## Implementasi Sistem Cerdas Pada Gedung Workshop Otomasi Industri Balai Latihan Kerja Banda Aceh sebagai Solusi dalam Penghematan Energi Listrik
Muhammad Yusuf 1* dan Ira Devi Sara 2
1 Jurusan Teknik Listrik, Balai Latihan Kerja Industri Kemnaker RI Banda Aceh, Aceh, Indonesia
2 Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Aceh, Indonesia
* Corresponding author, e-mail: usoef@yahoo.co.id
Abstrak Peningkatan  konsumsi  energi  listrik  bukan  hanya  terjadi  di  sektor  industri  dan  rumah  tangga tetapi juga terjadi di sektor perkantoran pemerintah. Pemerintah melalui peraturan Menteri ESDM No. 13 tahun  2012  menuntut  penghematan  pemakaian  energi  listrik.  Balai  Latihan  Kerja  Industri  Banda  Aceh merupakan  salah  satu  gedung  yang  memperhatikan  penghematan  energi  listrik  tersebut.  Pada  penelitian ini  dirancang  sebuah  sistem  cerdas  yang dapat  mengendalikan  penggunaan peralatan  listrik  untuk  dapat mengefesienkan  biaya  penggunaan.  Pengendalian  dilakukan  menggunakan programmable  logic controller (PLC).  Masukan  dari  sistem  adalah  sensor  PIR,  sensor  asap,  sensor  ketinggian  air,  sensor fotocell, saklar, tombol darurat, tombol buka pintu utama dan sensor jendela. Peralatan yang dikendalikan terdiri  dari  empat  pendingin  ruangan,  lima  belas  lampu,  satu  pompa  air,  kunci  pintu  utama,  alarm  dan telepon.  Peralatan  dikendalikan  dengan  metode  on/off  dimana  PLC  menganalisa  sinyal  input  kemudian mengatur  keadaan    output  sesuai  dengan  kondisi  yang  telah  ditentukan  berdasarkan  kontrol  program sistem  cerdas  yang  telah  deprogram  pada  PLC.    Sistem  telah  berhasil  mengendalikan  peralatan  secara efisien  sehingga  diperoleh  penghematan  penggunaan  energy  listrik.  Balai  Latihan  Kerja  Banda  Aceh dapat  menekan  penghematan  pembayaran  rekening  pemakaian  energi  listrik  sebesar  Rp. 11.398.962,-. Berdasarkan  biaya  yang  dikeluarkan  untuk  membuat  sistem  dan  efisiensi  yang  dihasilkan,  maka  modal dapat  dikembalikan  dalam  rentang  waktu  kurang  dari  tujuh  bulan.  Dengan  diimplementasikan  sistem cerdas  penghematan  pemakaian  energi  listrik  yang  dicanangkan  dalam  peraturan  pemerintah  dapat direalisasikan.
Kata Kunci : Sistem cerdas, PLC dan Penghematan
Abstract —  The  increase  in  electricity  consumption  does  not  only  occur  in  the  industrial  and  household sectors but also in the government office sector. The government through the Minister of Energy and Mineral Resources  regulation  No.  13  of  2012  demands  savings  in  electricity  usage.  Balai  Latihan  Kerja  Industri Banda  Aceh  is  a  building  managed  by  considering  the  efficiency  of  electricity.  In  this  research,  a  smart system  that  can  control  the  use  of  equipment  is  designed  to  be  able  to  streamline  usage  costs.  System  was controlled  using  a  Programmable  Logic  Control  (PLC).  Input  for  the  system  are  a  PIR  sensor,  a  smoke detector, a water level sensor, a photocell sensor, switch, emergency button, door lock, and window sensor. The  controlled  equipment  consists  of  four  air  conditioners,  fifteen  lights,  a  water  pump,  main  door  lock, alarm,  and  telephone.  The  system  is  controlled  by  on/off  method,  PLC  analyzes  the  input  signal  and  then adjusts the output state according to the conditions specified based on the control program. The results shows that  this  system  succeeded  in  controlling  equipment  efficiently.  Management  can  reduce  the  electricity accounts by Rp. 11.398.962,- in a year. The payback period is less seven months. The implementation of a smart system  in  Balai Latihan Kerja Industri Banda Aceh for  electricity  efficiency can support government programs for energy sustainability.
Keywords : Electric power, smart systems, PLC,efficiency

## Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  tidak  terlepas  dengan penggunaan  energi  listrik.  Energi  listrik  dapat
diubah  menjadi  berbagai  macam  energi  lainnya menggunakan
peralatan-peralatan,
seperti pengatur  suhu  atau Air  Conditioner  (AC) ,  lampu, alarm,  dan  lain-lain.  Pada  akhirnya,  penggunaan
berbagai  macam  peralatan  listrik  tersebut  akan semakin  mendorong  meningkatnya  konsumsi energi listrik.
Meningkatnya  konsumsi  energi  listrik  bukan hanya  terjadi  di  sektor  industri  dan  rumah  tangga tetapi  juga  terjadi  di  sektor  perkantoran.  Balai Latihan  Kerja  Banda  Aceh  merupakan  salah  satu perkantoran milik pemerintah dibawah Kementerian Ketenagakerjaan Republik Indonesia yang mempunyai peran melatih dan meningkatkan kompetensi  tenaga  kerja.  Balai  Latihan  Kerja  ini memilki kejuruan-kejuruan dan peralatan- peralatan berstandar industri seperti pada kejuruan Teknik Listrik sub kejuruan Otomasi Industri yang banyak  menggunakan  motor  listrik,  pendingin ruangan  dan  beban-beban  listrik  berstandar industri  lainnya  sehingga  tidak  terlepas  dengan penggunaan energi listrik yang besar tentunya.
Pemerintah  melalui  peraturan  Menteri  ESDM No.  13  tahun  2012  menuntut  penghematan pemakaian  energi  listrik.    Peraturan  tersebut dengan  jelas  menyampaikan  bahwa  seluruh bangunan gedung kantor pemerintah baik di pusat maupun  daerah  harus  melaksanakan  program penghematan  energi  listrik  pada  sistem  tata  udara ( Air Conditioner ), sistem tata cahaya dan peralatan pendukung  lainnya  [1].  Hal  ini  menjadi  perhatian bersama  termasuk  di  Balai  Latihan  Kerja  Industri Banda  Aceh.  Selama  ini  penggunaan  sistem  tata udara, sistem tata cahaya dan peralatan pendukung belum  terkontrol  dengan  baik.  Hal  ini  disebabkan karena  beberapa  faktor  seperti  kelupaan  dan  pola hidup  manusia  yang  tidak  peduli  terhadap penghematan energi listrik.
Untuk mewujudkan penghematan energi listrik, pemantauan  konsumsi  atau  manajemen  energi listrik seperti pengontrolan penggunaan daya harus diterapkan  secara  efektif  [2],  [3]  dengan  tetap menjaga keseimbangan antara kenyamanan pengguna dan kebutuhan energi sehingga pengguna  dapat  mencapai  tingkat  kenyamanan yang  diinginkan  dengan  jumlah  konsumsi  energi minimum  [4],  [5].  Penerapan  manajemen  energi listrik  secara  efektif  dapat  terlaksana  jika  sistem kontrol  dengan  cara  konvensional  yaitu  dengan cara  menyalakan  dan  mematikan  beban-beban listrik  melalui  saklar  manual  digantikan  dengan sistem  cerdas,  dikarenakan  sistem  konvensional dapat membatasi upaya penghematan energi listrik [6]. Sistem cerdas mampu memberikan kenyamanan  yang  lebih  baik,  keselamatan  dan keamanan  yang  lebih  terjamin  serta  dapat menghemat penggunaan energi listrik [7] sehingga
dirancang sistem  cerdas yang dapat  mengatur dan mengontrol  penggunaan  daya  seperti  tata  udara ( Air  Conditioner ),  tata  cahaya  (penerangan)  dan mesin  pompa  air  sesuai  kebutuhan  berbasis  pada programmable  logic  controller (PLC),  dengan adanya  sisem  ini  pengunaan  energi  listrik  dapat dikendalikan secara efisien yaitu tepat guna sesuai kebutuhan  akan  energi  listrik  [8].  Dalam penerapan  teknologi  untuk  penghematan  energi listrik  ini,  aspek  ekonomi  juga  perlu  diperhatikan seperti biaya investasi awal dan waktu pengembalian biaya investasi agar dapat diketahui kelayakan  teknologi  yang  dimplementasikan  [9], [10].

## Kontroler Elektronik

## 2.1 PLC Omron Sysmac CPM1A
Pada perancangan sistem cerdas ini menggunakan  PLC  Omron Sysmac CPM1A sebagai  alat  kontrol  yang  dapat  diprogram  yang merupakan  salah  satu  produk  PLC  dari  Omron yang  terbaru.  CPM1A  merupakan  PLC  tipe  paket yang  tersedia  dengan  10,  20,  30,40  buah  I/O (input/output).  Sistem  input  outputnya  berupa  bit. Atau  lebih  dikenal  dengan  PLC  tipe relay karena hanya  membaca  masukan  dan  menghasilkan keluaran dengan logika 1 atau 0.
Gambar  1  PLC  Omron Sysmac CPM1A  30  I/O [11]
Sebagaimana  terlihat  pada  Gambar  1,  PLC  ini memiliki 30 terminal yang terdiri dari 18 terminal input  dan  12  terminal  output.  Power  supply  yang dipakai  berupa  tegangan  DC  sehingga  diperlukan sebuah trafo dalam penggunaannya [12].
Prinsip  kerja  dari  PLC  secara  umum  adalah PLC menerima sinyal-sinyal analog dari peralatan input luar  seperti  tombol,  saklar ,  overload dan sensor-sensor  lainnya.  Sinyal analog ini  oleh modul input akan  dirubah  menjadi  sinyal  digital Sinyal digital ini akan diolah oleh unit pemproses utama yaitu “ Central Processing Unit “ ( CPU ), sesuai  dengan  perintah  program  yang  telah
ditetapkan atau diprogram pada memori. Selanjutnya  CPU  akan  mengambil  keputusan- keputusan  yang  kemudian  akan  dipindahkan  ke modul output masih berupa sinyal-sinyal digital. Modul output akan  merubah  sinyal-sinyal digital  menjadi  sinyal-s analog .  Sinyal-sinyal analog inilah yang menggerakkan relay - relay atau kontaktor,  yang  merupakan  peralatan output luar. Peralatan output luar  ini  yang  nantinya  akan menggerakkan  mesin  –  mesin  atau  sistem  yang dikontrolnya.

