volume 6 no 1 2014

JURNAL ISSN:1411-0059

Volume 6 Nomor 1 Januari Juni 2014

Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder Transformator Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran Alvian Novia Rizki Ahmad dan Sri Sartono 1

Rancang Bangun Miniatur Robot Lengan Menggunakan Mikrokontroler ATmega 8535

Achmad Buchori dan I Made Sudana 7 Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin di Universitas Negeri Semarang

Dita Yustiasri 13 Alat Sistem Skoring Tuberkulosis Anak Diaplikasikan dengan Menggunakan IC ATmega 32

Muhammad Arif Prasetyo dan Suryono 20 Sistem Pendukung Keputusan Kenaikan Jabatan Struktural dengan Metode Profile Matching pada Karyawan Universitas Negeri Semarang

Indra Adhi Wicaksono 26 Game Edukasi Pengenalan Warna Sebagai Media Pembelajaran Anak Usia Prasekolah Berbasis Android

Rima Ariona N.A 30 Pembuatan Model E-Election Berbasis SMS Gateway Untuk Pemilihan Ketua OSIS

Etika Mulyawati dan Tatyantoro Andrasto 37 Sistem Pendukung Keputusan Pemilihan Guru Berprestasi dengan Simple Additive Weighting

Isnaini Nur Hanifah 45

Diterbitkan oleh:

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang

Jurnal ISSN : 1411 0059

TEKNIK ELEKTRO Publikasi ilmiah bidang teknik elektro

Penanggung jawab: Ketua Jurusan Teknik Elektro FT UNNES

Pimpinan Penyunting:

Dr. Subiyanto, S.T., M.T.

Penyunting Ahli:

Bidang Ketenagaan Bidang Pengolahan Isyarat Dr. Eko Supraptono, M.Pd. Dr. Noor Hudallah, M.T. Drs. Djoko Adi Widodo, M.T. Dhidik Prastiyanto, S.T, M.T Drs. Said Sunardiyo,M.T. Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.T Riana Devi Mahadji Putri, S.T, M.T.

Bidang Elektronika dan Kendali Bidang Komputer dan Informatika Dr. I Made Sudana, M.Pd. Dr. Djuniadi, M.T. Drs. Suryono, M.T. Dr. Hari Wibawanto, M.T. Tatyantoro Andrasto, S.T, M.T Feddy Setyo Pribadi, S.Pd., M.T.

Penyunting Pelaksana:

Arief Arfriandi, S.T., M.Eng. Alfa Faridh Suni, S.T., M.T.

Aryo Baskoro Utomo, S.T., M.T.

Tata Usaha: Ubaidillah Siroj, S.T.

AlamatRedaksi:

Gedung E6 Lt.2 Teknik Elektro Kampus Sekaran Gunungpati Semarang 50229 Indonesia.

Telp 024850814, Fax. 0248508104. e-mail: [email protected]

Penerbit:

Jurusan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang

IzinTerbit: SK Dekan Fakultas Teknik UNNES

No. 10/2000 tanggal 5 Januari 2000 Redaksi menerima sumbangan tulisan berupa naskah atau artikel asli/belum pernah diterbitkan di media lainnya. Tema relevan dengan elektroteknik dalam bentuk tulisan hasil riset maupun konseptual. Pedoman bagi penulis dapat dilihat pada halaman sampul belakang bagian dalam.

Volume 6 Nomor 1 Januari - Juni 2014 ISSN : 1411 0059

JURNAL TEKNIK ELEKTRO

Pengantar Redaksi

Pelaksanaan Tri Dharma Perguruan Tinggi khususnya di bidang penelitian dapat

diwujudkan dalam berbagai aktivitas akademik. Salah satunya adalah dengan

mempublikasikan artikel hasil penelitian atau konseptual melalui Jurnal. Publikasi

melalui Jurnal Teknik Elektro ini juga sebagai upaya menjadikan Universitas Negeri

Semarang sebagai pusat pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam

pembangunan nasional,

Jurnal Teknik Elektro mulai Tahun 2009 terbit dengan dua edisi, yaitu periode

edisi Januari sampai dengan Juni dan periode Juli sampai dengan Desember. Upaya

menjadikan dua edisi dimaksudkan agar dapat lebih meningkatkan gairah menulis

dan mutu artikel khususnya bagi para staf pengajar di lingkungan Jurusan Teknik

Elektro FT Unnes dan masyarakat luas pada umumnya.

Akhirnya Jurnal Teknik Elektro dengan dua edisi yang terbit ini dapat

memberikan manfaat yang banyak bagi para pembaca dan pemerhati masalah

keteknikelektroan. Selanjutnya untuk perbaikan dalam penerbitan Jurnal, redaksi

senantiasa menunggu kritik dan saran dari para pembaca yang budiman.

Redaksi

Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder Transformator

Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran Alvian Novia Rizki Ahmad dan Sri Sartono

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia

[email protected]

Abstrak Pada penyaluran tenaga listrik ke konsumen pada kenyataannya sulit mendapatkan tegangan yang konstan yang disebabkan antara lain: karena adanya fluktuasi beban, kerugian pada hantaran yang mempunyai impedansi sehingga menyebabkan jatuh tegangan. Semakin besar harga resistansi dari penghantar, akan semakin besar jatuh tegangan. Untuk mempertahankan tegangan keluaran pada sisi

sekunder transformator agar tetap tetap konstan pada harga 21KV, maka digunakan pengubah sadapan (tap changer) berbeban yang dipasang pada transformator daya 150/20KV dan bekerja secara otomatis terhadap setiap perubahan tegangannya yang disebabkan oleh jatuh tegangan karena adanya perubahan beban dan rugi hantaran. Sehingga perlu adanya analisis dalam perhitungan jatuh tegangan yang diakibatkan oleh rugi hantaran yang berpengaruh dalam settingan on load tap changger (OLTC) yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas tegangan di ujung penyulang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui langkah perubahan posisi Tap pada On Load Tap Changer yang diakibatkan oleh adanya perubahan nominal keluaran transformator serta untuk mengetahui jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang. Populasi dalam penelitian ini adalah semua transformator daya 150/20KV di gardu induk ungaran. Pengambilan sample dalam penelitian ini menggunakan teknik purposive sample yaitu transformator III-60MVA yang mewakili beban tertinggi yang digunakan untuk pembebanan di Gardu Induk Ungaran yang berjumlah 1 transformator dengan 6 penyulang. Hasil penelitian menunjukan bahwa persentase jatuh tegangan pada transformator III di bawah standar SPLN 72 : 1987 maksimal sebesar 5%. Transformator III dilengkapi dengan OLTC merk MR yang berguna untuk menstabilkan tegangan sisi sekunder yang diakibatkan oleh jatuh tegangan pada transformator III karena adanya pembebenan yang bervariasi. Prosentase jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang bervariasi tergantung pada panjang penghantar dan beban arus pada setiap penyulang. Dari hasil perhitungan beban rata-rata pada bulan april 2014 penyulang 04 dan 02 masih dibawah standar SPLN 72 :

1987 yaitu maksimal jatuh tegangan sebesar 5% dari tegangan nominal. Penyulang 01 terjadi perbaikan prosentase jatuh tegangan setelah perubahan tegangan nominal keluaran transformator III dari 5,06% pada tegangan 20KV menjadi 4,82% pada tegangan 21KV.

Kata kunciOn Load Tap Changer, Voltage Drop, Power Transformer

I. PENDAHULUAN

Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang

berfungsi untuk memindahkan tegangan listrik bolak-balik

dari rangkaian primer ke rangkaian listrik sekunder, melalui

suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi

elektromagnetik.

Kebutuhan akan tenaga listrik dewasa ini terus meningkat,

dan masyarakat semakin banyak menggunakan peralatan

elektronik, dimana peralatan elektronik menghendaki

tegangan yang konstan. Karena pada umumnya peralatan

elektronik menggunakan tenaga listrik yang mengakibatkan

meningkatnya kebutuhan akan tenaga listrik, maka hal

tersebut menimbulkan suatu pemikiran yaitu bagaimana

Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai pengelola listrik

berusaha memberikan pelayanan tenaga listrik sesuai dengan

kebutuhan konsumen dengan cara menyediakan sistem tenaga

listrik yang mempunyai mutu, kontinuitas dan keandalan yang

tinggi, dimana hal ini dapat dicapai apabila sistem sistem

tenaga listrik itu mempunyai tegangan yang stabil dan konstan

pada nilai yang ditentukan. Tegangan yang stabil dan konstan

pada nilai yang ditentukan, bergantung pada keandalan sistem

tenaga listrik yang dimulai dari pusat pembangkit sampai ke

pusat beban.

Pada penyaluran tenaga listrik ke konsumen pada

kenyataannya sulit mendapatkan tegangan yang konstan yang

disebabkan antara lain: karena adanya fluktuasi beban, nilai

cos yang tidak sesuai ketentuan, kerugian pada hantaran berupa saluran udara ada pula yang berupa saluran kabel yang

mempunyai impedansi sehingga menyebabkan jatuh tegangan,

dimana tegangan yang dinyatakan dalam volt, merupakan

perkalian arus dengan impedansi peralatan penyaluran tenaga

listrik. Semakin besar harga resistansi dari penghantar, akan

semakin besar susut tegangan, Selain jatuh tegangan

disebabkan oleh rugi pada hantaran juga disebabkan

pembagian beban listrik pada konsumen yang tidak merata.

Fluktuasi tegangan sangat mempengaruhi beban-beban

sensitif misalnya untuk daerah beban industri yang

menggunakan motor-motor listrik dan peralatan listrik lain,

yang pada dasarnya membutuhkan penyediaan tenaga listrik

secara terus menerus dengan tegangan yang konstan. Dengan

pertimbangan tersebut maka transformator daya 150/20KV

pada gardu induk yang merupakan trasformator yang letaknya

dekat dengan pusat beban harus selalu dapat menyalurkan

Jurnal Teknik Elektro Vol. 6 No. 1Januari - Juni 2014

1

1

tenaga listrik dengan suatu harga tegangan yang dapat diatur

konstan dengan nilai tertentu pada sisi sekundernya. Untuk

mempertahankan tegangan keluaran pada sisi sekunder

transformator agar tetap tetap konstan pada harga 20KV,

maka digunakan pengubah sadapan (tap changer) yang

dipasang pada transformator daya dan bekerja secara otomatis

terhadap setiap perubahan tegangannya yang disebabkan oleh

jatuh tegangan karena adanya perubahan beban dan rugi

hantaran. Sehingga perlu adanya analisis dalam perhitungan

jatuh tegangan yang diakibatkan oleh rugi hantaran yang

berpengaruh dalam setingan on load tap changger (OLTC)

yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas tegangan di

ujung penyulang.

II. METODE [2]

Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah

metode penelitian deskriptif. Metode penelitian deskriptif

sebagai kegiatan yang meliputi pengumpulan data dalam

rangka menguji hipotesis atau menjawab pertanyaan yang

menyangkut keadaan yang sedang berjalan dari pokok suatu

penelitian. Penelitian deskriptif menentukan dan melaporkan

keadaan sekarang. Metode Penelitian deskriptif ini melakukan

analisis hanya sampai pada taraf deskripsi, yaitu menganalisis

dan menyajikan fakta secara sistematik sehingga dapat lebih

mudah untuk dipahami dan disimpulkan. Simpulan yang

diberikan jelas atas dasar faktualnya sehingga semuanya dapat

dikembalikan langsung pada data yang diperoleh. Populasi

Transformator daya 150/20KV yang ada di gardu Induk

Ungaran berjumlah 2 transformator, yang meliputi

transformator II dan transformator III. Dalam penelitian ini

menggunakan purposivesample yaitu sampel dari populasi

transformator daya 150/20KV yang ada di gardu Induk

Ungaran yang mempunyai pembebanan yang paling tinggi

adalah transformator III.

