sistem data logger peralatan elektronik … · nomor mahasiswa : 135114006 demi ... dari...

TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK

BERBASIS ANDROID

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh:

FLORUS HERMAN SOMARI

NIM : 135114006

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

DATA LOGGER SYSTEM FOR ELECTRONIC APPLIANCE

BASED ON ANDROID

Presented as partial fulfillment of the requirements

for the degree of Sarjana Teknik

in Electrical Engineering Study Program

By:


Student’s Number: 135114006

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017


iii

LEMBAR PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN

ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID

(DATA LOGGER SYSTEM FOR ELECTRONIC

APPLIANCE BASED ON ANDROID)

disusun oleh:


NIM : 135114006

Telah disetujui oleh:

Pembimbing

Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T. Tanggal: _________________


iv

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR



disusun oleh:


NIM : 135114006

Telah dipertahankan di depan tim penguji

pada tanggal : ________________

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji :

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T. _____________

Sekretaris : Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T. _____________

Anggota : Ir. Tjendro, M.Kom. _____________

Yogyakarta, …………………………

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Dekan,

Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya

atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka

sebagaimana layaknya karya tulis ilmiah.

Yogyakarta, ……………………...

Florus Herman Somari


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto:

Ora et Labora, Victory or Nothing!

Skripsi ini ku persembahkan untuk:

Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria

Apak Silvanus Budang dan Umak Donata

Kakak-kakak, adik ku dan Sahabat-sahabat ku, Intan

Teman-teman Teknik Elektro USD 2013


vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Florus Herman Somari

Nomor Mahasiswa : 135114006

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:



Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk

media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas,

dan mempublikasikanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu

meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, ………………………



viii

INTISARI

Energi listrik dalam kehidupan sehari-hari telah menjadi hal yang pokok pada arus

waktu sekarang. Dari pabrik-pabrik yang membutuhkan energi listrik yang sangat besar

hingga rumah-rumah. Salah satu kebiasaan sederhana yang berhubungan dengan energi

listrik adalah saat menggunakan lampu di malam hari, menyalakan televisi, menggunakan

pompa air, hingga menyalakan kipas angin. Namun, penggunaan energi listrik ini harus

diimbangi dengan kepedulian hemat energi listrik. Salah satu contoh sederhana dalam

menghemat energi listrik adalah mematikan peralatan elektronik jika tidak digunakan.

Mengetahui besarnya energi listrik yang digunakaan juga adalah salah satu sifat kepedulian

dalam penggunaan energi listrik.

Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android adalah salah satu perangkat

keras sekaligus aplikasi yang membantu manusia untuk mengetahui penggunaan energi

listrik. Data logger dilengkapi dengan micro SD Card untuk menyimpan data dari dua

sensor, yaitu sensor arus dan sensor tegangan. Tampilan di LCD adalah data terakhir

pengukuran sensor arus dan tegangan beserta pewaktuan. Aplikasi Android terhubung

dengan subsistem data logger dengan jaringan komunikasi WiFi ESP8266. Pada Aplikasi

akan ditampilkan data sensor arus dan sensor tegangan.

Aplikasi Android dan perangkat keras sistem data logger peralatan elektronik berbasis

Android sudah dapat diimplementasikan pada monitoring penggunaan energi listrik. Sistem

ini sudah diuji dengan penyimpanan data secara rutin dan pengujian jarak yang bervariasi

dari 1 m s.d. 40 meter dalam proses pengiriman. Dari hasil pengujian tersebut menunjukan

bahwa sistem sudah dapat menyimpan data dan proses pengiriman dapat dilaksanakan

maksimal pada jarak koneksi lebih kecil sama dengan 40 meter dengan tingkat keakurasian

sensor arus 92,44%, dan sensor tegangan 97,36%.

Kata kunci: Sistem data logger, Energi listrik, ESP8266, Arduino, NodeMCU, Android


ix

ABSTRACT

Electrical energy in daily life has been the principal at the current time now. From

factories that require very large electrical energy even at homes. One of the simple habits

associated with electrical energy is when using the lights at the night, turn on the TV, use a

water pump, and to turn on the fan. However, the use of the electrical energy must be

balanced with concern for energy saving electricity. One of the simple example for saving

electrical energy is to turn off electronic equipment if not in use. Knowing the amount of

electrical energy used is also one of the nature of concern in the use of electrical energy.

