NTER NET OF OF THI NGS (IoT) MONITORING ARUS DAN TEGANGAN MODEL I NTER BERBASIS MIKROKONTROLER MIKROKONTROLER Mustofa Ramadhon, Dr. Sri Setyaningsih, M. Si, Eneng Tita Tosida, M. Si.,M. Kom Email :
[email protected] Program Studi DIII Teknik Komputer FMIPA Universitas Pakuan Bogor Abstak
Pertimbangan utama pengembangan sebuah s ebuah sistem informasi. Diharapkan sistem informasi mampu mengefektifkan dan mengifisienkan rangkaina data proses informasi. IoT merupakan sebuh konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas yang tersambung secara terus menerus. Model indikator i ndikator pengukuran arus dengan satuan Ampere dan tegangan dengan satuan Volt listrik listr ik dirancang dan dibuat untuk memberikan informasi pemakaian arus dan tegangan lisrik yang terpakai, kapada operator engineering maintenance department. Oleh karena itu, maka penelitian ini membutuhkan Sistem Komputer untuk mengendalikan rangkain alat elektronik mengunakan IC yang dapat diprogram disebut teknologi mikrokontroler melalui sensor yang tertanam dan selalu aktif. Komponen komponen yang digunakan sensor Arus AC SCT 013 Max 100 A, board mikrokontroler Arduino UNO R3, modul Ethernet Shield, Tp-Link. Pengujian prototipe menunjukan bahwa prototipe ini memiliki kemampuan mengukur arus dan teganagn secara bersamaan seperti pengukuran dengan beban 400 Watt dengan pemakain energi listrik 128,49 VA dan 0,58A. Hasil pengukuran tidak dapat tersi mpan sebagai bahan untuk monitoring. Akan tetapi dapat dimanfaatkan sebagai model (IoT) yang real time. berbasis web based, yang dapat diakses melalui Smatphone ataupun PC. Model lokal host. Kata kunci: energi lisrtik, Arduino Uno, Sensor Arus. Arus .
1.Pendahuluan
informasi untuk mengetahui pemakain arus dan tegangan listrik yang terpakai. Dalam pengelolaan listrik diatur oleh perusahaan milik Negara dalam hal ini adalah PT. PLN (Perusahaan Listrik Negara). Peroses perhitungan pemakaian listrik yang digunakan oleh pelanggan, baik pelanggan rumah tangga maupun pabrik. Sistem komputer mampu mengendalikan sebuah rangkain alat elektronik dengan mengunakan IC yang dapat (Integrated Circuit) diprogram disebut teknologi mikrokontroler yang mampu mengukur
1.1 Latar Belakang Kemudahan menjadi pertimbangan utama pengembang sebuah sistem informasi. diharapkan sebuah sistem informasi mampu mengefektifkan dan mengifisienkan rangkain proses data informasi. Adapun munculnya teknologi baru dalam era modern sepeti ini teknologi yang efisien dan efektif merupakan hal yang paling utama dalam berbagi bidang. Internet of Things (IoT) merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus. Adapun kemampuan seperti berbagi data dan 1
pemakaian energi listrik melalui sensor yang tertanam dan selalu aktif. Penelitian terkait tentang monitoring arus listrik yang pernah dilakukan sebelumnya dalam peraktek kerja lapang (PKL), yakni membuat monitoring arus listrik berbasis web dengan menghasilkn data pemakain arus listrik yang terpakai. Dengan monitoring dibangun untuk mempermudah dalam pengerjaan dan pengecekan arus listrik yang terpakai, untuk memudahkan pengontrolan dalam perawatan mesin. Oleh karena itu, maka penelitian ini dibutuhkan sebuah sistem yang bisa memantau arus dan teganan listrik yang terpakai, dengan mengunakan suatu program yang dapat memonitoring dimana sebuah smartphone atau personal computer (PC) dapat memantau arus denan satuan Ampere (A) dan tegangan dengan satuan Volt (V) listrik, maka akan dibuat model Internet of Things (IoT) monitoring arus dan tegangan listrik berbasis mikrokontroller.