TABEL I. SAMPEL UNIT TRANSFORMATOR TEMPAT PENELITIAN

Transformator Penyulang

Transformator III

XIAN 60 MVA

Ungaran 01 (UGN 01)

Ungaran 02 (UGN 02)

Ungaran 04 (UGN 04)

Ungaran 05 (UGN 05)

Ungaran 06 (UGN 06)

Ungaran 07 (UGN 07)

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam

penelitian ini adalah teknik observasi untuk mengambil data

berupa tegangan, arus, daya, posisi tap dan spesifikasi

transformator III di gardu induk ungaran. Selain teknik

observasi dalam penelitian ini menggunakan teknik

dokumentasi yaitu dengan mengambil data melalui

pengamatan langsung objek dilapangan dengan diawasi oleh

petugas operator gardu induk ungaran dan pengambilan data

pada catatan atau rekaman data logsheet yang berupa data

tegangan arus, tegangan, dan daya transformator III yang ada

pada gardu induk ungaran pada bulan April dan Mei tahun

2014.

III. HASIL

Hasil penelitian yang dilaksanakan di PT. PLN (Persero)

Gardu Induk Ungaran dan Area Salatiga telah di dapatkan

data-data yang berkaitan dengan jatuh tegangan transformator,

jatuh tegangan pada sisi penyulang dan posisi tap pada

transformator daya 60MVA 150/20KV Merk XIAN di gardu

induk ungaran. Data kemudian dihitung, dianalisis dan

dideskripsikan sehingga mendapat jawaban dari tujuan dalam

penelitian ini, berikut ini adalah hasil penelitian antara lain:

1) Langkah-langkah menentukan posisi tap adalah sebagai

berikut:

1. Hitung arus rata-rata pada transformator 2. Menghitung Z (impedansi) transformator dalam satuan

ohm.

3. Menghitung Vdtrf 4. Menghitung Vout transformator setelah mengalami

drop tegangan.

5. Jika tegangan keluaran transformator diluar setting yang di tentukan, selanjutnyamemindah posisi tap pada

transformator sesuai dengan tegangan setting.

6. Menghitung tegangan transformator setelah kenaikan tap.

2) Hasil Penelitian Besar Jatuh Tegangan pada Sisi

Penyulang ditunjukkan pada Tabel II.

3) Dari Tabel II dapat diketahui penyebab adanya

perbedaan keluaran tegangan transformator dari nilai nominal

yang tertera pada transformator III merk XIAN adalah karena

besarnya prosentase jatuh tegangan lebih dari 5% (UGN01, 04,

06) saat nilai tegangan sesuai dengan nilai nominal yang

tertera pada transformator III yaitu sebesar 20KV, sehingga

perlu adanya perubahan tegangan kirim yang bertujuan untuk

menurunkan prosentase jatuh tegangan agar sesuai standart

SPLN72 : 1987. Usaha yang dilakukan untuk meningkatkan

tegangan terima dan menurunkan prosentase jatuh tegangan

yaitu dengan cara meningkatkan atau memperbesar tegangan

kirim menjadi 21KV.


2

TABEL II. JATUH TEGANGAN SETIAP PENYULANG PADA BULAN APRIL 2014

Penyulang Beban Jam V

(Volt)

V (%)

20KV

V (%)

21KV

UGN 01

Maksimal 10.00 1039.43 5.20 4.95

19.00 1007.66 5.04 4.80

Minimal 10.00 499.29 2.50 2.38

19.00 730.78 3.65 3.48

Rata-rata 10.00 845.46 4.23 4.03

19.00 841.68 4.21 4.01

UGN 02

Maksimal 10.00 781.12 3.91 3.72

19.00 1156.27 5.78 5.51

Minimal 10.00 662.93 3.31 3.16

19.00 1079.18 5.40 5.14

Rata-rata 10.00 714.14 3.57 3.40

19.00 1078.67 5.39 5.14

UGN 04

Maksimal 10.00 1381.47 6.91 6.58

19.00 2117.65 10.59 10.08

Minimal 10.00 1117.90 5.59 5.32

19.00 1954.05 9.77 9.31

Rata-rata 10.00 1236.05 6.18 5.89

19.00 1991.92 9.96 9.49

UGN 05

Maksimal 10.00 52.32 0.26 0.25

19.00 55.68 0.28 0.27

Minimal 10.00 11.56 0.06 0.06

19.00 21.01 0.11 0.10

Rata-rata 10.00 44.66 0.22 0.21

19.00 48.76 0.24 0.23

UGN 06

Maksimal 10.00 1095.90 5.48 5.22

19.00 1032.83 5.16 4.92

Minimal 10.00 315.37 1.58 1.50

19.00 433.63 2.17 2.06

Rata-rata 10.00 839.40 4.20 4.00

19.00 637.31 3.19 3.03

UGN 07

Maksimal 10.00 415.98 2.08 1.98

19.00 323.81 1.62 1.54

Minimal 10.00 52.00 0.26 0.25

19.00 94.54 0.47 0.45

Rata-rata 10.00 288.19 1.44 1.37

19.00 189.16 0.95 0.90

IV. BAHASAN

A. Jatuh Tegangan Terhadap Perubahan OLTC pada Tranformator Daya III-60MVA

Pada dasarnya tegangan keluaran dari transformator III-

60MVA digardu induk ungaran tidak sesuai dengan yang

diinginkan, yaitu 21 kV. Hal ini karena terdapat rugi-rugi

tegangan didalam transformator itu sendiri (Vdrop trf). Untuk

menghitung jatuh tegangan pada transformator dapat dilihat

langkah-langkahnya sesuai flowchart pada Gambar 1.

Mulai

Arus fasa RArus Fasa SArus Fasa T

Hitung arus Rata-rata

Arus Rata-rataTegangan Dasar

MVA Dasar

Hitung Z base

Z baseZ trafo (pu)

Hitung Z trafo (ohm)

1

1

Z trafo (ohm)Arus Rata-rata (A)

Hitung V drop

V dropV dasar

Hitung V out new

selesai

Gambar 1. Flowchart Menentukan Besar Jatuh Tegangan Transformator.

Langkah-langkah flowchart tersebut dapat diketahui

besaran jatuh tegangan pada transformator III 60MVA

digardu induk ungaran yaitu melalui hasil pada Tabel II

sehingga menghasilkan grafik jatuh tegangan transformator

III-60MVA, ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Grafik Prosentase Jatuh Tegangan Transformator Daya III

Grafik persentase jatuh tegangan pada ranformator III

60MVA dapat diketahui bahwa jatuh tegangan pada

transformator tersebut di bawah standart SPLN 72 : 1987

yaitu maksimal sebesar 3% pada beban puncak pagi pukul

10.00 WIB maupun beban puncak malam pukul 19.00 WIB

sehingga perlu dilakukan evaluasi lebih lanjut yang bertujuan

untuk meningkatkan kualitas dari system tenaga listrik yang

ada di gardu induk ungaran.


3

Jatuh tegangan pada transformator III 60MVA yang

dibawah standar SPLN 72 : 1987 disebabkan oleh umur

transformator yang sudah tua yaitu berumur 19 tahun

sehingga kualitas dari transformator tersebut menurun dan

adanya perubahan besar tegangan nominal keluaran

transformator III dari 20KV menjadi 21KV. Transformator III

60MVA dilengkapi dengan On Load Tap Changger (OLTC)

Merk MR Tipe (V III Y 350 76 10181 WR) artinya OLTC

tersebut bertipe V, 3 fasa, hubungan Y, arus maksimal 350A,

jumlah tap selector 10, dan maksimal tap 18 . OLTC pada

transformator III 60MVA mampu menstabilkan tegangan pada

sisi sekunder karena adanya jatuh tegangan pada

transformator dan perubahan beban pada sisi sekunder

sehingga keluaran pada sisi sekunder tetap pada besaran

21KV. Jatuh tegangan pada transformator yang dibawah

standart SPLN 72 : 1987 dapat diatasi dengan adanya OLTC

tersebut sehingga tegangan pada sisi sekunder transformator

tetap pada harga 21KV.

OLTC transformator III 60MVA mempunyai prosentase

bandwith (U) sebesar 1,5% pada sisi primer maupun sekunder sehingga sisi sekunder transformator akan

mengalami perubahan tegangan setiap tap-nya sebesar 300volt.

Semakin tinggi tegangan pada sisi primer tranformator, tap

pada OLTC akan menaikkan tap ke posisi yang lebih rendah

contohnya dari tap 13 berubah ke tap 10, perubahan pada tap

dari posisi 13 ke 10 menjadikan jumlah lilitan pada sisi primer

akan bertambah jumlahnya, sehingga menurunkan tegangan

pada sisi sekunder sebesar 3 tap x 300 volt = 900 volt. Begitu

pula sebaliknya jika Semakin rendah tegangan pada sisi

primer tranformator, tap pada OLTC akan menaikkan tap ke

posisi yang lebih tinggi contohnya dari tap 10 berubah ke tap

12, perubahan pada tap dari posisi 10 ke 12 menjadikan

jumlah lilitan pada sisi primer akan berkurang jumlahnya,

sehingga menaikkan tegangan pada sisi sekunder sebesar 2 tap

x 300 volt = 600 volt.

Posisi nominal tap transformator III 60MVA adalah pada

posisi tap 8 saat tegangan nominal 20KV karena adanya

perubahan tegangan nominal pada sisi sekunder transformator

menjadi 21KV maka posisi nominal tap transformator III

60MVA yang baru adalah pada posisi tap 9 saat tegangan

nominal 21KV, posisi tersebut didapatkan pada table 4.1 yaitu

pada tanggal 28 jam 10.00 pada saat itu posisi tap berada

pada angka 12 sedangkan perhitungan jatuh tegangan

transformator harus menaikkan jumlah tap sebanyak 3 tap

artinya posisi nominal tap OLTC pada transformator III

60MVA tanpa beban sebesar posisi tap 12 - 3tap = posisi tap 9.

B. Jatuh Tegangan Terhadap Perubahan OLTC pada Tranformator Daya III-60MVA

Kondisi jatuh tegangan pada setiap sisi penyulang keluran

transformator III 60MVA bervariasi. berikut ini adalah

pembahasan jatuh tegangan saat pembebanan antara lain :

1) Beban Maksimal bulan April 2014

Grafik persentase jatuh tegangan saat beban maksimal

dapat diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada

penyulang keluaran transformator III 60MVA pada saat beban

maksimal pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang

UGN 04 hal ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada

UGN04 dan besarnya beban arus maksimal yang mengalir

pada penyulang UGN 04 pada beban puncak pukul 10.00

maupun beban puncak pukul 19.00, penyulang ini mempunyai

lintasan panjang penghantar paling panjang sebesar 44,553

kms dibandingkan dengan penyulang lain. Selain penyulang

UGN 04 yang jatuh tegangan dibawah standart SPLN 72 :

1987 maksimal sebesar 5% adalah penyulang UGN 02 saat

pukul 19.00 dan 06 saat pukul 10.00 sedangkan pada

penyulang 05 dan 07 jatuh tegangan diatas standar SPLN 72 :

1987.

