ISSN: 1978-1105

## DESAIN ALAT MONITORING BEBAN GARDU DISTRIBUSI SECARA REAL TIME MENGGUNAKAN METODE PERANCANGAN PRODUK DI PT . PLN (Persero)
RAYON BAGUALA
M. L. Pattiapon
Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Pattimura, Ambon
A. Soleman
Program Studi Teknik Industri, Fakultas Teknik Universitas Pattimura, Ambon

## Muhammad Faisal Darmawan
PLN Wilayah Maluku dan Maluku Utara, Ambon

## ABSTRAK
Penelitian  ini  membahas  desain  alat  monitoring  beban  gardu  distribusi.  Alat  ini  dibuat  bekerja  secara real  time  untuk mengurangi  potensi kesalahan, serta  dapat memonitoring  beban gardu setiap jam yang sebelumnya  dilakukan  oleh  manusia  yang  hanya  memonitoring  beban  gardu  tiga  bulan  sekali.  Dalam penelitian  ini  agar  alat  dapat  bekerja  secara  real  time  meliputi,  pengukuran  arus  dan  tegangan menggunakan sensor, memilih sistem akuisisi data sebagai jembatan untuk menghubungkan mengirimkan hasil  pengukuran  ke  komputer  dan  membuat  program  untuk  menampilkan  hasil  pengukuran  pada komputer.  Untuk  mengukur  arus  dan  tegangan  menggunakan  sensor  ACS712  dan  sensor  tegangan ZMPT101B.  Sistem  akuisisi  data  yang  digunakan  adalah  Arduino  Mega  2560,  kemudian  untuk menampilkan  hasil  pengukuran  pada  komputer  yang  dilakukan  oleh  sensor  arus  dan  tegangan  adalah menggunakan  program  Graphical  User  Interfacing  (GUI)  MATLAB.  Pada  GUI  MATLAB  dibuat  untuk menampilkan  beberapa  variabel  yang  menjadi  indikator  kondisi  gardu  yang  dimulai  dari  tegangan gardu,  arus  gardu,  beban  gardu  hingga  persentase  beban  gardu  yang  dicuplik  setiap  satu  jam.    Uji kinerja alat  telah  dilakukan  untuk  memonitoring  beban  pada  gardu  BGLWHR2008  yang  terletak  di Rayon  Baguala  antara  pukul  17:00  hingga  pukul  23:00.  Proses  monitoring  dibagi  berdasarkan  waktu yaitu sebelum jam  pemakaian puncak yaitu pukul  17:00 – 19:00,  pemakaian  beban  pucak antara  pukul 19:00 – 21:00 dan setelah waktu puncak antara pukul 21:00 – 23:00. Dari hasil monitoring dapat dilihat antar pukul 19:00 – 21:00 pemakaian beban gardu mencapai 55,90 % lebih tinggi 5 % sebelum sebelum waktu jam puncak. Alat ini telah mampu memantau beban gardu dimana hasilnya hampir sama dengan pengukuran yang dilakukan oleh manusia.
Kata Kunci: Gardu Distribusi, Beban listrik, PT. PLN (Persero) Rayon Baguala

## ABSTRACT
This study discusses the design of a tool to monitor a load of the distribution substation. This tool is made to real time operation to reduce errors and to monitor substation load every hour that previously done by humans who only monitor every three months. It works by measuring current and voltage using sensors, choosing  a  data  acquisition  system  as  a  bridge  to  connect  sending  measurement  results  to  a  computer and  creating  a  program  to  display  the  measurement  results  on  a  computer.  The  sensors  used  are  the ACS712  and  ZMPT101B  voltage  sensor.  The  data  acquisition  system  uses  Arduino  Mega  2560  where MATLAB Graphical User Interfacing (GUI) program is utilized to display the results of measurements on a  computer.  MATLAB  GUI  is  made  to  display  several  variables  that  are  indicators  of  substation conditions  starting  from  substation  voltage,  substation  current,  substation  load  up  to  the  percentage  of substation load that is sampled every hour. Tool performance tests have been carried out to monitor the load  on  the  BGLWHR2008  substation  located  in  Rayon  Baguala  between  17:00  and 23:00.  The monitoring  process  is  divided  based  on  time,  namely  before  peak  use  hours,  which  are  17:00 - 19:00, peak load usage between 19:00 - 21:00 and after peak time between 21:00 - 23:00. Results show that the use of substation loads  reaches  55.90%  5% higher  between  19:00 - 21:00  before peak  hours.  This tool has been able to monitor the load of substations where the results are almost the same as measurements made by humans.
Keywords: Distribution Substation, Electrical Load, PT. PLN (Persero) Rayon Baguala

