JuTEkS (Jurnal Teknik Elektro dan Sains)
JuTEkS (Jurnal Teknik Elektro dan Sains) ini diterbitkan secara berkala setiap semester (6 bulanan) di Bulan April dan Oktober oleh Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor melalui pengelolaan Program Studi Teknik Elektro. bertujuan untuk memberikan informasi bagi para peneliti, mahasiswa, para professional, penentu kebijakan, pengelola program, pemerhati masalah ke-elektroan, serta semua pihak yang membutuhkan. Ruang lingkup jurnal ini terdiri dari sistem tenaga listrik, pengontrolan, sains, konversi energi, informatika dan ilmu terapan lainnya. Tulisan berasal dari lingkungan Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Ibn Khladun Bogor sendiri maupun dari luar. Edisi kali ini meliputi penelitian yang bersifat teknis, konsep pengembangan, studi literature maupun pengembangan model atau konsep penelitian yang mendukung Penelitian dibidang ilmu Teknik Elektro.
Program Studi Teknik Elektro Universitas Ibn Khaldun Bogor
Evaluasi Perbandingan Sistem Proteksi Petir Konvensional dan Elektrostatis di Gedung Mal Mangga Dua
Gedung Mal Mangga Dua merupakan bangunan gedung bertingkat yang terdapat risiko bahaya kebakaran yang diakibatkan oleh sambaran petir. Untuk membatasi dan melindungi kerusakan akibat sambaran petir, diperlukan dipasang sistem proteksi. Pada umumnya petir akan menyambar gedung pencakar langit dan gedung-gedung yang memiliki menara tinggi. Untuk saat ini Gedung Mal Mangga Dua telah terpasang sistem proteksi petir jenis elektrostatis untuk mencakup seluruh area gedung. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kondisi fisik sistem pentanahan dan sistem proteksi petir Gedung Mal Mangga Dua yang sudah ada. Metode observasi digunakan untuk mengamati secara langsung kondisi fisik sistem yang ada, sementara metode studi literatur akan digunakan untuk mengumpulkan informasi dan pengetahuan yang relevan terkait dengan sistem proteksi petir. Selain itu, metode analisis akan diterapkan untuk menganalisis data yang diperoleh dari observasi dan studi literatur guna membuat kesimpulan yang akurat. Penelitian ini akan menghasilkan rekomendasi untuk dapat meningkatkan efektivitas dari fungsi sistem proteksi petir Gedung Mal Mangga Dua. Kata Kunci : Sambaran Petir, Proteksi Petir, Elektrostatis, Gedung Mal Mangga Dua
Desain Monitoring Tangki Bahan Bakar Kapal Laut Secara Realtime Berbasis IoT
Pemantauan volume dan level tangki bahan bakar pada kapal laut masih banyak dilakukan secara manual sehingga rawan terjadi human error, dan lambat dalam mendeteksi kebocoran, dan pencurian bahan bakar. Penelitian ini bertujuan merancang dan mengimplementasikan sistem monitoring tangki bahan bakar kapal secara real-time berbasis mikrokontroler ESP32 dan sensor ultrasonik HC-SR04 yang dilengkapi fitur notifikasi melalui protokol MQTT dan dashboard web dan aplikasi android Blynk. Sistem mampu mengukur jarak permukaan leve cairan pada wadh tabung berbentuk silinder terhadap sensor, mengkonversi menjadi volume (ml) dengan kompensasi geometri tangki silinder, serta mendeteksi anomali level dan volume. Pengujian desain alat prototype menunjukkan persentase error volume cukup stabil di angka yang rendah, yaitu antara 1,24% hingga 1,91%. Error Tertinggi: Terjadi pada tingkat pengisian 50% (1,91%).Interpretasi: Secara keseluruhan, akurasi sensor sangat baik karena memiliki nilai error di bawah 2%. Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi pengelolaan bahan bakar dan keselamatan operasional kapal niaga serta kapal penumpang dalam dunia transportasi laut di indonesia. Kata kunci: Monitoring tangki , ESP32, Sensor ultrasonik, IoT , blynk.
