rancang bangun alat monitoring daya listrk...
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN ALAT MONITORING DAYA LISTRK PADA
SMARTHOME BERBASIS ARDUINO
Skripsi
Diajukan Sebagai Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana
Program Strata-1 Pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Palembang
Oleh :
Andreassan Bayu
132016006
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG
2020
iii
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto
Patuhi Orang Tua Dan Jadilah Orang yang Baik.
Diam Bukan Berarti Kosong.
Kupersembahkan skripsi kepada :
ALLAH SWT atas segala nikmat, karunia dan ridho-Nya sehingga saya
bisa menulis skripsi ini, yang selalu memberi kesehatan, selalu diberi
perlindungan, selalu di berikan kemudahan, diberi rezeki, dan pertolongan.
Kepada Kedua Orang Tuaku Bapak Mahruf dan Ibu Anis Trawati yang
sangat aku cinta dan sangat aku sayang,
Kepada Pembimbing Skripsi I saya Bapak Feby Ardianto,S,T.,M.Cs dan
Pembimbing II bapak Bengawan Alfaresi,S.T.,M.T yang telah
membimbing penulisan skripsi ini.
Seluruh Dosen Program Studi Teknik Elektro dan Staff Program Studi
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Palembang.
Sahabat seperjuanganku Gahfur Kurniawan, Erol, Rian. Terima kasih atas
kebersamaan selama ini semua proses perjuangan yang kita lalui akan
menjadi kenangan yang tak akan dilupakan
Rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammdiyah Palembang dan semua pihak yang banyak
yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang membantu penyusunan
skripsi ini.
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Puji dan syukur kita atas kehadirat Allah Subhannallahu Waa Ta’ala yang
telah memberikan kita segala nikmat, karunia dan rahmat-Nya. Yang mana pada
kesempatan kali ini penulis dapat menyelesaikan proposal skripsi dengan baik dan
sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Adapun maksud dan tujuan dari penyusunan proposal skripsi ini adalah
untuk memenuhi salah satu prasyarat dari kurikulum yang telah ditemntukan pada
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Palembang. Dalam pennulisan proposal skripsi ini penulis menyadari masih
banyak terdapat kekurangsan dan kelemahan serta jauh dari kata sempurna, karena
keterbatasan kemampuan yang kami miliki. Maka dari itu penulis mengharapkan
kriktik dan saran yang sifatnya membangun dari berbagai pihak terutama untuk
pembaca.
Penulis dapat menyelesaikan proposal skripsi ini berkat bimbingan,
pengarahan dan nasehat yang tidak ternilai harganya. Untuk itu pada kesempatan
ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Feby Ardianto, S.T.,M.Cs selaku Dosen Pembimbing 1
2. Bengawan Alfaresi,S,T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing 2
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada pihak yang berperan
untuk membantu dalam penyelesaian skripsi ini, yaitu :
1. Bapak Dr. Abid Djazuli, S.E., M.M. selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Palembang.
2. Bapak Dr. Ir. Kgs. Ahmad Roni, M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Palembang.
3. Bapak Taufik Barlian, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Universitas Muhammadiyah Palembang.
vi
4. Bapak Feby Ardianto, S.T.,M.Sc selaku seketaris jurusan Teknik Elektro
5. Bapak dan Ibu Dosen pada Program Studi Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Palembang.
6. Bapak dan Ibu Staf dan Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Palembang.
7. bapakku dan ibuku tercinta yang tak kenal lelah memberikan dorongan,
motivasi dan doa untuk keberhasilanku dalam penyelesaian skripsi ini.
8. Keluargaku serta dulur-dulurku yang sangat saya sayangi terima kasih
telah memberikan bantuan dan dukungan serta motivasi.
9. Kepada Ines Kartika yang telah menemani dan memberikan
semangat,serta motivasi dalam pengerjaan penulisan ini.
