Digital b. PENGANTAR SYSTEM BILANGAN DIGITAL

Terdapat beberapa bilangan untuk merepresentasikan dalam system digital. Beberapa bilangan yang akan dibahas adalah Desimal, Biner, Oktal dan Hexadesimal. Bilangan Desimal adalah yang paling familiar dan sudah digunakan dikehidupan sehari-hari.

1. Bialngan Desimal

Bilangan desimal terdapat 10 angka atau simbol, sehingga bilangan desimal dikatakan basis 10. Angka tersebut adalah 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Untuk merepresentasikannya kita biasa menggunakan bilangan satuan, puluhan, ataupun ribuan, namun dalam system digital kita merepresentasikan dengan sebutan digit,digit ke 0, ke 1, ke 2, ke 3 dst.
Contoh
192510 = 1 (rubuan), 9 (ratusan), 2(puluhan), 3(satuan).
jika dalam system desimal maka angka tersebut disebut memiliki 4 (empat) digit.

•  1= Digit ke-3
•  9= Digit ke-2
•  2= Digit ke-1
•  5= Digit ke-0 

Dalam system desimal ada sebutan digit tertinggi dan terendah, Most Significant Digit (MSD) dan Last Significant Digit (LSD).
Pada contoh diatas  
Most Significat Digit (MSD) = 1 adalah MSD
Last Significat Digit (MSD)  = 5 adalah LSD

2. Bilangan Biner

Ada yang mengatkan bilangan biner adalah asal muasal bahasa mesin karena hanya memiliki 2 angka atau symbol, sehingga dikatakan dengan bilangan berbasis 2. Angka atau symbol tersebut adalah 0 dan 1. Sama halnya dengan desimal yang memiliki sebutan untuk setiap tambahan angka disampingnya, namun pada bilangan biner disebut dengan bit, bit ke 0,1,2,3, dst.
Contoh:
bilangan biner dengan 2 bit =      102
bilangan biner dengan 4 bit =    00102 
bilangan biner dengan 8 bit =000000102
Bilangan biner di atas memiliki nilai yang sama, namun  beda dalam menuliskannya.
namun dalam system desimal ini penulisan angka 0 di bagian kiri boleh untu tidak ditulis apabila tidak ada angga 1 dikiri angka 0. Contoh= 01010012 dapat ditulis menjadi -> 1010012

Dalam system bilangan biner ada sebutan untuk bit tertinggi dan terendah, Most Significant Bit (MSB) dan Last Significant Bit (LSD).
Contoh: 11102
jika di tulis dari depan ke belakang:

• 1 = bit ke 3
• 1 = bit ke 2
• 1 = bit ke 1
• 0 = bit ke 0

 MSB adalah bit ke 3 =1, dan LSB adalah bit ke 0 = 0

Materi selanjutnya tentan Oktal dan Hexadesimal. ditunggu ya.

Sumber:
Tocci, R.J. & Widmer, N.S. 2001. Digital System : Principles and Applications (edisi delapan). United States: Von Hoffman Press.

 

Jadwal UAS TE-FT-UM Semester Ganjil 2015/2016

Sumber: Elektro UM

PEMANFAATAN TEKNOLOGI BAHAN BAKAR HIDROGEN SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK BERSKALA KECIL DENGAN SISTEM FUEL CELL SERTA RAMAH LINGKUNGAN DALAM UPAYA PEMENUHAN KEBUTUHAN LISTRIK DAERAH TERPENCIL DI INDONESIA

Listrik merupakan kebutuhan yang tidak dapat di pisahkan dari masyarakat, semua bidang relatif membutuhkan listrik,.  Kebutuhan energi tersebut dipenuhi melalui pemanfaatan energi fosil yang dampaknya berupa meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca dan polutan lainnya. Untuk itu di perlukan energi terbarukan yang ramah lingkungan agar ketersediaan energi ini akan berkelanjutan.

      Negara Indonesia adalah Negara kepulauan yang masih banyak daerah-daerah yang masih terpencil dan belum ada penerangan listrik dan terjangkau oleh PLN. Padahal listrik atau penerangan sangat dibutuhkan oleh daerah tersebut agar daerah tersebut tidak ketinggalan dalam memperoleh informasi yang bertujuan untuk memajukan daerah tersebut dan dapat meningkatan pruduktifitas masyarakatnya. Oleh karena itu uintuk memenuhi kebutuhan akan penerangan listrik untuk daerah terpencil perlu diciptakan alat yang dapat menjangkau tempat terpencil yang murah dan ramah lingkungan salah satunya adalah pemanfaatan bahan bakar hidrogen dalam sistem fuel cell.
 

