Teks tersebut merupakan bagian dari bab 1 pendahuluan skripsi yang membahas latar belakang masalah perancangan sistem Automatic Transfer Switch dan Automatic Main Failure menggunakan kontroler Arduino Uno. Secara ringkas, teks tersebut membahas tentang kebutuhan akan listrik yang terus meningkat seiring perkembangan, namun pasokan listrik dari PLN tidak selalu tersedia secara kontinu, sehingga dibutuhkan sistem otomatis untuk menghidupkan genset dan

1. 1
ABSTRAK
Kebutuhan energi listrik adalah sebuah kebutuhan pokok yang sangat
penting dalam kebutuhan hidup manusia sehari - hari. Semua alat pada kehidupan
membutuhkan energi listrik. PLN selaku penyedia energi listrik atau biasa disebut
catu daya utama tidak akan tersedia secara terus menerus atau secara kontiniu baik
itu terjadi gangguan ataupun ada kendala lain yang menyebabkan PLN tidak bisa
menjamin ketersediaan energi listrik secara terus menerus. Penelitian perancangan
ini merancang sistem Automatic Transfer Switch dan Automatic Main failure
menggunakan kontroler Arduino Uno sebagai pengendali dari sistem tersebut
yang berfungsi untuk menghidupkan Genset dan memindahkan beban dari PLN
ke Genset yang sudah dinyalakan tersebut. Perancangan yang dilakukan
menggunakan Uninteruptible Power Supply (UPS) yang bertujuan untuk
menghilangkan waktu jeda pada saat terjadi pemadaman listrik sehingga listrik
akan tetap tersedia hingga Genset telah nyala dan siap untuk mengambil alih
beban. Komponen pendukung pada sistem yang dirancang berupa Relay AC,
Modul Relay, Uninteruptible Power Supply (UPS) agar sistem dapat berjalan
sebagaimana mestinya.
Kata Kunci : Automatic Transfer Switch, Automatic Main Failure, Arduino
Uno, Uninteruptible Power Supply, Modul Relay

2. 2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Seiring dengan meningkatnya jumlah pembangunan dibidang industri,
telekomunikasi, gedung dan perkantoran ditanah air ini menyebabkan permintaan
akan kebutuhan energi listrik semakin bertambah. Namun kemampuan PLN
sebagai penyedia suplai listrik utama ditanah air ini sangat terbatas bahkan
cendrung menurun, maka dibutuhkan backup power yang handal. GENSET
(Generator Set) adalah salah satu pilihan, maka dibutuhkan sistem otomasi yang
handal dalam pengontrolannya. Salah satu kontrol untuk mengontrol start dan stop
genset tunggal yang sederhana adalah AMF (Automatic Main Failure) berbasis
arduino (Microcontroller). Dalam dunia automasi, penggunaan arduino pada alat
kontrol untuk start stop genset diharapkan mampu untuk menggantikan peran
sistem konvensional sekaligus mampu untuk menghasilkan performa dan
kehandalan yang tinggi sehingga bisa membantu kerja operator lebih efisien dan
tepat. Pada penerapan alat kontrol berbasis arduino ini dapat dipadukan dengan
relay-relay pengaman digital input dan lain sebagainya. Sehingga arduino ini
dapat menampilkan informasi - informasi gangguan baik dari sisi mesin maupun
dari sisi pembangkit listrik (Generator) yang sangat bermanfaat bagi operator
dalam melakukan troubleshooting di gendet dan dipanel ATS (Automtic Transfer
Switch).
Kebutuhan energi listrik adalah sebuah kebutuhan pokok yang sangat
penting dalam kebutuhan hidup manusia sehari – hari. Semua alat pada kehidupan
membutuhkan energi listrik. PLN selaku penyedia energi listrik atau biasa disebut
catu daya utama tidak akan tersedia secara terus menerus atau secara kontiniu baik
itu terjadi gangguan ataupun ada kendala lain yang menyebabkan PLN tidak bisa
menjamin ketersediaan energi listrik secara terus menerus. Seiring dengan
perkembangan jaman, diciptakan alat yang berfungsi untuk menghidupkan Genset
dan memindahkan beban dari PLN ke genset secara otomotis yang disebut dengan
Automatic Transfer Switch dan Automatic main failure. Perpindahan dari PLN ke
Genset atau sebaliknya dikendalikan oleh Automatic Transfer Switch atau