10. Sahabat terbaikku Sagiyan dimas agusti serta teman-teman Boju team,
terima kasih atas dukungan, saran, teguran, selama ini.
11. Sahabat seperjuanganku Adi wiristira, Muhaimin, Muhamad Suryanto.
Terima kasih atas kebersamaan selama ini semua proses perjuangan yang
kita lalui akan menjadi kenangan yang tak akan dilupakan
12. Rekan-rekan Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammdiyah Palembang dan semua pihak yang banyak
yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang membantu penyusunan
skripsi ini.
Semoga Allah SWT. Membalas budi baik kalian yang telah diberikan dalam
penyelesaian skripsi ini, semoga amal ibdahnya diterima dan mendapat balasan
dari-Nya. Semoga bimbingan, saran. Partisipasi dan bahan yang telah diberikan
akan bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Palembang, Juli 2020
Penulis
Andreassan Bayu
vii
ABSTRAK
Sistem pemantauan konsumsi daya listrik yang ada saat ini masih memiliki
kekurangan, baik pada sistem listrik pascabayar maupun prabayar. Para pengguna
hanya bisa melihat angka dari jumlah pemakaian per bulannya tanpa mengetahui
jumlah nominal uang yang terpakai untuk pemakaian listrik dirumah. Maka dari
itu dibuatlah rancang alat monitoring daya listrik, untuk mengetahui jumlah
pemakaian daya listrik yang digunakan dalam smarthome berbasis arduino.
Desain monitoring daya listrik pada penggunaan beban listrik menggunakan
sensor arus ACS712, melalui arduino sebagai pemroses arus yang masuk. Metode
yang digunakan ada 4 tahapan yaitu : 1). tahapan penentuan hardware dan
software, 2). perancangan, 3). Pemrograman, 4). Pengujian alat dan
mengahasilkan alat monitoring daya listrik dengan menggunakan Input yang
digunakan sensor arus ACS712 sebagai pendeteksi arus yang masuk dari beban,
dan arus listrik dapat di deteksi oleh pin analog IO Arduino dan ditampilkan ke
LCD (keypad shield) dan smartphone. Pengukuran yang dilakukan menggunakan
lampu pijar bohlam dan lampu LED yang masing-masing lampu memiliki watt
yang berbeda seperti dua buah lampu pijar bohlam memiliki 40 watt dan 70 watt
dan 1 buah lampu LED 5 watt dan satu buah setrika listrik 300 Watt yang di atur
pada titik panas maksimal. Tingkat akurasi dari alat monitoring dalam membaca
berkisar 0.71% sampai 0.87%.
Kata kunci : Arduino, Sensor Arus, Sensor Tegangan, LCD, Smartphone
viii
ABSTRACT
The current electricity consumption monitoring system still has shortages, both in
postpaid and prepaid electricity systems. Users can only see the number of
monthly usage without knowing the nominal amount of money used to use
electricity at home. Therefore the design of an electric power monitoring device
was made, to determine the amount of electricity used in an arduino-based
smarthome. The design of electric power monitoring in the use of electrical loads
using the ACS712 current sensor, through Arduino as the processing of the
incoming current. The method used there are 4 stages: 1). the stages of
determining hardware and software, 2). design, 3). Programming, 4). Testing tool
and producing an electric power monitoring tool by using the input that is used by
the ACS712 current sensor as a detection of the incoming current from the load,
and the electric current can be detected by the Arduino IO analog pin and
displayed to the LCD (keypad shield) and smartphone. Measurements are made
using incandescent light bulbs and LED lamps, each of which has different
wattage like two incandescent bulbs having 40 watts and 70 watts and 1 5 watt
LED lamp and one 300 Watt electric iron set at maximum heat. The accuracy of
monitoring tools in reading ranges from 0.71% to 0.87%.
Keywords: Arduino, Current Sensor, Voltage Sensor, LCD, Smartphone
ix
DAFTAR ISI
PERNYATAAN ................................................................ Error! Bookmark not defined.
