Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik [PDF]

Citation preview

Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT) HALAMAN SAMPUL



LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar Diploma Tiga (D-3) pada Politeknik Negeri Ujung Pandang



Oleh: Dhea Anggita Rantetasak



Ilmah Rafi’a Nasir



(32217014)



(32217016)



PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG MAKASSAR 2020



HALAMAN PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir dengan judul “Rancang Bangun Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT)” oleh Dhea Anggita Rantetasak NIM 322 17 014 dan Ilmah Rafi’a Nasir NIM 322 17 016 dinyatakan layak untuk diujikan.



Makassar,



September 2020



Mengesahkan, Pembimbing I



Pembimbing II



Ir. Andi Muis, M.T. NIP. 19570525 199003 1 001



Arni Litha, S.T.,M.T. NIP. 19730401 199903 2 002



Mengetahui, Ketua Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi



Yuniarti, S.ST.,M.T. NIP. 19770603 200212 2 002



ii



HALAMAN PENERIMAAN Pada hari ini, Kamis tanggal 17 September 2020, Laporan Tugas Akhir atas nama mahasiswa: Dhea Anggita Rantetasak NIM 322 17 014 dan Ilmah Rafi’a Nasir NIM 322 17 016 dengan judul “Rancang Bangun Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT)” dinyatakan diterima oleh tim penguji Laporan Tugas Akhir.



Makassar,



September 2020



Tim Penguji Laporan Tugas Akhir:



1. Lidemar Halide, S.T., M.T.



Ketua



(................................)



2. Yuniarti, S.ST., M.T.



Sekretaris



(................................)



3. Sahbuddin Abdul Kadir, S.T., M.T.



Anggota



(................................)



4. Mardhiyah Nas, S.T., M.T.



Anggota



(................................)



5. Ir. Andi Muis, M.T.



Anggota



(................................)



6. Arni Litha, S.T., M.T.



Anggota



(................................)



iii



KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas Rahmat dan KaruniaNya-lah, penulisan Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT)” dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini dibuat dengan tujuan untuk memenuhi persyaratan kelulusan Program Studi Teknik Telekomunikasi Diploma III jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis berpegang pada teori yang penulis dapatkan dari pihak-pihak lain yang sangat membantu hingga terselesaikannya tugas akhir ini. Penulis sangat menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekeliruan dan masih memerlukan perbaikan secara menyeluruh. Hal ini tidak lain karena keterbatasan



ilmu dan



kemampuan yang dimiliki penulis,



karena itu berbagai masukan dan saran yang sifatnya membangun sangatlah diharapkan demi kesempurnaan proposal tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa proses awal hingga selesainya laporan tugas akhir ini, banyak sekali pihak yang telah terlibat dan berperan serta mewujudkan terselesainya tugas akhir ini, karena itu penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang setinggi-tingginya kepada mereka yang secara moril maupun materil telah banyak membantu penulis untuk merampungkan tugas akhir ini hingga selesai. Maka pada kesempatan kali ini pula penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada : 1.



Bapak Ir. Muhammad Anshar, M.Si, ph.D, selaku Direktur Politeknik Negeri Ujung Pandang.



2.



Bapak Ahmad Rizal Sultan, S.T., M.T., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang.



3.



Ibu Yuniarti, S.S.T., M.T,



selaku Ketua Program Studi D3 Teknik



Telekomunikasi.



iv



4.



Bapak Ir Andi Muis, M.T., selaku Dosen Pengarah 1, yang telah sabar dalam membimbing dan mendampingi penulis serta banyak membantu selama proses pengerjaan Tugas Akhir ini.



5.



Ibu Arni Litha, S.T., M.T., selaku Dosen Pengarah II, yang telah sabar dalam membimbing dan mendampingi penulis serta banyak membantu selama proses pengerjaan Tugas Akhir ini.



6.



Seluruh staff pengajar Politeknik Negeri Ujung Pandang yang telah membimbing dan memberikan materi perkuliahan kepada penulis.



7.



Teman-teman kelas 3A D3 Teknik Telekomunikasi angkatan 2017, yang telah memberikan dukungan serta masukkan kepada penulis.



8.



Seluruh pihak-pihak terkait yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu penulis hingga terselesaikannya tugas akhir ini. Dalam kesempatan ini, penulis menghaturkan terima kasih yang dalam



kepada semua pihak yang telah membantu menyumbangkan ide dan pikiran mereka demi terwujudnya laporan tugas akhir ini.



Makassar,



September 2020



Penulis



v



DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL.............................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................ii KATA PENGANTAR............................................................................................iv DAFTAR ISI...........................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR...............................................................................................x DAFTAR TABEL...................................................................................................xi RINGKASAN.......................................................................................................xiii BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1 1.1



Latar Belakang.............................................................................................1



1.2



Rumusan Masalah........................................................................................3



1.3



Ruang Lingkup Kegiatan.............................................................................3



1.4



Tujuan dan Manfaat Kegiatan......................................................................3



1.4.1 Tujuan..........................................................................................................3 1.4.2 Manfaat........................................................................................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................4 2.1



Mikrokontroler.............................................................................................5



2.2



Program Processing Arduino IDE...............................................................7



2.3



Internet of Things (IoT).............................................................................14



2.3.1 Definisi Alternatif......................................................................................15 vi



2.3.2 Prinsip Kerja IoT........................................................................................16 2.3.3 Metode dan Pengimplementasian IoT........................................................17 2.4



Wemos D1 Mini.........................................................................................18



2.5



Modul Energi PZEM-004T........................................................................19



2.6



Modul Relay...............................................................................................20



2.7



LCD Oled...................................................................................................22



2.8



Aplikasi Blynk...........................................................................................23



2.8.1 Fitur Blynk.................................................................................................25 2.8.2 Batasan dan Rekomendasi Penggunaan Blynk..........................................26 2.8.3 Fungsi Operasi Utama pada Blynk............................................................27 BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................30 3.1



Tempat dan Waktu Kegiatan......................................................................30



3.2



Alat dan Bahan...........................................................................................30



3.2.1 Alat.............................................................................................................30 3.2.2 Bahan............................................................................................................31 3.3



Tahapan Penelitian.....................................................................................31



3.3.1 Studi Literatur............................................................................................31 3.3.2 Identifikasi Masalah...................................................................................32 3.3.3 Perancangan Sistem Perangkat Keras (Hardware)....................................32 3.3.4 Pengujian Alat............................................................................................33



vii



3.4



Teknik Analisis Data..................................................................................34



3.5



Perancangan Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis IoT...35



3.5.1 Perancangan Perangkat Keras Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis IoT...........................................................................................................35 3.5.2 Perancangan Box........................................................................................36 3.5.3 Perancangan Aplikasi Android (Blynk).....................................................36 3.5.4 Pemrograman Mikrokontroller Wemos pada Software Arduino IDE........38 3.6



Spesifikasi Komponen Alat Rancangan.....................................................41



3.6.1 Wemos D1 Mini.........................................................................................41 3.6.2 Modul Energi PZEM-004T........................................................................42 3.6.3 Modul Relay...............................................................................................42 3.6.4 LCD Oled...................................................................................................42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...............................................................44 4.1



Pengujian Alat Rancangan Selama Satu Jam.............................................44



4.2



Pengujian Jarak..........................................................................................46



4.3



Pengujian Stop Kontak...............................................................................47



4.4



Pengujian Stop Kontak OFF Otomatis Apabila Telah Melebihi Daya



Referensi yang Telah Ditentukan...........................................................................47 4.5



Pengukuran Perbandingan Tegangan, Arus, dan Daya..............................48



BAB V PENUTUP.................................................................................................51



viii



5.1



Kesimpulan................................................................................................51



5.2



Saran...........................................................................................................52



DAFTAR PUSTAKA............................................................................................53 LAMPIRAN...........................................................................................................56



ix



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mikrokontroler.....................................................................................6 Gambar 2.2 Tampilan sofware Arduino IDE...........................................................8 Gambar 2.3 Internet of Things...............................................................................14 Gambar 2.4 Wemos D1 Mini.................................................................................18 Gambar 2.5 Modul PZEM-004T............................................................................20 Gambar 2.6 Konfigurasi antara Sensor PZEM-004T dengan Beban.....................20 Gambar 2.7 Relay..................................................................................................21 Gambar 2.8 Struktur Sederhana Relay...................................................................22 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Perangkat Keras (Hardware)..........................32 Gambar 3.2 Flowchart sistem monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT...34 Gambar 3.3 Tampilan Aplikasi Blynk....................................................................37 Gambar 3.4 Add URLs Additional Board Manager ESP8266..............................39 Gambar 3.5 Setting Board......................................................................................39 Gambar 3.6 Pengaturan Jenis Port pada Arduino IDE...........................................40 Gambar 3.7 Include Library...................................................................................40 Gambar 4.1 Memulai Pengujian............................................................................44 Gambar 4.2 Pengujian setelah satu jam.................................................................45 Gambar 4.3 Kontrol Stop Kontak..........................................................................47



x



DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Daftar alat...............................................................................................30 Tabel 3.2 Daftar bahan...........................................................................................31



Tabel



4.1



Pengujian



jarak.......................................................................................46 Tabel 4.2 Perbandingan pengukuran alat dan aplikasi...........................................48 Tabel 4.3 Pengukuran perbandingan alat ukur standar dengan alat rancangan.....49 Tabel 4.4 Persentase error alat ukur rancangan terhadap alat ukur standar...........50



xi



SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Dhea Anggita Rantetasak / Ilmah Rafi’a Nasir NIM : 322 17 014 / 322 17 016 Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam Laporan Tugas Akhir yang berjudul



“Rancang Bangun Sistem Pemakaian



Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT)” merupakan gagasan dan hasil karya penulis sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi dan instansi manapun. Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam naskah dan dicantumkan dalam Laporan Tugas Akhir ini. Jika pernyataan penulis tersebut diatas tidak benar, penulis siap menanggung resiko yang ditetapkan oleh Politeknik Negeri Ujung Pandang.



