Listrik 1 phasa dan 3 phasa

Sebelum kita masuk ke pembahasan, ada baiknya kita mengulas terlebih dahulu mengenai listrik dan manfaat listrik dalam kehidupan sehari-hari. Seperti yang kita semua tahu, listrik merupakan suatu daya atau kekuatan yang ditimbulkan oleh adanya pergesekan ataupun melalui sebuah proses kimia dimana hasil dari proses kimia tersebut bisa digunakan untuk kemudian menghasilkan panas, cahaya, atau bahkan bisa dimanfaatkan untuk menggerakkan sebuah mesin.

Berikut akan sedikit dibahas mengenai hal yang berhubungan dengan listrik dan istilah-istilah yang sering kita temui dalam kelistrikan :

1.       Tegangan Listrik

Tegangan listrik merupakan suatu dorongan yang dihasilkan ataupun ditimbulkan oleh sumber listrik. Satuan dari tegangan listrik ini adalah Volt.

2.       Arus Listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Satuan arus listrik adalah Ampere

3.       Daya Listrik

Daya listrik sendiri merupakan banyaknya jumlah tenaga listrik yang dibutuhkan per satuan waktu. Satuan daya listrik adalah Watt.

4.       Energi Listrik

Energi listrik adalah tenaga listrik yang digunakan pada waktu tertentu. Satuan dari energi listrik adalah Joule.

5.       Hambatan Listrrik

Hambatan listrik merupakan suatu benda atau bahan yang sifatnya menghambat aliran listrik. Satuan dari hambatan listrik adalah Ohm.

6.       Kejutan Listrik

Kejutan listrik adalah gejala terjadinya aliran arus listrik melalui tubuh dengan magnituda tetentu yang dapat memberikan efek-efek yang membahayakan atau mencederai.

7.       Gaya Listrik

Merupakan gaya yang bekerja diantara muatan listtrik.

8.       Medan Listrik

Medan listrik merupakan ruang-ruang yang berada disekitar muatan listrik, dimana jika muatan listrik tersebut diuji dengan cara diletakkan pada ruang/medan tersebut maka akan mengalami gaya listrik.

9.       Potensial Listrik

Potensial listrik merupakan sebuah usaha untuk memindahkan muatan positif dari satu titik ke titik yang lainnya

10.    Induksi Listrik

Induksi listrik Merupakan pemisahan muatan listrik di dalam suatu pengantar karena pengantar itu didekati oleh benda yang memiliki muatan listrik

Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

Dalam proses pengiriman arus listrik dari sumber (PLN) ke konsumen pengguna, terdapat 2 macam jenis instalasi yang diberikan PLN kepada para pengguna/pelanggannya, yakni sistem instalasi listrik 1 phase dan sistem instalasi listrik 3 phase. Apa perbedaan dari 2 jenis instalasi tersebut? Mari kita bahas satu persatu disini.

Sistem kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar :

1.      Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai tempat, dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA (menggunakan sumber tenaga air), PLTU (menggunakan sumber batubara), PLTG (menggunakan sumber dari gas alam) dan PLTGU (menggunakan kombinasi antara gas alam dan uap). Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah sumber-sumber alam tadi menjadi energi listrik.

2.      Sistem Transmisi Daya

Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus langsung disalurkan, karena energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpan dalam baterai. Karena akan butuh baterai kapasitas besar untuk menyimpan energi sebesar itu dan menjadi sangat tidak ekonomis. Sebagai gambaran, accu 12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk pemakaian penuh selama 1 jam. Sedangkan total pemakaian daya listrik untuk jawa-bali bisa melebihi 15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi….Berapa besar baterai untuk penyimpanannya?
Untuk itulah suplai energi listrik bersifat harus sesuai dengan permintaan saat itu juga, tidak ada penyimpanan. Karena itu sistem transmisi daya listrik dibangun untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar tadi dan menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke pelanggan-pelanggan listrik. Saluran penghantarannya dikenal dengan nama SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi), SUTET (Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi) dll..

3.      Sistem Distribusi Daya

Dari sistem transmisi daya tadi, listrik akan sampai ke pelanggan-pelanggannya (terutama perumahan) dengan terlebih dahulu melalui Gardu Induk dan kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk mengambil daya listrik dari sistem transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar ke berbagai daerah perumahan. Dan di dalam gardu distribusi, terdapat trafo distribusi yang menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati JTR (Jaringan Tegangan Rendah), yang biasanya ditopang oleh tiang listrik.

