## PENGUJIAN PROTYTIPE PROTEKSI INSTALASI RUMAH MENGGUNAKAN ACS 758 BERBASIS ARDUINO
Alfizeri*, Fadhli Palaha**
* Mahasiswa STT Pekanbaru ** Dosen Teknik Elektro STT Pekanbaru Corresponding author : fadhlyyy@yahoo.com
Sistem proteksi instalasi listrik  pada rumah bertujuan untuk mengamankan dan mencegah terjadinya hal  tidak  diinginkan  yang  bersifat  fatal  seperti  kebakaran  rumah  dan  lain  sebagainya.  Proteksi  listrik  yang umum  digunakan  pada  instalasi  perumahan,  perkantoran, workshop ,  industri  adalah Miniature  Circuit Breaker (MCB).  Kelemahan  MCB  yaitu  masih  memerlukan  tenaga  manual  dalam  menyambung  kembali instalasi  yang  terputus.  Alat  proteksi  pendukung  diperlukan  untuk  optimalkan  kerja  MCB  dalam  memutus dan  menyambung  instalasi  listrik  dengan  aplikasi  algoritma  pemogramman  menggunakan  arduino  untuk meminimalisasi  penggunaan  tenaga  dan  waktu.  Alat  proteksi  pendukung  bekerja  menggunakan  sistem program yang didukung komponen-komponen indikator, yaitu; LED, buzzer dan relay .
Pada  penelitian  ini  diharapkan  sensor  dapat  membaca  dan  menghitung  nilai  arus  yang  melalui instalasi  listrik  secara  terus  menerus,  sehingga  hasil  pembacaan  akan  dikirim  melalui  sinyal  ke  arduino. Perintah  program  yang  dibuat  untuk  mengamankan  jaringan  instalasi  arus  lebih  dalam  menyambungkan kembali  jika  jaringan  instalasi  mengalami  gangguan  maka  secara  otomatis  dalam  waktu  2.3  detik  akan menyambungkan kembali. Penelitian ini sebagai alat pendukung mengoptimalisasikan  kerja MCB seketika dalam  memutuskan  instalasi  jika  mengalami  gangguan  arus  lebih,  sedangkan  MCB  memerlukan  waktu dalam  memutuskan instalasi listrik ketika mengalami gangguan arus lebih,dikarenakan MCB bekerja pada 190% × Arus nominal.Waktu  menyala alat setelah rangakaian  terputus tiap percobaan yaitu 2.3 detik. Hal ini  dikarenakan  diberikannya delay pada  pergantian  program  antara  arus  lebih  dan  arus  normal  yaitu  300 milli second (0,3 detik). Jadi, waktu delay bekerja sesuai program yang dibuat. Beradasarkan percobaan yang dilakukan, alat proteksi pendukung optimalisasi kerja MCB ini bekerja sesuai dengan perintah program yang dibuat dengan setingan waktu yang dibuat berbeda-beda.
kata kunci : prototype, proteksi, arduino uno, mcb

