JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023
p-ISSN 2477-3506
e-ISSN 2549-1938
DATA LOGGER DEBIT AIR DENGAN PROTOKOL M-BUS UNTUK APLIKASI
CHILLER
Muhamad Anda Falahuddin 1.
Muhammad Arman2.
Susilawati3.
Wirenda Sekar Ayu4
1,2,3,4
Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung Email: 1 m.
andafalahuddin@polban.
id, 2akangarman@polban.
id, 3susilawati@polban.
wirendasekar@polban.
Abstrak AbstrakAi Protokol M-bus adalah salah satu protokol komunikasi dalam bidang pengukuran yang berkembang pesat.
Protokol menggunakan sepasang kabel dan dapat berkomunikasi dengan beberapa perangkat pengukuran secara dua arah seperti flowmeter.
Pada sistem chiller, sirkulasi air bervariasi tergantung pada beban pendinginan dan set point operasi, konsumsi .
aya listri.
dan efisiensi chiller, salah satunya dapat dihitung berdasarkan pencatatan aliran air yang bersirkulasi dari waktu ke waktu, oleh karena itu data logger debit air menjadi sangat Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji data logger debit air dengan protokol M-Bus untuk aplikasi chiller.
Perangkat pengujian meliputi rangkaian bench water meter sebagai flowmeter .
empat air dapat disimulasikan tersirkulas.
yang dilengkapi dengan sensor pick-up M-Bus, konsentrator dan logger M-Bus, serta perangkat lunak yang terhubung ke komputer.
Pengujian dilakukan dengan variasi debit air berdasarkan bukaan katup sebagai simulasi variasi beban pendinginan dan melihat hasil pencatatan dari waktu ke waktu pada komputer.
Tampilan dapat berupa tabel dan grafik.
Kata Kunci: M-Bus.
Data Logger.
Chiller Abstract The M-bus protocol is one of the communication protocols in the rapidly developing field of The protocol uses a pair of cables and can communicate with several measurement devices in two directions such as a flowmeter.
In the chiller system, water circulation varies depending on the cooling load and set point of operation, consumption .
lectric powe.
and chiller efficiency, one of which can be calculated based on logging the flow of water that circulates over time, therefore the water discharge data logger becomes very important.
This study aims to examine the water discharge data logger with the M-Bus protocol for chiller applications.
The testing device includes a series of bench water meters as flowmeters .
hich water can be simulated circulate.
equipped with an M-Bus pick-up sensor.
M-Bus concentrator and logger, and software connected to a computer.
Tests carried out with variations in water discharge based on the valve opening as a simulation of cooling load variations and see the results of recording from time to time on a computer.
The display can be in the form of tables and Keywords: M-Bus.
Data Logger.
Chiller
PENDAHULUAN
Pengukuran debit air yang akurat, cepat dan andal dalam sistem chiller bervariasi dari waktu ke waktu tergantung beban pendinginan yang ditangani oleh sistem chiller.
Dengan memahami dan mencatat variasi debit ini akan diketahui kinerja sistem chiller dari waktu ke waktu.
Data logger debit air merupakan salah satu bagian dari sistem pengukuran kinerja pada chiller.
Data logger ini diperlukan untuk mengetahui efisiensi dari chiller yang selanjutnya dapat digunakan untuk keperluan penghematan energi.
JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 Perkembangan teknologi informasi, turut mendorong perkembangan bidang data logger.
Perkembangan tersebut antara lain kecepatan komunikasi, interaksi antar perangkat, data akuisisi, sensor cerdas, dan sistem keamanan.
Selanjutnya berkembang pula protokol komunikasi yaitu suatu sistem aturan yang mengendalikan interaksi data antara dua atau lebih entitas .
Perangkat dalam hal ini dapat berupa sensor, transmitter, pengkondisi sinyal.
PLC sampai komputer dan sistem SCADA.
Data yang berinteraksi termasuk data fisik hasil pengukuran, alamat .
sensor, lokasi, dan data diagnostik dari sensor.
Salah satu protokol komunikasi yang berkembang adalah protokol M-Bus atau lebih dikenal dengan sebutan meter bus.
M-Bus adalah salah satu protokol komunikasi yang dikembangkan oleh University of Padenborn dan Perusahaan Texas Instrument Jerman (Zhang, et al.