Gambar 3. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban Maksimal Bulan April 2014

penyulang 06 pada pukul 19.00 terjadi perbaikan jatuh

tegangan setelah adanya perubahan tegangan pada sisi

sekunder transformator III-60MVA yang sebelumnya 20KV

sebesar 5,17% sekarang menjadi 4,92% saat tegangan 21KV

sehingga sekarang masuk dalam standart SPLN 72 : 1987.

Selain UGN 06 saat pukul 19.00 yang mengalami perbaikan

jatuh tegangan sehingga masuk dalam standart SPLN 72 :

1987 adalah penyulang UGN 01 baik pukul 10.00 maupun

pukul 19.00.

2) Beban Minimal bulan April 2014

Gambar 4. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban Minimal Bulan April 2014

Grafik persentase jatuh tegangan saat beban minimal dapat

diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada penyulang

keluaran transformator III 60MVA pada saat beban minimal


4

pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang UGN 04 hal

ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada UGN04 dan

besarnya beban arus yang mengalir pada penyulang UGN 04

pada beban puncak pukul 10.00 maupun beban puncak pukul

19.00. Selain penyulang UGN 04 yang jatuh tegangan

dibawah standart SPLN 72 : 1987 maksimal sebesar 5%

adalah penyulang UGN 02 pada saat beban puncak pukul

19.00 sebesar 5,14% saat tegangan sekarang 21KV sedangkan

pada penyulang 01 dan 06 terjadi penurunan jatuh tegangan

yang signifikan dibandingkan saat beban maksimal.

Penyulang 05 dan 07 merupakan penyulang yang jatuh

tegangan diatas standar SPLN 72 : 1987 pada saat beban

maksimum maupun saat beban minimum.

3) Beban rata-rata bulan April 2014

Gambar 5. Grafik Persentase Jatuh Tegangan Saat Beban rata-rata Bulan April 2014

Grafik persentase jatuh tegangan saat beban rata-rata dapat

diketahui bawah persentase jatuh tegangan pada penyulang

keluaran transformator III 60MVA pada saat beban rata-rata

pada bulan april 2014, terbesar pada penyulang UGN 04 hal

ini disebabkan oleh panjangnya penyulang pada UGN04 dan

besarnya beban arus yang mengalir pada penyulang UGN 04

pada beban puncak pukul 10.00 maupun beban puncak pukul

19.00. Selain penyulang UGN 04 yang jatuh tegangan

dibawah standart SPLN 72 : 1987 adalah penyulang UGN 02

pada saat beban puncak pukul 19.00 sebesar 5,14% saat

tegangan 21KV.

Penyulang UGN 02 pada beban puncak pukul 10.00 dan

UGN 01 pada beban puncak pukul 10.00 mapun pukul 19.00

terjadi perbaikan jatuh tegangan setelah adanya perubahan

tegangan pada sisi sekunder transformator III-60MVA yang

sebelumnya 20KV diatas 5% sekarang menjadi dibawah 5%

saat tegangan 21KV sehingga sekarang masuk dalam standart

SPLN 72 : 1987.

4) Evaluasi pada Penyulang

Persentase jatuh tegangan pada saat beban maksimum,

minimum dan rata-rata bulan april 2014 dapat dilakukan

evaluasi di setiap penyulangnya. Evaluasi pada penyulang

antara lain:

1. Perubahan tegangan nominal transformator III-60MVA dari tegangan 20KV dirubah menjadi 21KV cukup

efektif dalam menurunkan presentase jatuh tegangan

pada penyulang UGN 01, 02 dan 06 sehingga sesuai

dengan standart SPLN 72 : 1987 yaitu jatuh tegangan

pada jaringan tegangan menengah maksimal 5%.

2. Penyulang UGN 05 dan 07 masih memungkinkan untuk dilaksanakan pengembangan jaringan dan beban

karena pada penyulang ini panjang maupun besar arus

beban yang mengalir masih cukup rendah yang

mengakibatkan jatuh tegangan pada penyulang ini

cukup rendah yaitu dibawah 5%.

3. Perlu adanya evaluasi pada UGN 04 karena jatuh tegangan pada penyulang tersebut lebih dari 10%

dengan cara pengurangan panjang penyulang dan

melimpahkan sebagian beban pada penyulang terdekat

untuk meningkatkan tegangan terima pada ujung

penyulang.

4. Ujung pada penyulang UGN 04 masih bisa dipasang transformator distribusi dengan off load tap changger

karena transformator distribusi dengan off load tap

changger mampu menerima tegangan menengah dari

21KV sampai 18KV sedangkan pada ujung penyulang

UGN 04 sebesar 18,8 KV saat beban maksimal dengan

tegangan kirim pada transformator III-60MVA sebesar

21KV.

5. Penyulang yang belum memenuhi standart yang ditetapkan perlu diadadakan evaluasi untuk

meningkatkan kehandalan tegangan pada jaringan

tegangan menengah yang akan berdampak kestabilan

tegangan pada sisi tegangan rendah atau beban

konsumen.

C. Penyebab Tegangan Keluaran Transformator Berbeda dari Nilai Nominal

Dari hasil penelitian penyebab tegangan keluaran

transformator berbeda dari nilai nominal diatas diketahui

bahwa penyebab tegangan keluaran transformator berbeda

dari nilai nominal karena adanya usaha untuk memperkecil

jatuh tegangan pada ujung penyulang yang bertujuan untuk

meningkatkan tegangan ujung penyulang. Pemilihan

perubahan tegangan dari 20KV menjadi 21KV karena

tingginya jatuh tegangan pada penyulang terutama pada

penyulang UGN 04 yang mencapai lebih dari 10%. Dipilihnya

tegangan dari 20KV menjadi 21KV karena dalam standart

SPLN yang membahas jaringan tegangan menengah

menerangkan bahwa tegangan pada jaringan tegangan

menengah yang diperbolehkan dalam sistem paling tinggi

adalah 21KV. Panjangnya setiap penghantar penyulang pada

keluaran transformator III menimbulkan impedansi yang

tinggi menyebabkan jatuh tegangan yang tinggi pula sehingga

perlu peningkatan tegangan kirim secara maksimal yaitu

sebesar 21KV. Dalam penelitian Doni Ridho Suryanto (2013)

di gardu induk srondol menjelaskan tegangan pada jaringan

tegangan menengah dirubah dari 20KV menjadi 20,5 karena

panjang rata-rata penyulang pada keluaran transformator

tidak lebih dari 10 kms menyebakan nilai jatuh tegangan tidak

terlalu tinggi sehingga tidak diperlukan peningkatan tegangan

kirim secara maksimal.


5

V. PENUTUP

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat

diambil simpulan dan saran sebagai berikut.

A. Kesimpulan

1. Langkah awal dalam menentukan perubahan posisi tap pada On Load Tap Changer (OLTC) yaitu pertama

menentukan Ztrf untuk mengetahui jatuh tegangan

pada transformator, kedua mencari bandwith OLTC

untuk menentukan tegangan setiap kenaikan tap pada

On Load Tap Changer (OLTC) yang terahir adalah

membagi besar jatuh tegangan transformator dengan

besar tegangan setiap kenaikan tap yang dicari melalui

perhitungan bandwith OLTC.

2. Jatuh tegangan pada setiap penyulang berbeda-beda tergantung pada besar arus yang mengalir dan panjang

penghantar setiap penyulang, karena semakin panjang

penghantar maka besar jatuh tegangan semakin besar

pula yang disebabkan oleh adanya resistansi dan

reaktansi pada setiap penghantar yang mengakibatkan

adanya rugi-rugi pada penghantar.

3. Penyebab utama menaikkan tegangan nominal transfornator dari 20 KV manjadi 21 KV adalah untuk

memperbaiki jatuh tegangan pada sisi ujung penyulang.

B. Saran

1. Dalam pengembangan jaringan dan beban harus berpedoman pada standart SPLN maupun PUIL yang

berlaku.

2. Perlu dilakukan perawatan pada transformator daya untuk meningkatkan kinerja dari transformator daya

tersebut.

3. Tegangan dan fluktuasi beban yang selalu berubah-ubah akan menyebabkan perubahan pada posisi tap

changernya, karena itu perlu diperhatikan kualitas

minyak pada On Load Tap Changer (OLTC) agar

kinerja On Load Tap Changer (OLTC) tetap terjaga

dengan baik.

4. Perlunya pengurangan panjang dan beban pada beberapa penyulang jaringan tegangan menengah

karena besarnya jatuh tegangan pada beberapa

penyulang.

REFERENSI

[1] Nurhayati, Titik. Priyo Kiswantoro. Mewaspadai Titik Kelemahan On Load Tap Changer (OLTC) Pada transformator Tenaga 60 MVA GIS

Simpang Lima, Jurnal Elektrika. 2(1): 15-25. 2010. [2] Alvian N.R.A., Sri S., Perbaikan Tegangan Sisi Sekunder

Transformator Daya 150/20KV di Gardu Induk Ungaran, S. T. skripsi, Universitas Negeri Semarang, Semarang, Indonesia. 2014.


6

Rancang Bangun Miniatur Robot Lengan

Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535 Achmad Buchori dan I Made Sudana


[email protected]

AbstrakKeterbatasan alat di laboratorium teknik elektro UNNES membuat mahasiswa kesulitan memahami konsep sistem robot lengan. Oleh karena itu, penulis merancang miniatur robot lengan menggunakan mikrokontroler Atmega8535. Komponen utama dari miniatur robot lengan adalah mekanik, elektronik dan

program. Rancang bangun miniatur robot lengan tersusun sistematis yaitu, pemilihan bahan yang cocok, perancangan perangkat keras (kerangka robot, lengan robot, gripper), perancangan elektronik (power supply, regulator, downloader, mikrokontroler), dan perancangan perangkat lunak. Sistem kerja robot memberikan program dan catu daya robot sehingga mampu memindahkan barang. Pengujian dilakukan setiap percobaan dengan metode pengujian trial and error (pengujian secara berulang untuk menghasilkan data yang akurat dengan meminimalkan kesalahan yang terjadi). Pengujian robot lengan dilakukan 9 kali percobaan, dengan waktu rata-rata 40,02 detik dan keberhasilan pemindahan barang mencapai 77,78%. Untuk mengurangi tingkat kesalahan pemindahan barang disarankan menggunakan piranti yang canggih dan kompleks.

Kata kunci robot lengan, Atmega 8535, mikrokontroler, piranti.

I. PENDAHULUAN

Aplikasi robot hampir tidak dapat dipisahkan dengan

industri, sehingga muncul istilah robot industrial, yaitu robot

tangan (robot arm) yang diciptakan untuk berbagai keperluan

dalam meningkatkan produksi, memiliki bentuk lengan-lengan,

sendi yang dapat bergerak berputar (rotasi) dan

memanjang/memendek [1].

Pembuatan dan perancangan robot lengan dengan

teknologi yang tinggi membutuhkan piranti yang mahal, untuk

menghemat biaya ditemukan miniatur robot [2]. Komponen

utama miniatur robot lengan pemindah barang terdiri dari

hardware dan software. Hardware berupa mekanik, elektronik,

sedangkan software berupa program. Mekanik berupa desain

robot, perancangan, dan perhitungan. elektronik terdiri dari

perangkat keras catu daya, mikrokontroler, dan piranti lainnya.