## PENDAHULUAN
Proteksi  dalam  instalasi  listrik  merupakan suatu  hal  yang  vital  dalam  penyaluran  daya. Proteksi merupakan bagian yang menjamin bahwa instalasi  dapat  dikatakan  aman  dari  gangguan yang  dapat    menimbulkan  arus    lebih    seperti short circuit .
Proteksi yang umum digunakan pada instalasi perumahan,  perkantoran, workshop ,  industri adalah Miniature  Circuit  Breaker (MCB)  yang merupakan  standar  Peraturan  Umum  Instalasi Listrik  (PUIL)  2000  untuk  keamanan  pada instalasi  listrik  dan  manusia  (Alfith,  2013 ) . Kelemahan MCB tersebut adalah masih memerlukan  tenaga  manual  untuk  mengatifkan kembali MCB tersebut jika terjadi gangguan pada instalasi jika gangguan telah hilang dari instalasi.
Pada  instalasi  perkantoran  dan  industri  atau instalasi  menengah  keatas,  diperlukan  pengaman pendukung yang dapat meminimalisasi waktu atau mempermudah pengkerjaan, yaitu alat pendukung
yang  bekerja  secara  otomatis  apabila  terjadi gangguan  pada  instalasi  listrik  dengan  cara menyambung  kembali  instalasi  yang  terputus diakibatkan karena gangguan.
Protytipe proteksi instalasi listrik rumah yang menggunakan  ACS758  berbasis    arduino  dapat membantu  mengatasi  kelemahan  dari  MCB tersebut.
Alat  proteksi  pendukung  ini  nantinya  dapat memutus  jika  terjadi  gangguan  pada  instalasi listrik  dan  menyambung  kembali  jika  gangguan telah  hilang  pada  instalasi  dengan  diberikannya indikator,  yaitu  LED  merah  dan  alarm  ( buzzer ) jika  terjadi  gangguang  dan  LED  hijau  jika keadaan normal.
Arduino adalah  pengendali  mikro single- board yang bersifat open-source , dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai  bidang.  Perangkat  kerasnya  memiliki prosesor  Atmel  AVR  dan  perangkat  lunaknya memiliki  bahasa  pemrograman  yang  dinamakan processing . (Giyartono dan Kresnha, 2015 ) Arduino  adalah  kit  elektronik  atau  papan rangkaian  elektronik open  source yang  di dalamnya  terdapat  komponen  utama  yaitu  sebuah chip mikrokontroler  dengan  jenis  AVR  dari perusahaan Atmel.
Gambar 1. Board Arduino Uno ( www.arduino.cc )
Arduino  mega  yang  menggunakan  chip  AVR ATmega  328  yang  memiliki  fasilitas  PWM, komunikasi  serial,  ADC,  timer,  interupt,  SPI  dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul  atau  alat  lain  dengan  protokol  yang berbeda-beda.
Gambar 2.  Pin Arduino Atmega 328

## MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB  (Miniature  Circuit  Breaker)  atau pemutus  tenaga  berfungsi  untuk  memutuskan suatu  rangkaian  apabila  ada  arus  yamg  mengalir dalam rangkaian atau beban listrik yang  melebihi kemampuan.  Misalnya  adanya  konsleting  dan lainnya.  Pemutus  tenaga  ini  ada  yang  untuk  satu phase dan ada yang untuk 3 phase. Untuk 3 phase terdiri dari tiga buah pemutus tenaga 1 phase yang disusun  menjadi  satu  kesatuan.  Pemutus  tenaga mempunyai  2  posisi,  saat  menghubungkan  maka antara  terminal  masukan  dan  terminal  keluaran MCB akan kontak.

## ACS758
ACS758  sensor  arus  memberikan  solusi ekonomis  dan  tepat  untuk  AC  atau  DC  untuk sensor  saat  ini.  Aplikasi  yang  umum  termasuk kontrol  motor,  pendeteksi  beban  ,  power  supply dan DC-to-DC kontrol converter, kontrol inverter, dan  mendeteksi  kesalahan  arus  lebih.  Saat    ini diterapkan  mengalir  melalui  jalur  konduksi tembaga  ini  menghasilkan  medan  magnet  yang mengubah Hall IC menjadi tegangan proporsional. akurasi perangkat dioptimalkan melalui dekat dari sinyal magnetik ke transducer Hall. Output  dari  perangkat  ini  memiliki  kemiringan positif  (>  VCC  /  2)  ketika  meningkatkan  arus mengalir  melalui  konduksi  tembaga  utama  jalan (dari  terminal  4  ke  terminal  5),  yang  merupakan jalur  yang  digunakan  untuk  pengambilan  sampel saat  ini.  Resistensi  dari    internal  konduktif  ini jalan  adalah  100  μΩ  khas,  memberikan  kerugian daya  yang  rendah.  Ketebalan  konduktor  tembaga memungkinkan  kelangsungan  hidup  perangkat pada  kondisi  arus  lebih  tinggi.  Terminal  jalur theconductive  elektrik  terisolasi  dari  lead  sinyal (pin 1 sampai 3). Hal ini memungkinkan keluarga ACS758  IC  sensor  menjadi  digunakan  dalam aplikasi  yang  memerlukan  isolasi  listrik  tanpa penggunaan  OPTO-isolator  atau  teknik  isolasi mahal lainnya. Perangkat ini sepenuhnya dikalibrasi  sebelum  pengiriman  dari  pabrik. Keluarga  ACS758  adalah  timbal  (Pb)  gratis. Semua  lead  berlapis  dengan  100%  matte  timah, dan  tidak  ada  Pb  dalam  paket.  Pengukur  berat leadframe terbuat dari tembaga bebas oksigen.
Gambar 3. Sensor Arus Type ACS758 ( http://www.dfrobot.com )
Spesifikasi ACS758 sebagai berikut:
 Tegangan operasi (analog) : 5V
 Maksimal Tegangan : 3000V (AC), 500V (DC)
 Maksimal Arus : 50A
 Sensitivitas : 40 mV/A
 Suhu operasi : -40 ~ 150 ° C
 Dimensi/ukuran : 34x34mm