## PENDAHULUAN
PT.  PLN  (Persero)  merupakan  perusahaan  yang  mengelola  tentang  ketenagalistrikan  di  Indonesia dituntut untuk memberikan pelayanan yang prima terhadap pelanggan dan implementasi K3 dalam setiap lingkup pekerjaan.
Sistem  distribusi pada PT . PLN (Persero)   merupakan salah satu  sistem dalam tenaga  listrik  yang mempunyai  peran  penting  karena  berhubungan  langsung  dengan  konsumsi  energi  listrik,  terutama pemakai energi listrik tegangan menengah dan tegangan rendah.
Dalam jaringan distribusi, salah satu peralatan yang penting adalah Gardu Trafo Tiang (GTT). Alat yang  berperan  penting  pada  GTT  yang  dimaksud  disini  adalah  trafo,  karena  trafo  pada  GTT  berfungsi untuk mentransformasikan energi listrik yaitu menurunkan tegangan dari 20 kV ke 400 V.
Untuk  menjaga  aset  trafo  maka  dibutuhkan  monitoring  secara  real  time  agar  fluktuasi  beban  suatu trafo  dapat  diketahui  sehingga  dapat  diketahui  kondisi  pembebanan  trafo  dalam  kondisi  normal  atau overload.
Selama ini di  PT.PLN (Persero ) Area Ambon, monitoring pembebanan trafo hanya dilakukan tiga bulan sekali, sehingga rawan akan tidak terpantaunya beban lebih. Pada semester 2 tahun 2015 di PT.PLN (Persero ) Area Ambon Rayon Baguala telah terjadi 5 kali gangguan trafo. Hal ini bisa diakibatkan karena tidak termonitornya pembebanan trafo secara real time.
Dalam  implementasi  pengukuran  arus  dan  tegangan  gardu  distribusi,  alat  yang  digunakan  petugas pelayanan  teknik  adalah  tang  ampere.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pemantauan  beban  gardu  masih dilakukan secara manual atau tidak secara real time, hasil pemantauan tidak terekam setiap saat sehingga hasil fluktuasi beban pada trafo tidak terlihat.
Hal  ini  melatarbelakangi  penulis  untuk  membuat  suatu  perangkat  atau  alat  yang  mampu menginformasikan  kondisi  beban  gardu  distribusi  secara  real  time,  dan  pengamat  hanya  memantau kondisi beban gardu distribusi dari komputer secara real time.
Adapun tujuan  penelitian ini  adalah agar dapat  mengidentifikasi  kebutuhan user terkait  pengukuran beban gardu distribusi dan agar dapat merancang alat monitoring beban gardu secara real time

## LANDASAN TEORI

## Gardu Distribusi Tenaga Listrik dan Trafo Arus
Gardu  distribusi  tenaga  listrik  adalah  suatu  bangunan  gardu  listrik  yang  dipasok  dengan  tegangan menengah  20  kV  dari  saluran  kabel  tegangan  menengah  atau  saluran  udara  tegangan  menengah.  Gardu distribusi  atau  terdiri  dari  instalasi  perlengkapan  hubung  bagi  tegangan  menengah  (PHB – TM), transformator  distribusi  dan  perlengkapan  hubung  bagi  tegangan  rendah  (PHB-TR)  untuk  memasok kebutuhan  tenaga  listrik  bagi  para  pelanggan  baik  dengan  tegangan  menengah  (TM  20  kV)  maupun tegangan rendah (380/220).
Pada gardu ditribusi juga terdapat trafo arus yaitu sebagai trafo yang berfungsi sebagai alat bantu untuk pengukuran arus dengan  nilai  besar yang dihasilkan  oleh transformator distribusi  pada  bagian tegangan  rendah  di  sisi  primer  atau  disebut  arus  primer (I P ) diturunkan  pada  sisi  sekunder  atau  disebut arus  sekunder (I S ). Perbandingan transformasi arus ( k)  dapat  dituliskan  dengan  persamaan  2.1 dibawah ini:
(1)
Sedangkan untuk menentukan besar arus pada sisi sekunder adalah:
(2)
Penelitian ini dilakukan pada gardu distribusi BGLWHR2008 yang terletak di Waitatiri Baguala. Gardu ini termasuk gardu distribusi yang memiliki kapasitas sebesar 160.000 VA. Dalam gardu tersebut memiliki  trafo  arus  dengan  perbandingan  antara  sisi  primer  dan  sekunder  adalah 300 / 5.  Untuk mengetahui  besar  arus  sekunder  dari  trafo  arus  yang  terdapat  di  dalam  gardu  BGLWHR2008  dapat dituliskan dengan persamaan 2.3 dibawah ini:
(3)
Beban  sebuah  gardu  distribusi  merupakan  besarnya  pemakaian  arus  dan  tegangan.  Untuk  menghitung besarnya  beban    gardu  distribusi  (3  fasa)  yang  di supply ke  para  pemakai  atau  konsumen  yaitu menggunakan persaman 2.4 dibawah ini:
(4)
Dimana adalah  arus  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  masing-masing  fasa.  Satuan  beban  sendiri  adalah volt-Ampere  (VA).    Sedangkan  untuk  menghitung  persentase  beban  pada  gardu  yaitu  menggunakan persamaan 2.5 dibawah ini:
(5)

## 1. Gardu Beton
Gardu  Beton  adalah  gardu  distribusi  yang  bangunan  pelindungnya  terbuat  dari  beton  (campuran pasir, batu dan semen). Gardu beton termasuk `gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan  penghubung/pemutus,  pemisah  dan  trafo  distribusi  terletak  di  dalam  bangunan  beton.  Dalam pembangunannya  semua  peralatan  tersebut  di  disain  dan  diinstalasi  di  lokasi    sesuai  dengan  ukuran bangunan gardu. memperlihatkan sebuah gardu distribusi konstruksi beton.
2. Gardu Metal Clad /Besi
Gardu  distribusi  yang  bangunan  pelindungnya  terbuat  dari  besi.  Gardu  besi  termasuk  gardu  jenis pasangan  dalam,  karena  pada  umumnya  semua  peralatan  penghubung/pemutus,  pemisah  dan  trafo distribusi terletak di dalam bangunan besi. Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di dalam bangunan besi, sehingga dalam pembangunannya pelaksana pekerjaan tinggal menyiapkan pondasinya saja.
3. Gardu Portal
Gardu  portal  adalah  gardu  listrik  tipe  terbuka  (outdoor)  yang  memakai  konstruksi  tiang/menara kedudukan  transformator  minimal  3  meter  diatas  platform. Perlengkapan  peralatan  terdiri  atas fuse  cut out, arrester lighting, transformer, satu lemari PHB tegangan rendah maksimal 4 jurusan, isolator tumpu atau gantung dan sistem pentanahan.
4. Gardu Cantol
Gardu  cantol  adalah  tipe  gardu  listrik  dengan  transformator  yang  dicantolkan  pada  tiang  listrik besamya kekuatan tiang minimal 500 dan instalasi gardu dapat berupa 1 cut out fised, 1 lighting arrester dan 1 panel PHB tegangan rendah dengan 2 jurusan atau transformator completely self protected (CSP - Transformator).