dan tengan listrik model Internet of Things (IoT) mengunakan mikrokontroler arduino adalah: 1.Memudahkan dalam pengambilan data pemakain energi listrik pada paneldistribusi sehingga menjadikan efisiensi waktu bagi teknisi. 2.Memudahkan dalam pengontrolan untuk perawatan mesin, dengan pemakain energi listrik max 100 A. 3.Mengurangi resiko dalam bekerja, dalam pengambialn data pemakain energi listrik. 2. Tinjawan pustaka 2.1.1 Pengukuran Arus dan Tegangan Listrik Proses pengukuran dalam sistem tenaga listrik merupakan salah satu prosedur standar yang harus dilakukan. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaran-besaran yang diperlukan, baik untuk pengambilan keputusan dan instrumen kontrol maupun hasil yang diinginkan oleh seorang user. Kepentingan alat-alat ukur dalam kehidupan kita tidak dapat disangkal lagi. Hampir semua alat ukur berdasarkan energi elektrik, karena setiap kuantitas fisis mudah dapat diubah kedalam kuantitas elektrik, seperti tegangan, arus, frekuensi, perputaran dan lain-lainnya Ramadhan, AR. 2003 Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan electron-electron. Satuan internasioal untuk arus listrik adalah Ampere. tegangan listrrik adalah perbedan potensial listrik antara dua titik dalam rangkain listrik, dan dinyatakan dalam satuan Volt.
1.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk monitoring arus dan teganagn listrik model Internet of Things (IoT). mengunakan mikrokontroler arduino di PT. Suryakabel Cemerlang 1.3 Ruang lingkup Penyusunan dari laporan ini hanya di batasi pada monitoring arus dan tengan listrik yang terpakai, pengukuran data pemakaina tidak dapat tersimpan sebagai bahan monitoring. Akan tetapi model Internet of Things (IoT) mengunakan mikrokontroler dapat menampilkan hasil data pemakain arus dan tengan listrik berbasis web based melalui Smartphone atau personal computer (pc) pada Localhost
2.1.2 Internet of Things Internet of Things, atau dikenal juga dengan singkatan IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk
1.4 Manfaat Adapun manfaat yang diperoleh dari perancangan alat monitoring arus 2
memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terusmenerus. Dalam penelitian ini adapun kemampuan seperti berbagi data akan tetapi sistem data pengukuran tidak dapat tersimpan sebaagai bahan untuk monitoring, dan model Internet of Things (IoT) sebagai real time monitoring pemakaian energi listrik (Rakhmat, FA. 2015)
kontrol elektrik dalam berbagai proses dan kebutuhan sehingga menjadi lebih ekonomis. ( Setianto, K . 2009 ) 2.1.4 Arduino UNO Aduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware memiliki prosesor Atmel AVR dan software memiliki bahasa pemrograman sendiri. software arduino dapat dijalankan dimulti platform, yaitu linux, windows, atau juga mac. Arduino adalah kit mikrokontroler yang serba bisa dan sangat mudah penggunaan nya. Untuk membuatnya diperlukan chip programmer (untuk menanamkan bootloader Arduino pada chip).
2.1.3 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya) dan perlengkapan input/output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “ pengendali kecil ” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan IC CMOS dan kini dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh sebuah alat sederhana (mikrokontroler). Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran biaya dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat
Gambar 1. Arduino Uno
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega 328 (datasheet). Seperti yang terlihat pada gambar 1, Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkan ke sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. (Setiawan, D. 2014)
3
2.1.5 Arduino Ethernet Shield Arduino Ethernet Shield adalah modul yang berfungsi menghubungkan Arduino board dengan jaringan internet, karna itu berdasar pada Wiznet W5100 ethernet chip untuk menghubungkan dan menggunakan modul hingga dapat terkoneksi internet cukup mudah, hanya membutuhkan waktu beberapa menit saja. Caranya dengan memasang modul tersebut diatas Arduino bord, sambungkan dengan kabel network RJ45. didalam arduino ethernet sendiri terdapat slot mikro SD yang berbungsi sebagai tempat penyimpanan file sedangkan untuk mengakses mikro SD card mengunakan library SD, untuk jenis arduino board yang bisa di pasangkan dengan ethernet shield W5100 yaitu arduino uno dan ATmega (Hidayat,D. 2015)
Gambar 3. Tp- LINK 2.1.7 Sensor Arus AC YHDC SCT 013 Adalah perangkat probe dalam bentuk trafo cleamp yang dapat dipasang/dikaitkan ke kabel listrik untuk mengukur besar arus AC yang sedang mengalir dikabel listrik tersebut. Keluaran sensor ini adalah dalam bentuk arus yang dapat di konversi dengan rangkaian sederhana, untuk menghasilkan nilai pengukuran secara real time.
