e-ISSN : 2715-5064

## ANALISIS HASIL VOLTAGE DETECTOR THE SKY DANCER 500W PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU SKALA MIKRO DI PT. LENTERA BUMI NUSANTARA
Dendy Reza Anfasha 1*) , M. Rinaldy Robiansyah 2 , Dian Budhi Santoso 3
1,3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang, Karawang
2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom, Bandung
1,3 Jl. Hs. Ronggo Waluyo, Telukjambe Timur, Karawang, 41361, Indonesia
2 Jalan Telekomunikasi No. 1, Bandung, 40257, Indonesia email: 1 dendy.reza17043@student.unsika.ac.id , 2 robianshah24@gmail.com , 3 dian.budhi@ft.unsika.ac.id
Abstract      Voltage  Detector  is  a  tool  that  can  read  the  output voltage  value  of  a  generator.  Voltage  detector  on  the  controller serves  as  a  voltage  detector  input  controller  derived  from  the generator. The output of the Voltage detector is an analog signal processed  by  the  microcontroller  to  then  activate  the  relay  and then  forward  the  input  voltage  when  the  input  voltage  is  in accordance  with  the  provisions  to  the  rectifier  circuit.  The output of this Voltage detector is an analog signal so it needs to be  connected  with  a  microcontroller  ADC  for  processing. Voltage detector is prepared using the concept of voltage divider between 2 pieces of resistance.  At resistance 1, it is the result of a  series  and  parallel  circuit  relationship  between  the  9  receipts used.  When  the  maximum  rectifier  output  voltage  is  200V  and the maximum output voltage of the designed detector is no more than 5V, then the value of the components used is set according to  the  needs.  Resistor  resistance  values  1  to  resistors  9  are determined at 56KΩ and capacitors are used as large as 1μF.
Keywords  Voltage  Detector,  Controller,  Microcontroller, Resistor, Capacitor
Abstrak  Voltage  Detector  adalah  sebuah  alat  yang  dapat membaca  nilai  tegangan  keluaran  dari  generator.  Voltage detector  pada  controller  berfungsi  sebagai  pendeteksi  tegangan input controller yang berasal dari generator. Output dari Voltage detector berupa sinyal analog yang di proses oleh microcontroller untuk  kemudian  mengaktifkan  relay  lalu  meneruskan  tegangan input  apabila  tegangan  input  sesuai  dengan  ketentuan  ke rangkaian  rectifier.  Keluaran  dari  Voltage  detector  ini merupakan sinyal analog maka perlu dihubungkan dengan ADC mikrokontroler  untuk  diproses.  Voltage  detector  disusun menggunakan  konsep  pembagi  tegangan  antara  2  buah resistansi.  Pada  resistansi  1,  merupakan  hasil  hubungan rangkaian seri dan rangkaian paralel antara 9 buah resitor yang digunakan.  Saat  tegangan  keluaran  penyearah  maksimal sebesar 200V dan tegangan keluaran  maksimal  Voltage detector yang  dirancang  maksimal  tidak  lebih  dari  5V,  maka  nilai komponen  yang  digunakan  diatur  sesuai  dengan  kebutuhan. Nilai  resistansi  resistor  1  hingga  resistor  9  ditentukan  sebesar 56KΩ dan nilai kapasitor yang digunakan sebessar 1µF.
Kata  Kunci  Voltage  Detector,  Controller,  Mikrokontroller, Resistor, Kapasitor

