Post on 28-Sep-2015
description
JURNAL ISSN:1411-0059
Volume 6 Nomor 1 Januari Juni 2014
Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder Transformator Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran Alvian Novia Rizki Ahmad dan Sri Sartono 1
Rancang Bangun Miniatur Robot Lengan Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535
Achmad Buchori dan I Made Sudana 7 Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin di Universitas Negeri Semarang
Dita Yustiasri 13 Alat Sistem Skoring Tuberkulosis Anak Diaplikasikan dengan Menggunakan IC ATmega 32
Muhammad Arif Prasetyo dan Suryono 20 Sistem Pendukung Keputusan Kenaikan Jabatan Struktural dengan Metode Profile Matching pada Karyawan Universitas Negeri Semarang
Indra Adhi Wicaksono 26 Game Edukasi Pengenalan Warna Sebagai Media Pembelajaran Anak Usia Prasekolah Berbasis Android
Rima Ariona N.A 30 Pembuatan Model E-Election Berbasis SMS Gateway Untuk Pemilihan Ketua OSIS
Etika Mulyawati dan Tatyantoro Andrasto 37 Sistem Pendukung Keputusan Pemilihan Guru Berprestasi dengan Simple Additive Weighting
Isnaini Nur Hanifah 45
Diterbitkan oleh:
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
Jurnal ISSN : 1411 0059
TEKNIK ELEKTRO Publikasi ilmiah bidang teknik elektro
Penanggung jawab: Ketua Jurusan Teknik Elektro FT UNNES
Pimpinan Penyunting:
Dr. Subiyanto, S.T., M.T.
Penyunting Ahli:
Bidang Ketenagaan Bidang Pengolahan Isyarat Dr. Eko Supraptono, M.Pd. Dr. Noor Hudallah, M.T. Drs. Djoko Adi Widodo, M.T. Dhidik Prastiyanto, S.T, M.T Drs. Said Sunardiyo,M.T. Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.T Riana Devi Mahadji Putri, S.T, M.T.
Bidang Elektronika dan Kendali Bidang Komputer dan Informatika Dr. I Made Sudana, M.Pd. Dr. Djuniadi, M.T. Drs. Suryono, M.T. Dr. Hari Wibawanto, M.T. Tatyantoro Andrasto, S.T, M.T Feddy Setyo Pribadi, S.Pd., M.T.
Penyunting Pelaksana:
Arief Arfriandi, S.T., M.Eng. Alfa Faridh Suni, S.T., M.T.
Aryo Baskoro Utomo, S.T., M.T.
Tata Usaha: Ubaidillah Siroj, S.T.
AlamatRedaksi:
Gedung E6 Lt.2 Teknik Elektro Kampus Sekaran Gunungpati Semarang 50229 Indonesia.
Telp 024850814, Fax. 0248508104. e-mail: redaksi.jurnal.te@gmail.com
Penerbit:
Jurusan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang
IzinTerbit: SK Dekan Fakultas Teknik UNNES
No. 10/2000 tanggal 5 Januari 2000 Redaksi menerima sumbangan tulisan berupa naskah atau artikel asli/belum pernah diterbitkan di media lainnya. Tema relevan dengan elektroteknik dalam bentuk tulisan hasil riset maupun konseptual. Pedoman bagi penulis dapat dilihat pada halaman sampul belakang bagian dalam.
Volume 6 Nomor 1 Januari - Juni 2014 ISSN : 1411 0059
JURNAL TEKNIK ELEKTRO
Pengantar Redaksi
Pelaksanaan Tri Dharma Perguruan Tinggi khususnya di bidang penelitian dapat
diwujudkan dalam berbagai aktivitas akademik. Salah satunya adalah dengan
mempublikasikan artikel hasil penelitian atau konseptual melalui Jurnal. Publikasi
melalui Jurnal Teknik Elektro ini juga sebagai upaya menjadikan Universitas Negeri
Semarang sebagai pusat pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam
pembangunan nasional,
Jurnal Teknik Elektro mulai Tahun 2009 terbit dengan dua edisi, yaitu periode
edisi Januari sampai dengan Juni dan periode Juli sampai dengan Desember. Upaya
menjadikan dua edisi dimaksudkan agar dapat lebih meningkatkan gairah menulis
dan mutu artikel khususnya bagi para staf pengajar di lingkungan Jurusan Teknik
Elektro FT Unnes dan masyarakat luas pada umumnya.
Akhirnya Jurnal Teknik Elektro dengan dua edisi yang terbit ini dapat
memberikan manfaat yang banyak bagi para pembaca dan pemerhati masalah
keteknikelektroan. Selanjutnya untuk perbaikan dalam penerbitan Jurnal, redaksi
senantiasa menunggu kritik dan saran dari para pembaca yang budiman.
Redaksi
Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder Transformator
Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran Alvian Novia Rizki Ahmad dan Sri Sartono
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia
alvian.risky@yahoo.co.id
Abstrak Pada penyaluran tenaga listrik ke konsumen pada kenyataannya sulit mendapatkan tegangan yang konstan yang disebabkan antara lain: karena adanya fluktuasi beban, kerugian pada hantaran yang mempunyai impedansi sehingga menyebabkan jatuh tegangan. Semakin besar harga resistansi dari penghantar, akan semakin besar jatuh tegangan. Untuk mempertahankan tegangan keluaran pada sisi
sekunder transformator agar tetap tetap konstan pada harga 21KV, maka digunakan pengubah sadapan (tap changer) berbeban yang dipasang pada transformator daya 150/20KV dan bekerja secara otomatis terhadap setiap perubahan tegangannya yang disebabkan oleh jatuh tegangan karena adanya perubahan beban dan rugi hantaran. Sehingga perlu adanya analisis dalam perhitungan jatuh tegangan yang diakibatkan oleh rugi hantaran yang berpengaruh dalam settingan on load tap changger (OLTC) yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas tegangan di ujung penyulang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui langkah perubahan posisi Tap pada On Load Tap Changer yang diakibatkan oleh adanya perubahan nominal keluaran transformator serta untuk mengetahui jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang. Populasi dalam penelitian ini adalah semua transformator daya 150/20KV di gardu induk ungaran. Pengambilan sample dalam penelitian ini menggunakan teknik purposive sample yaitu transformator III-60MVA yang mewakili beban tertinggi yang digunakan untuk pembebanan di Gardu Induk Ungaran yang berjumlah 1 transformator dengan 6 penyulang. Hasil penelitian menunjukan bahwa persentase jatuh tegangan pada transformator III di bawah standar SPLN 72 : 1987 maksimal sebesar 5%. Transformator III dilengkapi dengan OLTC merk MR yang berguna untuk menstabilkan tegangan sisi sekunder yang diakibatkan oleh jatuh tegangan pada transformator III karena adanya pembebenan yang bervariasi. Prosentase jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang bervariasi tergantung pada panjang penghantar dan beban arus pada setiap penyulang. Dari hasil perhitungan beban rata-rata pada bulan april 2014 penyulang 04 dan 02 masih dibawah standar SPLN 72 :
1987 yaitu maksimal jatuh tegangan sebesar 5% dari tegangan nominal. Penyulang 01 terjadi perbaikan prosentase jatuh tegangan setelah perubahan tegangan nominal keluaran transformator III dari 5,06% pada tegangan 20KV menjadi 4,82% pada tegangan 21KV.
Kata kunciOn Load Tap Changer, Voltage Drop, Power Transformer
I. PENDAHULUAN
Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang
berfungsi untuk memindahkan tegangan listrik bolak-balik
dari rangkaian primer ke rangkaian listrik sekunder, melalui
suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik.
Kebutuhan akan tenaga listrik dewasa ini terus meningkat,
dan masyarakat semakin banyak menggunakan peralatan
elektronik, dimana peralatan elektronik menghendaki
tegangan yang konstan. Karena pada umumnya peralatan
elektronik menggunakan tenaga listrik yang mengakibatkan
meningkatnya kebutuhan akan tenaga listrik, maka hal
tersebut menimbulkan suatu pemikiran yaitu bagaimana
Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai pengelola listrik
berusaha memberikan pelayanan tenaga listrik sesuai dengan
kebutuhan konsumen dengan cara menyediakan sistem tenaga
listrik yang mempunyai mutu, kontinuitas dan keandalan yang
tinggi, dimana hal ini dapat dicapai apabila sistem sistem
tenaga listrik itu mempunyai tegangan yang stabil dan konstan
pada nilai yang ditentukan. Tegangan yang stabil dan konstan
pada nilai yang ditentukan, bergantung pada keandalan sistem
tenaga listrik yang dimulai dari pusat pembangkit sampai ke
pusat beban.
Pada penyaluran tenaga listrik ke konsumen pada
kenyataannya sulit mendapatkan tegangan yang konstan yang
disebabkan antara lain: karena adanya fluktuasi beban, nilai
cos yang tidak sesuai ketentuan, kerugian pada hantaran berupa saluran udara ada pula yang berupa saluran kabel yang
mempunyai impedansi sehingga menyebabkan jatuh tegangan,
dimana tegangan yang dinyatakan dalam volt, merupakan
perkalian arus dengan impedansi peralatan penyaluran tenaga
listrik. Semakin besar harga resistansi dari penghantar, akan
semakin besar susut tegangan, Selain jatuh tegangan
disebabkan oleh rugi pada hantaran juga disebabkan
pembagian beban listrik pada konsumen yang tidak merata.
Fluktuasi tegangan sangat mempengaruhi beban-beban
sensitif misalnya untuk daerah beban industri yang
menggunakan motor-motor listrik dan peralatan listrik lain,
yang pada dasarnya membutuhkan penyediaan tenaga listrik
secara terus menerus dengan tegangan yang konstan. Dengan
pertimbangan tersebut maka transformator daya 150/20KV
pada gardu induk yang merupakan trasformator yang letaknya
dekat dengan pusat beban harus selalu dapat menyalurkan
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
1
1
tenaga listrik dengan suatu harga tegangan yang dapat diatur
konstan dengan nilai tertentu pada sisi sekundernya. Untuk
mempertahankan tegangan keluaran pada sisi sekunder
transformator agar tetap tetap konstan pada harga 20KV,
maka digunakan pengubah sadapan (tap changer) yang
dipasang pada transformator daya dan bekerja secara otomatis
terhadap setiap perubahan tegangannya yang disebabkan oleh
jatuh tegangan karena adanya perubahan beban dan rugi
hantaran. Sehingga perlu adanya analisis dalam perhitungan
jatuh tegangan yang diakibatkan oleh rugi hantaran yang
berpengaruh dalam setingan on load tap changger (OLTC)
yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas tegangan di
ujung penyulang.
II. METODE [2]
Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah
metode penelitian deskriptif. Metode penelitian deskriptif
sebagai kegiatan yang meliputi pengumpulan data dalam
rangka menguji hipotesis atau menjawab pertanyaan yang
menyangkut keadaan yang sedang berjalan dari pokok suatu
penelitian. Penelitian deskriptif menentukan dan melaporkan
keadaan sekarang. Metode Penelitian deskriptif ini melakukan
analisis hanya sampai pada taraf deskripsi, yaitu menganalisis
dan menyajikan fakta secara sistematik sehingga dapat lebih
mudah untuk dipahami dan disimpulkan. Simpulan yang
diberikan jelas atas dasar faktualnya sehingga semuanya dapat
dikembalikan langsung pada data yang diperoleh. Populasi
Transformator daya 150/20KV yang ada di gardu Induk
Ungaran berjumlah 2 transformator, yang meliputi
transformator II dan transformator III. Dalam penelitian ini
menggunakan purposivesample yaitu sampel dari populasi
transformator daya 150/20KV yang ada di gardu Induk
Ungaran yang mempunyai pembebanan yang paling tinggi
adalah transformator III.
