agar kadar bilirubin

indirek dalam darah tidak mencapai kadar yang

neurotoksik. Tata laksana terkini, meliputi

dengan salah satu cara yaitu,

fototerapi.Penggunaan fototerapi sebagai salah

satu terapi hiperbilirubinemia telah dimulai sejak

tahun 1950 dan efektif dalam menurunkan

insiden kerusakan otak (kern ikterus) akibat

hiperbilirubinemia.Fototerapi mengurangi

hiperbilirubinemia melalui proses

fotoisomerisasi dan isomerisasi

structural.Efektivitas fototerapi tergantung pada

kualitas cahaya yang dipancarkan lampu

(panjang gelombang), intensitas cahaya

(iradiasi), luas permukaan tubuh, jarak lampu

fototerapi.

Gambar 1. Bayi dengan Hiperbilirubinemia

2.2 Phototherapy

Fototerapi merupakan terapi sinar untuk

menurunkan kadar bilirubin darah dengan cara

memfasilitasi ekskresi bilirubin tak terkonjugasi

sehingga mudah dipecah dan larut dalam air.

Fototerapi diberikan jika kadar bilirubin total >

13 mg/dl dalam 24 jam kelahiran. Lama

fototerapi ditentukan berdasarkan kadar bilirubin

neonatus dan periode waktu fototerapi dilakukan

selama 24 jam terhadap perubahan kadar

bilirubin dan dilakukan berulang hingga kadar

bilirubin kembali normal.

Gambar 2. Phototherapy

108


ISSN : 2302-4712

2.3 Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 adalah tipe jenis

Arduino yang cukup popular digunakan. Selain

memiliki pin masukan dan keluaran yang

banyak, Arduino jenis ini memiliki kapasitas

memori yang lebih besar dibandingkan dengan

beberapa jenis Arduino lainnya. Untuk ukuran

dimensi perangkatnya Arduino Mega 2560

termasuk jenis Arduino dengan ukuran board

yang besar.gambar 2.3 menunjukan bentuk fisik

Arduino Mega 2560.

2.3 Motor Stepper

Motor stepper dapat berputar atau

berotasi dengan sudut step yang bisa bervariasi

tergantung motor yang digunakan. Ukuran step

(step size) dapat berada pada range 0,90 sampai

900. Misalnya sudut step 7,50; 150; 300 dan

seterusnya tergantung aplikasi atau kebutuhan

yang diinginkan.Posisi putarannya pun relatif

eksak dan stabil. Dengan adanya variasi sudut

step tersebut akan lebih memudahkan untuk

melakukan pengontrolan serta pengontrolannya

dapat langsung menggunakan sinyal digital tanpa

perlu menggunakan rangkaian closed-loop

feedback untuk memonitor posisinya. Dengan

alasan inilah maka motor stepper banyak

digunakan sebagai actuator yang menerapkan

rangkaian digital sebagai pengontrol/driver,

ataupun untuk interfacing ke piranti yang

berbasis mikroprosesor/mikrokontroler.

Gambar 3. Motor Stepper

III. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Gambaran Umum Sistem

Intensitas Blue Light Dan Kadar

Hipperbillirubinemia Pada Rancang Bangun

Alat Automatic Phototherapy Bayi yang

menggunakan arduino adalah perangkat alat

kesehatan masyarakat sebagai alat terapi pada

Bayi Baru Lahir (BBL) atau Neonatus yang

menderita hiperbillirubinemia dan alat ini

berfungsi untuk membantu tim medis mengatasi

hal tersebut. Perangkat ini akan memaparkan

cahaya biru terhadap bayi pada titik dan jarak

yang sesuai dengan analisa dokter, berdasar hasil

konsultasi.

Perangkat ini terdiri dari 2 bagian

yaitu perangkat utama (Main Device) dan

perangkat monitoring (Monitoring

Device).Perangkat utama adalah perangkat

yang terdiri dari : Mikrokontroller, Tampilan

LCD 20 x 4, keypad, buzzer, Motor

Stepper+Driver, Mekanik, dan lampu Blue

Light. Adapun perangkat monitor berfungsi

untuk memantau dan memonitor kondisi

aktual sistem yang terjadi secara realtime.

Perangkat utama dan perangkat monitoring

bisa terhubung secara wireless ataupun

menggunakan kabel tergantung kondisi dan

keinginan perancangan, tetapi pada

perancangan sistem ini akan digunakan

komunikasi menggunakan wireless.

Perangkat ini dirancang untuk memiliki

kemampuan sebagai berikut :

A. Perangkat Utama (Main Device) :

1. Memiliki sensor intensitas

cahaya yang mengukur intensitas

cahaya dan sensor suhu yang

mengukur temperatur suhu bayi.

2. Menampilkan intensitas cahaya,

suhu udara, dan waktu aktual

pada LCD 20x4.

3. Mengatur ketinggian sumber

cahaya (posisi Z) yang akan

mempengaruhi intensitas cahaya

blue light yang mengenai objek

bayi.

4. Mengirimkan data-data terukur

ke komputer secara wireless

(tanpa kabel).

B. Perangkat Monitor (Monitoring

device) :

1. Memiliki perangkat penerima

data wireless dari perangkat

utama.

109


ISSN : 2302-4712

Software pada komputer yang menampilkan

kondisi dan data-data tertentu dari perangkat

utama (Main Device.

3.2 Blok Diagram Sistem Keseluruhan

Sistem automatic phototherapy pada

bayi berbasis mikrokontroller, ditinjau dari

perangkat keras (hardware) terdiri dari :

1. Perangkat Utama (Main Device) :

Power Supply, Mikrokontroller

ATmega2560, Display LCD 20 x 4, keypad

matrix 4x4, Sensor cahaya photodiode, sensor

suhu DS18B20, IC RTC DS3231, modul wireless

Transmitter, Buzzer, Motor Stepper, Driver

motor stepper, dan part mekanik.

2. Perangkat Monitor (Monitoring Device) :

Modul Wireless Reciever dan Software

Komputer.

Secara umum perancangan perangkat keras

dapat dilihat pada gambar 3.1

Gambar 4. Blok diagram perancangan Perangkat

utama

Tiap-tiap bagian dari diagram blok sistem di atas

dapat dijelaskan sebagai berikut :

Perangkat Utama / Main Device

1. Main Device berada dalam kotak hitam

yang terdiri dari mikrokontroller

ATmega2560,display LCD 20x4,

Keypad Matrix 4x4, Buzzer, Modul

Wireless, Sensor cahaya, sensor suhu,

Driver motor stepper, dan motor

stepper.

2. Mikrokontroller ATmega2560

berfungsi sebagai kontroller utama

pada sistem yang membaca sensor,

input-output, mengatur sistem, dan

mengirim data.

3. Display LCD karakter 20x4 berfungsi

untuk menampilkan informasi-

informasi tertentu, nilai intensitas

cahaya, waktu, sensor suhu, dan

informasi lainnya.

4. Keypad sebagai input untuk fungsi,

konfigurasi, dan pengaturan lain oleh

user atau operator pengguna perangkat.

5. Buzzer sebagai indikator bunyi dan

informasi ke user.

6. Sensor BH1750 untuk mengukur

intensitas cahaya yang mencapai objek

bayi.

7. Sensor suhu DS18B20 untuk mengukur

suhu tubuh bayi.

8. Modul RTC DS3231 sebagai sumber

informasi kalender dan waktu.

9. Motor Stepper dan Driver Stepper

sebagai penggerak mekanikal sumber

cahaya.

10. Wireless transmitter berfungsi untuk

mengirimkan data ke Monitoring

Device.

Perangkat Monitor / Monitoring Device

1. Wireless Reciever berfungsi untuk

menerima data yang dikirimkan oleh

wireless transmitter dari Main Device.

2. Aplikasi pada monitoring device di

rancang untuk menampilkan data

secara real time sesuai keperluan

sistem ini.

