Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN: 2086 ‐ 9479
Optimalisasi Smart Relay Zelio sebagai Kontroler Lampu dan Pendingin Ruangan

## Arif Ainur Rafiq
Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Cilacap, Indonesia arifainurrafiq@politeknikcilacap.ac.id
ABSTRAK: Pada implementasi aplikasi elektronika, pada umumnya lampu dan pendingin ruangan menggunakan  saklar  manual  yang  berarti  bahwa  saklar  hanya  bisa  dioperasikan  secara  manual. Sehingga  konsumsi  daya  listrik  tidak  terkendali  dengan  baik.  Aplikasi  ini  bertujuan  untuk mengembangkan  system  yang  pernah  dibuat  sebelumnya  dengan  menambahkan  pengendali  lampu ruangan  menggunakan  sensor  photo  control  yang  akan  bekerja  dengan  sinar  matahari  dan pengendali ruangan menggunakan infrared sensor motion yang akan aktif jika ada pergerakan dalam ruangan  dan  relay  sebagai  kendalinya.  Dalam  system  ini  juga  dirancang  menggunakan  switching mode power supply (SMPS) supaya supply tegangan untuk system tidak terpengaruh oleh temperature dan dalam memprogram zelio menggunakan perangkat lunak Zelio soft 2. Untuk system pengontrolan menggunakan relay sebagai rangkaian control pengaman. Hal ini dilakukan agar zelio, sensor photo control, sensor PIR, power supply, lampu dan pendingin ruangan tidak terhubung langsung dengan tegangan referensi. Selain sebagai factor safety, control manual dari lampu dan pendingin ruangan tetap dapat digunakan. Dari hasil perancangan yang dibuat system dapat bekerja dengan baik sesuai dengan  program  yang  dibuat.  Sensor  photo  control  dan  sensor  PIR  dapat  digunakan  untuk menyalakan lampu serta mendeteksi pergerakan orang dalam ruangan untuk menyalakan pendingin ruangan.
Keywords : s mart relay; infrared motion sensor; photo control ; switching mode power supply;

## Pendahuluan
Kemajuan  teknologi  otomasi  pada  saat  ini sudah  semakin  pesat  dan  luas,  hal  ini didorong  oleh  kebutuhan  yang  semakin berkembang  dan  bervariasi,  kemajuan  ini dapat  kita  lihat  dengan  semakin  banyak perkantoran  yang  menggunakan  sistem otomasi  dalam  menjalankan  proses-proses operasional  gedung  dan  produksinya, seperti  pada  industri  perakitan  mobil, industri  manufactur , industri  makanan,
industry  minuman,  industri  elektronik, industri  kosmetik  dan  lain  sebagainya. Begitu  pesat  dan  luas  penggunaan  sistem otomasi  disetiap  perkantoran  ,  yang  mana sistem  otomasi  tersebut  tidak  lepas  dari penggunaan  sistem  control  konvensional yang terdiri dari beberapa komponen yaitu relay ,  magnetik  kontaktor  ,  namun  sistem tersebut sudah semakin ditinggalkan karena  memiliki  banyak  kelemahan  dan digantikan  oleh  kehadiran smart  relay yang  memiliki  banyak  kelebihan. Smart relay merupakan  sebuah  alat  yang  dapat
digunakan  untuk  menggantikan  rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol  proses  konvensional,  dirancang untuk mengontrol suatu proses permesinan secara otomatis.
Smart  relay yang  sekilas  hampir  seperti PLC  banyak  digunakan  pada  aplikasi- aplikasi  industri,  misalnya  pada  proses pengepakan,  penanganan  bahan,  perakitan otomatis  dan  lain-lain.  Dengan  kata  lain, hampir  semua  aplikasi  yang  memerlukan control listrik atau elektronik membutuhkan smart  relay atau  PLC. Maka dalam penelitian ini akan merancang,  membuat  dan  meneliti  sistem kontrol lampu dan pendingin pada ruangan kelas  menggunakan smart  relay keluaran dari  Schneider  yaitu  Zelio  Logic  Type SR3B261BD.
Pada penelitian sebelumnya dalam menjalankan sistemnya berdasarkan parameter  waktu,  dimana  didalamnya terdapat  menu  jam,  sistem  ini  juga memiliki  cadangan  catu  daya.  Untuk mengetahui  catu  daya  yang  digunakan, system ini menggunakan rangkaian detector PLN, juga terdapat smoke detector digunakan  sebagai  sensor  pendeteksi  asap. Berdasarkan  hal  ini,  akan  dikembangkan system dengan menambahkan pengontrolan lampu ruangan menggunakan sensor photo  control dan infrared  motion sensor , sehingga diharapkan dengan pengembangan  yang dilakukan, akan lebih bermanfaat  dan  lebih  efisien  dalam fungsinya  sebagai  sistem  pengontrolan terotomatisasi.