Analisa Winding Insulation Motor Induksi Tiga Fasa Circulation Water Pump-B Di PT PLN Indonesia Power UBP Cilegon
Abstrak Penelitian ini menganalisis kondisi isolasi lilitan stator motor induksi tiga fasa Circulation Water Pump-B (CWP-B) di PT PLN Indonesia Power UBP Cilegon, di mana kegagalan isolasi merupakan penyebab utama kegagalan motor akibat stress termal dan kelembaban. Metode yang digunakan adalah pengujian diagnostik non-destruktif Tahanan Isolasi (IR) dan Indeks Polarisasi (PI) yang dilakukan sebelum dan setelah overhaul. Hasil sebelum overhaul menunjukkan kondisi isolasi tergolong Normal dengan nilai PI 2,59 dan arus bocor isolasi 0,364 mA. Setelah overhaul, kualitas isolasi meningkat signifikan, dibuktikan dengan kenaikan nilai PI menjadi 3,55 (Baik) dan penurunan drastis arus bocor isolasi menjadi hanya 0,00029 mA. Peningkatan ini mengonfirmasi bahwa overhaul efektif membuat isolasi lebih kering dan bersih, menjadikan motor berada dalam kondisi yang lebih baik dan lebih andal untuk operasi berkelanjutan Keywords: Motor Induksi Tiga Fasa, Tahanan Isolasi, Indeks Polarisasi. Abstract This study analyzes the stator winding insulation condition of a three-phase induction motor, Circulation Water Pump-B (CWP-B) at PT PLN Indonesia Power UBP Cilegon, where insulation failure is a major cause of motor breakdown due to thermal stress and humidity6. The methodology employed was non-destructive diagnostic testing of Insulation Resistance (IR) and Polarization Index (PI), conducted both before and after an overhaul. Results before the overhaul indicated the insulation condition was classified as Normal with a PI value of 2.59 and an isolation leakage current of 0.364mA. Following the overhaul, the insulation quality improved significantly, evidenced by the PI value increasing to 3.55 (Good) and a drastic drop in isolation leakage current to only 0.00029mA. This improvement confirms that the overhaul was effective in making the insulation drier and cleaner, thus placing the motor in a better and more reliable condition for continuous operation. Keywords: Three-Phase Induction Motor, Insulation Resistance, Polarization Index.
ANALISIS SISTEM PENTANAHAN GARDU INDUK DENAI 150 KV MENGGUNAKAN SIMULASI ETAP
Abstrak Sistem pentanahan merupakan bagian penting dalam sistem tenaga listrik yang berfungsi menjamin keselamatan manusia serta melindungi peralatan dari arus gangguan tanah. Evaluasi sistem pentanahan diperlukan untuk memastikan tegangan sentuh dan tegangan langkah berada dalam batas aman sesuai standar. Gardu Induk Denai 150 kV menjadi objek penelitian karena memiliki potensi kenaikan tegangan tanah yang signifikan saat terjadi gangguan. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif melalui pemodelan sistem pentanahan berdasarkan data aktual gardu induk. Simulasi dilakukan menggunakan software ETAP 19.0.1 dengan mengacu pada standar IEEE Std 80-2000/2013. Parameter yang dianalisis meliputi resistivitas tanah, konfigurasi grid, jumlah dan panjang ground rod, serta arus gangguan satu fasa ke tanah. Hasil simulasi menunjukkan arus gangguan tanah sebesar 40 kA menghasilkan nilai Ground Potential Rise yang signifikan pada sistem eksisting. Nilai tahanan pentanahan sebesar 0,8 Ω masih berada di bawah batas rekomendasi, namun distribusi tegangan sentuh dan langkah di beberapa titik mendekati batas aman. Analisis distribusi tegangan menunjukkan adanya area berpotensi bahaya yang tidak terlihat dari nilai tahanan total. Rekonfigurasi sistem dilakukan melalui penambahan ground rod dan optimasi konfigurasi grid. Setelah rekonfigurasi, nilai tegangan sentuh dan tegangan langkah mengalami penurunan yang signifikan. Seluruh parameter hasil simulasi memenuhi batas keamanan sesuai standar IEEE Std 80. Simulasi juga membantu mengidentifikasi hotspot yang berpotensi membahayakan operator. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pendekatan simulasi efektif dalam evaluasi sistem pentanahan gardu induk. Penelitian ini menegaskan pentingnya evaluasi berbasis simulasi untuk meningkatkan keselamatan dan keandalan sistem tenaga listrik. Implementasi rekonfigurasi terbukti mampu meningkatkan tingkat keamanan sistem pentanahan. Kata Kunci: Sistem Pentanahan, Tegangan Sentuh, Tegangan Langkah, Ground Potential Rise (GPR), ETAP 19.0.1, IEEE
Evaluasi Komparatif K-Means dan Fuzzy C-Means sebagai Metode Klasterisasi Hard dan Soft untuk Analisis Perilaku Dielektrik Minyak Transformator Terkontaminasi Logam