## Transformator
Transformator  adalah  suatu  alat  listrik  yang  dapat  memindahkan  dan  mengubah  energi  listrik  dari satu  atau  lebih  rangkaian  listrik  ke  rangkaian  listrik  yang  lain  melalui  suatu  gandengan  magnet  dan berdasarkan prinsip induksi – electromagnet.

## Arduino Mega 2560
Arduino  adalah  pengembangan  dari  mikrokontroller  yang  berbasis  arduino  menggunakan  chip Atmega  2560  (Gambar  2.6).  Arduino  sebagai  jembatan  untuk  menghubungkan  antar  perangkat  keras dengan  perangkat  lunak.  Arduino  mega  2560  memiliki  pin  I/O  cukup  banyak  sejumlah  54  buah  digital I/O  pin  (15  pin  diantaranya  adalah  PWM),  16  pin  masukan  analog  yang  terhubung  dengan analog  to digital converter (ADC) dengan resolusi sebesar 10 bit, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino ini dilengkapi sebuah osilator sebagai pembangkit frekuensi 16MHz, sebuah port USB, power jack DC, ICSP menghubungkan power dari USB ke PC dan tegangan operasi sebesar 5V DC .

## Arduino Mega 2560

## Sensor Arus ACS712
Sensor ACS712 adalah sensor arus untuk mengukur jenis arus AC. Dari gambar 2.7, keluaran dari sensor  ACS712  adalah  tegangan  DC.  Tegangan  operasi  sensor  ini  adalah  sebesar  5  V DC dan  memiliki
tingkat sensivitas antara 66 s/d 200 mV/A.  Berdasarkan data sheet sensor, arus maksimum yang mampu melewati sensor ini adalah sebesar 5 A.

## Sensor Arus ACS712

## Sensor ZMPT101B
Sensor tegangan  ZMPT101B merupakan  sensor  tegangan  yang  mengukur  tegangan  AC  hingga mencapai 1000 VRMS. Tegangan operasi sensor ini adalah sebesar 5 VDC, dan menghasilkan tegangan keluaran adalah tegangan DC. Sensor ZMPT101B perlu dikalibrasi antara tegangan masukan AC dengan tegangan keluaran sensor DC. Karakteristik atau fungsi transfer dari sensor ZMPT101B adalah berbentuk kurva linear.

## Sensor ZMPT101B

## Desain Produk
. Desain merupakan suatu proses yang dapat dikatakan telah seumur dengan keberadaan manusia di bumi. Hal ini sering tidak kita sadari (Irvan M, 2015). Akibatnya, sebagian dari kita berpendapat seolah- olah  desain  baru  dikenal  sejak  zaman  modern  dan  merupakan  bagian  dari  kehidupan  modern.  Dalam bahasa sehari-hari kata desain sering diartikan sebagai sebuah perancangan, rencana atau gagasan. Dalam kamus  besar  Bahasa  Indonesia  dikatakan  bahwa  desain  sepadan  dengan  kata perancangan  .  Jika  istilah desain  maknanya  rencana,  maka  rencana  adalah  bendanya  (benda  yang  dihasilkan  dalam  proses perencanaan).  Kegiatannya  disebut  merencana,  pelaksananya  disebut  perencanaan,  sedangkan  segala sesuatu  yang  berkaitan  erat  dengan  proses pelaksanaan  pembuatan  suatu  rencana  disebut  perencanaan. Jadi  kata  mendesain  mempunyai  pengertian  yang  secara  umum  setara  dengan  merencana,  merancang, rancang bangun atau merekayasa.
Desain produk adalah salah satu aktivitas yang merancang suatu bentuk kemudian diproses melalui proses  produksi  dan  hasil  akhirnya  menjadi  suatu  barang  atau  produk  yang  dihasilkan  dari  proses produksi  tersebut  serta  nilai  dan  kegunaanya  dapat  memenuhi  keinginan  konsumen  yang  disesuaikan dengan  perkembangan  zaman  dan  waktu  yang berubah-ubah.  Desain  produk  juga  merupakan  suatu profesi yang kegiatannya berkaitan dengan suatu proses inovasi teknologi.

## Produk
Menurut   Agus   Ahyari   produk merupakan sebagai hasil dan kegiatan produksi akan mempunyai wujud  tertentu,  mempunyai  sifat fisik  dan  kimia  tertentu.  Disamping  itu  akan  datang  tenggang  waktu antara saat diproduksi dengan saat dikonsumsi (Ahyari, 1985: 8). Karl T. Ulrich mendefinisikan produk sebagai  sesuatu  yang  dijual  oleh perusahaan  kepada  pembeli  (Ufrich, 2001:2).

## Proses
Proses  adalah  merupakan  urutan  langkah – langkah  pengubahan  sekumpulan    output  .  Proses pengembangan  produk  adalah  urutan  langkah – langkah  atau  kegiatan – kegiatan  dimana  suatu perusahaan  berusaha  untuk  ,  menyusun,  merancang  dan  mengkomersilkan  suatu  produk.  Proses Pengembangan  produk  yang  umum  terdiri  dari  enam  tahap.Proses  ini  diawali  dengan  suatu  fase perencanaan, yang berkaitan dengan kegiatan – kegiatan pengembangan teknologi dan penelitian tingkat lanjut.

