Abstrak—Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu

objek yang hasil pengukurannya akan dikirimkan ke tempat

yang lain memelalui proses pengiriman data baik dengan atau

tanpa kabel (wireless). Sehingga dapat memberikan kemudahan

dalam pengukuran, pemantauan dan mengurangi hambatan

untuk mendapatkan informasi. Dengan menggunakan sistem

telemetri wireless pengukuran tegangan dan arus bisa dilakukan

dari tempat yang berbeda. Tujuan dari penelitian ini adalah

membuat suatu sistem telemetri pada produk K-POWERS yang

berguna untuk memantau pengukuran tegangan dan arus luaran

PV,serta tegangan dan kapasitas baterai, sehingga dapat

memberitahu pengguna nilai tegangan dan arus yang dihasilkan,

juga memberikan notifikasi ketika nilai kapasitas baterai

mencapai 100%. Hasil yang didapatkan melalui dua bagian

penting yaitu, transmitter dan receiver. Pada bagian transmutter

terdiri dari sensor tegangan DC, sensor arus ACS712,

mikrokontroler Arduino Nano, modul LoRa SX1278, DC-DC

Buck Converter, dan Baterai. Sedangkan pada bagian receiver

terdiri dari Mikrokontroler Arduino Nano, LCD, Buzzer, modul

LoRa SX1278, DC-DC Buck Converter dan baterai. Hasil

penelitian yang dilakukan pada pengujian pada sistem K-

POWERS, ketika terhadap halangan ataupun tanpa halangan

dengan sensor tegangan DC dan sensor arus yang sensitif

menunjukan pengiriman data yang baik sampai jarak 200 meter.

Keywords—Sistem Telemetri, Sensor Tegangan DC, Sensor

Arus, Arduino Nano328P.

I. PENDAHULUAN

Seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi

kebutuhan informasi yang cepat sangat dibutuhkan dalam

berbagai bidang, baik pertanian, perindustrian, maupun stasiun

meteorologi yang dapat menunjang kinerja bidang tersebut.

Salah satunya adalah informasi suhu dan kelembaban. Namun

dalam pemantauan dan pengukuran tidak semua kondisi

memungkinkan dilakukan secara langsung dikarenakan faktor

geografis dan jarak, hal itu dapat menghambat memperoleh

informasi tersebut. Kendala pengukuran pada lokasi yang sulit

terjangkau dapat diatasi dengan menggunakan metode

pengukuran jarak jauh (telemetri) [1]. Secara umum sistem

telemetri terdiri atas enam bagian pendukung yaitu objek ukur,

sensor, pemancar, saluran transmisi, penerima dan tampilan [2].

Sistem telemetri bertujuan untuk mengumpulkan data dari

lokasi yang berdekatan maupun berjarak jauh, dan untuk

menyampaikan data ke titik dimana data dapat dievaluasi [3].

Pengiriman data secara nirkabel dapat dilakukan dengan

menggunakan modul komunikasi data yang kompatibel dengan

sistem melalui komunikasi serial pada mikrokontroler yang

terdiri dari modul transmitter dan modul receiver [4].

Sedangkan sistem telemetri yang akan dibuat bertujuan

untuk memantau atau monitoring hasil luaran PV dari jarak

jauh, sehingga data-data sensor akan direkam dan diolah oleh

mikrokontroler pada bagian transmitter lalu akan dikirimkan

secara nirkabel dari titik pembangkitan ke penerima (receiver).

Kemudian pada bagian receiver akan mengolah data sensor

tersebut dan ditampilkan pada LCD, serta akan memberikan

notifikasi pada pengguna ketika pengisian baterai sudah

mencapai nilai 100%.

II. LANDASAN TEORI

A. Sistem Telemetri

Menurut M. Komarudin dalam Boni Pahlanop Lapanporo

(2011) Telemetri berasal dari kata “Tele” yang berarti jauh dan

“Metri” yang berarti pengukuran. Dengan demikian telemetri

adalah suatu sistem komunikasi untuk transfer data pengukuran

jarak jauh yang menggunakan media transmisi sebagai

carrierdata tersebut. Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa

telemetri merupakan suatu proses komunikasi secara otomatis

yang digunakan untuk mengukur dan mengambil data pada

suatu lokasi yang letaknya jauh untuk ditransmisikan ke pusat

pengolahan data [5].

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam telemetri

adalah teknik modulasi dan saluran transmisi. Modulasi

merupakan proses konversi sinyal informasi menjadi suatu

gelombang sinus, atau penumpangan suatu sinyal (sinyal

informasi) ke sinyal pembawa (carrier). Ada beberapa macam

teknik modulasi yang biasa digunakan, tergantung pada

parameter yang dimodulasi. Saluran transmisi adalah alat

(device) yang dipakai untuk menghubungkan antara sumber

data dan penerima data (penampil). Komponen yang dipakai

adalah modem (modulator - demodulator) dan pemancar

penerima radio (radio tranceiver), untuk media transmisi

gelombang radio. Sistem telemetri sering digunakan untuk

pengukuran di daerah-daerah yang sukar untuk dijangkau

manusia seperti gunung, gua atau lembah. Sistem telemetri juga

dapat digunakan untuk monitoring kualitas udara di lingkungan

secara real time dengan menempatkan multi sensor asap yang

data keluarannya dikirim ke receiver oleh sistem telemetri. [6].