Abstrak Penelitian ini menganalisis struktur perilaku dielektrik minyak transformator yang terkontaminasi tembaga dan besi menggunakan metode K-Means dan Fuzzy C-Means (FCM). Sebanyak 324 data eksperimen yang terdiri atas jenis minyak, jenis kontaminan, konsentrasi, dan nilai Breakdown Voltage (BDV) dianalisis untuk mengidentifikasi pola degradasi. K-Means mencapai konvergensi sangat cepat dalam 7 iterasi, dengan nilai pergeseran centroid menurun dari 0,66591 hingga 0, serta membentuk tiga kelas dielektrik yang jelas sesuai tingkat kontaminasi 0,10 g, 0,15 g, dan 0,20 g. Sebaliknya, FCM memerlukan 200 iterasi untuk stabilisasi, dengan nilai perubahan keanggotaan maksimum menurun dari 0,615249 menjadi 3,29 × 10⁻⁵. Meskipun kedua metode menghasilkan tiga kelas utama yang sama, FCM menunjukkan adanya overlap signifikan pada konsentrasi menengah dengan nilai keanggotaan maksimum di bawah 0,7 pada sejumlah sampel. Hasil ini secara kuantitatif membuktikan bahwa degradasi dielektrik minyak transformator bersifat terstruktur namun berkembang secara progresif, serta mendukung penggunaan pendekatan pemodelan nonlinier dalam analisis BDV. Kata Kunci: Minyak Transformator, Breakdown Voltage, K-Means, Fuzzy C-Means, Degradasi Dielektrik, Kontaminasi Logam.
Tinjauan Sistematis: Tantangan Teknis dan Operasional pada Sistem Pembangkit Tenaga Listrik dalam Transisi Energi Global
Transisi energi global mendorong transformasi sistem pembangkit tenaga listrik dari model terpusat berbasis fosil menuju konfigurasi hybrid dan terdistribusi yang mengintegrasikan sumber energi terbarukan. Meskipun upaya dekarbonisasi ini berdampak positif terhadap keberlanjutan lingkungan, integrasi cepat teknologi baru memunculkan tantangan teknis dan operasional yang kompleks, baik pada pembangkit konvensional maupun terbarukan. Jurnal ini menyajikan tinjauan sistematis terhadap permasalahan utama lintas teknologi pembangkit dengan fokus pada isu keandalan peralatan, stabilitas sistem tenaga, serta strategi operasi di tengah ketidakpastian dan fleksibilitas tinggi. Melalui analisis tematik terhadap literatur ilmiah, penelitian ini mengidentifikasi kesenjangan penelitian kritis, antara lain: (1) kurangnya model degradasi dinamis untuk pembangkit fosil yang dioperasikan secara fleksibel; (2) keterbatasan standar integrasi dan kontrol untuk pembangkit berbasis inverter pada penetrasi tinggi; serta (3) ketidakmampuan pendekatan optimasi operasional konvensional dalam mengakomodasi ketidakpastian multi-skala waktu dan batasan degradasi aset. Jurnal ini juga merumuskan arah penelitian masa depan yang holistik, mencakup pengembangan physics-informed machine learning untuk prediksi sisa umur peralatan, formulasi kerangka interoperabilitas grid-forming inverters, serta integrasi closed-loop antara peramalan, optimasi, dan kontrol adaptif berbasis Model Predictive Control dan Battery Energy Storage Systems. Temuan ini menegaskan bahwa keandalan, efisiensi, dan ketahanan sistem tenaga di era transisi energi hanya dapat dicapai melalui pendekatan sistemik yang menjembatani disiplin rekayasa material, dinamika sistem tenaga, dan pengambilan keputusan cerdas. Abstract The global energy transition is driving the transformation of power generation systems from fossil-based centralized models to hybrid and distributed configurations that integrate renewable energy sources. Although these decarbonization efforts have a positive impact on environmental sustainability, the rapid integration of new technologies brings complex technical and operational challenges for both conventional and renewable power plants. This journal presents a systematic review of key issues across generation technologies, focusing on equipment reliability, power system stability, and operational strategies amid high uncertainty and flexibility. Through thematic analysis of scientific literature, this study identifies critical research gaps, including: (1) the lack of dynamic degradation models for flexibly operated fossil power plants; (2) limitations in integration and control standards for inverter-based power plants at high penetration; and (3) the inability of conventional operational optimization approaches to accommodate multi-time-scale uncertainties and asset degradation constraints. This journal also outlines directions for future research in a holistic manner, covering the development of physics-informed machine learning for equipment remaining life prediction, the formulation of a grid-forming inverter interoperability framework, as well as the integration of a closed-loop system between forecasting, optimization, and adaptive control based on Model Predictive Control and Battery Energy Storage Systems. These findings emphasize that the reliability, efficiency, and resilience of power systems in the energy transition era can only be achieved through a systemic approach that bridges the disciplines of materials engineering, power system dynamics, and smart decision-making.