1 Bahan Bakar Hidrogen

     Salah satu jenis bahan bakar alternatif yang banyak dicermati saat ini adalah hidrogen. Seperti diketahui bahwa hidrogen dapat berfungsi sebagai energi untuk semua kegunaan sebagaimana layaknya minyak bumi dan gas alam. Hidrogen tersedia dalam air dan senyawa organik dalam bentuk senyawa hidrokarbon. Pemotongan ikatan-ikatan kimia di dalam air akan menghasilkan hidrogen yang dapat dipergunakan sebagai bahan bakar. Hidrogen dapat dihasilkan melalui beberapa proses seperti : elektrolisa, fotoelektrokimia, steam reforming, fotobiologi, dan lain-lain. Hidrogen dapat pula dihasilkan dengan menggandeng sumber-sumber energi terbarukan, seperti : energi air, energi surya, energi angin, dan energi panas bumi. Hidrogen yang dihasilkan dapat disimpan dalam bentuk gas atau cair, sedangkan transportasi dan distribusinya dapat dilakukan dengan berbagai cara.

    Salah satu produksi hidrogen yang saat ini dikenal adalah dari listrik melalui elektrolisa. Produksi hidrogen langsung dengan elektrolisa air, terutama dihubungkan dengan pembangkit listrik tenaga air, sedangkan produksi hidrogen secara tidak langsung melalui listrik pembawa energi. Dekomposisi air dengan elektrolisa terdiri dari dua reaksi yang terjadi pada dua elektroda. Kedua elektroda ini dipisahkan oleh elektrolit yang konduktif ion. Hidrog diproduksi pada elektroda negatif (katoda) dan oksigen pada elektroda positif (anoda). Pertukaran muatan terjadi melalui aliran ion. Untuk menjaga gas yang diproduksi terpisah, dua area reaksi dipisahkan oleh separator konduktif ion, sedangkan energi untuk pemisahan air didapatkan dari listrik. Untuk proses elektrolisa air konvensional, area anoda dan katoda dipisahkan oleh mikro-poros diafragma untuk mencegah tercampurnya produk gas. Dengan tekanan keluaran 0,2 – 0,5 Mpa, proses ini dapat mencapai efisiensi sekitar 65%. Pada proses elektrolisa air tekanan tinggi digunakan material khusus, dan hidrogen yang dihasilkan menggunakan tekanan di atas 5 Mpa. Sedangkan pada proses elektrolisa air suhu tinggi, dibutuhkan sebagian energi untuk memisahkan air bersuhu tinggi dan mengurangi konsumsi listrik. Sistem produksi hidrogen dengan menggunakan elektrolisa air seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1 Sistem Produksi Hidrogen Dengan Elektrolisa Air

2 Kebutuhan Listrik Daerah Terpencil

            Kebutuhan listrik di daerah terpencil sangatlah kurang,. Sistem kelistrikan Indonesia diluar sistem Jawa – Bali dan Madura yang terinterkoneksi, sebagian besar merupakan sistem kelistrikan yang relatif belum berkembang. dimana satu sama lainnya masih terisolasi. Sistem masih terdiri dari sub-sistem dan sub-sistem kecil yang masing-masing terpisah satu sama lain dan masih terdapat di daerah-daerah terpencil yang terisolasi. Berikut adalah contoh kondisi kelistrikan di wilayah di Indonesia

 Bangka Belitung, Jumlah penduduk Propinsi Kepulauan Bangka Belitung 0,9 juta jiwa dan pertumbuhan ekonomi mencapai 5,4% per tahun dengan komoditi strategis pariwisata, pertanian, kelautan dan industri. Kondisi kelistrikan disuplai oleh PT PLN (Persero) dan pihak swasta untuk pemakaiannya sendiri dari PT Timah Tbk, dan PT Koba Tin. Melalui PT PLN (Persero) Propinsi Kepulauan Bangka dan Belitung memiliki daya mampu sebesar 31 MW dan beban puncak mencapai 31 MW. Penambahan daya dalam waktu dekat sangat diperlukan. Rasio elektrifikasi sudah mencapai 62% dari 185 desa, sedangkan desa yang belum berlistrik berjumlah 84 desa. Pemerintah Daerah sangat mendorong pencapaian diversifikasi energi. Dengan adanya PLTU batubara skala kecil memungkinkan penganekaragaman sumber energi untuk pembangkit tenaga listrik dan dapat mensubstitusi pemakaian BBM