B. Sensor Tegangan

Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sebuah rangkaian pembagian tegangan. Rangkaian ini

dapat mengurangi tegangan input hingga 5 kali dari tegangan

asli. Tegangan analog input maksimum mikrokontroler yaitu 5

volt, sehingga sensor tegangan dapat diberikan masukan tidak

Rancang Bangun Sistem Telemetri pada K-POWERS Berbasis Sensor

Tegangan dan Sensor Arus Menggunakan Mikrokontroler Arduino

Nano328P

Hanif Fahmizal1, Arief Syaichu Rohman2, Denny Hidayat Tri Nugroho3

1,2,3 Program Studi Teknik Elektro Institut Teknologi Sumatera, Lampung hanif.13116055@student.itera.ac.id

melebihi 25 volt. Sensor tegangan dipasang secara paralel

terhadap DC-DC Converter setelah tegangan output PV

menjadi konstan atau stabil [7]. Gambar rangkaian pembagian

tegangan dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Rangkaian pembagi tegangan

Pada dasarnya pembacaan sensor hanya dirubah dalam

bentuk bilangan dari 0 sampai 1023. Karena chip Arduino

memiliki 10 bit ADC. Untuk pembacaan luaran PV dapat

dirumuskan seperti persamaan berikut:

𝑉𝑜𝑙𝑡 = (𝑉𝑜𝑢𝑡 ×5

1023) × 5 ……(1)

Vout merupakan pembacaan pada analogread Arduino.

Sensor tegangan ini dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan

pembacaan tegangan yang diinginkan. Dengan menggunakan

persamaan berikut:

𝑣2 = 𝑅2𝑖 = 𝑅2𝑣1

𝑅1+𝑅2 ……(2) [8]

C. Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan merupakan modul ACS712

untuk mendeteksi besar arus yang mengalir lewat blok terminal.

Sensor ini dapat mengukur arus positif dan negatif dengan

kisaran -5A sampai 5A. Sensor ini memerlukan suplai tegangan

sebesar 5V. Untuk membaca nilai tengah (nol Ampere)

tegangan sensor diset pada 2.5V yaitu setengah kali tegangan

sumber tegangan VCC = 5V. Pada polaritas negatif pembacaan

arus -5A terjadi pada tegangan 0,5V. Tingkat perubahan

tegangan berkorelasi linear terhadap besar arus sebesar 400

mV/Ampere.

Gambar 2 menunjukkan pinout sensor arus ACS712. Hasil

pembacaan dari modul sensor arus perlu disesuaikan kembali

dengan pembacaan nilai arus sebenarnya yang dihasilkan oleh

panel surya. Modul ACS712 memiliki sensitifitas tegangan

sebesar 66-185 mV/A [9].

Gambar 2 Pinout sensor ACS712-5A [10]

Tabel 1 Pin Description ACS712-5A [10]

Sama halnya dengan sensor tegangan, sensor arus

memiliki jangkauan pembacaan mulai dari 0 (pada input 0V

input) sampai 1023 (pada input 5V) dengan resolusi sebesar

0,0049V. Pembacaan sensor arus, I pada analogread

dirumuskan sebagai berikut:

𝐼 = 5

1023×

𝑉𝑜𝑢𝑡−2.5

0.185 ……(3)

D. Arduino Nano328P

Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform electronic

open source, berbasis pada software dan hardware yang

fleksibel dan mudah digunakan. Nama Arduino juga tidak

hanya dipakai untuk menamai board rangkaiannya saja, tetapi

juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramannya atau

IDE [11].

Arduino Nano adalah sebuah board mikrokontroler yang

didasarkan pada ATmega328. Arduino Nano mempunyai 14 pin

digital input/output, 6 masukan analog, sebuah osilator Kristal

16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP

header, dan sebuat tombol reset. Arduino Nano memuat semua

yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah

menghubungkannya ke sebuah komputer dengan sebuah kabel

USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau

menggunakan baterai untuk memulainya [12].

E. LoRa SX1278 Ra-02

LoRa Ra-02 adalah modul transmisi nirkabel yang dapat

digunakan untuk komunikasi spektrum jarak jauh dan sangat

panjang. LoRa yang dikembangkan oleh Semtech yang

memiliki kemampuan jarak jauh, hemat daya, dan komunikasi

dengan kapasitas rendah dapat dioperasikan pada frekuensi

433-MHz, 868- MHz, atau 915-MHz tergantung pada area yang

tersebar [13].