## Tinjauan Pustaka

## Smart Relay
Smart  relay adalah  suatu  alat  yang  dapat diprogram oleh suatu bahasa tertentu  yang
biasa  digunakan  pada  proses  automasi. Smart  relay memiliki  ukuran  yang  kecil dan relatif ringan. Zelio Logic smart relay didesain  untuk automated  systems yang biasa digunakan pada aplikasi industri dan komersial. Untuk keperluan industri biasanya  digunakan  untuk  aplikasi small finishing,  packaging dan  juga  proses produksi.  Selain  itu  juga  digunakan  untuk mesin-mesin  yang  berskala  kecil  sampai dengan  yang  skala  besar  dan  terkadang juga  digunakan  untuk home  industry .
Untuk  sector  komersial  atau  bangunan biasa  digunakan  untuk  alat  penggulung, pintu  masuk,  instalasi  listrik, compressor dan  lain-lain  yang  menggunakan  sistem automasi.
Terdapat  2  tipe smart  relay yaitu  tipe compact dan  tipe modular .  Perbedaannya adalah pada tipe modular dapat ditambahkan extension  module sehingga dapat  ditambahkan input dan output . Meskipun  demikian  penambahan  modul tersebut tetap terbatas hanya bisa ditambahkan sampai dengan 40 I/O. Selain itu  untuk  tipe modular juga  dapat dimonitor  dengan  jarak  jauh  dengan penambahan modul.
Fungsi smart  relay adalah  merupakan suatu  bentuk  khusus  dari  pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat deprogram  untuk  menyimpan  instruksi- instruksi  dengan  aturan  tertentu  dan  dapat mengimplementasikan fungsifungsi khusus  seperti  fungsi  logika, sequencing , pewaktuan
( timing ), pencacahan
( counting )  dan  aritmetika  dengan  tujuan mengontrol  mesin-mesin  dan  proses- proses  yang  akan  dilakukan  secara otomatis  dan  berulang-ulang. Smart  relay ini  dirancang  sebaik  mungkin  agar  mudah dioperasikan  dan  dapat  diprogram  oleh non-programmer khusus [1] .  Oleh  karena itu perancang smart relay telah
menempatkan sebuah program awal (interpreter)  di  dalam  piranti  ini  yang memungkinkan  pengguna  memasukkan program-program  kontrol  sesuai  dengan kebutuhan  mereka  dalam  suatu  bentuk bahasa pemrograman yang relatif sederhana  dan  mudah  untuk  dimengerti dan  dapat  diubah  atau  diganti  dengan mudah.  Pemrograman  yang  digunakan pada smart  relay  telemecanique adalah dapat  dilakukan  dengan  dua  cara  yaitu dengan cara menggunakan tombool- tombol  yang  terdapat  pada smart  relay sehingga  dapat  mengubah  program  secara langsung dari smart relay tersebut.
Smart Relay Zelio SR3B261BD Smart  relay yang  digunakan  adalah  Zelio SR3B261BD  yang  dibuat  oleh  Schneider Electric.  Perangkat  lunak  yang  digunakan adalah  Zelio  soft  2  yang  menggunakan Bahasa ladder diagram atau function block diagram. Zelio ini merupakan tipe modular yang dapat dikembangkan ( expand ) sesuai dengan kebutuhan, sehingga input maupun output  dapat  ditambah  dan  juga  memiliki layar  yang  dapat  digunakan  untuk  melihat maupun  mengganti  program  yang  telah ada  di  dalamnya.  Alat  ini  juga  memiliki data backup yang dilakukan oleh EEPROM Flash  Memory .  Komunikasi yang  digunakan  adalah  jaringan Modbus dan memiliki range power supply 24 VDC. Batas tegangan yang digunakan adalah 19, 2  –  30  VDC.  Arus  nominalnya  70  mA tanpa extentions .

