monitoring kinerja serta identifikasi kerusakan pada plts off...
TRANSCRIPT
Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off-
Grid sistem berbasis IoT terintegrasi aplikasi smartphone
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Sastra 1
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh:
EVAN REFANDO
201410130311073
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan
rahmat dan hidayah-NYA, Sholawat serta salam semoga senstiasa tercurah kepada
Rasulillah. Atas kehendak dan karunia Allah sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir yang berjudul :
“Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS off-grid sistem
berbasis IoT terintegrasi aplikasi smartphone”
Penulisan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana teknik di Universitas Muhammadiyah Malang, selain itu penulis
berharap tugas akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan utamnaya
dalam bidang elektronika dan informatiak.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran
yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan
kedepan.
Malang,
Penulis
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv
ABSTRAK .............................................................................................................. v
ABSTRACT ........................................................................................................... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................. vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL............................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 2
1.4 Tujuan .......................................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5
2.1 Hardware ..................................................................................................... 5
2.1.1 PLTS Off-Grid sistem ........................................................................ 5
2.1.2 Panel Surya ....................................................................................... 5
2.1.3 Baterai ................................................................................................ 7
2.1.4 Solar Charge Controller ..................................................................... 8
2.1.5 Sensor arus acs712 ............................................................................. 8
2.1.6 Sensor photodioda .............................................................................. 9
2.1.7 Sensor tegangan ................................................................................ 10
2.1.8 Arduino mega ................................................................................... 11
2.1.9 Wi-Fi modul Node MCU ESP 8266 ................................................ 12
vii
2.1.9 Sensor Suhu LM35 ........................................................................... 12
2.1.10 Motor Servo .................................................................................... 13
2.1.11 Beban lampu DC ............................................................................ 13
2.2 Software .................................................................................................... 13
2.2.1 IoT(Internet of Things) ..................................................................... 13
2.2.2 Server ............................................................................................... 14
2.2.3 Android ............................................................................................. 14
2.2.4 Ionic Framework .............................................................................. 14
2.2.5 Java Script ........................................................................................ 14
2.2.6 MongoDB ......................................................................................... 14
2.2.7 Node.JS ............................................................................................ 15
BAB III PERANCANGAN SISTEM .................................................................. 16
3.1 Perancangan Sensor ................................................................................... 17
3.1.2 Perancangan Sensor Arus ACS712 ........................................................ 18
3.1.3 Perancangan sensor temperature ............................................................ 19
3.1.4 Perancangan sensor Photodioda dengann motor servo ........................ 20
3.2 Perancangan Mikrokontroller .............................................................. 21
3.2.1 Perancangan Arduino Mega.................................................................... 22
3.3 Perancangan Serial Komunikasi NodeMCU ESP8266 ....................... 23
3.3.1 Perancangan Serial Komunikasi Arduino Mega dan NodeMCU ....... 23
3.4 Perancangan PLTS Off-Grid ............................................................... 25
3.5 Perancangan User Interface Aplikasi Smartphone ............................. 25
3.5.1 Komunikasi arsitektur data ..................................................................... 25
BAB IV PENGUJIAN SISTEM .......................................................................... 27
4.1 Pengujian Sensor ............................................................................................. 27
4.1.1 Hasil pengujian sensor LM35 ................................................................ 27
4.1.2 Hasil pengujian sensor arus acs712 ........................................................ 28
4.1.3 Hasil pengujian sensor tegangan ............................................................ 29
4.1.4 Hasil pengujian sensor iradiasi menggunakan photodiada..................... 30
4.1.5 Hasil pengujian pergerakan sensor iradiasi menggunakan photodioda.. 33
viii
4.2 Pengujian Aplikasi Smartphone ...................................................................... 34
4.2.1 Hasil pengujian User Interface............................................................... 34
4.2.2 Hasil pengujian sistem monitoring dan notifikasi .................................. 36