## Proses Pengembangan Produk

## Proses Perancangan
Perancangan  system  produksi  diawali  dengan  merancang  produk  yang  akan  diproduksi.  Hasil keputusan  desain  produk  selanjutnya  ditransmisikan  ke  operasi  sebagai  spesifikasi  produksi,  dan spesifikasi produksi merumuskan karakteristik produk dan memungkinkan pelaksanaan produksi. Desain merupakan  hal  yang  sangat  penting  bagi  kelangsungan  hidup  perusahaan.  Berbagai  desain  produk  baru diciptakan  karena  orang  percaya  bahwa  ada  kebutuhan  akan  produk  tersebut.  Kemajuan  teknologi berdampak  pada  desain-desain produk  yang  secara  terus  menerus  mengalami  perkembangan  pesat. Sebagian besar perusahaan secara kontinyu melakukan perubahan, perbaikan dan pengembangan terhadap produk- produk  lama  yang  telah  usang  dan  ketinggalan  jaman.  Dalam  hal  ini  dibutuhkan  perancangan produk yang mempunyai kepekaan dan ide-ide baru yang dapat terus dikembangkan.

## Proses Perancangan Produk
Pokok – pokok  dalam  proses  perancangan  produk  dapat  dijelaskan  sebagai  berikut.  Konsep perancangan merupakan tahap awal dari proses produksi yang berkaitan dengan pengembangan ide – ide, yang dapat dikembangkan dari pasar yang sudah ada atau dari teknologi yang sudah ada, hanya saja tidak semua  ide  tersebut  dapat  dikembangkan  menjadi  suatu  produk  baru (Ginting,  2010).  Ide – ide  untuk mengembangkan  suatu  produk  dapat  dikembangkan  bila  memenuhi  beberapa  pengujian  atau  analisis, antara  lain  potensi  pasar,  kelayakan  dari  segi  keuangan,  dan  kesesuaian  operasi.  Konsep  perancangan disetujui  maka  selanjutnya  dilakukan  perancangan  sebuah  prototipe  yang  kemudian  dilanjutkan  dengan pembuatan prototipe dan proses pengembangannya. Prototipe merupakan bentuk tiruan yang menyerupai produk  akhirnya.  Prototipe  yang  dibuat  kemudian  dilakukan  pengujian  baik  pengujian  pasar  maupun pengujian  terhadap  penampilan  teknis  produk.  Jika  pengujian  telah  memenuhi  syarat  selanjutnya dilakukan.
Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan

## METODE PENELITIAN Variabel dan Definisi Operasional
Variabel  keputusan  dapat dinotasikan dengan lambang X.  Yang termasuk  dalam indikator  variabel keputusan dalam penilitian adalah sebagai berikut :
a. Tegangan (X 1 ) b. Volt (X 2 )
Variabel  keputusan  merupakan  suatu  indikator  untuk  mencapai  variabel  tujuan.  Yang  mana  variabel tujuan adalah untuk mengetahui daya beban gardu.

## Tahapan Penelitian Analisa Data
Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahap yaitu :
1. Survey Lapangan
Survey  lapangan diperlukan  guna  meneliti  lebih  lanjut  apa yang  akan  menjadi  permasalahan dalam penelitian.
2. Studi Pustaka
Kegiatan ini dilakukan untuk menelusuri konsep-konsep teoritis yang relevan dengan masalah penelitian dan sekaligus untuk mengetahui data, metode pengumpulan data dan metode analisis yang tepat dalam menyelesaikan permasalahan penelitian tersebut.
3. Perumusan Masalah dan Tujuan Penelitian
Hasil  studi  pendahuluan  dianalisis  untuk  menentukan  masalah  utama  yang  dipilih  sebagai masalah  penelitian.  Selanjutnya,  ditetapkan  tujuan  penelitian  untuk mengarahkan  semua  aktivitas dalam kegiatan penelitian, termasuk pengumpulan data dan analisis.
4. Pembahasan
Pada tahap ini beberapa fase pengembangan diimplementasikan  diantaranya A. Perencanaan
B. Dalam fase ini diidentifikasi peluang masalah pada pola kerja di lingkungan PT. PLN (Persero)
Rayon  Baguala  terutama  dalam  sisi  pekerjaan  pengukuran  beban.  Sehingga  dari  identifikasi tersebut bisa berlanjut pada fase pengembangan konsep.
C. Pengembangan Konsep
Pada fase pengembangan konsep para pelaku / petugas pelaksana pekerjaan dalam hal ini adalah petugas  yantek  PT  PLN  (Persero  )  Rayon  Baguala  dimintai  keterangan  terkait  permasalahan pekerjaan berupa pengisian kuisioner terkait pekerjaan pengukuran beban gardu distribusi.
D. Perancangan Tingkatan Sistem
Fase  perancangan tingkatan  sistem  menterjemahkan tindak  lanjut  fase  pengembangan  konsep  dari hasil  pengisian  kuisioner  yang telah  diberikan  kepada  petugas  yantek PT PLN (Persero) Rayon Baguala menjadi rancangan bentuk alat monitoring beban gardu distribusi secara real time.
E. Perancangan Detail
Setelah  fase  perancangan  tingkatan  sistem  dijalani  maka  dibuatlah  spesifikasi – spesifikasi produk / komponen penyusun alat monitoring beban gardu distribusi secara real time F. Pengujian
Dalam  fase  ini  dilakukan  pengujian  dan  hasil  pengukurannya  kemudian  dipindahkan  ke  table agar dapat dianalisa terkait nilai pembebanan gardu distribusi tiap beberapa periode
5. Analisa Data
Data yang telah dikumpulkan selanjutnya diolah dan diintrepretasikan untuk menjawab tujuan penelitian. Pada tahap ini digunakan metode perancangan produk.
6. Kesimpulan dan Saran
Hasil pengolahan dan analisis data kemudian disimpulkan dengan memperhatikan tujuan penelitian. Disamping itu, juga diberikan saran yang berkaitan dengan penggunaan / penerapan hasil penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN Deskripsi Produk
Alat  monitoring  beban  gardu  secara  real  time  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  memantau  beban gardu  distribusi  secara real  time tanpa  melibatkan  manusia.  Sehingga  dengan  adanya  alat  ini  dapat membantu kinerja PT PLN (Persero) dalam rangka pemantauan asset khususnya gardu distribusi