Sedangkan untuk program adalah software.

Artikel ini bermaksud menyajikan pembuatan miniatur

robot lengan dengan menggunakan pengendali mikrokontroler

Atmega8535 sebagai miniatur pembantu kerja manusia tanpa

ada rasa lelah, dan Menganalisis presentase keberhasilan robot

yang dibutuhkan untuk memindahkan barang dari tempat satu

ketempat yang lainnya dari posisi awal sampai target.

II. LANDASAN TEORI

A. Pengertian Robot

Suyadhi menyimpulkan bahwa robot adalah mesin hasil

rakitan karya manusia [4], tetapi bekerja tanpa mengenal lelah.

Sehingga robot ini mampu menirukan manusia bergerak dan

berbicara seperti robot di film-film dan di internet.

B. Tahapan Sistem Robot

Tahapan sistem robot terdiri dari mekanik, sistem kontrol,

sistem aktuator berupa sistem tangan.

C. Mekanaik

Mekanik sangat penting dalam pembuatan robot lengan

untuk membuat robot yang berkualitas dan seimbang. Nalwan

(2012) menyatakan bahwa rancang bangun sebuah robot tidak

hanya mendesain robot tetapi dalam pembuatan mekanik hal

yang harus diperhitungkan adalah perhitungan setiap

mendesain robot. Karena menghasilkan sebuah miniatur yang

berkualitas dan seimbang, maka perhitungan setiap komponen

harus diperhatikan secara matang dan teliti. Rumusan dasar

pembuatan lengan robot dinyatakan sebagai berikut.

Torsi Lengan 1:

M1= (L2/2 x W1)+(L1 x W4)+(L1L2/2) x W2+

(L1+L3) x W3 (1)

Torsi Lengan 2:

M2 = (L2/2 x W2) + (L3 x W3) (2)


7

7

Mikrokontroler AVR merupakan pengontrol utama standar

industri dan riset saat ini. Hal ini dikarenakan berbagai

kelebihan yang dimilikinya dibandingkan mikroprosesor,

antara lain murah, didukung software dan dokumentasi yang

memadahi, dan memerlukan komponen pendukung yang

sedikit. Salah satu tipe mikrokontroler AVR untuk aplikasi

standar yang memiliki fitur memuaskan ialah ATMega8535

[3-7]. Peneliti sebelumnya banyak menggunakan pengendali manual dibanding menggunakan chip mikrokontroler. Oleh

karena itu penelitian robot lengan menggunakan chip

mikrokontroler dengan tipe Atmega8535.

Keterangan :

M = Motor /Aktuator

L = Panjang Aktuator (lenght)

W = Berat Aktuator (weight)

2 = Jumlah DOF (Degree Of Freedom) pada lengan

Sistem mekanik robot ini secara grafis disajikan dalam

gambar 1 berikut.

Gambar 1. Mekanik Robot

D. Elektronik

Bagian kedua robot yang juga memiliki peran penting

dalam sebuah rancangan robot adalah sistem elektronik robot.

Sistem elektronika sebuah robot meliputi power supply,

mikrokontroler, downloader, dan LCD. Aktuator adalah alat

elektronmagnetik yang memiliki daya gerak. Pembuatan robot

akan selalu menggunakan aktuator karena aktuator berfungsi

sebagai penggerak robot sehingga suatu robot dapat

menyelesaikan tugasnya [5]. Jadi, dapat disimpulkan

elektronik adalah sumber komponen pengontrol dan

penggerak mekanik (robot).

E. Program Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang digunakan

untuk memprogram sebuah chip mikrokontroler. Menurut [6]

bahasa C termasuk dalam bahasa menengah yang instruksi

sinyal mudah untuk dipahami. Jadi kesimpulannya bahasa C

dipakai untuk membuat program karena masih sangat

compatible dikarenakan adanya kemudahan untuk

memanipulasi bit registrasi dan mengatur kecepatan eksekusi

sebagaimana bahasa tingkat rendah.

III. PERANCANAGAN DAN IMPLEMENTASI ROBOT LENGAN

A. Flow chart

Secara umum sistem kontrol konfigurasi flow chart sangat

penting untuk menentukan langkah program dalam

pemindahan barang

Gambar 2 menunjukkan sebuah flow chart robot lengan

dengan mengisinialkan atau mendeklarasi motor maka motor

akan terdeteksi. Jika tidak terpenuhi program akan lopping

atau dioper keatas kembali.

Gambar 2. Flow chart robot lengan

B. Perancanagan Mekanik

Pada Gambar 3 adalah diagram blok perancangan

miniatur robot lengan yang sangat penting. Pada sistem robot

berfungsi memudahkan pembuatan robot mulai dari sistem

mekanik, elektronik, dan program.

Gambar 3. Diagram blok robot


8

Pada Gambar 4 adalah kerangka robot lengan terdiri dari

beberapa komponen box robot, lengan robot, dan gripper.

Gambar 5 dan 6 adalah perancangan robot.

Gambar 4. Kerangka robot

Gambar 5. Lengan robot

Gambar 6. Lengan robot

C. Perancangan Elektronik

Perancangan elektronik menggunakan software livewire

dengan menggunakan simulasi padat dinyatakan sebagi

berikut.

Gambar 7 adalah perancangan rangkaian power suppy

komponen utamanya transformator, dioda sebagai penyearah,

kapasitor sebagai penyaring.

Gambar 7. Perancangan power supply

Gambar 8 dan 9 adalah rangkaian regulator yang akan

menyuplai mikrokontroler dan motor servo.

Gambar 8. Perancangan regulator

Gambar 9. Rangkaian Mikrokontroler

Di dalam mikrokontroler itu sendiri sebenarnya sudah bisa

digunakan atau di downlond program ke chip IC akan tetapi

memerlukan tambahan komponen yang lainnya di samping

tegangan atau catu daya. Ini adalah komponen yang

diperlukan untuk merancang mikrokontroler sehingga bisa di

downloand program diantaranya yaitu:

1. C1 = 220 piko Farad

2. C2 = 220 piko Farad

3. C3 = 100 Nano Farad

4. R1 = 100 K Ohm

5. X-tal = 11,0592 MHz

D. Implementrasi Robot Lengan

Miniatur Robot Lengan memiliki 3 komponen yaitu

mekanik, elektronik, dan program yang ditunjukkan sebagai

berikut.

Implementasi mekanik terdiri membuat box, pembuatan

lengan robot, dan gripper. Bahan dasar pembuatan robot

menggunakan akrilik dengan ketebalan 3mm. Akrilik dengan

ukuran 30 x 60 cm di potong bentuk persegi panjang.

Pemotongan akrilik menggunakan gergaji besi, setelah

dipotong proses selanjutnya yaitu pembentukan lengan. Proses

1

7

c

m

9

c

m 2

7

c

m


9

pelaksanaan pembuatan di laboratorium robotik UNNES PKM

lantai 2.

Implemenntasi elektronik dimulai pembuatan catu daya

yang terdiri dari transformator, penyearah (dioda), penyaring

(kapasitor) dan regulator 7805. Pengkabelan atau

penyambungan komponen-kompon tersebut sesuai

perancangan yang dilakukan sebelumnya. Setelah itu

elektronik selesai mulai menyambungkan motor servo ke

elektronik. Layout PCB disajikan dalam Gambar 10 dan 11.

Gambar 10. Implementasi Sismin

Gambar 11. Implementasi Regulator

Implementasi program dimulai mengecek mikrokontroler

ditandai ketika pada LCD mampu menampilkan karakter

tulisan huruf, kalimat ataupun angka. Setelah pengecekan

mikrokontroler dapat beroperasi langkah selanjutnya

memprogram motor servo mulai dari 0 derajat, 80 derajat,

sampai 180 derajat sesuai robot lengan yang ingin digunakan.

Di bawah ini program penampilan LCD

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("ACHMAD BUCHORI");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("TEKNIK ELEKTRO");

Jadi untuk penjelasan ini untuk nilai 43 kekiri bernilai 0

derajat sedangkan untuk 65 dan 86 bernilai 90 dan 180 derajat.

Program motor servo yang menunjukkan program 0 derajat.

void lima_putarka_naik()

{

for (s=65;s>=45;s--)

{

servo_pwm3=s;

delay_ms(50);

}

}

Pada program motor servo menunjukkan bahwa untuk

nilai s=65, s>=45, maka nilai s-- jadi nilai motor servo

dikurangi. Dengan keluaran PWM pada motor servo ke 3

sama dengan s dengan delay 50ms.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Miniatur Robot Lengan

Gambar 12 hasil miniatur robot lengan yang terdiri dari

box robot, lengan-lengan robot, dan gripper.

Gambar 12. Hasil Miniatur Robot Lengan

B. Hasil Pengujian Transformator

Pengujian transformator dilakukan di laboratorium

robotika UNNES. Dengan cara memberikan inputan tegangan

AC 220 volt AC dan keluarannya diukur mengggunakan

multimeter digital.

TABEL I. PENGUJIAN TRANSFORMATOR

Pengujian

ke-

(Input)

Volt

(AC)

(Output)

Volt (DC)

1 217,3 +15,06

2 217,3 +14,87

3 217,3 +14,88

Rata-rata 217,3 +14,93


10

C. Hasil Pengujian Regulator

Pengujian regulator dilakukan di laboratorium teknik

elektro UNNES denga keluaran dari transformator melewati

dioda, kapasitor dan menuju ke regulator.

TABEL II. REGULATOR SERVO1

Pengujian

ke-

Input 7805

(VDC)

Output 7805

(VDC)

1 +15,06 +4,95

2 +14,87 +4,91

3 +14,88 +4,96

Rata-rata +14,93 +4,90

TABEL III. REGULATOR SERVO2

Pengujian

ke-

Input 7805

(VDC)

Output 7805

(VDC)

1 +15,06 +4,98

2 +14,87 +4,93

3 +14,88 +4,98

Rata-rata +14,93 +4,96

TABEL IV. REGULATOR SERVO3

Pengujian

ke-

Input 7805

(VDC)

Output 7805

(VDC)

1 +15,06 +4,95

2 +14,87 +4,90

3 +14,88 +4,95

Rata-rata +14,93 +4,93

TABEL V. REGULATOR SERVO4

Pengujian

ke-

Input 7805

(VDC)

Output 7805

(VDC)

1 +15,06 +4,96

2 +14,87 +4,91

3 +14,88 +4,96

Rata-rata +14,93 +4,94

TABEL VI. REGULATOR SERVO5

Pengujian

ke-

Input 7805

(VDC)

Output 7805

(VDC)

1 +15,06 +4,96

2 +14,87 +4,92

3 +14,88 +4,96

Rata-rata +14,93 +4,94

D. Hasil Pengujian Pemindahan Barang

Hasil Pengujian pemindah barang disajikan dalam Tabel

VII.

TABEL VII. PENGUJIAN MINIATUR ROBOT LENGAN

No Jenis

benda

Berat

(gram)

Waktu

(detik)

Perpindahan

benda

1 Botol 30 35,40 Berhasil







8 Botol 30 47,25 Tidak berhasil

9 Botol 30 37,75 Tidak berhasil

Rata rata dan Tingkat

keberhasilan

40,02

77,78%

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan perancangan, pengujian dan analisis terhadap

miniatur robot lengan pemindah barang menggunakan

mikrokontroler AVR ATMega8535, dapat ditarik beberapa

kesimpulan sebagai berikut :

1. Cara yang dilakukan untuk membuat miniatur robot lengan yang mampu memindahkan benda berfungsi

untuk memudahkan kinerja manusia terdiri dari

berbagai tahapan yaitu pemilihan benda, perancangan

mekanik, perancangan elektronik, dan program robot.