3. 3
disingkat ATS. Sedangkan Automatic Main failure atau disebut AMF berfungsi
untuk menghidupkan atau mematikan Genset secara manual dan otomatis.
Kontroler yang digunakan untuk merancang sistem ATS ini adalah dengan
menggunakan kontroler Arduino Uno. Diketahui bahwa sebelumnya telah
dilakukan proyek yang serupa di Batam oleh Jerry Julian Fernando, Teknik
Elektronika Politeknik Negeri Batam pada tahun 2017 namun dengan kontroler
yang berbeda menggunakan mikrocontroller sebagai kontroler utama dari sistem
ATS - AMF tersebut.
1.2. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka ada
beberapa masalah yang dapat di identifikasikan, yaitu :
1. Apakah panel ATS dapat memindahkan sumber listrik PLN ke Genset dan
memindahkan sumber listrik Genset ke PLN ?
2. Apakah panel listrik ATS dapat mempermudah sistem pengoperasian
Genset ?
3. Bagaimanakah merancang bangun panel listrik ATS dengan menggunakan
mikrokontroller sebagai pengendalinya ?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat suatu alat berupa sistem
kontrol yang dapat menghidupkan genset secara otomatis ketika PLN padam, dan
mematikan genset.
ketika PLN hidup kembali, dengan parameter kontrol sebagai berikut:
1. Mengontrol status PLN ketika mengalami pemadaman.

4. 4
2. Menghidupkan genset ketika PLN padam sehingga terbackup.
3. Mematikan genset ketika PLN kembali (ada).
1.4 Rumusan Masalah
Dari berbagai pembahasan dari latar belakang, identifikasi masalah, dan
batasan
masalah, maka dapat dirumuskan permasalahan, yaitu:
1. Bagaimana merancang ATS berbasis mikro kontroller digunakansebagai
pengaman back up daya apa bila adanya pemadaman listrik yang dilakukan oleh
PLN
2. Bagaimana unjuk kerja ATS & AMF berbasis mikro kontroller
digunakansebagai pengamanback up daya apa bila adanya pemadaman listrik
yang dilakukan oleh PLN
3. Bagaimana cara mengoperasikan ATS & AMF berbasis mikro
kontrollerdigunakan sebagai pengaman back up daya apabalia adanya
pemadamanlistrik yang di lakukan oleh PLN.
1.4 Batasan Masalah
Untuk membatasi pembahasan tentang media ini meluas dari yang
diinginkan maka penulis membatasi dengan hal-hal berikut ini:
1. ATS & AMF berbasis mikro kontroller digunakan sebagai pengaman
back up daya oleh Generator set apa bila adanya pemadaman listrik yang di
lakukan oleh PLN.
2. Pembuatan ATS & AMF berbasis mikro kontroller dilakukan dalam
bentuk simulasidanhasil pengukuran yangdigunakan adalah hasil pengukuran
dalam simulasi.

5. 5
3. perancangan ATS & AMF berbasis Mikrokontroller ini tidak membahas lebih
dalam generator set.
4. Analisa ekonomis tidak dibahas dalam tugas akhir ini.
1.5 Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah yang ada maka
permasalahan yang diteliti dapat dirumuskan sebagai berikut: ”Bagaimanakah
rancangan bangun pembuatan alat listrik ATS (Pemindah Daya)?”
1.5 Tujuan
Tugas Akhir “ATS&AMF mikro kontroller” ini memiliki tujuan
sebagai berikut:
1. Mahasiswa dapat merancang ATS & AMF berbasis mikro kontroller
digunakan sebagai pengaman back up daya apa bila adanya pemadaman
listrik yang di lakukan oleh PLN
2. Mahasiswa dapat mengetahui unjuk kerja ATS & AMF berbasis mikro
kontroller digunakan sebagai pengaman back up daya apa bila adanya
pemadaman listrik yang di lakukan oleh PLN
3. Mahasiswa dapat mengoperasikan unjuk kerja ATS & AMF berbasis mikro
kontroller
digunakan sebagai pengaman back up daya apa bila adanya
pemadaman listrik yang di lakukan oleh PLN
1.6 Manfaat

6. 6
PembuatanTugas Akhir ini diharapkan dapa terpenuhi beberapa manfaat
antaralain:
1. Manfaat bagi mahasiswa :
a. Sebagai bekal ilmu setelah lulus di bangku kuliah.
b. Sebagai sarana dalam memecahkan suatu masalah di kehidupan di luarkampus.
c. Di gunakan sebagai perbandingan antara teori dengan simulasi.
2. Manfaat bagi jurusan dan Universitas :
a. Alat yang di rancang dalam simulasi di gunakan sebagai bahan pendukung
untuk meminimalkan tingkat kagaga;lan dalam prakteknya.
b. Sebagai salah satu perbandingan media pembelajaran dan sebagai
motivator untuk selalu memperbaiki dan meningkatkan sistem
pembelajaran yang ada baik sarana maupun prasaranya.
1.7 Sistematika Pembahasan
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisi uraian tentang latar belakang masalah yang mendasari
pentingnya diadakan penelitian, identifikasi, pembatasan dan rumusan
masalah, serta sistematika penulisan.
Bab 2 Tinjauan pustaka
Bab ini berisi teori dasar yang menjelaskan tentang landasan teori
dasar,dasar yang digunakan sebagai bahan acuan dalam perancangan untuk
skripsi ini, dimana terdapat komponen- koponen yang di gunakan.
Bab 3 Metode Penelitian