## Relay
Relay  adalah  sebuah  saklar  yang  di kendalikan  oleh  arus.  Relay  memiliki  sebuah kumparan  tegangan  rendah  yang  dililitkan  pada sebuah inti dan arus nominal yang harus dipenuhi output  rangkaian  pendriver  atau  pengemudinya. Arus  yang  digunakan  pada  rangkaian  adalah  arus DC  Pada  perangkat  yang  dibuat  digunakan  relay DC  dengan  tegangan  koil  12  VDC,  arus  yang diperlukan  sekitar  20  sampai  30  mA.  Ada berbagai  macam  jenis  relay  berdasarkan pole  - nya.  Pada  perancangan  kali  ini  menggunakan Single  Pole  Double  Throw (  SPDT  )  yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan  arus  untuk  menggerakkan  peralatan di luar rangkaian.

## Gambar 4. Skematik Relay

## Transistor
Transistor  adalah  komponen  elektronika semikonduktor  yang  memiliki  3  kaki  elektroda, yaitu  Basis  (Dasar),  Kolektor  (Pengumpul)  dan Emitor  (Pemancar).  Komponen  ini  berfungsi sebagai  penguat,  pemutus  dan  penyambung ( switching ),  stabilitasi  tegangan,  modulasi  sinyal dan  masih  banyak  lagi  fungsi  lainnya.  Selain  itu, transistor  juga  dapat  digunakan  sebagai  kran listrik  sehingga  dapat  mengalirkan  listrik  dengan sangat  akurat  dan  sumber  listriknya.  Transisitor yang  digunakan  penelitian  ini  adalah  transistor BD139 yang khusus difungsikan sebagai saklar.
Gambar 5.  Transistor BD139
Spesifikasi dari transistor BD139 ini adalah,
 Jenis Designator: BD139
 Bahan dari transistor: Si (Silikon)
 Polaritas: NPN
 Maksimum disipasi daya kolektor (Pc) : 12W
 Maksimum tegangan kolektor-base | Ucb | : 80V  Maksimum tegangan kolektor-emitor
| Uce | : 80V
 Maksimum tegangan emitor-basis
| UEB | : 5V
 Maksimum arus kolektor | Ic max | : 1A
 Maksimum temperatur (Tj) : 150° C
 frekuensi transisi (ft) : 50 MHz

## Softwarew Ardino
Software adalah sekumpulan data-data elektronik  yang  disimpan  serta  diatur  oleh komputer.  Data-data  elektronik  yang  disimpan tersebut  dapat  berupa  program  ataupun  instruksi yang akan menjalankan berbagai macam perintah. Dengan  melalui software inilah  suatu  komputer mampu  untuk  dapat  menjalankan  suatu  perintah atau  berbagai  macam  perintah  yang  dapat dijalankan. Software yang  digunakan  dalam pemrograman ini adalah Arduino IDE
Gambar 6. Tampilan Software Arduino IDE ( www.arduino.cc )
Penulisan bahasa program ini juga mempunyai beberapa fungsi yang harus diperhatikan, yaitu:
 Karakter Penulisan  Tipe Data Penulisa
 Variabel Penulisan
 Statmant/Pernyataan  Penulisan
 Konstanta Penulisan
 Konfigrasi penulisan
 Deklarasi Penulisan
 Operator penulisan

## PERANCANGAN PENELITIAN
Pada  perancangan  penelitian  ini  dilakukan kajian  literatur  untuk  melakukan  pendekatan terhadap konsep yang digunakan supaya meningkatkan  pemahaman  terhadap  aspek-aspek
teori  yang  mendukung  tentang  penelitian  ini. Dalam  penelitian  ini  menggunakan  Arduino  Uno dan  sensor  ACS758  yang  berfungsi  untuk mengontrol  kerja  alat  proteksi  pendukung optimalisasi kerja MCB.
Gambar 7. Blog Diagram Penelitian Alat
Penelitian  alat ini dibuat untuk memberikan suatu gambaran  tentang  sistem  kerja  alat  untuk berfungsi dengan baik.
Gambar 8. Sistem Kerja Alat Penelitian