3. Komputer dan monitor adalah

perangkat tambahan untuk

memfasilitasi tampilan software

komputer.

3.3 Perancangan Perangkat Keras

(Hardware)

Perancangan perangkat keras

menggunakan beberapa modul yang telah

tersedia dan dapat diimplementasikan dengan

mudah. Beberapa perangkat tersebut antara lain :

Board Mikrokontroller ATmega2560, LCD 20 x

4, Keypad Matriks 4x4, Modul RTC DS3231,

Driver Motor Stepper, Board Wireless CH 11,

dan Board USB Wireless.

Gambar perancangan Main Device dan

Monitoring Device terlihat seperti gambar 3.3.

110


ISSN : 2302-4712

Gambar 5. Rancangan hardware

Gambar 6. Perangkat yang digunakan pada

Monitoring Device

3.4 Sensor Intensitas Cahaya BH1750

Gambar 7. Rangkaian skematik sensor intensitas

cahaya BH1750

Untuk mengukur intensitas cahaya,

sensor yang digunakan adalah sensor

BH1750.Sensor ini digunakan karena memiliki

sensitifitas yang cukup baik dan cocok

diimplementasikan pada sistem ini.Output dari

sensor BH1750 merupakan data digital yang

dapat langsung di konversi menjadi data Lux

cahaya sehingga sangat mudah dalam

menentukan intensitas cahaya. Range data digital

dari sensor ini mencapai 0 ~ 655.535 Lux data

dapat diambil dan langsung di tampilkan pada

display LCD.

IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS

4.1 Analisa Data Phototherapy Aktual

Sejauh ini alat phototherapy yang

ditemukan di lapangan, penggunaannya masih

manual.Tidak adanya systemπ monitoring pada

suhu, tanggal, waktu dan untuk penentuan jarak

penyinaran ke objek (bayi) masih manual.

Melakukan phototherapy kepada bayi perlu

ditentukan jarak penyinarannya dikarekanan

kadarbillurubin pada bayi variatif. Semakin

tinggi kadarbillurubin pada bayi maka, jarak

penyinarannya lebih dekat, begitupun

sebaliknya.

4.2 Analisa Hasil Pengujian

Pengujian dimaksudkan untuk

mengetahui hasil perancangan yang telah dibuat,

sedangkan analisis dimaksudkan untuk menguji

kelayakan sistem yang dibuat dengan teori yang

ada. Pengujian pertama yang dilakukan meliputi

pengujian terhadap perangkat keras yang

digunakan, meliputi pengujian terhadapPower

Supply Unit, driver motor stepper, dan

sensitivitas jarak ketinggian serta lamanya waktu

penyinaran.

4.2.1 Persiapan Alat dan Bahan Pengujian dilakukan dengan kepada

perangkat, komponen, maupun board yang

digunakan pada sistem yang dirancang. Oleh

sebab itu dilakukan persiapan alat dan bahan

yang akan di uji untuk mengetahui karakteristik

komponen tersebut. Alat dan bahan yang

digunakan pada pengujian seperti terlampir pada

tabel berikut :

Tabel 1. Daftar komponen dan board

pada sistem

4.2.2 Pengujian Power Supply

111


ISSN : 2302-4712

Pengujian power supply dilakukan

dengan cara mengukur tegangan output

powersupply PSU Switching yang mengkonversi

tegangan 220 VAC menjadi tegangan 12 Vdc

dan mengukur output tegangan hasil converter

dari board DC to DC Converter Step Down

LM2596 yang mengubah tegangan Input 12 Vdc

menjadi output 5 Vdc. Hasil pengukuran

menggunakan voltmeter digital seperti

ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Tabel 2. Hasil pengujian PSU Switching

Hasil pada tabel pengujian yaitu terdapat

selisih tegangan saat power supply terpasang

beban dengan tanpa beban dimana saat ada

beban maka akan terjadi penurunan tegangan

dari seharusnya. Sehingga apabila ingin

mendapatkan power supply yang tepat saat

power supply terbebani maka tegangan saat

tanpa beban harus lebih besar sedikit dari nilai

tegangan yang diinginkan.Besarnya nilai

tegangan yang ditambahkan berdasarkan nilai

Drop Teganganyang didapatkan dari tabel.

Tabel 3. Hasil pengujian DC to DC Converter

Untuk hasil pengukuran tegangan diatas,

jarak antara tegangan tanpa beban sebanyak 3

kali pengukuran, rata-rata drop tegangan nya

yaitu 0,266 Vdc.

4.2.3 Pengujian Sistem Penggerak

Sistem penggerak terdiri dari 2 bagian

yaitu motor Stepper+Driver dan sensor Limit

Switch (Top dan Bottom).Pengujian pertama

dilakukan dengan cara memprogram

mikrokontroller untuk menggerakkan motor

stepper ke atas hingga menyentuh sensor Limit

Switch atas kemudian menggerakkan motor

stepper ke bawah hingga menyentuh Sensor

Limit Switch bawah dan mengukur nilai

tegangan dan arus listriknya.

Table 4. pengukuran kelistrikan pada motor

Dari table 4. diatas, arus dan tegangan

memiliki nilai relative presisi dari spefikasi

motor tersebut yaitu nilai rata-rata arusnya 2,74

A dan nilai rata-rata tegangannya 1,55 Vdc

dengan persentase kesalahan 0,14%. Tipe motor

yang digunakan yaitu motor stepper nema 17

yang memiliki arus 2,8 A dan tegangan 1,68

Vdc.

Pengujian kedua yaitu melakukan

pengujian sensitivitas sensor ketinggian dari

masing-masing titik ketinggian yang telah

ditentukan dan menghitung waktu lamanya

penyinaran.

Tabel 5. Pengujian sensitivitas sensor ketinggian

(mm) motor

Dari table diatas, pengujian sensitivitas

sensor ketinggian diatas, persentase

kesalahannya 0,33% pada titik pengukuran 500,

475, 450, 425, 400, 375 dan 350mm.

Tabel 6. Pengujian Waktu (d)

112


ISSN : 2302-4712

Tabel pengujian timer (waktu) diatas,

didapatkan persentase kesalahannya 0,33% pada

titik pengukuran 60, 120, 180, 240, 300, 360,

420, 480, 540, dan 600 detik. Data juga disajikan

dalam bentuk grafik 4.3 timer.

4.3 Perbandingan Phototheraphy dengan

Aktual.

Dari hasil pengujian sistem baik

perbagian maupun secara keseluruhan maka

dapat dibandingkan antara sistem phototherapy

yang dirancang automatic dengan phototherapy

aktual yang sedang diaplikasikan dirumah

sakit.Sebagai pembanding digunakan

phototherapy standar yang biasa digunakan

dirumah sakit.

Kelebihan dan fitur-fitur pada

proses phototherapy automaticantara lain :

1. System pengoperasian menggunakan

mikrokontroller.

2. Menggunakan motor stepper untuk

mengatur jarak sumber cahaya blue light

terhadap bayi dengan lebih baik dan sesuai

standar.

3. Proses berjalan secara otomatis setelah

mendapatkan parameter input dari dokter

ataupun perawat yang bertugas.

4. Pada alat ini juga terdapat sensor untuk

mendeteksi lampu blue light, jika lifetime

lampu sudah tercapai, maka buzzer akan

berbunyi dan lampu akan mati dengan

sendirinya.

Fitur – fitur phototherapy standar

dirumah sakit :

1. Proses pengaturan jarak lampu dengan bayi

masih manual.

2. Hours meter belum ada indikator buzzer.

3. Menggunakan lampu TL.

4. Life time pada blue light tidak terindikasi


5.1 Kesimpulan

1. Dengan adanya alat ini, kita memberikan

solusi pada dunia medis untuk

mempermudah dokter dan suster mengatur

jarak penyinaranphototherapy ke objek

yang akan disinari (bayi) dengan waktu

yang diatur sesuai kondisi bayi.