TABEL I. SAMPEL UNIT TRANSFORMATOR TEMPAT PENELITIAN
Transformator Penyulang
Transformator III
XIAN 60 MVA
Ungaran 01 (UGN 01)
Ungaran 02 (UGN 02)
Ungaran 04 (UGN 04)
Ungaran 05 (UGN 05)
Ungaran 06 (UGN 06)
Ungaran 07 (UGN 07)
Metode pengumpulan data yang digunakan dalam
penelitian ini adalah teknik observasi untuk mengambil data
berupa tegangan, arus, daya, posisi tap dan spesifikasi
transformator III di gardu induk ungaran. Selain teknik
observasi dalam penelitian ini menggunakan teknik
dokumentasi yaitu dengan mengambil data melalui
pengamatan langsung objek dilapangan dengan diawasi oleh
petugas operator gardu induk ungaran dan pengambilan data
pada catatan atau rekaman data logsheet yang berupa data
tegangan arus, tegangan, dan daya transformator III yang ada
pada gardu induk ungaran pada bulan April dan Mei tahun
2014.
III. HASIL
Hasil penelitian yang dilaksanakan di PT. PLN (Persero)
Gardu Induk Ungaran dan Area Salatiga telah di dapatkan
data-data yang berkaitan dengan jatuh tegangan transformator,
jatuh tegangan pada sisi penyulang dan posisi tap pada
transformator daya 60MVA 150/20KV Merk XIAN di gardu
induk ungaran. Data kemudian dihitung, dianalisis dan
dideskripsikan sehingga mendapat jawaban dari tujuan dalam
penelitian ini, berikut ini adalah hasil penelitian antara lain:
1) Langkah-langkah menentukan posisi tap adalah sebagai
berikut:
1. Hitung arus rata-rata pada transformator 2. Menghitung Z (impedansi) transformator dalam satuan
ohm.
3. Menghitung Vdtrf 4. Menghitung Vout transformator setelah mengalami
drop tegangan.
5. Jika tegangan keluaran transformator diluar setting yang di tentukan, selanjutnyamemindah posisi tap pada
transformator sesuai dengan tegangan setting.
6. Menghitung tegangan transformator setelah kenaikan tap.
2) Hasil Penelitian Besar Jatuh Tegangan pada Sisi
Penyulang ditunjukkan pada Tabel II.
3) Dari Tabel II dapat diketahui penyebab adanya
perbedaan keluaran tegangan transformator dari nilai nominal
yang tertera pada transformator III merk XIAN adalah karena
besarnya prosentase jatuh tegangan lebih dari 5% (UGN01, 04,
06) saat nilai tegangan sesuai dengan nilai nominal yang
tertera pada transformator III yaitu sebesar 20KV, sehingga
perlu adanya perubahan tegangan kirim yang bertujuan untuk
menurunkan prosentase jatuh tegangan agar sesuai standart
SPLN72 : 1987. Usaha yang dilakukan untuk meningkatkan
tegangan terima dan menurunkan prosentase jatuh tegangan
yaitu dengan cara meningkatkan atau memperbesar tegangan
kirim menjadi 21KV.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
2
TABEL II. JATUH TEGANGAN SETIAP PENYULANG PADA BULAN APRIL 2014
Penyulang Beban Jam V
(Volt)
V (%)
20KV
V (%)
21KV
UGN 01
Maksimal 10.00 1039.43 5.20 4.95
19.00 1007.66 5.04 4.80
Minimal 10.00 499.29 2.50 2.38
19.00 730.78 3.65 3.48
Rata-rata 10.00 845.46 4.23 4.03
19.00 841.68 4.21 4.01
UGN 02
Maksimal 10.00 781.12 3.91 3.72
19.00 1156.27 5.78 5.51
Minimal 10.00 662.93 3.31 3.16
19.00 1079.18 5.40 5.14
Rata-rata 10.00 714.14 3.57 3.40
19.00 1078.67 5.39 5.14
UGN 04
Maksimal 10.00 1381.47 6.91 6.58
19.00 2117.65 10.59 10.08
Minimal 10.00 1117.90 5.59 5.32
19.00 1954.05 9.77 9.31
Rata-rata 10.00 1236.05 6.18 5.89
19.00 1991.92 9.96 9.49
UGN 05
Maksimal 10.00 52.32 0.26 0.25
19.00 55.68 0.28 0.27
Minimal 10.00 11.56 0.06 0.06
19.00 21.01 0.11 0.10
Rata-rata 10.00 44.66 0.22 0.21
19.00 48.76 0.24 0.23
UGN 06
Maksimal 10.00 1095.90 5.48 5.22
19.00 1032.83 5.16 4.92
Minimal 10.00 315.37 1.58 1.50
19.00 433.63 2.17 2.06
Rata-rata 10.00 839.40 4.20 4.00
19.00 637.31 3.19 3.03
UGN 07
Maksimal 10.00 415.98 2.08 1.98
19.00 323.81 1.62 1.54
Minimal 10.00 52.00 0.26 0.25
19.00 94.54 0.47 0.45
Rata-rata 10.00 288.19 1.44 1.37
19.00 189.16 0.95 0.90
IV. BAHASAN
A. Jatuh Tegangan Terhadap Perubahan OLTC pada Tranformator Daya III-60MVA
Pada dasarnya tegangan keluaran dari transformator III-
60MVA digardu induk ungaran tidak sesuai dengan yang
diinginkan, yaitu 21 kV. Hal ini karena terdapat rugi-rugi
tegangan didalam transformator itu sendiri (Vdrop trf). Untuk
menghitung jatuh tegangan pada transformator dapat dilihat
langkah-langkahnya sesuai flowchart pada Gambar 1.
Mulai
Arus fasa RArus Fasa SArus Fasa T
Hitung arus Rata-rata
Arus Rata-rataTegangan Dasar
MVA Dasar
Hitung Z base
Z baseZ trafo (pu)
Hitung Z trafo (ohm)
1
1
Z trafo (ohm)Arus Rata-rata (A)
Hitung V drop
V dropV dasar
Hitung V out new
selesai
Gambar 1. Flowchart Menentukan Besar Jatuh Tegangan Transformator.
Langkah-langkah flowchart tersebut dapat diketahui
besaran jatuh tegangan pada transformator III 60MVA
digardu induk ungaran yaitu melalui hasil pada Tabel II
sehingga menghasilkan grafik jatuh tegangan transformator
III-60MVA, ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Prosentase Jatuh Tegangan Transformator Daya III
Grafik persentase jatuh tegangan pada ranformator III
60MVA dapat diketahui bahwa jatuh tegangan pada
transformator tersebut di bawah standart SPLN 72 : 1987
yaitu maksimal sebesar 3% pada beban puncak pagi pukul
10.00 WIB maupun beban puncak malam pukul 19.00 WIB
sehingga perlu dilakukan evaluasi lebih lanjut yang bertujuan
untuk meningkatkan kualitas dari system tenaga listrik yang
ada di gardu induk ungaran.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
3
Jatuh tegangan pada transformator III 60MVA yang
dibawah standar SPLN 72 : 1987 disebabkan oleh umur
transformator yang sudah tua yaitu berumur 19 tahun
sehingga kualitas dari transformator tersebut menurun dan
adanya perubahan besar tegangan nominal keluaran
transformator III dari 20KV menjadi 21KV. Transformator III
60MVA dilengkapi dengan On Load Tap Changger (OLTC)
Merk MR Tipe (V III Y 350 76 10181 WR) artinya OLTC
tersebut bertipe V, 3 fasa, hubungan Y, arus maksimal 350A,
jumlah tap selector 10, dan maksimal tap 18 . OLTC pada
transformator III 60MVA mampu menstabilkan tegangan pada
sisi sekunder karena adanya jatuh tegangan pada
transformator dan perubahan beban pada sisi sekunder
sehingga keluaran pada sisi sekunder tetap pada besaran
21KV. Jatuh tegangan pada transformator yang dibawah
standart SPLN 72 : 1987 dapat diatasi dengan adanya OLTC
tersebut sehingga tegangan pada sisi sekunder transformator
tetap pada harga 21KV.
OLTC transformator III 60MVA mempunyai prosentase
bandwith (U) sebesar 1,5% pada sisi primer maupun sekunder sehingga sisi sekunder transformator akan
mengalami perubahan tegangan setiap tap-nya sebesar 300volt.
Semakin tinggi tegangan pada sisi primer tranformator, tap
pada OLTC akan menaikkan tap ke posisi yang lebih rendah
contohnya dari tap 13 berubah ke tap 10, perubahan pada tap
dari posisi 13 ke 10 menjadikan jumlah lilitan pada sisi primer
akan bertambah jumlahnya, sehingga menurunkan tegangan
pada sisi sekunder sebesar 3 tap x 300 volt = 900 volt. Begitu
pula sebaliknya jika Semakin rendah tegangan pada sisi
primer tranformator, tap pada OLTC akan menaikkan tap ke
posisi yang lebih tinggi contohnya dari tap 10 berubah ke tap
12, perubahan pada tap dari posisi 10 ke 12 menjadikan
jumlah lilitan pada sisi primer akan berkurang jumlahnya,
sehingga menaikkan tegangan pada sisi sekunder sebesar 2 tap
x 300 volt = 600 volt.
Posisi nominal tap transformator III 60MVA adalah pada
posisi tap 8 saat tegangan nominal 20KV karena adanya
perubahan tegangan nominal pada sisi sekunder transformator
menjadi 21KV maka posisi nominal tap transformator III
60MVA yang baru adalah pada posisi tap 9 saat tegangan
nominal 21KV, posisi tersebut didapatkan pada table 4.1 yaitu
pada tanggal 28 jam 10.00 pada saat itu posisi tap berada
pada angka 12 sedangkan perhitungan jatuh tegangan
transformator harus menaikkan jumlah tap sebanyak 3 tap
artinya posisi nominal tap OLTC pada transformator III
60MVA tanpa beban sebesar posisi tap 12 - 3tap = posisi tap 9.
B. Jatuh Tegangan Terhadap Perubahan OLTC pada Tranformator Daya III-60MVA
Kondisi jatuh tegangan pada setiap sisi penyulang keluran
transformator III 60MVA bervariasi. berikut ini adalah
pembahasan jatuh tegangan saat pembebanan antara lain :
1) Beban Maksimal bulan April 2014
Grafik persentase jatuh tegangan saat beban maksimal
dapat diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada
penyulang keluaran transformator III 60MVA pada saat beban
maksimal pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang
UGN 04 hal ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada
UGN04 dan besarnya beban arus maksimal yang mengalir
pada penyulang UGN 04 pada beban puncak pukul 10.00
maupun beban puncak pukul 19.00, penyulang ini mempunyai
lintasan panjang penghantar paling panjang sebesar 44,553
kms dibandingkan dengan penyulang lain. Selain penyulang
UGN 04 yang jatuh tegangan dibawah standart SPLN 72 :
1987 maksimal sebesar 5% adalah penyulang UGN 02 saat
pukul 19.00 dan 06 saat pukul 10.00 sedangkan pada
penyulang 05 dan 07 jatuh tegangan diatas standar SPLN 72 :
1987.