## Rancangan Sistem Algoritma
Pemrograman perancangan alat disajikan dalam bentuk diagram seperti terlihat pada gambar 9.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil  Analisa  Perbandingan  Acs758  Dengan MCB Pada Saat Berbeban
ACS758  terlebih  dahulu  sudah  di  beri program  atau  perintah  yang  dimasukkan  ke arduino  yang  berfungsi  supaya  sensor  ini  bisa membaca  arus  beban  yang  teraliri.  Pembacaan arus pada ACS758 bisa dilihat pada
laptop/komputer  yang  bebentuk  aplikasi  Arduino IDE.  Pengujian  ini  dilakukan  bertujuan  untuk melihat  sistem  kerja  dari  ACS758  pada  saat menggunakan beban dengan membandingkan alat proteksi  lain  yaitu  MCB  (  Mini  Circuit  Breaker) yang  hasil  pengujiannya  dapat  dilihat  pada  tabel berikut:
Tabel 1. Hasil Pengujian MCB 2 Ampare Dengan Sensor ACS758 Pada Saat Berbeban
Tabel 2. Pengujian MCB 4 Ampare Dengan Sensor ACS758 Pada Saat Berbeban
Pengujian perbandingan MCB Dengan Sensor ACS758  Pada  Saat  Berbeban  dapat  dianalisa bahwa  pembacaan  arus  pada  MCB  melebihi kapasitas  arus  dari  ukurannya  tersebut,    di karenakan  MCB  tersebut  mempunyai  toleransi waktu  pada  terhadap  panas  atau  pemuaian  yang
teraliri  arus  listrik  pada  MCB  tersebut  maka barulah  MCB  itu  bisa  trip  .  Sedangkan  pada sensor  ACS  758  tidak  ada  mempunyai  toleransi seperti MCB , apabila batas ukuran arusnya sudah terbaca  dengan  yang  ditetapkan  maka  sensor  ini
akan berfungsi dengan seketika langsung trip atau memutuskan hubungan arus.

## Hasil  Analisa  Pengukuran  ACS758  Dengan Alat Ukur Saat Berbeban
Tahap  melakukan  pengujian  ini,  ACS758 terlebih  dahulu  sudah  di  beri  program  atau perintah  yang  dimasukkan  ke  arduino  yang berfungsi  supaya  sensor  ini  bisa  membaca  arus beban  yang  teraliri.  Untuk  melihat  pembacaan
arus pada ACS758 bisa dilihat pada laptop/komputer  yang  bebentuk  aplikasi  Arduino IDE.    Pengujian  ini  dilakukan  bertujuan  untuk melihat  melihat  sistem  kerja  dari  ACS758  pada saat  membaca  arus  yang  teraliri  pada  beban dengan  membandingkan  alat  ukur  seperti  tang ampare yang hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 3. Pengujian Pengukuran Program 2 Ampare Untuk Sensor ACS758 Dengan Alat Ukur Saat Berbeban
Tabel 4. Pengujian Pengukuran Program 4 Ampare Untuk Sensor ACS758 Dengan Alat Ukur Saat Berbeban
Analisa pengujian delay Pengujian delay pada  alat  pendukung optimalisasi  kerja  MCB  untuk  menyambungkan instalasi listrik setelah terputus yaitu 2.3 detik tiap pengujian  beda  arus  pada  alat  pendukung
optimalisasi kerja MCB, sedangkan setingan pada program dibuat 2 detik. Kelebihan waktu 0.3 detik ini  karena  ditambahnya  waktu delay 0.3  detik (300 milli second ) pada program ketika perubahan program dari arus lebih ke arus normal.
Gambar 10. Delay pada program dari arus lebih ke arus normal
Hasil  pengujian  menghitung delay alat proteksi  pendukung  optimalisasi  kerja  MCB menyambung  instalasi  listrik  dari  keadaan instalasi  listrik  yang  terputus,  berikut  adalah bentuk  grafik  waktu  dan  arus  disetiap  pengujian yang dilakukan:
0 1 2 3 1 Amp 2 Amp 3 Amp 4
Amp 5
Amp 6 Amp
W aktu