2. Miniatur robot lengan memindahkan benda dengan berat 30 gram jarak 33,5 cm dari posisi awal ke posisi

target menghasilkan waktu rata-rata sebesar 40,02

detik menghasilkan keberhasilan pemindahan barang

mencapai 77,78% dengan 9 kali percobaan.


11

B. Saran

Dalam hasil penelitian kali ini, masih terdapat kekurangan

yang dapat ditambahkan dalam proses penyempurnaan alat

adalah sebagai berikut :

1. Untuk benda yang dipindahkan oleh robot lengan harus sesuai dengan gripper karena robot tidak di desain

multifungsi.

2. Bila menginginkan suatu alat sesungguhnya maka dibuat robot dengan menggunakan piranti yang terbuat

dari pneumatik, besi, alumunium dan lain-lain.

REFERENSI

[1] E. Pitowarno, Desain, Kontrol, dan Kecerdasan, ROBOTIKA, Buatan. Yogyakarta: ANDI., 2006.

[2] Suyadi dkk., Rancang Bangun Robot Pemindah Barang Dengan Sistem Kontrol Berbasis Mikrokontroler, Politeknik Negeri Semarang Semarang.

[3] W. Budiharto, Robotika Teori dan Implementasinya, Yogyakarta: ANDI, 2010.

[4] Suyadhi dan D. S. Septian., Buku Pintar Robotika, Yogjakarta: ANDI., 2010.

[5] Nalwan dan Andi, Teknik Rancang Bangun Robot, Yogyakarta: ANDI, 2012

[6] Sasongko dan Bagus Hari, Pemrograman Mikrokontroler dengan Bahasa C, Yogyakarta: ANDI, 2012

[7] W. Budhiharto, Aneka Proyek Mikrokontrole (Panduan Utama untik Riset/Tugas Akhir). Yogyakarta,: Graha Ilmu, 2011


12

Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai

Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin

di Universitas Negeri Semarang Dita Yustiasri


[email protected]

Abstrak Media pembelajaran merupakan segala fisik yang menyajikan pesan serta perangsang peserta didik untuk belajar, sehingga keberadaan media pembelajaran penting untuk membantu dalam proses belajar mengajar. Alat peraga adalah salah satu media pembelajaran, dengan memanfaatkan alat peraga proses pembelajaran akan dapat mempermudah dalam memahami materi yang dipelajari oleh mahasiswa, karena ditampilkan dalam bentuk nyata. Teknik Pendingin adalah salah satu mata kuliah yang ada pada Prodi Pendidikan Teknik Elektro. Permasalahannya apakah alat peraga lemari pendingin layak sebagai media pembelajaran pada mata kuliah Teknik Pendingin jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang. Untuk itu perlu diadakan penelitian untuk mengetahui apakah alat peraga lemari pendingin ini layak untuk dignakan sebagai media pembelajaran. Data dikumpulkan dengan metode angket tertutup maupun terbuka. Alat peraga lemari pendingin ini diujicoba oleh dosen ahli materi teknik pendingin. Metode analisis yang digunakan adalah metode analisis statistik deskriptif. Menurut hasil penelitian dari responden secara keseluruhan, alat peraga lemari pendingin pada mata kuliah Teknik Pendingin ini layak digunakan sebagai media pembelajaran. Dosen ahli materi mengemukakan alat peraga ini layak dijadikan alat peraga setelah

adanya revisi alat. Berdasarkan dari hasil penelitian dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa menurut mahasiswa media pembelajaran yang berupa alat peraga lemari pendingin pada mata kuliah Teknik Pendingin diwujudkan dengan menyusun prosedur kerja dengan langkah-langkah sebagai berikut: perencanaan alat peraga, penyediaan alat dan bahan, pembuatan alat peraga, validasi alat peraga, uji coba

alat peraga, dan evaluasi. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan kepada mahasiswa dengan beberapa aspek, alat peraga lemari pendingin ini termasuk dalam kategori layak, sehingga alat peraga ini dapat digunakan sebagai media pembelajaran. Namun masih terdapat kekurangan pada bahan penutup yang dugunakan seharusnya tidak menggunakan kaca agar tidah mudah pecah, dan jika menggunakan kaca suhu yang ada di dalam lemari pendingin masih dapat terpengaruh oleh suhu udara luar.

Kata kunci Media Pembelajaran, teknik pendingin, universitas negeri semarang, alat peraga, lemari pendingin

I. PENDAHULUAN

Proses belajar mengajar melibatkan proses komunikasi

antara pendidik dan peserta didik, untuk memperlancar proses

itu diperlukan media komunikasi, yang pada dunia pendidikan

tersebut dikenal sebagai media pembelajaran, dan media

pembelajaran dapat berupa alat peraga.

Teknik Pendingin adalah salah satu mata kuliah yang ada

pada Jurusan Teknik Elektro UNNES. Survey awal yang

merupakan pengalaman pribadi, dalam perkuliahan teknik

pendingin dosen menggunakan media power point, namun

dengan media pembelajaran ini mahasiswa kurang memahami

cara kerja lemari pendingin, karena hanya bisa

membayangkan dan memperkirakan bagaimana bentuk dan

cara kerjannya. Dengan power point dan media pembelajaran

flash, mahasiswa mengalami kesulitan dalam memahami

materi mata kuliah Teknik Pendingin, disamping itu tidak ada

mata kuliah prakteknya. Adanya alat peraga, diharapkan

mahasiswa dapat memahami tentang sistem pendingin dengan

lebih jelas, disamping itu bagi dosen pengajar dapat

menyampaikan materi dengan baik dan jelas karena langsung

tersedia alat peraga.

Konsep alat peraga pembelajaran mata kuliah Teknik

Pendingin diharapkan dapat membuat mahasiswa merasa

tertarik dalam belajar, sehingga mahasiswa dapat belajar

dengan baik dan secara nyata melihat komponen pendingin

yang dipelajari bahkan berperan langsung dalam

pengoperasian alat peraga ini. Untuk itu diperlukan suatu

desain alat yang menarik dan penjelasan yang lengkap tentang

cara pengoperasian alat peraga tersebut.

Berdasarkan alasan tersebut diadakan penelitian dengan

judul Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin Sebagai Media Pembelajaran Mata Kuliah Teknik Pendingin Di

Universitas Negeri Semarang. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat alat peraga

Lemari Pendingin yang dapat memberikan pemahaman awal

pada mahasiswa.


13

13

II. LANDASAN TEORI

A. Media Pembelajaran

Pengertian media pembelajaran antara lain disampaikan

menurut Asosiasi Teknologi Komunikasi Pendidikan (AECT),

media pembelajaran adalah segala sesuatu yang digunakan

orang untuk menyalurkan pesan.

B. Pengertian Alat Peraga

Alat peraga memegang peranan penting sebagai alat bantu

untuk menciptakan proses belajar mengajar yang efektif.

C. Alat Peraga Lemari Pendingin

Alat peraga lemari pendingin ini dibuat sebagai alat peraga

mata kuliah Teknik Pendingin khususnya pada bagian yang

membahas lemari es di Jurusan Teknik Elektro Universitas

Negeri Semarang. Alat peraga ini menjelaskan tentang

komponen utama pada sistem pendingin, yang meliputi

kompresor, overload, filter, kondensor, evaporator, dan

akumulator. Alat peraga ini mendemonstrasikan bagaimana

kerja lemari es menghasilkan udara dingin dan terjadinya

bunga es pada lemari es.

D. Komponen Lemari Pendingin

Alat-alat listrik pada lemari pendingin sering kali

menimbulkan gangguan dan kerusakan sehingga lemari

pendingin tidak dapat bekerja. Fungsi komponen listrik lemari

pendingin yang penting diantaranya :

1. Sebagai tenaga penggerak: motor listrik di dalam

kompresor hermetik, fan motor dan timer motor.

2. Sebagai alat pengatur: pengatur suhu, defrost timer,

keran selenoide, relai magnetic, saklar (switch) untuk

lampu dan fan motor.

3. Sebagai alat pengaman: overload pada kompresor,

sekering untuk lemari pendingin, defrost thermostat

dan thermo fuse pada defrost heater.

4. Sebagai kapasitor untuk membantu start dan

memperbaiki faktor kerja motor listrik.

5. Sebagai alat pemanas listrik, lampu penerangan.

Semua komponen tersebut semua dihubungkan dengan

kabel, sehingga dapat mengatur batas-batas suhu di dalam

lemari pendingin. Lemari pendingin yang dapat mencairkan es

di evaporator secara otomatis memerlukan komponen listrik

yang lebih banyak jumlahnya.

E. Sistem Kerja Lemari Pendingin

Bahan pendingin (refrigerant) juga disebut freon, adalah

zat yang ditekan oleh kompresor dan mengalir dalam sistem.

Wujudnya berubah-ubah dari gas menjadi cair, lalu menguap

menjadi gas dan seterusnya [1], [2].

Gambar 1. Sistem kerja lemari pendingin

Kompresor sebagai tenaga penggerak, menghisap bahan

pendingin gas dari evaporator (penguap) dengan suhu rendah

dan tekanan rendah, lalu dimampatkan sehingga menjadi gas

dengan tekanan tinggi dan suhu tinggi. Gas tersebut melalui

pipa tekan, ditekan keluar kompresor, lalu mengalir ke

kondensor pada bagian yang paling atas.

Kondensor didinginkan oleh udara luar pada suhu ruang.

Waktu gas dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi mengalir di

dalam pipa sepanjang kondensor, gas tersebut dari luar

didiginkan oleh udara, maka suhunya turun. Setelah suhunya

mencapai suhu kondensasi lalu mengembun. Wujud gas

sedikit demi sedikit berubah menjadi cair. Tetapi tekanannya

masih tetap tinggi. Waktu bahan pendingin keluar dari bagian

bawah kondensor wujudnya telah seluruhnya berubah manjdi

cair pada suhu ruangan atau suhu dingin lanjut, tetapi

tekanannya masih tetap tinggi. Cairan tersebut lalu mengalir

ke pengering.

Pengering (drier) berisi bahan pengering di antara dua

buah kawat saringan. Dapat menyerap lembab air, asam dan

menyaring kotoran di dalam sistem. Bahan pendingin cair dari

pengering dengan tekanan tinggi mengalir ke pipa kapiler.

Pipa kapiler mempunyai lubang yang sangat kecil, dapat

menurunkan tekanan bahan pendingin cair waktu mengalir di

dalam pipa kapiler tersebut mendapat tahanan dan hambatan

yang sangat besar, sehinga tekanannya menurun. Bahan

pendingin yang keluar dari pipa kapiler tetap berwujud cair

dengan suhu ruang, tetapi tekanannya telah turun rendah

sekali, lalu masuk ke dalam evaporator.

Evaporator (penguap) terdiri dari pipa-pipa yang besar.

Tekanan di dalam pipa tersebut rendah sekali, karena dihisap

dan dibuat vakum oleh kompresor. Waktu bahan pendingin

cair masuk ke evaporator, cairan tersebut segera menguap dan

wujudnya berubah dari cair menjadi gas dengan suhu rendah

dan tekanan rendah. Dalam proses mengubah zat cair menjadi

gas diperlukan kalor, yang diambil dari dekat evaporator dan

panas yang ada di dalam lemari es. Dari evaporator bahan

pendingin mengalir ke dalam akumulator.