3 Pemanfaatan Bahan Bakar Hidrogen dalam sistem Fuel cell  sebagai pembangkit listrik skalla kecil

Di Indonesia bahan bakar fosil (primary energy) merupakan bahan bakar utama untuk pembangkit listrik. Pada tahun 2003 kebutuhan energi untuk pembangkit listrik di Indonesia diproyeksikan akan mencapai 192.080 GWH, 86% nya dipenuhi oleh bahan bakar fosil. Untuk keperluan tersebut batubara akan dibakar sebanyak 61,394 juta ton, sedangkan konsumsi minyak dan gas bumi diproyeksikan akan melebihi produksi minyak dan gas bumi sehingga dikhawatirkan Indonesia akan mengimpor minyak pada saat ini.

Dari beberapa jenis fuel cellyang ada, masing-masing mempunyai spesifikasi dalam aplikasinya, karena hal ini berkaitan dengan kondisi operasi fuel celltersebut. Fuel celldengan kondisi operasi pada suhu seperti PEMFC cocok digunakan pembangkit listrik skala kecil (portable power) sedangkan fuel celldengan suhu operasi menengah dan suhu tinggi seperti : PAFC, MCFC, dan SOFC sangat cocok untuk aplikasi pembangkit listrik skala besar (power plant) karena mampu untuk diaplikasikan pada co-generationdan combined cycle. Pengembangan PEMFC sebagai stationary power generationbanyak diaplikasikan pada pemenuhan listrik untuk perumahan dengan kapasitas 1 – 7 kWatt, seperti terlihat pada Gambar 2  Untuk keperluan listrik perumahan, PEMFC dapat menggunakan bahan bakar gas alam atau LPG setelah melalui proses reformasi menjadi gas hidrogen

Gambar 2 Diagram Blok Sistem Fuel Cell Untuk Aplikasi Pada Perumahan

Pada dasarnya pembangkit listrik fuel cell terdiri atas 4 sub-sistem utama yaitu :

• Fuel processing

• Pembangkit fuel cell

• Pengkondisian daya (DC-AC inverter)

• Pemulihan panas (heat recovery) 

 

KESIMPULAN

• Hidrogen merupakan energi alternatif yang ramah lingkungan dan mempunyai jumlah yang melimpah. Hidrogen dapat berfungsi sebagai energi untuk semua kegunaan sebagaimana layaknya minyak bumi dan gas alam.
• Fuel Cellsebagai teknologi pembangkit energi prospeknya sangat baik di masa mendatang, baik diaplikasikan pada sektor pembangkit listrik maupun di sektor transportasi. Khusus untuk di Indonesia yang merupakan negara kepulauan, teknologi ini merupakan salah satu teknologi alternatif yang sangat sesuai untuk penyediaan energi listrik.
• Ketersediaan energi listrik di daerah terpencil sangatlah kurang, untuk itu sistem Fuel Cell  dengan bahan bakar hidrogen merupakan salah satu alternatif yang sangat baik untuk pemenuhan kebutuhan listrik di daerah terpencil.

 

DAFTAR RUJUKAN

Hasan, Achmad.2007. Aplikasi Sistem Fuel Cell Sebagai Energi Ramah Lingkungan Di Sektor Transportasi Dan Pembangkit.Jakarta : Peneliti di Tekknologi Konversi dan Konservasi Energi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

Lubis, Abubakar.2007.Energi Terbarukan Dalam Pembangunan Berkelanjutan.Jakarta : Peneliti di Tekknologi Konversi dan Konservasi Energi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

Sutrisna, Fendy.2011.Kondisi Kelistrikan Di Beberapa Wilayah Indonesia. (Online) tersedia di : https://indone5ia.wordpress.com/2011/12/17/kondisi-kelistrikan-di-beberapa-wilayah-di-indonesia/ Diakses Pada : 13 Oktober 2015

Digital a. KONSEP DASAR ELEKTRONIKA DIGITAL

ANALOG DAN DIGITAL

Dalam ilmu science, teknologi, bisnis, dan di dunia nyata semua besaran dinyatakan dalam suatu kuntitas. Kuantitas adalah sesuatu yang telah terukur, ter-monitoring, terekam, manipulasi aritmatika, penelitian, dan beberapa keperluan lain. Pada dasarnya terdapat dua cara untuk merepresentasikan bilangan secara kuntitas yaitu: Analog dan Digital (Tocci dan Widmer, 2001:4).

