Desain Charging Baterai dengan Metode PI pada UPS Offline menggunakan STS untuk Menjaga Kontinuitas Suplai Daya

Ganindra Anggara Anggara Putra Akhdan; Hendik Eko Hadi Suharyanto; Luki Septya Mahendra; Lucky Setiya Pradigta Raharja; Yahya Chusna Arif

doi:10.15575/telka.v11n2.204-219

Desain Charging Baterai dengan Metode PI pada UPS Offline menggunakan STS untuk Menjaga Kontinuitas Suplai Daya

Ganindra Anggara Anggara Putra Akhdan, Hendik Eko Hadi Suharyanto, Luki Septya Mahendra, Lucky Setiya Pradigta Raharja, Yahya Chusna Arif

Sari

Energi listrik dari PLN bisa saja padam atau mengalami gangguan tegangan jatuh dan lebih (undervoltage dan overvoltage). Oleh karena itu, disusun desain ini untuk membuat simulasi UPS sebagai back-up untuk mencatu beban sensitif apabila terjadi pemadaman dan gangguan sistem. UPS ini dirancang menggunakan sistem charging Baterai 12 V, 18 Ah untuk menyuplai inverter dengan metode arus konstan dan tegangan konstan (CC & CV). Beban akan switch ke inverter apabila terjadi pemadaman atau gangguan tegangan. Sistem yang difokuskan adalah skema STS (Static Transfer Switch) menggunakan komponen semikonduktor TRIAC yang dikontrol menggunakan mikrokontroler. Logika If-Else digunakan untuk mengontrol penyulutan TRIAC sedangkan logika PI digunakan untuk mengatur sinyal PWM agar tegangan charging dapat stabil 3,6 A saat di kondisi CC dan 13.8 V saat kondisi CV. Hasil menunjukkan program PI dapat mengatur tegangan dan arus secara konstan demi menjaga umur baterai dan STS yang dapat melakukan switching saat terjadi gangguan tegangan.

Power from the grid can occasionally fail or experience voltage drops and surges (undervoltage and overvoltage). This design simulates a UPS as a backup to supply sensitive loads during outages and system disturbances. The UPS uses a 12V, 18Ah battery charging system to supply an inverter with Constant Current and Constant Voltage (CC & CV). The load switches to the inverter during outages or voltage issues. The focus is on a Static Transfer Switch (STS) using TRIAC semiconductors controlled by a microcontroller. If-Else logic controls the TRIAC firing, while PI logic regulates the PWM signal to stabilize charging at 3.6 A in CC mode and 13.8 V in CV mode. Results show the PI program effectively maintains constant voltage and current to preserve battery life, and the STS successfully switches during voltage disturbances.

Kata Kunci

Static Transfer Switch; UPS; charging; PI; tegangan jatuh; tegangan lebih

Teks Lengkap:

PDF

Dilihat:

Sari 45 kali

PDF 17 kali

Referensi

Ned Mohan, Power Electronics a First Course, University of Minnesota Minneapolis: John Wiley & Sons, Inc., 2012.

Muhammad H. Rashid, Power Electronics Handbook, 4th ed. Florida: Joe Hayton, 2018.

PT. Samoto Mega Teknologi, “SLA Battery 12Volt 18AH – SMT1218,” Available: https://samoto.co.id/product/smt1218/.

Isidor Buchman, “BU-403: Charging Lead Acid,” Battery University, Available: https://batteryuniversity.com/article/bu-403-charging-lead-acid

A. H. Okilly, N. Kim, J. Lee, Y. Kang, and J. Baek, “Development of a Smart Static Transfer Switch Based on a Triac Semiconductor for AC Power Switching Control,” Energies (Basel), vol. 16, no. 1, p. 526, Jan. 2023, doi: 10.3390/en16010526.

E. Susanto, “Automatic Transfer Switch (Suatu Tinjauan),” Jurnal Teknik Elektro, vol. 5 no. 1, 18-21, 2013, doi: https://doi.org/10.15294/jte.v5i1.3549

Ned Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics Converters, Applications, and Design , 3rd ed. Mineapolis: John Wiley & Sons, 2003.

C.-C. Wang, C.-L. Chen, G.-N. Sung, and C.-L. Wang, “A high-efficiency DC–DC buck converter for sub-2×VDD power supply,” Microelectronics Journal, vol. 42, no. 5, pp. 709–717, May 2011, doi: 10.1016/j.mejo.2011.02.004.

R. Susana, K. Rosyidi, and D. Nataliana, “Penerapan Teknik MPPT pada Modul Surya menggunakan Konverter DC-DC Topologi Synchronous Buck,” ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik, Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika, vol. 6, no. 3, p. 328, Oct. 2018, doi: 10.26760/elkomika.v6i3.328.

Daniel W Hart, Power Electronics. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc, 2011.

Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, 5th ed. New Jerseys: Prentice Hall, 2010.

B. Abdelhamid, L. Radhouane, and A. Bilel, “Real time implementation of perturb and observe algorithm and PI controller for DC/DC converter,” in 2017 18th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (STA), IEEE, Dec. 2017, pp. 520–526. doi: 10.1109/STA.2017.8314946.

Finn Haugen, “Ziegler-Nichols’ Closed-Loop Method,” Tec Teach, pp. 1–4, 2010.

W. D. Mufty, D. O. Anggriawan, and M. Z. Efendi, “Baterai Charger Vrla Dengan Metode Constant Current Constant Voltage Berbasis Kontrol PI,” Seminar Nasional Terapan Riset Inovatif (SENTRINOV) Ke-6 vol. 6, no. 1, pp. 235-243, 2020.

"IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality," in IEEE Std 1159-2019 (Revision of IEEE Std 1159-2009) , vol., no., pp.1-98, 13 Aug. 2019, doi: 10.1109/IEEESTD.2019.8796486.

F. Rahmatullah, “Desain dan Simulasi Battery Charger Metode CC-CV (Constant Current-Constant Voltage) dengan Kontrol Logika Fuzzy Menggunakan MATLAB,” CYCLOTRON, vol. 4, no. 2, pp. 18-22, Aug. 2021, doi: 10.30651/cl.v4i2.8621.

Moh. Z. E. Novie Ayub Windarko, Energi Terbarukan: Teori dan Eksperimen, 1st ed. Surabaya: deepublishstore, 2023.

DOI: https://doi.org/10.15575/telka.v11n2.204-219