Makassar,



Dhea Anggita Rantetasak NIM: 322 17 014



September 2020



Ilmah Rafi’a Nasir NIM: 322 17 016



xii



RINGKASAN Kebutuhan manusia akan pasokan energi listrik semakin meningkat sehingga pemakaian listrik secara bijak dengan memonitor pemakaian listrik di tiap rumah tinggal menjadi salah satu solusi untuk menghemat pengeluaran biaya tagihan listrik serta mengurangi pembakaran energi fosil yang menyebabkan pemanasan global. Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang perangkat keras dan perangkat lunak alat monitoring pemakaian daya listrik dan pengontrolan stop kontak berbasis Internet of Things (IoT). Tugas akhir ini merupakan jenis penelitian pengembangan yang terdiri dari beberapa tahapan penelitian yaitu: Studi literatur, identifikasi masalah, perancangan alat yang terdiri dari desain mekanik dan elektrikal, membangun perangkat keras dan perangkat lunak monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT, serta pengujian dan evaluasi dari alat rancangan. Hasil yang diperoleh dari penyusunan tugas akhir ini yaitu terciptanya perangkat keras dan perangkat lunak monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT yang terdiri dari wemos sebagai pengontrolutama, sensor PZEM-004T sebagai sensor arus, tegangan, daya, dan energi, LCD OLED sebagai display alat rancangan, serta relay sebagai pengontrol ON/OFF stop kontak. Hasil pengujian menunjukkan sistem monitoring pemakaian listrik berbasis IoT membantu dalam memonitor pemakaiana listrik, serta dapat mengontrol ON/OFF stop kontak yang terhubung dengan alat rancangan. Perbandingan dari unjuk kerja alat rancangan dengan alat ukur standar menghasilkan persentase error/kesalahan tegangan sebesar 0.64% pada beban kipas angin, 0.59% pada beban solder, dan 0.51% pada bebang charger laptop. Persentase kesalahan pembacaan arus sebesar 2.94% pada beban kipas angin, 7.14% untuk solder, dan 4.76% pada laptop. Sedangkan persentase kesalahan pembacaan daya sebesar 4.98% untuk kipas angin, 11.4% untuk solder, dan 3.07% untuk laptop.



xiii



BAB I PENDAHULUAN 1.1.1



Latar Belakang Kebutuhan manusia akan pasokan energi listrik akan meningkat setiap



tahunnya. Peningkatan listrik di Indonesia juga terus menunjukkan peningkatan sejalan dengan bertambahnya akses listrik serta perubahan gaya hidup masyarakat. Berdasarkan data kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM), konsumsi listrik Indonesia 2017 mencapai 1.021 Kilowatt per Hour (KWh)/kapita, kemudian pada tahun 2019 naik sebesar 5,9 persen dari tahun sebelumnya. Untuk tahun ini, pemerintah menargetkan konsumsi listrik masyarakat akan meningkat menjadi 1.129 KWh/kapita. Kenaikan jumlah pemakaian energi listrik ini menjadi indikator kemakmuran masyarakat disuatu negara, namun pemakaian lisrik yang tidak bijak berdampak buruk untuk kelestarian lingkungan serta pemborosan biaya yang dikeluarkan maka dari itu perlu dilakukan upaya penghematan lisrik. Pemakaian listrik secara bijak menjadi salah satu solusi untuk menghemat pengeluaran biaya tagihan listrik serta mengurangi pembakaran energi fosil yang menyebabkan pemanasan global hal ini dikarenakan energi listrik banyak berasal dari bahan bakar fosil atau batu bara yang jika digunakan terus menerus mengakibatkan semakin tinggi emisi karbon yang dihasilkan pembangkit listrik. Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi saat ini sangat pesat. Salah satu penerapan teknologi yang berkembang dalam era revolusi industri 4.0



1



yaitu Internet of Things (IoT). Kementerian Perindustrian Republik Indonesia meyakini IoT menjadi penentu dalam mewujudkan Making Indonesia 4.0. IoT adalah sebuah konsep dimana suatu objek mampu mentransfer data melalui konektivitas internet tanpa perlu interaksi manusia ke manusia ataupun manusia ke komputer secara manual. Dari konsep tersebut muncul suatu ide untuk memanfaatkan teknologi IoT yang diaplikasikan untuk menghemat energi listrik dan memberi informasi terkait parameter kelistrikan pada rumah tinggal secara real time. Ide tersebut berupa sistem monitoring dan pengontrolan stop kontak yang dapat diakses diaplikasi smartphone, data yang dimunculkan berupa nilai tegangan, arus, daya, KWh meter, frekuensi, dan power factor. Berdasarkan penjelasan dari latar belakang tersebut, kemudian muncul ide untuk membuat sebuah rancang bangun Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis IoT. Sebelumnya ide tersebut sudah pernah ada berupa Sistem Kontrol KWH Meter Pelanggan Satu Phasa Berbasis IoT yang dapat bekerja sejauh 20 meter (Mustamin dan Ardi, 2019). Sehingga dalam perancangan tugas akhir ini, terdapat pengembangan dimana alat ini dapat dimonitor dan dikontrol dengan menggunakan IoT. Jarak bukan lagi menjadi masalah karena dapat dimonitor dimanapun selagi koneksi internet terhubung, serta OFF secara otomatis apabila melebihi kapasitas daya yang ditentukan.



2



1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, berikut ini dipaparkan rumusan masalah bagaimana merancang perangkat keras dan perangkat lunak alat monitoring pemakaian daya listrik dan pengntrolan stop kontak berbasis IoT?



1.3 Ruang Lingkup Kegiatan Ruang lingkup kegiatan yang akan ditangani yaitu: 1.



Monitoring pemakaian daya listrik dan kontrol stop kontak berbasis IoT.



2.



Interface komunikasi dengan IoT menggunakan tampilan berbasis pemrograman Arduino.



1.4 Tujuan dan Manfaat Kegiatan 1.4.1 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini yaitu merancang perangkat keras dan perangkat lunak alat monitoring pemakaian daya listrik dan pengntrolan stop kontak berbasis IoT. 1.4.2 Manfaat Adapun manfaat dari perancangan ini yaitu mempermudah pengguna dalam memonitoring pemakaian daya listrik agar penggunaan listrik lebih efisien.



3



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



Penelitian yang dilakukan oleh (Adam, dkk, 2019:16) mengenai Sistem Monitoring Arus dan Tegangan Menggunakan SMS Gateway. Penelitian ini didasari akibat digitalisasi yang mempengaruhi perkembangan sistem monitoring pemakaian listrik untuk peralatan rumah. Namun masih banyak pengguna energi listrik yang belum bisa memonitoring daya listrik secara detail. Sehinggan penelitian ini membahas tentang sistem monitoring besaran listrik seperti arus dan tegangan. Sistem ini memanfaatkan sensor arus AC SCT 013-000 dan sensor tegangan ZMPT101B untuk membaca besaran listrik. Arduino mega memproses data yang dihasilkan oleh sensor-sensor dan mengirimkan data menggunakan SIM 800L ke handphone melalui SMS sehingga pengguna mampu memantau dan mengontrol pemakaian energi listrik secara cepat dan tepat. Data tegangan dan arus listrik juga tersimpan di data logger yang digunakan sebagai data cadangan jika sistem tidak bekerja secara normal/sistem eror. Penggunaan SMS dirasakan handal karena hanya membutuhkan minimal jaringan GPRS/Edge untuk pengiriman data yang dikirim dengan karakter yang cukup panjang sehingga semua informasi data tegangan dan arus dapat dikirim seluruhnya ke pengguna. Dalam jurnal (Hesti dan Marniati, 2018:46) menjelaskan tentang Rancang bangun terminal stop kontak Via SMS (Short Message Service) Berbasis mikrokontroler. Kelebihan dari alat ini adalah dapat mengendalikan alat-alat yang



4



menggunakan energi listrik untuk menjalankan sistem yang dibawa didalam alat tersebut dari jarak jauh. Sistem monitoring listrik berkembang seiring berjalannya waktu seperti penelitian yang dilakukan oleh (Mustamin dan Ardi, 2019) yaitu rancang bangun Sistem Kontrol KWH Meter Pelanggan Satu Phasa Berbasis Internet of Things yang menggunakan Arduino mega pro mini sebagai pengontrol utamanya. Kelebihan dari sistem ini yakni dapat memonitoring hingga jarak 20 meter melalui internet berupa tampilan data pada aplikasi Smartphone yang dirancang menggunakan aplikasi Inventor.



2.1.1



Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil yang dikemas dalam bentuk



chip IC (Integrated Circuit) dan dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu. Pada dasarnya, sebuah IC Mikrokontroler terdiri dari satu atau lebih inti prosesor (CPU), Memori (RAM dan ROM) serta perangkat INPUT dan OUTPUT yang dapat diprogram. Dalam pengaplikasiannya, pengendali mikro yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Microcontroller ini digunakan dalam produk ataupun perangkat yang dikendalikan secara otomatis seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis, pengendali jarak jauh, mesin, peralatan listrik, mainan dan perangkat-perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya. Penggunaan Mikrokontroler ini semakin populer karena kemampuannya yang dapat mengurangi ukuran dan biaya pada suatu produk atau desain apabila



5



dibandingkan dengan desain yang dibangun dengan menggunakan mikroprosesor dengan memori dan perangkat input dan output secara terpisah.