Gambar 4. Sensor Arus AC YHDC SCT 013. 3. Perancangan Dan Implementasi Dalam bab ini akan membahas tentang (perancangan monitoring arus dan tegangan listrik mengunakan sensor arus AC YHDC SCT 013) berdasarkan metode penelitian yang akan digunakan, mulai dari perancangan penelitian sampai dengan integrasi system.
Gambar 2. Arduino Ethernet Shield 2.1.6 Tp-Link Access point adalah perangkat, seperti router nirkabel/wireless, yang memungkinkan perangkat nirkabel untuk terhubung ke jaringan. Pada access point terdapat router built-in, sementara yang lain harus terhubung ke router untuk menyediakan akses jaringan. Dalam kedua kasus, access point biasanya didesain untuk perangkat lain, seperti jaringan switch atau modem broadband. Access point adalah router nirkabel, yang terhubung ke DSL atau modem kabel Fungsi Acces point sebagai Hub/Switch di jaringan lokal, yang bertindak untuk menghubungkan jaringan lokal dengan jaringan wireless/nirkabel para client. (khambali, I. 2014)
3.1 Perancangan Proyek Penelitian (Pr oject Planning ) Dalam perencanaan proyek penelitian, terdapat beberapa hal yang akan masuk dalam pembahasan, yaitu: Penentuan topic penelitian adalah model I nternet of Things (IoT) Monitoring arus dan tegangan listrik estimasi Berbasis Mikrokontroler kebutuhan alat dan bahan :
1. a.Laptop processor intel core i3 dengan RAM 2 Gb dan Harddisk 500 Gb. b.Komponen yang dibutuhkan :
4
3. Kemungkinan penerapan dari project yang dikerjakan Pada penelitian ini, penerapannya akanmengimplementasikan Mikrokontroler ATMega328 (Arduio UNO ) sebagai otak dari rangkaian dan modul ethernet shiled yang kemudian memproses data lalu menampilkan hasilnya melalui web base.
1). Arduino UNO Berfungsi sebagai pengolah data dari keseluruhan sistem atau dapat disebut sebagai otak dari sistem yang telah dibangun. Board ini dilengkapi dengan port USB sebagai downloadernya, dan tersedia converter untuk koneksi ke komputer. Board arduino ini dapat digunakan pada semua jenis computer
3.2 Penelitian (Research) Setelah perancangan matang, dilanjutkan dengan penelitian awal dari project yang akan dibuat. Setelah itu mengumpulkan komponen dan semua kebutuhan dalam pembuatan project tersebut, diantaranya yaitu penelitian perancangan awal mikrokontroler ATMega328 Arduino UNO sabagai otak dari rangkaian. Kemudian Web based sebagai output dan sensor Arus AC YHDC SCT 013 sebagai pembaca arus (input)dalam mengukur pemakain arus dan tegangan listrik tertentu.
2). Arduino Ethernet Shield Arduino Ethernet Shield adalah modul yang berfungsi menghubungkan Arduino board dengan jaringan internet 3). TP-Link/access point sebagai hub/switch dijaringan lokal 4). Sensor Arus AC YHDC SCT 013 Berfungsi sebagai alat inputan atau sebagai alat yang bekerja untuk mengetahui berapa teganagan listrik yang terpakai.
3.2.1 Gambaran Umum Sistem Alat yang akan dirancang dan diimplementasikan ini dapat mengukur teganagn listrik yang terpakai. Dalam hal ini, alat ini hanya dapat mengukur teganagn dan arus listrik AC(Ampere). Sebagai output web based akan menampilkan hasil pendeteksi, dalam membangun aplikasi ini terdapat sensor Arus AC YHDC SCT 013 sebagai pembaca pengukur Arus listrik yang terpakai sensor tersebut yang mempunyai fungsi sebagai pembaca input .
5). Kabel Jumper Berfungsi sebagai penghubung antara komponen-komponen rangkaian agar dapat berfungsi dengan baik. 6). Kabel Konektor Berfungsi sebagai penghubung antara rangkaian dengan komputer agar bias memasukkan program yang telah dibuat ke dalam rangkaian.
3.3 Pengetesan Komponen (Part
Testing) 7). Papan Triplek Berfungsi sebagai rangkaian.
alas
Dalam pengetesan komponen dilakukan pengetesan alat dan bahan dalam pembuatan project apakah semua berfungsi dengan semestinya atau tidak agar sesuai dengan kebutuhan. Pengetesan dilakukan dengan menggunakan multimeter yaitu dengan melakukan tes pada kabel-kabel jumper apakah berfungsi atau tidak kemudian
dari
2. Perangkat lain Sistem operasi yang digunakan yaitu Windows 8 dan bahasa pemrograma yang digunakan menggunakan bahasa c.