2. Hasil pengujian kelistrikan pada Power

Supply Unitmenghasilkan nilai drop

tegangan rata-rata sebesar 0,32Vdc dan

kelistrikan pada motor memiliki persentase

kesalahan 0,14%.

3. Sensitivitas sensor ketinggian dan timer

(pewaktu) memiliki persentase nilai

kesalahan 0,33%.

5.2 Saran

Sebagai pertimbangan guna

pengembangan lebih lanjut dari skripsi ini, maka

penulis memberikan beberapa saran sebagai

berikut :

1. Alat ini bisa dikembangkan dengan

menggunakan sensor yang bisa langsung

membaca kadar bilirubin pada bayi tanpa

harus mengambil darah lagi untuk diuji

dilaboratorium untuk mengetahui kadar

bilirubin pada bayi, dan bisa di monitoring

secara realtime melalui HP android.

2. Sistemautomaticphototherapy alat tersebut

kedepannya dapat terus dikembangkan lagi

melalui rancanganan robotic.

DAFTAR PUSTAKA

[1[ Dewi,Ayu Ketut Surya et. all. 2016

“Efektivitas Fototerapi Terhadap

Penurunan Kadar Bilirubin Total pada

Hiperbilirubinemia Neonatal di RSUP

Sanglah” dalam Sari Pediatri. Vol. 18. No. 2.

(hlm 81-86)

[2] Widya Wikanthiningtyas, Nur. dan Sri

Mulyanti. 2016. “Pengaruh Alih Baring

Selama FOTOTERAPI Terhadap Perubahan

Kadar Bilirubin pada IKTERUS

NEONATORUM di Ruang HCU

NEONATUS RSUD Dr. MOEWARDI”

dalam Jurnal Keperawatan Global. Volume 1.

No1. (hlm 01-54)

113


ISSN : 2302-4712

[3] Ayu Sri Santiari, Dewa. dan Putu Agus

Mahadi Putra. 2018. “Kajian Area

Penyinaran Dan Nilai Intensitas Pada

Peralatan Blue Light Therapy.” dalam

Majalah Ilmiah Teknologi Elektro,

ISSN:1693 – 2951 Vol. 17, No. 2.(hlm

279-286

[4] Pamungkas, Muhamad et. all. 2015.

“Perancangan dan Realisasi Alat

Pengukur Intensitas Cahaya”, dalam

ELKOMIKA Itenas. ISSN: 2338-8323. Vol.

3, No.2 (hlm 120-132)

[5] Arifin, Jauhari et. all. 2016. “Perancangan

Murottal Otomatis Menggunakan

MIKROKONTROLLER ARDUINO MEGA

2560”, dalam Media Infotama. ISSN: 1858 –

2680. Vol. 12 No. 1, (hlm 89-98)

[6] Khaira Perdana, Amanda et. all. 2017.

“Analisis Kalibrasi Sensor BH1750 Untuk

Mengukur Radiasi Matahari di

PEKANBARU”, dalam Seminar Nasional

Aplikasi Sains dan Teknologi.

[7] Ewaldus Wara. 2017. “Pemodelan alat

blue light therapy berbasis mikrokontroler.”

Jakarta : Poltekes Kemenkes Jakarta II

[8] Ayu Sri Santiari, Dewa dan Putu Agus

Mahadi Putra. 2018. “ Kajian area penyinaran

dan nilai intensitas pada peralatan blue light

therapy.” dalam Majalah Ilmiah Teknologi

Elektro. ISSN : 2503-2372. Vol.17, No.2,

(hlm 279-286)

[9] American Academy of Pediatrics (AAP),

Subcommitte on Hyperbilirubinemia.

2004. “Management of Hyperbilirubinemia in

the Newborn Infant 35 or More Weeks of

Gestation.” Pediatrics. 114 : 297- 316.

[10] Maisels, M.J., Donagh, F.A. 2008.

Phototherapy for Neonatal Jaundice. N

Engl J M. 358:920-8.

[11] Kepmenkes RI, 2014. Keputusan

Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.

118/ Menkes/ SK/ IV/ 2014 Tentang

Kompendium Alat Kesehatan. Menteri

Kesehatan RI. Jakarta.

[12] Ujang Wiharja, Ganes Herlambang, 2019,

‘Sistem Pengendali Kecepatan Putar Motor

Dc Dengan Arduino Berbasis Labview’,

Elektrokrisna, Vol. 7 No. 3 Juni, ISSN :

2302-4712,

https://jurnal.teknikunkris.ac.id/index.php/ele

ktro/article/view/222/232

114


ISSN : 2302-4712

PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN PANEL SURYA (PV)

TERHADAP KELUARAN DAYA

Abdul Kodir Albahar1, Muhammad Faizal Haqi2


ABSTRAK- Sumber energi terbarukan mempunyai sifat terbarukan serta berkesinambungan dan

pemanfaatan sumber energi terbarukan merupakan alternatif yang perlu terus dikembangkan.

Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) menggunakan energi matahari sebagai sumber terbarukan

dan mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Untuk memaksimalkan intensitas

matahari yang diterima oleh panel surya maka pada perancangan sistem dibutuhkan sudut

kemiringan panel surya yang paling tepat untuk menerima radiasi matahari yang paling tinggi.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui peningkatan arus keluaran terhadap perubahan sudut

kemiringan pada photovoltaic, hasil yang diperoleh pengukuran sudut kemiringan PV yang

optimum peletakan panel surya dalam menerima paparan radiasi sinar matahari pada sudut 150,

dengan tegangan sebesar 18 Volt, nilai arus keluaran sebesar 6,8 Ampere sehingga menghasilkan

daya sebesar 122,4 Watt. Panel surya yang digunakan adalah sebesar 100 WP sebanyak 4 modul

dipasang dengan diparallel dilengkapi sistem penyimpanan Baterai berkapasitas 12 V, 100 AH

sebanyak 1 buah. Kapasitas Solar Charge Control sebesar 30 Ampere.

Kata Kunci – PLTS, Panel Surya, Wp, Batterai, Solar Charge Control

ABSTRACT- Sources energy renewable have the properties of renewable and sustainable and

use of renewable energy sources is an alternative that need to be developed. Solar power plant

(PLTS) using solar energy as a renewable source and convert the solar energy into electrical

energy. To maximize the intensity of the sunlight received by the solar panel then on system

design required a slope angle of solar panel is most appropriate to receive the radiation of the

sun most high. This study was conducted to determine the increase in output current to change

the slope angle on the photovoltaic, the results obtained by the measurement of the tilt angle of

the PV is optimum laying the solar panel receiving radiation exposure to sunlight at an angle of

150, with a voltage of 18 Volts, the value of the output current of 6.8 Amperes so as to produce a

power of 122,4 Watts. The solar Panel used is of 100 WP as much as 4 modules installed with

diparallel equipped storage system Battery capacity 12 V, 100 AH as much as 1 fruit. The

capacity of the Solar Charge Control by 30 Ampere.

Keywords – SOLAR power, Solar Panels, Wp, Battery, Solar Charge Control

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemanfaatan energi matahari sebagai

sumber daya bebas polusi dan berlimpah,

terbarukan,yang dapat digunakan baik secara

langsung maupun tidak langsung. Energi

matahari dapat digunakan sebagai pemanas

langsung, memanaskan air dan udara dengan

solar kolektor serta penyediaan listrik

dengan sel fotovoltaik. Beberapa kelebihan

energi terbarukan antara lain: sumbernya

relatif mudah didapat, dapat diperoleh

dengan gratis, minim limbah, tidak

mempengaruhi suhu bumi secara global, dan

tidak dipengaruhi oleh kenaikan bahan

bakar. [1]

115




ISSN : 2302-4712

II. KAJIAN PUSTAKA

2.1 Prinsip kerja sel surya (fotovoltaik)

Pengkonversian sinar matahari

menjadi listrik dengan panel photovoltaik,

kebanyakan menggunakan Poly Cristallyne

Sillicon sebagai material semikonduktor

photocell mereka. Prinsipnya sama dengan

prinsip diode p-n Gambar dibawah ini

mengilustrasikan prinsip kerja photovoltaik

panel.