## Alur Pengukuran Beban Gardu Distribusi
Pengukuran beban gardu distribusi dilaksanakan setiap tiga bulan sekali. Berikut urutan pelaksanaan pengukuran beban gardu distribusi.
1. Admin  teknik  mencetak  blangko  pengukuran  untuk  masing-masing  tim pengukuran  berdasarkan rutenya

## Blangko Pengukuran Gardu Distribusi
2. Petugas mulai melakukan pengukuran beban gardu distribusi pada masing – masing rute yang sudah di tentukan dengan menggunakan alat tang ampere.
Pengukuran Gardu Distribusi
3. Setelah  selesai  melakukan  pengukuran.  Petugas  mengisi  hasil  pengukuran    di  blangko  pengukuran dan mengumpulkan ke admin teknik.
4. Admin  teknik  berkoordinasi  dengan  pegawai  bagian  teknik  di  PLN  Rayon  untuk  melakukan perekapan hasil ukur di aplikasi managemen trafo dan software Microsoft excel.
PT PLN (Pe rse ro) Are a A mb on PEN YUL AN G : W AYA ME 1 D A T A P E N G U K U R A N AL AM AT AR US ( A m pe re ) LO KA SI ME RK ( k VA ) (F as a) PO KA 16 0 3 3/9 /20 16 Ut am a 12 9.0 61 .0 11 0.9 10 0.3 67 .3 22 5.6 22 7 22 7 29 3.3 29 3.3 29 6 68 .1 43 26 .12 Te ga ng an P HB b ur uk NO RM AL SE IM BA NG KA NT OR P OS P OK A 18 :15 W IT A 4.2 9.1 8.1 6.3 22 5.6 22 7 22 7 29 3.3 29 3.3 29 6 22 5 22 0 21 9.1 Te ga ng an u ju ng b aik SC HN EI DE R C 12 5 52 10 3 61 .0 22 5.6 22 7 22 7 29 3.3 29 3.3 29 6 22 5 22 0 21 9.1 Te ga ng an u ju ng b aik se ri : Te ga ng an u ju ng b ur uk PO KA 16 0 3 4/9 /20 16 UT AM A 83 .0 20 .0 41 .0 48 .0 48 .0 22 7.0 22 7.0 22 7.0 38 8 38 8 38 8 32 .7 20 48 .61 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL TI DA K SE IM BA NG PL TD P OK A 17 :05 W IT A 1.0 1.0 1.0 0.0 22 7.0 22 7.0 22 7.0 38 8 38 8 38 8 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik UN IN DO B 65 10 23 38 22 7.0 22 7.0 22 7.0 38 8 38 8 38 8 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik C 7 1 5 4 22 7.0 22 7.0 22 7.0 38 8 38 8 38 8 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik se ri : D 10 8 12 6 22 7.0 22 7.0 22 7.0 38 8 38 8 38 8 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik PO KA 10 0 3 4/9 /20 16 Ut am a 12 2 84 87 98 60 22 4 22 5 22 4 38 8 38 9 38 9 65 .7 66 16 .61 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL SE IM BA NG PO KA B EL K. E X PO S PO LI SI 19 :30 W IT A 51 31 33 31 22 4 22 5 22 4 38 8 38 9 38 9 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik UN IN DO B 71 53 54 29 22 4 22 4 22 4 38 8 38 9 38 9 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik se ri : PO KA 10 0 3 4/9 /20 16 UT AM A 8.0 20 26 .0 18 .0 9.0 22 7 22 7 22 7 39 4 39 4 39 5 12 .3 12 37 .04 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL TI DA K SE IM BA NG SI SI PA N PE RI KA NA N JB T ME RA H PU TI H 19 :45 W IT A 8.0 20 26 .0 9.0 22 7 22 7 22 7 39 4 39 4 39 5 22 0 22 0 22 0 Te ga ng an u ju ng b aik Te ga ng an u ju ng b ur uk Te ga ng an u ju ng b ur uk PO KA 20 0 3 4/9 /20 16 UT AM A 5.0 1 1.0 2.3 4.0 22 7 22 7 22 7 39 6 39 6 39 6 1.6 1 76 .19 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL TI DA K SE IM BA NG PO KA F ER RY 19 :55 W IT A 5.0 1 1.0 4.0 22 8 22 8 22 8 39 6 39 6 39 6 22 0 22 0 22 0 Te ga ng an u ju ng b aik Te ga ng an u ju ng b ur uk Te ga ng an u ju ng b ur uk PO KA 20 0 3 4/9 /20 16 Ut am a 15 0.0 82 .0 13 0.0 12 0.7 10 0.0 22 5 22 5 22 5 39 0 39 0 39 0 81 .5 41 21 .36 #R EF ! NO RM AL SE IM BA NG PO KA D EP AN K AN TO R PE RI KA NI 20 :10 W IT A 1.0 1.0 0.0 0.0 22 5 22 5 22 5 39 0 39 0 39 0 200 200 200 Te ga ng an u ju ng b aik LI PO VI ND O B 11 6.0 30 .0 74 .0 70 .0 22 4 22 5 22 5 38 9 39 0 39 0 200 200 200 Te ga ng an u ju ng b aik C 17 .0 15 .0 29 .0 13 .0 22 4 22 5 22 5 39 0 39 0 39 0 200 200 200 se ri : D 16 .0 36 .0 27 .0 17 22 4 22 5 22 5 39 0 39 0 39 0 200 200 200 Te ga ng an u ju ng b aik PO KA 25 0 3 10 /7/ 20 16 UT AM A 10 21 17 16 8.0 22 7 22 7 22 7 39 5 39 5 39 5 10 .9 4 25 .00 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL SE IM BA NG PO KA D AL AM KA NT OR D IK LA T PE RI KA NA N 20 :00 W IT A 10 .0 21 .0 17 .0 8.0 22 7 22 7 22 7 39 5 39 5 39 5 22 0 22 0 22 0 Te ga ng an u ju ng b aik Te ga ng an u ju ng b ur uk se ri : Te ga ng an u ju ng b ur uk RU MA H TI GA 16 0 3 4/9 /20 16 Ut am a 27 9 4 13 26 22 4 22 5 22 4 39 7 39 7 39 7 9.0 6 68 .33 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL TI DA K SE IM BA NG RU MA H TI GA K OM P BP TP 20 :55 W IT A 3 7 1 6 22 8 22 8 22 8 39 7 39 7 39 7 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik TR AF IN DO D 24 2 3 20 22 8 22 8 22 8 39 7 39 7 39 7 220 220 220 Te ga ng an u ju ng b aik se ri : RU MA H TI GA 20 0 3 4/9 /20 16 UT AM A 21 17 13 17 6.0 22 8 22 8 22 8 39 7 39 7 39 7 11 .6 6 15 .69 Te ga ng an P HB b aik NO RM AL SE IM BA NG KO MP LE K FK IP U NP AT TI 21 :50 W IT A 21 17 .0 13 .0 6 22 8 22 8 22 8 39 7 39 7 39 7 201 201 201 Te ga ng an u ju ng b aik TR AF IN DO Te ga ng an u ju ng b ur uk se ri : Te ga ng an u ju ng b ur uk 8 2 3 PO KA - 0 2 4 SI SI PA N PE RI KA NA N 6 PE RI KA NI - 0 1 PE RI KA NI -0 2 PO KA 08 8 5 SL IP W AY TE GA NG AN U JU NG (V ol t) V R- N V S- N V T- N V R- S V S- T V R- T TE GA NG AN P HB T R (V ol t) V T- N V S- N V R- N SI SI PA N BP TP I R Ka pa sit as Tr af o Ju ru sa n 1 KT R PO S PO KA Ju m lah Fa sa DA TA PE NG UK UR AN BE BAN TR AFO TRI WU LAN II T AH UN 20 16 NO NA MA G AR DU BE BA N % B eb an % K BB Ke te ra ng an (o to m at is) Ta ng ga l & Ja m pe ng uk ur an I G I r at a" I T V S- T V R- T V R- S (k VA ) I S 7 9 SI SI PA N FK IP