Gambar 3. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban Maksimal Bulan April 2014
penyulang 06 pada pukul 19.00 terjadi perbaikan jatuh
tegangan setelah adanya perubahan tegangan pada sisi
sekunder transformator III-60MVA yang sebelumnya 20KV
sebesar 5,17% sekarang menjadi 4,92% saat tegangan 21KV
sehingga sekarang masuk dalam standart SPLN 72 : 1987.
Selain UGN 06 saat pukul 19.00 yang mengalami perbaikan
jatuh tegangan sehingga masuk dalam standart SPLN 72 :
1987 adalah penyulang UGN 01 baik pukul 10.00 maupun
pukul 19.00.
2) Beban Minimal bulan April 2014
Gambar 4. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban Minimal Bulan April 2014
Grafik persentase jatuh tegangan saat beban minimal dapat
diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada penyulang
keluaran transformator III 60MVA pada saat beban minimal
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
4
pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang UGN 04 hal
ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada UGN04 dan
besarnya beban arus yang mengalir pada penyulang UGN 04
pada beban puncak pukul 10.00 maupun beban puncak pukul
19.00. Selain penyulang UGN 04 yang jatuh tegangan
dibawah standart SPLN 72 : 1987 maksimal sebesar 5%
adalah penyulang UGN 02 pada saat beban puncak pukul
19.00 sebesar 5,14% saat tegangan sekarang 21KV sedangkan
pada penyulang 01 dan 06 terjadi penurunan jatuh tegangan
yang signifikan dibandingkan saat beban maksimal.
Penyulang 05 dan 07 merupakan penyulang yang jatuh
tegangan diatas standar SPLN 72 : 1987 pada saat beban
maksimum maupun saat beban minimum.
3) Beban rata-rata bulan April 2014
Gambar 5. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban rata-rata Bulan April 2014
Grafik persentase jatuh tegangan saat beban rata-rata dapat
diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada penyulang
keluaran transformator III 60MVA pada saat beban rata-rata
pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang UGN 04 hal
ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada UGN04 dan
besarnya beban arus yang mengalir pada penyulang UGN 04
pada beban puncak pukul 10.00 maupun beban puncak pukul
19.00. Selain penyulang UGN 04 yang jatuh tegangan
dibawah standart SPLN 72 : 1987 adalah penyulang UGN 02
pada saat beban puncak pukul 19.00 sebesar 5,14% saat
tegangan 21KV.
Penyulang UGN 02 pada beban puncak pukul 10.00 dan
UGN 01 pada beban puncak pukul 10.00 mapun pukul 19.00
terjadi perbaikan jatuh tegangan setelah adanya perubahan
tegangan pada sisi sekunder transformator III-60MVA yang
sebelumnya 20KV diatas 5% sekarang menjadi dibawah 5%
saat tegangan 21KV sehingga sekarang masuk dalam standart
SPLN 72 : 1987.
4) Evaluasi pada Penyulang
Persentase jatuh tegangan pada saat beban maksimum,
minimum dan rata-rata bulan april 2014 dapat dilakukan
evaluasi di setiap penyulangnya. Evaluasi pada penyulang
antara lain:
1. Perubahan tegangan nominal transformator III-60MVA dari tegangan 20KV dirubah menjadi 21KV cukup
efektif dalam menurunkan presentase jatuh tegangan
pada penyulang UGN 01, 02 dan 06 sehingga sesuai
dengan standart SPLN 72 : 1987 yaitu jatuh tegangan
pada jaringan tegangan menengah maksimal 5%.
2. Penyulang UGN 05 dan 07 masih memungkinkan untuk dilaksanakan pengembangan jaringan dan beban
karena pada penyulang ini panjang maupun besar arus
beban yang mengalir masih cukup rendah yang
mengakibatkan jatuh tegangan pada penyulang ini
cukup rendah yaitu dibawah 5%.
3. Perlu adanya evaluasi pada UGN 04 karena jatuh tegangan pada penyulang tersebut lebih dari 10%
dengan cara pengurangan panjang penyulang dan
melimpahkan sebagian beban pada penyulang terdekat
untuk meningkatkan tegangan terima pada ujung
penyulang.
4. Ujung pada penyulang UGN 04 masih bisa dipasang transformator distribusi dengan off load tap changger
karena transformator distribusi dengan off load tap
changger mampu menerima tegangan menengah dari
21KV sampai 18KV sedangkan pada ujung penyulang
UGN 04 sebesar 18,8 KV saat beban maksimal dengan
tegangan kirim pada transformator III-60MVA sebesar
21KV.
5. Penyulang yang belum memenuhi standart yang ditetapkan perlu diadadakan evaluasi untuk
meningkatkan kehandalan tegangan pada jaringan
tegangan menengah yang akan berdampak kestabilan
tegangan pada sisi tegangan rendah atau beban
konsumen.
C. Penyebab Tegangan Keluaran Transformator Berbeda dari Nilai Nominal
Dari hasil penelitian penyebab tegangan keluaran
transformator berbeda dari nilai nominal diatas diketahui
bahwa penyebab tegangan keluaran transformator berbeda
dari nilai nominal karena adanya usaha untuk memperkecil
jatuh tegangan pada ujung penyulang yang bertujuan untuk
meningkatkan tegangan ujung penyulang. Pemilihan
perubahan tegangan dari 20KV menjadi 21KV karena
tingginya jatuh tegangan pada penyulang terutama pada
penyulang UGN 04 yang mencapai lebih dari 10%. Dipilihnya
tegangan dari 20KV menjadi 21KV karena dalam standart
SPLN yang membahas jaringan tegangan menengah
menerangkan bahwa tegangan pada jaringan tegangan
menengah yang diperbolehkan dalam sistem paling tinggi
adalah 21KV. Panjangnya setiap penghantar penyulang pada
keluaran transformator III menimbulkan impedansi yang
tinggi menyebabkan jatuh tegangan yang tinggi pula sehingga
perlu peningkatan tegangan kirim secara maksimal yaitu
sebesar 21KV. Dalam penelitian Doni Ridho Suryanto (2013)
di gardu induk srondol menjelaskan tegangan pada jaringan
tegangan menengah dirubah dari 20KV menjadi 20,5 karena
panjang rata-rata penyulang pada keluaran transformator
tidak lebih dari 10 kms menyebakan nilai jatuh tegangan tidak
terlalu tinggi sehingga tidak diperlukan peningkatan tegangan
kirim secara maksimal.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
5
V. PENUTUP
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat
diambil simpulan dan saran sebagai berikut.
A. Kesimpulan
1. Langkah awal dalam menentukan perubahan posisi tap pada On Load Tap Changer (OLTC) yaitu pertama
menentukan Ztrf untuk mengetahui jatuh tegangan
pada transformator, kedua mencari bandwith OLTC
untuk menentukan tegangan setiap kenaikan tap pada
On Load Tap Changer (OLTC) yang terahir adalah
membagi besar jatuh tegangan transformator dengan
besar tegangan setiap kenaikan tap yang dicari melalui
perhitungan bandwith OLTC.
2. Jatuh tegangan pada setiap penyulang berbeda-beda tergantung pada besar arus yang mengalir dan panjang
penghantar setiap penyulang, karena semakin panjang
penghantar maka besar jatuh tegangan semakin besar
pula yang disebabkan oleh adanya resistansi dan
reaktansi pada setiap penghantar yang mengakibatkan
adanya rugi-rugi pada penghantar.
3. Penyebab utama menaikkan tegangan nominal transfornator dari 20 KV manjadi 21 KV adalah untuk
memperbaiki jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang.
B. Saran
1. Dalam pengembangan jaringan dan beban harus berpedoman pada standart SPLN maupun PUIL yang
berlaku.
2. Perlu dilakukan perawatan pada transformator daya untuk meningkatkan kinerja dari transformator daya
tersebut.
3. Tegangan dan fluktuasi beban yang selalu berubah-ubah akan menyebabkan perubahan pada posisi tap
changernya, karena itu perlu diperhatikan kualitas
minyak pada On Load Tap Changer (OLTC) agar
kinerja On Load Tap Changer (OLTC) tetap terjaga
dengan baik.
4. Perlunya pengurangan panjang dan beban pada beberapa penyulang jaringan tegangan menengah
karena besarnya jatuh tegangan pada beberapa
penyulang.
REFERENSI
[1] Nurhayati, Titik. Priyo Kiswantoro. Mewaspadai Titik Kelemahan On Load Tap Changer (OLTC) Pada transformator Tenaga 60 MVA GIS
Simpang Lima, Jurnal Elektrika. 2(1): 15-25. 2010. [2] Alvian N.R.A., Sri S., Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder
Transformator Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran, S. T. skripsi, Universitas Negeri Semarang, Semarang, Indonesia. 2014.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
6
Rancang Bangun Miniatur Robot Lengan
Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535 Achmad Buchori dan I Made Sudana
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia
imsunnes@gmail.com
AbstrakKeterbatasan alat di laboratorium teknik elektro UNNES membuat mahasiswa kesulitan memahami konsep sistem robot lengan. Oleh karena itu, penulis merancang miniatur robot lengan menggunakan mikrokontroler Atmega8535. Komponen utama dari miniatur robot lengan adalah mekanik, elektronik dan
program. Rancang bangun miniatur robot lengan tersusun sistematis yaitu, pemilihan bahan yang cocok, perancangan perangkat keras (kerangka robot, lengan robot, gripper), perancangan elektronik (power supply, regulator, downloader, mikrokontroler), dan perancangan perangkat lunak. Sistem kerja robot memberikan program dan catu daya robot sehingga mampu memindahkan barang. Pengujian dilakukan setiap percobaan dengan metode pengujian trial and error (pengujian secara berulang untuk menghasilkan data yang akurat dengan meminimalkan kesalahan yang terjadi). Pengujian robot lengan dilakukan 9 kali percobaan, dengan waktu rata-rata 40,02 detik dan keberhasilan pemindahan barang mencapai 77,78%. Untuk mengurangi tingkat kesalahan pemindahan barang disarankan menggunakan piranti yang canggih dan kompleks.
Kata kunci robot lengan, Atmega 8535, mikrokontroler, piranti.
I. PENDAHULUAN
Aplikasi robot hampir tidak dapat dipisahkan dengan
industri, sehingga muncul istilah robot industrial, yaitu robot
tangan (robot arm) yang diciptakan untuk berbagai keperluan
dalam meningkatkan produksi, memiliki bentuk lengan-lengan,
sendi yang dapat bergerak berputar (rotasi) dan
memanjang/memendek [1].
Pembuatan dan perancangan robot lengan dengan
teknologi yang tinggi membutuhkan piranti yang mahal, untuk
menghemat biaya ditemukan miniatur robot [2]. Komponen
utama miniatur robot lengan pemindah barang terdiri dari
hardware dan software. Hardware berupa mekanik, elektronik,
sedangkan software berupa program. Mekanik berupa desain
robot, perancangan, dan perhitungan. elektronik terdiri dari
perangkat keras catu daya, mikrokontroler, dan piranti lainnya.
Sedangkan untuk program adalah software.