Abstrak Transisi energi global mendorong transformasi sistem pembangkit tenaga listrik dari model terpusat berbasis fosil menuju konfigurasi hybrid dan terdistribusi yang mengintegrasikan sumber energi terbarukan. Meskipun upaya dekarbonisasi ini berdampak positif terhadap keberlanjutan lingkungan, integrasi cepat teknologi baru memunculkan tantangan teknis dan operasional yang kompleks, baik pada pembangkit konvensional maupun terbarukan. Jurnal ini menyajikan tinjauan sistematis terhadap permasalahan utama lintas teknologi pembangkit dengan fokus pada isu keandalan peralatan, stabilitas sistem tenaga, serta strategi operasi di tengah ketidakpastian dan fleksibilitas tinggi. Melalui analisis tematik terhadap literatur ilmiah, penelitian ini mengidentifikasi kesenjangan penelitian kritis, antara lain: (1) kurangnya model degradasi dinamis untuk pembangkit fosil yang dioperasikan secara fleksibel; (2) keterbatasan standar integrasi dan kontrol untuk pembangkit berbasis inverter pada penetrasi tinggi; serta (3) ketidakmampuan pendekatan optimasi operasional konvensional dalam mengakomodasi ketidakpastian multi-skala waktu dan batasan degradasi aset. Jurnal ini juga merumuskan arah penelitian masa depan yang holistik, mencakup pengembangan physics-informed machine learning untuk prediksi sisa umur peralatan, formulasi kerangka interoperabilitas grid-forming inverters, serta integrasi closed-loop antara peramalan, optimasi, dan kontrol adaptif berbasis Model Predictive Control dan Battery Energy Storage Systems. Temuan ini menegaskan bahwa keandalan, efisiensi, dan ketahanan sistem tenaga di era transisi energi hanya dapat dicapai melalui pendekatan sistemik yang menjembatani disiplin rekayasa material, dinamika sistem tenaga, dan pengambilan keputusan cerdas. Kata kunci: Transisi Energi, Sistem Pembangkit Listrik, Stabilitas Sistem Tenaga Listrik, Integrasi Energi Terbarukan, Tinjauan Sistematis.
RANCANG BANGUN SISTEM PENGOLAHAN BATUBARA BERBASIS PLC MITSUBISHI FX3U-48MR
Abstrak Proses pengolahan batubara melalui tahapan crushing, separating, dan conveying merupakan kunci untuk menjaga kualitas produk dan kelancaran proses produksi di industri pertambangan. Peningkatan kinerja sistem pengendalian pada ketiga unit tersebut dapat dilakukan melalui pemanfaatan teknologi Programmable Logic Controller (PLC) Mitsubishi FX3U-48MR yang terintegrasi dengan konsep otomatisasi modern. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan proses pengolahan batubara dengan merancang, memodifikasi, dan meng-upgrade sistem kendali pada unit crusher, separator, dan conveyor. Perancangan meliputi pembaruan rangkaian pengkabelan, penyesuaian logika kontrol, serta pengujian kinerja untuk memastikan keandalan, efisiensi energi, dan keamanan operasional. Hasil implementasi menunjukkan peningkatan efisiensi kerja, penurunan downtime, dan pengurangan risiko kesalahan manusia. Sistem yang dikembangkan diharapkan mampu mendukung produktivitas dan keberlanjutan pengelolaan sumber daya batubara di Indonesia. Kata kunci: Crusher, Separator, Conveyor, PLC Mitsubishi FX3U-48MR, Otomatisasi, Efisiensi Operasional, Industri Pertambangan.
