Prihantara S W
2204 100112
Jurusan Teknik Elektro
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Dosen Pembimbing :
Ir. Harris Pirngadi, M.T., ID.
• Pemakaian beban induktif misal: AC, Lampu TL, motor listrik yang tak bisa dihindari
• Menurunnya nilai Faktor daya(cosphi) akibat pemakaian beban induktif
• Faktor daya turun Kapasitas daya terpasang berkurang
• Bagaimana membuat alat yang bisa memperbaiki nilai faktor daya secara otomatis?
• Bagaimana cara mengatur nilai beban kompensasi(kapasitor) terhadap perubahan beban induktif?
• Percobaan alat ini dilakukan dengan beban 1 fasa
• Beban yang dipakai merupakan beban induktif misal: lampu TL
• Sebagai beban kompensasinya digunakan kapasitor
• Mendapatkan suatu alat yang dapat memperbaiki nilai faktor daya secara otomatis
• Dengan adanya perbaikan faktor daya
Kapasitas daya terpasang dapat dimanfaatkan dengan optimal
Pada listrik arus bolak-balik (AC) dikenal ada 3 jenis daya yaitu:
• Daya Aktif
• Daya Reaktif
• Daya Kompleks
Daya Aktif
• Daya yang dipakai oleh komponen pasif resistor yang merupakan daya yang terpakai atau terserap.
• Daya yang tercatat pada alat kWH meter.
• Rumus Daya Aktif(P)
Daya Reaktif
• Daya yang muncul diakibatkan oleh komponen pasif diluar resistor.
• Diperlukan untuk menimbulkan medan magnet pada suatu trafo, motor listrik, dan lain-lain.
• Rumus Daya Reaktif(Q)
Daya Kompleks
• Merupakan resultan dari daya aktif dan daya reaktif.
• Daya ini yang disupply oleh PLN.
• Rumus daya kompleks(S)
Faktor Daya(cosphi)
• Rasio dari daya aktif dan daya kompleks
• Rumus faktor daya(pf)
Perbaikan faktor daya(cosphi)
S1 (VA)
S2(VA)
1 2P(Watt)
QL
QL-
QC(V
AR
)Q
C(V
AR
)
Setelah ditambah kapasitor (θ2<θ1 atau Cos θ2>Cos θ1).
Segitiga daya sebelum dan sesudah pemasangan kapasitor kompensasi
Blok Diagram Sistem
Detektor
beda fase
Rangkaian
Mikrokontroler
Display LCD
Driver Beban
Kompensasi (Kapasitor)
Beban
Kompensasi
(Kapasitor)
Sensor
Arus
Sensor
TeganganAC to DC
Converter
LPF
LPF
Rangkaian Sensor
Berfungsi untuk mendeteksi sinyal AC dari arus dan tegangan
Sensor Arus: menggunakan Trafo Arus
Sensor Tegangan: menggunakan Trafo Tegangan
1:1
220 VAC
1Ω
Load
OUT
0
0
220 VAC
0
5 VAC
Sensor arus Sensor tegangan
Rangkaian Low Pass Filter
Berfungsi untuk menmfilter sinyal AC dari sensor
Frekuensi Cutoff 50 Hz
Rangkaian Detektor Beda Fasa Berfungsi untuk mendeteksi perbedaan fasa
antara arus dan tegangan Perbedaan fasa yang terjadi merepresentasikan
nilai faktor daya
AC to DC Converter Berfungsi untuk mengubah sinyal AC dari
sensor menjadi sinyal DC
Rangkaian Mikrokontroler
ATMega32
Rangkaian Driver beban kompensasi
Berfungsi sebagai switching kapasitor
Perancangan perangkat lunak:
Perancangan pada komputer:
Proses pencarian bobot jaringan
Perancangan pada mikrokontroler:
Pengolahan data arus, tegangan, dan cosphi
Proses fase feed forward
Perancangan perangkat lunak pada komputer
Data yang dilatihkan
No Beban
Arus
(Ampere
)
Cosphi Target Ket
1 Lampu 1x18 W
0.294 0.27 100000 4uF
0.314 0.26 100000 4uF
0.333 0.24 100000 4uF
2 Lampu 2x18 W
0.628 0.24 010000 8uF
0.628 0.26 010000 8uF
0.667 0.22 010000 8uF
3 Lampu 1x38 W
0.333 0.38 001000 6uF
0.353 0.35 001000 6uF
0.373 0.34 001000 6uF
4 Lampu 2x38 W
0.667 0.37 000100 10uF
0.687 0.36 000100 10uF
0.706 0.35 000100 10uF
5
Lampu 1x18
W+ Lampu
1x38 W
0.687 0.31 000010 10uF
0.647 0.34 000010 10uF
0.647 0.33 000010 10uF
6
Lampu 2x18
W+ Lampu
2x38 W
1.334 0.29 000001 16uF
1.314 0.32 000001 16uF
1.437 0.34 000001 16uF
Konfigurasi jaringan yang digunakan
Flowchart Perancangan Perangkat Lunak pada Komputer
Flowchart Perancangan Perangkat Lunak pada mikrokontroler
MULAI
Hitung Keluaran lapis