Artikel ini bermaksud menyajikan pembuatan miniatur
robot lengan dengan menggunakan pengendali mikrokontroler
Atmega8535 sebagai miniatur pembantu kerja manusia tanpa
ada rasa lelah, dan Menganalisis presentase keberhasilan robot
yang dibutuhkan untuk memindahkan barang dari tempat satu
ketempat yang lainnya dari posisi awal sampai target.
II. LANDASAN TEORI
A. Pengertian Robot
Suyadhi menyimpulkan bahwa robot adalah mesin hasil
rakitan karya manusia [4], tetapi bekerja tanpa mengenal lelah.
Sehingga robot ini mampu menirukan manusia bergerak dan
berbicara seperti robot di film-film dan di internet.
B. Tahapan Sistem Robot
Tahapan sistem robot terdiri dari mekanik, sistem kontrol,
sistem aktuator berupa sistem tangan.
C. Mekanaik
Mekanik sangat penting dalam pembuatan robot lengan
untuk membuat robot yang berkualitas dan seimbang. Nalwan
(2012) menyatakan bahwa rancang bangun sebuah robot tidak
hanya mendesain robot tetapi dalam pembuatan mekanik hal
yang harus diperhitungkan adalah perhitungan setiap
mendesain robot. Karena menghasilkan sebuah miniatur yang
berkualitas dan seimbang, maka perhitungan setiap komponen
harus diperhatikan secara matang dan teliti. Rumusan dasar
pembuatan lengan robot dinyatakan sebagai berikut.
Torsi Lengan 1:
M1= (L2/2 x W1)+(L1 x W4)+(L1L2/2) x W2+
(L1+L3) x W3 (1)
Torsi Lengan 2:
M2 = (L2/2 x W2) + (L3 x W3) (2)
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
7
7
Mikrokontroler AVR merupakan pengontrol utama standar
industri dan riset saat ini. Hal ini dikarenakan berbagai
kelebihan yang dimilikinya dibandingkan mikroprosesor,
antara lain murah, didukung software dan dokumentasi yang
memadahi, dan memerlukan komponen pendukung yang
sedikit. Salah satu tipe mikrokontroler AVR untuk aplikasi
standar yang memiliki fitur memuaskan ialah ATMega8535
[3-7]. Peneliti sebelumnya banyak menggunakan pengendali manual dibanding menggunakan chip mikrokontroler. Oleh
karena itu penelitian robot lengan menggunakan chip
mikrokontroler dengan tipe Atmega8535.
Keterangan :
M = Motor /Aktuator
L = Panjang Aktuator (lenght)
W = Berat Aktuator (weight)
2 = Jumlah DOF (Degree Of Freedom) pada lengan
Sistem mekanik robot ini secara grafis disajikan dalam
gambar 1 berikut.
Gambar 1. Mekanik Robot
D. Elektronik
Bagian kedua robot yang juga memiliki peran penting
dalam sebuah rancangan robot adalah sistem elektronik robot.
Sistem elektronika sebuah robot meliputi power supply,
mikrokontroler, downloader, dan LCD. Aktuator adalah alat
elektronmagnetik yang memiliki daya gerak. Pembuatan robot
akan selalu menggunakan aktuator karena aktuator berfungsi
sebagai penggerak robot sehingga suatu robot dapat
menyelesaikan tugasnya [5]. Jadi, dapat disimpulkan
elektronik adalah sumber komponen pengontrol dan
penggerak mekanik (robot).
E. Program Bahasa C
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang digunakan
untuk memprogram sebuah chip mikrokontroler. Menurut [6]
bahasa C termasuk dalam bahasa menengah yang instruksi
sinyal mudah untuk dipahami. Jadi kesimpulannya bahasa C
dipakai untuk membuat program karena masih sangat
compatible dikarenakan adanya kemudahan untuk
memanipulasi bit registrasi dan mengatur kecepatan eksekusi
sebagaimana bahasa tingkat rendah.
III. PERANCANAGAN DAN IMPLEMENTASI ROBOT LENGAN
A. Flow chart
Secara umum sistem kontrol konfigurasi flow chart sangat
penting untuk menentukan langkah program dalam
pemindahan barang
Gambar 2 menunjukkan sebuah flow chart robot lengan
dengan mengisinialkan atau mendeklarasi motor maka motor
akan terdeteksi. Jika tidak terpenuhi program akan lopping
atau dioper keatas kembali.
Gambar 2. Flow chart robot lengan
B. Perancanagan Mekanik
Pada Gambar 3 adalah diagram blok perancangan
miniatur robot lengan yang sangat penting. Pada sistem robot
berfungsi memudahkan pembuatan robot mulai dari sistem
mekanik, elektronik, dan program.
Gambar 3. Diagram blok robot
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
8
Pada Gambar 4 adalah kerangka robot lengan terdiri dari
beberapa komponen box robot, lengan robot, dan gripper.
Gambar 5 dan 6 adalah perancangan robot.
Gambar 4. Kerangka robot
Gambar 5. Lengan robot
Gambar 6. Lengan robot
C. Perancangan Elektronik
Perancangan elektronik menggunakan software livewire
dengan menggunakan simulasi padat dinyatakan sebagi
berikut.
Gambar 7 adalah perancangan rangkaian power suppy
komponen utamanya transformator, dioda sebagai penyearah,
kapasitor sebagai penyaring.
Gambar 7. Perancangan power supply
Gambar 8 dan 9 adalah rangkaian regulator yang akan
menyuplai mikrokontroler dan motor servo.
Gambar 8. Perancangan regulator
Gambar 9. Rangkaian Mikrokontroler
Di dalam mikrokontroler itu sendiri sebenarnya sudah bisa
digunakan atau di downlond program ke chip IC akan tetapi
memerlukan tambahan komponen yang lainnya di samping
tegangan atau catu daya. Ini adalah komponen yang
diperlukan untuk merancang mikrokontroler sehingga bisa di
downloand program diantaranya yaitu:
1. C1 = 220 piko Farad
2. C2 = 220 piko Farad
3. C3 = 100 Nano Farad
4. R1 = 100 K Ohm
5. X-tal = 11,0592 MHz
D. Implementrasi Robot Lengan
Miniatur Robot Lengan memiliki 3 komponen yaitu
mekanik, elektronik, dan program yang ditunjukkan sebagai
berikut.
Implementasi mekanik terdiri membuat box, pembuatan
lengan robot, dan gripper. Bahan dasar pembuatan robot
menggunakan akrilik dengan ketebalan 3mm. Akrilik dengan
ukuran 30 x 60 cm di potong bentuk persegi panjang.
Pemotongan akrilik menggunakan gergaji besi, setelah
dipotong proses selanjutnya yaitu pembentukan lengan. Proses
1
7
c
m
9
c
m 2
7
c
m
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
9
pelaksanaan pembuatan di laboratorium robotik UNNES PKM
lantai 2.
Implemenntasi elektronik dimulai pembuatan catu daya
yang terdiri dari transformator, penyearah (dioda), penyaring
(kapasitor) dan regulator 7805. Pengkabelan atau
penyambungan komponen-kompon tersebut sesuai
perancangan yang dilakukan sebelumnya. Setelah itu
elektronik selesai mulai menyambungkan motor servo ke
elektronik. Layout PCB disajikan dalam Gambar 10 dan 11.
Gambar 10. Implementasi Sismin
Gambar 11. Implementasi Regulator
Implementasi program dimulai mengecek mikrokontroler
ditandai ketika pada LCD mampu menampilkan karakter
tulisan huruf, kalimat ataupun angka. Setelah pengecekan
mikrokontroler dapat beroperasi langkah selanjutnya
memprogram motor servo mulai dari 0 derajat, 80 derajat,
sampai 180 derajat sesuai robot lengan yang ingin digunakan.
Di bawah ini program penampilan LCD
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("ACHMAD BUCHORI");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("TEKNIK ELEKTRO");
Jadi untuk penjelasan ini untuk nilai 43 kekiri bernilai 0
derajat sedangkan untuk 65 dan 86 bernilai 90 dan 180 derajat.
Program motor servo yang menunjukkan program 0 derajat.
void lima_putarka_naik()
{
for (s=65;s>=45;s--)
{
servo_pwm3=s;
delay_ms(50);
}
}
Pada program motor servo menunjukkan bahwa untuk
nilai s=65, s>=45, maka nilai s-- jadi nilai motor servo
dikurangi. Dengan keluaran PWM pada motor servo ke 3
sama dengan s dengan delay 50ms.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Miniatur Robot Lengan
Gambar 12 hasil miniatur robot lengan yang terdiri dari
box robot, lengan-lengan robot, dan gripper.
Gambar 12. Hasil Miniatur Robot Lengan
B. Hasil Pengujian Transformator
Pengujian transformator dilakukan di laboratorium
robotika UNNES. Dengan cara memberikan inputan tegangan
AC 220 volt AC dan keluarannya diukur mengggunakan
multimeter digital.
TABEL I. PENGUJIAN TRANSFORMATOR
Pengujian
ke-
(Input)
Volt
(AC)
(Output)
Volt (DC)
1 217,3 +15,06
2 217,3 +14,87
3 217,3 +14,88
Rata-rata 217,3 +14,93
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
10
C. Hasil Pengujian Regulator
Pengujian regulator dilakukan di laboratorium teknik
elektro UNNES denga keluaran dari transformator melewati
dioda, kapasitor dan menuju ke regulator.
TABEL II. REGULATOR SERVO1
Pengujian
ke-
Input 7805
(VDC)
Output 7805
(VDC)
1 +15,06 +4,95
2 +14,87 +4,91
3 +14,88 +4,96
Rata-rata +14,93 +4,90
TABEL III. REGULATOR SERVO2
Pengujian
ke-
Input 7805
(VDC)
Output 7805
(VDC)
1 +15,06 +4,98
2 +14,87 +4,93
3 +14,88 +4,98
Rata-rata +14,93 +4,96
TABEL IV. REGULATOR SERVO3
Pengujian
ke-
Input 7805
(VDC)
Output 7805
(VDC)
1 +15,06 +4,95
2 +14,87 +4,90
3 +14,88 +4,95
Rata-rata +14,93 +4,93
TABEL V. REGULATOR SERVO4
Pengujian
ke-
Input 7805
(VDC)
Output 7805
(VDC)
1 +15,06 +4,96
2 +14,87 +4,91
3 +14,88 +4,96
Rata-rata +14,93 +4,94
TABEL VI. REGULATOR SERVO5
Pengujian
ke-
Input 7805
(VDC)
Output 7805
(VDC)
1 +15,06 +4,96
2 +14,87 +4,92
3 +14,88 +4,96
Rata-rata +14,93 +4,94
D. Hasil Pengujian Pemindahan Barang
Hasil Pengujian pemindah barang disajikan dalam Tabel
VII.
TABEL VII. PENGUJIAN MINIATUR ROBOT LENGAN
No Jenis
benda
Berat
(gram)
Waktu
(detik)
Perpindahan
benda
1 Botol 30 35,40 Berhasil
2 Botol 30 44,35 Berhasil
3 Botol 30 33,49 Berhasil
4 Botol 30 34,97 Berhasil
5 Botol 30 43,44 Berhasil
6 Botol 30 45,39 Berhasil
7 Botol 30 38,19 Berhasil
8 Botol 30 47,25 Tidak berhasil
9 Botol 30 37,75 Tidak berhasil
Rata rata dan Tingkat
keberhasilan
40,02
77,78%
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan perancangan, pengujian dan analisis terhadap
miniatur robot lengan pemindah barang menggunakan
mikrokontroler AVR ATMega8535, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1. Cara yang dilakukan untuk membuat miniatur robot lengan yang mampu memindahkan benda berfungsi
untuk memudahkan kinerja manusia terdiri dari
berbagai tahapan yaitu pemilihan benda, perancangan
mekanik, perancangan elektronik, dan program robot.