Gambar 1. prinsip kerja sel surya fotovoltaik

Secara sederhana, proses pembentukan gaya

gerak listrik pada sebuah sel surya adalah

sebagai berikut:

1. Cahaya matahari menumbuk panel surya

kemudian diserap oleh material

semikonduktor seperti silikon.

2. Elektron (muatan negatif) terlempar

keluar dari atomya, sehingga mengalir

melalui material semikonduktor untuk

menghasilkan listrik. Mengalir dengan

arah yang berlawanan dengan elektron

pada panel surya silikon.

3. Gabungan / susunan beberapa panel

surya mengubah energi surya menjadi

sumber daya listrik dc, yang nantinya

akan disimpan dalam suatu wadah yang

dinamakan baterai.

Daya listrik dc tidak dapat langsung

digunakan pada rangkaian listrik rumah atau

bangunan sehingga harus mengubah daya

listriknya menjadi daya listrik ac. Dengan

menggunakan konverter maka daya listrik dc

dapat berubah menjadi daya listrik ac

sehingga dapat digunakan.

2.2 Radiasi Matahari

Radiasi matahari adalah sinar yang

dipancarkan dari matahari kepermukaan

bumi, yang disebabkan oleh adanya emisi

bumi dan gas pijar panas matahari. Radiasi

dan sinar matahari dipengaruhi oleh berbagai

hal sehingga pancarannya yang sampai

dipermukaan bumi sangat bervariasi. Radiasi

matahari yang sampai di bumi lebih kecil

daripada luar angkasa atau atmosfer bumi.

Hal ini disebabkan oleh adanya beberapa

faktor yang dapat mengurangi radiasi

matahari antara lain ada beberapa energi

yang dipantulkan kembali ke luar angkasa

oleh atmosfer terluar bumi. Banyak cahaya

matahari yang dipantulkan kembali akibat

penggunaan kaca pada perumahan. Sebagian

cahaya ada yang dipantulkan oleh awan dan

sebanyak 30% radiasi yang sampai ke

permukaan bumi dipantulkan dengan

berbagai cara.

2.2.1 Geometri Radiasi Matahari

Untuk mengetahui energi radiasi

yang jatuh pada permukaan bumi dibutuhkan

beberapa parameter letak kedudukan dan

posisi matahari, hal ini perlu untuk

mengkonversikan harga fluks berkas yang

diterima dari arah matahari menjadi

hubungan harga ekivalen ke arah normal

permukaan. Berikut ini adalah beberapa

definisi yang digunakan, antara lain :

1. Sudut datang θ

2. Sudut latitude ɸ

3. Sudut Zenit θZ

4. Sudut Azimuth δZ

5. Sudut latitude α

6. Sudut kemiringan (slope) β

2.2.2 Efek Kemiringan Permukaan

Dalam melakukan desain sistem

PLTS, faktor kemiringan permukaan atau

kemiringan modul sangat berpengaruh

terhadap energi listrik yang dihasilkan.

Desain yang dilakukan sebisa mungkin

selalu tegak lurus dengan arah datangnya

matahari. Sehingga perlu dilakukan

perhitungan sudut kemiringan yang efektif

116


ISSN : 2302-4712

dalam melakukan desain sistem PLTS.

Usaha yang selama ini dilakukan adalah

mengupayakan modul PV agar selalu

mengikuti cahaya matahari yang datang, hal

ini biasa disebut dengan tracking. Tracking

dapat dilakukan namun dalam prakteknya

tidak memungkinkan digunakan pada sistem

skala besar. [3]

Gambar 2. Efek kemiringan modul

Karena alasan inilah, upaya yang bisa

dilakukan untuk memaksimalkan cahaya

matahari yang diterima adalah dengan

mengatur sudut penerimaan modul terhadap

matahari berdasarkan data intensitas radiasi

matahari setiap bulan. Untuk bulan Oktober

hingga Maret, sudut datang matahari

bervariasi antara 5o hingga 23o dibawah garis

putus-putus pada sudut tegak lurus terhadap

lokasi lintang. Untuk memaksimalkan

selama musim panas kemiringan sudut

modul PV diatur lebih besar 15o. [3]

Gambar 3. Variasi Sudut Datang Radiasi dan

Kemiringan Modul PV

2.3 Komponen

Pada sistem pembangkit listrik

tenaga surya ini memerlukan beberapa

komponen yang berfungsi untuk mengubah

cahaya matahari menjadi energi listrik,

disimpan dan dihubungkan pada beban,

Berikut adalah komponen yang digunakan

sampai ke beban :

2.3.1 Panel Surya (solar cell)

Pembangkit listrik Tenaga Surya

merupakan sebuah alternatif yang murah dan

hemat karena menggunakan sumber energi

gratis dan tak terbatas dari alam yaitu energi

matahari. Panel Surya dengan lifetime

hingga 25 tahun yang berfungsi menerima

cahaya matahari yang kemudian diubah

menjadi listrik melalui proses photovoltaic.

Tahan lama

a) Hemat energi

b) Ramah lingkungan dan Bebas polusi

c) Cepat dan mudah dalam pemasangan

d) Hemat biaya perawatan

e) Life time yang lama (solar panel hingga

25 tahun)

f) Cocok dipasang di segala lokasi

Untuk menentukan PV yang dibutuhkan,

maka rumusannya adalah sebagai berikut:

Wp=total daya x efisiensi charge PV

PGF (2.1)

Keterangan :

Wp = satuan besaran PV (Watt Peak).

Efisiensi charge PV = 1,3

PGF = untuk menentukan rating total watt

peak dari PV yang dibutuhkan. Untuk daerah

Asean estimasi PGF = 3,43

Tabel 1. Spesifikasi Panel Surya

117


ISSN : 2302-4712

2.4.2 SCC (Solar Charge Control)

Solar Charge Controller adalah

peralatan elektronik yang digunakan untuk

mengatur arus searah yang diisi ke baterai

dan diambil dari baterai ke beban. SCC

mengatur overcharging (kelebihan pengisian

- karena baterai sudah 'penuh') dan kelebihan

tegangan dari panel surya (solar cell). SCC

menerapkan teknologi Pulse width

modulation (PWM) untuk mengatur fungsi

pengisian baterai dan pembebasan arus dari

baterai ke beban. Panel surya / solar cell 12

Volt umumnya memiliki tegangan keluaran

16 - 21 Volt. Jadi tanpa solar charge

controller, baterai akan rusak oleh over-

charging dan ketidakstabilan tegangan.

Baterai umumnya di-charge pada tegangan

14 - 14.7 Volt.

Beberapa fungsi dari solar charge controller

adalah sebagai berikut:

a) Mengatur arus untuk pengisian

ke baterai, menghindari

overcharging, dan overvoltage.

b) Mengatur arus yang dibebaskan/

diambil dari baterai agar baterai tidak

full discharge dan overloading.

c) Monitoring temperatur baterai

Untuk membeli solar charge controller yang

harus diperhatikan adalah:

a) Voltage 12 Volt DC / 24 Volt DC

b) Kemampuan (dalam arus searah) dari

controller. Misalnya 5 Ampere, 10

Ampere, dsb.

Untuk menentukan keperluan rating SCC,

maka digunakan rumus sebagai berikut:

(jumlah PV x Imp dari PV) x efisiensi

charge PV................................................2.2

2.4.3 Baterai

Baterai merupakan alat menyimpan

energi listrik melalui proses elektrokimia.