Akumulator adalah penampung bahan pendingin gas yang

telah menguap dan bahan pendingin cair yang tidak sempat

menguap di evaporator. Bahan pendingin cair ditampung pada


14

bagian bawah akumulator, hanya bahan pendingin gas dari

bagian atas yang dapat mengalir melalui saluran hisap ke

kompresor.

Saluran hisap menghubungkan evaporator dan kompresor.

Sebagian pipa kapiler dan saluran hisap umumnya dilekatkan

dan disolder menjadi satu, dinamankan penukar kalor. Gas

dingin dari evaporator mengalir di dalam saluran hisap ke

kompresor. Cairan hangat dari kondensor mengalir di dalam

pipa kapiler ke evaporator dengan arah yang berlawanan.

Dengan membuat penukar kalor seperti ini, kapasitas

mendinginkan dari sistem dapat dinaikkan. Di dalam rumah

kompresor gas yang dingin masih berguna untuk

mendinginkan kumparan motor dan minyak pelumas

kompresor. Kemudian gas dihisap oleh kompresor masuk ke

dalam silinder dan dimampatkan kembali oleh torak, sehingga

menjadi gas tekanan tinggi dan suhu tinggi. Gas tersebut

keluar dari kompresor lalu mengalir ke kondensor lagi.

Demikianlah kerja ini diulangi terus-menerus sampai suhu

di salam lemari es menjadi dingin. Kontak listrik pada

pengatur suhu akan membuka dan kompresor berhenti.

Setelah lewat beberapa menit kemudian, suhu di dalam lemari

es akan naik. Kontak listrik pada pengatur suhu akan menutup

lagi dan kompresor bekerja kembali.

Jika es yang terjadi di evaporator telah tebal, sampai lebih

dari 6 mm, maka es tersebut harus dicairkan. Terjadinya es

dan bunga es pada bagian freezer dipengaruhi oleh suhu udara

ruang, kelembaban udara, jumlah, dan lamanya pintu lemari

es terbuka. Mencairkan es di evaporator ada tiga macam:

1) Secara manual (manual defrost cycles)

Manual defrost hanya dipakai pada lemari es model lama

yang bentuk dan sistemnya sederhana. Evaporator berbentuk

pelat dan tidak memakai fan motor di dalam lmari es. Untuk

lebih cepat mencairkan es di evaporator, kita harus

mengeluarkan semua barang yang dingin dan beku dari dalam

lemari es. Bahan makanan beku dibungkus dengan plastik

atau kertas beberapa lapis agar tidak mencair. Untuk

membantu mempercepat mencairkan es di evaporator, kita

dapat meletakkan panci dengan air panas di dalam evaporator.

Setelah semua es di evaporator mencair, bagian dalam lemari

es dibersihkan dan sisa air yang tertinggal dikeringkan. Kita

kembalikan lagi barang-barang di luar yang masih dingin ke

dalam lemari es. Kemudian kompresor dijalankan kembali.

Pada lemari es yang tidak mempunyai tombol defrost. Tombol

pengatur suhu diputar ke OFF dan steaker lemari es dilepas

dari stop kontak. Setelah es pada evaporator dibersihkan dan

sisa air dikeringkan dengan kain, streaker lemari es dipasang

kembali pada stop kontak pengatur kembali.

2) Secara semi otomatis (semi automatic defrost cycles)

Umumnya lemari es satu pintu memakai pengatur defrost

semi otomatis. Semi otomatis defrost adalah mencairkan es di

evaporator dengan menekan tombol defrost, sehinggga

hubungan listrik ke kompresor terputus. Setelah es di

evaporator mencair semuanya, suhu evaporator akan naik dan

secara otomatis kontak listrik di pengatur suhu akan

berhubungan kembali. Kompresor bekerja mendinginkan

kembali. Jadi waktu es di evaporator telah menjadi tebal,

hanya perlu menekan tombol pengatur defrost dan selanjutnya

akan terjadi kerja mencairkan es di evaporator. Setelah es

mencair semuanya dan suhu evaporator menjadi tinggi akan

langsung terjadi kerja mendinginkan kembali. Kombinasi

pengatur suhu dan pengatur defrost mempunyai dua pipa

kapiler. Sebuah pipa kapiler adalah bulp dari pengatur suhu

dan sebuah lagi untuk menjalankan kompresor kembali

setelah es di evaporator mencair semuanya. Kompresor

bekerja bekerja mendinginkan evaporator. Apabila tombol

defrost ditekan, pemanas listrik atau keran selenoide dialiri

arus listrik. Es di evaporator dicarkan, setelah es di evaporator

mencair semuanya, suhu evaporator akan naik. Gas di dalam

pipa kapiler dari pengatur defrost akan bertambah tekanannya,

sehingga cukup kuat untuk mendorong kontak listrik.

Hubungan listrik ke pemanas listrik atau keran selenoide

terputus. Kompresor bekerja mendinginkan kembali.

3) Secara otomatis (automatic defrost cycles)

Pada umunya lemari es yang besar dengan dua pintu,

dilengkapi dengan sistem defrost secara otomatis dan disebut

No-Frost. Lemari es semacam ini memang pada bagian

freezer dan lemari es tidak akan terjadi es yang tebal, karena

mencairkan es di evaporator, dimulai dan selasainya terjadi

secara otomatis. Automatik defrost adalah mencairkan es di

evaporator secara otomatis. Tidak perlu menekan atau

memutar tombol untuk membuat defrost. Setelah mencairkan

es di evaporator selesai, mendinginkan evaporator kembali

akan terjadi dengan sendirinya secara otomatis.

Aliran udara pada lemari es dapat terjadi pada dua tempat:

1. Di dalam lemari es pada bagian freezer dan bagian

tempat menyimpan makanan

2. Di luar lemai es pada bagian bawah dan belakang,

untuk mendinginkan kompresor dan kondensor.

Lemari es model tua atau lemari es yang kecil, umumnya

tidak memakai fan motor. Aliran udara di dalam dan di luar

lemari es terjadi secara alamiah (natural).

Lemari es dua pintu yang besar di dalamnya memakai fan

motor untuk membuat sirkulasi udara yang merata di dalam

bagian freezer dan tempat menyimpan makanan. Kompresor

yang besar kapasitasnya dan tidak memakai pendingin minyak,

juga harus memakai fan motor untuk mendinginkan motor

listrik dan minyak pelumas di dalam kompresor. Kondensor

yang kecil ukurannya juga harus memakai fan motor, agar

mendapat aliran udara yang cukup.

Aliran udara pada lemari es ada dua macam:

1) Secara alamiah tanpa fan motor

Di dalam lemari es dengan satu pintu, udara dingin pada

bagian atas akan dekat dengan evaporator mempunyai berat

jenis yang lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dingin akan

mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian

bawah lemari es karena berat jenisnya lebih kecil dan didesak

oleh udara dingin dari atas, akan mengalir naik ke atas menuju

evaporator. Udara panas oleh evaporator didinginkan menjadi

dingin dan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah

terjadi terus-menerus sehingga di dalam lemari es dapat terjadi

aliran udara secara alamiah.


15

Di luar lemari es aliran udara juga dapat terjadi secara

alamiah. Kondensor yang panas akan membuat udara di

dekatnya menjadi panas dan berat jenisnya menjadi lebih kecil.

Udara panas akan naik ke atas dan tempatnya menjadi vakum.

Udara luar akan mengalir dari muka bagian bawah pintu,

melalui bagian bawah lemari es sambil mendinginkan

kompresor lalu membelok ke atas pada bagian belakang

lemari es sambil mendinginkan kondensor lalu menuju ke

tempat yang vakum. Demikianlah terjadi aliran udara secara

almaiah, dari bagian bawah lemari es ke bagian belakang lalu

ke atas.

2) Peniupan oleh fan motor

Di dalam lemari es dua pintu yang memakai fan motor,

dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke

semua bagian lemari es. Udara panas di lemari es dihisap oleh

fan motor lalu dialirkan melalui evaporator. Udara menjadi

dingin dan oleh fan motor didorong melalui saluran atau

cerobong udara, dibagi merata ke semua bagian dalam lemari

es.

F. Kerangka Berfikir

Kegiatan belajar perlu adanya suatu sarana yang

membantu serta memudahkan dalam memahami materi yang

sedang dipelajari. Dalam hal ini alat peraga berperan sebagai

media pembelajaran, yang perlu adanya uji kelayakan alat

peraga untuk digunakan sebagai media pembelajaran.

Penggunaan media pembelajaran alat peraga dalam proses

belajar mengajar dapat membangkitkan minat yang baru,

membangkitkan motivasi dan merangsang kegiatan belajar,

sehingga media alat peraga lemari pendingin ini dapat

mengatasi kekurangan media pembelajaran yang lain. Dari

tahun ke tahun yang sering mengalami perkembangan adalah

penggunaan software sebagai media pembelajaran, misalnya

power point dan flash. Tapi pada media pembelajaran ini

masih terdapat kekurangan, karena pada saat pembelajaran

hanya dapat membayangkan bagaimana bentuk dan cara kerja

lemari pendingin. Kekurangan lain yaitu sulit dipahami karena

hanya berupa keterangan.

Pada dasarnya kekurangan pada alat peraga ini adalah

hanya dapat mendemonstrasikan lemari pendingin yang satu

pintu dan tidak menggunakan defrost, jadi ada beberapa

komponen pendingin tidak ada dalam alat peraga ini.

III. PROSEDUR KERJA

A. Perencanaan Pembuatan Alat Peraga Lemari Pendingin

Dalam prosedur ini peneliti telah melakukan beberapa

kegiatan antara lain: observasi awal, menentukan

permasalahan, menentukan materi pokok dan penggunaan alat

peraga. Desain alat peraga juga dilakukan pada awal

perencanaan, alat dan bahan apa saja yang dibutuhkan.

B. Membuat Alat Peraga Lemari Pendingin

Dalam hal ini peneliti melakukan tiga langkah, yaitu

perencanaan, penyediaan alat dan bahan serta langkah kerja.

1) Perencanaan

Menentuka media yang digunakan untuk membuat

kerangka atau tiruan lemari pendingin.

2) Penyediaan alat dan bahan

Mempersiapkan komponen utama dari lemari pendingin

untuk merangkai alat peraga lemari pendingin. Alat dan

bahan yang digunakan dalam proses pembuatan alat peraga

lemari pendingain antara lain:

1. Kompresor jenis hermetik yang berdaya 1/10 PK 2. Relay PTC 3. Kondensor 4. Filter 5. Evaporator jenis roll bond 6. Pipa Kapiler 7. Las 8. Refrigeran Ramah Lingkungan R 134a 9. Tang Amper 10. Manipol 11. Vacuum 12. Saklar 13. Lampu Kulkas 14. Kabel 15. Peralatan Tang, Obeng, Solder dan timah

3) Langkah Kerja

Langkah kerja yang pertama dilakukan adalah memastikan

box kaca siap untuk digunakan sebagai kerangka untuk

peletakan mesin pendingin. Merangkai komponen utama

mesin pendingin pada box kaca mulai dari kompresor, relay,

kondensor, evaporator, filter, pipa kapiler, dengan

menggunakan las.