## Aplikasi Managemen Trafo
5. Setelah data pengukuran direkap, maka dilakukan evaluasi hasil pengukuran gardu distribusi untuk dilakukan  upaya-upaya  menjaga  keandalan  seperti  pemasangan  trafo  sisipan  akibat  kondisi  beban lebih, penyeimbangan beban akibat beban di masing-masing fasa yang tidak seimbang, dan tindakan teknis lainnya.

## Perencanaan Produk
Rencana proses dimulai dengan mengidentifikasi peluang – peluang pengembangan produk. Dalam hal  ini  sumber  yang  didapat  adalah  berdasar  dari  penelitian.  Sehingga  dari  penelitian  tersebut  dapat diketahui kegagalan dan keluhan yang dialami oleh petugas.
Dalam melakukan pengukuran beban gardu distribusi, alat yang digunakan oleh petugas pelayanan teknik adalah tang ampere
Tang Ampere

## Pengembangan Konsep
Setelah  dilakukukan  penelitian  maka  perlu  dilakukan  identifikasi  kebutuhan  pelanggan  dengan membuat  kuisioner.  Responden  berjumlah  37  petugas    ,  diambil  dari  48  petugas  yantek  karena  diangap sudah mencukupi untuk mewakili jumlah keseluruhan petugas yantek. Pengetahuan responden pada aspek teknis  yang  menyangkut  pengukuran  gardu  dinilai  sama  karena  seluruh  petugas  yantek  telah  mendapat sertifikasi, pelatihan dan tugas rutin yang berkaitan dengan pengukuran gardu sehingga pengetahuan yang didapat merata. Setelah dilakukan perekapan maka hasilnya adalah sebagai berikut.

