## RANCANG BANGUN CONVERTER BINARY CODE DECIMAL (BCD) UNTUK MONITORING TAP POSISI INDIKATOR TRAFO PADA SISTEM SCADA PT.PLN (PERSERO)
Himawan 1) , Heri Suryo 2) 1,2,) Jurusan Teknik Elektro - Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah No. 10-12 Semarang – Indonesia e_mail : Himawan_jufri@yahoo.com

## ABSTRAK
Converter tegangan BCD ke Desimal 0-3 V adalah sebuah rangkaian elektronika dengan menggunakan  mikroprosessor    yang  dirancang  untuk    dapat  mengubah  besaran  tegangan  BCD menjadi besaran tegangan 0-3 V. Pada Gardu Induk (GI) 150 KV atupun Gardu Induk Tegangan Extra  Tinggi  (GITET)  500  kV  terdapat  berbagai  macam  bay  yang  diantaranya adalah  Bay  Line, Bay  Trafo,  dan  Bay  Kopel.  Khusus  pada  bay  trafo,  terkadang  salah  satu  status  yang  belum terakuisisi dan termonitor pada RCC adalah status posisi tap changer. Pemilihan tap trafo secara otomatis dilakukan dengan suatu peralatan relai AVR. Relai AVR, relai pengatur tegangan adalah peralatan kontrol otomatis pada transformator yang menggerakan motor OLTC. Namun, pada saat tap trafo telah melebihi nilai maksimumnya maka dapat menyebabkan AVR blok. Dengan adanya kondisi  seperti  ini  maka tentunya  dapat  menyebabkan  suatu penyimpangan tegangan yang  cukup besar.  Tindakan  pencegahan  yang  dilakukan  untuk  mengatasi  AVR  blok  adalah  dengan memonitoring posisi tap pada trafo. Oleh karena itu, dalam  penelitian ini dibuat suatu converter sederhana  berbasis  mikroprosessor  untuk  mengubah  format  input  tegangan    BCD  menjadi tegangan 0-3 V.
Kata  kunci : Konverter  BCD  ke  Tegangan  0-3V,  Tap  Posisi  Indikator  Trafo,  Remote  Terminal Unit, Tap Changer, AVR Block.