F. RSSI

Receiver Signal Strenght Indicator atau disingkat dengan

RSSI adalah kemampuan mengukur kekuatan menangkap

sinyal radio. Nilai RSSI ditunjukkan dalam nilai nilai dBm

negatif. Nilai ini berkaitan dengan kekuatan sinyal seluler dari

tower modem. Nilai semakin tinggi siyal lebih baik. Angka

pasti bervariasi antara operator seluler. Namun, -70 dBm dan

nilai-nilai yang lebih tinggi biasanya berfungsi sebagai modem

Pin

Number Pin Name Pin Description

1&2 IP+ +ve terminals for sensing

current

3&4 IP- -ve terminals for sensing

current

5 GND Signal Ground

6 FILTER External Capacitor (to set

the bandwidth)

7 VIOUT Analog Output

8 VCC Power Supply

di daerah jangkauan yang sangat baik [14]. Adapun nilai

kekuatan suatu sinyal RSSI dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Kekuatan sinyal dan keteranga RSSI [15]

Nilai perhitungan dari RSSI dapat diperoleh sebagai berikut:

𝑅𝑆𝑆𝐼 = 𝐴 − 10 𝑛 𝑙𝑜𝑔 𝑑

Dimana,

A = kekuatan sinyal penerima dengan jarak 1 m

n = indeks path loss

d = target jarak

G. Buzzer Aktif

Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang

berfungsi mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada

dasarnya, prinsip kerja buzzer hamper serupa dengan speaker.

Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma

dan kemudian kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar,

tergantung dari arah arus polaritas magnetnya karena kumparan

dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan

menggerakan diafragma secara bolak - balik sehingga membuat

udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa

digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau

terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat [16].

H. LCD 16x2 dan I2C

LCD merupakan modul elektronik media tampilan dengan

menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. LCD

16x2biasanya digunakan diberbagai alat. Alasan menggunakan

LCD adalah murah, mudah di program, tidak memiliki batasan

karakter, dapat dibuat animasi [17].

Komunikasi I2C (Inter-Integrated Circuit) merupakan

koneksi dibuat untuk menyediakan komunikasi antara

perangkat-perangkat terintegrasi, seperti sensor, RTC, dan juga

EEPROM. Komunikasi I2C bersifat synchronous namun

berbeda dengan SPI karena I2C menggunakan protokol dan

hanya menggunakan dua kabel untuk komunikasi, yaitu

Sychronous clock (SCL) dan Sychronous data (SDA). Secara

berurutan data dikirim dari master ke slave kemudian (setelah

komunikasi master ke slave selesai) dari slave ke master [18].

III. METODOLOGI

Pada penelitian ini akan dibuat perangkat keras yang

terdiri dari perangkat utama dan perangkat tambahan.

Metodo;ogi yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat

pada Gambar 3.

Gambar 3 Metode Penelitian yang Digunakan

Pada Gambar 3 pertama-tama akan dilakukan meninjau

penelitian-penelitian terdahulu, selanjutnya akan dilakukan

perencanaan sistem yang akan dibuat, kemudian menentukan

spesifikasi dan komponen-komponen, serta metode pengujian.

Kemudian merancang sistem, memverifikasikan kerja tiap

komponen yang akan digunakan, mengimplementasikan sistem

yang telah dirancang menjadi alat yang siap diuji, dan

melakukan pengujian alat.

A. Diagram Blok K-POWERS

Blok diagram sistem berguna untuk mempermudah

pembuatan alat dan pengolahan data sensor. Selain itu, diagram

blok juga berguna untuk mempermudah pembagian kinerja

setiap bagian sistem dan pembaca kinerja sistem secara

keseluruhan. Gambar 4 dibawah ini menunjukkan diagram blok

perancangan di dalam pembuatan sistem pemantauan K-

POWERS.

Kekuatan

Sinyal Keterangan

-30 dBm Luar

Biasa Mendapatkan kekuatan maksimal

-67 dBm Sangat

Baik

Kekuatan sinyal minimum untuk

aplikasi yang memerlukan sangat

mudah. Pengiriman data tepat

waktu

-70 dBm Baik Kekuatan sinyal minimum untuk

pengiriman paket

-80 dBm Tidak

Baik

Kekuatan sinyal minimum untuk

konektivitas dasar. Pengiriman

paket mungkin tidak dapat

diandalkan

-90 dBm Buruk

Mendeteksi atau tenggelam

dalam kebisingan. Setiap fungsi

sangat tidak mungkin

Gambar 4 Blok diagram sistem keseluruhan K-

POWERS

Pada Gambar 4 merupakan blok diagram sistem dari K-

POWERS. Pertama sistem konversi energi akan mengubah

panas matahari menjadi listrik, kemudian akan tegangan yang

dihasilkan akan diturunkan menjadi 17.1V, selanjutnya akan

dilakukan pembacaan nilai ADC oleh sensor tegangan dan arus,

yang akan diolah pada mikrokontroler menjadi nilai besaran

listrik. Setelah menjadi besaran listrik nilai tersebut akan

dikirimkan LoRa transmitter pada LoRa receiver. Setelah

diterima oleh LoRa receiver, besaran listrik yang diterima akan

dipisahkan sesuai dengan tipe besaran listriknya, selanjutnya

besaran listrik akan ditampilkan pada LCD. Buzzer akan

berbunyi ketika baterai terisi penuh atau 100%.