## Perangkat Lunak Zelio Soft 2
Cara  memprogram  pada  zelio  adalah menggunakan perangkat lunak zelio soft 2. Bahasa  pemrograman  yang  digunakan adalah Ladder Diagram (LD) dan Function Block Diagram (FBD).
Sensor Photo Control
Salah  satu  aplikasi  sensor  cahaya  adalah sensor photo control , yaitu suatu kompenen  elektronika  yang  berfungsi sebagai switch atau saklar dalam pemanfaatan  penerangan  lampu.  Di  dalam sensor  ini  terdapat  rangkaian switching , yang  di  dalamnya  terdapat  LDR  ( light dependent resistor )  yang merupakan suatu resistor  yang  memiliki  nilai  resistansi bergantung pada jumlah cahaya yang jatuh pada  permukaan  sensor  tersebut.  Pada prinsipnya  perbedaan  antara  LDR  pada photo  control dengan  LDR  biasa  adalah nilai  Lux  (Lx).  Lux  merupakan  satuan intensitas  cahaya  pada  satu  titik.  Photo control  akan  aktif  jika  LDR  di  dalamnya mendapatkan  31,5  Lx,  namun  LDR  biasa cukup 10 Lx.
Gambar 1 Rangkaian sensor photo control
Sensor Passive Infra-Red Merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk mengindera atau menangkap suatu besaran fisis (temperature  suhu  tubuh  manusia)  dan merubahnya menjadi sinyal listrik. Bersifat passive ,  yaitu  hanya  menerima  sinyal infrared yang dipancarkan oleh suatu objek yang  bergerak  (dalam  hal  ini  tubuh manusia).

## Relay
Relay adalah  suatu  peranti  yang  bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan  sejumlah  kontaktor  (saklar) yang  tersusun.  Kontaktor  akan  tertutup ( On ) atau terbuka ( Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan
(induktor)  ketika  dialiri  arus  listrik. Berbeda dengan saklar dimana pergerakan kontaktor ( On/Off ) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
Sebagai  salah  satu  komponen  elektronika, relay mempunyai  peran  penting  dalam suatu  rangkaian  elektronika  dan  rangkaian listrik  untuk  mengaktifkan  suatu  alat  atau komponen  elektronika  yang  memerlukan arus  besar  tanpa  terhubung  langsung dengan komponen pengendali yang
mempunyai arus kecil. Maka dari itu relay dapat berfungsi sebagai pengaman rangkaian.

## Metodologi Penelitian
Jenis  penelitian  yang  akan  dilakukan  ini adalah jenis penelitian dan pengembangan. Langkah  yang  dilakukan  adalah  membuat perangkat  keras,  membuat  program smart relay menggunakan zelio soft 2, kemudian dilakukan  uji  terhadap  alat  yang  dibuat. Implementasi dan uji coba dilakukan pada salah  satu  ruang  kelas  di  program  studi teknik  elektronika.  Secara  garis  besar diuraikan  dalam  diagram  blok  sebagai berikut.
Gambar 2 Blok diagram sistem keseluruhan