## 2.2 Passive Infrared (PIR)
PIR  merupakan  salah  satu  sensor  yang menggunakan infrared untuk mendeteksi suatu benda.  PIR  berbeda    dengan    Infrared    LED ( Light Emiting Diode ),    Infrared LED  dapat memancarkan    cahaya  namun  tidak  pada sensor  PIR  [13].  PIR  sensor  terdiri  dari  dua elemen sensing yang  terhubung  dengan masukan.  Seperti  pada  Gambar  2  jika  ada sumber panas  yang lewat depan sensor, maka sensor akan mengaktifkan sel pertama dan sel kedua sehingga akan menghasilkan gelombang  seperti  dalam  Gambar  3.  Sinyal yang  dihasilkan  sensor  PIR  mempunyai frekuensi yang rendah yaitu 0,2 – 5 Hz [14]
1 2 3 RG - - - - + + + IR + Gambar 2  Diagram internal rangkaian sensor PIR
Gambar 3  Arah jangkauan gelombang sensor PIR

## Tinjauan Nilai Ekonomis
3.1 kWh dan Tarif Listrik per kWh
kWh merupakan satuan energi yang menyatakan  besar  energi  dalam  kilowatt  dikali waktu  dalam  jam,  misalnya  sebuah  beban  listrik sebesar  100  watt  dioperasikan  selama  satu  jam maka besar energi adalah 0,1 kilowatt jam listrik.
Besar  kWh  yang  diukur  oleh  alat  ukur  kWh meter merupakan besar pemakaian daya konsumen yang  harus  dibayar  kepada  pihak  penyedia  jasa listrik. Harga tarif listrik per kWh telah diatur oleh pemerintah  sesuai  dengan  golongan  tarif.  Untuk golongan  tarif    P-2  /TM  yang  merupakan  tarif tenaga  listrik  untuk  keperluan  kantor  pemerintah berdasarkan peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 31 tahun 2014 adalah dibagi dalam dua blok yaitu WBP (Waktu Beban Puncak) dan LWBP (Luar Waktu Beban Puncak) [15].
 Blok WBP = K x 1115
 Blok LWBP = 1115
K  adalah  faktor  perbandingan  antara  harga WBP dan LWBP (1,4 ≤ k ≤ 2)

## 3.2 Payback Period
Payback period merupakan  metode  untuk mengukur  seberapa  cepat  investasi  bisa  kembali [16],  [17].  Masalah  utama  dari payback period adalah  sulitnya  menentukan  periode payback maksimum  yang  diisyaratkan.  Secara  normatif, tidak  ada  pedoman  yang  bisa  digunakan  untuk menentukan  periode payback maksimum.  Suatu investasi  dikatakan  layak  jika  periode payback lebih pendek dari umur  ekonomis aktiva.
Payback  Period merupakan  metode  pelengkap penilaian investasi Payback Period = I / Ab (1) Dimana:  I  =  besarnya  biaya  investasi  yang diperlukan    Ab  =  manfaat  bersih  yang  dapat diperoleh pada setiap tahunnya [18].

## Metode dan Perancangan

## 4.1 Diagram Sistem
Gambar 4 berikut ini  merupakan diagram blok dari perancangan s istem cerdas berbasis PLC
Gambar 4 Diagram blok s istem cerdas
Pada  perancangan  sistem  cerdas  ini  perangkat yang  digunakan  terdiri  dari  PLC  CPM1A  sebagai kontrol  utama,  Untuk  input  digunakan  Sensor Passive  Infrared (PIR),  Smoke  Detekror,  Sensor Fotocell,  Sensor water kontrol, Switch Auto, Switch
Manual, Switch Lembur, Tombol
emergency , Switch Unlock Pintu  Utama,  absensi dan  sensor  jendela.  Untuk  output  digunakan perangkat  output.  Perangkat  output  ini  terdiri  dari relai-relai yang
difungsikan sebagai perantara/saklar yang mengaktifkan dan menonaktifkan  tegangan  tinggi  220  VAC  yang dikendalikan  oleh  PLC  yang  bekerja  pada tegangan rendah 24 VDC.
Prinsip  kerja  sistem  yaitu  PLC  menganalisa sinyal  input  kemudian  mengatur  keadaan    output sesuai  dengan  kondisi  yang  telah  ditentukan berdasarkan  kontrol  program  sistem  cerdas  yang telah diprogram pada PLC.
4.2 Perancangan Perangkat Keras Sistem Cerdas
4.2.1 Sensor Water Kontrol Sensor water kontrol  merupakan  perangkat input  PLC dimana hubungan E1, E2 dan E3 pada rangkaian  kontrol  sistem  cerdas  terhadap  input PLC ditentukan seperti pada tabel berikut.
Tabel 1 Hubungan Elektroda Terhadap Input PLC Elektroda Input PLC E1 0.00 E2 0.01 E3 0 Volt Gambar 5 Penempatan sensor water kontrol
Penempatan  sensor water kontrol  seperti ditunjukkan Gambar 5 dimana E1 adalah elektroda yang ditempatkan untuk mendeteksi level atas (air penuh)  pada  bak  penampungan  air.  E2  adalah elektroda  level  bawah  sedangkan  E3  adalah elektroda  sebagai grounding yaitu  elektroda  yang memberikan tegangan 0 V pada E1 dan E2.
Prinsip  kerja  sensor water kontrol  apabila  air dalam  posisi  penuh maka kedua elektroda E1 dan E2  mendapatkan  tegangan  0  Volt  dari  E3  yang dihantarkan melalui air sedangkan jika E1 dan E2 tidak  mendapatkan  tegangan  0  volt  dari  E3  maka posisi  bak  penampungan  dalam  keadaan  kosong atau harus diisi air kembali. Tegangan 0 Volt pada E1  dan  E2  yang  dihantarkan  melalui  air  ini  akan diinputkan  ke  input  PLC  dengan  alamat  seperti dalam  Tabel  1  diatas.  Dipasang  tegangan  0  Volt pada E3 agar lebih aman jika manusia menyentuh air  dalam  bak  penampungan  disamping  itu  PLC juga mendeteksi adanya input jika diberi tegangan 0 Volt pada kaki input