## I. PENDAHULUAN
Ketersediaan  energi  termasuk  listrik  merupakan  elemen yang  sangat  penting  dalam  berbagai  aspek  kehidupan manusia,  sekaligus  sebagai  kebutuhan  mutlak  untuk menunjang  pembangunan  nasional  berkelanjutan.  Ini  adalah tantangan  besar  bagi  negara  Indonesia  disaat  penyediaan energi  masih  terus  bergantung  kepada  energi  fosil  dan kemajuan  teknologi  dari  sumber  daya  energi  terbarukan minim untuk dilakukan.
Sementara  permintaan  energi  terus  meningkat  diiringi meningkatnya  jumlah  penduduk  dan  pembangunan  nasional yang terus berkembang.  Selain  itu  tidak  meratanya teknologi antara  lokasi  sumberdaya  energi  dengan  daerah  penggunaan energi dan infrastruktur yang minim menyebabkan keterbatasan akses terhadap masyarakat terkait perkembangan energi.  Selain  itu,  kesenjangan  pendapatan  yang  terjadi  di masyarakat  cukup  tinggi  mengakibatkan  kompleksitas permasalahan di sektor energi.
Ketergantungan  negara  Indonesia  terhadap  penggunaan energi  fosil  menimbulkan  kekhawatiran  bagi  masyarakat mengingat  energi  tersebut  bukan  berasar  dari  energi  yang terbarukan. Dari laju tingkat eksploitasi yang  dilakukan tanpa adanya penemuan cadangan energi baru yang signifikan, akan menyebabkan  jumlah  cadangan  energi  di  dalam  negeri semakin berkurang jumlahnya.
Dari permasalahan itu semua, energi alternatif yang bisa dipilih  adalah  angin,  suatu  energi  yang  memanfaatkan pergerakan  angin.  Terdapat beberapa  negara  yang kini  mulai melirik  pemanfaatan  energi  angin  tersebut,  yang  akan dijadikan  sebagai  sumber  energi  terbarukan.  Komponen- komponen  yang  digunakan  pembangkit  listrik  tenaga  bayu seperti: bilah, generator, kontroler, dan data logger .
PT.  Lentera  Bumi  Nusantara  mempunyai  4  divisi penelitian  yaitu  divisi  perancangan  bilah,  divisi  perancangan generator wind turbin,  divisi  perancangan  kontroler,  dan divisi  perancangan  data logger .  Dalam  penelitian  ini  saya memfokuskan  diri  untuk  mempelajari controller wind turbin atau  biasa  yang  disebut  dengan  kontroler  TSD  500  W  yang
e-ISSN : 2715-5064
didalamnya  terdapat Voltage  Detector berfungsi  sebagai pendeteksi tegangan keluar penyearah.

## II. PENELITIAN YANG TERKAIT
Pada  penelitian  sebelumnya  yang  pernah  dilakukan, terdapat  beberapa  langkah  yang  sama  dilakukan  oleh penulis akhirnya  bisa  diketahui  perbedaan  dari  hasil  penelitian  yang dilakukan.  Berikut  merupakan  hasil  penelitian  dari  peneliti terkait seputar rangkaian Voltage Detector : 1. Pada  penelitian  [1]  Elson,  R.,.  Menjelaskan  bahwa rangkaian  pedeteksi  tegangan  mampu  mengkonversi tegangan  AC  tiga  fasa  keluaran  generator  menjadi tegangan  DC  dan  membagi  teganganya  melalui  voltage devider  untuk  dikonversi  menjadi  data  digital  pada mikrokontroler.
2. Pada  penelitian  [5],  Robiansyah,  M.R.,  Melakukan pecobaan  dengan  mengukur  besar  tegangan  titik  positif rangkaian  rectifier  tiga  fasa  pada  rangkaian  pendeteksi tegangan dan diukur terhadap ground.

## III. METODE PENELITIAN

## A. Metode Penelitian
Proses  penelitian  terbagi  menjadi  beberapa  tahap  yang dilakukan  berdasarkan  dengan  urutan  dalam  melakukan sebuah penelitian:
1. Identifikasi masalah:
Merumuskan  latar  belakang  hingga  tujuan  dalam penelitian ini.
2. Studi literatur:
Proses  mengumpulkan  sekaligus  menganalisa  data-data baik  dari  buku  maupun  jurnal-jurnal  referensi  sesuai dengan  topik  penelitian  yang  dilakukan  yaitu  tentang rangkaian Volatge Detector .
3. Perancangan dan Simulasi:
Proses  merancang  rangkaian Voltage  Detector saat melakukan simulasi rangkaian tersebut.
4. Analisis:
Menganalisa  hasil  simulasi  rangkaian  untuk  bisa  atau tidaknya  tegangan  dijadikan  tegangan  S upply bagi  sistem Microcontroller

## B. Diagram Alir
Gambar. 1 Diagram penelitian

## C. Block Diagram
Bagian  ini  berisi  penjelasan  tentang block diagram  hasil terjemahan  penulis  berdasarkan  pemahaman  dari  rangkaian skematik controller TSD-500W. Block diagram  ini  bertujuan untuk mempermudah memahami prinsip kerja dari rangkaian skematik controller TSD-500W.  Gambar.2  adalah Block diagram dari rangkaian skematik controller TSD-500W.
Gambar. 2 Block Diagram controller TSD-500W.
Listrik  keluaran  generator  3  fasa  menuju  rangkaian Rectifier 3  fasa  dan Voltage  Detector diolah  oleh Microcontroller untuk  logika  penyalaan relay .  Selanjutnya listrik mengalir menuju relay 3 fasa ke Rectifier untuk proses pengubahan  tegangan  dari  tegangan  AC  diubah  menjadi tegangan  DC  untuk  kemudian  diolah  oleh Buck  Converter untuk  menstabilkan  tegangan  pengisian  dan blocking  diode
*) penulis korespondensi : Dendi Reza Anfasha Email: dendy.reza17043@student.unsika.ac.id
e-ISSN : 2715-5064
untuk  memblok  arus  balik.  Kemudian  terdapat  sensor  arus dan tegangan yang output nya diolah kedalam Microcontroller untuk  digunakan  sebagai feed  back kontrol  dari Buck Converter .  Kemudian  listrik  mengalir  dari  sensor  ke  dalam baterai,  lalu  listrik  dari  dalam  baterai  menuju  regulator  12V untuk  dijadikan supply bagi driver  mosfet dan relay dari regulator  12V  mengatur  listrik  menuju  regulator  5V  untuk dijadikan supply dari sistem Microcontroller . Microcontroller memberi  perintah  ke driver  relay untuk control  relay dan driver mosfet berupa PWM untuk switching mosfet pada buck converter.