7. 7
Bab ini berisi tentang waktu dan lokasi pembuatan, jenis dan sumber data
yang diperlukan, teknik pengumpulan data, desain pengumpulan data,
analisa data, serta alat dan komponen yang digunakan.
Bab 4 Hasil dan Analisa
Pembahasan mengenai masalah-masalah yang terdapat pada rumusan
masalah pada bab pertama.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
berisikan tentang kesimpulan dan saran yang didapat dari pembuatan
skripsi ini.
BAB II
KAJIAN TEORITIK DAN KERANGKA BERFIKIR
2.1. Kerangka Teori
2.1.1. Definisi Perancangan
Perancangan adalah proses menuangkan ide dan gagasan
berdasarkan teori-teori dasar yang mendukung. Proses
perancangan dapat dilakukan dengan cara pemilihan komponen
yang akan digunakan, mempelajari karakteristik dan data
fisiknya, membuat rangkaian skematis dengan melihat fungsi-
fungsi komponen yang dipelajari, sehingga dapat dibuat alat yang
sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
Definisi perancangan penelitian adalah suatu kesatuan,
rencana terinci dan spesifik mengenai cara memperoleh,

8. 8
menganalisis, dan menginterpretasi data.1
Perancangan sangat diperlukan dalam tahapan suatu pembuatan
alat karena untuk mematangkan konsep maka diperlukan
perencanaan. Untuk itu dalam membuat perancangan alat
dibutuhkan kreatifitas dan ide-ide yang cemerlang sehingga bisa
digunakan untuk diri sendiri atau masyarakat.
2.1.2. Perusahaan Listrik Negara (PLN)
Perusahaan Listrik Negara (PLN) adalah sebuah BUMN yang mengurusi
semua aspek kelistrikan yang ada di Indonesia. Ketenagalistrikan di Indonesia
dimulai pada akhir abad ke-19, ketika beberapa perusahaan Belanda mendirikan
pembangkitan tenaga listrik untuk keperluan sendiri. Pengusahaan tenaga listrik
untuk kepentingan umum dimulai sejak perusahaan swasta Belanda N.V. NIGM
memperluas usahanya di bidang tenaga listrik, yang semula hanya bergerak di
bidang gas. Kemudian meluas dengan berdirinya perusahaan swasta lainnya.2
2.1.3. Panel Listrik
Panel listrik adalah sebuah perangkat yang berfungsi membagi, menyalurkan
dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber/pusat listrik ke konsumen.
Panel Listrik –Electrical switchboard atau lebih kita kenal dengan panel listrik,
terbentuk berdasarkan susunan komponen listrik yang sengaja disusun dalam
sebuah papan control, sehingga dapat memudahkan penggunaanya. Untuk lebih
mengenal fungsi dari panel listrik kita telebih dahulu mengenal komponen-
komponen panel listrik dan harus memahami fungsi dari bagian-bagaian listrik itu
sendiri. Berikut beberapa komponen panel listrik beserta fungsinya yang perlu
diketahui:
a. MCB
MCB (Miniature Circuit Board) merupakan komponen panel listrik yang
berfungsi sebagai switch pembatas arus akibat dari kenaikan daya tegangan yang

9. 9
melebihi batas dan atau hubung singkat. Komponen panel listrik ini biasanya
terbatas pada arus nominal kecil sampai dengan kurang dari 100 Ampere.
Bentuknya ada yang satu pole (satu input dan satu output), ada yang dua pole, tiga
pole hingga empat pole.
b. MCCB
MCCB (Moulded Case Circuit Breaker), circuit breaker adalah pembatas
arus apabila terdapat arus beban yang melebihi batas-batasnya. MCCB ini dipakai
hampir sama dengan MCB tetapi dengan batas arus beban yang lebih besar dari
100 Ampere sampai dengan 1600 Ampere.
c. GFCI/ RCCB/ ELCB
Ground Foult Circuit Interruption adalah semacam Circuit Breaker yang
bereaksi lebih cepat dari MCB. Komponen panel listrik ini akan memantau listrik
lebih rinci dan jika terdapat short atau kabel terkelupas dan mengenai manusia,
tidak mengakibatkan kematian.
d. Grounding
Grounding pada instalasi dan komponen panel listrik ini berfungsi sebagai
pengaman listrik. Pengaman listrik akibat dari kabel-kabel yang terkelupas dan
mengenai body part peralatan elektonik atau peralatan listrik yang selanjutnya
mengenai orang. Dengan adanya panel listrik ini maka aliran arus listrik yang liar
atau yang tidak berfungsiakan dibumikan.
e. Warna Kabel
Warna kabel instalasi listrik sudah ditetapkan diberbagai negara. Untuk
Indonesia, warna kabel listrik ditentukan menurut standard SNI atau standard
IEC:
1. Warna merah, kuning, hitam berfungsi untuk fase.
2. Warna biru muda (biru laut) berfungsi untuk netral.