5
mikrokontroler ATMega328 dites dengan cara memberikan program pada mikrokontroler tersebut.
2. Dimensi dan masa keseluruhan system Untuk dimensi dan masa dari keseluruhan rangkaian akan dibuat seminimal mungkin agar kinerja dari rangkaian tersebut juga bisa berfungsi lebih optimal.
3.3.1 Pengetesan menggunakan program 1. Mikrokontroler ATMega328 Pengujian minimum Mikrokontroler ATMega328 dilakukan dengan memberikan masukan tegangan dari 5V, jika sumber tegangan terhubung maka led indikator power otomatis akan menyala. Dengan demikian modul Mikrokontroler ATMega328 berfungsi dengan baik.
3. Penempatan modul-modul elektronik Dalam perancangan alat ini penerapan modul-modul elektronik tidak memakan banyak tempat, dibuat dan didesain seminimal mungkin agar tidak memakan banyak tempat.
2. Modul downloader Pengetesan komponen ini dilakukan dengan cara menghubungkan port serial kepada PC ( Personal Komputer ) menggunakan konektor USB to Arduino. Komponen ini berfungsi saat Software Arduino Aplha berhasil membaca port arduino UNO ATMega328 pada board yang ada di Software Arduino Alpha.
3.3.1 Blok Diagram Sistem
3.3.2 Pengetesan menggunakan multitester Kabel jumper ditest menggunakan multitester dan berfungsi dengan baik.
Dari Gambar 6. dapat disimpulkan cara kerja monitoring arus dan teganagn listrik Mengunakan Sensor Arus AC YHDC SCT 013 sebagai pembaca inputan arus dan teganagn listrik yang terpakai dengan satuan ampere dan volt .kemudian diproses menggunakan komponen seperti arduino terkoneksi mengunakan modul eternet shield. Jika sensor Arus AC YHDC SCT 013 mendeteksi adanya pemakain daya sensor secara otomatis akan langsung dilakukan penghitungan matematis oleh arduino, yaitu mengirim data melalui web based. Melalui smart phone/pc.
Gambar 6. Blok diagram sistem
3.3 Desain Sistem Mekanik ( MechanI cal Design) Dalam perancangan perangkat keras, desain mekanik merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Pada umumnya kebutuhan aplikasi terhadap desain mekanik antara lain : 1. Bentuk dan ukuran PCB ( Printed Circuit Design ) Untuk penerapan, ukuran dari papan PCB akan disesuaikan dengan bentuk dan ukuran dari mikrokontroler ATMega328 (Arduino UNO) agar tidak terjadi pemborosan tempat pada rangkaian.
3.5 Desain Sistem Listrik (Elektri-
cal D esign) Dalam desain system terdapat beberapa hal yang diperhatikan, antara lain :
6
listrik harus
Dari Gambar 7. Dapat dilihat dari beberapa alat yang terhubung seperti Arduino Uno terhubung degan Ethernet shield dan sensor arus dikalibrasi untuk megukur max 100A AC. Untuk memaksimalkan resolussi pengukuran energi listrik, mengunakan komponen elektronik seperti resistor 33 ohm dan kapasitor 6,3 V. Yang dihubungkan dengan pin 5 dan ground pada Ethernet shield.
1. Mikrokontroler yang digunakan Mikrokontroller yang akan digunakan dalam penelitian ini, mengunakan Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog , sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack , sebuah ICSP header , dan sebuat tombol reset . Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC.
3.5.1 Rangkaian mikrokontroler ATMega328 Rangkaian minimum sistem ATMega328 berfungsi sebagai pengendali utama dari sistem pengukur arus listrik yang mengalir. Mikrokontroler ini mendapat tegangan dari adapter sebesar 12V, mikrokontroler ini memiliki range 7-12V.
2. Desain driver untuk pendukung aplikasi. Desain driver untuk mendukung rangkaian ini menggunakan Arduino Alpha software 1.0.1, untuk mengupload program dengan satu kali klik button upload yang tersedia pada software ini, Arduino alpha software ini dilengkapi dengan bahasa pemrograman C/C++. Software ini berfungsi sebagai compiler dan berfungsi juga sebagai software programmer atau downloader. Kemudian software fritzing alpha yaitu software untuk simulasi memasukan program ke arduino untuk mengecek apakah terjadi error atau tidak.