## Rekap Kuisioner
Keterangan : SP = Sangat Penting, P = Penting, TP = Tidak Penting, STP = Sangat Tidak Penting
Grafik Rekapitulasi Kuisioner Daftar Kebutuhan User No Kebutuhan
Kepentingan 1 Pengukuran dapat diakses sesuai keinginan user SP 2 Mengurangi risiko kecelakaan kerja P 3 Alat dapat bekerja di saat kondisi hujan P
Keterangan : SP = Sangat Penting, P = Penting, TP = Tidak Penting, STP = Sangat Tidak Penting Perencanaan Kebutuhan User No
Kebutuhan
Perencanaan 1 Waktu akses pengukuran
Membuat alat monitoring secara real time 2 Mengurangi risiko kecelakaan kerja Mengubah pola kerja 3 Alat dapat bekerja di saat kondisi hujan Melatakkan alat yang tepat

## Perancangan Tingkatan Sistem
Dalam  fase  ini  mencakup  arsitektur produk/alat  dan  gambaran  rakitan  akhir  untuk  produk/alat  ini. Untuk perancangan awal maka dibutuhkan bagian-bagian dari setiap komponen di dalam alat monitoring gardu distribusi secara real time.
Blok Diagram Perancangan Alat Monitoring Beban Gardu Distribusi
Secara  garis  besar  sistem  akusisi  sinyal  listrik  untuk  monitoring  arus  dan  tegangan  listrik  dapat dilihat  seperti  pada  gambar  diatas. Dari  blok  diagram  pada  gambar  diatas, maka  dari  setiap  bagiannya dapat diterjemahkan menjadi gambaran rakitan akhir seperti berikut

## Diagram Alur Kerja Alat Monitoring Beban Gardu

## Perancangan Detail
1. Prinsip Kerja Alat Monitoring yang Terhubung dengan Gardu BGLWHR2008
Gardu  distribusi  BGLWHR2008  memiliki  kapasitas  sebsar  160.000  VA,  dengan  3  fasa.  Masing- masing fasa untuk arus terhubung dengan trafo arus dan tegangan masing-masing fasa terhubung dengan sensor tegangan. Tiga buah trafo arus akan menurunkan arus pada masing-masing fasa pada sisis primer dan keluarannya pada sisi sekunder dengan rasio CT adalah 300/5.
Arduino Mega 2560
MATLAB  adalah  program  yang  akan  menampilkan  hasil  pengukuran  pada  komputer  sekaligus mengolah  data  yang  dikirim  oleh  arduino.  Data  ketiga  arus  fasa  tersebut  akan  di  rata-ratakan  untuk memperoleh arus rata-rata gardu 3 fasa, dan ketiga tegangan fasa juga dirata-ratakan untuk memperoleh tegangan gardu rata-rata.
Spesifikasi Teknik Arduino Spesifikasi Teknik Microcontroller ATmega2560 Operating Voltage 5V Input Voltage (recommended) 7-12V Input Voltage (limits) 6-20V Digital I/O Pins 54 (of which 14 provide PWM output) Analog Input Pins 16 DC Current per I/O Pin 40 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA Flash Memory 256 KB of which 8 KB used by bootloader SRAM 8 KB EEPROM 4 KB Clock Speed 16 MHz

## 2. Kalibrasi sensor arus ACS712 dan sensor tegangan ZMPT101B
Kalibrasi  sensor  sangat  diperlukan  karena  keluaran  sensor  belum  menunjukkan  nilai  variabel  fisis yang sebenarnya. Data sheet Sensor arus ACS712 telah menampilkan grafik kalibrasi atau grafik keluaran
sensor  sebagai  perubahan  arus,  sedangkan  sensor  tegangan  ZMPT101B  perlu  dilakukan  kalibrasi  untuk melihat karakteristi sensor dan menghasilkan keluaran sensor sebagai perubahan tegangan AC.
3. Kalibrasi sensor ACS712
Berdasarkan  datasheet  sensor  ACS712,  persamaan  keluaran  sensor  sebagai  perubahan  arus mengikuti  persamaan:
.  Persamaan  tersebut  digunakan  digunakan  dalam
pemograman untuk menampilkan nilai arus yang sebenarnya.
Spesifikasi Teknik ACS712 Characteristic Symbol Note Rating Units Supply Voltage VC C 8 V Reverse Supply Voltage VRC C – 0.1 V Output Voltage VIOUT 8 V Reverse Output Voltage VRIOUT – 0.1 V Output Current Source IIOUT(Sou rce) 3 mA Output Current Sink IIOUT(Sin k) 10 mA Overcurrent Transient Tolerance IP 1 pulse, 100 ms 100 A Nominal Operating Ambient Temperature T A Range E – 40 to 85 ºC Maximum Junction Temperature TJ(max) 165 ºC Storage Temperature Tst g – 65 to 170 ºC

## 4. Kalibrasi Sensor ZMPT101B
Kalibrasi sensor  tegangan  ZMPT101B,  dilakukan  sesuai  gambar  3.3.  Terdapat tiga  buah  voltmeter yaitu voltmeter 1 (V1) digunakan untuk mengukur keluaran sensor 1, voltmeter 2 (V2) digunakan untuk mengukur  keluaran  sensor  2,  voltmeter  3  (V3)  digunakan  untuk  mengukur  keluaran  sensor  3  dan voltmeter  4  (V4)  digunakan  untuk  mengukur  tegangan  lampu. Dimer  lamp digunakan  untuk  mengatur banyaknya arus yang masuk ke lampu.
Lampu 220 V AC of f on Dimmer Lamp 5 V G N D A 0 A 1 Arduino Mega 2560 220V AC ZMPT101B USB Interfacing Laptop vcc o u t G N D vcc o u t G N D vcc o u t G N D A 2 V1 V2 V3 V4 Set up Alat Kalibrasi ZMPT101B Grafik Kalibrasi Sensor ZMPT101B