10. 10
3. Warna kuning -hijau berfungsi untuk grounding.
f. Surge Arrest
Peralatan atau komponen panel listrik ini sebagai pengaman listrik dari
kejutan listrik yg berlebihan. Contohnya apabila ada kejadian tiba-tiba aliran
listrik menjadi lebih tinggi akibat dari penambahan energi potensial.
Langkah-langkah yang harus diperhatikan dalam perancangan pemasangan dan
pembuatan panel listrik sebagai berikut :
1. Box panel
Box terdiri dari box utama untuk komponen-komponen dalam dan pintu
sebagai cover serta tempat peralatan interaksi dan pemantauan.
2. Pemasangan duck (jalur kabel)
Pemasangan duck dilakukan dengan memperhatikan tata letak dari
komponen yang akan dipasang baik di dalam box utama maupun pada pintu
box
3. Wirring (pengkabelan)
Tahap wirring di laksanakan dengan memperhatiakan gambar
rancangan. Kabel daya yang di gunakan adalah kabel NYAF.
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah alat pengendali (kontroler) berukuran mikro
atau sangat kecil yang dikemas dalam bentuk chip. Sebuah mikrokontroler pada
dasarnya bekerja seperti sebuah mikroprosesor pada computer. Keduanya
memiliki sebuah Central Processing Unit (CPU)
yang menjalankan instruksi program, melakukan logika dasar, dan pemindahan
data. Namun agar dapat digunakan, sebuah mikroprosesor memerlukan tambahan
komponen, seperti memori untuk menyimpan program dan data, juga interface

11. 11
input-output untuk berhubungan dengan dunia luar. Sebuah mikrokontroler telah
memiliki memori dan interface input-output di dalamnya, bahkan beberapa
mikrokontroler memiliki unit ADC yang dapat menerima masukan sinyal analog
secara langsung. Karena berukuran kecil, murah, dan menyerap daya yang rendah,
mikrokontroler merupakan alat kontrol yang paling tepat untuk ditanamkan pada
berbagai peralatan (Artanto, 2009, hal: 9-10).
2.2 Pengertian Generatorset (Genset)
Genset atau kepanjangan dari generator set adalah sebuah perangkat yang
berfungsi menghasilkan daya listrik. Disebut sebagai generator set dengan
pengertian adalah satu set peralatan gabungan dari dua perangkat berbeda yaitu
Engine dan generator atau alternator. Engine sebagai perangkat pemutar
sedangkan generator atau alternator sebagai perangkat pembangkit listrik.
Genset dapat dibedakan dari jenis Engine penggeraknya, dimana kita kenal
tipe-tipe Engine yaitu Engine diesel dan Engine non diesel / bensin. Engine diesel
dikenali dari bahan bakarnya berupa solar, sedangkan Engine non diesel berbahan
bakar bensin premium.
Di pasaran, genset dengan Engine non diesel atau berbahan bakar bensin biasa
diaplikasikan pada genset berkapasitas kecil atau dalam kapasitas maksimum
10.000 VA atau 10 kVA, sedangkan Genset diesel berbahan bakar solar
diaplikasikan pada genset berkapasitas > 10 kVA. Hal terkait dengan tenaga yang
dihasilkan oleh diesel lebih besar dari pada Engine non diesel, di mana cara kerja
pembakaran diesel yang lebih sederhana yaitu tanpa busi, lebih hemat dalam

12. 12
pemeliharaan, lebih responsif dan bertenaga. Selain itu untuk aplikasi industri
dimana bahan bakar diesel(solar)lebih murah daripada bensin(gazoline)
2.3 Konstruksi generator AC
Kontruksi dari Generator AC adalah sebagai berikut:
Gambar konstruksi generator AC
a. Rangka stator
Terbuat dari besi tuang, merupakan rumah dari bagian-bagian generator
yang lain.
b. Stator
Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan
stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi.
c. Rotor
Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub
magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser
dan sikatsikat.
d. Cincin geser

13. 13
Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros
dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama
dengan poros dan rotor.
e. Generator penguat
Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai
sumber arus. Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga
lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan
menimbulkan medan magnet berputar. Prinsip kerja generator listrik bisa dibilang
cukup sederhana. Hal ini karena generator bekerja mengikuti hukum Farday.
Hukum Faraday yang digunakan pada prinsip kerja generator AC menyatakan bila
sebatang penghantar berada di suatu medan magnet yang berubah-ubah sehingga
memotong garis gaya magnet, maka akan terbentuk suatu gaya gerak listrik pada
ujung penghantar tersebut. Gaya gerak listrik tersebut selanjutnya disebut GGL
yang memiliki satuan volt. Besar tegangan generator sangat bergantung pada
kecepatan putaran, jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk, banyak
fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet, dan juga konstruksi generator
itu sendiri. Sebenarnya generator AC memiliki sistem kerja yang sama dengan
generator DC, yaitu menghasilkan listrik dari induksi elektromagnetik, selain itu
baik generator AC maupun generator DC sebenarnya pada dasarnya sama-sama
menghasilkan arus listrik bolak-balik. Namun generator AC dan generator DC
memilki perbedaan pada desain konstruksinya. Generator DC menggunakan
sebuah cincin belah (split ring).
2.5 ATS dan AMF
Automatic Transfer Switch (ATS) yaitu sebuah rangkaian listrik yang
memiliki fungsi sebagai saklar yang beroperasi otomatis jika terjadi pemadaman
arus listrik terencana atau mendadak, begitu pula apabila terjadi trouble pada
jaringan listrik yang menyebabkan arus listrik padam, maka secara otomatis
sistem tersebut akan bekerja dengan sendirinya memindahkan suplai sumber
listrik dari sumber PLN ke genset. Begitu pula sebaliknya, ketika sumber listrik
dari PLN sudah menyala maka secara otomatis genset akan mati dan suplai daya