Gambar 2.1 Mikrokontroler Kelebihan Sistem Dengan Mikrokontroler a.



Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.



b.



Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.



6



c.



Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.



d.



Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.



e.



Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.



1.2 Program Processing Arduino IDE Processing adalah sebuah bahasa program open-source berdasarkan program Java, dengan menggunakan pemograman sintaks dan grafis yang disederhanakan serta dirancang untuk kebutuhan pengembangan elektronik, seni media, desain visual dengan tujuan pengajaran dasar-dasar pemograman komputer dalam konteks visual dan sebagai dasar sketsa elektronik. Proyek ini dimulai pada tahun 2001 oleh Casey Reas dan Benjamin Fry yang berasa dari lulusan Estetika dan Komputasi di MIT (Massachusetts Institute of Technology). Salah satu tujuan lain dari pengolahan adalah sebagai alat untuk mendapatkan non- programmer dimulai dengan pemograman, melalui kepuasan instan dari umpan balik visual. Arduino IDE (Integrated Development Environment) sendiri adalah sebuah software bawaan arduino yang juga dapat berfungsi untuk memprogram perangkat keras mikrokontroler Wemos selain Arduino itu sendiri. Software ini memungkinkan untuk membuat program yang sesuai dengan keinginan dan



7



kemudian memasukkan/menanamkan program tersebut ke dalam perangkat keras yang dimiliki tanpa menggunakan hardware eksternal, karena pada main board Wemos juga telah dilengkapi dengan bootloader dan downloader yang telah terpasang seperti pada main board Arduino.



Gambar 2.2 Tampilan sofware Arduino IDE Terdapat 6 buah tombol utama pada toolbar tersebut yang memiliki fungsi sesuai dengan deskripsi pada table di bawah ini :



8



Tabel 2.1 Deskripsi ToolBar Arduino IDE Toolbar



Deskripsi Verify, Berfungsi untuk melakukan Error Checking kode yang dibuat Upload, Mengkompilasi dan melakukan upload kode pada Board yang digunakan. New, Berfungsi untuk membuat sketch baru Open, Berfungsi untuk membuka sketch yang pernah dibuat untuk editing atau upload ulang ke Mikrokontroler Save, Berfungsi untuk menyimpan sketch yang telah dibuat Serial Monitor, Dapat digunakan untuk menampilkan nilai proses, nilai pembacaan, serta pesan error



Dalam perancangan alat ini penulis menggunakan Arduino IDE dikarenakan lebih mudah dan familiar seperti menggunakan Arduino Uno. IDE Arduino sendiri terdiri beberapa bagian program utama diantaranya : a. Editor Program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing (red: yang benar adalah dalam bahasa C/C++ yang disederhanakan, yang merupakan turunan dari proyek open source Wiring. Salah satu miskonsepsi paling umum tentang bahasa yang digunakan di Arduino adalah bahwa bahasa ini merupakan “bahasa” Processing). b. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing C/C++) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing (red: tingkat tinggi seperti C/C++). Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler



9



adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. c. Uploader, merupakan sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memori di dalam mikrokontroler. mendukung proses upload menggunakan fitur bootloader modul Arduino ataupun menggunakan bantuan device programmer. d. Library, sebuah file yang memberikan fungsi ekstra dari sketch yang kamu buat agar Arduino dapat bekerja dengan hardware tertentu dan melakukan proses manipulasi data. Untuk menginstal Library pihak ketiga alias Library bukan dari Arduino, dapat dilakukan dengan menambahkan Library Manager secara manual, Import file .zip, atau Copy-Paste secara manual folder library yang diinginkan pada folder libraries hasil instalasi Arduino. e. Board Manager, sebuah menu menambahkan modul ekstra dari Arduino IDE yang memungkinkan menggunakan Board Module selain Arduino sesuai yang diinginkan seperti Wemos D1 dan Generic ESP8266 Module. f. Sketch, sebuah teks editor sederhana untuk menulis kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketsa. Kata “sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama. Fitur Fungsi pada Sketch Arduino IDE, sketch merupakan lembar kerja pada sistem arduino yang digunakan untuk menulis listing program, mengedit, mengcompile dan kemudian meng-upload ke dalam Mikrokontroler tersebut. Sketch



10



Arduino terdiri dari bagian-bagian seperti Comments, fungsi Setup (), fungsi Loop (), Fungsi Serial dan variabel. Dibawah ini akan dijelaskan secara lebih detail mengenai bagian-bagian tersebut. a. Comments Comments digunakan untuk memudahkan membaca kode yang telah disediakan developer, untuk menjelaskan tujuan dari dibuatnya program ini, cara kerjanya, atau mengapa program tersebut ditulis seperti itu. Dibawah adalah contoh Comments : /* Blink */ Salah satu tujuan comments adalah untuk membantu ketika adanya kode yang ingin diperbaiki serta hal ini dapat membantu orang lain untuk belajar dari atau memodifikasi kode yang sudah berjalan. Ada comments dengan bentuk lain, yaitu single-line. Comments ini dimulai dengan “ // “ dan lanjut hingga ke akhir baris. Sebagai contohnya adalah : Blynk.begin(auth, "ZenMax", "1sampai9"); //insert here your SSID and password Kalimat yang berisi pesan ini “//insert here your SSID and password” adalah sebuah comments yang digunakan untuk menjelaskan perintah untuk menyesuaikan SSID dan password yang digunakan. b. Fungsi Setup () Terdapat salah satu fungsi khusus yang merupakan bagian dari sketch yaitu “Setup ()“. Fungsi Setup () dipanggil sekali, yaitu ketika sketsa



11



dimulai. Fungsi ini merupakan tempat yang baik untuk melakukan pengaturan-pengaturan seperti : 



Pengaturan mode output pada pin digital







Inisialisasi Library Mikrokontroler







Inisialisasi Variabel, dan lain-lain







Fungsi Setup hanya akan berjalan sekali, setelah setiap PowerUp atau setelah tombol reset pada rangkaian modul Arduino ditekan.



c. Fungsi Loop () Fungsi Loop () adalah salah satu fungsi utama dalam sketch Arduino IDE. Fungsi ini dipanggil berulang kali oleh modul Mikrokontroler untuk menjalankan program yang telah tersimpan di dalamnya. Fungsi Loop () sesuai dengan namanya, melakukan perulangan setiap listing program yang dituliskan, yang pada saat tertentu variabel dari program telah diupload berubah sehingga sistem merespon dan menghasilkan output baru yang berbeda dengan hasil output pertama. d. Fungsi Serial () Fungsi Serial () berfungsi untuk mengkomunikasikan antara arduino dengan hardware lain, baik mengirimkan data ataupun menerima data. Arduino IDE dan hardware lain tersebut tersambung pada suatu temoat yang bernama Serial Port. Serial sendiri bukan merupakan sebuah fungsi, tetapi terdiri dari beberapa fungsi yang digunakan untuk melakukan operasi pada komunikasi serial. Bentuk umum fungsi ini adalah : Serial.begin(baudrate)



12



Variabel baudrate disini adalah rasio modulasi, dan harus dicocokkan dengan baudrate hardware yang digunakan. Pada program ini, baudrate yang digunakan adalah 9600, karena akan



berkomunikasi dengan



komputer melewati port USB mikrokontroler. Untuk memakai serial, yang pertama harus dilakukan adalah melakukan inisiasi, yaitu dengan menggunakan fungsi Serial.begin(). e. Variabel Variabel adalah tempat untuk menyimpan data. Variabel memiliki nama, nilai, dan tipe. Sebagai contoh, pernyataan ini (disebut deklarasi). Perintah ini menciptakan variabel yang namanya pin, yang nilainya adalah 6, dan bertipe int. apabila user membutuhkan variabel ini, maka akan dapat menunjuk ke variabel ini dengan memanggil namanya. pada saat itu variabel ini nilainya akan dicari dan digunakan. seperti dalam pernyataan ini: pinMode(D6, OUTPUT ); Keuntungan dari penggunaan variabel dalam hal ini adalah bahwa user tidak hanya perlu menentukan jumlah pin yang digunakan sekali, akan tetapi user dapat menggunakannya berkali-kali. sehingga jika user kemudian memutuskan untuk mengubah penggunaan dari pin D6 menjadi pin D7, user hanya perlu mengubah sedikit kode. User juga dapat menggunakan nama pengenal untuk membuat pentingnya variabel yang jelas (misalnya program mengendalikan LED RGB memungkinkan penamaan variabel redPin, greenPin, dan bluePin).



13



1.3 Internet of Things (IoT) Internet of Things, atau dikenal juga dengan singkatan IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus. Secara singkat Internet of Things dapat dikatakan sebagai sebuah konsep dari benda-benda di sekitar yang mampu berkomunikasi dan berbagi data antara satu sama lain melalui sebuah jaringan seperti internet. Adapun kemampuan seperti berbagi data, remote control, dan sebagainya, termasuk juga pada benda di dunia nyata. Contohnya bahan pangan, elektronik, koleksi, peralatan apa saja, termasuk benda hidup yang semuanya tersambung ke jaringan lokal dan global melalui sensor yang tertanam dan selalu aktif. Pada dasarnya, Internet of Things mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan secara unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis Internet. Istilah Internet of Things awalnya disarankan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999 dan mulai terkenal melalui Auto-ID Center di MIT.