Setelah itu merangkai bagian kelistrikannya, thermostat,

kompresor, lampu, saklar. Langkah selanjutnya adalah

mengecek kebocoran dari sistem pendingin dengan

menggunakan vacuum dan manipol, jika vacuum sudah

menyatakan tekanan sebessar -29 maka dinyatakan sistem

telah vacuum.

Terakhir yaitu mengisi refrigerant melalui pipa tekan

kompresor. Refrigerant yang digunakan adalah R 134a

sebanyak 70 gram, setelah pengisian di cek sirkulasi

refrigerant menggunakan tang amper, jka lancar (0,6-0,7

Ampere) maka system dinyatakan stabil atau layak pakai.

C. Validasi Alat Peraga atau Review

Validasi alat peraga ini adalah kegiatan uji coba alat

peraga yang dilakukan oleh peneliti kepada dosen ahli materi

mata kuliah Teknik Pendingin,. Jika alat peraga ini masih ada

kekurangan atau kesalahan maka harus diperbaiki lagi atau

kembali lagi ke tahap selanjutnya.

D. Evaluasi

Kegiatan akhir yang dilakukan peneliti adalah

mengevaluasi hasil penelitian yang telah dilakukan untuk

mengetahui kelayakan alat peraga lemari pendingin yang telah

dibuat.


16

IV. METODE PENELITIAN.

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian dan

pengembangan (research and development/ R&D). Menurut

[3] Penelitian dan Pengembangan adalah metode penelitian

yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan

menguji keefektifan produk tersebut.

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di gedung Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Negeri Semarang. Waktu penelitian

dilaksanakan pada bulan April semester genap tahun ajaran

2013/2014.

C. Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data yang dilaksanakan adalah

menggunakan kuesioner dan Expert Judgement dari para ahli

materi Teknik Pendingin. Expert Judgement adalah review

dari para ahli materi. Kuesioner merupakan teknik

pengumpulan data yang dilakukan dengan cara memberi

seperangkat pertanyaan atau pernyataan tertulis kepada

responden untuk dijawabnya [3]. Kuesioner merupakan teknik

pengumpulan data yang efisien bila peneliti tahu dengan pasti

variabel yang akan diukur dan tahu apa yang bisa diharapkan

dari responden.

Dalam menggunakan metode angket atau kuesioner,

instrument yang dipakai dalam mengumpulkan data adalah

instrument angket atau kuesioner. Langkah-langkah dalam

menyusun angket penelitian sebagai berikut [3]:

1. Menyusun kisi-kisi angket. 2. Membuat kerangka pertanyaan. 3. Menyusun urutan pertanyaan. 4. Membuat format, untuk memudahkan responden

mengisi angket.

5. Membuat petunjuk pengisian. 6. Uji coba angket, untuk mengetahui kelemahan serta

yang menyulitkan responden dalam menjawab.

7. Revisi angket. 8. Memperbanyak angket.

Dalam pengisian angket tersebut, para ahli materi akan

menyampaikan sikapnya melalui pernyataan tertulis. Oleh

karena itu, dalam instrument ini peneliti menggunakan model

skala sikap yang disebut Skala Likert.

D. Metode Analisis Data

Metode analisis data yang peneliti lakukan adalah Metode

Analisis Statistik Deskriptif. Statistik deskriptif adalah

statistik yang digunakan untuk menganalisis data dengan cara

mendeskripsikan atau menggambarkan data yang telah

berkumpul sebagaimana adanya tanpa bermaksud membuat

kesimpulan yang berlaku umum atau generalisasi [3]. Setelah

semua data terkumpul langkah elanjutnya adalah

menganalisis data. Untuk menganalisis angket dilakukan

langkah-langkah sebagai berikut:

1. Memeriksa angket dan review dari para dosen ahli materi.

2. Mengkuantitatifkan jawaban setiap pertanyaan dari angket sesuai indikator dengan memberi skor sesuai

dengan bobot yang telah ditentukan.

3. Membuat tabulasi data. 4. Menghitung presentase dengan cara membagi suatu

skor dengan totalnya dan mengalikan dengan 100

seperti rumus berikut [4]:

Presentase (100%) = n/N x 100%

Keterangan : n = skor variable

N = skor total

5. Dari presentase yang diperoleh kemudian ditransformasikan ke dalam kalimat yang bersifat

kualitatif. Untuk menentukan kategori tinggi, sedang

dan rendah dalam bentuk table statistik distributif

maka perlu menentukan nilai maksimum, nilai

minimum, dan intervalnya. Dengan mengadaptasi

rumus di atas maka dapat menentukan nilai indeks

minimum dan indeks maksimum. Sedangkan untuk

menentukan panjang interval, dapat dicari dengan data

terbesar dikurangi data terkecil kemudian dibagi

dengan jumlah kelas interval.

Dari rumus-rumus tersebut maka diperoleh sebagai berikut:

1. Menentukan presentase skor maksimal (PS) PS = (Skor Maksimum)/(NSkor Maksimum) x

100%

= 5/5 x 100%

= 100%

Menentukan presentase skor

minimal

= (N Skor Minimum)/(NSkor Maksimum)

x 100%

= 1/5 x 100%

= 20%

Menentukan Range

= 100%-20%

= 80%

2. Menentukan interval yang dikehendaki yaitu Sangat Layak, Layak, Cukup Layak, Tidak Layak, Sangat

Tidak Layak.

3. Menentukan lebar interval yaitu 80/5 = 16 4. Berdasarkan perhitungan dan cara di atas maka

diperoleh Range presentase atau kelas interval kriteria

kualitatif. Dengan presentase skor minimal yaitu 20%,

dan presentase skor maksimal yaitu sebesar 100%,

dengan lebar interval 16, disajikan dalam Tabel I.

5. Mendeskripsikan review dari para dosen ahli materi dan membuat pembahasan dan kesimpulan.

TABEL I. INTERVAL PENGKATEGORIAN SKALA KUALITATIF

Interval Kriteria

84% < skor 100% Sangat Layak

68% < skor 84% Layak

52% < skor 68% Cukup Layak

36% < skor 52% Tidak Layak

20% < skor 36% Sangat Tidak Layak


17

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Alat Peraga

Alat peraga lemari pendingin merupakan alat peraga yang

digunakan sebagai media pembelajaran mata kuliah Teknik

Pendingin untuk mahasiswa program studi Pendidikan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Alat

peraga ini dibuat dari kerangka aluminium, dengan penutup

dari kaca berbentuk box seperti lemari pendingin pada

umumnya. Dengan panjang 50cm, lebar 40cm dan tinggi

50cm, berkapasitas 80 liter, dibuat tanpa penyekat udara

sehingga alat peraga ini masih terpengaruh dengan suhu udara

di sekitarnya. Dalam alat peraga ini terdapat komponen-

komponen sistem pendingin, seperti kompresor yang berdaya

0,1PK, kondensor, pipa kapiler berdiameter 0,31cm,

evaporator bertipe roll bond, thermostat, filter, dan PTC relay.

Refrigerant yang digunakan untuk mengisi sistem adalah

refrigerant yang ramah lingkungan yaitu R-134a sebanyak 70-

80gram. Untuk membantu mempelajari sisten pendingin pada

alat peraga ini, dilengkapi dengan adanya skema kulkas satu

pintu yang tertempel di sisi kanan alat peraga.

Gambar 2. Tampilan depan alat peraga

Gambar 3. Tampilan alat peraga terlihat dari samping

Tampilan depan alat peraga, tampak terbuat dari kaca dan

terlihat bagian evaporatornya. Tampilan alat peraga dari

samping kiri terlihat bagian evaporator, dan kondensor.

Tampilan alat peraga terlihat dari belakang, terlihat thermostat,

kondensor, kompresor, saringan, dan pipa kapiler.

Gambar 4. Tampilan alat peraga dari belakang

B. Hasil Angket Tanggapan Alat Peraga

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya,

bahwa penelitian dilakukan dengan menggunakan metode

pengumpulan data menggunakan angket dan judgement dari

para dosen ahli materi. Angket yang diberikan adalah tentang

teknis dari alat peraga, apakah alat tersebut layak dan dapat

memberikan pemahaman awal pada mahasiswa.

C. Hasil Angket Tanggapan Alat Peraga

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya,

bahwa penelitian dilakukan dengan menggunakan metode

pengumpulan data menggunakan angket dan judgement dari

para dosen ahli materi. Angket yang diberikan adalah tentang

teknis dari alat peraga, apakah alat tersebut layak dan dapat

emeberikan pemahaman awal pada mahasiswa.

Angket dengan aspek kualitas teknis pada alat peraga

sistem pendingin ini memuat 8 item pernyataan yang harus

dijawab oleh dosen ahli materi yang dijadikan sampel

penelitian. Pada aspek ini para dosen ahli materi telah

menjawab angket dengan baik dan benar dalam arti menjawab

angket sesuai dengan petunjuk yang diberikan. Berikut hasil

angket tentang teknis alat peraga pada Tabel II.

Tanggapan alat peraga dari ahli media memberikan hasil

sebagai berikut : Komponen alat peraga terlihat dengan jelas

(90%), Kinerja komponen alat peraga berjalan normal (70%),

Dapat terjadi dingin pada evaporator (80%), Kompresor

bekerja normal (100%), Peletakan komponen aman untuk

dioperasikan jangka panjang (90%), Proses pendinginan

relative cepat (60%), Dapat digunakan sebagai pemahaman

awal konsep pendingin (90%), Alat peraga mudah

dioperasikan (90%).


18

Gambar 5. Grafik Hasil Angket Dosen Ahli Materi

TABEL II. HASIL ANGKET TANGGAPAN AHLI MATERI

No. Butir Pernyataan Skor

total

Skor

maksimum

Prosentase

(%)

1. Komponen alat peraga

terlihat dengan jelas 9 10 90

2. Kinerja komponen alat

peraga berjalan normal 7 10 70

3. Dapat terjadi dingin

pada evaporator 8 10 80

4. Kompresor bekerja

normal 10 10 100

5.

Peletakan komponen

aman untuk dioperasikan

jangka panjang

9 10 90

6. Proses pendinginan

relative cepat 6 10 60

7.

Dapat digunakan sebagai

pemahaman awal konsep

pendingin

9 10 90

8. Alat peraga mudah

dioperasikan 9 10 90

Jumlah 67 80 83,75

Dari data diatas dapat diartikan sebagai berikut:

1. Komponen alat peraga terlihat dengan jelas, 2. Kinerja komponen alat peraga berjalan normal, 3. Dapat terjadi dingin pada evaporator, 4. Kompresor bekerja normal, 5. Peletakan komponen aman untuk dioperasikan jangka

panjang,

6. Proses pendinginan relatif cepat, 7. Dapat digunakan sebagai pemahaman awal konsep

pendingin,

8. Alat peraga mudah dioperasikan.

D. Analisis Hasil Review Dosen Ahli Materi

Berdasarkan jawaban yang diberikan dosen ahli materi

atas pengujian terhadap alat peraga terbuka, maka dapat

dianalisa kelebihan dan kekurangan serta layak tidaknya alat

peraga sistem pendingin lemari es yang telah dibuat oleh

peneliti. Berdasarkan hasil angkat tanggapan dari dosen ahli

materi (judgement) terhadap alat peraga pendingin lemari es

pada mata kuliah Teknik Pendingin ini.