, 2.
Protokol ini merupakan standar Eropa EN 13757-2 untuk physical and link layer, dan EN 13757-3 untuk application layer, yang digunakan untuk pembacaan meter jarak jauh .
emote meter readin.
Protokol ini relatif murah, memiliki kemampuan menangani jumlah perangkat yang banyak, jarak koneksi yang relatif jauh, konsumsi daya yang rendah, simpel, kuat dan andal, serta slave powered by master.
Protokol M-Bus menggunakan model ISO-OSI (Open System Interconectio.
sebagai acuan dimana terdapat tujuh lapisan .
Tujuh lapisan OSI ditunjukkan pada Tabel 1 berikut (Zhang, et al.
Frenzel 2.
Protokol M-Bus meliputi 3 lapisan yaitu physical layer, data link layer, dan network layer.
Dalam pengembangan selanjutnya.
Protokol M-Bus juga dikembangkan ke application Fitur utama dari protokol M-Bus adalah sebagai berikut.
Bus dengan 2 kabel .
wire bu.
, tanpa polaritas, sehingga pengkawatan menjadi Digital Signal dengan level yang unik, sehingga memiliki kemampuan tahan terhadap gangguan.
Slave langsung memperoleh sumber daya listrik saat terhubung dengan Master MBus.
Tipologi Bus, sehingga memudahkan untuk proses pengembangan dan perluasan guna menekan biaya jaringan .
Satu master dapat dihubungan dengan 250 perangkat, dengan jarak sampai 1000 meter.
p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 Sistem dengan Protokol M-Bus dapat digambarkan seperti pada Gambar 1 berikut.
Pada Gambar 1 ditunjukkan sejumlah perangkat yang dapat dihubungkan dengan data logger yang memiliki protokol M-Bus, seperti meter air, meter listrik, dan heat meter.
Koneksi antara perangkat dapat menggunakan sepasang kabel dengan diameter 0,6 mm.
Tabel 1.
Lapisan Model OSI Protokol M-Bus Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Transport Oriented Data Link Layer Layers Physical Layer Application Oriented Layers Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan elektromagnetik, ultrasonik, pressure difference, coriolis, vortex, piston dan turbin.
Meter air dengan metode piston dan turbin merupakan meter yang lebih dikenal di kalangan masyarakat karena relatif murah dan mudah dari segi instalasi.
Meter air turbin juga dikenal dengan sebutan Woltman meter.
Meter air selanjutnya dikembangkan dengan pick-up sensor sehingga dapat mencuplik data secara digital.
Kemampuan ini kemudian dikembangkan agar dapat berkomunikasi dengan perangkat lain (Vural, 2.
, menjadi meter cerdas .
mart mete.
sebagai dasar dari automatic meter reading (AMR) .
astny, et al.
, 2013.
Richter, 2.
Chiller adalah mesin yang menyerap panas dari refrigeran sekunder .
alam hal ini dapat berupa ai.
melalui siklus refrigerasi kompresi-uap atau Refrigeran sekunder ini kemudian dapat disirkulasikan melalui penukar panas untuk mendinginkan peralatan, atau aliran proses lainnya .
eperti udara atau air prose.
Sebagai produk sampingan dari proses penyerapan panas, terdapat panas yang harus dibuang ke tandon atau reservoir panas yang lain, atau untuk efisiensi yang lebih besar, dengan tujuan untuk pemanasan.
Terdapat dua jenis dasar sistem HVAC yang pendinginan bangunan, yaitu sistem ekspansi langsung (DX), di mana terdapat pertukaran panas langsung antara udara bangunan dan pendingin primer, dan sistem pendingin sekunder yang memanfaatkan air dingin sebagai perantara media JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 penukar panas untuk memindahkan panas dari udara bangunan ke pendingin (Stanford, 2.
Sistem water cooled chiller ditunjukkan pada Gambar 2, yang terdiri dari sisi air dingin di cooling tower circuit .
ir yang meninggalkan dan menuju cooling towe.
dan sisi air yang lebih dingin .
hilled p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 wate.
, yaitu air yang telah melewati sistem chiller menuju AHU cooling coil.
Gambar 1.
Sistem Data Logger dengan Protokol M-Bus Sumber: http://w.
com/m-bus-master-m-bus-rs232-485-converter/ Gambar 2.