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 41
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 41
5.2 Saran .......................................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 43
LAMPIRAN .......................................................................................................... 46
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Grafik hubungan antara Arus, Tegangan dan Radiasi matahari 6
Gambar 2. 2 Grafik hubungan Arus, Tegangan dan Suhu.............................. 6
Gambar 2. 3 Panel surya tipe monokristal ...................................................... 7
Gambar 2. 4 Lead-Acid battery 12 Volt 7 Ah ................................................ 8
Gambar 2. 5 Solar Charge Controller 12 Volt 20 A ....................................... 8
Gambar 2. 6 Rangkaian photodioda ............................................................... 9
Gambar 2. 7 Grafik hubungan antara Iradiasi matahari dengan arus
photodioda[11] ............................................................................................... 10
Gambar 2. 8 Motor Servo ............................................................................. 13
Gambar 2. 9 Lampu DC 12 V 9 W ............................................................... 13
Gambar 3. 1 Blok Diagram Sistem ............................................................... 17
Gambar 3. 2 Perancangan Sensor Tegangan ................................................ 18
Gambar 3. 3 Perancangan Sensor Arus ACS712 ......................................... 19
Gambar 3. 4 Perancangan Sensor LM35 ...................................................... 20
Gambar 3. 5 Perancangan sensor Photodioda .............................................. 21
Gambar 3. 6 Gambar Tampilan Arduino IDE untuk Menulis Program Kontroller
........................................................................................................................ 23
Gambar 3. 7 Perancangan Modul Wi-Fi ESP8266 dengan Arduino Mega .. 24
Gambar 3. 8 Perancangan PLTS Off-Grid ................................................... 25
Gambar 3. 9 User Interface aplikasi smartphone ......................................... 25
x
Gambar 3. 10 Perancangan Komunikasi Arsitektur Data............................. 26
Gambar 4. 1 Pengujian sensor suhu LM35 menggunakan Avometer dan software
IDE Arduino ................................................................................................... 27
Gambar 4. 2 Pengujian pembacaan sensor arus acs712 menggunakan Avometer
dan software IDE Arduino. ............................................................................ 28
Gambar 4. 3 Pengujian pembcaan sensor tegangan menggunkan Avometer dan
software IDE Arduino .................................................................................... 29
Gambar 4. 4 Hasil pengujian sensor iradiasi matahari menggukanan photodioda.
(a.) Coding program software aplikasi IDE. (b.) Tampilan pada serial monitor
software aplikasi IDE. .................................................................................... 33
Gambar 4. 5 Model pergerakan sensor photodiode mengikuti sumber cahaya34
Gambar 4. 6 Grafik nilai ADC pada tampilan serial plotter software aplikasi
IDE ................................................................................................................. 34
Gambar 4. 7 Halaman Login pada aplikasi smartphone ............................... 35
Gambar 4. 8 Tampilan slide menu pada apliksai smartphone ...................... 36
Gambar 4. 9 User Iterface aplikasi smartphone sistem dalam kondisi normal.
........................................................................................................................ 37
Gambar 4. 10 User Interface aplikasi smartphone ketika kondisi sistem
mengalami drop tegangan pada panel surya. ................................................. 38
Gambar 4. 11 User Interface aplikasi smartphone ketika kondisi sistem
mengalami drop tegangan pada baterai .......................................................... 39
Gambar 4. 12 User Interface aplikasi smartphone dalam kondisi drop tegangan
pada beban ...................................................................................................... 40
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Spesifikasi Arduino ...................................................................... 11
Tabel 2. 2 spesifikasi Node MCU ESP 8266 ................................................ 12
Tabel 3. 1 Pin Koneksi Sensor pH dengan Arduino Mega ........................... 18
Tabel 3. 2 Pin Koneksi Sensor arus ACS712 dengan Arduino Mega .......... 19
Tabel 3. 3 Pin Koneksi Sensor Photodioda dengan Arduino Mega ............. 21
Tabel 3. 4 Pin Koneksi NodeMCU8266 dengan Arduno Mega .................... 24
Tabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ........ 28
Tabel 4. 2 Hasil pengujian sensor arus acs712 dengan variasi beban resistor28
Tabel 4. 3 Hasil pengujian sensor tegangan dengan variasi nilai dari rangkaian
pembagi tegangan........................................................................................... 29
Tabel 4. 4 Tabel nilai analog sensor photodioda ........................................... 30
xii
DAFTAR PUSTAKA
[1] Pande Putu Teguh Winata, I Wayan Arta Wijaya, I Made Suartika.
“Rancang Bangun Sistem Monitoring Output dan Pencatatan
Data pada Panel Surya Berbasis Mikrokontroler Arduino.” E-
Journal SPEKTRUM, Vol. 3, No. 1.
[2] Naim M. 2017. “ RANCANGAN SISTEM KELISTRIKAN PLTS OFF GRID
1000 WATT DI DESA MAHALONA KECAMATAN TOWUTI ”.
DINAMIKA Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 9, No. 1.
[3] Prihatmoko, D. 2016. Penerapan Internet Of Things ( Iot ) Dalam
Pembelajaran Di Unisnu Jepara. Jurnal SIMETRIS, Vol 7 No 2
[4] Putra, D Pahang, dan Mudjahidin. 2010. Rancang Bangun Sistem Informasi
Monitoring Perkembangan Proyek Berbasis Web Studi Kasus Di Dinas
Bina Marga Dan Pemantusan. Jurnal Teknik Industri, Vol. 11, No.1.