Data logger system for electronic appliance based on android is one of the hardware

as well as applications that help humans to know the use of electrical energy. Data logger is

equipped with a micro SD Card to store data from two sensors, i.e current sensors and voltage

sensors. The LCD display is the last data measurement of the current and voltage sensor

along with the timing. The Android applications is connected with a data logger subsystem

with WiFi communication network ESP8266. In the applications will be displayed current

sensor and voltage sensor data.

Android applications and hardware data logger system for electronic appliance based

on android can already be implemented in monitoring the use of electrical energy. This

system has been tested with routine data storage and testing of varying distance of 1-40

meters in the delivery process. From the test results showed that the system can already be

able to store data and the delivery process can be implemented maximum at a smaller

connection distance equal to 40 meters with the accuracy of the current sensor 92.44%, and

the voltage sensor 97.36%.

The keywords : Data logger system, Electrical Energy, ESP8266, Arduino, NodeMCU,

Android.


x

KATA PENGANTAR

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan berkat-

Nya, maka tugas akhir dengan judul “Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis

Android” dapat diselesaikan dengan baik adanya. Selama menulis tugas akhir ini, penulis

menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang dengan cara mereka masing-masing telah

memberikan bantuan, hingga tugas akhir ini selesai. Oleh karena itu, penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro,

Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku Dosen Pembimbing tugas akhir

yang dengan kesabaran membimbing, mengarahkan, memberi wawasan, serta

memberi saran dan kritik yang membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir

ini.

4. Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T., dan Bapak Ir. Tjendro, M.Kom., selaku

dosen penguji.

5. Semua dosen dan laboran yang selama masa perkuliahan telah memberikan

pengetahuan.

6. Apak Silvanus Budang dan Umak Donata yang aku kasihi, serta kakak-kakak dan adik

ku yang selalu memberikan dukungan secara rohani dan jasmani kepada saya.

7. Keluarga besar dari Yohanes Lansang (Alm.), yang telah memberikan masukan-

masukan dan warna dalam kehidupan masa kecil ku hingga sekarang ini.

8. Intan, yang selalu memberikan motivasi dan selalu mengingatkan dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2013, atas kebersamaan dan kerjasamanya

selama masa perkuliahan.

10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan,

kritik, dan saran dalam menyelesaikan tugas akhir ini.


xi

Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh

dari kata sempurna, oleh karena itu dengan hati terbuka penulis mengharapkan adanya kritik

dan saran demi perbaikan dan pengembangan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir

ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, terima kasih.

Yogyakarta, ……………………….



xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL (Bahasa Indonesia)…….………………………....…….. i

HALAMAN SAMPUL (Bahasa Inggris)………..………………………………. ii

LEMBAR PERSETUJUAN……………………………………………………... iii

LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………… iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA………………………………………….. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP……………………...... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS…………………………………….......

vii

INTISARI……………………………………………………………………….... viii

ABSTRACT………………………………………………………………………. ix

KATA PENGANTAR……………………………………………………………. x

DAFTAR ISI……………………………………………………………………… xii

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………... xv

DAFTAR TABEL………………………………………………………………… xvii

BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………………... 1

1.1. Latar Belakang………………………………………………………………

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian………………………………….…………...