RANCANG BANGUN SISTEM OPTIMALISASI SOLAR CHARGING STATION BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT) Untuk PERANGKAT ELEKTRONIK DENGAN MEKANISME PEMBAYARAN CASHLESS
ABSTRAK Kebutuhan energi listrik sudah menjadi bagian penting kehidupan manusia. Seiring bertambahnya jumlah penduduk, kebutuhan energi listrik juga meningkat terutama penggunaan listrik untuk perangkat elektronik seperti smartphone dan laptop. Pengisian daya listrik pada smartphone dan laptop normalnya menggunakan kabel dan non kabel. Namun tidak semua tempat publik ada sumber listrik yang dapat digunakan oleh khalayak umum untuk pengisian baterai. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini merancang solar charger station berbasis Internet of Things dengan mekanisme pembayaran digital atau cashless menggunakan ESP32, sensor INA219, panel surya, solar charge controller, baterai 12V/20Ah, boost converter, dan modul fast charging QC 4.0. Sistem mampu memonitor tegangan, arus, daya, dan energi secara real time. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan kabel 24W, 33W, dan 45W menghasilkan energi pengisian 18,50 Wh, dengan waktu 90 menit, 66 menit, dan 48 menit. Sistem terbukti efisien dan ramah lingkungan. Kata Kunci: Charging station, Internet of Things (IoT), pembayaran digital, cashless.
Implementasi Sistem Kendali Suhu Berbasis PID pada Nextion HMI untuk Aplikasi Infant Warmer
Abstrak Stabilitas suhu tubuh bayi merupakan hal yang sangat krusial, terutama bagi bayi prematur yang belum mampu mempertahankan keseimbangan termalnya sendiri. Pada penelitian ini, dieksplorasi algoritma kendali Proportional-Integral-Derivative (PID) yang diimplementasikan secara langsung pada Human–Machine Interface (HMI) Nextion untuk mengatur suhu infant warmer. Berbeda dengan sistem konvensional yang menempatkan perhitungan utama PID pada mikrokontroler dan HMI hanya berfungsi sebagai tampilan, metode ini mengintegrasikan logika PID langsung ke dalam HMI, sehingga berpotensi mengurangi beban mikrokontroler, meminimalkan keterlambatan komunikasi, serta menyederhanakan arsitektur perangkat keras. Tiga kali percobaan dilakukan pada setpoint konstan sebesar 37 °C dengan kombinasi parameter PID yang berbeda dalam konfigurasi eksperimen yang sama. Parameter respons suhu seperti rise time, settling time, persentase overshoot, dan steady-state error diukur dan dibandingkan. Hasil menunjukkan bahwa dengan parameter Kp = 1,50, Ki = 0,05, dan Kd = 1,50, sistem mencapai kondisi tunak sebesar 36,97 °C dengan overshoot sebesar 2,16% dan waktu settling sekitar 7 menit, serta memenuhi persyaratan sistem pemanas neonatal. Hasil ini mengonfirmasi bahwa kendali PID yang dijalankan langsung pada HMI Nextion mampu menghasilkan performa pengaturan suhu yang sebanding dengan implementasi berbasis mikrokontroler konvensional, sekaligus meningkatkan kesederhanaan sistem dan efisiensi kode. Pendekatan ini menjadi alternatif yang baik untuk pengembangan infant warmer portabel berdaya rendah maupun sistem kendali termal embedded lainnya. Kata kunci: kendali tertanam, perawatan neonatal, respon overshoot, antarmuka cerdas, sistem termal
OPTIMASI SISTEM KENDALI ELECTRIC FAN RUBAHAN SISTEM VISCOUS PADA PENDINGIN MESIN JEEP MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI
Abstrak Permasalahan utama muncul ketika kendaraan jeep dijalankan pada kondisi cuaca dingin, hujan yang bersuhu rendah, sehingga suhu kerja mesin belum mampu mencapai standar (1/4 strip tengah 40⁰C pada AFR 13). Dampak yang terjadi adalah visco cooling belum cukup mencair dan kipas pendingin berputar kecepatan rendah dan AFR menjadi kaya sehingga konsumsi bahan bakar naik. Tujuan kegiatan penelitian ini adalah dengan merubah sistem pendingin cair viscos menjadi electric fan. Sehingga dapat diketahui rentang suhu rendah dan atas penyalaan kipas pendingin dan untuk mengetahui komposisi level faktor yang mampu mencapai nilai rentang suhu yang optimal. Metode penelitian yang diterapkan adalah desain eksperimen taguchi 4 faktor 3 level untuk menentukan nilai suhu optimal mesin dengan penyesuaian variasi jenis cairan pendingin, jenis R sensor, panjang kabel instalasi listriknya dan jenis material NTC. Hasil yang diacapai adalah dengan menerapkan faktor jenis cairan pendingin air murni 100m, penggunaan jenis R sensor 1.5, dengan panjang kabel 150cm dan jenis material NTC berdiameter 25mm mampu untuk mengoptimalkan nilai respon waktu suhu rendah dan naik sistem pendingin fan tersebut pada nilai rat-rata 68.33 detik. Kata Kunci: orthogonal array, pendingin cair, kipas pendingin, suhu kerja