B. Cara Kerja Sistem Telemetri

1. Prinsip Kerja Sistem Telemetri

Prinsip kerja dari seluruh sistem telemetri pada K-

POWERS dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Diagram sistem transmitter dan receiver

Gambar 5 merupakan blok diagram sistem telemetri yang

akan dibuat. Pada bagian transmitter terdapat mikrokontroler,

modul LoRa, serta lima buah sensor diantaranya tiga buah

sensor tegangan dan dua buah sensor arus. Sensor-sensor

tersebut berfungsi sebagai pembacan nilai tegangan dan arus.

Hasil pembacaan dari sensor-sensor kemudian akan dilakukan

pengolahan data pada mikrokontroler, setelah dilakukan

pengolahan kemudian data sensor akan dikirim menggunakan

transmitter LoRa. Sedangkan pada bagian receiver terdapat

mikrokontroler, LCD 16x2, buzzer, dan modul LoRa. Hasil

pembacaan sensor yang telah dikirim transmitter, kemudian

akan diterima receiver dan akan diolah menggunakan

mikrokontroler, data yang diterima akan dipisahkan sesuai

dengan tipe variabel dan nilainya. Setelahnya akan ditampilkan

pada LCD 16x2.

2. Rangkaian Transmitter

Rangkaian transmitter yang dibuat terdiri dari rangkaian

sensor, modul LoRa Ra-02 transmitter, mikrokontroler Arduino

Nano328P.

Rangkaian sensor terdiri dari sensor tegangan dan sensor

arus ACS712. Sensor tegangan dan sensor arus akan membaca

nilai ADC pada pin analog yang digunakan. Kemudian nilai

ADC akan dikonversi menjadi nilai tegangan dan nilai arus

berdasarkan persamaan 1 dan 3. Cara kerja dari sistem

transmitter ini dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 flowchart Transmitter

Gambar 6 merupakan flowchart dari transmitter yang

berfungsi sebagai pengirim data ke rangkaian receiver.

Pertama-tama akan dilakukan inisialisasi terhadap sensor-

sensor yang digunakan, dan modul LoRa. Kemudian

mikrokontroler melakukan konfigurasi modul LoRa

transmitter, dan ADC untuk pengiriman dan membaca data

tegangan, arus, tegangan baterai dan tegangan baterai.

Selanjutnya sensor-sensor menerima masukan dan membaca

nilai tegangan dan arus dalam bentuk nilai ADC, nilai

pembacaan ADC yang telah dibaca akan dikonversi menjadi

nilai besaran tegangan, arus. Kemudian nilai besaran tegangan,

arus, akan dikirimkan pada receiver melalui modul LoRa

transmitter.

3. Rangkaian Receiver

Rangkaian receiver yang dibuat terdiri dari modul LoRa

Ra-02 bagian receiver, mikrokontroler Arduino Nano328P,

penampil LCD dan buzzer notifikasi. Cara kerja dari sistem

receiver ini dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 flowchart Receiver

Modul LoRa Ra-02 receiver digunakan sebagai penerima

data pembacaan sensor tegangan dan sensor arus dari rangkaian

LoRa transmitter yang kemudian dibaca oleh Arduino. Arduino

membaca data pembacaan sensor dari modul LoRa Ra-02.

Komunikasi SPI digunakan Arduino untuk membaca data dari

LoRa receiver, setelah data diterima Arduino alan melakukan

pengolahan data, lalu akan ditampilkan pada LCD 16x2. Bila

nilai persentase baterai terdeteksi 100% maka buzzer akan

memberikan notifikasi pada user dan tampilan pada LCD akan

berkedip.

C. Skematik Sistem Telemetri

Dibawah ini merupakan skematik sistem telemetri pada K-

POWERS.

1. Skematik Transmitter

Pada bagian transmitter terdapat beberapa komponen

utama yang akan digunakan, seperti Arduino Nano328P, Modul

LoRa SX1278, dan sensor-sensor. Berikut ini adalah skematik

bagian transmitter.

Gambar 8 Skematik bagian transmitter

Pada Gambar 8 terdapat komponen-komponen yang

berperan sebagai pemancar dan pusat pembacaan tegangan dan

arus. Pada skematik diatas terdapat Arduino nano328P sebagai

mikrokontroler, modul LoRa sebagai media komunikasi

pengiriman data, sensor tegangan untuk melakukan pembacaan

tegangan, dan sensor arus ACS712 untuk melakukan

pembacaan nilai arus yang mengalir dari keluaran sistem

konversi K-POWERS.