Gambar 2.3 Internet of Things



14



1.3.1 Definisi Alternatif a. Casagras (Coordination and support action for global RFID-related activities and standardisation) mendefinisikan Internet of Things, sebagai sebuah infrastruktur jaringan global, yang menghubungkan benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan kemampuan komunikasi. Infrastruktur terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet berikut pengembangan jaringannya. Semua ini akan menawarkan identifikasi obyek, sensor dan kemampuan koneksi sebagai dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi ko-operatif yang independen. Ia juga ditandai dengan tingkat otonom data capture yang tinggi, event transfer, konektivitas jaringan dan interoperabilitas. b. SAP (Systeme, Anwendungen und Produkte) mendefinisikan bahwa Dunia di mana benda-benda fisik diintegrasikan ke dalam jaringan informasi secara berkesinambungan, dan di mana benda-benda fisik tersebut berperan aktif dalam proses bisnis. Layanan yang tersedia berinteraksi dengan ‘obyek pintar’ melalui Internet, mencari dan mengubah status mereka sesuai dengan setiap informasi yang dikaitkan, disamping memperhatikan masalah privasi dan keamanan. c. SAP (Systeme, Anwendungen und Produkte) mendefinisikan bahwa Dunia di mana benda-benda fisik diintegrasikan ke dalam jaringan informasi secara berkesinambungan, dan di mana benda-benda fisik tersebut berperan aktif dalam proses bisnis. Layanan yang tersedia berinteraksi dengan ‘obyek pintar’ melalui Internet, mencari dan mengubah status



15



mereka sesuai dengan setiap informasi yang dikaitkan, disamping memperhatikan masalah privasi dan keamanan.



1.3.2 Prinsip Kerja IoT Sebuah perangkat IoT memiliki sebuah radio yang dapat mengirim dan menerima koneksi wireless. Protokol wireless IoT didesain untuk memenuhi beberapa servis dasar yaitu beroperasi dengan daya dan bandwidth yang rendah, dan bekerja dalam jaringan mesh. Beberapa perangkat bekerja pada frekuensi bidang 2.4 GHz yang juga digunakan oleh Wi-fi dan Bluetooth, dan cakupan subGHz. Frekuensi sub-GHz tersebut termasuk 868 dan 915 MHz, memiliki keuntungan dalam rendahnya interferensi.Perangkat-perangkat IoT terhubung dalam sebuah jaringan mesh satu sama lain dan mengirimkan sinyal seperti pelari dalam lari estafet. jaringan ini berbalikan dengan jaringan tersentralisasi. Cakupan transmisi dari perangkat IoT dalam jaringan mesh ialah ± 9 meter hingga lebih dari 90 meter. Karena perangkat dalam jaringan mesh mampu untuk “mentransfer” sinyal, tentu mereka dapat terhubung dengan ribuan sensor dalam suatu area yang luas, seperti sebuah kota, dan beroperasi dengan selaras. Jaringan mesh memiliki kemampuan tambahan untuk bekerja di sekitar area perangkat yang gagal (tidak terkoneksi). Protokol jaringan mesh IoT antara lain Z-Wave Alliance, Digbee Alliance, dan Insteon, yang juga bekerja sama dengan vendor. Protokol- protokol tersebut tidak memiliki interoperabilitas, yang berarti mereka tidak mampu untuk bekerja sama antar beberapa macam sistem, meskipun dapat juga dihubungkan melalui



16



hubs. Digbee merupakan protokol terbuka (open protocol), namun banyak kritik yang menyatakan tidak semua pengimplementasiannya harus sama. Digbee menyediakan sertifikasi untuk memastikan standar pengaplikasian. Insteon dan Z-Wave merupakan protokol berpaten, sehingga standarisasi implementasinya lebih terjamin. Untuk meningkatkan skalabilitas akses komunikasi IoT, setelah bekerja keras sejak tahun 2007, akhirnya memiliki 6LoWPAN sebagai standar integrasi IP pada jaringan IoT berdaya rendah.



1.3.3 Metode dan Pengimplementasian IoT Metode yang digunakan oleh Internet of Things adalah nirkabel atau pengendalian secara otomatis tanpa mengenal jarak. Pengimplementasian Internet of Things sendiri biasanya selalu mengikuti keinginan dari developer dalam mengembangkan sebuah aplikasi yang ia ciptakan, apabila aplikasinya itu diciptakan guna membantu monitoring sebuah ruangan maka pengimplementasian Internet of Things itu sendiri harus mengikuti alur diagram pemrograman mengenai sensor dalam sebuah rumah, berapa jauh jarak agar ruangan dapat dikontrol, dan kecepatan jaringan internet yang digunakan. Perkembangan teknologi jaringan dan Internet seperti hadirnya IPv6, 4G, dan Wimax, dapat membantu pengimplementasian Internet of Things menjadi lebih optimal, dan memungkinkan jarak yang dapat di lewati menjadi semakin jauh, sehingga semakin mempermudah dalam mengontrol sesuatu.



17



1.4 Wemos D1 Mini Wemos adalah sebuah microcontroller pengembangan berbasis modul microcontroller ESP8266. Wemos dibuat sebagai solusi dari mahalnya sebuah sistem wireless berbasis microcontroller lainnya. Wemos dapat running standalone tanpa perlu dihubungkan dengan mikrokontroler, berbeda dengan modul wifi lain yang masih membutuhkan mikrokontroler sebagai pengrontrol atau otak dari rangkaian tersebut, wemos dapat running stand-alone karena didalammnya sudah terdapat CPU yang dapat memprogram melalui serial port atau via OTA serta transfer program secara wireless. Dengan menggunakan Wemos biaya yang dikeluarkan untuk membangun sistem WiFi berbasis Microcontroller sangat murah, hanya sepersepuluhnya dari biaya yang dikeluarkan



apabila



membangun



sistem



WiFi



dengan



menggunakan



Microcontroller Arduino Uno dan WiFi Shield .Wemos sangat cocok digunakan untuk project yang mengusung konsep IOT. wemos memiliki kemampuanuntuk menyedikan fasilitas konektifitas WiFi dengan mudah serta memory yang digunakan sangat besar yaitu 4 MB .



Gambar 2.4 Wemos D1 Mini



18



Wemos memiliki 2 buah chipset yang digunakan sebagai otak kerja yaitu: 1. Chipset ESP8266, ESP8266 merupakan sebuah chip yang memiliki fitur Wifi dan mendukung stack TCP/IP. Modul kecil ini memungkinkan sebuah mikrokontroler terhubung kedalam jaringan Wifi dan membuat koneksi TCP/IP hanya dengan menggunakan command yang sederhana. Dengan clock 80 MHz chip ini dibekali dengan 4MB eksternal RAM serta mendukung format IEEE 802.11 b/g/n sehingga tidak menyebabkan gangguan bagi yang lain. 2. Chipset CH340, CH340 adalah chipset yang mengubah USB serial menjadi serial interface, contohnya adalah aplikasi converter to IrDA atau aplikasi USB converter to Printer. Dalam mode serial interface, CH340 mengirimkan sinyal penghubung yang umum digunakan pada modem. CH340 digunakan untuk mengubah perangkat serial interface umum untuk berhubungan dengan bus USB secara langsung. (Mustika Putri, 2017).



2.5 Modul Energi PZEM-004T Modul PZEM-004T adalah sebuah modul sensor multifungsi yang berfungsi untuk mengukur daya, tegangan, arus dan energi yang terdapat pada sebuah aliran listrik. Modul ini sudah dilengkapi sensor tegangan dan sensor arus (CT) yang sudah terintegrasi. Dalam penggunaannya, alat ini khusus untuk penggunaan dalam ruangan (indoor) dan beban yang terpasang tidak diperbolehkan melebihi daya yang sudah ditetapkan. (Habibi, dkk, 2017:158)



19



Gambar 2.5 Modul PZEM-004T Konfigurasi antara beban dengan sensor merupakan konfigurasi bagian input yang terdiri dari sensor PZEM-004T dengan beban.



Gambar 2.6 Konfigurasi antara Sensor PZEM-004T dengan Beban Untuk dapat bekerja, modul sensor dihubungkan dengan sumber tegangan AC sehingga nilai daya dan energi listrik dapat diketahui oleh modul sensor tersebut.



2.6 Modul Relay Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).



Relay



menggunakan



Prinsip



Elektromagnetik



untuk



20



menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



Gambar 2.7 Relay Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu : a. Electromagnet (Coil). b. Armature. c. Switch Contact Point (Saklar). d. Spring. Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu : a. Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup). b. Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).



21



Gambar 2.8 Struktur Sederhana Relay Berdasarkan gambar 2.8, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.