## D. Voltage Detector
Bagian  ini  berisi  penjelasan  tentang Voltage  Detector . Gambar.3  adalah  rangkaian Voltage  Detector dari  rangkaian skematik controller TSD-500W.
Gambar. 3 Rangkaian Voltage Detector TSD-500W.
Voltage  Detect or  pada Controller berfungsi  sebagai pendeteksi  tegangan input  Controller yang  berasal  dari keluaran  generator  turbin  angin.  Jika  tegangan  keluaran generator  telah  melewati  batas cut-in sebesar  30V  maka sistem akan terhubung dengan generator, tetapi jika tegangan keluaran  generator  terlalu  besar  dan  melewati  batas  cut-off sebesar 180V maka kontak relay akan dibuka sehingga sistem tidak  terhubung  dengan  generator. Output dari Voltage D etector  berupa  sinyal  analog yang  diproses  oleh Microcontroller untuk  kemudian  mengaktifkan relay lalu meneruskan  tegangan input kedalam  rangkaian rectifier. Keluaran  dari Voltage  Detector ini  merupakan  sinyal  analog maka  perlu  dihubungkan  dengan  pin  ADC Microcontroller. Voltage  Detektor disusun  menggunakan  konsep  pembagi tegangan  antara  2  buah  resistansi.  Namun,  pada  resistansi  1 merupakan  hasil  hubungan  seri  dan  paralel  antara  9  buah resistor  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar.  2.  Jika tegangan  keluaran  penyearah  maksimal  sebesar  200V  dan tegangan keluaran maksimal Voltage Detector yang dirancang maksimal  tidak  lebih  tegangan  keluarannya  dari  5V,  maka dari itu nilai komponen  yang digunakan diatur sesuai dengan batas  maksimal  tegangan  keluaran.  Nilai  resistansi  resistor  1 hingga resistor 9 ditentukan sebesar 56KΩ dan nilai kapasitor yang digunakan sebesar 1µF. Sedangkan perhitungan resistor 2  yang  digunakan  dapat  ditentukan  dengan  menggunakan metode mesh dengan  asumsi  kapasitor  sebagai  rangkaian terbuka.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Simulasi  Rangkaian  Voltage  Detector  dengan  Vin 36V
Hasil  pengujian  yang  diperoleh  melalui  percobaan simulasi  rangkaian Voltage  Detector dengan  V in 36V oleh penulis.
Gambar. 3 Simulasi Rangkaian Voltage Detector V in 36V.
Gambar.  3  merupakan  percobaan  simulasi  rangkaian Voltage  Dectector yang  terdiri  dari  rangkaian  pembagi tegangan  yang  di  konversi  dalam  tegangan  skala  lebih  kecil untuk diproses dalam microcontroller . Simulasi ini menggunakan  V in =  36V  dari  tegangan  keluaran  generator. Setelah  melewati  rangkaian Voltage  Detector ,  maka  nilai tegangan  sebesar  V out =  0,49  V  masuk  kedalam Voltage Devider untuk  dikonversi  menjadi  data  digital  pada Microcontroller untuk  mengaktifkan  relay  pengoperasian sistem Controller .  Karena  batas cut-in sebesar  30V  maka, sistem akan terhubung dengan generator dan sistem bekerja.

## 4.2. Simulasi  Rangkaian  Voltage  Detector  dengan  Vin 180V
Hasil  pengujian  yang  diperoleh  melalui  percobaan simulasi  rangkaian Voltage  Detector dengan  V in 180V oleh penulis.
Gambar. 4 Simulasi Rangkaian Voltage Detector V in 180V.
Gambar.  4  merupakan  percobaan  simulasi  rangkaian Voltage  Dectector yang  terdiri  dari  rangkaian  pembagi tegangan  yang  di  konversi  dalam  tegangan  skala  lebih  kecil untuk diproses dalam microcontroller . Simulasi ini menggunakan  V in =  180V  dari  tegangan  keluaran  generator. Setelah  melewati  rangkaian Voltage  Detector ,  nilai  tegangan
e-ISSN : 2715-5064
sebesar V out = 2,52 V masuk kedalam Voltage Devider untuk dikonversi  menjadi  data  digital  pada Microcontroller untuk mengaktifkan relay pengoperasian sistem Controller .  Karena batas cut-in sebesar  30V  dan  tidak  melewati  batas  cut-off sebesar 180V maka, sistem akan terhubung dengan generator dan sistem bekerja.