1. Representasi Analog

Dalam representasi Analog suatu nilai direpresentasikan sebanding dengan tegangan, arus, atau suatu pergerakan tertentu dimana hal tersebut sebanding dengan nilai sebenarnya. Perubahan data analog memiliki suatau rentan waktu tertentu untuk perubahannya. Seperti contoh: kecepatan motor akan bertambah seiring tuas gas di tarik dan sebaliknya, matahari akan terbit seiring berjalannya waktu, ban mobil akan terhenti setelah beberapa detik dari waktu penge-rem-an.  Tocci dan Widmer (2001:4) menyimpulkan bahwa karakteristik data analog adalah data analog dapat bervariasi pada suatu range tertentu.

2. Representasi Data Digital

Dalam representasi digital, kuantitas tidak direpresentasikan tidak sebanding dengan kunatitasnya namun dengan nilai yang disimbolkan yang disebut dengan digit. Seperti contoh: jam digital menunjukkan satuan jam, menit dan terkadang detik, namun dalam kenyataannya waktu berubah secara terus menerus bahkan tidak dapat direpresentasikan dalam satuan nanosecond. Dalam kasus contoh ini dapat diartikan bahwa representasi digital dari waktu berganti secara discrete (Tocci dan Widmer, 2001:4).

Jadi dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara analog dan digital adalah

 Analog = perubahan secara kontinu(terus-menerus)

Digital = perubahan secara discrete (bertahap)

3. Sistem Digital dan Analog

3.1 Sistem Digital

Adalah kombinasi dari perangkat untuk memanipulasi data  yang direpresentasikan dalam digital. Perangkat yang sering digunakan adalah elektronik namun tidak melepas kemungkinan perangkat yang digunakan adalah berjenis mekanik, penumatik, atau magnetik. Kelebihan sistem digital adalah pengendalian lebih mudah namun relatif lebih mahal.

3.2 Sistem Analog

Adalah kombinasi dari perangkat yang secara fisik digunakan untuk merepresentasikan secara analog. Contohnya: penguat suara konvensional yang menggunakan transistor sebagai komponen penguatnya, tape recorder, penyiaran radio analog (AM/FM). Kelebihan sistem analog adalah relatif lebih mudah jika memungkinkan untuk diimplementasikan namun pengolahan atau pengendalian terbilang lebih rumit dibandingkan dengan sistem digital.

Permasalahan yang nampak adalah seluruh besaran yang ada didunia ini merupakan representasi dari data analog. Contoh: matahari terbit secara perlahan, hembusan angin, perubahan suhu suatu daerah dan masih banyak lagi. Dengan kelebihan dan kekurangan dari sistem analog dan digital maka jika kita ingin membuat suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur atau mengendalikan sesuatu diperlukan sistem Hybrid. Sistem Hybrid memungkinkan kita untuk mengkombinasikan sistem Analog dan Digital. 

Pada sistem elektronik, terdapat 2 hal penting ketika ingin menerapkan sistem Hybrid, yaitu ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to Analog Converter).

Gambar 1 menunjukkan sistem pengendalian suhu dengan menggunakan sistem Hybrid:

 

Gambar 1. Pengendalian suhu dengan system Hybrid (Tocci dan Widmer, 2001:7).

Prinsip kerja sebagai berikut:

• Suhu yang akan diambil datanya berupa suhu secara analog.
• Measuring Device : sebuah sensor suhu untuk merubah besaran suhu ke besaran elektrik arus/tegangan/hambatan.
• ADC: data analog dirubah ke digital dengan komponen ADC
• Digital Processing: pemrosesan data secara digital (baik diproses untuk keperluan pengondisian sinyal, aritmatik, dll)
• DAC: data digital dirubah ke analog untuk dikembalikan pada besaran awal
• Controller: kontroller disini dapat digunakan pengendalian data analog atau pengondisi sinyal analog atau juga dapat digantikan dengan transduser untuk merubah besaran elektrik (arus/tegangan/hambatan) ke besaran suhu.

Sumber:
Tocci, R.J. & Widmer, N.S. 2001. Digital System : Principles and Applications (edisi delapan). United States: Von Hoffman Press.

BAHASAN SELANJUTNYA YAITU TENTANG "SISTEM BILANGAN"

Silahkan Ditunggu Postingan Selanjutnya ... 

Jika ada yang ditanyakan silahkan komen ya ...