2. Skematik Receiver Pada bagian receiver terdapat beberapa komponen utama

yang akan digunakan, seperti Arduino Nano328P, Modul LoRa

SX1278, buzzer dan LCD 16x2. Berikut ini adalah skematik

bagian receiver.

Gambar 9 Skematik bagian receiver

Pada Gambar 3.3 terdapat komponen-komponen yang

berperan sebagai penerima dan pemantauan oleh pengguna.

Pada skematik diatas terdapat Arduino nano328P sebagai

mikrokontroler, modul LoRa sebagai media komunikasi

penerima data, LCD sebagai penampi nilai tegangan, arus, daya,

persentase dan tegangan baterai, serta buzzer sebagai notifikasi

untuk pengguna.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Implementasi

Berikut ini adalah hasil implementasi dari sistem telemetri

K-POWERS yang sudah dijelaskan pada perancangan. Hasil

implementasi sistem telemetri dapat dilihat pada Gambar 10.

(a) Kit transmitter

(b) Kit receiver

Gambar 10 Hasil implementasi sistem telemetri K-

POWERS

Gambar 10 (a) merupakan transmitter, pada transmitter

terdapat saklar ON/OFF untuk menghidupkan dan mematikan

sistem pada kit transmitter, lalu terdapat saklar yang memiliki

tiga buat keadaan yaitu “0” keadaan OFF, “I” keadaan charging,

dan “II” keadaan discharging, lalu port USB Arduino dan

antena.. Terdapat pula indikator baterai, port untuk antena dan

output baterai. Sedangkan Gambar 10 (b) merupakan receiver,

pada receiver terdapat LCD 16x2 sebagai tampilan data

monitoring, tombol reset dan saklar ON/OFF. Kemudian

terdapat pula buzzer sebagai notifikasi untuk pengguna, lalu

port USB Arduino dan antena.

B. Pengujian dan Pembahasan

1. Pengujian Sensor Arus ACS712

Proses pengujian dilakukan dengan memberikan sebuah

power suplai dan beban berupa resistor kapur pada input sensor

kemudian pada pin oiutput dihubungkan dengan pin analog

Arduino. Kemudian dilakukan pengaturan nilai input dari

power suplai yang dipakai, lalu nilai tegangan input akan

dibaca sebagai nilai ADC oleh pin analog Arduino. Nilai ADC

tersebut akan dikonversi menjadi nilai tegangan berdasarkan

persamaan (3). Dibawah ini merupakan hasil pembacaan dan

skematik sensor arus ketika dilakukan pengujian.

Gambar 11 Skematik Pengujian Sensor Arus ACS712

Dari hasil pembacaan sensor yang dilakukan lalu akan

dibandingan dengan pembacaan pada power supply. Dibawah

ini merupakan grafik perbandingan antara pembacaan sensor

dan pembacaan pada power supply.

Gambar 12 Grafik Perbandingan Pembacaan Sensor Arus

dengan Serial Monitor dan Pembacaan Pada Power

Supply

Pada Gambar 12 terlihat bahwa data yang diterima sudah

mendekati data yang diinginkan. Setelah dilakukan pengukuran

dan perhitungan nilai persentasi kesalahan dari pembacaan nilai

arus pada sensor didapatkan nilai galat maksimum sebesar

6.3%, galat minimum sebesar 0%, dan rata-rata galat adalah

1.4%. Dari pengujian yang telah dilakukan ini, dapat

disimpulkan bahwa sensor arus ini dapat digunakan dalam

sistem telemetri yang telah dirancang. Hal tersebut dikarenakan

sensor arus yang digunakan masih dalam rentang toleransi

masih bagus.

2. Pengujian Sensor Tegangan

Proses pengujian dilakukan dengan memberikan sebuah

power suplai pada input sensor kemudian pada pin oiutput

dihubungkan dengan pin analog Arduino. Kemudian dilakukan

pengaturan nilai input dari power suplai yang dipakai, lalu nilai

tegangan input akan dibaca sebagai nilai ADC oleh pin analog

Arduino. Nilai ADC tersebut akan dikonversi menjadi nilai

tegangan berdasarkan persamaan (1). Dibawah ini merupakan

hasil pembacaan dan skematik sensor tegangan ketika

dilakukan pengujian.

Gambar 13 Skematik Pengujian Sensor Tegangan

Dari hasil pembacaan sensor yang dilakukan lalu akan

dibandingan dengan pembacaan multimeter. Dibawah ini

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Aru

s (A

)

Pembacaan Multimeter (A) Pembacaan Sensor (A)

merupakan grafik perbandingan antara pembacaan sensor dan

pengukuran dengan multimeter.

Gambar 14 Grafik Perbandingan Pembacaan Sensor

Tegangan dengan Serial Monitor dan Pengukuran

Multimeter SANWA

Pada Gambar 14 terlihat bahwa data yang diterima sudah

mendekati data yang diinginkan. Setelah dilakukan pengukuran

dan perhitungan nilai persentasi kesalahan dari pembacaan nilai

tegangan sensor didapat nilai galat maksimum sebesar 6.3%,

galat minimum sebesar 0%, dan rata-rata galat adalah 1.0%.