Tersembunyi
n
i
ijijj VXVinZ1
0_
Hitung Fungsi Aktivasi
)_(exp1
1jinzjZ
Hitung Keluaran lapis output
p
j
jkjkk WZWinY1
0_
Hitung Fungsi Aktivasi
)_(exp1
1kinykY
Proses Threshold
thresholdx
thresholdxxfy
,0
,1)(
Baca data arus, tegangan
Baca data timer, hitung cosphi
Display LCD
Normalisasi
Pada proses pengujian didapatkan error
rata-rata sebesar 1.34%
Cosphimeter
No Beban out1 out2 out3 out4 out5 out6
1 Lampu 1x18
W
0.882 0 0 0.04 0.17 0
0.825 0.02 0 0 0 0.12
1 0 0 0.04 0 0.06
2 Lampu 2x18
W
0 0.998 0 0.12 0 0
0 1 0 0 0 0
0 1 0.02 0 0.05 0
3 Lampu 1x38
W
0 0 0.988 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0.06 0 0.995 0 0 0
4 Lampu 2x38
W
0 0.11 0 0.997 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0.985 0.12 0
5
Lampu 1x18
W+ Lampu
1x38 W
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0.03 0 0 0 0.984 0
6
Lampu 2x18
W+ Lampu
2x38 W
0 0.02 0 0 0 1
0 0.13 0 0 0 1
0 0.2 0 0 0 1
Grafik nilai MSE terhadap jumlah epoch Pengujian data
Pada proses pelatihan data didapatkan nilai (mean square error) MSE sebesar 5.589x10e-6 pada epoch ke 10x104.
Nilai masing-masing output pada jaringan setelah proses threshold sebesar 0.8
No Beban out1 out2 out3 out4 out5 out6
1 Lampu 1x18
W
1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
2 Lampu 2x18
W
0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
3 Lampu 1x38
W
0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0
4 Lampu 2x38
W
0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0 0
5
Lampu 1x18
W+ Lampu
1x38 W
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0
6
Lampu 2x18
W+ Lampu
2x38 W
0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1
Proses pengujian sistem secara keseluruhan
No Beban Sebelum dipasang C Setelah dipasang C
Arus(A) Cosphi Arus(A) Cosphi
1 1xLampu 18W 0.333 0.24 0.118 0.85
2 2xLampu18W 0.667 0.22 0.235 0.87
3 1xLampu 38W 0.373 0.34 0.177 0.98
4 2xLampu 38W 0.706 0.35 0.373 0.9
5 1xLampu 18W+
0.687 0.31 0.275 1 1xLampu 38W
6
2xLampu18W+
1.437 0.34 0.628 0.86 2xLampu38W
Sensor arus dan tegangan dapat digunakan untuk mendeteksi pergeseran fase antara arus dan tegangan sebagai nilai faktor daya dengan error rata-rata sebesar 1.34%.
Algoritma momentum backpropagation dapat digunakan untuk pengenalan pola untuk mengetahui berapa besar kapasitor yang dipasang parallel terhadap beban.
Hasil proses pengujian algoritma momentum backpropagation yang dilakukan pada mikrokontroler ATMega32 memberikan hasil yang sesuai dengan target yang diharapkan.
Perbaikan faktor daya yang terjadi setelah pemasangan kapasitor dari 0.22-0.35 menjadi 0.85-1.
Bayindir R, S Sagiroglu, I Colak. 2008. Power Factor Correction Technique based on artificial neural networks. Journal of Science Direct, 47(2006) 3204-3215.
Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta: PT Gramedia Utama. 1995
Siemens. Electrical Installation Handbook, Vol. 1&2. Terrell, David L. OP AMPS Design, Application, and Troubleshooting, Second Edition.
UK: Elsevier's Science & Technology Rights Department in Oxford. 1996. Jim Karki. Understanding Operational Amplifier Spesifications. Texas Instrument:
USA. 1998. Franco, Sergio. Design With Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits,
Third Edition. Mc Graw Hill: New York. 2002 ……. Datasheet ATMega 32. 2003. URL:http://www.atmel.com/ Barnell, Richard, Larry O’Cull and Sarah Cox, Embedded C Programming and the
Atmel AVR, Delmar Learning, New York. Suyanto. Artificial Intellegent : Searching, Reasoning, Planning, dan Learning.
Bandung: Informatika. 2007. Jong Jek Siang. Jaringan Syaraf Tiruan dan Pemrogramannya menggunakan Matlab.
Yogyakarta: Andi. 2005.
Top Related