[5] Agus Mulyadi, Zulfikar, Zulhelmi. 2017. ”Desain sistem tranfer beban
otomatis dari sumber PLN ke PLTS pada waktu beban
puncak(WBP). Jurnal Online Teknik Elektro
Vol.2 No.4
[6] Arthur Daniel Limantara, Yosef Cahyo Setianto Purnomo, Sri Wiwoho
Mudjanarko. 2015. " PEMODELAN SISTEM PELACAKAN LOT
PARKIR KOSONGBERBASIS SENSOR ULTRASONIC DAN
INTERNET OF THINGS (IOT) PADA LAHAN PARKIR
DILUAR JALAN,". Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2017
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta.
[7] Wicaksono, M Fajar. 2017. Implementasi Modul Wifi Nodemcu Esp8266
Untuk Smart Home. Jurnal Teknik Komputer Unikom Komputika
Volume 6, No.1
[8] Putra Segara B, Rusdinar Angga , Kurniawan Ekki. 2015.” DESAIN DAN
IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING DAN MANAJEMEN
BATERAI MOBIL LISTRIK”. e-Proceeding of Engineering : Vol.2, No.2.
[9] Indriani Anizar , Johan, Witanto Yovan, Hendra. 2014. “Pemanfaatan
Sensor Suhu LM 35 Berbasis Microcontroller ATmega 8535 pada Sistem
xiii
Pengontrolan Temperatur Air Laut Skala Kecil”. Jurnal Rekayasa Mesin
Vol.5, No.2.
[10] Kurniawan Eddi, Suhery Cucu, Triyanto Dedi. 2013. “SISTEM PENERANGAN
RUMAH OTOMATIS DENGAN SENSOR CAHAYA BERBASIS
MIKROKONTROLER”. Jurnal Coding Sistem Komputer Universitas
Tanjungpura Volume 01 No. 2
[11] Teddyana, Agus dkk. 2016. Membuat Web Server Menggunakan Dinamic
Domain Name System Pada Ip Dinamis. Jurnal Teknologi Informasi
& Komunikasi Digital Zone, Volume 7 , Nomor 1
[12] F.J.Tompoh. 2016. Rancang Bangun Aplikasi Pemesanan Menu Makanan
Restoran Berbasis Android. E-journal Teknik Informatika, Vol 9, No
1.
[13] Siti Sendari, Adfian Rudi, Anik Nur Handayani, Andriana Kusuma
Dewi.2017. Integrasi Smartphone Dan Motor
Servo Sebagai Prototype Home Security System. ISSN: 2338 – 0276
[14] Akbar iskandar, Muhajirin, Lisah.2017.” Sistem keamanan pintu berbasis
arduino mega”. JURNAL INFORMATIKA UPGRIS Vol. 3, No. 2
[15] Julisman, Andi dkk. 2017. Prototipe Pemanfaatan Panel Surya Sebagai
Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Atap Stadion Bola.
KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro e-ISSN: 2252-7036 Vol.2
No.1 2017: 35-42
[16] Julisman, Andi dkk. 2017. Prototipe Pemanfaatan Panel Surya Sebagai
Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Atap Stadion Bola.
KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro e-ISSN: 2252-7036 Vol.2
No.1 2017: 35-42
[17] Sugiyanto; Oktriawan, Imran, dan Martinus. 2013. Pembuatan Sistem
Otomasi Dispenser Menggunakan Mikrokontroler Arduino Mega
2560. Jurnal FEMA, Volume 1, Nomor 2,
[18] Putra, D Pahang, dan Mudjahidin. 2010. Rancang Bangun Sistem Informasi
Monitoring Perkembangan Proyek Berbasis Web Studi Kasus Di Dinas
Bina Marga Dan Pemantusan. Jurnal Teknik Industri, Vol. 11, No. 1.
xiv
[19] Putra Kurniawanto E. , Rahmayeni Fitry. 2016.” IMPLEMENTASI
DATABASE MONGODB UNTUK SISTEM INFORMASI
BIMBINGAN KONSELING BERBASIS WEB (Studi Kasus: SMP
N 1 Sawahlunto)”. Jurnal TEKNOIF Vol. 4 No.1.
[20] Fajrin Rachmat. 2017. “ PENGEMBANGAN SISTEM INFORMASI
GEOGRAFIS BERBASIS NODE.JS UNTUK PEMETAAN MESIN DAN
TRACKING ENGINEER DENGAN PEMANFAATAN
GEOLOCATION PADA PT IBM INDONESIA”. JURNAL
INFORMATIKA Vol. 11, No. 2.
[21] Matheus Supriyanto Rumetna. 2018. “PEMANFAATAN CLOUD
COMPUTING PADA DUNIA BISNIS: STUDI LITERATUR”. Jurnal
Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer(JTIIK)
DOI:10.25126/jtiik.201853595Vol.5,No.3,Agustus2018, hlm.305--‐314
xv
xvi
xvii
xviii
xix
xx