Dari pengujian yang telah dilakukan ini dapat disimpulkan

bahwa sensor tegangan ini dapat digunakan dalam sistem

telemetri yang telah dirancang. Hal tersebut dikarenakan sensor

tegangan yang digunakan masih dalam rentang toleransi masih

bagus.

3. Pengujian LoRa Ra-02

Pengujian yang dilakukan untuk modul LoRa SX1278

adalah untuk mengetahui nilai penguatan yang terjadi ketika

pengiriman data yang dibutuhkan. Pengujian ini dilakukan

dengan jarak yang berbeda-beda antara transmitter dan

receiver. Pengujian dilakuan berdasarkan metode line of sight.

Pengujian nilai RSSI pada modul LoRa dapat dilihat pada Tabel

3.

Tabel 3 Hasil pengujian nilai RSSI

No Jarak (m) Pembacaan Nilai RSSI Melalui

Serial Monitor (dBm)

1 0 -54

2 26 -60

3 50 -63

4 83 -71

5 109 -77

6 124 -83

7 140 -84

8 162 -97

9 179 -108

10 195 -108

11 209 -108

12 220 -109

Pada Tabel 3 didapatkan jarak yang sejauh 220 ketika

melakukan pengiriman data. Nilai RSSI akan semakin besar

jika transmitter dan receiver saling berdekatan, sebaliknya nilai

RSSI akan semakin kecil jika semakin jauh jarak transmitter

dan receiver. Hal lain yang menyebabkan nilai RSSI yang

dihasilkan semakin kecil dikarenakan adanya penghalang ketika

pengujian serta adanya paket data yang loss. Semakin kecilnya

nilai RSSI yang didapatkan suatu receiver akan menyebabkan

besarnya penggunaan daya yang diperlukan pada sisi receiver

untuk menerima data yang dikirimkan oleh transmitter. Nilai

RSSI pada Tabel 3 dapat ditinjau dengan menggunakan Tabel

2. Pada jarak 0-50 meter modul LoRa masih dalam keadaan

sangat baik dalam pengiriman data, pada jarak 83-109 meter

modul LoRa dalam keadaan baik, akan tetapi pada jarak 124-

220 meter modul LoRa sudah dalam keadaan buruk dalam

pengiriman data, yang berarti modul LoRa masih bisa

mengirimkan data akan tetapi, membutuhkan waktu yang cukup

lama untuk menerima yang yang dikirim. Dari hasil verifikasi

nilai RSSI diatas dapat disimpulkan bahwa modul LoRa yang

digunakan masih dalam keadaan bagus dan dapat digunakan

sebagai media komunikasi dalam pengiriman dan penerimaan

data dalam sistem telemetri yang telah dirancang.

Setelah dilakukan pengujian RSSI pada modul LoRa,

kemudian dilakukan pemeriksaan pengiriman data dari

transmitter menuju penerima bagian receiver. Hasil pengujian

pengiriman dan penerimaan data sensor oleh modul LoRa dapat

dilihat pada Gambar 15 dan Gambar 16.

Gambar 15 Cuplikan pengiriman data sensor Transmitter

Gambar 16 Cuplikan penerimaan data sensor pada

receiver

Gambar 15 merupakan cuplikan dari pengujian

pengiriman data sensor yang berada di node transmitter.

Terdapat enam jenis data yang dikirimkan yaitu nilai tegangan

keluaran PV1, tegangan keluaran PV2, arus keluaran PV1, arus

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Tega

nga

n (

V)

Pembacaan Multimeter (V)Pembacaan Sensor (V)

keluaran PV2, nilai tegangan baterai, dan urutan paket yang

dikirim. Sedangkan pada Gambar 16 merupakan cuplikan dari

pengujian penerimaan data yang dikirimkan node transmitter

terhadap node receiver. Terdapat enam jenis data yang diterima

yaitu nilai tegangan keluaran PV1, tegangan keluaran PV2, arus

keluaran PV1, arus keluaran PV2, nilai tegangan baterai, dan

urutan paket yang dikirim serta nilai RSSI yang diterima oleh

node receiver. Pada Gambar 16 nilai RSSI yang diterima oleh

receiver sebesar ± -40dBm, hal ini menunjukan bahwa pada sisi

receiver tidak memerlukan daya yang cukup besar ketika

menerima data dari sisi transmitter yaitu sebesar 100x10-9 Watt.

Dari pengujian ini dapat disimpulkan bahwa pengujian

pengiriman data oleh node transmitter berhasil mengirimkan

data sensor ke node receiver tanpa terjadi kegagalan data, serta

pada bagian node receiver dapat menerima data tanpa adanya

loss paket. Pengiriman data yang dikirimkan pada pengujian

menggunakan waktu pengiriman selama 20 detik.