## 1. PENDAHULUAN
PT. PLN (Persero) adalah perusahaan yang bergerak di bidang ketenagalistrikan
yang didirikan pemerintah untuk memenuhi kebutuhan listrik di Indonesia. Listrik  merupakan  salah  satu  hal  pokok
penunjang kehidupan masyarakat, seperti yang kita ketahui bahwa semua peralatan yang  terdapat  di  kantor,  pabrik  bahkan perumahan  membutuhkan  listrik.  Peran listrik  disini  sangat  vital  karena  tanpa adanya  listrik  roda  perekonomian  juga tidak  dapat  berputar  maka  kontinyuitas penyaluran tenaga listrik sangat diperlukan untuk membantu dalam mensejahterakan  masyarakat.  Salah  satu cara untuk menjaga kontinyuitas penyaluran  tenaga  listrik  adalah  dengan merawat  peralatan-peralatan  yang  ada  di Gardu  Induk  dan  menjaga  listrik  tetap tersalurkan pada pelanggan.
Sistem  kelistrikan  interkoneksi  Jawa – Bali mengharuskan setiap pembangunan  pembangkit,  gardu  induk, gardu  hubung,  gardu  tengah, key  point dan  fasilitas  sistem  tenaga  listrik  yang baru    dapat  dipantau  dari  control  center dan dilakukan pengujian sebelum diintegrasikan  ke  sistem  transmisi  atau sistem distribusi tenaga listrik .
Tele informasi data sebagai bagian  sistem  SCADA  pada  gardu  induk bertujuan  untuk  memberikan  informasi dalam bentuk telecontroling, telemetering,  dan  telesignaling kepada pihak yang bertanggungjawab melaksanakan  operasi  dan  pemeliharaan sistem  tenaga  listrik  dalam  hal  ini  PT. PLN  Penyaluran  dan  Pusat  Pengatur
Beban Jawa Bali (PLN P3B Jawa – Bali). Pembangunan  pembangkit,  gardu  induk, dan  fasilitas  sistem  tenaga  listrik  yang baru  ataupun  eksisting  harus  dapat  di pantau  dan  di  kontrol  dari  pusat  kontrol masing  masing  wilayah  regional.  Sistem interkoneksi Jawa – Bali di bagi dalam 5 regional  kontrol  yaitu  Regional  DKI, Regional  Jawa  Barat,  Regional  Jawa Tengah  &  DIY,  Regional  Jawa  Timur dan
Regional
Bali.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Terdapat  beberapa  macam  susunan rangkaian yang dapat menjalankan fungsi konverter  digital  ke  analog  atau  yang lebih  dikenal  dengan  DAC.  Tiga  kelas utama  DAC  di  antaranya  adalah  DAC berbasis decoder , DAC dengan pembobotan biner ,  dan  DAC  kode thermometer .
Jika  kita  ingin  mengubah biner dari unit  pengolahan  ke  suatu  keluaran  0 sampai  3  V,  seperti  pada  setiap pendekode,  pertama  kali  kita  harus membuat  tabel  kebenaran  dari  semua situasi yang mungkin. Tabel 2.1 memperlihatkan  empat  masukan  (D,  C, B, A) ke dalam pengubah D/A. Masukan berbentuk biner .  Setiap  1  berkisar  +3 sampai  5  V.  Setiap  0  berkisar  0  V. Keluaran  diperlihatkan  sebagai  tegangan pada  kolom  paling  kanan  dari  tabel  2.1.
http://jurnal.unimus.ac.id
Menurut  tabel  tersebut,  bila biner 0000 muncul  pada  masukan  pengubah  D/A, keluaran  0  V.  Bila  biner  0001  adalah masukan,  maka  keluarannya  adalah  0,4 V.  Kita  perhatikan  bahwa  untuk  masing- masing  baris  yang  ditelusuri  ke  bawah pada tabel 2.1, keluaran analog bertambah 0,2 V .
Beberapa  penelitian  yang  telah dilakukan  tentang  pembuatan  konverter BCD,  yaitu:  Bayu  Gigih  Prasetyo  dan Moch. Hafid menjelaskan tentang Simple
TPI  by  Binary  To  Analog  Method (SIMBAD) . Dijelasakan
tentang pembuatan  suatu  rangkaian  konversi sederhana yang  dapat  mengakuisisi seluruh  posisi  tap  pada  trafo  tanpa membutuhkan  banyak  modul  input  pada RTU  dan  dapat  di  monitor  pada  RCC/ sistem  SCADA.  Konverter  ini  dibuat menggunakan rangkaian elektronika, tidak menggunakan mikroprosesor.
(Bayu  Gigih  Prasetyo  dan  Moch.  Hafid,
2014).
A. Binary Code Decimal (BCD)
Binary  Code  Decimal adalah  sistem pengkodean angka desimal menggunakan kode biner. Kode BCD biasa terdiri dari 4 (Empat)  bit,  5  (Lima)  bit  dan  ada  yang lebih  dari  5  (Lima)  Bit . Binary  Code Decimal (BCD)  adalah  sebuah  sistem sandi  yang  umum  digunakan  untuk menyatakan angka desimal secara digital.
BCD adalah sistem pengkodean bilangan desimal  yang  metodenya  mirip  dengan bilangan  biner  biasa,  hanya  saja  dalam proses  konversi  setiap  simbol  dari bilangan desimal dikonversi satu persatu, bukan secara keseluruhan seperti konversi bilangan desimal ke biner biasa.. Binary  Code  Decimal merupakan  kode biner  yang  digunakan  hanya  untuk mewakili  nilai  digit  desimal  saja,  yaitu nilai angka 0 sampai dengan 9.