14. 14
yang digunakan kembali ke sumber listrik PLN. Automatic Main Failure (AMF)
yaitu sebuah sistem rangkaian listrik yang bekerja secara otomatis untuk
menghidupkan dan mematikan genset. Sistem kerjanya adalah apabila listrik PLN
mati maka AMF lagsung menyalakan genset secara otomatis dan mengalirkan
aliran listrik, sebaliknya apabila listrik PLN hidup maka secara otomatis AMF
akan mematikan genset.
Sistem ATS - AMF yang akan dirancang dengan prinsip kerja yaitu
apabila terjadi pemadaman oleh PLN, maka beban sementara dialihkan ke baterai
melalui UPS, dan AMF akan menhidupkan Genset, hingga sampai Genset hidup
dan stabil untuk menanggung beban maka beban dialihkan dari PLN ke genset.
Begitu juga sebaliknya jika PLN kembali hidup dalam beberapa waktu yang telah
ditentukan maka beban akan dialihkan ke PLN dan AMF akan mematikan Genset.
Waktu untuk menghidupkan Genset dan memindahkan beban sepenuhnya sudah
di atur didalam kontroler Arduino Uno tersebut.
2.6 Perancangan Sistem
2.6.1 Arduino Uno
Arduino Uno merupakan sebuah papan mikrokontroler yang menggunakan
mikroprosesor dari ATmega328. Arduino Uno memiliki14 pin masukan digital
atau keluaran (6 di antaranya bisa digunakan menjadi keluaran PWM), 6 masukan
sinyal yang bersifat analog, memiliki satu buah osilator kristal 16 MHz, satu buah
konektor USB, satu buah power jack, dan satu buah ICSP header, serta satu buah
tombol reset. Arduino Uno memikiki semua yang dibutuhkan dalam sebuah
mikrokontroler, dengan pengaplikasian yang sangat mudah. Arduino sangat
mudah untuk dioperasikan, bisa disambung dengan computer melakui kabel USB
dan juga power supply DC atau juga baterai dengan jangkauan tegangan 6V
sampai dengan 20V.
Arduino Uno berbeda dari seri keluaran Arduino sebelumnya, Arduino Uno tidak
memiliki sebuah chip driver atau FTDI USB to serial. Tetapi, fitur pada
Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R2) tersebut diprogram menjadi

15. 15
pengganti USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino Uno memiliki satu buah
resistor yang menyambungkan 8U2 HWB ke ground atau GND, yang bertujuan
agar mudah diletakkan pada DFU mode.
Gambar 1 Board Arduino Uno.
Untuk spesifikasi atau deskripsi dari Arduino Uno dapat dilihat seperti yang
dimuat dalam
bentuk sebuah tabel berikut ini :
Tabel 1 Spesifikasi Arduino Uno.

16. 16
2.2.7 Relay AC dan Modul Relay
Relay adalah suatu peralatan elektronik yang berfungsi untuk memutuskan
atau menghubungkan suatu rangkaian listrik yang satu yang lainnya. Relay
merupakan salah satu peralatan listrik yang prinsip kerjanya
mengacu pada induksi medan elektromagnetis. Bila sebuah penghantar atau pada
relay merupakan kawat tembaga dialiri dengan arus listrik, maka akan timbul
medan magnet pada sekitar penghantar tersebut. Medan magnet yang timbul pada
sekitar penghantar tersebut karena dialiri oleh arus listrik, maka selanjutnya
medan magnet tersebut akan dinduksikan pada sebuah logam yang disebut logam
ferromagnetis. Logam ferromagnetis merupakan sebuah logam yang sifatnya
mudah ter induksi oleh medan elektromagnet. Bila ada induksi magnet yang
berasal dari lilitan yang membelit pada logam tersebut, maka logam akan seketika
menjadi magnet buatan yang sifatnya temporary. Cara ini pada umumnya
dilakukan untuk membuat sebuah magnet yang sifatnya sementara atau tidak
permanen. Magnet pada logam ferromagnetisyang terinduksi akan selalu ada
apabila pada kumparan tetap dialiri oleh arus listrik. Sedangkan, magnet pada
logam tersebut akan menjadi hilang jika lilitan pada logam berhenti dialiri oleh
arus listrik.
Gambar 2 Struktur Relay AC