3.5.2 Ranngkain eterhnet shield Rangkaian minimum sistem Eterhnet shield berfungsi sebagai pengendali untuk koneksi internet dari sistem pengukur arus listrik yang mengalir. Eterhnet shield ini mendapat tegangan dari adapter sebesar 12V 3.5.3 Rangkaian sensor Arus AC YHDC SCT 013 Pengukuran dimulai dari sensor arus yang dipasang pada konduktor phasa beban, konduktor berada diantara dua magnet, maka akan mengubah aliran arus menjadi tegangan yang kemudian masuk ke current transformer dahulu sebelum ke pengkondisian signal. Masuknya tegangan ke pengkondisian signal, akan dilanjutkan ke mikrokontroler arduino, kemudian disini tegangan akan diolah pada mikrokontroler oleh program yang telah dibuat pada library software arduino.
Gambar 7. Rangkaian umum sistem
7
melakukan pengukuran, setelah itu hasil sensor ditampilkan berbasis web base. 3.7 Tes Fungsional ( F unctional Test ) Tes fungsional dilakukan terhadap integrasi sistem listrik, mekanis dan software yang telah didesain. Tes ini dilakukan untuk meningkatkan perfoma dari perangkat lunak untuk pengontrolan desain listrik dan mengeliminasi error (Bug) dari software tersebut. Tes ini dilakukan terhadap sistem listrik dari modul mikrokontroler, modul Arus AC YHDC SCT 013 merupakan pembaca inputan untuk pengukur arus listrik yang dipakai. Hasil dari tes ini akan dijadikan sebagai acuan dalam arus dan tegangan listrik yang dipakai bahwa sensor telah bekerja. Bila semua desain telah selesai maka dapat dilanjutkan ke perakitan.
Gambar 8. Rangkaian sensor Arus AC YHDC SCT 013
Dari Gambar 8. Sensor arus dikalibrasi untuk megukur max 100A AC. Untuk memaksimalkan resolussi pengukuran energi listrik, mengunakan komponen elektronik seperti resistor 33 ohm dan kapasitor 6,3 V. Yang dihubungkan dengan pin 5 dan ground pada Ethernet shield.
3.8 Integrasi dan Perakitan (I ntegrasion) Modul listrik yang telah diintegrasi dengan software di dalam kontrolernya, diintregrasi dalam struktur mekanik yang telah dirancang. Lalu dilakukan tes fungsional dari keseluruhan rangkaian. Sistem antar muka yang dirancang untuk memonitor daya dengan dihubungkan dengan modul dan mikrokontroler melalui serial port .
3.6 Desian Software Pembuatan perangkat lunak system harus mengutamakan cara kerja yang efisien dan Gamabr 9. Adalah flowchart dari system tersebut :
3.8.1 Material Collecting Tahap ini dilakukan pengumpulan alat dan bahan yang akan digunakan untuk pembuatan rangkaian indikator monitoring arus listrik berupa hardware yang meliputi, modul Mikrokontroler ATMega328 (Arduino UNO). Dan modul eterhnetshield dilakukan juga pengumpulan software-software penunjangnya.
Gambar 9. Desain software
Sensor aktif pada saat terkoneksi dengan tegangan listrik, setelah itu menginisialisasi aktifkan mikrokontroler, mikrokontroler memproses untuk 8
pin A5 yang akan dihubungkan ke s ensor Arus AC YHDC SCT 013. Kemudian pin negatif dan positif pada mikrokontroler yaitu pin ground dan vcc.
4.8.1.1 Material Colecting Hardware a.Pengumpulan alat dan bahan : 1.Mikrokontroler ATMega328 (Arduino UNO) Berfungsi sebagai control utama dari ragkaian ini 2. Arduino Ethernet Shield Arduino Ethernet Shield adalah modul yang berfungsi menghubungkan Arduino board dengan jaringan internet 3. Sensor Arus AC YHDC SCT 013 Berfungsi sebagai alat pembaca inputan atau sebagai alat yang bekerja untuk mengetahui berapa arus dan tegangan listrik yang terpakai. 4. Tp-link/Access point Berfungsi sebagai Hub/Switch jaringan LAN (Lokal Area Network)
3.8.2.2 Assembling Software Arduino Alpha sebagai penulisan, compiler , dan Uploader listing program bahasa C/C++ ke dalam mikrokontroler. Cara kerja dari software-software sebagai berikut. 1. Buka software arduino 1.0.1 pada dekstop hingga muncul logo software. 2. Kemudian akan muncul tampilan awal software dan Kemudian masukan program yang akan kita buat bisadilihat pada Gambar 10.