## 4.2.2 Tombol Tekan
Pada  perancangan  sistem  cerdas  tombol  tekan digunakan  sebagai  tombol emergency ,  tombol lembur  dan  tombol unlock pintu  utama  yang dihubungkan pada input PLC. Prinsip kerja tombol tekan  ini  apabila  ditekan  kontak  akan  terhubung (tertutup)  jika  dilepas  kontak  akan  terputus (terbuka).  Pemasangan  tombol  tekan  pada  input PLC  untuk  memberikan  tegangan  0  V  di  input PLC sama halnya seperti pada pemasangan sensor water kontrol  dimana  PLC  mendeteksi  adanya input  jika  diberi  tegangan  0  Volt  pada  kaki  input PLC.
Hubungan  tombol emergency ,  tombol  lembur dan  tombol unlock pintu  utama  ditentukan  seperti
pada Tabel 2 berikut yang dimaksudkan agar input teralokasi  dengan  tepat  dan  juga  memudahkan dalam pemograman nantinya.
Tabel 2 Hubungan tombol emergency , tombol lembur dan tombol unlock pintu utama Tombol Tekan Input PLC Emergency 0.02 Lembur 0.03 Unlock Pintu Utama 0.04

## 4.2.3  Sensor Fotocell
Fotocell  adalah  rangkaian  elektronik  yang terdiri  dari  LDR  ( Light  Dependent  Resistor ) seperti  pada  Gambar  6.  Prinsip  kerja  resistor dengan  sensitivitas  cahaya  adalah  apabila  kondisi gelap  nilai  resistansi  akan  menjadi  rendah sehingga  arus  mengalir  dan  beban  lampu  yang dihubung  pada  sensor  ini  akan  menyala.  Pada kondisi  terang,  nilai  resistansi  menjadi  tinggi sehingga  arus  tidak  dapat  mengalir  dan  lampu akan menjadi padam.

## Gambar 6 Fotocell [19]
Tegangan  keluaran  sensor  fotocell  yang digunakan  adalah  220  VAC  sehingga  keluaran sensor  ini  tidak  bisa  langsung  dihubungkan dengan  input  PLC.  Pada  perancangan  keluaran sensor  fotocell  dihubungkan  dengan  sebuah  relai 220  VAC  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  7, dimana  sensor  ini  akan  menggerakkan  relai,  anak kontak  relai  yang  memberikan  tegangan  0  volt pada  input  PLC  dengan  alamat  0.05.  Berikut gambar  rangkaian  hubungan  relai  dengan  sensor fotocell.
Gambar 7 Rangkaian  hubungan  relai  dengan sensor fotocell
4.2.4 Sensor Passive Infrared (PIR) dan Smoke Detektor
Tegangan  keluaran  sensor Passive  Infrared (PIR) yang  digunakan  adalah  5  VDC  sehingga keluaran sensor ini tidak dapat langsung dihubung ke  input  PLC  dikarenakan  input  PLC  mendeteksi tegangan 0 V sehingga pada perancangan keluaran sensor  ini  dibuhungkan  ke  relai  5  VDC.  Prinsip kerjanya  adalah  jika  sensor Passive  Infrared (PIR) bekerja maka relai 5 VDC akan bekerja dan anak  kontak  relai  tersebut  akan  menghubungkan tegangan 0 Volt pada input PLC.
Sedangkan  tegangan  keluaran  dari smoke detektor adalah  24  VDC,  sama  halnya  dengan sensor Passive Infrared (PIR) dimana keluarannya tidak dapat langsung dihubung ke input PLC tetapi harus  melalui  perantara  relai.  Relai  yang digunakan  untuk  keluaran smoke  detektor adalah 24 VDC. Prinsip kerjanya juga sama dengan kerja relai pada keluaran Passive Infrared (PIR). Pada gedung workshop Otomasi Industri smoke detektor dihubung  paralel  untuk  seluruh  ruangan sehingga  hanya  membutuhkan  1  input  PLC sedangkan  sensor Passive  Infrared (PIR)  tidak dihubung secara paralel tetapi dipasang pada pintu ruang kajur, pintu ruang teori/rapat, ruang praktek dan  pintu  utama  ,  sensor Passive  Infrared (PIR) dipasang  tepat  diatas  pintu  masuk  agar  dapat mendeteksi  pergerakan  orang  yang  masuk ruangan. Jenis sensor Passive Infrared (PIR) yang digunakan  pada  perancangan  adalah  HC-SR501 PIR Motion  Detector yang  mempunyai range sensing 120 o dengan  jarak  jangkau  7  meter. Berikut  Tabel  3  yang  menunjukkan  hubungan sensor smoke detektor dan sensor Passive Infrared (PIR) terhadap input PLC.
Tabel 3 hubungan sensor smoke detektor dan sensor Passive Infrared (PIR) terhadap input PLC Sensor Input PLC Smoke Detektor 0.06 Sensor PIR Ruang Kajur 0.07 Sensor PIR Ruang Teori/Rapat 0.08 Sensor PIR Ruang Praktek 0.09 Sensor PIR Pintu Utama Dalam 0.10
Gambar  8,  Gambar  9  dan  Gambar  10  berikut rancangan rangkaian hubungan relai dengan smoke detektor dan sensor Passive Infrared (PIR).
Gambar 8   Rangkaian hubungan relai dan smoke detektor
Gambar 9  Rangkaian  hubungan  relai  dengan sensor  PIR  untuk  ruang  kajur  dan ruang teori/rapat
Gambar 10   Rangkaian hubungan relai dengan sensor PIR untuk ruang praktek dan pintu utama dalam
4.2.5 Switch Manual / Auto
Selector  switch digunankan  untuk switch manual  /  auto.  Sistem  cerdas  dirancang  untuk dapat  bekerja  manual  maupun  auto,  kondisi bekerja  manual  bertujuan  jika  pada  kondisi tertentu  diperlukan  sistem  harus  bekerja  secara manual seperti pada saat perawatan sistem kontrol auto.  Untuk  kondisi  bekerja  manual  semua peralatan  listrik  dikontrol  seperti  biasanya  yaitu melalui saklar atau remot kontrol untuk mengoperasikan  AC.  Pada  sistem  juga  dilengkapi switch auto  ini  bertujuan  agar  dapat  kembali  ke kondisi  bekerja  secara  auto  setelah  masa perawatan selesai dilaksanakan.
Switch manual  /  auto  dihubung  dengan  dua input  PLC  dengan  alamat  0.11  dan  1.00  masing- masing untuk manual dan auto seperti ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11 rangkaian untuk switch manual / auto