2.7 LCD Oled Oled adalah perangkat elektronik yang biasanya terdiri dari filamen tipis organik yang diapit di antara dua elektroda konduktif filamen tipis. Ketika arus listrik diterapkan, cahaya terang dipancarkan. Oled menggunakan molekul desainer berbasis karbon yang memancarkan cahaya ketika arus listrik



22



melewatinya. Bahkan dengan sistem berlapis, sistem ini tipis. Biasanya kurang dari 500 nm atau sekitar 200 kali lebih kecil dari rambut manusia. Saat digunakan untuk menghasilkan display. Teknologi oled menghasilkan tampilan bercahaya sendiri yang tidak memerlukan cahaya latar dan karenanya lebih hemat energi. Properti ini menghasilkan tampilan yang tipis dan sangat kompak. Display membutuhkan daya yang sangat kecil, yaitu hanya 2-10 volt. Teknologi OLED menggunakan zat yang memancarkan cahaya merah, hijau, biru atau putih. Tanpa sumber penerangan lain, bahan oled menghadirkan video dan gambar yang terang dan jernih yang mudah dilihat di hampir semua sudut. Meningkatkan material organik membantu mengontrol kecerahan dan warna cahaya. (Patel et al, 2014:1)



Gambar 2.9 LCD Oled



2.8 Aplikasi Blynk Blynk adalah platform aplikasi yang dapat diunduh secara gratis untuk iOS dan Android yang berfungsi mengontrol Arduino, Raspberry Pi dan sejenisnya melalui Internet. Aplikasi ini merupakan wadah kreatifitas untuk membuat antarmuka grafis untuk proyek yang akan diimplementasikan hanya dengan



23



metode drag and drop widget. Aplikasi ini sangat sederhana untuk menggunakannya bahkan dalam waktu kurang dari 5 menit. Blynk tidak terikat oleh board dan shield tertentu. Sebaliknya, mendukung hardware sesuai pilihan. Terlepas menggunakan Arduino atau Raspberry Pi dapat dihubungkan dengan Internet melalui Wi-Fi, Ethernet atau chip ESP8266 terbaru. Blynk dirancang untuk Internet of Things dengan tujuan dapat mengontrol hardware dari jarak jauh, dapat menampilkan data sensor, dapat menyimpan data, visual dan melakukan banyak hal canggih lainnya. Ada tiga komponen utama dalam platform :  Blynk App, memungkinkan untuk membuat antarmuka menakjubkan untuk proyek-proyek dengan menggunakan berbagai widget yang tersedia  Blynk Server, bertanggung jawab untuk semua komunikasi antara smartphone dan perangkat keras. Dapat digunakan Blynk Cloud atau menjalankan server Blynk pribadi secara lokal. Blynk bersifat opensource, bisa dengan mudah menangani ribuan perangkat dan bahkan dapat diluncurkan pada Raspberry Pi.  Blynk Library, dapat digunakan untuk semua platform perangkat keras yang populer serta memungkinkan komunikasi dengan server dan memproses semua perintah incoming dan outcoming.



24



Gambar 2.10 Skema Antarmuka Blynk 2.8.1 Fitur Blynk Blynk memiliki beberapa fitur menarik yang dapat diplikasikan pada berbagai macam hardware sesuai kebutuhan. Beberapa fitur dari Blynk diantaranya: a. API serupa dan UI untuk semua perangkat yang mendukung b. Koneksi ke Cloud Server Blynk dapat menggunakan:  Ethernet  Wifi  Bluetooth dan BLE  USB (Serial), dan lain sebagainya c. Setting Widget (tombol antarmuka) yang mudah digunakan d. Manipulasi Direct Pin tanpa menulis kode program manual e. Memberikan kemuudahan mengintegrasikan dan menambahkan fungsi baru menggunakan Virtual Pin f. Memiliki data History Monitoring melalui sejarah Graph widget



25



g. Komunikasi antar device menggunakan Bridge Widget h. Mengirim email, tweet, push notifications, dan lain-lain i. Dapat menentukan contoh sketsa meliputi Fitur dasar Blynk yang tedapat dalam library. Semua sketsa dirancang agar mudah dikombinasikan satu sama lain. 2.8.2 Batasan dan Rekomendasi Penggunaan Blynk a. Jangan menaruh perintah “Blynk.virtualWrite” dan setiap perintah “Blynk.xxx” di dalam perintah “void loop()” karena akan menyebabkan banyaknya untuk pesan keluar pada server Blynk dan koneksi akan dihentikan karena terbebani. b. Direkomendasikan memanggil fungsi menggunakan interval. Misalnya, SimpleTimer library ini adalah library sederhana untuk durasi waktu. c. Hindari



menggunakan



delay



panjang



dengan



delay()



karena



menyebabkan koneksi terhambat. d. Jika pengguna mengirim lebih dari 100 nilai per detik maka dapat menyebabkan “Flood Error” dan hardware akan secara otomatis terputus dari server. e. Hati-hati mengirimkan banyak perintah “Blynk.virtualWrite” karena kebanyakan hardware tidak kuat (seperti ESP8266) sehingga tidak dapat menangani banyak permintaan



26



2.8.3 Fungsi Operasi Utama pada Blynk a. Virtual Pins Blynk dapat mengontrol Digital dan Analog I/O Pin pada perangkat keras secara langsung. Pengguna bahkan tidak perlu menulis kode untuk itu. Blynk merancang Virtual Pins melalui apa pun yang terhubung pada hardware pengguna akan dapat berkomunikasi baik mengirim dan menerima data dengan Blynk dari mikrokontroler dan kemudian mengirimkannya kembali ke smartphone. Pengguna dapat menggunakan fungsi, baca perangkat I2C, mengkonversi nilai-nilai, kontrol servo atau motor DC dan lain-lain. Virtual Pins dapat digunakan sebagai antarmuka eksternal library (Servo, LCD dan lain- lain) dan melaksanakan fungsi kustom. Hardware pengguna dapat mengirimkan data ke Widget melalui Virtual Pins seperti contoh berikut ini: Blynk.virtualWrite(V1, voltage); Blynk.virtualWrite(V2, current); b. Mengirim data dari aplikasi ke hardware Semua Widget Controller dapat mengirim data ke Virtual Pins pada hardware pengguna sendiri. Misalnya, kode di bawah ini menunjukkan bagaimana untuk mendapatkan nilai-nilai dari Tombol Widget di aplikasi Blynk. BLYNK_WRITE(V7) //Button Widget is writing to pin V1 {



27



int pinData = param.asInt(); } c. Menerima Data dari Hardware Ada dua cara mendorong data dari hardware ke Widget di aplikasi melalui Virtual Pins, yaitu:



 Lakukan permintaan dari Widget  Mendorong data dari hardware Jika menggunakan PUSH sensor atau data lainnya dari hardware ke Widget, pengguna dapat menulis logika yang diinginkan hanya dengan mengatur frekuensi ke mode PUSH. Setiap perintah yang hardware kirimkan ke Blynk Cloud akan secara otomatis tersimpan di server dan pengguna dapat menampilkan setiap info ini baik dengan History dari Grafik widget atau dengan HTTP API. d. Widget Widget adalah modul antarmuka. Masing-masing melakukan fungsi input / output tertentu ketika berkomunikasi dengan perangkat keras. Ada 4 jenis Widget diantaranya: 



Controller, berfungsi mengirimkan perintah ke hardware dan menggunakannya untuk mengontrol komponen yang diinginkan.







Display, digunakan untuk berbagai visualisasi data yang berasal dari hardware untuk smartphone.



28







Notifications, berbagai widget digunakan untuk mengirim pesan dan notifikasi.







Interface, berbagai widget dapat digunakan untuk membuat tampilan UI menjadi lebih baik.







Others, merupakan widget yang tidak masuk kategori apapun. Setiap Widget memiliki pengaturan sendiri serta beberapa Widget (mis



Bridge Widget) digunakan untuk mengaktifkan beberapa fungsi dan mereka tidak memiliki banyak pengaturan.



29



BAB III METODE PENELITIAN 3.1.1



Tempat dan Waktu Kegiatan Lokasi kegiatan dilaksanakan di dalam kampus Politeknik Negeri Ujung



Pandang (PNUP). Waktu pelaksanaan kegiatan akan dimulai pada bulan Januari sampai dengan bulan September 2020.



c.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada perancangan dan pembuatan alat sistem pemakaian daya listrik berbasis Internet of Things (IoT) ini dapat diuraikan pada tabel berikut:



c.2.1 Alat Tabel 3. 1 Daftar Alat No . 1.



PC denga Software Arduino IDE



1 Buah



2.



Hand phone



1 Buah



3.



Tang Potong



1 Buah



4.



Tang Jepit



1 Buah



5.



Setrika



1 Buah



6.



Bor



1 Buah



7.



Cutter



1 Buah



8.



Multimeter



1 Buah



Nama Alat



Jumlah



30



3.2.2 Bahan Tabel 3. 2 Daftar Bahan No . 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Nama Bahan Wemos D1 Mini Modul PZEM-004T LCD Oled Modul Power Supply Modul Relay Timah PCB



Jumlah 1 Buah 1 Buah 1 Buah 1 Buah 1 Buah Secukupnya Secukupnya



c.3 Tahapan Penelitian Tahapan penelitian yang akan dilakukan yaitu sebagai berikut:



c.3.1 Studi Literatur Dalam perancangan alat sistem pemakaian daya listrik berbasis Internet of Things (IoT) langkah awal yang dilakukan adalah mencari sebanyak-banyaknya data serta informasi melalui media cetak maupun elektronik, dimana informasi tersebut harus relevan dengan alat yang akan dibuat. Referensi yang diperlukan dalam penulisan laporan ini yaitu: Modul Energi PZEM-004T, wemos D1 mini, LCD oled, Relay, dan Aplikasi Inventor. Laporan hasil studi ini seperti yang telah dibahas pada tinjauan pustaka.



31



c.3.2 Identifikasi Masalah Hal yang penting dalam perancangan alat Sistem Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT) adalah identifikasi masalah. Masalah yang mungkin akan dihadapi dalam proses perancangan dan pembuatan alat ini yaitu: a.



Perancangan dan pembuatan alat



b.



Studi program



c.



Pembuatan program



d.



Uji coba pada alat



c.3.3



Perancangan Sistem Perangkat Keras (Hardware) Diagram blok ini dibuat dengan tujuan sebagai acuan pembuatan perangkat



keras. Pada perancangan alat ini penulis merancang sistem dalam blok-blok sebagai gambaran untuk memudahkan penulis dalam merangkainya menjadi sebuah rangkaian terpadu, yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.



Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Perangkat Keras (Hardware) Pada bagian perancangan perangkat keras (Hardware), yang terlihat pada diagram blok, terdapat sebuah Wemos D1 mini yang mendapat supply 5V dari power supply. Wemos D1 Mini ini berfungsi sebagai pengontrol utama yang



32



dihubungkan kebeberapa komponen seperti sensor PZEM-004T yang berfungsi sebagai sensor pembaca tegangan, daya, dan energi yang terhubung pada beban di stop kontak. Sensor ini mendapat supply tegangan dari jala-jala PLN. Current transformer dari PZEM-004T yang dimasukkan pada kabel stop kontak berfungsi sebagai pembaca arus dari beban yang terhubung pada stop kontak, nilai pembacaan arus, tegangan, daya, dan energi pada PZEM-004T akan dikirim ke Wemos sebagai pengontrol utama. Modul Relay yang terhubung dengan stop kontak berfungsi untuk mematikan alat rancangan secara otomatis apabila telah melebihi kapasitas daya yang telah di-setting serta sebagai saklar untuk ON/OFF stop kontak yang dikontrol pada aplikasi yang telah dibuat di smartphone. LCD Oled yang terhubung pada Wemos D1 Mini berfungsi sebagai display yang menampilkan data dari sensor PZEM-004T yakni nilai tegangan, arus, daya, serta energi. Selain itu Wemos D1 mini juga berfungsi sebagai penghubung perangkat keras dengan aplikasi yang berada pada smartphone dengan koneksi internet melalui jaringan Wi-Fi sehingga perangkat keras ini dapat dimonitor dan dikontrol pada smartphone dari jarak jauh. c.3.4



Pengujian Alat



a. Melakukan pengujian alat rancangan selama satu jam, melakukan pengujian jarak dengan membandingkan display pada alat rancangan dengan display aplikasi pada smartphone, pengujian kontrol stop kontak menggunakan aplikasi blynk pada Smartphone, serta pengukuran perbandingan tegangan, arus, dan daya.



33



b. Melakukan perbandingan pengukuran alat ukur standar dengan alat rancangan.



c.4 Teknik Analisis Data Dalam kegiatan ini dilakukan beberapa tahapan untuk menyelesaikannya. Langkah dalam pembuatan alat Sistem Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things (IoT) ini digambarkan sesuai diagram berikut:



Gambar 3.2 Flowchart sistem monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT



34



Gambar 3.2 menunjukkkan flowchart proses dari keseluruhan sistem yang akan dibuat. Dimulai dari inisialisasi/pengenalan wemos yang berfungsi sebagai pengendali utama yang terkoneksi internet. Selanjutnya, hubungkan wemos dengan Wi-Fi, apabila bwemos belum terkoneksi, ulangi proses sebelumnya, yakni menghubungkan wemos dengan Wi-Fi. Apabila telah terkoneksi, kontrol stop kontak di aplikasi android dan cek status stop kontak, apabila stop kontak dalam keadaan off, ulangi proses konrol stop kontak. Jika status stop kontak sudah dalam keadaan ON maka data tegangan, arus, daya dan energi dari sensor PZEM004T akan dikirimkan dan dibaca oleh wemos D1 mini, selanjutnya data tersebut akan ditampilkan pada LCD alat rancangan serta data tersebut juga akan dikirimkan ke aplikasi Blynk pada smartphone android melalui jaringan internet. Terakhir, data tegangna, arus, daya, dan energi yang dikirim dapat dimonitor pada aplikasi di android



c.5 Perancangan Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis IoT c.5.1 Perancangan Perangkat Keras Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis IoT Perancangan perangkat keras sistem monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT ini, didesain menggunakan software Atltium Designer yang merupakan salah sau software Computer Aided Design untuk merancang system elektronik pada circuit board. Berikut langkah perancangan perangkat keras pada software Altium Designer: a. Download software Altium Designer kemudian install.



35



b. Buka aplikasi Altium Designer, kemudian klik File > new > PCB. c. Setelah PCB layout terbuka, selanjutnya drag komponen dari library yang akan digunakan pada perancangan kemudian atur tataletak komponen. d. Selanjutnya memberi jalur untuk menghubungkan pin antar komponen (VCC dan GND PZEM-004T, LCD Oled, dan Relay terhubung pada pin 5V dan GND Wemos. Untuk pin RX dan TX PZEM terhubung pada pin D5 dan D6 Wemos, pin SCL dan SDA Oled terhubung pada pin D1 dan D2 Wemos, dan untuk pin IN pada Relay terhubung pada pin D3 Wemos).



c.5.2 Perancangan Box Perancangan box merupakan tahap mendesain tempat yang digunakan untuk menutupi seluruh bagian dari perangkat keras agar terlihat rapi dan aman dengan menggunakan software Corel Draw dengan teknik pencetakannya menggunakan cutting.



c.5.3 Perancangan Aplikasi Android (Blynk) Blynk adalah platform untuk aplikasi OS Mobile (iOS dan Android) yang bertujuan untuk kendali modul, WEMOS D1 Mini melalui Internet. Dari platform aplikasi inilah dapat memonitoring dan mengontrol apapun dari jarak jauh, dimanapun kita berada dan waktu kapanpun. Dengan catatan terhubung dengan internet dengan koneksi yang stabil dan inilah yang dinamakan dengan sistem Internet of Things. Berikut cara menggunakan Blynk pada smartphone android: a. Download dan install aplikasi melalui playStore.



36



b. Buka aplikasi, kemudian klik menu sign up new account, atau login menggunakan akun facebook. c. Buat New Project, isikan nama project yang akan dibuat, pilih modul yang digunakan (Wemos D1 Mini) dan tipe koneksi Wi-Fi. d. Setelah project dibuat, pilih widget box, kemudian drag and drop widget sesuai rancangan proyek. Pada perancangan ini menggunakan



widget



button untuk tombol reset dan ON/OFF Stop kontak,widget gauge untuk menampilkan nilai Daya dan Tegangan, serta Value Display untuk menampilkan data arus, Energi, Power Factor, dan Frekuensi. Atur nama dan pin tiap Widget sesuai dengan skematik perangkat keras.



Gambar 3.3 Tampilan Aplikasi Blynk



37



e. Setelah rancangan proyek selesai, pilih Project Setting dan kirim token authentication token ke email yang digunakan log in. Cek inbox email dan salin Auth token. Token digunakan untuk menghubungkan perangkat keras dengan smartphone. Auth Token nantinya diisikan pada program blynk di software Arduino IDE. f. Untuk menjalankan project, tekan tombol Play.



c.5.4 Pemrograman Mikrokontroller Wemos pada Software Arduino IDE Dalam mengoperasikan suatu mikrokontroller dibutuhkan intruksi standar untuk memerintah kontroler tersebut menggunakan bahasa yang dikenali mikrokontroller. Untuk itu, dibutuhkan sebuah software yang dapat mengcompile bahasa pemrograman (bahasa komputer) kebahasa yang dapat dipahami oleh Mikrokontroller (mesin) tersebut. Software Arduino IDE digunakan untuk. Berikut langkah-langkah dalam memprogram Wemos pada Software Arduino IDE. a. Install terlebih dahulu driver CH340 pada PC. Driver CH340 berfungsi mengubah USB serial menjadi serial interface. b. Hubungkan Wemos D1 Mini dengan PC menggunakan USB. c. Buka Software Arduino IDE, pilih menu file, kemudian preference, isikan link board ESP8266 pada additional Board Manager untuk mendowload board ESP8266.



38



Gambar 3.4 Add URLs Additional Board Manager ESP8266 d. Selanjutnya install board ESP8266 pada menu pulldown tools, pilih board, kemudian pilih board manager. Selanjutnya cari dan install board ESP8266. Setelah board terinstall, pilih modul Wemos D1 Mini pada menu board.



Gambar 3.5 Setting Board e. Pada menu tools, pilih port, kemudian sesuaikan port dari board mikrokontroller. Port bias dilihat pada bagian kanan bawah tampilan Arduino IDE atau bisa juga dilihat pada Device Manager PC.



39



Gambar 3.6 Pengaturan Jenis Port pada Arduino IDE f. Instal semua library yang dibutuhkan dalam sistem monitoring Pemakaian daya listrik pada menu sketch. Pada Menu Sketch, pilih include library, kemudian pilih manage library dan Install library yang diperlukan, yakni: library ESP8266WiFi, library PZEM004Tv30, library Blynk ESP8266, dan library Micro OLED.



Gambar 3.7 Include Library g. Setelah semua telah disetting, tulis program (sketch) dari sistem monitoring pemakaian Daya Listrik berbasis IoT pada tempat sketch.



40



h. Jika sketch telah selesai, Verify terlebih dahulu program tersebut untuk memastikan apakah coding telah sesuai dengan kaidah pemrograman yang ada. Setelah verify berhasil, upload program untuk melakukan kompilasi program menjadi bahasa yang dapat dipahami oleh mesin (Wemos). Setelah penguploadan selesai wemos akan menjalankan perintah sesuai dengan program yang telah dibuat.



c.6 Spesifikasi Komponen Alat Rancangan c.6.1 Wemos D1 Mini Spesifikasi pada Wemos D1 Mini: a. Beroperasi pada tegangan operasional 3,3 V b. Memiliki 11 pin digital IO termasuk didalamnya spesial pin untuk fungsi i2c, one-wire, PWM, SPI, interrupt c. Memiliki 1 pin analog input atau ADC d. Berbasis micro USB untuk fungsi pemrogramannya e. Memory flash : 4Mbyte f. Dimensi module : 34,2 mm x 25,6 mm g. Clock speed : 80MHz h. Menggunakan IC CH340G untuk komunikasinya c.6.2 Modul Energi PZEM-004T Sesuai datasheet, modul sensor PZEM-004T memiliki spesifikasi kerja sebagai berikut:



41



a. Tegangan uji: 220 VAC b. Daya: 100A / 22.000W Frekuensi: 45-65Hz c. Kabel terminal input tegangan pada pin 1 dan 2 d. Arus uji pada pin 3 dan 4 e. Papan pin TTL yang terdiri dari 4 pin yaitu: 1 (5v), 2 (rx), 3 (tx), dan 4 (ground).



c.6.3 Modul Relay Spesifikasi pada modul Relay: a. 1 channel output b. Tegangan suplai 5 - 7.5 VDC c. High-current relay: 250VAC 10A; 30VDC 10A d. Optocoupler sebagai pengaman e. LED indicator f. Antarmuka



TTL



Logic,



dapat



langsung



dikoneksikan



dengan



Mikrokontroler



c.6.4 LCD Oled Spesifikasi pada LCD oled antara lain: a. Memiliki 4 pin yaitu vcc, ground, SCL, dan SDA. b. Dapat menghasikan cahayanya sendiri ketika arus melewatinya. c. Konsumsi daya yang lebih rendah. d. Layar LCD oled lebih ramping.