A.    Instalasi Listrik 1 Phasa

Instalasi listrik 1 phasa adalah instalasi listrik yang menggunakan dua kawat penghantar yaitu 1 kawat phasa dan 1 kawat 0 (netral). Pengertian sederhananya adalah listrik 1 phasa terdiri dari dua kabel yaitu 1 bertegangan dan 1 netral. Umumnya listrik 1 phasa bertegangan 220 volt yang digunakan banyak orang. Biasanya listrik 1 phasa digunakan untuk listrik perumahan, namun listrik PLN di jalanan itu memiliki 3 phasa, tetapi yang masuk ke rumah kita hanya 1 phasa karena kita tidak memerlukan daya besar. Misalnya yang ke rumah kita adalah Phase R, tetangga kita mungkin Phase S, dan tetangga yang lain Phase T.

Karena pengguna listrik 1 phasa ini umumnya adalah perumahan, maka sudah jelas listrik 1 phasa ini tidak menngunakan daya listrik yang tinggi. Listrik 1 phasa ini hanya bertegangan sekitar 220 volt dan sudah sangat mencukupi jika digunakan untuk menjalankan alat-alat rumah tangga seperti tv, komputer, dan peralatan rumah yang lain. Berbeda halnya dengan penggunaan – penggunaan alat industri di pabrik-pabrik besar, pada umumnya pabrik – pabrik menggunakan instalasi listrik 3 phasa.

B.    Instalasi Listrik 3 Phasa

Pada istilah umum di Indonesia, sistem 3-phase ini lebih familiar dengan nama sistem R-S-T. karena memang umumnya menggunakan simbol “R”, “S” , “T” untuk tiap penghantar phasenya serta simbol “N” untuk penghantar netral.

Listrik 3 phasa adalah listrik AC (alternating current) yang menggunakan 3 penghantar yang mempunyai tegangan sama tetapi berbeda dalam sudut phase sebesar 120 degree. 

Ada 2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar yaitu :

1.      Hubungan bintang (“Y” atau star).

2.      Hubungan delta.

Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3 phasa ini, yaitu :

1. Tegangan antar phase (Vpp : voltage phase to phase atau ada juga yang menggunakan istilah Voltage line to line).
2. Tegangan phase ke netral (Vpn : Voltage phase to netral atau Voltage line to netral).

Perlengkapan Perangkat Hubung Bagi (PHB) 3 Fasa

Untuk pemakaian tenaga listrik system pembagianya arusnya berbeda dengan pembagian arus pada rumah biasa untuk  itu dipergunakan PHB 3 Fasa yang terdiri dari satu grup atau lebih.

Perelngkapan PHB 3 Fasa terdiri dari :

1)    Rumah PHB

2)    Sakelar penghubung Utama

3)    Sekering utama

4)    Rel pembagi

5)    Sakelar pembagi

6)    Sekering pembagi

7)    Sambungan tanah ( grounding)

8)    Perlengkapan alat ukur listrik.

            Perangkat hubung bagi menurut definisi PUIL, adalah suatu perlengkapan untuk mengendalikan dan membagi tenaga listrik dan atau mengendalikan dan melindungi sirkit dan pemanfaat tenaga listrik. Adapun bentuknya dapat berupa box,  panel, atau lemari.

            Perangkat hubung bagi ini merupakan bagian dari suatu sistem suplai. Sistem suplai itu sendiri pada umumnya terdiri atas : pembangkitan (generator), transmisi (penghantar), pemindahan daya (transformator). Sebelum tenaga listrik sampai ke peralatan konsumen seperti motor-motor, katup solenoid, pemanas, lampu-lampu penerangan, AC dan sebagainya, biasanya melalui PHB terlebih dahulu. Di dalam pembahasan selanjutnya pada modul ini hanya akan dibahas tentang PHB tegangan rendah

Sistem 3-Phase Hubungan Bintang dengan tegangan 380/220V

Sistem 3-Phase Hubungan Bintang dengan tegangan 380/220V

Keuntungan 3 fasa :

1.      Karena menggunakan tegangan yang lebih tinggi maka arus yang akan mengalir akan lebih rendah untuk daya yang sama. Sehingga untuk daya yang besar, kabel yang digunakan bisa lebih kecil

2.      Menyediakan daya listrik yang besar ( biasanya pada industri menengah dan besar ). Industri atau hotel memerlukan daya listrik yang besar sehingga memerlukan line yang banyak. Tapi pada output terakhir untuk pemakaian hanya memerlukan satu phasa ( memilih salah satu dari 3 phasa)

3.      Untuk motor induksi, listrik 3 phasa tidak memerlukan kapasitor

 

Display LCD

Display LCD adalah sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCDyang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam).

Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang.

Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED. Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah LED yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Sebuah layar LCD hanya mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam gelap.

LMB162A adalah modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris terakhir adalah kursor).

Memori LCD terdiri dari 9.920 bir CGROM, 64 byte CGRAM dan 80x8 bit DDRAM yang diatur pengalamatannya oleh Address Counter dan akses datanya(pembacaan maupun penulisan datanya) dilakukan melalui register data.