## Hasil Simulasi Nilai Variasi Vin
Hasil  pengujian  yang  diperoleh  melalui  percobaan simulasi  rangkaian Voltage  Detector dengan  nilai  V in yang bervariasi dilakukan oleh penulis.
TABEL. I HASIL SIMULASI NILAI VARIASI Vin Vin (V) Vout (V) 36 0,49 41,1 1,40 46 1,43 53,1 1,48 60,1 1,53 67,1 1,59 74,2 1,64 88,3 1,75 98,8 1,84 123 2,04 134 2,13 145 2,22 166 2,40 180 2,52
Berdasarkan  dari  data  yang  ditampilkan  pada  TABEL.  I Hasil  simulasi  menggunakan  nilai  variasi  V in :  36V  hingga V in: 180V. Tegangan tersebut bisa mengaktifkan relay sesuai dengan  batas cut-in,  cut-off sistem Controller .  Setelah melewati rangkaian Voltage  Detector ,  tegangan  V out: 0,49V hingga V out: 2,52V tersebut masuk kedalam Voltage Devider untuk  dikonversi  menjadi  data  digital  pada Microcontroller untuk  mengaktifkan  relay  pengoperasian  sistem Controller . Karena batas cut-in sebesar 30V dan tidak melewati batas cut- off  sebesar  180V  maka,  sistem  akan  terhubung  dengan generator dan sistem bekerja.
Selain  itu  berdasarkan  data  table  yang  di  tampilkan,  nilai V out besaran  nilainya  mengalami  peningkatan  nilainya seiring  dengan  V in yang  meningkat,  hal  ini  meghasilkan linearitas  yang  cukup  baik.  Nilai  keluaran  V out tersebut diatur  sesuai  dengan  nilai  resistor  yang  digunakan,  dalam
penentuan  nilai  resistor  di  atur  sedemikianrupa  agar  nilai V out tidak  lebih  dari  tegangan  kerja  sistem Microcontroller sebesar 5V.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  data  yang  dihasilkan  rangkaian Voltage Detector dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Rangkaian Voltage  Detector pada  simulasi  yang  terdiri dari rangkaian pembagi tegangan  yang di konversi dalam tegangan  skala  lebih  kecil  untuk  diproses  dalam Microcontroller untuk  mengaktifkan  relay  pengoperasian sistem Controller .
2. Batas  tegangan  yang  dapat  di  konversikan  oleh Voltage Detector adalah 30V hingga 180V. Jika tegangan keluaran generator  telah  melewati  batas  cut-in  (30V)  maka  sistem akan  terhubung  dengan  generator,  tetapi  jika  tegangan keluaran generator terlalu besar dan melewati batas cut-off (180V)  maka  kontak  relay  akan  dibuka  sehingga  sistem tidak terhubung dengan generator.
3. Rangkaian Voltage  Detector mampu  mengkonversi tegangan  AC  tiga  fasa  keluaran  generator  menjadi tegangan  DC  dan  membagi  teganganya  melalui voltage devider untuk  dikonversi  menjadi  data  digital  pada microcontroller .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  penulis sampaikan kepada  PT.  Lentera Bumi Nusantara  yang  telah  mengizinkan  sekaligus  membimbing penulis  untuk  melaksanakan  penelitian  ini  dan  juga terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah mendukung dan membantu dalam penulisan artikel ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Elson, R. (2017). “Pengenalan Teknologi Pemanfaatan Energi Angin”, PT. Lentera Angin Nusantara, 2017. Ciheras.
[2] Rashid,  M.H.,  “  Power  Electronics  :  Circuits,  Devices,  and Applications,  Fourth  Edition”,  Pearson,  2014.  Edinburgh  Gate, Harlow.
[3] Rashid,  M.H.,  “  Alternative  Energy  in  Power  Electronics”,  Elsevier, 2015. Waltham, MA.
[4] John J.  Grainger, William D. Stevenson dan  Gary W. Chang,  “Power System Analysis”, McGraw-Hill, 2016. New York.
[5] Robiansyah,  M.R.,  “Perancangan  Kontroller  Untuk  Turbin  Angin Skala Mikro”, Universitas Telkom, 2017, Bandung.