## 4.2.6 Sensor Jendela
Untuk  sensor  jendela  digunakan  limit switch yang  ditempatkan  disetiap  jendela  dan  dihubung secara  seri  sehingga  hanya  membutuhkan  satu alamat  input  PLC  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 12.
Dipasang  hubungan  seri  agar  dapat  diketahui apakah  semua  jendela  dalam  kondisi  tertutup semua  atau  ada  jendela  yang  masih  terbuka. Prinsip  kerja  sensor  jendela,  jika  posisi  jendela tertutup  maka  limit switch akan  tertekan  oleh jendela.  Berikut  gambar    perancangan  rangkaian sensor jendela.
Gambar 12 Rangkaian sensor jendela

## 4.2.7 Absensi Pegawai
Sistem  cerdas    dirancang  agar  dapat  bekerja setiap  hari  kerja  setelah  pegawai  melakukan absensi.  Prinsip  kerjanya,  sistem    akan  meng- unlock pintu utama selama rentang waku jam kerja jika  salah  satu  dari  pegawai  telah  melakukan absensi  dan  sembarang  orang  hadir  didepan  pintu utama.  Alat Absensi dihubung dengan input PLC melalui  komputer  PC  dan  perantara  relai  seperti dapat  dilihat  pada  Gambar  14.  Setiap  komputer menyediakan  port  USB  yang  dapat  dimanfaatkan sebagai media komunikasi antar komputer dengan peralatan  di  luar  komputer  dengan  menggunakan
software dalam  hal  ini  menggunakan software khusus  absensi.  Keluaran  USB  dihubungkan dengan  relai  5  Volt  sehingga  jika  pegawai  yang melakukan  absensi  maka  relai  akan  bekerja  yang menghubungkan  tegangan  0  volt  ke  input  PLC dengan  alamat  1.01.  relai  ini  akan  terus  bekerja selama rentang waktu jam kerja.
Gambar 13 Port USB Tabel 4 Fungsi PIN pada Port USB PIN FUNGSI 1 V Bus ( 5 volt ) 2 D-
3 D+ 4 Ground
Gambar 14   Hubungan Alat Absensi dengan input PLC melalui komputer PC dan perantara relai