3.8.1.2 Material Collecting Software Pada tahap ini dilakukan pengumpulan software-software penunjang yang akan digunakan untuk mengimplementasikan sistem rangkaian ini. Software-software tersebut adalah Arduino Alpha sebagai penulisan, compiler dan Uploader listing program bahasa C/C++ ke dalam mikrokontroler Arduino uno, Arduino Ethernet Shield berfungsi menghubungkan Arduino board dengan jaringan internet dan Fritzing sebagai software untuk menggambar skematik rangkaian atau simulator .
Gambar 10.Program terlampir 4. HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam tahap ini akan dibahas mengenai dimensi keseluruhan alat pembahasan dan pengujian sistem sebagai hasil implementasi.
3.8.2 Assembling Tahap assembling (pembuatan) merupakan dimana seluruh obyek dibuat, baik secara hardware (miniatur dan rangkaian driver) serta secara software yang merupakan compiler
4.1 Keterangan Alat dan Dimensi Alat Alat yang dibuat untuk pengukuran arus dan tenganagn listrik model Internet of Things (IoT) berbasis mikrokontroler. Mengunakan Mikrokontroler ATMega328 (arduino uno) secara keseluruhan memiliki dimensi dengan ukuran untuk dasar 28cm x 17cm. Bentuk dari semua modul yang dibuat seperti gambar 11.
3.8.2.1 Assembling Hardware Dalam tahap assembling hardware dilakukan dengan beberapa tahapan dalam pembuatan sistem kontrol yaitu : Pertama membuat jalur rangkaian terlebih dahulu pada mikrokontroler ATMega328 yaitu dengan menggunakan 9
Address 192.168.1.177. Sepetri pada Gambar 12 dan 13.
Gambar 11. Gabungan dari beberapa modul rangkaian Gambar 12. Tampilan sebelum pengukuran arus dan teganganlistrik melalui web based (pc).
Dari Gambar 11. dapat disimpulkan cara kerja monitoring arus dan tegangan listrik Mengunakan Sensor Arus AC YHDC SCT 013 sebagai pembaca inputan arus dan tegangan listrik yang terpakai dengan satuan Ampere dan Volt . Kemudian diproses menggunakan komponen seperti arduino terkoneksi mengunakan modul eternet shield. Jika sensor Arus AC YHDC SCT 013 mendeteksi adanya pemakain daya sensor secara otomatis akan langsung dilakukan penghitungan matematis oleh arduino, yaitu mengirim data melalui web based. Yang bias diakses melalui PC ataupun Smartphone.
Gambar 13. Tampilan sebelum pengukuran arus dan tegangan listrik melalui web based (Smartphone) 4.3 Tes Fungsional Keseluruhan Sistem
(Overall Testing) Pada tahapan ini dilakukan pengetesan fungsi dari keseluruhan sistem. Apakah dapat berfungsi sesuai dengan konsep atau tidak. Bila ada sistem yang tidak dapat bekerja dengan baik maka harus dilakukan proses perakitan ulang setiap bagian sistemnya. Uji coba ini meliputi uji coba struktural, fungsional dan uji coba validasi.
4.2 Pembahasan Pada tahap pembahasan ini akan dibahas mengenai bagaimana sistem bekerja mulai dari tahap awal, pemberian inputan hingga dapat mengukur pemakainan arus dengan Satuan Ampere(A) dan tegangan Dengan Satuan Volt (V) listrik. Pada tahap awal sistem diberikan catu daya yang berasal dari laptop. Sensor Arus AC YHDC SCT 013 akan membaca inputan arus dan tegangan lisrik dengan keluaran yaitu satua Ampere dan volt. Kemudian diproses melalui arduino yang terhubung dengan jaringan intrnet melalui modul Ethernet shield. arus dan tegangan listrik yang terpakai ini akan ditampilan melalui web base yang bias diakses melalui PC ataupun Smartphone pada localhost IP
4.3.1 Pengujian Struktural Tahapan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah sistem yang sudah dibuat sesuai dengan rancangan yang sudah ada. Pada pengujian ini alat yang digunakan adalah multitester.