C. Hasil Implementasi

Setelah dilakukan pengujian tiap sensor dan modul LoRa

yang digunakan. Kemudian dilakukan implementasi. Setelah

dilakukan implementasi maka didapatkan hasil pembacaan

sensor sebagai berikut.

Gambar 17 Cuplikan pembacaan sensor pada tampilan

LCD

Gambar 17 merupakan cuplikan tampilan LCD yang

menampilkan nilai besaran listrik yang telah dilakukan

pengolahan oleh mikrokontroler. LCD akan menampilkan nilai

tegangan, arus, daya, tegangan baterai dan persentase baterai

secara berurutan. Tampilan antar besaran lsitrik memiliki jeda

±3 detik. Dari Gambar 17 dapat disimpulkan bahwa LCD yang

digunakan pada sistem telemetri dapat memberikan tampilan

sebagai interface untuk pengguna.

D. Hasil Pengiriman Data

Pengujian dilakukan untuk melihat sistem telemetri yang

sudah dibuat berjalan dengan baik atau tidak. Berikut ini adalah

data monitoring ketika dilakukan pengisian baterai pack.

Gambar 18 Perbandingan tegangan luaran PV dan tegangan

output DC Buck Converter saat pengisian baterai pack

Gambar 19 Pembacaan tegangan berdasarkan data

monitoring saat pengisian baterai pack

Gambar 20 Pembacaan arus berdasarkan data monitoring

saat pengisian baterai pack

Pada Gambar 18, 19, dan 20, pengambilan data diambil

setiap 5 menit sekali selama 120 menit. Pada saat pengiriman

data, hasil pembacaan sensor pada bagian transmitter yang

terbaca akan langsung dikirimkan pada bagian receiver, dan

data yang diterima sama seperti data yang dikirimkan. Pada

0

5

10

15

20

25

Men

it 0

Men

it 1

0M

enit

20

Men

it 3

0M

enit

40

Men

it 5

0M

enit

60

Men

it 7

0M

enit

80

Men

it 9

0M

enit

10

0M

enit

11

0M

enit

12

0

Tega

nga

n (

V)

Waktu (menit)

Pembacaantegangan input(V)

Pembacaanteganganoutput (V)berdasarkanmultimeter

15,8

15,9

16

16,1

16,2

16,3

16,4

16,5

16,6

16,7

16,8

Tega

nga

n (

V)

Waktu (menit)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

men

it 0

men

it 1

0

men

it 2

0

men

it 3

0

men

it 4

0

men

it 5

0

men

it 6

0

men

it 7

0

men

it 8

0

men

it 9

0

men

it 1

00

men

it 1

10

men

it 1

20

Aru

s (A

)

Waktu (menit)

pengiriman data kit transmitter membutuhkan waktu 2 detik

dalam pengimannya, sedangkan pada pengiriman paket kit

transmitter membutuhkan waktu sekitar 22 detik. Pada Tabel

4.4 nilai RSSI saat melakukan monitoring memiliki rata-rata

sebesar -50 dBm. Dari nilai rata-rata nilai RSSI yang didapatkan

jika ditinjau dari Tabel 2.4, sistem telemerti yang telah dibuat

berapa pada tipe “Sangat Baik” yang berarti kekuatan sinyal

minimum untuk aplikasi yang memerlukan sangat mudah, serta

pengiriman data tepat waktu. Dari hal tersebut dapat

disimpulkan bahwa sistem monitoring yang dibuat sudah

berfungsi sebagaimana mestinya.

V. KESIMPULAN

Untuk membentuk sebuah sistem telemetri diperlukan

minimal 2 jenis node, yaitu node transmitter dan note receiver.

Node transmitter terdiri dari komponen sensor yaitu sensor

tegangan dan sensor arus, Arduino Nano, modul LoRa Ra-02,

dimana komponen sensor terhubung dengan Arduino

menggunakan jalur pada PCB. Sedangkan node receiver terdiri

dari Arduino nano, modul LoRa Ra-02, Buzzer dan LCD 16x2

yang sudah terkoneksi dengan modul I2C.

Sistem yang telah diimplementasikan berhasil mengambil

data dari sisi node transmitter, dimana node transmitter

mengambil data menggunakan sensor arus dan sensor tegangan.

Node transmitter mengambil data dari sensor menggunakan

Arduino nano yang kemudian akan menggunakan protokol

komunikasi LoRa dengan perangkat LoRa Ra-02 SX1278

menjadi penghubung komunikasi nirkabel antar node

transmitter dan node receiver dimana node transmitter dapat

mengirimkan data kepada node receiver. Selanjutnya node

receiver berhasil menerima data yang dikirimkan node

transmitter menggunakan modul LoRa Ra-02 SX1278. Selain

itu node receiver juga berhasil menampilkan data pada LCD

16x2 dan memberikan notifikasi kepada user berupa suara

“beep” dari buzzer ketika kondisi baterai terisi penuh.