## 4.2.8 Perangkat Output
Beban  AC,  lampu,  motor  pompa  dan  alarm dikendalikan  oleh  PLC  melalui  perangkat  ouput. Perangkat  output  terdiri  dari  relai-relai  24  VDC, penggunaan  relai  adalah  sebagai  saklar  tegangan tinggi  yaitu  220  VAC  yang  dikendalikan  dengan tegangan  rendah  yang  merupakan  tegangan  ouput PLC  24  VDC.  Berikut  perancangan  perangkat output untuk salah satu beban seperti pada Gambar 15.
Perangkat output untuk beban yang lain sama seperti  perangkat  output  pada  Gambar  15,  yang membedakan  adalah  alamat  output  PLC  yang diatur sesuai perancangan seperti dalam Tabel 5.
Gambar  15 Perangkat output untuk mengendalikan beban AC ruang praktek Tabel 5 Tabel pengaturan output PLC untuk pengendalian beban pada sistem cerdas Alamat Output PLC Beban 10.00 AC Ruang Praktek 10.01 AC Ruang Kajur 10.02 AC Ruang Teori / Rapat 10.03 Lampu Teras dan Taman 10.04 Lampu Raung Praktek 10.05 Lampu Ruang Teori / Rapat 10.06 Lampu Ruang Kajur 10.07 Pompa Air 11.00 Motor Lock Pintu Utama 11.01 Alarm dan Hydrant 11.02 Telepon Ruang Kajur
4.3 Perancangan Perangkat Lunak Perancangan  perangkat  lunak  diperlukan  agar mempermudah dalam membuat program.
Perangkat  lunak  yang  dibuat  dirancang  dalam bentuk  diagram  alir  ( flow  chart )  sedangkan program menggunakan ladder diagram.
Sistem  cerdas  dirancang  agar  dapat  juga bekerja  secara  manual,  ini  bertujuan  jika  pada kondisi  tertentu  diperlukan  sistem  harus  bekerja secara  manual  seperti  pada  saat  perawatan  sistem kontrol operasi auto. Untuk operasi manual semua peralatan  listrik  dikontrol  seperti  biasanya  yaitu melalui  saklar  atau  remot  kontrol.  Pada  operasi auto,  PLC  akan  terus  memantau  input  dan kemudian  mengatur  output  sesuai  kondisi  yang telah  ditentukan  pada  program.  Pintu  utama  akan unlock setiap hari kerja setelah salah satu pegawai melakukan absensi dan hadir didepan pintu utama, pada  pintu  utama  ditempatkan  sensor Passive Infrared (PIR),  pintu  tidak  akan unlock jika pegawai  belum  hadir  didepan  pintu  walaupun absensi  telah  dilaksanakan.  Untuk  kondisi  darurat jika  pegawai  harus  masuk  ke workshop disaat bukan  hari  kerja  maka  pegawai  harus  menekan tombol emergency yang  ditempatkan  dikantor utama  untuk  dapat  meng- unlock pintu  utama workshop dan  menekan  tombol emergency kembali untuk men- lock pintu utama.
Algoritma  utama  sistem  ditunjukkan  pada Gambar  16.  Sistem  dapat  bekerja  secara  auto ataupun manual. Kondisi lembur aktif jika tombol lembur  ditekan,  sesuai  pada  algoritma  di  Gambar 17.  Pengendalian  peralatan  pada  ruangan  kajur ataupun  rapat  memiliki  algoritma  yang  mirip seperti  pada  Gambar  18.  Lampu  ruang  kerja  akan aktif  menggunakan  sensor  photocell  seperti  pada
Gambar  19.  Gambar  20  menunjukkan  algoritma pengendalian  pompa  air.  Pengendalian  peralatan pada saat kondisi lembur terdapat pada gambar 21. Sedangkan  untuk  deteksi  asap  dan  keamanan gedung menggunakan alarm dikendalikan berdasarkan  algoritma  pada  gambar  22  dan gambar 23.
Gambar 16 Algoritma utama
Gambar 17 kondisi lembur
Gambar 18   Ruang Kajur/Rapat
Gambar 19 Flow  chart rosedur  kerja  lampu ruang praktek
Gambar 20 Flow rosedur kerja untuk Pompa Air
Gambar 21 Flow Chart prosedur kerja untuk jam kerja dan lembur
Gambar 22 Flow Chart prosedur kerja untuk smoke detector
Gambar 23 Flow Chart prosedur kerja untuk sensor jendela
Hasil dan Pembahasan
Pengujian dilakukan setelah dilakukan instalasi  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  24. pemrograman menggunakan ladder logic dibangun  sesuai  algoritma  yang  dirancang. Bagian  program  dari algoritma program  utama melalui  prosedur  absensi  diperlihatkan  pada Gambar 25.
Sistem  cerdas  ini  adalah  sistem  kontrol ON/OFF  untuk  mengatur  pengoperasian  beban listrik  yang  ada  di workshop otomasi  industri sesuai  dengan  kebutuhan  agar  dapat menghemat pemakaian energi listrik. Dalam pengujian hanya dilakukan  pengamatan  ON/OFF  beban  listrik, dimana  hasil  yang  didapat  sesuai  dengan perancangan alur kerja sistem.
Gambar 24  Hasil perakitan panel sistem cerdas untuk Workshop Otomasi Industri Balai Latihan Kerja
Gambar  25 Bagian program ladder  diagram  dari
flow  chart program  utama  melalui prosedur absensi
Setelah  diimplemtasikan sistem  cerdas ,  jam kerja  setiap  jenis  beban  listrik  lebih  kecil  jika dibandingkan  dengan  sebelum  diimplemtasikan sistem  cerdas seperti  pada  Tabel  6,  jumlah  jam kerja  setiap  beban  listrik  pada  tabel  tersebut merupakan  rata-rata  dari  jam  kerja  yang diperoleh  setelah  dilakukan  pengamatan  selama 14  hari  atau  2  minggu  pada  setiap  jenis  beban listrik