10
4.3.1.1 Blok Rangkaian Indikator pengukuran arus dan tegangan listrik Pengujian pada blok rangkaian pengukuran arus listrik apakah pin dari Mikrokontroler terhubung dengan modulmodul yang dibuat sehingga dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Pin-pin yang digunakan pin A5 dan ground, untuk inputan sensor Arus AC YHDC SCT 013 Pada pengujian diatas jika pada setiap kaki sudah terhubung maka alat akan menunjukkan Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Hasil pengujian struktural Pin Mikrokontroler Pin Pin A5 Pin ground
Pin yang dihubungkan Eterhnet salid Sensor Arus Sensor arus
Terhubung Terhubung
Pin ground
Resistor
Terhubung
Alat/Beban
Watt 0w 69w
Apparent power 0,00VA 8,75VA
Tampa beban Lampu 25 W + laptop Lampu 100W + laptop
0,00A 0,04A
114W
33,26VA
0,15A
Blander
350W
144,15VA
0,65A
Strika
350W
79,98VA
0,33A
Rice cooker
400W
128,49VA
0,58A
1.313W
364,60VA
1,66A
Lampu 100W+Bland er+strika+Ric e cooker
Keterangn
Irms
4.3.3 Pengujian Validasi Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sistem yang dibuat sudah bekerja dengan benar atau tidak. Dimana pengujiannya dilakukan dengan cara melihat apakah alat pengukuran arus dan tegangan listrik dapat bekerja dengan baik atau tidak yang ditandai menyalanya modul arduino eterhnet salid. Pengujian pada penerepan sensor arus untuk pengukuran arus dan tegangan listrik. Pada uji coba pertama dilakukan percobaan dengan memberikan tegangan ke modul arduino, selajutnya arduino memerintahkan sensor untuk mengukur pemakaina arus listrik yang ada dalam penerepan sensor arus, untuk menghitung pemakain arus listrik seperti pada Gambar 14.
Terhubung
4.3.2 Pengujian Fungsional ada tahap ini dilakukan pengujia yang bertujuan untuk mengetahui apakah uji coba yang dilakukan sudah berjalan dengan baik dan sesuai dengan sistem yang ada. Untuk pengujian perangkat keras alat yang digunakan adalah multitester dengan satuan daya DC Volt, dimana pena positif pada multitester harus diletakkan pada Vcc dan pena negatif diletakkan pada ground. 4.3.2.1 Pengujian Modul Sensor arus ac yhdc sct 013 . Pengujian Modul Sensor arus dilakukan dengan cara memberikan tegangan 5V DC dari Mikrokontroler ATMega328. Setelah itu output tegangan dicek melalui serial monitor software arduino. Tabel 3. Hasil Pengujian Fungsional arus dan tegangan listrik
Gambar 14. Tampilan pengukuran arus dan tegangan listrik melalui web based 11
menginstall ulang software dan data file untuk izin akses komputer antara kabel USB Downloader Serial to USB (komputer ke rangkaian modul mikrokontroler). 4.5 Optimasi (Optimization ). Pada sistem ini masih ditemukannya kendala dalam perakitan dan keseluruhan sistem, sistem data hasil pengukuran arus dengan satuan Ampere (A) Dan tegangan dengan satuan Volt (V) Tidak dapat tersimpan sebagai bahan untuk monitoring. Maka dapat dilakukan optimasi untuk meningkatkan performa dari sistem yang telah dirancang hasil rangkaian keseluruhan Prototipe pengukuran arus dengan Satuan Ampere (A) dan teganagn dengan Satuan Volt (V) listrik. Model Internet of Things (IoT) Berbasis Mikrokontroler.
Gambar 15. Hasil Pengukuran Arus Dan Teganag listrik melalui Web based (pc)
Gambar 16. Hasil Pengukuran Arus Dan Tegangan listrik melalui Web based (smartphone)
Pada Gambar 15 dan 16 sudah terlihat modul-modul yang ada telah berhubungan dengan Arduino Uno, modul ethernet shelid sensor arus dan akses point. Dengan melakukan uji coba maka dapat dikatakan bahwa alat pengukura arus dan tegangan listrik telah siap. Tahap selanjutnya jika sensor arus dijalankan maka untuk melihat hasil pengukuran arus dan tegangan lisrtik diperlukan terkoneksi Jaringan localhost IP Address 192.168.1.177 .
5. Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan Model indikator pengukuran arus dengan satuan Ampere (A) dan tegangan dengan satuan Volt (V) listrik menggunakan sensor Arus AC YHDC SCT 013 Max 100 A, dirancang dan dibuat untuk memberikan informasi pemakaian arus dan tegangan lisrik yang terpakai, dan dapat dimanfaatkan sebagai model Intenrnet of Things (IoT) yang real time. pengukuran arus dan tegangan listrik untuk instansiinstansi yang membutuhkan. Perancang dan implementasi model ini, dilakukan dengan merajuk pada pengembangan yang digunakan yaitu menggunakan metode penelitian bidang Hardware Programming , perancangan model meliputi pemograman desain sistem mekanik, desain seistem listrik, desain software, diimplementasikan melalui software arduino alpha 1.0.1 dan software fritzing alpha.
4.4 Kendala Perakitan Komponen Modul dan Sistem Pada saat perakitan pengukuran arus dan tegangan listrik ditemukan kendala dalam perakitan sistem dan komponen yaitu untuk kendala sistemnya terletak pada listing program yang eror atau debug serta program yang tidak dapat download ke modul Mikrokontroler. Maka dari itu untuk penyelesaian perbaikannya dilakukan cecking listing baris program dan memperbaikinya serta 12
Program dan rangkaian alat ini dapat difungsikan sebagai alat yang mampu menginformasikan pemakaian arus dan tegangan listrik secara otomatis berbasis web based, model lokal host pada penelitian ini, program dan rancangan dibuat dan difungsikan untuk menginformasikan kapada operator engineering maintenance department pada instansi yang membutukan. Dengan terkoneksi internet, maka dapat mempermudah kegiatan kerja dan efisiensi waktu kerja. Dalam pengambilan data energi listrik dan memudahkan dalam pengontrolan untuk perawatan mesin, dengan pemakain energi listrik max 100 A.
Akbar Rahmat ramadhan. 2003. Modul pembelajaran pengukuran listrik. Universitas Negri Jakarta teknik elekro. Azis Wisnu, Widhi Nugraha, Imron Rosyadi, Fajar Surya Tri Nugroho, Winasis (2016). Desain Sistem Monitoring Sistem Photovoltaic Berbasis Internet of Things (IoT). UNISED, Teknik elektro. Dany Setiawan. 2014. Ilmu Teknologi Informasi. It sharing for Indonesia open knowledge community. [internet] http://imulti.org. 20 Oktober 2016. Dayat Hidayat. 2015. belajararduino-ethernet-shiledw5100arduino Ethernet [internet] http://dayata rduino.blogspot.co.id 10 januari 2015.
5.1 Saran Indikator pengukuran arus dengan Satuan Ampere (A) dan tegangan dengan Satuan Volt (V) listik ini masih jauh dari kata sempurna karena masih banyak yang perlu dikembangkan, contohnya sensor yang dapat diganti sesuai dengan maximal pengukuran arus listik. dan monitoring arus dan tegangan listik untuk saat ini hanya bisa diakses local host dan kekuranagan sistem data hasil pengukuran tidak dapat tersimpan sebagai bahan untuk monitoring.
Firdha Amalia Rakhmat. 2015. Makalah penghantar teknologi telematika internet of things. [internet] http://amalliafr.blog.st3telkom.ac.id. 16 Desember 2015 Imam khambali. 2014. Penertian Tp Link . [internet] http://alikhambali99.blogspot.co.id 18 januari 2015.
6. DAFTAR PUSTAKA Irma Anggraeni, M.ramdhani, M.ary Murti. 2010. sistem monitoring pengunaan daya listrik mengunakan sensor arus berbasis mikrokonteroler AVR ATMEGA 8535 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom.
Afrizal Fitriandi, Endah Komalasari, Herri Gusmedi. 2016. Rancang Bangun Alat Monitoring Arus dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler dengan SMS Gateway Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung.
Lukman Subekti, Ahmad Mukhlis Akhyari .2013. Prototipe sistem prabayar energi listrik untuk kamar kos berbasis mikrokontroler. Program Diploma Teknik Elektro Sekolah Vokasi UGM.
Agus sulistiyo. 2011. KWH Meter digital Terkoneksi personal computer (pc) berbasis mikrokontroler ATMega 16.
13
Setianto, K. 2009. Pembuatan Pengendali Lampu Taman Sistem Telepon Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Bogor. IPB Wahri Sunanda, Irwan Dinata. 2014. PenerapanPerangkat Wireless Monitoring Energi Listrik Berbasis Arduino dan Internet Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Bangka Belitung
14