Pada LMB162A terdapat register data dan register perintah. Proses akses data ke atau dari register data akan mengakses ke CGRAM, DDRAM atau CGROM bergantung pada kondisi Address Counter, sedangkan proses akses data ke atau dari Register perintah akan mengakses Instruction Decoder (dekoder

instruksi) yang akan menentukan perintah–perintah yang akan dilakukan oleh  LCD.

Gambar LCD DISPLAY

Klasifikasi LED Display 16x2 Character

a. 16 karakter x 2 baris

b. 5x7 titik Matrix karakter + kursor

c. HD44780 Equivalent LCD kontroller/driver Built-In

d. 4-bit atau 8-bit MPU Interface

e. Tipe standar

f. Bekerja hampir dengan semua Mikrokontroler.

Arduino Ide

                Arduino IDE adalah sebuah editor yang digunakan untuk menulisprogram, mengcompile ke mikrokontroler keluarga AVR. Program inimemungkinkan penggunanya memprogram AVRdengan bahasa C/C++yang relatif lebih familiar dibandingkan bahasa pemrograman lainnya.Dalam penggunaan, arduino hanya perlu mendefinisikan dua fungsi untukmembuat program runable, yaitu:

1. Setup () : fungsi dijalankan sekali pada awal program yang dapatmenginisialisasi pengaturan.

2. Loop (): fungsi yang disebut berulang-ulang sampai mikrokontoleroff.

Arduino IDE menggunakan GNU toolchain dan AVR libc untuk mengkompilasi program program, dan menggunakan avrdude untuk mengupload program.

Berikut dapat dilihat pada tabel beberapa instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler ATmega328.

Contoh Beberapa instruksi dasar Arduino IDE

Berikut merupakan bentuk tampilan Arduino IDE

 

Tampilan Arduino IDE

Membuat program pada Arduino IDE

Dalam pembuatan program pada Arduino IDE ada beberapa langkahyang harus dilakukan yaitu:

1. Mendeklarasikan Variable, konstanta.

2. Mendefinisikan beberapa fungsi yang akan digunakan padaprogram utama.

3. Mendefinisikan fungsi setup.

4. Mendefinisikan fungsi loop.

Mendeklarasikan Variabel, Konstanta

Pada langkah ini, bertujuan mendeklarasikan variabel, konstanta dan tipe data yang akandigunakan pada program yang akan dibuat.Beberapa tipe data yang digunakan yaitu int (integer), char(character), byte.Pada gambar memperlihatkan tampilanpendeklarasian pada arduino IDE.

Gambar Tampilan Deklarasi Variabel, Konstanta

Mendefinisikan Beberapa Fungsi

Pada langkah ini, bertujuan untuk pendefinisian beberapa fungsi yang nantinya akan dipanggil atau digunakan pada bagian programutama. Seperti halnya pada mobile robot ini dibutuhkan fungsimundur, belok kiri, belok kanan, berhenti dan lain-lain.Pada gambar memperlihatkan tampilan pendefinisian fungsi pada arduino IDE.

  

 

Gambar Tampilan pendefinisian fungsi

Mendefinisikan fungsi setup

Langkah ini merupakan salah satu langkah terpenting dalam pembuatan program pada Arduino IDE karena fungsi ini yang akanmembuat program runable, jadi fungsi ini jangan sampai dilewatkan.Pada fungsi ini terdapat beberapa instruksi pengaturan komunikasiserial, pin input/output dan lain-lain.Pada gambar memperlihatkan tampilan pendefinisian fungsi setup pada arduino IDE.

Gambar Pendefinisian fungsi setup

Mendefinisikan fungsi loop

Pada langkah ini bertujuan mendefinisikan fungsi loop yangberisi program utamayang akan dieksekusu terus menerus. Fungsi inijuga merupakan fungsi yangterpenting dan jangan sampai dilewatkan.Pada gambar memperlihatkan tampilan pendefinisian fungsi looppada arduino IDE.

Gambar Tampilan Pendefinisian Fungsi Loop

Memeriksa Sintaks dan Mengcompile Program

Sangat penting untuk memeriksa sintaks program, hal ini kita lakukanuntuk memastikan semua sintaks sudah benar. Untuk memeriksa sintakssekaligus mengcompile bisa pilih menu Verify yang iconnya mirip tombolplay.Tampilan sintaks program yang sudah benar dapat terlihat pada gambar.

(a)

(b)

Gambar :        (a)Tampilan Menu untuk check sintaks dan untuk mengkompile

                       (b)Tampilan sintaks program yang sudah benar dan proses compile

                           berhasil

Upload Program

Setelah program dicompile menggunakan, selanjutnya program diupload ke mikrokontroler dengan cara menclick menu upload. Tetapisebelumnya kabel data harus dalam keadaan terhubung ke PC (PersonalComputer).Pada gambar memperlihatkan tampilan menguploadprogram ke mikrokontroler.