1.3. Batasan Masalah……………………………………………………….…….

1.4. Metodologi Penelitian………………………………………………..……...

1

2

2

3

BAB II. DASAR TEORI…………………………………………………………. 5

2.1. Energi Listrik…………………………………………………….…….…….

2.2. Sensor Arus ACS712………………………………………………….….….

2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B…………………………………………….…

2.4. Arduino UNO R3……………………………………………………………

2.4.1. Spesifikasi Board Arduino UNO……………………………………...

2.4.2. Pemrograman Arduino IDE…………………………………………...

2.4.3. Komunikasi Serial Arduino…………………………….…….……….

2.5. NodeMCU……………………………………………………….….……….

2.6. Log Data…………………………………….………………………….…....

2.6.1. Kartu Memori …………………………………………………….…...

2.6.2. Real Time Clock (RTC)……………………………………….……….

2.7. Liquid Cell Display (LCD) ..............................................................................

2.8. WiFi ESP8266……………………………………………………………….

2.8.1. Spesifikasi ESP8266…………………………………………………..

2.8.2. Memori ESP8266……………………………………………………...

2.8.3. Konfigurasi Pin WiFi ESP8266EX……………………………………

2.8.4. Protokol IEEE 802.11 b/g/n………...…….......……………………….

2.9. Android Sudio untuk Membuat Aplikasi Android…………………………...

5

6

7

8

10

11

12

14

16

16

17

18

19

20

21

22

23

24


xiii

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN………………………………………... 26

3.1. Konsep Dasar………………………………………………………………..

3.2. Perancangan Hardware dan Software Data Logger…………………………

3.2.1. Sensor Arus……………………………………………………………

3.2.2. Sensor Tegangan………………………………………………………

3.2.3. Arduino UNO…………………………………………………………

3.2.4. NodeMCU…………………………………………………………….

3.2.5. LCD…………………………………………………………………...

3.3. Perancangan Software Aplikasi Android………………………….….……...

3.4. Perancangan Format Paket Data dan Kartu Memori…………………………

3.5. Perancangan Koneksi WiFi………………………………………………….

3.6. Diagram Alir Sistem………………………………………….……………...

3.6.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan…………

3.6.2. Pengolahan Data Energi……………………………………………….

3.6.3. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data……………………….……

3.6.4. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data………………………………

A. Diagram Alir Subrutin di Sisi Pengirim…………………………...

B. Diagram Alir Subrutin di Sisi Penerima…………………………..

3.7. Perancangan Box Perangkat Keras…………………………………………..

26

27

27

28

29

30

30

31

31

32

33

33

34

35

36

36

37

37

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………………… 39

4.1. Pengujian Sensor…………………………………………………………….

4.1.1. Multiplexer (CD4066BCN dan HD74LS04P) ………………………..

4.1.2. Sensor Tegangan………………………………………………………

4.1.3. Sensor Arus……………………………………………………………

4.2. Pengujian Data Logger………………………………………….…………...

4.2.1. RTC DS3231……………………………………………………….…

4.2.2. LCD 16x2……………………………………………………………..

4.2.3. Penyimpanan Data Logger…………………………………….……...

4.3. WiFi ESP8266……………………………………………………………….

4.3.1. AT Command…………………………………………………….........

A. ESP8266 Sebagai Access Point (AP)……………………………...

B. ESP8266 Sebagai Client…………………………………………..

4.3.2. Konsumsi Arus………………………………………………………..

4.4. Aplikasi Android…………………………………………………………….

4.5. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan………………………………………...

4.5.1. Pengujian Penyimpanan Data Logger…………………………………

4.5.2. Pengujian Pengiriman Data……………………………………………

A. Jarak Koneksi……………………………………………………...

B. Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………………..

39

39

41

44

45

46

47

48

50

51

52

54

57

58

60

61

62

62

63

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………….. 67

5.1. Kesimpulan……………………………………………………………….....

5.2. Saran………………………………………………………………………...

67

67

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….. 68


xiv

LAMPIRAN………………………………………………………………………. 70

LAMPIRAN I. Manual Book (Langkah Penggunaan) Perangkat…………………..

LAMPIRAN II. AT Command ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO…………..

LAMPIRAN III. ESP8266 Sebagai Client dalam Mengirim Data ke Web Browser..

LAMPIRAN IV. ESP8266 Sebagai Access Point dalam Mengirim Data ke Web

Browser …………………………………………………………

LAMPIRAN V. NodeMCU ESP8266MOD Sistem Data Logger………………….

LAMPIRAN VI. Aplikasi Android Sistem Data Logger…………………………...

LAMPIRAN VII. Data Pengujian…………...……………………………………..

LAMPIRAN VIII. Data Logger …………………………………………………...

LAMPIRAN IX. Dokumentasi Perangkat………………………………………….