## Hasil dan Analisa
Perangkat keras dan perangkat lunak berhasil dibuat dan diuji dengan beberapa pengujian yang dilakukan. Secara keseluruhan, gambar rangkaian dari sistem ini adalah sebagai berikut:
SR3B261B D Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 QA Q9 C + - I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 IA IBICID IE IFIG - A M POWER SUPPLY L N 0 VDC 24 VDC LAMPU Air Conditioner L N Ou t PIR EVACO L N Ou t Photo control L N Ou t PIR EVACO SELECTOR SWITCH REGULATOR 0 VDC 15 VDC - + 12 VDC 5 VDC 22 0V AC Saklar 220 VAC L N 22 0V AC 22 0V AC 22 0V AC 22 0V AC 22 0V AC 22 0V AC 22 0V AC MCB Saklar Gambar 3 Rangkaian pengkabelan sistem kontrol lampu dan pending ruangan
Berikut adalah hasil pengujian yang dilakukan:
Pengujian rangkaian switch
MCB EMERGENCY SWITCH SWITCH 1 220VAC Netral Relay 1 LAMPU 1 Relay 1 LAMPU 2 SWITCH 1 Relay 1 220VAC NC NO
Gambar 4 Rangkaian switch
Pada  pengujian  ini  dilakukan  untuk mengetahui  optimal  tidaknya  rangkaian yang dibuat sebagai pemutus atau pengubung  aliran  listrik  ke power  supply sebelum  dialirkan  ke  zelio  dan  komponen pendukung  lainnya.  Hasil  menunjukkan bahwa program yang dibuat dapat berjalan dengan baik.
Pengujian rangkaian relay sensor 220VAC Netral SWITCH 1 Relay 1 220VAC Relay 1 220VAC Relay 2 220VAC Sensor 1 220VAC Relay 3 220VAC Sensor2 220VAC Relay 4 220VAC Sensor 3 Relay 1 Relay 1 Gambar 5 Rangkaian relay untuk sensor
Pengujian  rangkain  ini  dilakukan  untuk mengetahui  output  dari  sensor  dapat mengaktifkan relay dengan tegangan  yang sesuai  dengan  output  dari  sensor  tersebut atau  tidak.  Sensor  menggunakan  tegangan 220  VAC.  Pengujian  menunjukkan  bahwa sensor  aktif  setelah relay 1  aktif  sehingga sensor-sensor dapat bekerja dengan semestinya.
220VAC 0VDC Relay 2 220VAC Sensor 1 Relay 3 220VAC Sensor 2 Relay 4 220VAC Sensor 3 NO ZELIO 15VDC Netral I1 NO ZELIO I2 NO ZELIO I3 Relay 2 Relay 3 Relay 4 Gambar 6 Output sensor sebagai input Zelio
Dapat  diterangkan  juga  bahwa  output  dari sensor  akan  menjadi input  relay ,  sehingga dapat  mengalirkan  tegangan  15  VDC untuk input pada zelio yang digunakan.
Pengujian relay untuk mengaktifkan zelio
EMERGENCY SWITCH SWITCH 1 220VAC 0VDC Relay 5 Relay 1 220VAC NO Relay 1 220VAC Relay 5 220VAC Relay 1 220VAC Power Supply 24VDC SMPS 24VDC Netral ZELIO SR3B261BD Gambar 7 Rangkaian relay untuk mengaktifkan Zelio
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui fungsi relay untuk  memberikan  tegangan pada  zelio,  sehingga  dapat  bekerja. Gambar  7  menunjukkan  bahwa  pada  saat relay  1  aktif,  maka switching  mode  power suppy (SMPS)  dan  relay  5  akan  aktif, sehingga  didapatkan  tegangan  keluaran dari relay sebesar  24  VDC  untuk mengaktifkan zelio.
Pengujian  rangkaian relay kontrol lampu
Pada  pengujian  ini  dilakukan  percobaan untuk  rangkaian  pemutus  kontrol  lampu dari  manual  menjadi  otomatis  sesuai dengan program yang dibuat. Faktor safety menjadi pertimbangan digunakannya relay pada  rangkaian  ini,  yaitu  agar  tidak terhubung secara langsung antara zelio dan lampu
220VAC 0VDC Q1 NO 24VDC Netral ZELIO SR3B261BD Relay 6 220VAC Relay 6 NO Relay 8 Relay 6 NO Relay 9 Relay 8 NO Relay 9 NO Lampu  1 Lampu 2 220VAC 220VAC
Gambar 8 Rangkaian relay kontrol lampu . Selain itu juga untuk tetap mempertahankan  kontrol  manual  dari lampu.  Juga  dilakukan  pengujian  pada rangkaian relay kontrol  AC,  juga  dengan
tujuan  yang  sama  seperti  pengujian  pada rangkaian relay kontrol lampu.