Proses elektrokimia adalah di dalam baterai

terjadi perubahan kimia menjadi listrik

(proses pengosongan) dan listrik menjadi

kimia dengan cara regenerasi dari elektroda-

elektroda pada baterai yaitu dengan

melewatkan arus listrik dalam arah polaritas

yang berlawanan pada sel. Pada penelitian

kali ini baterai yang digunakan adalah

baterai sotho VRLA 12 V 100 Ah.

Dalam menentukan besaran kapasitas

penyimpanan baterai, selain total beban yang

harus diketahui. Faktor efisiensi kapasitas

(DoD), Faktor Efisiensi konversi (DC ke

AC) dan sistem tegangan baterai juga harus

diperhatikan.

Depth of Discharge (DoD) adalah

suatu definisi yang menentukan batas

kedalaman pengeluaran daya (discharge)

yang terdapat pada baterai tersebut. Pabrik

baterai selalu memberi rating DoD baterai

80%, yang berarti bahwa hanya 80% dari

energi yang tersedia yang terkeluarkan dan

20% tetap di cadangan. Baterai yang tidak

dikuras habis-habisan sampai 100% kosong

akan mencegah pengerusakan dan

memperpanjang usia baterai. Dalam

penelitian ini tidak memakai inverter sebagai

pengubah tegangan DC ke AC. Jadi untuk

faktor efisiensi konversinya tidak perlu

dimasukan kedalam perhitungan.

Pada penelitian ini sistem yang digunakan

adalah 12 v, maka rumus perhitungannya

sebagai berikut:

AH = total beban

sistem tegangan baterai x efisiensi kapasitas (DoD)(2.3)

Untuk menghitung berapa lama panel surya

dapat mengisi baterai, maka digunakan

rumus berikut:

T1= C

I(1+20%)

(2.4)

Keterangan:

T1 = Waktu lama pengecasan baterai (Hours)

C = Kapasitas baterai (Ampere Hours)

I = Arus pengisian (Ampere)

20% = % De-efesiensi


Perancangan alat ini mengacu pada

sistem yang sudah ada kemudian ditujukan

untuk memanfaatkan energi alam yang tidak

ada habisnya secara maksimal. Yaitu

118

http://www.panelsurya.com/index.php/batere

http://www.panelsurya.com/index.php/batere


ISSN : 2302-4712

perancangan panel surya sebagai sumber

energinya.

3.1 Langkah-langkah penelitian

Sebelum melakukan penelitian ini harus

memperhatikan langkah – langkahnya agar

bisa mendapatkan hasil yang optimal.

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian

3.2 Pengujian

Penelitian ini dilakukan pada siang hari

dengan kondisi cahaya matahari cerah dan

pada kondisi cuaca berawan (mendung)

menggunakan SCC sebagai alat ukur.

Pengujian ini dimaksudkan untuk

memperoleh gambaran kinerja output PV

dalam matahari cerah dan berawan berkisar

pukul 10.00 siang sampai pukul 15.00 sore.

Hasil keluaran PV dengan posisi 0°, 15o dan

30° akan di catat pada tabel.

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian efisiensi modul sel surya

Incident radiation flux adalah jumlah

sinar matahari yang diterima permukaan

bumi dengan satuan W/m2. Sedangkan STC

adalah kondisi pengujian kinerja panel surya

utama yang digunakan oleh kebanyakan

produsen dan badan pengujian, STC

merupakan standar industri untuk

menunjukkan kinerja panel surya dengan

ketentuan suhu sel 250 – 350 C dan radiasi

1000 W/m2.

Setelah mengetahui incident

radiation flux sebesar 1000 W/m2, maka

masukkan semua komponen perhitungan

kedalam rumus :

Ƞ max = Maximum efficiency

P max = Maximum power output

E (sw.sy) = Incident radiation flux

Ac = Area of collector

Ƞmax=𝑃𝑚𝑎𝑥

𝐸 (𝑠𝑤.𝑠𝑦)𝑥 𝐴𝑐𝑥 100%

(4.1)

Ƞmax =100

1𝑜𝑜𝑜𝑊

𝑚2𝑥 732

𝑥 100%

= 0,1366 x 100% = 13,66 %

Maka diperoleh nilai efisiensi modul

sel surya berukuran 100 WP yang digunakan

adalah 13,66%.

4.2 Pengujian keluaran PV

Pengujian ini dilakukan di lab

rooftop gedung fakultas teknik kampus

Universitas Krisnadwipayana pada mulai

tanggal 10 Desember 2019 pada pukul

10.00 pagi sampai pukul 15.00 sore.

Pengujian ini di maksudkan untuk

mengetahui keluaran panel surya yang

optimal. Pengujian di lakukan pada kondisi

cuaca yang cerah dan berawan. Selain itu

juga dilakukan percobaan kemiringan panel

surya pada posisi 0°, 15o dan 30° menghadap

ke utara untuk mengetahui keluaran

maksimal dari panel surya.

119


ISSN : 2302-4712

4.2.1 Pengujian PV 0°

Tabel 2. Output keluaran PV sudut 0° tanpa

beban (10 Desember 2019)

Tabel 3. Sudut 0° dengan beban lampu LED

DC 72 watt (14 Desember 2019)

Tabel 4. Output PV sudut 0° tanpa beban

(Berawan) (21 Desember 2019)

Tabel 5. Sudut 0° dengan beban lampu LED

DC 72 watt (Berawan) (24 Desember 2019)

4.2.2 Pengujian kemiringan PV 15°

Tabel 6. Output PV sudut 15° tanpa beban

(28 Desember 2019)

Tabel 7. Sudut 15° dengan beban lampu

LED DC 72 watt (Minggu 29 Desember

2019)

120


ISSN : 2302-4712

Tabel 8. Output PV Sudut 15° tanpa beban

(Berawan) (Sabtu 04 Januari 2020)

Tabel 9. Sudut 15° dengan beban lampu

LED DC 72 watt (Berawan) (Sabtu 11

Januari 2019)

4.3.3 Pengujian kemiringan PV 30°

Tabel 9. output PV sudut 30° tanpa beban

(Minggu 12 Januari 2020)

Tabel 10. Sudut 30° beban lampu LED DC

72 watt (Sabtu 18 Januari 2020)

Tabel 11. output PV sudut 30° tanpa beban

(Berawan) (Sabtu 25 Januari 2020)

Tabel 12. Sudut 30° beban lampu LED DC

72 watt (Berawan) (Minggu 26 Januari

2020)

121


ISSN : 2302-4712


5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang bisa didapatkan dari

hasil penelitian ini adalah sebagai

berikut:

1. Pengaturan sudut kemiringan pv

dapat mempengaruhi maksimum

intensitas cahaya yang diserap

oleh sel surya.

2. Untuk menentukan arah, karena

posisi pemasangan panel surya

berada dipulau jawa dan dibawah

garis khatulistiwa maka arah

yang tepat dilakukan pada

penelitian ini adalah menghadap

ke utara.

3. Sudut kemiringan panel surya

yang menghasilkan tegangan dan

arus lebih besar adalah pada

sudut 150. Pada sudut kemiringan

tersebut menghasilkan daya yang

paling maksimal sehingga pada

sudut tersebut panel surya dapat

bekerja optimal, pukul 12.00

mempunyai daya terbesar yaitu

122,4 watt.

5.2 Saran

Beberapa hal yang belum dilakukan

dalam penelitian ini yang kemudian

direkomendasikan untuk penelitian

selanjutnya antara lain :

1. Kemiringan sel fotovoltaik diatur

secara otomatis mengikuti arah

datang sinar matahari

2. Melakukan pengambilan data di

beberapa lokasi/tempat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Hasbi, A, S. (2017). Pengaruh Sudut

Kemiringan Terhadap Efisiensi Sel

Fotovoltaik, Vol. 10, No. 2, Oktober

2017, Polteknik KotaBaru.

2. Sugiman Rizal. (2017). Rancang

bangun pemanfaatan solar cell pada

sistem otomatisasi lampu penerangan

taman berbasis arduino uno. Thesis.

Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Eko Rosadi. (2019). Pembuatan modul

elektro pembangkit listrik tenaga surya.

Skripsi. Universitas Krisnadwipayana

4. Tamimi, S. Indrasari, W. Iswanto, B, H.

(2016). Optimasi Sudut Kemiringan

Panel Surya Pada Prototipe Sistem

Penjejak Matahari Aktif, Vol. 5,

Oktober 2016,Universitas Negeri

Jakarta.

5. Hendry, S, T. Abdul, A. Muhammad, R,

I. (2018). Pengaruh sudut surya terhadap

daya keluaran sel surya 10 WP tipe

polycrystalline, Vol. 7, No. 2, Juni 2018.

6. Abdul Kodir Al Bahar, Lobes Syam

Paiso, 2020, ‘Analisa Perubahan Cuaca

Terhadap Tegangan Input Panel Surya

100 Wp’, Elektrokrisna, Vol. 8 No. 2

Februari, ISSN : 2302-4712,



7. Ayub Haryanto, Achmad Dahlan, 2015,

‘Pemanfaatan Inverter Sistem Off Grid

Pada Pembangkit Listrik Tenaga

Matahari’, Elektrokrisna, Vol. 4 No. 1

Oktober, ISSN : 2302-4712,



122


ISSN : 2302-4712

RANCANG BANGUN ANTENA MIKROSTRIP YAGI SEBAGAI PENERIMA TV

DIGITAL VIDEO BROADCASTING TERESTERIAL SECOND GENERATION

Slamet Purwo Santosa1, Dinda Yandita2


Abstrak- Antena mikrostrip untuk antena penerima TV masih jarang dilakukan karena sifatnya

yang mempunyai bandwith sempit dan gain yang rendah. Dengan gain yang rendah pada antena

mikrostrip diharapkan dapat berfungsi sebagai antena penerima siaran televisi. Maka dari itu,

dirancang antena Mikrostrip Yagi yang bertujuan untuk menerima siaran televisi DVB-T2. Range

frekuensi yang digunakan adalah dari 478 MHz sampai dengan 806 MHz, dan frekuensi tengahnya

adalah 642 MHz. Frekuensi kerja pada antena Mikrostrip Yagi menggunakan frekuensi tengah

UHF yaitu 642 Mhz perancangan antena menggunakan simulasi CST Studio Suite 2018. Hasil

simulasi diperoleh nilai return loss sebesar -28,33 dB, VSWR sebesar 1,079 dan gain sebesar

0,7788 dB. Dalam realisasi pembuatan antena menggunakan PCB dengan jenis FR4 epoxy double

layer dengan ketebalan 1,6 mm dan nilai konstanta dielektrika sebesar 4,4. Hasil pengukuran

realisasi antena ini memiliki nilai return loss sebesar -32,176 dB, VSWR sebesar 1,058 dan gain

antena sebesar 4,76 dB. Dan diperoleh pola radiasinya adalah unidirectional, dan bandwidth

sebesar 25 MHz. Antena Mikrostrip Yagi yang difungsikan untuk menerima siaran televisi digital

diperoleh sebanyak 27 Channel dengan kualitas audio dan video yang sangat baik dengan ditandai

tanpa flickr dan freeze pada tampilan siaran televisi digital dan bisa digunakan dalam

pengaplikasian sehari-hari.

Kata Kunci – Mikrostrip Yagi, return loss, VSWR, gain, siaran televisi digital.

Abstract - Microstrip antenna for TV receiver antennas is still rarely done because of its nature

which has a narrow bandwidth and low gain. With a low gain on the microstrip antenna it is

expected to function as a television broadcast receiver antenna. Therefore, a Yagi Mikrostrip

antenna is designed which aims to receive DVB-T2 television broadcasts. The frequency range

used is from 478 MHz to 806 MHz, and the middle frequency is 642 MHz. The working frequency

of the Yagi Microstrip antenna uses a UHF center frequency of 642 Mhz antenna design using the

2018 CST Studio Suite simulation. The simulation results obtained a return loss value of -28.33

dB, VSWR of 1.079 and a gain of 0.7788 dB. In the realization of making antennas using PCB with

FR4 type epoxy double layer with a thickness of 1.6 mm and a dielectric constant value of 4.4. The

measurement results of this antenna realization have a return loss value of -32,176 dB, VSWR of

1,058 and antenna gain of 4.76 dB. And the radiation pattern is unidirectional, and the bandwidth

is 25 MHz. Yagi Microstrip Antennas that are used to receive digital television broadcasts are

obtained by 27 channels with excellent audio and video quality, marked without flickr and freeze

on digital television broadcast displays and can be used in everyday applications.

Keywords - Yagi microstrip, return loss, VSWR, gain, digital television broadcasts

123




ISSN : 2302-4712

I. PENDAHULUAN

Pada era globalisasi ini teknologi dan

informasi berkembang secara pesat. Sarana

penyampaian informasi kepada masyarakat

semakin canggih. Televisi merupakan salah

satu media massa yang sangat efektif dan

dapat dinikmati secara luas oleh seluruh

lapisan masyarakat. Semakin hari televisi

berkembang dari segi teknologi maupun

bisnis. Seiring berkembangnya zaman,

berkembang pula teknologi televisi. Pada

beberapa tahun kebelakang televisi akan

berganti dari televisi analog menjadi televisi

digital. Dalam rangka digitalisasi televisi di

Indonesia, pemerintah mencangkan untuk

mematikan siaran televisi analog atau Analog

Switch Off (ASO) pada 2018. Dikarenakan

keputusan ini menuai banyak protes,

pemerintah memutuskan untuk mematikan

siaran analog secara beratahap (switch off by

natural). Proses perpindahan ini terjadi karena

teknologi analog dianggap boros frekuensi.

Sejak tahun 2012, infrastruktur pendukung

siaran televisi digital sudah mulai dibangun.

Proses pembangunan itu dimulai dari pulau

Jawa, Sumatera, dan Kalimantan. Saat ini

proses pembangunan masih terus dilakukan

hingga menjangkau ke 11 provinsi di

Indonesia guna mendapatkan siaran televisi

digital yang merata.

Siaran televisi sudah menjadi bagian

yang tidak terpisahkan dalam kehidupan

sehari-hari masyarakat Indonesia. Televisi

terdapat siaran untuk hiburan (entertainment)

ataupun liputan berita penting yang harus

disiarkan secara langsung agar dapat

dinikmati dan diketahui dengan cepat oleh

para pemirsa. Oleh karena itu, skripsi ini

bertujuan untuk merancang antena mikrostrip

yagi dengan implementasi infrastuktur dan

teknologi DVB-T2 pada pemancar digital

maupun pemancar analog. Pada saat ini telah

diciptakan antena mikrostrip dengan bentuk

yang seperti lempengan sehingga antena

menjadi lebih praktis dan ekonomis. Salah

satu jenis antena mikrostrip adalah antena

mikrostrip yagi. Antena yagi yang bersifat

unidirectional sangat cocok digunakan

sebagai antena penerima televisi. Dari alasan

itu maka dibuatlah Mikrostrip Yagi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DVB-T2

Pemancar Televisi Siaran Digital

Terestrial Standar Digital Video

Broadcasting Terrestrial–Second Generation

(DVB-T2) adalah alat dan perangkat

pemancar televisi siaran secara terestrial yang

menggunakan modulasi digital untuk

memancarkan sinyal video, audio dan data

digital dengan menggunakan standar DVB-

T2. Sebelum adanya DVB-T2 standar yang

digunakan adalah Digital Video Broadcasting

– Terrestrial (DVB-T) yang digunakan oleh

pemancar analog, jika pemancar tv analog,

satu kanal frekuensi hanya bisa dipakai untuk

siaran satu pemancar TV, sedangkan jika

memakai teknologi pemancar digital DVB-

T2, maka satu kanal frekuensi yang tadinya

hanya bisa dipakai oleh satu TV, maka

dengan DVB-T2 akan bisa dipakai satu atau

lebih TV siaran bersama. Ini mencakup

banyak teknik baru tidak seperti sebelumnya

yang digunakan dalam standar DVB. Alasan

utama menggunakan DVB-T2 dibandingkan

DVB-T adalah kapasitas transmisi nya yang

lebih tinggi dan juga memungkinkan untuk

membangun jaringan frekuensi tunggal yang

sangat besar (Single Frequency Network)

karena Guard interval (GI) nya lebih panjang

di bandingkan DVB-T [7]. Pada dasarnya

teknologi DVB-T2 dapat memberikan 12

channel dalam satu slot frekuensi UHF.