2. Miniatur robot lengan memindahkan benda dengan berat 30 gram jarak 33,5 cm dari posisi awal ke posisi
target menghasilkan waktu rata-rata sebesar 40,02
detik menghasilkan keberhasilan pemindahan barang
mencapai 77,78% dengan 9 kali percobaan.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
11
B. Saran
Dalam hasil penelitian kali ini, masih terdapat kekurangan
yang dapat ditambahkan dalam proses penyempurnaan alat
adalah sebagai berikut :
1. Untuk benda yang dipindahkan oleh robot lengan harus sesuai dengan gripper karena robot tidak di desain
multifungsi.
2. Bila menginginkan suatu alat sesungguhnya maka dibuat robot dengan menggunakan piranti yang terbuat
dari pneumatik, besi, alumunium dan lain-lain.
REFERENSI
[1] E. Pitowarno, Desain, Kontrol, dan Kecerdasan, ROBOTIKA, Buatan. Yogyakarta: ANDI., 2006.
[2] Suyadi dkk., Rancang Bangun Robot Pemindah Barang Dengan Sistem Kontrol Berbasis Mikrokontroler, Politeknik Negeri Semarang Semarang.
[3] W. Budiharto, Robotika Teori dan Implementasinya, Yogyakarta: ANDI, 2010.
[4] Suyadhi dan D. S. Septian., Buku Pintar Robotika, Yogjakarta: ANDI., 2010.
[5] Nalwan dan Andi, Teknik Rancang Bangun Robot, Yogyakarta: ANDI, 2012
[6] Sasongko dan Bagus Hari, Pemrograman Mikrokontroler dengan Bahasa C, Yogyakarta: ANDI, 2012
[7] W. Budhiharto, Aneka Proyek Mikrokontrole (Panduan Utama untik Riset/Tugas Akhir). Yogyakarta,: Graha Ilmu, 2011
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
12
Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai
Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin
di Universitas Negeri Semarang Dita Yustiasri
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia
ditayustiasrii@gmail.com
Abstrak Media pembelajaran merupakan segala fisik yang menyajikan pesan serta perangsang peserta didik untuk belajar, sehingga keberadaan media pembelajaran penting untuk membantu dalam proses belajar mengajar. Alat peraga adalah salah satu media pembelajaran, dengan memanfaatkan alat peraga proses pembelajaran akan dapat mempermudah dalam memahami materi yang dipelajari oleh mahasiswa, karena ditampilkan dalam bentuk nyata. Teknik Pendingin adalah salah satu mata kuliah yang ada pada Prodi Pendidikan Teknik Elektro. Permasalahannya apakah alat peraga lemari pendingin layak sebagai media pembelajaran pada mata kuliah Teknik Pendingin jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang. Untuk itu perlu diadakan penelitian untuk mengetahui apakah alat peraga lemari pendingin ini layak untuk dignakan sebagai media pembelajaran. Data dikumpulkan dengan metode angket tertutup maupun terbuka. Alat peraga lemari pendingin ini diujicoba oleh dosen ahli materi teknik pendingin. Metode analisis yang digunakan adalah metode analisis statistik deskriptif. Menurut hasil penelitian dari responden secara keseluruhan, alat peraga lemari pendingin pada mata kuliah Teknik Pendingin ini layak digunakan sebagai media pembelajaran. Dosen ahli materi mengemukakan alat peraga ini layak dijadikan alat peraga setelah
adanya revisi alat. Berdasarkan dari hasil penelitian dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa menurut mahasiswa media pembelajaran yang berupa alat peraga lemari pendingin pada mata kuliah Teknik Pendingin diwujudkan dengan menyusun prosedur kerja dengan langkah-langkah sebagai berikut: perencanaan alat peraga, penyediaan alat dan bahan, pembuatan alat peraga, validasi alat peraga, uji coba
alat peraga, dan evaluasi. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan kepada mahasiswa dengan beberapa aspek, alat peraga lemari pendingin ini termasuk dalam kategori layak, sehingga alat peraga ini dapat digunakan sebagai media pembelajaran. Namun masih terdapat kekurangan pada bahan penutup yang dugunakan seharusnya tidak menggunakan kaca agar tidah mudah pecah, dan jika menggunakan kaca suhu yang ada di dalam lemari pendingin masih dapat terpengaruh oleh suhu udara luar.
Kata kunci Media Pembelajaran, teknik pendingin, universitas negeri semarang, alat peraga, lemari pendingin
I. PENDAHULUAN
Proses belajar mengajar melibatkan proses komunikasi
antara pendidik dan peserta didik, untuk memperlancar proses
itu diperlukan media komunikasi, yang pada dunia pendidikan
tersebut dikenal sebagai media pembelajaran, dan media
pembelajaran dapat berupa alat peraga.
Teknik Pendingin adalah salah satu mata kuliah yang ada
pada Jurusan Teknik Elektro UNNES. Survey awal yang
merupakan pengalaman pribadi, dalam perkuliahan teknik
pendingin dosen menggunakan media power point, namun
dengan media pembelajaran ini mahasiswa kurang memahami
cara kerja lemari pendingin, karena hanya bisa
membayangkan dan memperkirakan bagaimana bentuk dan
cara kerjannya. Dengan power point dan media pembelajaran
flash, mahasiswa mengalami kesulitan dalam memahami
materi mata kuliah Teknik Pendingin, disamping itu tidak ada
mata kuliah prakteknya. Adanya alat peraga, diharapkan
mahasiswa dapat memahami tentang sistem pendingin dengan
lebih jelas, disamping itu bagi dosen pengajar dapat
menyampaikan materi dengan baik dan jelas karena langsung
tersedia alat peraga.
Konsep alat peraga pembelajaran mata kuliah Teknik
Pendingin diharapkan dapat membuat mahasiswa merasa
tertarik dalam belajar, sehingga mahasiswa dapat belajar
dengan baik dan secara nyata melihat komponen pendingin
yang dipelajari bahkan berperan langsung dalam
pengoperasian alat peraga ini. Untuk itu diperlukan suatu
desain alat yang menarik dan penjelasan yang lengkap tentang
cara pengoperasian alat peraga tersebut.
Berdasarkan alasan tersebut diadakan penelitian dengan
judul Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin Di
Universitas Negeri Semarang. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat alat peraga
Lemari Pendingin yang dapat memberikan pemahaman awal
pada mahasiswa.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
13
13
II. LANDASAN TEORI
A. Media Pembelajaran
Pengertian media pembelajaran antara lain disampaikan
menurut Asosiasi Teknologi Komunikasi Pendidikan (AECT),
media pembelajaran adalah segala sesuatu yang digunakan
orang untuk menyalurkan pesan.
B. Pengertian Alat Peraga
Alat peraga memegang peranan penting sebagai alat bantu
untuk menciptakan proses belajar mengajar yang efektif.
C. Alat Peraga Lemari Pendingin
Alat peraga lemari pendingin ini dibuat sebagai alat peraga
mata kuliah Teknik Pendingin khususnya pada bagian yang
membahas lemari es di Jurusan Teknik Elektro Universitas
Negeri Semarang. Alat peraga ini menjelaskan tentang
komponen utama pada sistem pendingin, yang meliputi
kompresor, overload, filter, kondensor, evaporator, dan
akumulator. Alat peraga ini mendemonstrasikan bagaimana
kerja lemari es menghasilkan udara dingin dan terjadinya
bunga es pada lemari es.
D. Komponen Lemari Pendingin
Alat-alat listrik pada lemari pendingin sering kali
menimbulkan gangguan dan kerusakan sehingga lemari
pendingin tidak dapat bekerja. Fungsi komponen listrik lemari
pendingin yang penting diantaranya :
1. Sebagai tenaga penggerak: motor listrik di dalam
kompresor hermetik, fan motor dan timer motor.
2. Sebagai alat pengatur: pengatur suhu, defrost timer,
keran selenoide, relai magnetic, saklar (switch) untuk
lampu dan fan motor.
3. Sebagai alat pengaman: overload pada kompresor,
sekering untuk lemari pendingin, defrost thermostat
dan thermo fuse pada defrost heater.
4. Sebagai kapasitor untuk membantu start dan
memperbaiki faktor kerja motor listrik.
5. Sebagai alat pemanas listrik, lampu penerangan.
Semua komponen tersebut semua dihubungkan dengan
kabel, sehingga dapat mengatur batas-batas suhu di dalam
lemari pendingin. Lemari pendingin yang dapat mencairkan es
di evaporator secara otomatis memerlukan komponen listrik
yang lebih banyak jumlahnya.
E. Sistem Kerja Lemari Pendingin
Bahan pendingin (refrigerant) juga disebut freon, adalah
zat yang ditekan oleh kompresor dan mengalir dalam sistem.
Wujudnya berubah-ubah dari gas menjadi cair, lalu menguap
menjadi gas dan seterusnya [1], [2].
Gambar 1. Sistem kerja lemari pendingin
Kompresor sebagai tenaga penggerak, menghisap bahan
pendingin gas dari evaporator (penguap) dengan suhu rendah
dan tekanan rendah, lalu dimampatkan sehingga menjadi gas
dengan tekanan tinggi dan suhu tinggi. Gas tersebut melalui
pipa tekan, ditekan keluar kompresor, lalu mengalir ke
kondensor pada bagian yang paling atas.
Kondensor didinginkan oleh udara luar pada suhu ruang.
Waktu gas dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi mengalir di
dalam pipa sepanjang kondensor, gas tersebut dari luar
didiginkan oleh udara, maka suhunya turun. Setelah suhunya
mencapai suhu kondensasi lalu mengembun. Wujud gas
sedikit demi sedikit berubah menjadi cair. Tetapi tekanannya
masih tetap tinggi. Waktu bahan pendingin keluar dari bagian
bawah kondensor wujudnya telah seluruhnya berubah manjdi
cair pada suhu ruangan atau suhu dingin lanjut, tetapi
tekanannya masih tetap tinggi. Cairan tersebut lalu mengalir
ke pengering.
Pengering (drier) berisi bahan pengering di antara dua
buah kawat saringan. Dapat menyerap lembab air, asam dan
menyaring kotoran di dalam sistem. Bahan pendingin cair dari
pengering dengan tekanan tinggi mengalir ke pipa kapiler.
Pipa kapiler mempunyai lubang yang sangat kecil, dapat
menurunkan tekanan bahan pendingin cair waktu mengalir di
dalam pipa kapiler tersebut mendapat tahanan dan hambatan
yang sangat besar, sehinga tekanannya menurun. Bahan
pendingin yang keluar dari pipa kapiler tetap berwujud cair
dengan suhu ruang, tetapi tekanannya telah turun rendah
sekali, lalu masuk ke dalam evaporator.
Evaporator (penguap) terdiri dari pipa-pipa yang besar.
Tekanan di dalam pipa tersebut rendah sekali, karena dihisap
dan dibuat vakum oleh kompresor. Waktu bahan pendingin
cair masuk ke evaporator, cairan tersebut segera menguap dan
wujudnya berubah dari cair menjadi gas dengan suhu rendah
dan tekanan rendah. Dalam proses mengubah zat cair menjadi
gas diperlukan kalor, yang diambil dari dekat evaporator dan
panas yang ada di dalam lemari es. Dari evaporator bahan
pendingin mengalir ke dalam akumulator.