70

71

77

83

87

94

101

115

119


xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Blok Diagram Perancangan……………………………………….…. 4

Gambar 2.1. Rangkaian Sensor Arus ACS712…………………………………..… 7

Gambar 2.2. Sensor Tegangan ZMPT101B………………………………………... 8

Gambar 2.3. Papan Sistem Minimum Mikrokontroler Arduino UNO R3…………. 9

Gambar 2.4. Pin Mapping ATmega328……………………………………………. 11

Gambar 2.5. Tampilan Software IDE Arduino Versi 1.6.10……………………….. 12

Gambar 2.6. Format Frame Komunikasi UART…………………………………... 13

Gambar 2.7. Board NodeMCU…………………………………………………….. 15

Gambar 2.8. Standar Penomoran Terminal SD Card………………………………. 16

Gambar 2.9. Modul Micro SD Card……………………………………………….. 17

Gambar 2.10. Rangkaian RTC DS3231……………………………………………. 17

Gambar 2.11. Rangkaian LCD Karakter 16x2……………………………………... 18

Gambar 2.12. Blok Diagram ESP8266…………………………………………….. 19

Gambar 2.13. Board Modul WiFi ESP8266 Seri 01……………………………….. 20

Gambar 2.14. Penempatan Pin-Pin ESP8266EX…………………………………... 22

Gambar 2.15. Jendela Utama Android Studio dan Bagiannya……………………... 25

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Secara Keseluruhan……………………. 26

Gambar 3.2. Bentuk Fisik Sensor Arus ACS712………………………………….. 28

Gambar 3.3. Bentuk Fisik Sensor Tegangan ZMPT101B…………………………. 28

Gambar 3.4. Tampilan Arduino UNO dengan Eagle………………………………. 29

Gambar 3.5. Bentuk Fisik NodeMCU……………………………………………... 30

Gambar 3.6. Bentuk Fisik I2C Module…………………………………………….. 30

Gambar 3.7. Bentuk Fisik Modul LCD 16x2………………………………………. 31

Gambar 3.8. Layout Aplikasi Android Sistem Data Logger……………………….. 31

Gambar 3.9. Wiring Pin Antara Arduino dan ESP8266……………………………. 33

Gambar 3.10. Diagram Alir Utama Sistem Data Logger Berbasis Android……….. 34

Gambar 3.11. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan………. 35

Gambar 3.12. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Energi……………………. 35

Gambar 3.13. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data………………………….. 36

Gambar 3.14. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Pengirim………….. 36

Gambar 3.15. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Penerima………….. 37

Gambar 3.16. Prototipe Beban 5 Lampu (60 Watt) dengan Variabel Tegangan AC

0~240 Volt…………………………………………………………..

37

Gambar 3.17. Perancangan Perangkat Keras Sistem Data Logger………………… 38

Gambar 3.17.(a). Tampak Kanan………………………………………………….. 38

Gambar 3.17.(b). Tampak Kiri…………………………………………………….. 38

Gambar 4.1. Rangkaian Multiplexer untuk Sensor Arus dan Tegangan……………. 40

Gambar 4.2. Pinmode NodeMCU…………………………………………………. 40

Gambar 4.3. Loop Kondisi Pin D0 NodeMCU…………………………………….. 41

Gambar 4.4. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Tegangan……………….. 41

Gambar 4.5. Grafik Nilai Urms Terhadap Vrms…………………………………… 43

Gambar 4.6. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Arus…………………….. 44


xvi

Gambar 4.7. Prototipe Rangkaian Beban Listrik 5 Lampu Pijar (60 Watt)………… 45

Gambar 4.8. Sketch Program Arduino IDE untuk RTC DS3231…………………... 46

Gambar 4.8.(a). Bagian Header……………………………………………………. 46

Gambar 4.8.(b). Bagian Inisialisasi………………………………………………... 46

Gambar 4.9. Loop RTC pada Arduino IDE……………………………………….... 46

Gambar 4.10. Hasil Tampilan RTC DS3231 pada Serial Monitor Arduino IDE….. 47

Gambar 4.11. Sketch Program Arduino IDE untuk LCD…………………………... 47

Gambar 4.12. Looping Print Karakter pada LCD………………………………….. 48

Gambar 4.13. Tampilan LCD 16x2………………………………………………... 48

Gambar 4.14. Sketch Arduino IDE untuk Micro SD Card…………………………. 49

Gambar 4.15. Void loop ( ) dari Micro SD Card…………………………………… 49

Gambar 4.16. Hasil Tampilan Micro SD Card dalam Ekstensi .csv……………….. 50

Gambar 4.17. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO…………………….. 51

Gambar 4.18. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO Serta Dua Masukan Sensor.. 52