## B. Mikrokontroler
Mikrokontroler  adalah  IC  yang  dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus  (Agus  Bejo,  2007).  Sebuah  chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian  elektronik  dan  umunya  dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler  umumnya  terdiri  dari CPU ( Central Processing Unit ), memori,
I/O  tertentu  dan  unit  pendukung  seperti Analog-to-Digital Konverter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.
Kelebihan  utama  dari  mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler  menjadi  sangat  ringkas. Mikrokontroler  ini  diproduksi  dengan menggunakan  teknologi high  density non-volatile memory . Flash  PEROM  on- chip tersebut  memungkinkan  memori program untuk diprogram ulang.
http://jurnal.unimus.ac.id
Secara  teknis,  hanya  ada  2  macam mikrokontroller. Pembagian ini didasarkan  pada  kompleksitas  instruksi- instruksi  yang  dapat  diterapkan  pada mikrokontroler  tersebut.  Pembagian  itu yaitu RISC dan CISC.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  mengambil  lokasi  di
PT  PLN  (Peresro)  P3BJB  APB  Jawa Tengah  dan  DIY  tepatnya  di  ruang master station.  Dengan tidak tersedianya konverter  yang  berfungsi  sebagai  sinyal perubahan  tap  Changer  trafo  60  MVA penulis  akan  menganalisa  pemasangan konverter sebagai interface yang berfungsi untuk menerjemahkan perubahan tap.
Gambar 1. Diagram Blok Peralatan SCADA untuk Tap Changer
Gambar  diatas  menujukan  Blok
Diagram sistem SCADA untuk pembacaan sinyal Perubahan Tap
Changer Trafo.  Perubahan Tap  Changer (1-18)  akan  memberikan  tegangan  input yang  berbeda  beda  setiap  Tap  nya, Tegangan  Input  tersebut  akan  di  proses
oleh  konverter  Analog  0  -3  Volt  untuk diteruskan ke card A/I RTU  Inductid 33. RTU akan menerjemahkan Sinyal Analog tersebut kedalam bentuk Digital kemudian  melalui  HMI  akan  terbaca  di Layar  Monitor  HMI  GI  dan  dikirimkan ke RCC Ungaran untuk  diterjemahkan di Monitor Dispatcher .

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil identifikasi permasalahan  yang telah dijabarkan pada bab  sebelumnya,  maka  kami  mengambil sebuah topik mengenai tindakan pencegahan/ preventif terhadap penyimpangan  tegangan  trafo  pada  sisi sekunder.  Sehingga  penulis  berinisiatif untuk  membuat  suatu  alat  berupa Konverter Binary  Code  Decimal (BCD) untuk  monitoring  tap  posisi  indikator trafo  pada  sistem  Scada  PT.  PLN (Persero),  dimana  alat  tersebut  berfungsi untuk  mengkonversi  data  digital  menjadi data  analog  agar  dapat  mengakuisisi status  tap  changer  pada  trafo  dengan fasilitas input Binary Code Decimal .

## A. Cara Kerja Konverter
1. Mikrokontroler  sebagai  kontrol  input dan  output,menerima  inputan  berupa data  digital,dan  memberikan  output sesuai  dengan  scaning  alamat  yang sesuai dengan input.
Tap Changer
Trafo 60
MVA
Rangkai an Logic BCD OLTC Trafo Rangkai an Konvert er BCD to
Voltage Sinaut Spectru m Master Station RCC Ungaran
Serfer SFI Server FSI
Card A/I
RTU
Inductid 33
2. Meskipun  demikian,  mikrokontroler tidak  akan  bekerja  tanpa  sebuah crystal ,  fungsi crystal sebagai  mana fungsi  jantung  pada  manusia.  Pada crystal ini  mempunyai  nilai  tertentu sehingga  dapat  menentukan speed eksekusi mikrokontroller untuk melakukan  intstruksi  tertentu,  pada sistem  ini crystal yang  di  pakai  16
MHz karena sesuai  dengan spesifikasi mikrokontroler  jenis  AVR  yang  dapat bekerja  maksimal  dengan crystal
16MhZ.
3. Selanjutnya pada sektor output
terdapat  18 chanel dengan  rangkaian
identik  namun  mempunyai  nilai  yang berbeda, fungsi resistor variabel VR10k  dapat  di  setting  sesuai chanel yang di kehendaki, sehingga mikrokontroler hanya mengatur chanel mana yg aktif dan memberikan tegangan  sebesar  3  volt.  Selanjutnya dilakukan  setting pada  masing-masing VR dengan tujuan nilai 3 volt dapat di cacah  menjadi  18  dengan  nilai  yang berbeda.
4. Pada  rangkaian  output    juga  terdapat transistor scaning  chanel BC557  di mana  transistor  ini  akan  bekerja dengan  di  kendalikan  mikrokontroler, karena transistor ini pnp, maka mikro kontroler  harus  memberikan  logika nol/low pada basisnya untuk
mengaktifkan transistor, sehingga tegangan/vvc  akan  mengalir  ke  beban dengan  nilai  yang  di  setting  pada VR10k.
5. Rangkaian  konverter  diperlihatkan sesuai gambar berikut :
Gambar 2. Rangkaian Konverter