Akumulator adalah penampung bahan pendingin gas yang
telah menguap dan bahan pendingin cair yang tidak sempat
menguap di evaporator. Bahan pendingin cair ditampung pada
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
14
bagian bawah akumulator, hanya bahan pendingin gas dari
bagian atas yang dapat mengalir melalui saluran hisap ke
kompresor.
Saluran hisap menghubungkan evaporator dan kompresor.
Sebagian pipa kapiler dan saluran hisap umumnya dilekatkan
dan disolder menjadi satu, dinamankan penukar kalor. Gas
dingin dari evaporator mengalir di dalam saluran hisap ke
kompresor. Cairan hangat dari kondensor mengalir di dalam
pipa kapiler ke evaporator dengan arah yang berlawanan.
Dengan membuat penukar kalor seperti ini, kapasitas
mendinginkan dari sistem dapat dinaikkan. Di dalam rumah
kompresor gas yang dingin masih berguna untuk
mendinginkan kumparan motor dan minyak pelumas
kompresor. Kemudian gas dihisap oleh kompresor masuk ke
dalam silinder dan dimampatkan kembali oleh torak, sehingga
menjadi gas tekanan tinggi dan suhu tinggi. Gas tersebut
keluar dari kompresor lalu mengalir ke kondensor lagi.
Demikianlah kerja ini diulangi terus-menerus sampai suhu
di salam lemari es menjadi dingin. Kontak listrik pada
pengatur suhu akan membuka dan kompresor berhenti.
Setelah lewat beberapa menit kemudian, suhu di dalam lemari
es akan naik. Kontak listrik pada pengatur suhu akan menutup
lagi dan kompresor bekerja kembali.
Jika es yang terjadi di evaporator telah tebal, sampai lebih
dari 6 mm, maka es tersebut harus dicairkan. Terjadinya es
dan bunga es pada bagian freezer dipengaruhi oleh suhu udara
ruang, kelembaban udara, jumlah, dan lamanya pintu lemari
es terbuka. Mencairkan es di evaporator ada tiga macam:
1) Secara manual (manual defrost cycles)
Manual defrost hanya dipakai pada lemari es model lama
yang bentuk dan sistemnya sederhana. Evaporator berbentuk
pelat dan tidak memakai fan motor di dalam lmari es. Untuk
lebih cepat mencairkan es di evaporator, kita harus
mengeluarkan semua barang yang dingin dan beku dari dalam
lemari es. Bahan makanan beku dibungkus dengan plastik
atau kertas beberapa lapis agar tidak mencair. Untuk
membantu mempercepat mencairkan es di evaporator, kita
dapat meletakkan panci dengan air panas di dalam evaporator.
Setelah semua es di evaporator mencair, bagian dalam lemari
es dibersihkan dan sisa air yang tertinggal dikeringkan. Kita
kembalikan lagi barang-barang di luar yang masih dingin ke
dalam lemari es. Kemudian kompresor dijalankan kembali.
Pada lemari es yang tidak mempunyai tombol defrost. Tombol
pengatur suhu diputar ke OFF dan steaker lemari es dilepas
dari stop kontak. Setelah es pada evaporator dibersihkan dan
sisa air dikeringkan dengan kain, streaker lemari es dipasang
kembali pada stop kontak pengatur kembali.
2) Secara semi otomatis (semi automatic defrost cycles)
Umumnya lemari es satu pintu memakai pengatur defrost
semi otomatis. Semi otomatis defrost adalah mencairkan es di
evaporator dengan menekan tombol defrost, sehinggga
hubungan listrik ke kompresor terputus. Setelah es di
evaporator mencair semuanya, suhu evaporator akan naik dan
secara otomatis kontak listrik di pengatur suhu akan
berhubungan kembali. Kompresor bekerja mendinginkan
kembali. Jadi waktu es di evaporator telah menjadi tebal,
hanya perlu menekan tombol pengatur defrost dan selanjutnya
akan terjadi kerja mencairkan es di evaporator. Setelah es
mencair semuanya dan suhu evaporator menjadi tinggi akan
langsung terjadi kerja mendinginkan kembali. Kombinasi
pengatur suhu dan pengatur defrost mempunyai dua pipa
kapiler. Sebuah pipa kapiler adalah bulp dari pengatur suhu
dan sebuah lagi untuk menjalankan kompresor kembali
setelah es di evaporator mencair semuanya. Kompresor
bekerja bekerja mendinginkan evaporator. Apabila tombol
defrost ditekan, pemanas listrik atau keran selenoide dialiri
arus listrik. Es di evaporator dicarkan, setelah es di evaporator
mencair semuanya, suhu evaporator akan naik. Gas di dalam
pipa kapiler dari pengatur defrost akan bertambah tekanannya,
sehingga cukup kuat untuk mendorong kontak listrik.
Hubungan listrik ke pemanas listrik atau keran selenoide
terputus. Kompresor bekerja mendinginkan kembali.
3) Secara otomatis (automatic defrost cycles)
Pada umunya lemari es yang besar dengan dua pintu,
dilengkapi dengan sistem defrost secara otomatis dan disebut
No-Frost. Lemari es semacam ini memang pada bagian
freezer dan lemari es tidak akan terjadi es yang tebal, karena
mencairkan es di evaporator, dimulai dan selasainya terjadi
secara otomatis. Automatik defrost adalah mencairkan es di
evaporator secara otomatis. Tidak perlu menekan atau
memutar tombol untuk membuat defrost. Setelah mencairkan
es di evaporator selesai, mendinginkan evaporator kembali
akan terjadi dengan sendirinya secara otomatis.
Aliran udara pada lemari es dapat terjadi pada dua tempat:
1. Di dalam lemari es pada bagian freezer dan bagian
tempat menyimpan makanan
2. Di luar lemai es pada bagian bawah dan belakang,
untuk mendinginkan kompresor dan kondensor.
Lemari es model tua atau lemari es yang kecil, umumnya
tidak memakai fan motor. Aliran udara di dalam dan di luar
lemari es terjadi secara alamiah (natural).
Lemari es dua pintu yang besar di dalamnya memakai fan
motor untuk membuat sirkulasi udara yang merata di dalam
bagian freezer dan tempat menyimpan makanan. Kompresor
yang besar kapasitasnya dan tidak memakai pendingin minyak,
juga harus memakai fan motor untuk mendinginkan motor
listrik dan minyak pelumas di dalam kompresor. Kondensor
yang kecil ukurannya juga harus memakai fan motor, agar
mendapat aliran udara yang cukup.
Aliran udara pada lemari es ada dua macam:
1) Secara alamiah tanpa fan motor
Di dalam lemari es dengan satu pintu, udara dingin pada
bagian atas akan dekat dengan evaporator mempunyai berat
jenis yang lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dingin akan
mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian
bawah lemari es karena berat jenisnya lebih kecil dan didesak
oleh udara dingin dari atas, akan mengalir naik ke atas menuju
evaporator. Udara panas oleh evaporator didinginkan menjadi
dingin dan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah
terjadi terus-menerus sehingga di dalam lemari es dapat terjadi
aliran udara secara alamiah.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
15
Di luar lemari es aliran udara juga dapat terjadi secara
alamiah. Kondensor yang panas akan membuat udara di
dekatnya menjadi panas dan berat jenisnya menjadi lebih kecil.
Udara panas akan naik ke atas dan tempatnya menjadi vakum.
Udara luar akan mengalir dari muka bagian bawah pintu,
melalui bagian bawah lemari es sambil mendinginkan
kompresor lalu membelok ke atas pada bagian belakang
lemari es sambil mendinginkan kondensor lalu menuju ke
tempat yang vakum. Demikianlah terjadi aliran udara secara
almaiah, dari bagian bawah lemari es ke bagian belakang lalu
ke atas.
2) Peniupan oleh fan motor
Di dalam lemari es dua pintu yang memakai fan motor,
dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke
semua bagian lemari es. Udara panas di lemari es dihisap oleh
fan motor lalu dialirkan melalui evaporator. Udara menjadi
dingin dan oleh fan motor didorong melalui saluran atau
cerobong udara, dibagi merata ke semua bagian dalam lemari
es.
F. Kerangka Berfikir
Kegiatan belajar perlu adanya suatu sarana yang
membantu serta memudahkan dalam memahami materi yang
sedang dipelajari. Dalam hal ini alat peraga berperan sebagai
media pembelajaran, yang perlu adanya uji kelayakan alat
peraga untuk digunakan sebagai media pembelajaran.
Penggunaan media pembelajaran alat peraga dalam proses
belajar mengajar dapat membangkitkan minat yang baru,
membangkitkan motivasi dan merangsang kegiatan belajar,
sehingga media alat peraga lemari pendingin ini dapat
mengatasi kekurangan media pembelajaran yang lain. Dari
tahun ke tahun yang sering mengalami perkembangan adalah
penggunaan software sebagai media pembelajaran, misalnya
power point dan flash. Tapi pada media pembelajaran ini
masih terdapat kekurangan, karena pada saat pembelajaran
hanya dapat membayangkan bagaimana bentuk dan cara kerja
lemari pendingin. Kekurangan lain yaitu sulit dipahami karena
hanya berupa keterangan.
Pada dasarnya kekurangan pada alat peraga ini adalah
hanya dapat mendemonstrasikan lemari pendingin yang satu
pintu dan tidak menggunakan defrost, jadi ada beberapa
komponen pendingin tidak ada dalam alat peraga ini.
III. PROSEDUR KERJA
A. Perencanaan Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin
Dalam prosedur ini peneliti telah melakukan beberapa
kegiatan antara lain: observasi awal, menentukan
permasalahan, menentukan materi pokok dan penggunaan alat
peraga. Desain alat peraga juga dilakukan pada awal
perencanaan, alat dan bahan apa saja yang dibutuhkan.
B. Membuat Alat Peraga Lemari Pendingin
Dalam hal ini peneliti melakukan tiga langkah, yaitu
perencanaan, penyediaan alat dan bahan serta langkah kerja.
1) Perencanaan
Menentuka media yang digunakan untuk membuat
kerangka atau tiruan lemari pendingin.
2) Penyediaan alat dan bahan
Mempersiapkan komponen utama dari lemari pendingin
untuk merangkai alat peraga lemari pendingin. Alat dan
bahan yang digunakan dalam proses pembuatan alat peraga
lemari pendingain antara lain:
1. Kompresor jenis hermetik yang berdaya 1/10 PK 2. Relay PTC 3. Kondensor 4. Filter 5. Evaporator jenis roll bond 6. Pipa Kapiler 7. Las 8. Refrigeran Ramah Lingkungan R 134a 9. Tang Amper 10. Manipol 11. Vacuum 12. Saklar 13. Lampu Kulkas 14. Kabel 15. Peralatan Tang, Obeng, Solder dan timah
3) Langkah Kerja
Langkah kerja yang pertama dilakukan adalah memastikan
box kaca siap untuk digunakan sebagai kerangka untuk
peletakan mesin pendingin. Merangkai komponen utama
mesin pendingin pada box kaca mulai dari kompresor, relay,
kondensor, evaporator, filter, pipa kapiler, dengan
menggunakan las.