Typical Water-Cooled Chiller System Sumber: http://energy-models.
com/heating-and-cooling-system-upgrades JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 Sistem dengan refrigeran sekunder banyak digunakan untuk bangunan-bangunan besar seperti sekolah, gedung, rumah sakit, perkantoran dan mall.
Dasar pertukaran panas dalam sistem chiller diperoleh dari rumus sederhana:
ycE = yco ycaycy OIyc Dimana:
Q = kalor yang dilepas/diterima M = laju aliran masa yang dapat diperoleh dari laju aliran volume .
AEt = beda temperatur Data logging merupakan file data historis untuk setiap kejadian yang terjadi pada sistem, yang berguna untuk keperluan pemeliharaan ataupun review data-data sebelum dan sesudah kejadian (Wardoyo, 2.
Bagian yang menjadi perhatian dalam sistem data logger adalah rentang p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 pengukuran, interval pengukuran dan kapasitas penampungan data.
Adapun parameter yang dicatat dalam data logger dapat bermacam macam.
Saat ini belum banyak penelitian yang memanfaatkan kemampuan protokol M-Bus untuk aplikasi chiller, karenanya pada penelitian ini dilakukan kajian Data Logger Debit Air dengan Protokol M-Bus untuk Aplikasi Chiller.
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat prototipe data logger debit air dangan protokol M-Bus pada chiller.
Kinerja data logger dari prototipe yang dibangun juga menjadi perhatian pada penelitian ini.
II.
METODE
Diagram skematik penelitian ini adalah seperti Gambar 3 berikut.
Gambar 3.
Skematik Diagram Sistem M-Bus Data Logger Pada penelitian ini alat-alat yang diperlukan adalah sebagai berikut.
Water meter yang dilengkapi dengan pick-up M-Bus concentrator/converter Laptop dan software yang digunakan untuk setting dan parameterisasi Adapun spesifikasi meter air yang digunakan adalah sebagai berikut.
Nama : 220C Sensus diameter AAy Type : Piston Approval : ISO 4064.
ISO 9001
Temperatur air : sampai 40 derajat Celsius Kelas akurasi : Kelas C Kemudian spesifikasi dari konsentrator adalah sebagai berikut.
Nama : Micromaster USB Maksimum meter : 10 slaves Baudrates : 300 to 9600 Baud Power supply : Berasal dari laptop Panjang kabel USB : 1 meter Sementara itu, perangkat lunak yang digunakan adalah SENSUS READ yang disiapkan oleh dan kompatibel dengan micromaster USB.
Halaman muka dari perangkat lunak SENSUS READ dapat dilihat seperti pada Gambar 4 berikut.
JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 Gambar 4.
Halaman Muka Perangkat Lunak SENSUS READ Data yang dapat ditampilkan pada perangkat lunak SENSUS READ yaitu meter ID, pembacan meter pada saat itu, serta informasi terkait dengan status baterai, setting meter, lokasi dan lain-lain seperti ditunjukkan pada Gambar 5 berikut.
Gambar 5.
Informasi Water Meter pada SENSUS READ Agar dapat disimulasikan sebagai sistem sirkulasi air pada chiller, meter air dirangkai dengan sistem sirkulasi seperti pada Gambar 6 berikut.
JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023
V-3
p-ISSN 2477-3506
e-ISSN 2549-1938
Pump
V-4
I-2
Water Gambar 6.
Sistem Sirkulasi Air pada Chiller Pada sistem sirkulasi seperti gambar di atas, air disirkulasikan dengan pompa.
Jumlah debit yang mengalir melalui meter air .
ater mete.
dapat divariasikan dengan mengatur bukaan katup.
Katup V4 merupakan katup by-pass.
Adapun langkah pengerjaan penelitian ini digambarkan seperti pada Gambar 7 berikut.
Gambar 7.
Langkah Pengerjaan Penelitian Penelitian ini dimulai dari pengadaan peralatan.
Kemudian integrasi peralatan terutama pada sistem sirkulasi air karena bagian ini merupakan bagian yang menggambarkan sistem sirkulasi chilled water dari chiller.
Selanjutnya dilakukan wiring untuk sistem M-Bus.
Setelah rangkaian sistem sirkulasi dan sistem M-Bus sudah terintegrasi, dilakukan uji coba awal.