Gambar 4.19. Sketch Program Arduio IDE ESP8266 Seri 01……………………… 52

Gambar 4.20. Setup Perintah AT Command ESP8266……………………………... 52

Gambar 4.21. Sketch Program Arduino IDE untuk Rutin Jika Ada Refresh Web

dengan Alamat 192.168.4.1…………………………………………

53

Gambar 4.22. Respon ESP8266 pada Serial Monitor……………………………… 53

Gambar 4.23. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1…………. 54

Gambar 4.24. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser 192.168.4.1…….. 54

Gambar 4.25. Pengaturan ESP8266………………………………………………... 55

Gambar 4.26. Tethering Smartphone Sebagai Access Point……………………….. 55

Gambar 4.27. Respon pada Serial Monitor………………………………………… 56

Gambar 4.28. Respon pada Serial Monitor Setelah Refresh Web Browser ……….. 56

Gambar 4.29. Hasil Tampilan Pengiriman Data pada Web Browser ………………. 56

Gambar 4.30. Konsumsi Arus ESP8266 Berdasarkan Datasheet…………………... 57

Gambar 4.31. Aplikasi Android…………………………..………………………... 58

Gambar 4.32. Sketch Android untuk Koneksi ke Internet………………………….. 58

Gambar 4.33. Perangkat Keras Sistem Data Logger………………………………. 60

Gambar 4.33.(a). Perangkat Tampak Kanan……………………………………….. 60

Gambar 4.33.(b). Perangkat Tampak Kiri…………………………………………. 60

Gambar 4.34. Pengukuran Arus dan Tegangan Tiap 1 Detik......………………….. 61

Gambar 4.35. Grafik Penggunaan Energi Versus Waktu………………………….. 62

Gambar 4.36. Kekuatan Sinyal ESP8266 Terhadap Jarak…………………………. 63

Gambar 4.37. Sketch Program Arduino IDE untuk Pengiriman Data ke Aplikasi

Android……………………………………………………………..

63

Gambar 4.38. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………….. 64

Gambar 4.39. Ilustrasi Pengujian Pengiriman Data………………………………... 64


xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Keterangan Terminal Sensor Arus ACS712……………………………. 7

Tabel 2.2. Keterangan Bagian Arduino UNO R3…………………………………... 10

Tabel 2.3. Spesifikasi Arduino UNO………………………………………………. 11

Tabel 2.4. Deskripsi Pin SPI pada Arduino UNO………………………………….. 14

Tabel 2.5. Keterangan Bagian NodeMCU…………………………………………. 15

Tabel 2.6. Keterangan Terminal Kartu SD………………………………………… 16

Tabel 2.7. Konfigurasi Pin LCD 16x2……………………………………………... 18

Tabel 2.8. Keterangan Bagian Modul WiFi ESP8266 Seri 01……………………... 20

Tabel 2.9. Spesifikasi ESP8266EX………………………………………………... 21

Tabel 2.10. Keterangan Pin-Pin ESP8266EX……………………………………… 22

Tabel 3.1. Pembagian Pin pada Arduino UNO dalam Penelitian………………….. 29

Tabel 3.2. Pembagian Pin-Pin NodeMCU…………………………………………. 30

Tabel 3.3. Format Paket Data Pewaktuan………………………………………….. 32

Tabel 3.4. Format Paket Data Pengukuran…………………………………………. 32

Tabel 3.5. Keterangan Gambar Perangkat Keras Sistem Data Logger…………….. 38

Tabel 4.1. Nilai Sensor Tegangan dan Perolehan Persamaan……………………… 42

Tabel 4.2. Pengukuran Sensor Arus pada 5 Lampu 60 Watt Saat Tegangan 200

Volt……………………………………………………………………...