Setelah itu merangkai bagian kelistrikannya, thermostat,
kompresor, lampu, saklar. Langkah selanjutnya adalah
mengecek kebocoran dari sistem pendingin dengan
menggunakan vacuum dan manipol, jika vacuum sudah
menyatakan tekanan sebessar -29 maka dinyatakan sistem
telah vacuum.
Terakhir yaitu mengisi refrigerant melalui pipa tekan
kompresor. Refrigerant yang digunakan adalah R 134a
sebanyak 70 gram, setelah pengisian di cek sirkulasi
refrigerant menggunakan tang amper, jka lancar (0,6-0,7
Ampere) maka system dinyatakan stabil atau layak pakai.
C. Validasi Alat Peraga atau Review
Validasi alat peraga ini adalah kegiatan uji coba alat
peraga yang dilakukan oleh peneliti kepada dosen ahli materi
mata kuliah Teknik Pendingin,. Jika alat peraga ini masih ada
kekurangan atau kesalahan maka harus diperbaiki lagi atau
kembali lagi ke tahap selanjutnya.
D. Evaluasi
Kegiatan akhir yang dilakukan peneliti adalah
mengevaluasi hasil penelitian yang telah dilakukan untuk
mengetahui kelayakan alat peraga lemari pendingin yang telah
dibuat.
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
16
IV. METODE PENELITIAN.
A. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian dan
pengembangan (research and development/ R&D). Menurut
[3] Penelitian dan Pengembangan adalah metode penelitian
yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan
menguji keefektifan produk tersebut.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di gedung Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Negeri Semarang. Waktu penelitian
dilaksanakan pada bulan April semester genap tahun ajaran
2013/2014.
C. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dilaksanakan adalah
menggunakan kuesioner dan Expert Judgement dari para ahli
materi Teknik Pendingin. Expert Judgement adalah review
dari para ahli materi. Kuesioner merupakan teknik
pengumpulan data yang dilakukan dengan cara memberi
seperangkat pertanyaan atau pernyataan tertulis kepada
responden untuk dijawabnya [3]. Kuesioner merupakan teknik
pengumpulan data yang efisien bila peneliti tahu dengan pasti
variabel yang akan diukur dan tahu apa yang bisa diharapkan
dari responden.
Dalam menggunakan metode angket atau kuesioner,
instrument yang dipakai dalam mengumpulkan data adalah
instrument angket atau kuesioner. Langkah-langkah dalam
menyusun angket penelitian sebagai berikut [3]:
1. Menyusun kisi-kisi angket. 2. Membuat kerangka pertanyaan. 3. Menyusun urutan pertanyaan. 4. Membuat format, untuk memudahkan responden
mengisi angket.
5. Membuat petunjuk pengisian. 6. Uji coba angket, untuk mengetahui kelemahan serta
yang menyulitkan responden dalam menjawab.
7. Revisi angket. 8. Memperbanyak angket.
Dalam pengisian angket tersebut, para ahli materi akan
menyampaikan sikapnya melalui pernyataan tertulis. Oleh
karena itu, dalam instrument ini peneliti menggunakan model
skala sikap yang disebut Skala Likert.
D. Metode Analisis Data
Metode analisis data yang peneliti lakukan adalah Metode
Analisis Statistik Deskriptif. Statistik deskriptif adalah
statistik yang digunakan untuk menganalisis data dengan cara
mendeskripsikan atau menggambarkan data yang telah
berkumpul sebagaimana adanya tanpa bermaksud membuat
kesimpulan yang berlaku umum atau generalisasi [3]. Setelah
semua data terkumpul langkah elanjutnya adalah
menganalisis data. Untuk menganalisis angket dilakukan
langkah-langkah sebagai berikut:
1. Memeriksa angket dan review dari para dosen ahli materi.
2. Mengkuantitatifkan jawaban setiap pertanyaan dari angket sesuai indikator dengan memberi skor sesuai
dengan bobot yang telah ditentukan.
3. Membuat tabulasi data. 4. Menghitung presentase dengan cara membagi suatu
skor dengan totalnya dan mengalikan dengan 100
seperti rumus berikut [4]:
Presentase (100%) = n/N x 100%
Keterangan : n = skor variable
N = skor total
5. Dari presentase yang diperoleh kemudian ditransformasikan ke dalam kalimat yang bersifat
kualitatif. Untuk menentukan kategori tinggi, sedang
dan rendah dalam bentuk table statistik distributif
maka perlu menentukan nilai maksimum, nilai
minimum, dan intervalnya. Dengan mengadaptasi
rumus di atas maka dapat menentukan nilai indeks
minimum dan indeks maksimum. Sedangkan untuk
menentukan panjang interval, dapat dicari dengan data
terbesar dikurangi data terkecil kemudian dibagi
dengan jumlah kelas interval.
Dari rumus-rumus tersebut maka diperoleh sebagai berikut:
1. Menentukan presentase skor maksimal (PS) PS = (Skor Maksimum)/(NSkor Maksimum) x
100%
= 5/5 x 100%
= 100%
Menentukan presentase skor
minimal
= (N Skor Minimum)/(NSkor Maksimum)
x 100%
= 1/5 x 100%
= 20%
Menentukan Range
= 100%-20%
= 80%
2. Menentukan interval yang dikehendaki yaitu Sangat Layak, Layak, Cukup Layak, Tidak Layak, Sangat
Tidak Layak.
3. Menentukan lebar interval yaitu 80/5 = 16 4. Berdasarkan perhitungan dan cara di atas maka
diperoleh Range presentase atau kelas interval kriteria
kualitatif. Dengan presentase skor minimal yaitu 20%,
dan presentase skor maksimal yaitu sebesar 100%,
dengan lebar interval 16, disajikan dalam Tabel I.
5. Mendeskripsikan review dari para dosen ahli materi dan membuat pembahasan dan kesimpulan.
TABEL I. INTERVAL PENGKATEGORIAN SKALA KUALITATIF
Interval Kriteria
84% < skor 100% Sangat Layak
68% < skor 84% Layak
52% < skor 68% Cukup Layak
36% < skor 52% Tidak Layak
20% < skor 36% Sangat Tidak Layak
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
17
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Alat Peraga
Alat peraga lemari pendingin merupakan alat peraga yang
digunakan sebagai media pembelajaran mata kuliah Teknik
Pendingin untuk mahasiswa program studi Pendidikan Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Alat
peraga ini dibuat dari kerangka aluminium, dengan penutup
dari kaca berbentuk box seperti lemari pendingin pada
umumnya. Dengan panjang 50cm, lebar 40cm dan tinggi
50cm, berkapasitas 80 liter, dibuat tanpa penyekat udara
sehingga alat peraga ini masih terpengaruh dengan suhu udara
di sekitarnya. Dalam alat peraga ini terdapat komponen-
komponen sistem pendingin, seperti kompresor yang berdaya
0,1PK, kondensor, pipa kapiler berdiameter 0,31cm,
evaporator bertipe roll bond, thermostat, filter, dan PTC relay.
Refrigerant yang digunakan untuk mengisi sistem adalah
refrigerant yang ramah lingkungan yaitu R-134a sebanyak 70-
80gram. Untuk membantu mempelajari sisten pendingin pada
alat peraga ini, dilengkapi dengan adanya skema kulkas satu
pintu yang tertempel di sisi kanan alat peraga.
Gambar 2. Tampilan depan alat peraga
Gambar 3. Tampilan alat peraga terlihat dari samping
Tampilan depan alat peraga, tampak terbuat dari kaca dan
terlihat bagian evaporatornya. Tampilan alat peraga dari
samping kiri terlihat bagian evaporator, dan kondensor.
Tampilan alat peraga terlihat dari belakang, terlihat thermostat,
kondensor, kompresor, saringan, dan pipa kapiler.
Gambar 4. Tampilan alat peraga dari belakang
B. Hasil Angket Tanggapan Alat Peraga
Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya,
bahwa penelitian dilakukan dengan menggunakan metode
pengumpulan data menggunakan angket dan judgement dari
para dosen ahli materi. Angket yang diberikan adalah tentang
teknis dari alat peraga, apakah alat tersebut layak dan dapat
memberikan pemahaman awal pada mahasiswa.
C. Hasil Angket Tanggapan Alat Peraga
Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya,
bahwa penelitian dilakukan dengan menggunakan metode
pengumpulan data menggunakan angket dan judgement dari
para dosen ahli materi. Angket yang diberikan adalah tentang
teknis dari alat peraga, apakah alat tersebut layak dan dapat
emeberikan pemahaman awal pada mahasiswa.
Angket dengan aspek kualitas teknis pada alat peraga
sistem pendingin ini memuat 8 item pernyataan yang harus
dijawab oleh dosen ahli materi yang dijadikan sampel
penelitian. Pada aspek ini para dosen ahli materi telah
menjawab angket dengan baik dan benar dalam arti menjawab
angket sesuai dengan petunjuk yang diberikan. Berikut hasil
angket tentang teknis alat peraga pada Tabel II.
Tanggapan alat peraga dari ahli media memberikan hasil
sebagai berikut : Komponen alat peraga terlihat dengan jelas
(90%), Kinerja komponen alat peraga berjalan normal (70%),
Dapat terjadi dingin pada evaporator (80%), Kompresor
bekerja normal (100%), Peletakan komponen aman untuk
dioperasikan jangka panjang (90%), Proses pendinginan
relative cepat (60%), Dapat digunakan sebagai pemahaman
awal konsep pendingin (90%), Alat peraga mudah
dioperasikan (90%).
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
18
Gambar 5. Grafik Hasil Angket Dosen Ahli Materi
TABEL II. HASIL ANGKET TANGGAPAN AHLI MATERI
No. Butir Pernyataan Skor
total
Skor
maksimum
Prosentase
(%)
1. Komponen alat peraga
terlihat dengan jelas 9 10 90
2. Kinerja komponen alat
peraga berjalan normal 7 10 70
3. Dapat terjadi dingin
pada evaporator 8 10 80
4. Kompresor bekerja
normal 10 10 100
5.
Peletakan komponen
aman untuk dioperasikan
jangka panjang
9 10 90
6. Proses pendinginan
relative cepat 6 10 60
7.
Dapat digunakan sebagai
pemahaman awal konsep
pendingin
9 10 90
8. Alat peraga mudah
dioperasikan 9 10 90
Jumlah 67 80 83,75
Dari data diatas dapat diartikan sebagai berikut:
1. Komponen alat peraga terlihat dengan jelas, 2. Kinerja komponen alat peraga berjalan normal, 3. Dapat terjadi dingin pada evaporator, 4. Kompresor bekerja normal, 5. Peletakan komponen aman untuk dioperasikan jangka
panjang,
6. Proses pendinginan relatif cepat, 7. Dapat digunakan sebagai pemahaman awal konsep
pendingin,
8. Alat peraga mudah dioperasikan.
D. Analisis Hasil Review Dosen Ahli Materi
Berdasarkan jawaban yang diberikan dosen ahli materi
atas pengujian terhadap alat peraga terbuka, maka dapat
dianalisa kelebihan dan kekurangan serta layak tidaknya alat
peraga sistem pendingin lemari es yang telah dibuat oleh
peneliti. Berdasarkan hasil angkat tanggapan dari dosen ahli
materi (judgement) terhadap alat peraga pendingin lemari es
pada mata kuliah Teknik Pendingin ini.