## Pengujian kontrol lampu dan kontrol pendingin ruangan
Dilakukan  pengujian  untuk  mengetahui pewaktuan  dari  kontrol  lampu  yang  telah diprogram pada zelio. Pengujian dilakukan pada rentang waktu tertentu untuk mengetahui  lampu  akan  menyala  atau mati.
Tabel 1 Pengamatan kontrol lampu
N o Tanggal/Bulan/Tahun Kondisi lampu Ket
ON OFF 1 13/10-2016 17.34 22.00 Otomatis 2 14/10-2016 16.45 22.30 Manual 3 15/10-2016 17.32 22.00 Otomatis 4 16/10-2016 16.55 22.10 Manual 5 17/10-2016 16.44 22.00 Manual 6 18/10-2016 17.30 22.00 Otomatis 7 19/10-2016 17.30 22.00 Otomatis
Juga  dilakukan  pengujian  pada  kontrol pendingin  ruangan  yang  bertujuan  untuk mengetahui
keakuratan dan kesensitivitasan dari sensor dalam mendeteksi  adanya  pergerakan  manusia dalam ruangan untuk mengaktifkan pendingin ruangan.
Tabel 2 Pengamatan kontrol pendingin

## ruangan
N o Tanggal/Bulan/ Tahun
Kondisi pendingin ruangan Ket
ON OFF 1 13/10-2016 otomatis otomatis Ok 2 14/10-2016 otomatis otomatis Ok 3 15/10-2016 otomatis otomatis Ok 4 16/10-2016 otomatis otomatis Ok 5 17/10-2016 otomatis otomatis Ok 6 18/10-2016 otomatis otomatis Ok 7 19/10-2016 otomatis otomatis Ok

## Kesimpulan dan Saran
Rangkaian penelitian ini telah membuktikan  bahwa  secara  keseluruhan zelio smart  relay telah  optimal  dalam
fungsinya  sebagai  pengendali  lampu  dan pendingin  ruangan  kelas.  Hasil  uji  coba terhadap  alat  juga  menunjukkan  bahwa sensor photo control dan sensor PIR dapat mendeteksi adanya stimulus dengan baik.
Saran  untuk  penelitian  selanjutnya  adalah penggunaan sensor yang memiliki sensistivitas yang lebih maksimal dibandingkan yang digunakan pada penelitian ini. Hal ini sangat mempengaruhi  kinerja  dari  sistem  secara keseluruhan.  Sedangkan  kontroler  sudah optimal  jika  menggunakan  smart  relay zelio.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada rekan-rekan  yang  telah  memberikan  bantuan dalam terselesaikannya penelitian ini.
Penulis  ucapkan  terima  kasih  terhadap  tim editorial  Jurnal  Teknologi  Elektro  atas dipublikasikannya penelitian ini setelah melalui  proses  review  dan  presentasi  di SNPPT 2017.

## Daftar Pustaka
[1]  Erinofiardi,  Imam  Supardi  dan  Redi. Penggunaan  PLC  dalam  pengontrolan temperature,  simulasi  pada  prototype ruangan.  Jurnal  Mekanikal  Volume  2 Nomor 22. 2012
[2]  Schneider.  Smart  relay  zelio  logic. 2011.
[3] Datasheet Omron. Relays & Solenoids.
2014.