## 5. Diagram Alur Kerja Program Arduino dan MATLAB
Alat  monitoring  beban  gardu  secara real  time melibatkan  dua  jenis  program  yang  saling  interaksi dalam  proses  akuisisi data.  Program  yang  digunakan  yaitu  arduino  digunakan  untuk  mengatur, mengendalikan  kerja  chip  Atmega  2560,  dalam  melakukan  pengukuran  sekaligus  mengirimkan  hasil pengukuran  ke  komputer.  GUI  MATLAB  digunakan  sebagai  bahasa  pemograman  untuk  dapat berinteraksi dengan program arduino yang telah di upload dalam chip Atmega 2560 agar dapat menerima hasil pengukuran yang dikirmkan oleh arduino dan menampilkan hasil pengukuran pada layar komputer. 6. Diagram Alur Kerja Pemograman Mikrokontroller Menggunakan Arduino

## Diagram Alur Kerja Arduino

## 7. Diagram Alur Kerja Program GUI MATLAB
Tampilan GUI MATLAB Monitoring Beban Gardu Perlu diketahui bahwa saat arduino terhubung dengan komputer, melalui USB maka secara otomatis komputer akan mendeteksi alamat port mana  yang aktif.  Berikut ini adalah diagram alur kerja program GUI MATLAB:

## Diagram Alur Kerja GUI MATLAB

## Hasil Pengujian
Hasil  monitoring  distribusi  beban  gardu  rata-rata,  persentase  beban  gardu  rata-rata  tiga  fasa ditunjukkan  pada  tabel  4.3  dan  digrafikkan  sesuai gambar  4.13  dan  4.14.  Lama  pengukuran  dilakukan selama 6 jam, dimulai dari pukul 17:00 – 23:00 dan pengambilan data dicuplik setiap 1 jam.
Waktu (Jam) Jam ke- Tegangan Rata-Rata 3 Fasa (V) Arus Rata-Rata 3 Fasa (A) Beban Rata-rata 3 Fasa (VA) Persentase Beban Rata-Rata 3 Fasa (%) 17:00 0 219,52 115,64 80117,23 50,07 18:00 1 219,52 115,64 80117,23 50,07 19:00 2 219,52 118,66 82211,80 51,38 20:00 3 219,52 141,34 97921,06 61,20 21:00 4 219,52 127,27 88173,26 55,11 22:00 5 222,09 120,24 83307,41 52,07 23:00 6 219,52 118,24 81921,77 51,20 Data Pengukuran
Grafik Hasil Monitoring Beban Gardu Distribusi
Grafik Hasil Monitoring Persentase Beban Gardu Distribusi
Berdasarkan  SPLN  1  :  1995  tentang  tegangan – tegangan  standar  no  9  hal  5  bahwa  tegangan nominal 230 / 400 V memiliki variasi tegangan pelayanan + 5% - 10%. Sehingga  untuk nilai tegangan yang tercantum masih dalam batas standar.
Pemakaian Beban Berdasarkan Pembagian Waktu
Bagian Ke - Waktu Pemakaian (Jam) Beban Rata-Rata (VA) %Beban Rata-Rata (%) 1,00 Pukul: 17:00 - 19:00 80815,42 50,51 2,00 Pukul: 19:00 - 21:00 89435,37 55,90 3,00 Pukul: 21:00 - 23:00 84467,48 52,79

## Grafik Persentase Beban Gardu Terhadap Pembagian Waktu

## KESIMPULAN
Berdasarkan  perancangan  desain  alat  monitoring  beban  yang  terdistribusi,  maka  dapat  disimpulkan sebagai berikut:
1. Berdasar  hasil  identifikasi  user  maka  sangatlah  dibutuhkan  alat  monitoring  beban  gardu  distribusi secara real time
2. Dengan  menggunakan  metode  perancangan  produk  terkait  perancangan  monitoring  beban  gardu, alat  monitoring  dapat  bekerja  secara real  time,  menampilkan  pengukuran  arus  rata-rata,  tegangan tegangan  rata-rata,  beban  hingga  persentase  beban  secara  kontiniu  terhadap  waktu    yang  dicuplik setiap 1 jam menggunakan GUI MATLAB.
3. Persentase beban rata-rata saat waktu puncak antara pukul 19:00 – 21:00 adalah 55,90 %, dan gardu BGLWHR2008 masih dalam kategori normal.
4. Terjadi peningkatan pemakaian beban dari bagian pertama (15:00 – 19:00) ke bagian kedua (19:00 – 00:00)  yatiu  sebesar  5,39  %  dan  terjadi  penurunan  pemakaian  beban  dari  bagian  kedua  (19:00 – 00:00) ke bagian ketiga (00:00 – 10:00) yaitu sebesar 3,10 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2017). Fully Integrated: Hall Effect Based Linear Current Sensor IC with 2.1 kVRMS Isolation and a Low Resistance Current Conductor. USA : Allegro Microsystem , LLC.
Bishop . O. (2011). Electronics Circuits and Systems. USA : Elsevier LTD. Boylestad. Introductory Circuit Analysis . Tenth Edition. Floyd. (2015). Digital Fundamentals. Eleventh Edition. USA : Pearson Ginting, R. (2010). Perancangan produk.Universitas Sumatra Utara, Medan Irvan,  M.  (2015). Fase  Pengembangan  Konsep  Produk  dalam  Kegiatan  Perancangan  dan Pengembangan Produk. Faktor Exacta, 4(3), 261-274..
Kenny  .T . (2005). Optical  and  Radiation  Sensors  Jon  Wilson  Sensor  Technologi  Handbook. USA  : Elsevier Inc.
Michael. T. (2002). Electronic Circuits: Fundamentals and Applications. India : Newnes. Ulrich  Karl  T,    Eppinger,  Steven  D. (2001). Perancangan  Pengembangan  Produk . Jakarta :  Salemba Teknika.