monitoring kinerja serta identifikasi kerusakan pada plts off...

20
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

Upload: others

Post on 17-May-2021

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 2: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

ii

Page 3: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

iii

Page 4: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

iv

Page 5: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 6: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 7: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 8: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 9: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 10: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 11: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 12: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 13: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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.

Page 14: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

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

Page 15: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xv

Page 16: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xvi

Page 17: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xvii

Page 18: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xviii

Page 19: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xix

Page 20: Monitoring Kinerja serta Identifikasi Kerusakan pada PLTS Off ...eprints.umm.ac.id/54625/1/PENDAHULUAN.pdfTabel 4. 1 Tabel pengujian sensor LM35 dengan waktu yang berbeda ..... 28

xx