45

Tabel 4.3. Konsumsi Arus ESP8266……………………………………………….. 57

Tabel 4.4. Pengujian Pengiriman Data Secara Autorefresh pada Aplikasi

Android…………………………………………………………………

59

Tabel 4.5. Hasil Penyimpanan Data Logger……………………………………….. 61

Tabel 4.6. Kekuatan Sinyal AP (ESP8266) Terhadap Jarak……………………….. 62

Tabel 4.7. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………………. 64

Tabel 4.8. Status Koneksi Antara Access Point dengan Client…………………….. 65


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sebagai masyarakat yang hidup di zaman modern dalam era teknologi sekarang,

hendaknya dapat menghitung pemakaian energi listrik secara cerdas. Dapat memprediksi

seberapa besar pemakaian energi listrik di masa yang akan datang dengan cara

membandingkan pemakaian energi listrik yang telah digunakan pada waktu yang lalu dengan

pemakaian energi listrik di waktu sekarang. Mengetahui seberapa besar pemakaian energi

listrik pada peralatan elektronik di rumah adalah salah satu sikap peduli yang sangat

sederhana terhadap pemakaian energi listrik.

Kepedulian terhadap pemakaian energi listrik dari sekarang dapat menghemat energi

listrik hari ini dan di masa yang akan datang. Sebagai contoh kecil dalam menghemat energi

listrik adalah mematikan peralatan elektronik yang tidak digunakan. Kepedulian untuk

mengetahui seberapa besar pemakaian energi listrik pada peralatan elektronik di rumah

masih belum sepenuhnya dilaksanakan. Diperlukan suatu sistem untuk membantu manusia

dalam mengetahui seberapa besar pemakaian energi listrik di rumah dalam sebuah aplikasi

sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

Sebuah konektivitas WiFi berfungsi untuk menghubungkan Android dengan

subsistem data logger. Koneksi WiFi ini menggunakan modul WiFi ESP8266. Perintah dari

aplikasi di android akan diterima subsistem data logger melalui ESP8266 dan subsistem

data logger akan mengirim data yang diminta aplikasi Android. Komunikasi akan terjadi

apabila subsistem data logger terkoneksi dengan aplikasi Android melalui ESP8266. Proses

pengiriman data dilakukan secara real time, dimana data dari hasil baca sensor tegangan dan

sensor arus akan dikirm ke aplikasi Android.

Penerapan sistem data logger sudah pernah diteliti oleh Luluk Arianto dalam “Sistem

Data Logger Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu” [1]. Dalam penelitian tersebut, data

ditampilkan pada sebuah modul LCD dengan karakter 16x2 dan tersimpan pula dalam

sebuah kartu memori sehingga dapat diakses pada waktu tertentu dengan menggunakan

perangkat komputer. Dari penelitian tersebut [1], penulis terdorong untuk mencoba

menerapkannya dalam penelitian ini, yaitu pada “Sistem Data Logger Peralatan Elektronik

berbasis Android”. Data yang didapat dari sensor arus dan sensor tegangan diproses dalam


2

Arduino UNO/NodeMCU dan disimpan sebagai data logger dalam sebuah kartu memori

(micro SD Card). Di samping data logger peralatan elektronik yang disimpan dalam kartu

memori, data sensor tegangan dan sensor arus dari peralatan elektronik yang diukur akan

ditampilkan pada modul LCD karakter 16x2 serta dikirim menggunakan modul WiFi

ESP8266 pada aplikasi Android di smartphone.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan perangkat sistem data logger dari pemantau

seberapa besar energi yang digunakan dan durasi waktu menyala peralatan elektronik.

Sistem data logger tersebut ditunjang oleh Arduino UNO/NodeMCU, modul RTC (Real

Time Clock) DS3231, slot memori penyimpanan data (micro SD module adapter), modul

I2C untuk penampil karakter pada modul LCD 16x2. Data kemudian dikirim menggunakan

modul WiFi ESP8266 untuk ditampilkan pada aplikasi Android, jika ada perintah dari

aplikasi. Data logger akan disimpan pada kartu memori (micro SD Card) pada subsistem

data logger dengan ekstensi .csv.

Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar energi listrik dan

durasi menyala peralatan elektronik yang diukur pada hari tertentu. Caranya adalah dengan

deteksi arus (current sensing), on atau off, deteksi tegangan (voltage sensing), mengolah data

(data processing), menyimpan log data (data logger), dan mengirim data menggunakan

modul WiFi ESP8266 (sending), kemudian data tersebut diterima oleh smartphone berbasis

Android dengan koneksi WiFi.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah diperlukan supaya penelitian ini bisa mengarah pada tujuan dan

menghindari munculnya permasalah yang kompleks. Batasan masalahnya adalah:

1. Menggunakan Arduino UNO/NodeMCU sebagai pengolah data. Arduino UNO ini

menggunakan Integrated Circuit (IC) ATmega328 dan NodeMCU terintegrasi dengan

modul WiFi ESP8266MOD serta LCD karakter 16x2 digunakan sebagai penampil

data pada bagian subsistem data logger peralatan elektronik yang diukur.

2. Menggunakan sensor ACS712 20A sebagai deteksi arus dengan sensitivitas 100 mV/A

[2], dengan range arus yang diukur dari 0A sampai dengan 2A AC. Serta

menggunakan sensor ZMPT101B sebagai sensor tegangan AC dengan range tegangan

yang diukur dari 20 sampai dengan 240 Volt.


3

3. Peralatan elektronik yang digunakan sebagai objek penelitian adalah 5 lampu pijar 60

Watt/220 Volt.

4. Menggunakan modul RTC DS3231 sebagai IC Real Time Clock (RTC) untuk

menghitung pewaktuan, serta micro SD module adapter untuk penyimpanan data

peralatan elektronik yang diukur.

5. Menggunakan modul WiFi ESP8266 sebagai pengirim data ke Android.

6. Menggunakan smartphone berbasis Android sebagai penampil data peralatan

elektronik yang diukur.

7. Data yang disimpan dalam kartu memori berupa data Tanggal, Jam, Arus, Tegangan,

Durasi menyala, Energi, serta disimpan dalam ekstensi .csv pada kartu memori.

8. Data yang ditampilkan dalam aplikasi Android berupa data sensor tegangan dan sensor

arus.

9. Akurasi data dilakukan dengan perbandingan antara hasil data sensor arus dan sensor

tegangan dengan hasil pembacaan atat ukur yang terstandarisasi (multimeter).

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai, metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah:

1. Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku,

jurnal-jurnal, dan sumber internet yang terpercaya yang berkaitan dengan

permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.

2. Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan beberapa praktek maupun pengujian

terhadap hasil pembuatan alat dalam tugas akhir ini.

3. Perancangan subsistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari

bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan

dari berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan serta untuk

memperoleh akurasi yang baik. Pada Gambar 1.1. menunjukan gambar blok diagram

sistem yang akan dirancang.

4. Pembuatan subsistem hardware. Berdasarkan Gambar 1.1. sensor arus dan sensor

tegangan akan membaca arus dan tegangan saat pearlatan elektronik dalam keadaan

menyala untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler dan disimpan dalam kartu

memori. Modul WiFi ESP8266 digunakan untuk mengirim data pada tampilan aplikasi

Android.


4

Gambar 1.1. Blok Diagram Perancangan

5. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan setelah alat sistem data logger

peralatan elektronik ini jadi yaitu dari saat menyimpan data pada data logger dan

mengirim data pada aplikasi Android, dan juga pengambilan data berdasarkan kedua

sensor, arus dan tegangan. Pengkalibrasian alat dengan cara membandingkan hasil dari

alat ini dengan alat ukur standar (multimeter).

6. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis dilakukan dengan mengecek

perform alat (apakah kartu memori sudah bisa menyimpan data secara benar dan

apakah aplikasi android sudah bisa menerima data). Penyimpulan data dapat dilakukan

setelah melakukan analisis.