Sebelum  diimplementasikan  sistem  cerdas jumlah jam kerja dari setiap jenis beban adalah 9 jam kecuali untuk jenis beban lampu teras/taman dan  pompa  air.  Untuk  lampu  teras  dan  taman beroperasi  selama  14  jam  karena  lampu dihidupkan  pada  panel  utama  kantor  oleh petugas sekitar jam 6 sore dan baru dipadamkan pada  jam  8  pagi  disaat  mulai  aktivitas  kantor sedangkan  pompa  air  beroperasi  4  jam  untuk mengisi  penuh  bak  penampungan  dari  kondisi kosong. Dalam seminggu (hari kantor/hari kerja) pompa air beroperasi dua kali sehingga total jam kerja  menjadi  8  jam.  Semua  beban  listrik dikontrol  pada  panel  induk  oleh  petugas  (listrik dipadamkan jam 5 sore oleh petugas).
Setelah  diimplementasikan  sistem  cerdas jumlah  jam  kerja  dari  setiap  jenis  beban  akan berkurang  seperti  dalam  Tabel  6  dikarenakan sistem  bekerja  secara  otomatis  mengontrol  atau mengatur  penggunaan  beban  listrik  sesuai dengan  kebutuhan,  contohnya  seperti  pompa  air dalam  seminggu  (hari  kantor/hari  kerja)  hanya bekerja 1 jam, ini jauh sangat bekurang dari jam kerjanya  sebelum  diimplementasikan  sistem cerdas.
Dari  jumlah  jam  kerja  setiap  beban  listrik tersebut  diperoleh  jumlah  daya  (Kwh)  yang dipakai  per  hari  seperti  ditunjukkan  pada  Tabel 7.  Jumlah  penggunaan  daya  per  hari  sebelum diimplemtasikan  sistem  cerdas  ini  adalah  58,93 Kwh tetapi setelah diimplentasikan sistem cerdas jumlah  penggunaan  daya  turun  menjadi  30,53 Kwh, ini menunjukkan bahwa dengan mengontrol  penggunaan  beban  listrik  sesuai
dengan kebutuhan secara otomatis dengan sistem cerdas  akan  diperoleh  penghematan  daya terpakai.
Untuk total pengeluaran biaya harian diperoleh dari total Kwh terpakai per hari. Harga per  kWh  pada  perhitungan  dalam  Tabel  7 diambil  untuk  golongan  tarif  P-2  /TM  yang merupakan  tarif  tenaga  listrik  untuk  keperluan kantor pemerintah berdasarkan peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomor 31  tahun  2014.  Tarif  diambil  pada  blok  LWBP (Luar  Waktu  Beban  Puncak)  karena  beban dioperasikan  siang  hari  yang  merupakan  luar waktu beban puncak.
Jika  dibandingkan  hasil  perhitungan  total pengeluaran  biaya  harian  pada  Tabel  7,  maka total  pengeluaran  harian  setelah  diimplentasikan sistem cerdas diperoleh lebih  kecil yaitu sebesar Rp.  34.043,18  dari  sebelum  diimplementasikan sistem cerdas yaitu sebasar Rp. 65.706,95.
Jika  dihitung  pengeluaran  dalam  tiga  puluh hari  (satu  bulan)  untuk  pembayaran  rekening listrik  setelah  diimplementasikan  sistem  cerdas adalah  sebesar  Rp.  1.021.295,-  sedangkan  besar pengeluaran sebelumnya adalah sebesar Rp.1.971.208,-. Sehingga dengan diimplementasikan sistem cerdas dapat menghemat  biaya  pengeluaran  pembayaran rekening  listrik  per  bulan  adalah  sebesar Rp.949.913,-,  dan  dalam  satu  tahun  besar penghematan Rp.11.398.962,-.
Besar total biaya investasi untuk pemasangan  sistem  cerdas  ini  sebesar  Rp. 6.350.000,-. Jika dibandingkan dengan besar
Tabel 6 hasil pengamatan jumlah rata-rata jam kerja beban listrik dalam sehari sebelum dan setelah implementasi sistem cerdas
Jenis Beban Listrik Jumlah Unit Beban Daya (Watt) Total Daya (Watt) Jumlah Jam Kerja (Jam) Sebelum Implementasi Sistem Cerdas Jumlah Jam Kerja (Jam) Setelah Implementasi Sistem Cerdas AC Ruang Praktek 2 1492 2984 9 7 AC Ruang Kajur 1 1119 1119 9 2 AC Ruang Teori 1 1492 1492 9 2 Lampu Teras dan Taman 3 100 300 14 12 Lampu Ruang Praktek 6 32 192 9 2 Lampu Ruang Teori 4 32 128 9 2 Lampu Ruang Kajur 1 32 32 9 1 Pompa Air 1 750 750 8 (5 hari/ seminggu) 1 (5 hari/ seminggu)
biaya  penghematan  yang  diperoleh,  maka payback period kurang  dari  7  bulan.  Dapat disimpulkan  bahwa  investasi  yang  dikeluarkan dalam rangka memperoleh penghematan penggunaan  daya  listrik  pada  gedung  workshop otomasi industri Balai Latihan Kerja Banda Aceh layak dilaksanakan dikarenakan periode payback yang  diperole  lebih  pendek  dari  umur  ekonomis aktiva.
Dengan penggunaan PLC sebagai pengontrol  maka  dipastikan  tidak  ada  biaya pengeluran  untuk  pemeliharaan  dalam  waktu satu  tahun  asalkan  penempatan  panel  sistem cerdas  ini  pada  suhu  sesuai  dengan  suhu  kerja yang  diperbolehkan  oleh  pabrik  pembuat  PLC. Sedangkan untuk komponen perangkat input dan output  dari  spesifikasi  yang  diperoleh  dari datasheet  mempunyai life  time selama  3  tahun. Sehingga  dengan  diimplementasikan  sistem cerdas  penghematan  pemakaian  energi  listrik yang  dicanangkan  dalam  peraturan  Menteri ESDM No. 13 tahun 2012 dapat direalisasikan.