Dari pembacaan sensor yang dilakukan, pada sensor arus

ACS712 memiliki nilai error rata-rata sebesar 1.4%, sedangkan

pada sensor tegangan DC memiliki nilai error rata-rata sebesar

1%. Kemudian pada pengiriman data sensor dengan LoRa tidak

terjadi kegagalan pengiriman atau loss data, hanya saja jarak

dapat mempengaruhi delay dan nilai penguatan pengiriman

data. Semakin jauh jarak pengiriman nilai penguatan pada LoRa

akan semakin besar, dan delay pengiriman akan semakin lama.

Jumlah node transmitter dan node receiver yang

digunakan pada penelitan ini masing-masing hanyalah satu

perangkat. Diharapkan untuk kedepannya dapat menggunakan

jumlah node transmitter dan node receiver lebih dari satu.

Kemudian protokol komunikasi pada penelitian ini

menggunakan protokol komunikasi LoRa. Diharapkan untuk

kedepannya dapat menggunakan protokol komunikasi lainnya

untuk bisa dijadikan sebagai perbandingan.

VI. REFERENSI

[1] H. Susanto, R. Pramana and M. Mujahidin,

"PERANCANGAN SISTEM TELEMETRI

WIRELESS UNTUK MENGUKUR SUHU DAN

KELEMBABAN BERBASIS ARDUINO UNO R3

ATMEGA328P DAN XBEE PRO," Jurnal

Sustainable: Jurnal Hasil Penenlitian & Industri

Terapan, vol. 4, 2013.

[2] M. A. Wastharini, "Perancangan dan Implementasi

Sistem Telemetri Suhu Ruangan Berbasis

Mikrokontroler.Institut Teknologi Telkom," 2010.

[3] F. Carden, R. Jedlicka and R. Hendry, Telemetry

System engineering, London: Artec House, Inc, 2002.

[4] R. B. D. Wihadi, I. and F. F. I. W. S. Respatia,

"SISTEM AKUISISI DATA DAN MONITORING

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BAYU," in

Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains &

Teknologi (SNAST), Yogyakarta, 2016.

[5] B. P. Lapanporo, "Prototipe Sistem Telemetri Berbasis

Sensor Suhu dan Sensor Asam untuk Pemantauan

Kebakaran Lahan," vol. 1, 2011.

[6] H. B. Glasgow, J. Burkholder, R. R. E. M., A. J.

Lewitus and J. E. Kleinman, "Real Time Remote

Monitoring of Water Quality: A review of Current

Applications, and Advantancements in Sensor,

Telemtry, and Computing Technologies," Journal of

Experimental Marine Biology and Ecology, vol. 300,

2004.

[7] I. M. Sudana, "Alat Ukur Kadar Air Dalam Tanah

(Soil Tester) Berbasis Mikrokontroler At89c51,"

Jurnal Teknik Elektro, vol. 2.

[8] D. D. N. S. d. A. S. S. W. N. Saputra, "PROTOTYPE

PV DC DENGAN PENGGERAK TENAGA

ANGIN".

[9] "Datasheet ACS712," Agustus 2020. [Online].

Available:

http://www.allegromicro.com/~/media/file/datasheets/

acs712-datasheet.ashx.

[10] E. Hub, "Interfacing ACS712 Current Sensor with

Arduino – Measure Current with Arduino," 10

Agustus 2020. [Online]. Available:

https://www.electronicshub.org/interfacing-acs712-

current-sensor-with-arduino/.

[11] M. Y. Mustar, P. I. Santos and R. Hartanto,

"PERANCANGAN MODEL INTERAKSI

MANUSIA DAN ROBOT DALAM BENTUK

TAMPILAN VISUAL PADA KOMPUTER," in

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan

Multimedia, Yogyakarta, 2014.

[12] H. Muchtar and A. Hidayat, "Implementasi Wavecom

Dalam Monitoring Beban Listrik Berbasik

Mikrokontroler," Jurnal Teknologi, 2017.

[13] P. T. Rizky, Sistem Pemberi Pakan Hewan

Pemeliharaan Dengan Kendali Jarak Jauh LoRa,

Yogyakarta: Program Studi Teknik Elektro Universitas

Sanata Dharma, 2019.

[14] ---, "RSSI," 2018. [Online]. Available:

https://wiki.teltonika-networks.com/view/RSSI.

[Accessed 12 September 2020].

[15] ---, "Understanding RSSI," 2019. [Online]. Available:

https://www.metageek.com/training/resources/underst

anding-rssi.html. [Accessed 12 September 2020].

[16] A. M. Chaudhari, A. P. Sonar, T. K. Sayyad, S. A.

Gawali and K. S. Kumavat, "Smart System for Human

Presence Detection and Alerting Gas Leakage," vol.

178, 2017.

[17] M. A. Mazidi, The Microcontroller and Embedded

System: Using Assembly and C, Nwe Jersey: Pearson

Education, Inc., 2017.

[18] L. Fisika, "Pengantar Modul 9 I2C Komunikasi I2C,"

Jakarta, UI.