E. Pembahasan

Berdasarkan analisis hasil angket tanggapan dosen ahli

materi terhadap alat peraga ini, menunjukkan bahwa alat

peraga sistem pendingin lemari es ini layak digunakan sebagai

alat bantu pembelajaran mata kuliah Teknik Pendingin. Dosen

ahli materi memberikan nilai 83,75% (tabel II dan grafik pada

Gambar 5),

Berdasarkan hasil angkat tanggapan dari dosen ahli materi

(judgement) terhadap alat peraga pendingin lemari es pada

mata kuliah Teknik Pendingin ini memerikan review bahwa

alat peraga ini sudah layak digunakan karena alat peraga telah

dilakukan revisi sebelumnya.

Kelayakan alat peraga lemari pendingin ini yaitu termasuk

dalam kategori layak. Jadi alat peraga lemari pendingin ini

layak dijadikan media pembelajaran untuk pemahaman

konsep awal dalam mata kuliah Teknik Pendingin di

Universitas Negeri Semarang.

VI. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang

dilakukan sebelumnya, maka dapat disimpulkan hasil

penelitian yang telah dilakukan kepada para dosen ahli materi

dengan angket dan judgement, alat peraga lemari pendingin

ini termasuk dalam kategori layak, sehingga alat peraga ini

dapat digunakan sebagai media pembelajaran.

B. Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat

disarankan bahwa alat peraga ini dapat digunakan oleh

pengajar dalam proses belajar mengajar mata kuliah Teknik

Pendingin di Universitas Negeri Semarang.

REFERENSI

[1] Daryanto, Teknik Pendingin (AC, Freezer, dan Kulkas), Bandung: CV. Yrama Widya, 2006.

[2] P. Karyanto, Teknik Mesin Pendingin (Refrigator, Freezer, Display Cooler), Jakarta: CV. Restu Agung., 2003.

[3] Sugiyono, Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. , Bandung: Alfabeta, 2012.

[4] A. Mohammad, Strategi Penelitian Pendidikan, Bandung: Angkasa.,1993.

90

70 80

100 90

60

90 90

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8

Pro

sen

tase

(%

)

Item Pernyataan


19

Alat Sistem Skoring Tuberkulosis Anak

Diaplikasikan dengan Menggunakan IC ATmega 32 Muhammad Arif Prasetyo dan Suryono


[email protected]

Abstrak Sistem Skoring TB (Tuberkulosis) pada anak merupakan pembobotan terhadap gejala atau tanda klinis yang dijumpai sesuai rekomendasi dari IDAI. Seiring perkembangan teknologi perhitungan skoring yang masih dihitung secara manual kemudian diaplikasikan dengan menggunakan IC ATMega32. Tujuan dari

penelitian ini adalah dapat digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB anak di masyarakat. Sehingga mempermudah penegakan diagnosis akhir yang dilakukann oleh tenaga kesehatan. Alat ini merubah dari tabel sistem skoring TB pada anak, dan dirubah menjadi digital dengan menggunakan IC ATMega32 dan ditampilkan di LCD yang sesuai rekomendasi IDAI (Ikatan Dokter Anak Indonesia). Pengujian dilakukan oleh para tenaga ahli dalam penelitian ini adalah dokter yang bekerja di Rumah Sakit Kumala Siwi Kudus. Pada pengujian alat itu, para tim tenaga ahli kedokteran memvalidasi alat tersebut sesuai dengan kriteria kelayakan alat yang sesuai dengan rekomendasi dari IDAI (Ikatan Dokter Anak Indonesia). Setelah dokter melakukan pengujian alat tersebut para tim tenaga ahli yang dirasa telah sesuai dengan teori kesehatan, maka para tim tenaga ahli tersebut membuat surat pernyataan yang berisi bahwa alat tersebut dapat digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB (Tuberkulosis) anak. Sehingga membantu kinerja para tenaga kesehatan dalam mendiagnosis akhir gejala TB(Tuberkulosis) pada anak. Alat ini dapat dikembangkan lagi, misalnya dikembangkan dengan aplikasi android.

Kata kunci sistem skoring, tuberkulosis, IC ATmega 32

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Terjadinya penyakit TB bergantung pada sistem imun

untuk menekan multiplikasi kuman. Kemampuan tersebut

bervariasi sesuai sesuai dengan usia, yang paling rendah

adalah pada usia yang sangat muda. HIV dan gangguan gizi

menurunkan daya tahan tubuh, campak dan batuk secara

sementara dapat mengganggu sistem imun. Dalam keadaan

seperti ini penyakit TB lebih mudah terjadi.

Diagnosis TB pada anak sulit untuk didiagnosis, sehingga

sering terjadi misdiagnosis, baik overdiagnosis maupun

underdiagnosis. Pada anak, batuk bukan merupakan gejala

utama. Diagnosis pasti TB ditegakkan dengan ditemukannya

Mycobacterium tuberculosis pada pemeriksaan lambung,

cairan serebrospinal, cairan pleura, atau pada biopsi jaringan.

Kesulitan menegakkan diagnosis pasti pada anak disebabkan

oleh 2 hal, yaitu jumlah kuman dan sulitnya pengambilan

spesimen sputum, dan sebagai bahan pertimbangan diagnosa

TB pada anak ada 2 pertimbangan yaitu Anamnesis dan

Pemeriksaan fisis.

Untuk memudahkan penegakan diagnosis TB anak, IDAI

merekomendasikan diagnosis TB anak dengan menggunakan

sistem skoring, yaitu pembobotan terhadap gejala atau tanda

klinis yang dijumpai. Setelah dilakukan anamnesis,

pemeriksaan fisis, dan pemeriksaan penunjang maka

dilakukan pembobotan dengan sistem skoring. Di berbagai

puskesmas atau rumah sakit, sistem skoring ini masih

menggunakan perhitungan manual.

Seiring dengan perkembangan teknologi, sistem skoring

yang masih dihitung secara manual akan dikembangkan

dengan menggunakan IC ATMega32, agar perhitungan

skoring TB pada anak mudah untuk dilakukan para tenaga

kesehatan dan dapat digunakan oleh masyarakat dalam

skrining atau diagnosis gejala awal penyakit TB anak di

masyarakat. Sehingga mempermudah penegakan diagnosis

akhir yang dilakukann oleh tenaga kesehatan.

B. Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah:Untuk mengetahui bahwa alat

skoring TB yang menggunakan aplikasi IC ATMega32 dapat

digunakan oleh masyarakat dalam skrining atau diagnosis

gejala awal penyakit TB anak di masyarakat.

C. Landasan Teori

1) Tuberkulosis (TB)

Tuberkulosis adalah penyakit akibat infeksi kuman

Mycobacterium tuberculose, sehingga dapat mengenai hampir

semua organ tubuh, dengan lokasi terbanyak di paru yang

biasanya merupakan lokasi infeksi primer.

Mycobacterium tubercilose merupakan sejenis kuman

berbentuk batang dengan ukuran panjang 1-4 m dengan tebal sekitar 0,3-0,6 m. Tempat masuk kuman ini adalah


20

20

saluran pernafasan, saluran pencernaan dan luka terbuka pada

kulit.

Terjadinya penyakit TB bergantung pada sistem imun,

untuk menekan multiplikasi kuman. Kemampuan tersebut bervariasi sesuai dengan usia, yang paling rendah adalah pada

usia yang sangat mudah. HIV dan gangguan gizi menurunkan

daya tahan tubuh, campak dan batuk rejan secara sementara

dapat mengganggu sistem imun. Dalam keadaan seperti ini

penyakit TB lebih mudah terjadi (Departemen kesehatan RI,

2008:113).

2) Faktor Risiko

Faktor Risiko menderita TB dibagi menjadi 2 yaitu faktor risiko infeksi dan faktor risiko penyakit TB.

Faktor Risiko Terjadinya Infeksi TB.

Faktor risiko terjadinya infeksi TB antara lain adalah

pajanan atau peristiwa yang menimbulkan risiko

penularan yang ditularkan oleh orang dewasa yang

terinfeksi TB aktif kepada anak-anak. Selain itu,

tempat tinggal di daerah endemis, daerah dengan

prevelensi TB yang tinggi, kemiskinan, lingkungan

yang tidak sehat (tempat penampungan atau panti

perawatan yang penuh sesak, sirkulasi udara yang tidak

baik) juga merupakan faktor risiko infeksi TB.

Faktor Risiko Penyakit TB.

Anak usia 5 tahun mempunyai risiko lebih besar mengalami progresi infeksi menjadi sakit TB karena

imunitas selulernya belum berkembang sempurna.

Namun risiko ini berkurang seiring pertambahan usia.

Bayi < 1 tahun yang terinfeksi TB 43%-nya akan

menjadi sakit TB, sedangkan anak usia 1-5 tahun yang

menjadi sakit hanya 24%, usia remaja 15%, dan

dewasa 5-10%.

Faktor risiko lain adalah pada penderita TB yang tidak

mendapatkan pengobatan adekuat, keadaan

imunokompromais misalnya malnutrisi, HIV,

Keganasan, pengobatan, imunosupresi, diabetes

melitus, dan gagal ginjal kronis [1].

3) Diagnosis TB Pada Anak

Diagnosis TB pada anak sulit sehingga sering terjadi

misdiagnosis, baik overdiagnosis maupun underdiagnosis.

Pada anak, batuk bukan merupakan gejala utama. Diagnosis

pasti TB ditegakkan dengan ditemukannya M. Tuberculosis pada pemeriksaan sputum atau bilasan lambung. Cairan

serebrospinal, cairan pleura, atau pada biopsi jaringan.

Kesulitan menegakkan diagnosa pasti pada anak disebabkan

oleh 2 hal, yaitu sedikitnya jumlah kuman (paucibacillary) dan

sulitnya pengembalian spesimen sputum [2].

Untuk memudahkan penegakan diagnosis TB anak, IDAI

merekomendasikan diagnosis TB anak dengan menggunakan sitem skoring, yaitu pembobotan terhadap

gejala atau tanda klinis yang di jumpai.

Setelah dilakukan anamnesis, pemeriksaan fisis, dan

pemeriksaan penunjang, maka dilakukan pembobotan dengan

sistem skoring. Pasien dengan jumlah skor 6 (sama atau lebih dari 6), harus ditatalaksana sebagai pasien TB dan

mendapat pengobatan dengan obat anti tuberkulosis (OAT). Bila Skor kurang dari 6 tetapi secara klinis kecurigaan ke arah

TB kuat maka perlu dilakukan pemeriksaan diagnostik lainnya

sesuai indikasi, seperti bilasan lambung, patologi anatomi,

pungsi lumbal, pungsi pleura, foto tulang dan sendi,

funduskopi, CT-Scan dan lain-lainnya [2].

TABEL I. SISTEM SKORING GEJALA DAN PEMERIKSAAN PENUNJANG TB ANAK [2]

PARAMETER 0 1 2 3 Skor

Kontak dengan pasien TB Laporan Keluarga, kontak dgn pasien

BTA negatif atau tidak tahu, atau

BTA tidak jelas.

Kontak dengan pasien BTA

positif

Uji Tuberkulin Negatif Positif ( 10 mm, atau 5

mm pada keadaan

imunosupresi)

Berat Badan/keadaan gizi

(dengan KMS atau tabel

Gizi kurang: BB/TB <

90% atau BB/U < 90%

Gizi Buruk: BB/TB < 70% atau

BB/U < 60%

Demam tanpa sebab jelas 2 minggu

Batuk 3 minggu

Pembesaran kelenjar limfe

kol

volume 6 no 1 2014

Documents