## Kesimpulan
Dengan  diimplementasikan  sistem  cerdas pada  gedung workshop otomasi  industri  Balai Latihan  Kerja  Banda  Aceh,  pengunaan  energi
listrik dapat dikendalikan secara efisien sehingga diperoleh penghematan pengeluaran pembayaran rekening  listrik  sesuai  yang  diharapkan  dalam peraturan  pemerintah.  Saran  lebih  lanjut  adalah mengembangkan  sistem  cerdas  ini  dengan menambah  pengontrol  yang  berbasis  pada internet  of  think (  IOT)  sehingga  dapat dimonitor  dan  dikendalikan  jarak  jauh  jika diperlukan.

## Daftar Pustaka
[1] M.  E.  dan  S.  D.  M.  R.  Indonesia, “Peraturan Pemerintah tentang Penghematan Pemakaian Tenaga Listrik,” Republik Indonesia, 2012.
[2] C.  M.  Lin  and  M.  T.  Chen,  “Design  and implementation  of  a  smart  home  energy saving system with active loading feature identification  and  power  management,”
2017  IEEE  3rd  Int.  Futur.  Energy Electron.  Conf.  ECCE  Asia,  IFEEC  - ECCE Asia 2017 , pp. 739–742, 2017.
[3] H.  Lee,  W.  Park,  and  I.  Lee,  “A  Home Energy  Management  System  for  Energy- Efficient  Smart  Homes,” IEEE  Int.  Conf.
Comput.  Sci.  Comput.  Intell. ,  pp.  626– 629, 2014.
Tabel 7 Kwh terpakai dan total pengeluaran biaya harian sebelum dan setelah implementasi sistem cerdas
Jenis Beban Listrik Total Daya Jumlah Jam Kerja (Jam) Sebelum diimplementasi Sistem Cerdas Jumlah Jam Kerja (Jam) Setelah diimplementasi Sistem Cerdas Jumlah kWh / Hari Jumlah kWh / Hari Harga per kWh (Rp) Besar Pengeluaran Biaya  (Rp) Besar Pengeluaran Biaya  (Rp) AC Ruang Praktek 2984 9 7 26,86 20,89 1.115 29.948,9 23.292,35 AC Ruang Kajur 1119 9 2 10,07 2,24 11.228,05 2.497,6 AC Ruang Teori 1492 9 2 13,43 2,98 14.974,45 3.322,7 Lampu Teras dan Taman 300 14 12 4,20 3,60 4.683,00 4.014 Lampu Ruang Praktek 192 9 2 1,73 0,38 1.928,95 423,7 Lampu Ruang Teori 128 9 2 1,15 0,26 1.282,25 289,9 Lampu Ruang Kajur 32 9 1 0,29 0,032 323,35 35,68 Pompa Air 750 8  (5 hari/ seminggu 1 (5 hari/ seminggu) 1,20 0,15 1.338 167,25 Jumlah Total Kwh Per hari 58,93 30,53 Jumlah Total pengeluar an biaya 65.706,95 34.043,18
[4] A. S. Shah, H. Nasir, M. Fayaz, A. Lajis, and  A.  Shah,  “A  review  on  energy consumption  optimization  techniques  in IoT  based  smart  building  environments,” Inf. , vol. 10, no. 3, 2019.
[5] K.  R.  Wagiman  and  M.  N.  Abdullah, “Intelligent  lighting  control  system  for energy  savings  in  office  building,” Indones. J. Electr. Eng. Comput. Sci. , vol. 11, no. 1, pp. 195–202, 2018.
[6] M.  Muharam,  M.  Latif,  and  M.  Saputra, “Sistem Kendali Jarak Jauh Berbasis Web untuk Sistem Rumah Pintar,” J. Nas. Tek. Elektro , vol. 7, no. 3, p. 203, 2018.
[7] D.  Kurnianto,  A.  M.  Hadi,  and  E. Wahyudi,  “Perancangan  Sistem  Kendali Otomatis pada Smart Home menggunakan  Modul  Arduino  Uno,” J. Nas.  Tek.  Elektro ,  vol.  5,  no.  2,  p.  260, 2016.
[8] N.  Skeledžija,  J.  Ćesić,  E.  Kočo,  V. Bachler,  H.  N.  Vučemilo,  and  H.  Džapo, “Smart  home  automation  system  for energy efficient housing,” IEEE 37th  Int. Conv.  Inf.  Commun.  Technol.  Electron. Microelectron.  MIPRO  2014  -  Proc. ,  no. May, pp. 166–171, 2014.
[9] K.  Wibowo,  “Feasibility  Study  And
Investment Analysis Of Mix Use Sentraland  Semarang,”  no.  C,  pp.  718– 724, 2017.
[10] M. C. Freire, C. Q. Pica, A. L. Da Silva,
and  M.  A.  I.  Martins,  “Analysis  of relevant  technical  and  economic  aspects to support the choice of feasible locations for  photovoltaic  power  plants  in  Brazil,” 2015  IEEE  PES  Innov.  Smart  Grid Technol.  Lat.  Am.  ISGT  LATAM  2015 , pp. 258–263, 2016.
[11] Murtono  Suhartono, Memasang  Instalsi PLC .  Jakarta:  Kementerian  Tenaga  Kerja dan Transmigrasi RI, 2012.
[12] D. A. Kaylo, Programmable ControllersSysmac CPM1A Programmable Controller . Omron, 2007.
[13] S.  Aulia,  “Sistem  Keamanan  Berbasis
Alarm  Ip  Camera  Dengan  Passive Infrared Receiver ( Pir ) Sensor Dan Sms Gateway Ip-Based Security Alarm System  With  Camera  Passive  Infrared Receiver  (  PIR  )  Sensor,” Fak.  Ilmu
Telkom,  Univ.  Telkom ,  pp.  312–320,
2016. [14] Anonymous,  “Datasheet  PIR  Sensor Module.” [Online]. Available: http://alldatasheet.com.  [Accessed:  02- Jun-2016]. [15] Anonymous, Peraturan Pemerintah tentang  Tarif  Tenaga  Listrik  Yang
Disediakan  Oleh  Perusahaan  Perseroan (Persero) PT Perusahaan Listrik Negara .
Jakarta.
[16] M.  S.  Wilujeng,  Titin  Amrih  Riyadi,
Slamet  Ridwan,  “Analisis  Swot  Dan Aspek Keuangan Studi Kelayakan
Investasi  Pengembangan  Rumah  Sakit Umum Wonolangan Probolinggo,” vol. 4, no. September, 2019.
[17] E.  Susilowati  and  H.  Kurniati,  “Analisis Kelayakan  dan  Sensitivitas:  Studi  Kasus Industri  Kecil  Tempe  Kopti  Semanan, Kecamatan  Kalideres,  Jakarta  Barat,”
BISMA (Bisnis dan Manajemen) , vol. 10,
no. 2, p. 102, 2018. [18] Syukriyadin,
“Manajemen Studi
Kelayakan Investasi Proyek,” Universitas Syiah Kuala Banda Aceh, 2015.
[19] F. Setiawan, “Sensor Optic - Photo Cell.”
[Online]. Available:
http://fajarsetiawan1994.blogspot.co.id/2
014/03/sensor-optic-photo-cell.html. [Accessed: 02-Jun-2016].

## Biodata Penulis

## Muhammad Yusuf
Balai  Latihan  Kerja  Banda  Aceh  Kementerian Ketenagakerjaan  RI,  Jabatan  Intruktur  Muda  di Kejuruan Listrik Sub Kejuruan Otomasi Industri

## Ira Devi Sara
Magister  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik, Universitas  Syiah  Kuala,  Dosen  Bidang  Studi Teknik Listrik dan Energi Terbarukan