Jika hasil uji coba awal sudah dapat diterima, selanjutnya dilakukan pengujian dan pengambilan data.
Penelitian ini ditutup dengan pengolahan data untuk dianalisis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil data logger debit air ditunjukkan dalam Tabel 2 berikut.
JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 Tabel 2.
Data Logging Laju Aliran Air Meter ID Meter stand Meter Stand (M.
9:30:00 AM 1,760.
Time Stamp Flow rate .
3/h.
Keterangan 9:35:00 AM 1,900.
9:40:00 AM
2,100.
9:45:00 AM
2,213.
9:50:00 AM
2,401.
9:55:00 AM
2,503.
10:00:00 AM
2,666.
10:05:00 AM
2,875.
50 valve fully open
10:10:00 AM
3,082.
48 valve fully open
10:15:00 AM
3,290.
50 valve fully open
10:20:00 AM
3,498.
49 valve fully open
10:25:00 AM
3,628.
10:30:00 AM
3,808.
10:35:00 AM
4,000.
10:40:00 AM
4,144.
10:45:00 AM
4,194.
60 1/4 open
10:50:00 AM
4,245.
61 1/4 open
10:55:00 AM
4,294.
59 1/4 open
11:00:00 AM
4,350.
11:05:00 AM
4,500.
11:10:00 AM
4,650.
Tabel di atas menunjukkan hasil pengukuran debit dengan Meter ID 09 00652502, yang merupakan identitas meter dan time stamp yang menunjukan waktu pengukuran.
Sementara stand meter merupakan pembacan volume dari waktu-kewaktu.
Flow rate dihitung berdasarkan selisih pembacaan volume dibagi waktu.
Interval logging adalah 5 menit dengan variasi bukaan katup.
Adapun grafik hasil pengukuran ditunjukkan pada Gambar 8 berikut.
Gambar 8.
Grafik Hasil Pengukuran JTT (Jurnal Teknologi Terapa.
| Volume 9.
Nomor 2.
September 2023 Gambar di atas menunjukkan hasil data logging debit air dengan interval 5 menit dan variasi bukaan katup A dan bukaan penuh merupakan salah satu variasi simulasi debit pada sistem chiller.
Jika beban pendinginan bervariasi, maka laju aliran untuk mengatasi beban juga bervariasi.
Dapat dikatakan bahwa simulasi data logger debit air dengan Protokol M-Bus ini telah berhasil dilakukan.
Data logging yang diaplikasikan pada sistem ini dilakukan secara real time melalui protokol M-Bus yang bersifat wired network.
Salah satu faktor pendukung untuk menjamin ketelitian dan keakuratan koneksi protokol M-Bus wired yaitu lokasi komputer dan jarak pengukuran dengan perangkat data acquisition.
Dalam hal ini, master M-Bus harus diletakkan sedekat mungkin dengan sumber sinyal.
Pada sistem data logger yang telah dirancang, master M-Bus dihubungkan dengan komputer melalui kabel USB dengan jarak 1 meter.
Spesifikasi panjang kabel USB ini tentunya dipilih dengan mempertimbangkan jarak pengukuran agar tetap tercapai integritas sinyal dan akurasi pengukuran terbaik.
p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938 Conference on Programmable Devices and Embedded Systems.
Stanford i.
Herbert W.
, .
HVAC Water Chillers and Cooling Towers, 2nd edition.
CRC Press.
Vural.
Baycan, et al.
, .
Multi-Interface Meter Concentration Unit to Improve Residential Energy Efficiency Awareness.
International Journal of Control Systems and Robotics, pp.
Wardoyo.
Siswo, et al.
, .
Wireless Data Logger Suhu Multi Channel Menggunakan Labview.
Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi.
Vol.
No.
Zhang.
Dening, et al.
, .
Heating Meter Reading System Based on GPRS and Radio Frequency Technology.
Revista de la Facultad de Ingenierya U.
Vol.
NA9, pp.
IV.
PENUTUP
Kesimpulan Data logger debit air dengan protokol M-Bus telah dapat dilakukan dengan baik dengan menunjukkan meter ID dan sejumlah variasi bukaan katup, dengan interval 5 menit.
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa data debit air dari chiller berhasil disimpan pada data logger yang dibangun, serta dapat ditampilkan melalui grafik.
DAFTAR PUSTAKA