42



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



Setelah melalui TAHAP Perancangan Sistem Monitoring Pemakaian Daya Listrik Berbasis Internet of Things ini, maka pada bab ini akan dipaparkan hasil pengujian, pengukuran, dan analisis.



4.1.1



Pengujian Alat Rancangan Selama Satu Jam Pada pengujian ini menggunakan beban kipas angin dengan daya sebesar 86



Watt pada spesifikasi perangkat tersebut dan dimonitor selama 1 jam.



Gambar 4.1 Memulai Pengujian



43



Gambar 4.2 Pengujian setelah satu jam Dari pengujian setelah satu jam terjadi perubahan pada parameter yang terdapat pada smartphone, seperti daya, tegangan, serta energi dari beban saat awal pengujian dan setelah 1 jam pengujian. Nilai energi untuk kipas angin terus bertambah setelah satu jam. Parameter arus tetap sedangkan nilai daya dan tegangan berubah-ubah. Data yang ada pada display LCD di alat rancangan sama dengan yang tertera pada smartphone.



44



4.2 Pengujian Jarak Pada pengujian ini, akan diuji alat rancangan dengan data yang ditampilkan pada LCD Oled dan data yang ditampilkan pada smartphone dengan jarak tertentu. Pengujian dilakukan dengan cara menghubungkan alat rancangan dengan koneksi internet dan smartphone yang digunakan. Smartphone ditempatkan pada posisi terjauh dari alat yang dirancang kemudian membandingkan tampilan LCD dengan tampilan aplikasi Blynk di Smartphone. Untuk mengetahui apakah alat rancangan ter koneksi dengan aplikasi pada smartphone, dapat melihat status device pada aplikasi blynk, apakah statusnya offline/online serta dapat melihat waktu terakhir alat mengirim data ke internet pada menu device tersebut. Tabel 4.1 Pengujian Jarak



Posisi Alat Rancangan



Jarak alat rancangan dan Smartphone



Status



Posisi Smartphone



Jarak (Km)



Gedung Teknik Elektro lantai 2, ruangan Bengkel Telkom, PNUP (Kampus I)



Lab Pengolahan Sinyal, Teknik Elektro PNUP



0,08



Diterima



Workshop UNHAS



Perintis Kemerdekaan 4



2,7



Diterima



Gedung Teknik Elektro lantai 2, ruangan Bengkel Telkom, PNUP (Kampus I)



Sinjai



117



Diterima



Dari informasi tabel 4.1 terlihat bahwa data yang ditampilkan pada LCD alat rancangan akan terus diterima pada smartphone berapa pun jaraknya, dengan catatan alat rancangan dan smartphone tetap terhubung dengan internet sesuai dengan konsep IoT.



45



4.3 Pengujian Stop Kontak Pada pengujian ini akan diuji kontrol ON/OFF stop kontak melalui aplikasi Blynk pada smartphone.



Gambar 4.3 Kontrol Stop Kontak Pada pengujian ini, saat stop kontak di-On-kan, dibutuhkan sekitar 0.52 detik sampai perintah ON stop kontak terealisasi dan membutuhkan 0.34 detik untuk kontrol OFF stop kontak. Waktu yang dibutuhkan agar alat rancangan dapat menjalankan perintah ON/OFF yang dikontrol dari smartphone sangat beragam. Perbedaan waktu tunda ini bisa diakibatkan oleh koneksi internet yang kurang stabil.



4.4 Pengujian Stop Kontak OFF Otomatis Apabila Telah Melebihi Daya Referensi yang Telah Ditentukan Pada pengujian ini, daya referensi pada alat rancangan telah ditentukan yakni sebesar 100 Watt. Apabila beban yang ada pada stop kontak melebihi 100 Watt maka stop kontak akan OFF secara otomatis. Untuk menyalakan kembali stop



46



kontak yang telah OFF, cukup dengan menekan button ON pada pengontrolan stop kontak di aplikasi Blynk pada smartphone.



4.5 Pengukuran Perbandingan Tegangan, Arus, dan Daya a. Pengukuran perbandingan tegangan, arus, daya, dan energi pada jenis beban yang berbeda Pengujian pengukuran beban pada alat rancangan dilakukan selama kurang lebih 30 jam. Beban yang digunakan meliputi rice cooker dengan daya masukan untuk menghangatkan sebesar 45W dengan tegangan 220V, beban kipas angin dengan daya sebesar 40W dengan tegangan sebesar 220V, serta dispenser dengan daya 350 W dengan tegangan 220V yang tertera pada spesifikasi komponen elektronika tersebut. Tabel 4.2 Hasil Pengukuran pada Aplikasi No.



1.



2.



3.



Jenis Beban



Rice Cooker



Kipas Angin



Dispenser



Waktu



Tegangan (V)



Arus (A)



Daya (W)



Energi (kWh)



21:39



227.6



0.21



47.8



0.01



22:40



228.6



0.21



48.3



0.05



00:10



229



0.21



48.6



0.09



01:17



230.4



0.21



49



0.13



06:14



229.6



0.21



48.8



0.28



07:16



228



0.21



48



0.31



10:50



226.7



0.17



39.5



0.36



11:54



229.8



0.17



39.9



0.4



14:52



229.9



0.17



40.1



0.52



16:01



226.4



0.17



38



0.57



17:03



225.1



0.17



38.6



0.61



18:22



226.1



0.17



39.1



0.66



19:40



221



1.59



350.1



0.71



47



20:40



226.6



0



1.3



0.77



00:33



228.4



1.59



353



0.84



01:40



229.8



0



1.3



0.85



04:22



230.2



0



1.3



0.91



06:48



223.9



1.61



361.3



0.95



Dari tabel pengukuran selama kurang lebih 30 jam dengan beban yang memiliki daya yang berbeda-beda, jumlah energi yang terpakai sebesar 0.94 kWh (kWh akhir – kWh awal). Dengan mengetahui nilai energi tersebut, pengguna listrik PLN pasca bayar dapat menghitung biaya pemakaian selama 30 jam dengan mengalikan tarif listrik per golongan yang telah ditetapkan oleh pihak PLN. Sebagai contoh, untuk tarif listrik pasca bayar golongan 900VA mencapai Rp. 1.352/kWh. Sehingga biaya pemakaian listrik selama 30 jam tersebut sebesar: Harga=Energitotal ×tarif listrik pascabayar golongan 900VA Harga=0.94 kWh × Rp. 1.352 Harga=Rp. 1.270,88



Jadi tarif listrik golongan 900VA yang terpakai selama kurang lebih 30 jam sekitar Rp. 1.270,88,b. Pengukuran perbandingan alat ukur standar dengan alat rancangan Tabel 4.3 Pengukuran Perbandingan Alat Ukur Standar dengan Alat Rancangan



Jenis Beban



Power Clamp Meter ( Alat ukur standar) Tegangan Arus Daya (V) (A) (W)



Alat rancangan Tegangan (V)



Arus (A)



Daya (W)



48



Tanpa beban



218.7



0.00



0



219.9



0.00



0



Kipas angin



218.4



0.34



74.3



219.8



0.35



78



Solder



217.9



0.14



30.51



219.2



0.15



34



Laptop ACER



217.2



0.21



45.6



218.3



0.22



47



Dari informasi tabel 4.3, dapat dihitung persentase error/kesalahan dengan membandingkan nilai pada alat ukur standar dan alat rancangan. Berikut rumus untuk menentukan %Error tegangan, arus, dan daya:



%Error V =¿ V Alat Rancangan – V Ukur Standar ∨



%Error I =



|I Alat Rancangan – I Ukur Standar| I Ukur Standar



¿ ×100 ¿% V Ukur Standar



×100 %



%Error P=¿ P Alat Rancangan – P Ukur Standar ∨



¿ × 100 % ¿ PUkur Standar



Berdasarkan rumus persentase error, maka diperoleh persentase error tiap besaran alat ukur rancangan terhadap alat ukur standar. Berikut nilai persentase error yang telah dihitung menggunakan rumus persentase error: Tabel 4.4 Persentase Error Alat Ukur Rancangan terhadap Alat Ukur Standar Jenis beban Kipas angin Solder Laptop ACER



Tegangan (%) 0.64 0.59 0.51



% Error Arus (%) 2.94 7.14 4.76



Daya (%) 4.98 11.4 3.07



Dari hasil perhitungan nilai persentase error dengan membandingkan nilai alat rancangan dan alat ukur standar diperoleh nilai % error tertinggi berada pada pengujian daya solder sebesar 11.4 % dan persentase error



49



terkecil pada pengujian tegangan terhadap Laptop ACER sebesar 0.51%. Hal ini menunjukkan bahwa modul PZEM-004T memiliki tingkat akurasi rendah terhadap daya yang kecil, sedangkan untuk arus dan daya yang besar, tingkat akurasi nya tinggi, terbukti nilai persentase error kecil pada daya yang lebih besar karena nilai error/kesalahannya kurang dari 5% (masih dalam batas wajar).