## Arus
Gambar 11. Grafik perbandingan waktu dalam pengujian beda arus
Jadi, delay alat  proteksi  pendukung  optimalisasi kerja  MCB  menyambung  instalasi  dari  keadaan terputus  adalah  sama  tiap  pengujiannya,  mulai dari arus 1 Amper, 2 Amper, 3 Amper, 4 Amper, 5  Amper  dan  6  Amper,  yaitu  2.3  detik  walupun nilai arus pada program diubah-ubah
Analisa  pengujian  perbandingan  waktu  putus MCB  dengan  alat  proteksi  optimalisasi  kerja MCB pada arus lebih
Berikut  adalah  hasil  perbandingan  pengujian yang  dilakukan  antara  MCB  dengan  alat  proteksi optimalisasi kerja MCB pada arus lebih:.
Tabel  5    Pengujian  perbandingan  waktu  putus MCB  dengan    alat  proteksi  optimalisasi  kerja MCB pada arus lebih
MCB  memerlukan  waktu  dalam  memutus instalasi,  dikarenakan  sistem  kerja  MCB    ketika ada  arus  lebih  maka  arus  lebih  tersebut  akan menghasilkan  panas  pada  bimetal,  saat  terkena panas  bimetal  akan  melengkung  sehingga memutuskan  kontak  MCB.  Sedangkan  pada  alat proteksi  pendukung  optimalisasi  MCB  begitu terdapat  arus  lebih,  alat  tersebut  akan  seketika memutus instalasi listrik dikarenakan menggunakan  sistem digital yang  mempunyai ketelitian lebih besar

## KESIMPULAN
Hasil  pengujian  yang  dilakukan  didapati beberapa kesimpulan yaitu :
1. Perintah  program  yang  dibuat  dalam mengamankan  jaringan  instalasi  arus  lebih dalam  menyambungkan  kembali  jaringan instalasi  bila  gangguan  telah  hilang  secara otomatis dalam waktu 2.3 detik.
2. Alat  proteksi  pendukung  ini  optimalisasi kerja  MCB  seketika  dalam    memutuskan instalasi  jika  mengalami  gangguan  arus lebih,  sedangkan  MCB  memerlukan  waktu dalam  memutuskan  instalasi  listrik  ketika mengalami gangguan arus lebih.
Dikarenakan  MCB  bekerja  pada  190%  × Arus nominal.
3. Waktu  menyala  alat  setelah  rangakaian terputus tiap percobaan yaitu 2.3 detik. Hal ini  dikarenakan  diberikannya delay pada pergantian  program  antara  arus  lebih  dan arus  normal  yaitu  300 milli  second (0,3 detik).  Jadi,  waktu delay bekerja  sesuai program yang dibuat .

## DAFTAR PUSTAKA
Alfith.  2013.  Kelayakan  Instalasi  Listrik  Rumah Tinggal  Dengan  Pemakaian  Lebih  Dari  10 Tahun  Di  Kanagarian  Naggalo  Kecamatan Koto  XI  Tarusan  Kabupaten  Pesisir  Selatan. Jurnal Teknik Eletro ITP . Volume 2 No. 2.
Giyartono,  A.  dan  Kresnha,  P.E.  2015.  Aplikasi Android Pengendali Lampu Rumah  Berbasis
Mikrokontroler Atmega328. Seminar Nasional Teknologi Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Jakarta 2015 .
Ismail  Ar,  T.,  Hariyanto,  N.,  Waluyo.  2015.
Perancangan  Dan  Realisasi  Alat  Penatas Telur Dengan Catu Daya Pembangkit Listrik Tenaga  Surya  Berbasis  Arduino  Uno  R3. Jurnal Reka Elkomika ,Teknik Elektro Itenas Vol.3 No.1 , 2337- 439X
Nurcahyo,  Sidik.  (2013). AVR  Atmel  Object Oriented Programming Using C . Yogyakarta
: ANDI.
Suryanto,  A.  dan  Samiyono.  2011.  Implementasi Model  Analisis  Perbaikan  Faktor  Daya Listrik  Rumah  Tangga  dengan  Simulasi Perangkat  Lunak. Jurnal  Kompetensi  Teknik Vol. 3, No. 1, November 2011.