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................................ iv
KATA PENGANTAR ................................................................................................... v
ABSTRAK ................................................................................................................... vii
ABSTRACT ............................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
BAB 1 ............................................................................................................................ 1
PENDAHULUAN.......................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian........................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2
1.4 Sistematika Penulisan .................................................................................... 2
BAB 2 ............................................................................................................................ 4
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................ 4
2.1 Monitoring........................................................................................................ 4
2.2 Listrik............................................................................................................... 4
2.2.1 Arus Listrik AC ............................................................................................ 5
2.2.2 Arus listrik DC .............................................................................................. 5
2.3 Daya Listrik ................................................................................................... 5
2.4 Mikrokontroler .............................................................................................. 6
2.5 Komponen Perangkat Keras (Hardware) ..................................................... 7
2.5.1 Definisi Arduino ............................................................................................ 7
2.5.2 Arduino Uno ................................................................................................. 7
2.5.3 Sensor Arus ................................................................................................... 8
2.5.4 Soket USB (Universe Serial Bus)................................................................... 9
2.5.5 LCD keypad Shield ........................................................................................ 9
2.5.6 Atmega8 ...................................................................................................... 10
2.6 Perangkat Lunak (software) ........................................................................ 10
x
2.6.1 Blynk ........................................................................................................... 10
2.6.2 Software Arduino........................................................................................ 10
BAB 3 .......................................................................................................................... 12
METODE PENELITIAN............................................................................................ 12
BAB 4 .......................................................................................................................... 17
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................... 17
4.1 Hasil pengujian .................................................................................................. 17
4.1.1 Pengujian Tanpa Adanya Beban ................................................................ 17
4.1.2 Pengujian Dengan Beban Induktif ............................................................. 19
4.1.3 Pengujian Dengan Beban Resistif............................................................... 20
4.2 Pengujian Kombinasi Antara Beban Induktif Dan Beban Resistif .................. 22
4.3 Tampilan Grafik Dari Nilai Terpasang Dan Pengukuran : ............................. 25
BAB 5 .......................................................................................................................... 28
KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 28
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 28
5.2. Saran ................................................................................................................. 28
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 29
LAMPIRAN ................................................................................................................ 30
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik hubungan Daya .......................................................................6
Gambar 2.2 Board Arduino Uno.............................................................................8 Gambar 2.3 LCD Keypad Shield.............................................................................9