50



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan tujuan dan hasil pengujian serta data yang diperoleh dari perancangan sistem monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Sistem monitoring pemakaian daya listrik berbasis IoT menggunakan Wemos D1 Mini sebagai pengontrol utama, sensor PZEM004-T sebagai sensor yang mengukur tegangan, arus, daya, dan energi yang terpakai dan modul relay sebagai pengontrol stop kontak yang dapat dimonitor melalui Smartphone dengan memanfaatkan jaringan internet sehingga dapat dikontrol dari jarak jauh. Adapun persentase error antara alat rancangan terhadap alat ukur standar yaitu berbeda-beda setiap beban. Untuk jenis beban kipas angin diperoleh % error pada pengujian tegangan sebesar 0.64 %, pada pengujian arus sebesar 2.94 %, dan pada pengujian daya sebesar 4.98 %. Pada jenis beban solder diperoleh % error pada pengujian tegangan sebesar 0.59 %, pada pengujian arus 7.14 %, dan 11.4 % pada pengujian daya. Dan untuk jenis beban Laptop ACER diperoleh 0.51 % untuk % error pada pengujian tegangan, 4.76 % pada pengujian arus, dan pada pengujian daya diperoleh persentase error sebesar 3.07 %. Hal tersebut menunjukkan bahwa modul PZEM-004T memiliki tingkat akurasi yang rendah terhadap daya yang kecil, sedangkan untuk arus dan daya yang besar memiliki tingkat akurasi yang tinggi.



51



2. Data yang ditampilkan pada aplikasi Blynk diperoleh data secara realtime dengan alat rancangan. Adapun keterlambatan data yang dikirim dikarenakan koneksi jaringan internet yang kurang stabil.



5.2 Saran Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, adapun saran untuk pengembangan alat ini yakni disarankan mengggunakan beberapa channel relay agar dapat mengontrol ON/OFF tiap beban yang terhubung pada alat rancangan.



52



DAFTAR PUSTAKA



Adam, Jefri Lianda dan Dolly Handarly. (2019). Sistem Monitoring Konsumsi Daya Listrik Jarak Jauh Berbasis Internet of Things. Jurnal Teknologi Rekayasa. 4, 79. DOI: 10.31544



Admin.



2016.



Pengertian,



Fungsi,



dan



Cara



Kerja



Relay.



https://belajarelektronika.net/pengertian-fungsi-dan-cara-kerja-relay/ (diakses tanggal 10 November 2019)



Alfi, Fadhilah. 2017. Menyongsong Perkembangan Teknologi Smart-Grid. https://medium.com/@alfinfadhilah/menyongsong-perkembanganteknologi-smart-grid-1efa23f63c0e (diakses tanggal 08 November 2019)



Ardan, Dani. 2018. LCD Oled Display 1.3” 128x64 to Arduino. http://www.belajarduino.com/2016/08/lcd-oled-display-13-128x64-toarduino.html (diakses tanggal 10 November 2019)



Fajar. 2019. “Rancang Bangun Alat Monitoring Pemakaian Daya Dan Gangguan Listrik Pada Rumah Tinggal Berbasis Internet Of Things”. Proyek Akhir. FT, Pendidikan Teknik Elektro, Universitas Negeri Yogyakarta



53



Faudin,



Agus.



2018.



Pengenalan



Tentang



Wemos



D1



Mini.



https://www.nyebarilmu.com/pengenalan-tentang-wemos-d1-mini/ (diakses tanggal 10 November 2019)



Hudan, Ivan Safril dan Tri Rijianto. 2019. Rancang Bangun Sistem Monitoring Daya Listrik pada Kamar Kos Berbasis IoT. Universitas Negeri Surabaya: Surabaya



Marniati, Yessi, dan Emilia Hesti. (2018). Rancang Bangun Kendali Terminal Stop Kontak Otomatis via SMS (Short Message Service) Berbasis Mikrokontroler. Jurnal Teknik Elektro ITP. 7, 46. DOI: 10.21063



Mustamin, IP, Evi. 2019. “Sistem Kontrol KWH Meter Pelanggan Satu Phasa Berbasis Internet of Things”. Laporan Tugas Akhir. Teknik Elektro, Politeknik Negeri Ujung Pandang. Makassar



Sitepu, Jimmi. 2019. Membaca Sensor PZEM-004T dengan Nodemcu Arduino. https://mikroavr.com/sensor-pzem-004t-arduino/ (diakses tanggal 10 November 2019)



Suryaningsih, Sri, Sahrul Hidayat dan Faisal Abid. 2016. Rancang Bangun Alat Pemantau Penggunaan Energi Listrik Rumah Tangga Berbasis Internet.



54



Volume V. Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Padjadjaran



Zh. 2014. Membuat Aplikasi Android Lebih Mudah dengan Google App Inventor. https://www.codepolitan.com/membuat-aplikasi-android-lebihmudah-dengan-google-app-inventor (diakses tanggal 10 November 2019)



55



LAMPIRAN



L A M P I R A N



56



Gambar rangkaian perancangan perangkat keras



Gambar desain perancangan Box



Tampilan aplikasi blynk pada smartphone android



Pemrograman Wemos D1 Mini #include #include #include #include #include #define PIN_RESET -1 #define DC_JUMPER 0 #define BLYNK_PRINT Serial float dayaRef=100; MicroOLED oled(PIN_RESET, DC_JUMPER); PZEM004Tv30 pzem(D5, D6); //rx,tx unsigned long previousMillis = 0; float voltage, current, power, energy, frequency, pf; int coba,kode,hitung; char ssid[] = "apaa"; char pass[] = "dhea12345"; char auth[] = "lBqC7Y8LecLhqClLdNxqG3GjUqxiupDW"; BLYNK_WRITE(V7) { int pinValue = param.asInt(); if(pinValue==HIGH){ Serial.println("Reset energy"); pzem.resetEnergy(); } } BLYNK_WRITE(V8) { int pinValue = param.asInt();



if(pinValue==HIGH){digitalWrite(0,HIGH);Serial.println("Coba1");} if(pinValue==LOW){digitalWrite(0,LOW);Serial.println("Coba2");} } void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(0,1); Wire.begin(); //------Display LOGO at start-----oled.begin(); oled.clear(PAGE); oled.clear(ALL); oled.drawBitmap(logo_bmp); oled.setFontType(0); oled.setCursor(0, 36); oled.print("Monitoring"); oled.display(); // pzem.resetEnergy(); //reset energy Blynk.begin(auth, ssid, pass); } void loop() { Blynk.run(); unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= 1000) { //run every 1 second previousMillis = currentMillis; displayValue(); //update OLED



//------sent data to blynk-----Blynk.virtualWrite(V1, voltage); Blynk.virtualWrite(V2, current); Blynk.virtualWrite(V3, power); Blynk.virtualWrite(V4, energy); Blynk.virtualWrite(V5, frequency); Blynk.virtualWrite(V6, pf); //



Blynk.digitalWrite(D3, HIGH);



if(power>dayaRef)kode=1; if(kode==1){ hitung++; digitalWrite(0,HIGH); Blynk.virtualWrite(V8, HIGH); } if(hitung>=10){ hitung=0; kode=0; digitalWrite(0,LOW); Blynk.virtualWrite(V8, LOW); } } } void displayValue() { voltage = pzem.voltage(); current = pzem.current(); power = pzem.power(); energy = pzem.energy(); frequency = pzem.frequency();



pf = pzem.pf(); //tampilan oled oled.clear(PAGE); oled.setFontType(0); //display voltage oled.setCursor(3, 0); oled.print(voltage, 1); oled.setCursor(46, 0); oled.println("V"); //display current if (current < 10) oled.setCursor(9, 12); else oled.setCursor(3, 12); oled.print(current, 2); oled.setCursor(46, 12); oled.println("A"); //display power if (power < 10) oled.setCursor(26, 24); else if (power < 100) oled.setCursor(20, 24); else if (power < 1000) oled.setCursor(14, 24); else if (power < 10000) oled.setCursor(8, 24); else oled.setCursor(2, 24); oled.print(power, 0); oled.setCursor(46, 24); oled.println("W"); //display energy oled.setCursor(3, 36); if (energy < 10) oled.print(energy, 3); else if (energy < 100) oled.print(energy, 2); else if (energy < 1000) oled.print(energy, 1); else { oled.setCursor(8, 36); oled.print(energy, 0); } oled.setCursor(46, 36); oled.println("kWh");



//on error if (isnan(voltage)) { oled.clear(PAGE); oled.setCursor(0, 0); oled.printf("Please\n\nConnect\n\nPZEM004T"); } oled.display(); //------Serial display-----Serial.print("Voltage: "); Serial.print(voltage); Serial.println("V"); Serial.print("Current: "); Serial.print(current); Serial.println("A"); Serial.print("Power: "); Serial.print(power); Serial.println("W"); Serial.print("Energy: "); Serial.print(energy, 3); Serial.println("kWh"); Serial.print("Frequency: "); Serial.print(frequency, 1); Serial.println("Hz"); Serial.print("PF: "); Serial.println(pf); }



Deskripsi Alat Rancangan dan Aplikasi



Pengujian Alat a. Pengujuan alat menggunakan Beban



b. Perbandingan Alat ukur standar dengan alat ukur rancangan