17. 17
Dalam perancangan sistem ATS - AMF ini, digunakan dua jenis relay
yaitu dengan relay AC dan modul relay. Modul relay ini digunakan sebagai switch
untuk menjalankan sistem ATS - AMF ini. Dalam pengaplikasiannya, modul relay
berfungsi untuk memutuskan dan menghidupkan sumber dari PLN atau dari
Genset, kemudian juga berfungsi sebagai saklar atau switch untuk menghidupkan
dan juga mematikan Genset. Kendali ON atau OFF switch (modul relay),
sepenuhnya ditentukan oleh nilai output dari relay AC, yang setelah diproses
Mikrokontroler akan menghasilkan perintah kepada modul relay untuk melakukan
fungsi ON atau OFF. Modul relay yang digunakan disini adalah modul relay 5V 2
channel.
Gambar 3 Modul relay 5V 2 Channel.
2.5.3 Push Button
Push Button atau tombol tekan adalah bentuk saklar yang paling umum
dari pengendali manual yang dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally
Open) menyambung rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi
terputus ketika tombol dilepas. Tombol tekan NC (Normally Closed) akan
memutus rangkaian apabila tombol ditekan dan kembali pada posisi terhubung
ketika tombol dilepaskan.

18. 18
2.5.4 Selector Switch
Selector Switch atau saklar tukar merupakan kontak yang pemicu atau
penggeraknya melalui sebuah tombol atau tuas putar dengan tujuan memilih salah
satu atau lebih posisi atau biasanya disebut sebagai saklar tukar atau pilihan. Jenis
- jenis selector switch seperti toggle switch dimana penggerak bisa berhenti di
satu posisi, kemudian selector switch yang mempunyai prinsip seperti push button
atau tombol tekan, dimana tombol selector selalu akan kembali pada posisi semula
pada saat di tekan biasanya juga disebut dengan posisi netral.
Gambar selector switch
2.5.5 LED (Light Emitting Diode)
Light Emitting Diode atau biasanya disebut LED merupakan komponen
elektronika yang memancarkan cahaya monokromatik pada saat dialiri tegangan
forward atau maju. LED adalah salah satu keluarga Dioda yang bahan dasarnya
adalah semi konduktor. Warna cahaya atau pancaran yang dikeluarkan oleh LED
bergantung dengan bahan semikonduktor yang digunakan pada LED tersebut.
LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang

19. 19
tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV
ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Gambar LED (Light Emitting Diode)
2.5.6 Buzzer Alarm
Buzzer merupakan salah satu alat elektronik yang bisa merubah energi
listrik menjadi sebuah getaran suara. Biasanya, Buzzer yang adalah sebuah
perangkat elektronik audio ini selalu diaplikasikan pada rancangan elektronik anti
maling, Alarm pada jam tangan, pengingat pada saat mundur di truk dan lain -
lain. Salah satu jenis Buzzer yang biasanya dijumpai di pasaran dan digunakan
adalah Buzzer Piezoelectric, karena Buzzer Piezoelectric mempunyai banyak
kelebihan salah satunya adalah lebih murah, bobotnya yang ringan dan kecil
sehingga menjadi mudah untuk mengaplikasikannya ke rancangan Elektronik.
Buzzer pada umumnya juga biasanya disebut Beeper.
2.5.7 Kapasitor
Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan
dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi atau muatan

20. 20
listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan
internal dari muatan listrik.
Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian adalah sebagai berikut :
1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain.
2. Sebagai filter dalam rangkaian.
Gambar Kapasitor
2.5.8 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat
atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk
salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif.

21. 21
Gambar Resistor
2.5.9 Arduino Software (IDE)
IDE atau kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment, atau
artinya yang merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan dengan tujuan
untuk melakukan pengembangan atau development. Lingkungan yang dimaksud
adalah karena dengan software IDE ini lah Arduino bisa melakukan pemrograman
untuk kegunaan yang ditanam melalui pemrograman. IDE adalah bahasa
programa yang hamper menyerupai bahasa C. Pemrograman Arduino atau biasa
disebut dengan sketch telah dilakukan beberapa penyesuaian yang bertujuan agar
memudahkan bagi pemula untuk melaksanakan pemrograman pada Arduino
tersebut. Pada IC yang terdapat didalam Arduino sudah di-install sebuah program
yang disebut bootlader berfungsi menjadi penengah pada compiler Arduino
terhadap mikrokontroler tersebut.