2.2 Konsep Dasar Antena

Antena adalah perangkat yang

berfungsi untuk memindahkan energi

gelombang elektromagnetik dari kabel ke

udara atau sebaliknya. Antena merupakan

suatu komponen yang sangat fundamental

dalam sistem komunikasi. Antena pengirim

berfungsi sebagai pengubah energi radio

frequency (RF) yang diproduksi pemancar

radio menjadi medan elektromagnetik yang

kemudian dipancarkan ke udara.

124


ISSN : 2302-4712

2.3 Antena Mikrostrip Yagi

Antena yagi merupakan sebuah array

parasitic linear dari antena dipole paralel

digunakan untuk menghasilkan formasi garis

pancar beam. Prinsip kerja dari mikrostrip

yagi adalah dengan menggabungkan bagian

tengah permukaan gelombang di antara

elemen driven dan elemen parasitic.

Gambar 1 Antena Mikrostrip Original Yagi

Array (Gerald R. DeJean,dkk. Student Member, IEEE)

2.4 Desain Patch Antena Mikrostrip Yagi

Dalam menentukan analisa terhadap

saluran transmisi mikrostrip, sering kali

digunakan besaran permitivitas relatif efektif

εreff. Besaran permitivitas relatif efektif

digunakan untuk menggantikan ruang yang

tersusun dari kombinasi udara dan dielektrika

dengan nilai εr [4].

𝜀𝑒𝑓 =𝜀𝑟 + 1

2+

𝜀𝑟 − 1

2(1 + 12 (

ℎ

𝑊))

−0,54

(2.1)

Dimana:

ℰ𝑒𝑓𝑓 = konstanta dielektrik efektif

(F/m)

ℰ𝑟 = Permitivitas dielektrik

relatif substrate

h = Ketebalan bahan (mm)

W = Lebar elemen radiasi (mm)

Untuk menentukan lebar patch antena

mikrostrip Alaydrus (2011) memberikan

persamaan sebagai berikut:

𝑊 =𝑐

2𝑓𝑟√

2

𝜀𝑟 + 1 (2.2)

Dimana :

W = Lebar elemen radiasi (mm)

𝑓𝑟 = Frekuensi kerja pada antena

(Hz)

ℰ𝑟 = Permitivitas dielektrik relatif

substrate

c = Kecepatan cahaya di ruang

bebas ( 3 . 108 𝑚/𝑠)

Pada patch antena mikrostrip, medan

listrik akan melebar dan keluar dari patch

yang secara elektromagnetis dapat

menghasilkan kapasitansi. Pengaruh

kapasitansi tersebut dianggap sebagai

perpanjangan patch secara fiktif menyatakan

untuk menentukan perpanjangan patch secara

fiktif sebesar L [3] dapat menggunakan

rumus (2.3).

∆𝐿= 0,412 × ℎ ((𝜀𝑒𝑓 + 0,3) (

𝑤ℎ

+ 0,264)

(𝜀𝑒𝑓 − 0,258) (𝑤ℎ

− 0,8)) (2.3)

Di mana:

L = Panjang elemen

peradiasi (mm)

ℰ𝑒𝑓𝑓 = konstanta dielektrik

efektif (F/m)

H = Ketebalan bahan (mm)

W = Lebar elmen peradiasi

(mm)

𝑓𝑟 = Frekuensi kerja pada

antena (Hz)

C = Kecepatan cahaya di

ruang bebas ( 3 . 108 𝑚/𝑠)

Sehingga total panjang efektif patch

menjadi:

𝐿𝑒𝑓𝑓 =𝑐

2 × 𝑓𝑟√𝜀𝑒𝑓

(2.4)

Maka akan didapat panjang patch adalah 𝐿𝑝 = 𝐿𝑒𝑓𝑓 − 2∆𝐿 (2.5)

𝐿𝑝 =𝑐

2 × 𝑓𝑟√𝜀𝑒𝑓

− 2∆𝐿 (2.6)

Di mana:

Leff = total panjang efektif patch

(mm)

Lp = panjang patch (mm)

∆𝐿 = perpanjangan patch secara

fiktif (mm)

125


ISSN : 2302-4712

III. PENGUKURAN DAN ANALISA

Antena Yagi adalah antena yang

memiliki konstruksi sederhana namun

mampu menghasilkan kinerja dengan

efektifitas yang baik. Salah satu modifikasi

dari antena yagi tersebut ialah antena

Mikrostrip Yagi. Antena Mikrostrip Yagi

merupakan antena yang tersusun dari 3

elemen yaitu elemen-elemen reflektor,

driven dan direktor, dalam hal ini semua

elemen saling terhubung ke permitivity

dielectric relative substrate dan ground plane.

Oleh karena itu dinamakan Yagi. Dalam

perancangan antena Mikrostrip Yagi yang

perlu diperhatikan beberapa parameter,

seperti frekuensi kerja, jenis substrat yang

digunakan, ukuran patch antena. Pembuatan

antena Mikrostrip Yagi menggunakan

substrat FR4, dengan ketebalan 1,6 mm,

konstanta dielektrik sebesar 4,4 , dan

ketebalan bahan konduktor sebesar 1 mm.

Berikut Gambar dibawah menunjukan

perancangan dari antena Mikrostrip Yagi.

Gambar 2. Bentuk antena Mikrostrip Yagi

Berdasarkan hasil pengukuran port dan

field dengan menggunakan network analyzer.

Berikut hasil pengukuran Antena Mikrostrip

Yagi dan data simulasi perancangan.

a. Return loss

Gambar 3. Grafik return loss hasil

pengukuran realisasi dan simulasi

Dari Gambar 3.2 diatas dapat dilihat

bahwa terjadi pergeseran nilai return loss

pada hasil pengukuran dan simulasi. Dari

hasil pengukuran return loss terlihat bahwa

pada frekuensi 642 MHz return lossnya

sebesar –32,176 dB. Sedangkan pada

simulasi sebesar -28,33 dB.

b. Bandwitdh

Bandwidth bertujuan untuk mengetahui

suatu range frekuensi dimana antena dapat

beroperasi dengan kinerja yang baik. Berikut

bandwidth antena Mikrostrip Yagi dapat

dilihat dari grafik return loss pada 𝑓𝑢𝑝𝑝𝑒𝑟 dan

𝑓𝑙𝑜𝑤𝑒𝑟 pada Gambar dibawah.

Gambar 4. Hasil Pengukuran Bandwidth

Dari grafik yang ditunjukkan Gambar

3.3, frekuensi terendah (flower) yang berada di

bawah -10 dB adalah 630 MHz. Sedangkan

frekuensi tertinggi (fupper) yang berada di

bawah -10 dB adalah 655 MHz. Menghitung

besar bandwidth. Bandwidth antena dapat

dihitung sebagai berikut: 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ = 𝑓𝑢𝑝𝑝𝑒𝑟 − 𝑓𝑙𝑜𝑤𝑒𝑟

= 655 𝑀𝐻𝑧 − 630 𝑀 = 25 𝑀𝐻𝑧𝐻𝑧

Besar bandwidth untuk penerima TV

adalah 8 MHz. Bandwidth antena Mikrostrip

Yagi dari hasil pengukuran adalah 25 MHz,

lebih besar dari teori tersebut. Dengan

126


ISSN : 2302-4712

frekuensi kerja di 642 MHz sesuai dengan

perhitungan sebelumnya.

c. VSWR

Gambar 5 Grafik VSWR hasil pengukuran

realisasi dan simulasi

Pada Gambar 3.4 diatas dapat dilihat

bahwa terjadi sedikit pergeseran nilai VSWR

pada hasil pengukuran dan simulasi. Dari

hasil pengukuran VSWR terlihat bahwa pada

frekuensi 642 MHz sebesar 1,058. Sedangkan

pada simulasi sebesar 1,079.