## B. Pengujian dan Kalibrasi Alat
Pengimplementasian Konverter Binary  Code  Decimal (BCD)  untuk monitoring tap posisi indikator trafo pada sistem Scada PT. PLN (Persero) dilakukan di APB Jateng & DIY dikarena disana  terdapat  RTU  simulator.  RTU Simulator  yang  selain  digunakan  sebagai simulasi  sistem  juga  digunakan  untuk memberdayakan  kembali  modul  RTU yang  tidak  terpakai. Wiring rangkaian dari  alat  konverter  ditunjukkan  seperti pada Gambar 2.
PB0/T0/XCK 1 PB1/T1 2 PB2/AIN0/INT2 3 PB3/AIN1/OC0 4 PB4/SS 5 PB5/MOSI 6 PB6/MISO 7 PB7/SCK 8 RESET 9 XTAL2 12 XTAL1 13 PD0/RXD 14 PD1/TXD 15 PD2/INT0 16 PD3/INT1 17 PD4/OC1B 18 PD5/OC1A 19 PD6/ICP1 20 PD7/OC2 21 PC0/SCL 22 PC1/SDA 23 PC2/TCK 24 PC3/TMS 25 PC4/TDO 26 PC5/TDI 27 PC6/TOSC1 28 PC7/TOSC2 29 PA7/ADC7 33 PA6/ADC6 34 PA5/ADC5 35 PA4/ADC4 36 PA3/ADC3 37 PA2/ADC2 38 PA1/ADC1 39 PA0/ADC0 40 AREF 32 AVCC 30 U1 ATMEGA16 16MHZ to..LCD C1 10pF C2 10pF Q1 BC557 Q2 BC557 Q3 BC557 Q4 BC557 Q5 BC557 Q6 BC557 Q7 BC557 Q8 BC557 Q1 BC557 Q2 BC557 Q3 BC557 Q4 BC557 OUTPUT BC557 Q6 BC557 Q7 BC557 Q8 BC557 R1 1k R2 1k R3 1k R4 1k R5 1k R6 1k R7 1k R8 1k R9 1k R10 1k R11 1k R12 1k R13 1k R14 1k R15 1k R16 1k 10K 100 10K 100 1OK 100 1OK 100 10K 100 10K 100 1OK 100 1OK 100 10K 100 1OK 100 10K 100 10K 100 1OK 100 1OK 100 10K 100 10K 100 1 2 3 4 8 7 6 5 1/0 SW-DIP4
Gambar 3. Wiring Pengujian Alat
Pengujian  alat  yang  dilakukan meliputi troubleshooting dan  kalibrasi.
Kalibrasi  alat  bertujuan  agar  diperoleh nilai  tegangan  keluaran  sesuai  dengan yang  diinginkan.  Kalibrasi  nilai  keluaran alat dilakukan dengan memberikan tegangan  masukan  dan  mengubah  nilai tahanan  dari variable resistor,  seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 4. Troubleshooting dan Kalibrasi Rangkaian Alat converter

## C. Implementasi
2) Setelah  dilakukan troubleshooting dan kalibrasi  alat  maka  selanjutnya  membuat suatu database untuk  Tap position agar nilai  tap  pada  trafo  tersebut  dapat dimonitor dalam sistem SCADA.
Langkah-langkah  pembuatan database
pada Master Station adalah  sebagai berikut;
1)  Menambahkan  element  SCADA  pada GI konvensional. Untuk dapat memonitor status tap trafo perlu dilakukan penambahan  element  SCADA  hal  ini dikarenakan  pada  trafo  untuk  RTU konvensional  status  tap  trafo  belum  ada. Penambahan  element  untuk  monitoring kondisi  tap  trafo  ditunjukkan  pada Gambar  5.  Pada  gambar  tersebut type element SCADA  yang  digunakan  adalah MvMoment karena  data  yang  diterima oleh RTU merupakan data analog.
Gambar 5. Penambahan Element SCADA
pada Database RTU Simulator
2) Menentukan address . Setelah melakukan  penambahan  pada  element SCADA maka selanjutnya menambahkan komponen  pengukuran  pada  trafo  dalam IFS point .  Didalam  IFS Point juga dilakukan  pendefinisian address ,  seperti ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 . IFS Point
Penentuan address dalam  IFS  Point berdasarkan  jenis  dan  letak  card  RTU, selain  itu  pada  inductic33  untuk  type analog maka Con.Type diberikan nilai 9
sedangkan Cur .  In  menunjukkan  nilai range masukan.
3) Meng update gambar
SLD.
Langkah  terakhir  agar  nilai  tap  trafo dapat  termonitor  maka  perlu  dilakukan update  gambar  pada  SLD  3RTUTEST, seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  6.
Update gambar  yang  dibutuhkan  adalah menambahkan variable  text pada  sisi
trafo yang digunakan untuk menampilkan posisi  tap  trafo.  Setelah  menambahkan variable  text selanjutnya  melakukan update nilai dalam variable text tersebut.
Setelah  membuat database pada master station , maka dapat
mengimplementasikan alat converter
pada  RTU  untuk  kemudian  dilakukan monitoring posisi tap trafo. Implementasi alat  konverter  pada  RTU  ditunjukkan pada Gambar 7. dan hasil dari monitoring posisi  tap  trafo  pada Master  Station ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 7. Implementasi Pengujian Alat
pada RTU
Gambar 8. Hasil Monitoring Posisi Tap
Trafo di Master Station
Untuk data pengukuran implementasi alat dan  pengujian  monitoring Tap  Position Indicator pada  Trafo  di Master  Station ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 .  Data Pengukuran Hasil Implementasi Alat BCD (10-8-4- 2-1) Tegangan Meter (Volt) Posisi Tap (Pada Trafo) Posisi Tap (Pada Monitor) 00001 0,099 1 1 00010 0,197 2 2 00011 0,298 3 3 00100 0,395 4 4 00101 0,495 5 5 00110 0,596 6 6 00111 0,694 7 7 01000 0,796 8 8 01001 0,897 9 9 10000 0,999 10 10 10001 1,102 11 11 10010 1,200 12 12 10011 1,302 13 13 10100 1,402 14 14 10101 1,500 15 15 10110 1,601 16 16 10111 1,703 17 17 11000 1,801 18 18
Dari  tabel  pengukuran  tersebut dapat  diketahui  bahwa  nilai  tegangan 0,099  memberi  indikasi  “TAP  1”  namun berdasarkan  hasil  pengukuran  yang  telah dilakukan, range tegangan terhadap perpindahan tap adalah 0,05≤ X ≤0,15.