22. 22
Gambar 6 Software Arduino IDE

23. 23
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Pembuatan analisa perancangan automatic transfer switch ini dilakukan
setelah pelaksanaan seminar proposal yang pelaksanaan kegiatan penelitian
dilakukan pada dua tempat yaitu tempat kos dan kampus Fakultas Teknik dan
untuk urutan urutan dalam pengerjaan laporan adalah sebagai berikut.
Tahap pertama yaitu studi literatur terhadap obyek yang akan dikerjakan
pada bulan pertama sampai bulan ke 3 di mana studi literatur ini juga dilakukan
ketika pengerjaan laporan dan penelitian. Kemudian dilakukan penelitian pada
generator konvensional dan mengumpulkan data data pada generator yang di
butuhkan. Ke dua hal ini dilakukan pada bulan ke 3 dari jadwal penelitian dan
juga sambil melakukan studi literatur tentang perancangan automatic transfer
switch berbasis mikrokontroller dan hal hal mengenai alat yang diteliti. Kemudian
mencoba membuat sketch sederhana di arduino IDE untuk mengetahui reaksi
yang dihasilkan dari penggabungan beberapa sketch. Setelah mendapatkan semua
data yang diinginkan maka dilakukan analisa untuk mengetahui sistem penyalaan
generator dan terminal output generator yang nantinya akan dihubungkan ke ats.
Setelah mengetahui data tahap tahap penyalaan generator maka kemudian disusun
sketch pada arduino IDE untuk sketch Automatic Transfer Switch Generator set.
3.1 Tahap Perencanaan
Tahap perencanaan pembuatan Rancangan automatic Transfer Switch
Berbasis Mikrokontroller dibutuhkan langkah - langkah perancangan sebagai
berikut :
1. Studi literatur
Tahap awal dari penelitian ini mencari literatur dari hasil penelitian
sebelumnya. Diharapkan dengan literatur dari penelitian terdahulu tentang ATS
dan AMF Generator dengan mikrokontroller dapat memberikan kenyakinan
bahwa penelitian ini dapat dilaksanakan dan memberikan arahan untuk
mengurangi kesalahan kesalahan yang terjadi dalam penelitian.

24. 24
1. Pengamatan
Pengamatan dilakukan pada Generator dan Panel Listrik yang merupakan
titik penghubungan alat ATS ini nantinya.
2. Pengambilan data dan analisa data
Tahap ketiga adalah proses pengambilan data dan analisa data dimana data
hasil simulasi ATS ini di ambil dan setelah itu di analisa dan kemudian di
proses dan menghasilkan perkiraan potensi keberhasilan dari alat yang
dirancang.
3. Pembahasan
Tahap keempat adalah pembahasan, di mana dalam tahap ini semua hasil
penelitian akan di bahas secara menyeluruh dan detail untuk menjelaskan
hasil apa yang didapat dalam penelitian ini dan sejauh mana penelitian
sudah dilakukan.
3.1.2 Alur Pengamatan
Alur penelitian merupakan serangkaian proses proses yang terjadi selama
penelitian yang disusun secara urut dari tahap yang pertama sekali dilakukan
sampai dengan tahap yang terakhir. Dengan alur penelitian, dapat ditentukan
tujuan dan arah penelitian tugas akhir ini akan dilakukan.
Adapun Tahapan penelitian yang akan dilakukan dapat dilihat pada blok diagram
di bawah ini:

25. 25
Gambar 1 Blok diagram Alur Penelitian.
B. Perancangan sistem
Perancangan penelitian ini terbagi menjadi dua bagian besar yakni
perancangan software dan hardware. Perancangan hardware bertujuan untuk
merancang peralatan atau rangkaian pendukung untuk sistem yang akan dibuat.
Sedangkan perancangan software dilakukan untuk merancang software yang akan
digunakan pada sistem yang akan dirancang nanti.
2. Perancangan Hardware
Untuk dapat merancang sistem Panel ATS - AMF yang ingin
dibangun ini, perlu pengetahuan tentang cara kerja sistem tersebut agar
bisa dapat merancang sistem sesuai dengan keinginan dan tujuan yang
hendak dicapai. Panel ATS - AMF bekerja dengan syarat Interlocking
antar sumber yang prinsipnya saling mengunci antara sumber catu daya
utama dan catu daya cadangan. Interlocking yaitu hanya boleh 1 sumber
yang dilayani sedangkan sumber yang lain di nonaktifkan atau kondisi off.

26. 26
Gambar 2 Blok Diagram cara kerja Panel ATS – AMF
Berdasarkan blok diagram diatas, cara kerja sistem Panel ATS - AMF
dengan Arduino Uno mempunyai input dan juga output. Dimana input merupakan
masukan atau sumber tegangan dari sumber utama (PLN) dan sumber cadangan
(Genset). Pada sisi processing adalah bagian kontrol yang memerintahkan atau
yang mengubah input menjadi output. Bagian processing terdapat komponen
seperti Arduino itu sendiri, modul relay dan juga UPS. Sedangkan pada sisi output
yaitu hasil dari processing dari input, dimana hanya satu sumber yang
diperbolehkan dalam menanggung beban atau disebut sistem interlocking secara
elektrikal oleh modul relay.
Gambar 3 Blok diagram dengan Arduino Uno
Padagambardiatasdiperlihatkan bahwa sistem ATS - AMF yang akan dirancang
ini menggunakan Arduino Uno sebagai kontroler dari sistem tersebut, dan juga