Gambar 3.1 Diagram Fishbone .............................................................................12
Gambar 3.2 Blok Diagram ....................................................................................14 Gambar 3.3 Rangkaian Prototype..........................................................................14
Gambar 4.1 Alat Dalam Kondisi Tanpa Ada Beban..............................................17
Gambar 4.2 Tampilan Pada Aplikasi Blynk Kondisi Tanpa Beban.......................18
Gambar 4.3 Tampilan Dari Multimeter Sebagai Pembanding Tegangan................18 Gambar 4.4 Lampu Ke-1 Di ON kan Dan Lampu Ke-2 Dan Ke-3 Dalam
Keadaan OFF........................................................................................................19
Gambar 4.5 Tampilan Nilai Dan Grafik Pada Aplikasi Blynk Ketika Lampu ke 1 Pada Kondisi ON..........................................................................................20
Gambar 4.6 Kondisi ON Pada Beban Resistif Setrika...........................................20
Gambar 4.7 Tampilan Dalam Aplikasi Blynk Ketika Setrika Listrik Dalam Keadaan ON Karena Diberi Tegangan..................................................................21
Gambar 4.8 Kondisi ON Terhadap Beban Induktif Dan Beban Resistif ..............22
Gambar 4.9 Tampilan Dari Aplikasi Blynk Ketika Beban Induktif Dan Beban
Resistif Diberika Tegangan Atau Keadaan ON.....................................................23 Gambar 5.0 Grafik perbandingan Arus Terpasang Dan Arus Pengukuran............25
Gambar 5.1 Grafik Perbandingan Tegangan Terpasang Dan
Tegangan Pengukuran..........................................................................................26 Gambar 5.2 Grafik Perbandingan Daya Terpasang Dan Daya Pengukuran..........27
xii
DAFTAR TABEL
Table 1.Karakteristik Arduino................................................................................8
Table 3.1 Alat dan Bahan ....................................................................................15
Tabel 4.1 Nilai Alat Dalam Kondisi Tanpa Beban Yang Dimasukkan.................17
Tabel 4.2 Nilai Arus Dan Daya Listrik Lampu ke-1 Kondisi ON.........................19 Tabel 4.3 Nilai Arus Dan Daya Setrika Diberi Tegangan Keadaan ON................21
Tabel 4.4 Nilai Arus Dan Daya Beban Induktif Dan Beban Resistif Di Beri tegangan
Atau Keadaan ON...............................................................................................23 Tabel 4.5 Keseluruhan Hasil Pengujian.................................................................24
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem monitoring konsumsi daya listrik yang ada pada saat ini masih
memiliki banyal kekurangan, baik itu pada sistem listrik pascabayar maupun
prabayar. Sistem monitoring ini hanya dapat dilakukan oleh pihak PLN yang
dilakukan secara manual dengan cara melakukan pencatatan oleh petugas
PLN. Para pengguna listrik hanya dapat melihat angka dari jumlah pemakaian
per bulannya tanpa mengetahui langsung jumlah nominal uang yang terpakai
untuk pemakaian listrik dirumah.
Dalam dunia teknologi yang berkembang dengan sangat pesat di era saat
ini dalam segala bidang. Kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan
menimbulkan banyaknya peralatan yang dikontrol menggunakan system
control digital. Dimana pada saat ini tenaga manusia telah banyak digantikan
dengan mesin-mesin dan teknologi yang berkerja secara otomatis dan dapat
memudahkan pekerjaan manusia, dan itu merupakan salah satu ciri dari
perkembangan teknologi pada saat ini. Otomatisasi di era sekarang ini sangat
berperan penting dan mencakup banyak hal, baik dari segi kebutuhan sehari-
hari maupun dari segi yang lainnya (Ardianto, Eliza, & Saputra, 2019).
Berkaitan dengan perkembangan otomatisasi maka di kembangkan sebuah
alat yang dapat digunakan untuk memonitoring daya listrik yang juga
digunakan untuk mengukur daya listrik yang masuk secara otomatis dengan
menggunakan Arduino. Daya listrik merupakan pemakaian energy listrik yang
di pakai oleh konsumen untuk digunakan dalam kebutuhan hidup sehari-hari,
seperti lampu, mesin pompa listrik, televisi, kompor listrik, kulkas, kipas
angin, Air Conditioning dan lainya (Ardianto, Eliza, & Saputra, 2019).
Pengukuran daya listrik dapat dilakukan secara manual dan otomatis,
pengukuran manual bisa menggunakan alat seperti tang ampere dan
multimeter. Sedangkan pengukuran otomatis bisa menggunakan arduino,
ampere meter, ohm meter, dan volt meter. Daya listrik tidak memiliki rekam
2
jejak pemakian pada smarthome maupun instansi, maka diperlukan data
pengukuran yang presisi dan akurat (Ardianto, Eliza, & Saputra, 2019).
Penelitian ini akan membahas mengenai “Rancang Bangun Alat
Monitoring Daya Listrik Pada Smarthome Berbasis Arduino”. Metode yang
digunakan penulis yaitu 1. Pemilihan peralatan hardware dan software, 2.