## 5. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan implementasi alat  ini  untuk  monitoring  posisi  tap  pada trafo,  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut;
A. Alat  ini  dapat  mengakuisisi  posisi  tap trafo dengan RTU Konvensional.
B. Dengan adanya konverter ini Dispatcher dapat  memonitor  nilai  tap trafo  pada  Gardu  Induk  yang  masih menggunakan RTU konvensional sehingga  dapat  melakukan  tindakan preventif guna meminimalisir terjadinya penyimpangan nilai tegangan.
C. Alat ini tidak mengganggu kinerja tap posisi indikasi  eksisting pada trafo
D. Komponen konverter ini dapat dengan mudah diperoleh dipasar.

## 6. SARAN
Untuk  perbaikan  dan  pengembangan pada  Alat  ini  penulis  menambahkan beberapa saran, seperti berikut;
A. Alat  ini  dapat  diimplementasikan pada GI konvensional lainnya.
B. Dilengkapi  dengan power  supply back up atau menggunakan tegangan 110 VDC yang selalu ada di panel.
C. Pada  alat  ini  perlu  di  kembangkan untuk tidak hanya dapat megeluarkan output tegangan
http://jurnal.unimus.ac.id
namun juga arus, karena untuk tipe tertentu  banyak  modul  Analog Input  RTU memiliki masukan arus 0-5/ 4-20 [mA]

## DAFTAR PUSTAKA
Bayu  Gigih  Prasetyo  dan  Moch.  Hafid,
2014,  SIMPLE  TPI  by  BINARY  to
ANALOG METHOD (SiMBAD),
Science  and  Technology  Olimpiade, PT.PLN Unit APB Jateng & DIY, P3B
Jawa Bali
Agus  Bejo  ,  2011,  C&AVR  Rahasia
Kemudahan Bahasa C dalam mikrokontroler
ATMega8538.
Yogyakarta: GRAHA ILMU.
Puguh  Gambiro  dan  Budi  Setiyono ST,MT.  ,  2011,  Makalah  Seminar Kerja  Praktek  Peranan  RTU560  pada Sistem  Otomasi  Gardu  Induk  (SOGI) PT.  PLN  (PERSERO)  P3B  Jawa  Bali RJTD, Universitas Diponegoro
SPLN    S3:01  ,  2008.  PT  PLN  (Persero)
P3B  Jawa  Bali,  2006,    Workshop Scanning dan Kordinasi Relai Proteksi.
Jakarta.
Karyana  dan  Tim  Penyusun,  2013  :  138-
142.  Buku  Pedoman  dan  Petunjuk Sistem  Proteksi  Transmisi  dan  Gardu Induk Jawa Bali.