27. 27
terdapat 2 buah relay AC yang berfungsi sebagai pemberi logika 1 dan 0 kepada
kontroler Arduino Nano.
Gambar 4 Wiring diagram modul relay
Modul relay yang berfungsi sebagai sakelar atau perangkat switching
dihubungkan seperti pada gambar diatas, yang digerakan sepenuhnya oleh
kontroler Arduino Uno setelah mendapat masukan dari relay AC yang berfungsi
sebagai sensor atau pemberi logika 1 atau 0.
Gambar 6 Flowchart cara kerja sistem
Dari kedua Flowchart diatas dapat dilihat bahwa beban selalu dalam
kondisi terlayani atau di supply secara kontiniu, baik dari sumber utama, sumber
cadangan dan juga daya cadangan baterai aki dan UPS sehingga beban tetap
dalam kondisi hidup atau tanpa jeda pada saat terjadi pemadaman listrik. Untuk

28. 28
waktu perpindahan juga dirancang dengan waktu yang sangat singkat, yakni
hanya 5 detik setelah PLN padam, maka AMF akan otomatis menghidupkan
Genset dan beban akan dialihkan.
2. Perancangan Software
Perancangan software dilakukan untuk merancang software yang akan
digunakan pada sistem yang akan dirancang nanti. Untuk merancang software
yang akan digunakan untuk sistem ATS – AMF digunakan software Arduino IDE.
Perancangan yang dilakukan yaitu dengan membuat bahasa program yang akan
membuat sistem sesuai dengan kebutuhan yang dierlukan dalam perancangan
tugas akhir ini. Berikut ini merupakan tampilan dari contoh program yang akan
dirancang pada penelitian tugas akhir ini.
2.6.1 Blok Diagram
Sistem Pada blok diagram sistem catu utama berasal dari PLN, catu daya
cadangan adalan genset, sedangkan beban genset digunakan untuk suplai MDP 2.
Untuk pengendali ATS-AMF digunakan modul Mikrocontroller, pada ATS untuk
transfer switch digunakan 2 buah kontaktor 4 pole sebagai circuit breaker PLN
dan
Genset.
Gambar 1. Blok diagram rancangan ATS-AMF

29. 29
2.6.2 Rancangan ATS (Automatic Transfer Switch)
Pada modul diatas terdapat relai R1 sebagai pengendali kontaktor K1
(PLN) dan relai R2 sebagai pengendali kontaktor K2 (Genset). Jika relai R1 maka
kontaktor K1 juga aktif, dengan aktifnya kontaktor K1 akan menonaktifkan
kontaktor K2. Persyaratan ATS adalah interlocking atau saling mengunci yakni
antara K1 dan K2 tidak diperbolehkan aktif secara bersamaan. ATS ini memiliki
mode pengoperasian yakni manual dan otomatis. Untuk catu daya modul berasal
dari catu daya mandiri yaitu berasal dari tegangan baterai.
Gambar 2. Wiring diagram ATS dengan MC
2.6.3 Rancangan AMF (Automatic Mains Failure)
AMF berfungsi untuk start atau stop mesin genset secara otomatis maupun
manual. Pada rangkaian ini relai R4 digunakan untuk menghidupkan motor starter
atau start Engine pada genset, sedangan relai R3 digunakan untuk stop Engine
atau mematikan mesin. Pada rangkaian terdapat beberapa sensor antara lain oil

30. 30
pressure sensor, temperature sensor, dan fleksible sensor. Sensor tersebut
digunakan untuk mengetahui gangguan pada genset. Apabila salah satu sensor
tersebut bekerja maka akan menampilkan informasi pada layar modul atau
mengaktifkan alarm. Jika ganguan melampau batas yang ditentukan maka modul
akan mematikan genset melalui relai R3.
2.6.4 Rancangan Circuit Breaker ATS
Rancangan ini merupakan circuit breaker sistem ATS dengan
menggunakan kontaktor 4 pole dengan rating 150A. Antara kontaktor K1 dan
kotaktor K2 diharuskan saling mengunci yaitu jika K1 aktif harus mematikan K2
atau sebaliknya jika K2 aktif maka harus mematikan K1, tidak diijinkan K1 dan
K2 aktif secara bersamaan. Sebagai catu daya prioritas adalah PLN, sehingga jika
catu daya PLN dan Genset aktif maka sistem akan transfer daya PLN ke beban.
Gambar 4. Rancangan circuit breaker ATS
Pengujian Sistem
// Pengujian Automatic Transfer Switch

31. 31
Pengujian sistem ATS dilakukan pada mode manual dan otomatis,
pengukuran pada relai R1 untuk kontaktor K1 dan relai R2 untuk kontaktor K2.
Pengujian ini dilakukan untuk menguji transfer switch perpindahan catu daya dari
PLN ke Genset atau sebaliknya apakah bekerja dengan baik.
Hasil pengujian tegangan relai adalah sebagai berikut :
No No Pin Output(V) Keterangan
1 Volt Relay R1
2 Volt Relay R2