E. Pembahasan
Berdasarkan analisis hasil angket tanggapan dosen ahli
materi terhadap alat peraga ini, menunjukkan bahwa alat
peraga sistem pendingin lemari es ini layak digunakan sebagai
alat bantu pembelajaran mata kuliah Teknik Pendingin. Dosen
ahli materi memberikan nilai 83,75% (tabel II dan grafik pada
Gambar 5),
Berdasarkan hasil angkat tanggapan dari dosen ahli materi
(judgement) terhadap alat peraga pendingin lemari es pada
mata kuliah Teknik Pendingin ini memerikan review bahwa
alat peraga ini sudah layak digunakan karena alat peraga telah
dilakukan revisi sebelumnya.
Kelayakan alat peraga lemari pendingin ini yaitu termasuk
dalam kategori layak. Jadi alat peraga lemari pendingin ini
layak dijadikan media pembelajaran untuk pemahaman
konsep awal dalam mata kuliah Teknik Pendingin di
Universitas Negeri Semarang.
VI. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang
dilakukan sebelumnya, maka dapat disimpulkan hasil
penelitian yang telah dilakukan kepada para dosen ahli materi
dengan angket dan judgement, alat peraga lemari pendingin
ini termasuk dalam kategori layak, sehingga alat peraga ini
dapat digunakan sebagai media pembelajaran.
B. Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat
disarankan bahwa alat peraga ini dapat digunakan oleh
pengajar dalam proses belajar mengajar mata kuliah Teknik
Pendingin di Universitas Negeri Semarang.
REFERENSI
[1] Daryanto, Teknik Pendingin (AC, Freezer, dan Kulkas), Bandung: CV. Yrama Widya, 2006.
[2] P. Karyanto, Teknik Mesin Pendingin (Refrigator, Freezer, Display Cooler), Jakarta: CV. Restu Agung., 2003.
[3] Sugiyono, Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. , Bandung: Alfabeta, 2012.
[4] A. Mohammad, Strategi Penelitian Pendidikan, Bandung: Angkasa.,1993.
90
70 80
100 90
60
90 90
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8
Pro
sen
tase
(%
)
Item Pernyataan
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
19
Alat Sistem Skoring Tuberkulosis Anak
Diaplikasikan dengan Menggunakan IC ATmega 32 Muhammad Arif Prasetyo dan Suryono
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia
suryote@yahoo.com
Abstrak Sistem Skoring TB (Tuberkulosis) pada anak merupakan pembobotan terhadap gejala atau tanda klinis yang dijumpai sesuai rekomendasi dari IDAI. Seiring perkembangan teknologi perhitungan skoring yang masih dihitung secara manual kemudian diaplikasikan dengan menggunakan IC ATMega32. Tujuan dari
penelitian ini adalah dapat digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB anak di masyarakat. Sehingga mempermudah penegakan diagnosis akhir yang dilakukann oleh tenaga kesehatan. Alat ini merubah dari tabel sistem skoring TB pada anak, dan dirubah menjadi digital dengan menggunakan IC ATMega32 dan ditampilkan di LCD yang sesuai rekomendasi IDAI (Ikatan Dokter Anak Indonesia). Pengujian dilakukan oleh para tenaga ahli dalam penelitian ini adalah dokter yang bekerja di Rumah Sakit Kumala Siwi Kudus. Pada pengujian alat itu, para tim tenaga ahli kedokteran memvalidasi alat tersebut sesuai dengan kriteria kelayakan alat yang sesuai dengan rekomendasi dari IDAI (Ikatan Dokter Anak Indonesia). Setelah dokter melakukan pengujian alat tersebut para tim tenaga ahli yang dirasa telah sesuai dengan teori kesehatan, maka para tim tenaga ahli tersebut membuat surat pernyataan yang berisi bahwa alat tersebut dapat digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB (Tuberkulosis) anak. Sehingga membantu kinerja para tenaga kesehatan dalam mendiagnosis akhir gejala TB(Tuberkulosis) pada anak. Alat ini dapat dikembangkan lagi, misalnya dikembangkan dengan aplikasi android.
Kata kunci sistem skoring, tuberkulosis, IC ATmega 32
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Terjadinya penyakit TB bergantung pada sistem imun
untuk menekan multiplikasi kuman. Kemampuan tersebut
bervariasi sesuai sesuai dengan usia, yang paling rendah
adalah pada usia yang sangat muda. HIV dan gangguan gizi
menurunkan daya tahan tubuh, campak dan batuk secara
sementara dapat mengganggu sistem imun. Dalam keadaan
seperti ini penyakit TB lebih mudah terjadi.
Diagnosis TB pada anak sulit untuk didiagnosis, sehingga
sering terjadi misdiagnosis, baik overdiagnosis maupun
underdiagnosis. Pada anak, batuk bukan merupakan gejala
utama. Diagnosis pasti TB ditegakkan dengan ditemukannya
Mycobacterium tuberculosis pada pemeriksaan lambung,
cairan serebrospinal, cairan pleura, atau pada biopsi jaringan.
Kesulitan menegakkan diagnosis pasti pada anak disebabkan
oleh 2 hal, yaitu jumlah kuman dan sulitnya pengambilan
spesimen sputum, dan sebagai bahan pertimbangan diagnosa
TB pada anak ada 2 pertimbangan yaitu Anamnesis dan
Pemeriksaan fisis.
Untuk memudahkan penegakan diagnosis TB anak, IDAI
merekomendasikan diagnosis TB anak dengan menggunakan
sistem skoring, yaitu pembobotan terhadap gejala atau tanda
klinis yang dijumpai. Setelah dilakukan anamnesis,
pemeriksaan fisis, dan pemeriksaan penunjang maka
dilakukan pembobotan dengan sistem skoring. Di berbagai
puskesmas atau rumah sakit, sistem skoring ini masih
menggunakan perhitungan manual.
Seiring dengan perkembangan teknologi, sistem skoring
yang masih dihitung secara manual akan dikembangkan
dengan menggunakan IC ATMega32, agar perhitungan
skoring TB pada anak mudah untuk dilakukan para tenaga
kesehatan dan dapat digunakan oleh masyarakat dalam
skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB anak di
masyarakat. Sehingga mempermudah penegakan diagnosis
akhir yang dilakukann oleh tenaga kesehatan.
B. Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah:Untuk mengetahui bahwa alat
skoring TB yang menggunakan aplikasi IC ATMega32 dapat
digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis
gejala awal penyakit TB anak di masyarakat.
C. Landasan Teori
1) Tuberkulosis (TB)
Tuberkulosis adalah penyakit akibat infeksi kuman
Mycobacterium tuberculose, sehingga dapat mengenai hampir
semua organ tubuh, dengan lokasi terbanyak di paru yang
biasanya merupakan lokasi infeksi primer.
Mycobacterium tubercilose merupakan sejenis kuman
berbentuk batang dengan ukuran panjang 1-4 m dengan tebal sekitar 0,3-0,6 m. Tempat masuk kuman ini adalah
Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014
20
20
saluran pernafasan, saluran pencernaan dan luka terbuka pada
kulit.
Terjadinya penyakit TB bergantung pada sistem imun,
untuk menekan multiplikasi kuman. Kemampuan tersebut bervariasi sesuai dengan usia, yang paling rendah adalah pada
usia yang sangat mudah. HIV dan gangguan gizi menurunkan
daya tahan tubuh, campak dan batuk rejan secara sementara
dapat mengganggu sistem imun. Dalam keadaan seperti ini
penyakit TB lebih mudah terjadi (Departemen kesehatan RI,
2008:113).
2) Faktor Risiko
Faktor Risiko menderita TB dibagi menjadi 2 yaitu faktor risiko infeksi dan faktor risiko penyakit TB.
Faktor Risiko Terjadinya Infeksi TB.
Faktor risiko terjadinya infeksi TB antara lain adalah
pajanan atau peristiwa yang menimbulkan risiko
penularan yang ditularkan oleh orang dewasa yang
terinfeksi TB aktif kepada anak-anak. Selain itu,
tempat tinggal di daerah endemis, daerah dengan
prevelensi TB yang tinggi, kemiskinan, lingkungan
yang tidak sehat (tempat penampungan atau panti
perawatan yang penuh sesak, sirkulasi udara yang tidak
baik) juga merupakan faktor risiko infeksi TB.
Faktor Risiko Penyakit TB.
Anak usia 5 tahun mempunyai risiko lebih besar mengalami progresi infeksi menjadi sakit TB karena
imunitas selulernya belum berkembang sempurna.
Namun risiko ini berkurang seiring pertambahan usia.
Bayi < 1 tahun yang terinfeksi TB 43%-nya akan
menjadi sakit TB, sedangkan anak usia 1-5 tahun yang
menjadi sakit hanya 24%, usia remaja 15%, dan
dewasa 5-10%.
Faktor risiko lain adalah pada penderita TB yang tidak
mendapatkan pengobatan adekuat, keadaan
imunokompromais misalnya malnutrisi, HIV,
Keganasan, pengobatan, imunosupresi, diabetes
melitus, dan gagal ginjal kronis [1].
3) Diagnosis TB Pada Anak
Diagnosis TB pada anak sulit sehingga sering terjadi
misdiagnosis, baik overdiagnosis maupun underdiagnosis.
Pada anak, batuk bukan merupakan gejala utama. Diagnosis
pasti TB ditegakkan dengan ditemukannya M. Tuberculosis pada pemeriksaan sputum atau bilasan lambung. Cairan
serebrospinal, cairan pleura, atau pada biopsi jaringan.
Kesulitan menegakkan diagnosa pasti pada anak disebabkan
oleh 2 hal, yaitu sedikitnya jumlah kuman (paucibacillary) dan
sulitnya pengembalian spesimen sputum [2].
Untuk memudahkan penegakan diagnosis TB anak, IDAI
merekomendasikan diagnosis TB anak dengan menggunakan sitem skoring, yaitu pembobotan terhadap
gejala atau tanda klinis yang di jumpai.
Setelah dilakukan anamnesis, pemeriksaan fisis, dan
pemeriksaan penunjang, maka dilakukan pembobotan dengan
sistem skoring. Pasien dengan jumlah skor 6 (sama atau lebih dari 6), harus ditatalaksana sebagai pasien TB dan
mendapat pengobatan dengan obat anti tuberkulosis (OAT). Bila Skor kurang dari 6 tetapi secara klinis kecurigaan ke arah
TB kuat maka perlu dilakukan pemeriksaan diagnostik lainnya
sesuai indikasi, seperti bilasan lambung, patologi anatomi,
pungsi lumbal, pungsi pleura, foto tulang dan sendi,
funduskopi, CT-Scan dan lain-lainnya [2].
TABEL I. SISTEM SKORING GEJALA DAN PEMERIKSAAN PENUNJANG TB ANAK [2]
PARAMETER 0 1 2 3 Skor
Kontak dengan pasien TB Laporan Keluarga, kontak dgn pasien
BTA negatif atau tidak tahu, atau
BTA tidak jelas.
Kontak dengan pasien BTA
positif
Uji Tuberkulin Negatif Positif ( 10 mm, atau 5
mm pada keadaan
imunosupresi)
Berat Badan/keadaan gizi
(dengan KMS atau tabel
Gizi kurang: BB/TB <
90% atau BB/U < 90%
Gizi Buruk: BB/TB < 70% atau
BB/U < 60%
Demam tanpa sebab jelas 2 minggu
Batuk 3 minggu
Pembesaran kelenjar limfe
kol