Maka dari hasil pengukuran parameter-

parameter antena yang dilakukan terhadap

antena Mikrostrip Yagi dapat diketahui

bahwa terjadi peningkatan nilai dari seluruh

parameter bila dibandingkan dengan nilai

parameter pada data simulasi perancangan.

Hal-hal tersebut dapat dilihat dari hasil

pengukuran realisasi pada gambar diatas.

d. Pola radiasi

Dari hasil pengukuran realisasi level

sinyal, maka didapat bahwa antena

Mikrostrip Yagi memiliki pola radiasi

unidirectional. Setelah diperoleh bentuk pola

radiasi antena, maka dapat dicari lebar sudut

pada setengah daya maksimum yang

dipancarkan atau diterima antena yang

disebut Half Power Beam (HPBW). Berikut

Gambar dibawah menunjukan nilai HPBW

yang diperoleh dari hasil simulasi dan hasil

pengujian.

Gambar 6. Pola radiasi Antena Mikrostrip

Yagi

Dari bentuk pola radiasi yang terlihat

pada Gambar 3.5 bisa didapatkan Half Power

Beamwidth (HPBW) dari antena Mikrostrip

Yagi. Daya pancar maksimum yang sudah

diturunkan 3 dB diperkirakan berada pada

sudut 60° dan 290°. Maka, besar dari sudut

HPBW pengujian adalah sebesar 130°. Hasil

pola radiasi dan besar sudut HPBW

perancangan dan pengujian memiliki

perbedaan. Sudut HPBW pada perancangan

sebesar 70°, sedangkan pada pengujian

sebesar 130°.

e. Pengujian fungsi antena

Pengujian fungsi antena menggunakan

antena mikrostrip yagi dengan keadaan

indoor. Antena akan di hubungkan dengan set

top box DVB-T2. Berikut adalah set up

rangkaiannya pada Gambar dibawah ini.

Gambar 7. Pengujian antena ke televisi

127


ISSN : 2302-4712

Hasil pengujian gambar Siaran Televisi

Digital

Siaran TV Digital menggunakan

antena mikrostrip yagi

Dari hasil pengujian fungsi

penerimaan siaran digital diatas, antena

Mikrostrip Yagi yang difungsikan dapat

menerima siaran digital sebanyak 27 Channel

digital dengan kualitas audio dan video yang

sangat baik dengan ditandai tanpa flickr dan

freeze pada tampilan siaran televisi digital

dan antena ini dapat digunakan dalam

pengaplikasian sehari-hari.

IV. KESIMPULAN Dari Tugas Akhir mengenai rancang

bangun antena Mikrostrip Yagi yang

diaplikasikan untuk penerima siaran televisi

digital yang telah dibuat, dapat disimpulkan

bahwa:

1. Berdasarkan hasil pengukuran, antena

Mikrostrip Yagi memiliki frekuensi kerja di

642 MHz dengan nilai return loss sebesar –

32,176 dB, VSWR sebesar 1.058, gain

antena sebesar 4.76 dB dan memiliki nilai

bandwidth sebesar 25 MHz.

2. Pola radiasi Mikrostrip Yagi yang

dihasilkan berbentuk unidirectional

dengan Half Power Beamwidth (HPBW)

sebesar 1300.

3. Berdasarkan dari hasil pengujian fungsi

penerimaan siaran TV digital, Antena

Mikrostrip Yagi yang difungsikan dapat

menerima siaran digital sebanyak 27

Channel digital dengan kualitas audio dan

video yang sangat baik dengan ditandai

tanpa flickr dan freeze pada tampilan

siaran televisi digital dan antena ini dapat

digunakan dalam pengaplikasian sehari-

hari.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Triono Putro, Dedes. (2011). Dasar

Pemancar Televisi. Jakarta: Graha Ilmu.

[2] Alaydrus, M. (2009). Saluran Transmisi

Telekomunikasi. Yogyakarta: Graha

Ilmu.

[3] Alaydrus, M. (2011). Antena Prinsip &

Aplikasi. Yogyakarta : Graha Ilmu.

[4] Balanis, Constantine A. (1997). Antena

Theory Analysis and Design. 3rd ed.

New York :John Wiley and Sons.

[5] Tamarun, M.A.H.B. (2008). A Design and

Develop Of Microstrip Yagi Antenna

At Frequency 2 GHz. Melaka:

Universiti Teknikal Malaysia Melaka.

[6] Kusmaryanto, Sigit. (2013). Teknik

Modulasi Quadrature Amplitude

Modulation.

[7] Hanjaya internasional. (2014). DVB-T2

Transmitter Workshop. Jakarta.

128


ISSN : 2302-4712

[8] Santosa, Slamet Purwo. (2008). Antena

Mikrostrip Segitiga dengan Saluran

Pencatu Berbentuk Garpu yang Dikopel

Secara Elektromagnetik, Laporan Tugas

Akhir Teknik Telekomunikasi

Universitas Indonesia, 2008.

[9] Kraus, J.D. (1988). Antennas 2nd Ed. New

York: McGraw-Hill. [10] DeJean, Gerald R., (2007). A New

High-Gain Microstrip Yagi Array An

With a High Front-to-Back (F/B) Ratio

for W and Millimeter-Wave

Applications IEEE Transactions on

antennas and propagation, Vol.55, No.2

[11] Widianto, Rendra.,Safrianti, Ery.

(2017). Perancangan Antena Mikrostrip

Yagi pada Frekuensi Kerja 1,9-2,1

GHz. Seminar Nasional dan Expo

Teknik Elektro.

[12] Ramadhan, Arsyad., dkk. (2013).

Perancangan dan implementasi Antena

Yagi 2.4 GHz pada aplikasi WIFI(

Wireless Fidelity). Teknik Elektro

Itenas. Vol 1, No.1.

[13] Rokhman Nur, Deden., dkk. (2016).

Implementasi antena Yagi 5 elemen

sebagai penerima siaran televisi di

Bandung Kota. Bandung.

[14] Alam, Syah., Fajar Nugroho, Robbi.

(2018). Perancangan antena

Mikrostrip Array 2x1 untuk

meningkatkan gain untuk aplikasi

LTE pada frekuensi 2.300 MHz.

Akademi Telkom.

[15] Khan, M., Ray, I., Mandal D., and

Bhattacharjee A. K. (2008).

Comparative Study Of The Resonant

Frequency Of E-Plane and H-Plane

Coupled Microstrip Patch Antennas

Progress In Electromagnetics

Research C Vol. 1. 241-249.

[16] Keputusan Menteri Perhubungan No.76.

(2003). Rencana induk (master plan)

frekuensi radio penyelenggaraan

telekomunikasi khusus untuk

keperluan televisi siaran analog pada

pita ultra high frequency (UHF).

Jakarta.

[17] Kementrian Komunikasi dan Informasi.

(2012). Standar penyiaran televisi

digital terestrial penerimaan tetap

tidak berbayar (free to air). Jakarta

129

Vol. 8 No. 3 Juni 2020

ISSN : 2302-4712

JURNAL ILMIAH

ELEKTROKRISNA

Penerbit

Universitas Krisnadwipayana

(Dikelola Oleh Fakultas Teknik

Prodi Teknik Elektro)

JURNAL ELEKTROKRISNA - E-Journal FT UNKRIS

Documents