Perancangan sistem, 3. Pemrograman, 4. Testing/pengujian. Diharapkan
dengan alat monitoring daya pada smarthome ini dapat berkerja dengan baik
dalam pengukuran pemakaian konsumsi daya listrik di smarthome.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk melihat jumlah pemakaian daya listrik yang digunakan dalam
smarthome berbasis arduino nodemcu
2. komponen-komponen yang di butuhkan dalam monitoring daya listrik
smarthome berbasis adruino nodemcu
3. Agar tahu cara untuk memonitoring daya listrik smarthome berbasis
adruino nodemcu
4. Bisa melakukan cara kerja dari monitoring smarthome berbasis arduino
nodemcu
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini difokuskan pada penerapan Arduino sebagai
alat monitoring daya listrik menggunakan koneksi melalui smartphone dengan
pembahasan perbandingan data hasil pengukuran terhadap data terpasang.
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulisan proposal ini, saya membuatkan sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB 1 : PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, maksud dan tujuan, ruang
limgkup permasalahan dan sistematika penulisan.
3
BAB 2 : TINJAUAN MASALAH
Bab ini membahas teori dan penjelasan umum tentang komponen-komponen
penunjang penelitian.
BAB 3 : METODE PENELITIAN
Bab ini membahas masalah tentang bagai mana cara penelitian yang saya lakukan.
BAB 4 HASIL DAN ANALISA
Bab ini merupakan inti pembahasan skripsi, dimana pada bab ini dibahas
mengenai Rancang Bangun Alat Monitoring Daya Listrik Pada Smarthome
Berbasis Arduino
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil pembahasan.
DAFTAR PUSTAKA
29
DAFTAR PUSTAKA
Pangestu, A. D., Ardianto, F., & Alfaresi, B. (2019). Sistem Monitoring Beban Listrik Berbasis Arduino NODEMCU ESP8266.
Ardianto, F., Eliza, & Saputra, R. (2019). Pendeteksi Pemakaian Beban Listrik Rumah Tangga . JURNAL SURYA ENERGY, 338-344.
Arifin, J., Zulita, N. L., & Hermawansyah. (2016). Perancangan Murotal Otomatis Menggunakan Mikrokontroller Arduino Mega 2560 . Jurnal Media Infotama .
Gideon, S., & Saragih, P. K. (n.d.). Analisis Karakteristik Listrik Arus Searah dan Arus Bolak-Balik .
Harsono, D., Sunardi, J., & Biantara, D. (2009). Pemantauan Suhu Dengan Mikrokontroller ATMEGA8 Pada Jaringan Lokal.
Herin, F. C., & Hotma, P. (2019). Voice Control Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik Berbasis Nodemcu.
Maulana, Y. I. (2017). Perancangan Perangkat Lunak Sistem Informasi Pendataan Guru
Dan Sekolah (SINDARU) Pada Dinas Pendidikan Kota Tanggerang Selatan. Jurnal Pilar Nusa Mandiri.
Pangestu, D. A., Ardianto, F., & Alfaresi, B. (2019). Sistem monitoring beban listrik berbasis arduino Nodemcu ESP8266 . JURNAL AMPERE .
Prasetya, B. E. (n.d.). Pemantau Kebocoran Ac Menggunakan Sensor Yl83 Dan Lm35dz Berbasis. Jurnal Elektum.
Putri, N. E., Marwan, S., & Hariyono, T. (n.d.). Aplikasi Berbasis Multimedia Untuk Pembelajaran Hardware Komputer. Jurnal Edik Informatika, 70-81.
Saleh, A. (2015). Implementasi Metode Klasifikasi Naïve Bayes. Citec Journal.
Saputri, N. Z., Rif’an, M., & Nurussa’adah. (n.d.). Aplikasi Pengenalan Suara Sebagai Pengendali Peralatan Listrik Berbasis Arduino Uno.
Sulistyowati, R., & Febriantoro, D. D. (2012). Perancangan Prototype Sistem Kontrol Dan Monitoring Pembatas Daya Listrik Berbasis Mikrokontroller . Jurnal IPTEK .