Sensor Tegangan dan Arus

Kartu Memori dan RTC

LCD

Arduino UNO /

NodeMCU ESP8266 Android


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Energi Listrik

Dalam alat ukur amperemeter atau voltmeter, yang diukur dari sebuah beban adalah

nilai efektifnya. Misalnya, tegangan yang tersedia pada stop kontak rumah terukur 211 Volt.

Nilai 211 Volt ini jelas bukan merujuk ke tegangan sesaat, karena tegangan sesaat tidak

bernilai konstan. Nilai 211 Volt juga bukan merupakan amplitudo gelombang tegangan.

Nilai 211 Volt tidak pula dikatakan nilai rata-rata, karena nilai rata-rata gelombang sinus

adalah nol. Nilai 211 Volt dapat dikatakan sebagai magnitudo rata-rata untuk setengah siklus

positif, atau negatif dari gelombang tegangan. Tegangan efektif dapat dikatakan untuk

menyatakan 211 Volt ini. Nilai efektif adalah ukuran yang menyatakan seberapa efektifnya

sebuah sumber tegangan memberikan daya ke sebuah beban resistif. Nilai efektif diperoleh

dengan pertama-tama mengambil kuadrat dari fungsi waktu, kemudian menghitung nilai

rata-rata dari fungsi yang telah dikuadratkan ini untuk satu periode, dan akhirnya mengambil

akar kuadrat dari nilai rata-rata fungsi terkuadratkan. Dalam bahasa yang lebih pendek,

proses penghitungan sebuah nilai efektif mengharuskan kita mengambil akar (root) dari nilai

rata-rata (mean) dari sebuah nilai kuadrat (square). Oleh sebab itu, nilai efektif seringkali

disebut juga sebagai nilai root-mean-square (rms) [3].

Fungsi periodik terpenting di dalam analisis rangkaian listrik adalah gelombang

sinusoidal. Bila diasumsikan sebuah arus sinusoid ditunjukan pada persamaan (2.1)

𝑖(𝑡) = 𝐼𝑚 cos(𝜔𝑡 + ∅)

yang memiliki periode

𝑇 = 2𝜋

𝜔

dan kemudian masukan persamaan arus ini kedalam persamaan berikut, untuk mendapatkan

nilai efektif arus ditunjukan pada persamaan (2.3)

𝐼𝑒𝑓𝑓 = √1

𝑇∫ 𝐼𝑚

2 cos2(𝜔𝑡 + ∅)𝑑𝑡𝑇

0

(2.1)

(2.2)

(2.3)


6

= 𝐼𝑚√𝜔

2𝜋∫ [

1

2+

1

2cos(2𝜔𝑡 + ∅) ] 𝑑𝑡

2𝜋/𝜔

0

= 𝐼𝑚√𝜔

4𝜋 [𝑡]0

2𝜋/𝜔

= 𝐼𝑚

√2

untuk tegangan efektif

𝑉𝑒𝑓𝑓 = 𝑉𝑚

√2

Dari persamaan di atas, maka dapat dicari nilai daya, lebih tepatnya daya semu.

Apabila tegangan yang diberikan dan arus tanggapan yang dihasilkan adalah besaran-

besaran DC, maka daya rata-rata yang dipasok ke rangkaian dapat diketahui sebagai sekadar

hasil perkalian antara nilai arus dan tegangan ini. Dengan menerapkan teknik DC ini ke

rangkaian sama dengan nilai efektif tegangan dikalikan dengan nilai efektif arus. Hasil kali

antara nilai-nilai efektif tegangan dan arus ini didefinisikan sebagai daya semu (apparent

power) ditunjukan pada persamaan (2.6) [3].

𝑃 = 𝑉𝑒𝑓𝑓𝐼𝑒𝑓𝑓 cos(𝜃 − ∅)

Daya semu dapat dihitung dengan persamaan (2.7)

|𝑆| = 𝑉𝑒𝑓𝑓𝐼𝑒𝑓𝑓

𝑃 = |𝑆| ; ℎ𝑎𝑛𝑦𝑎 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 − 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑢𝑟𝑛𝑖 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑖𝑓 [3]

Efisiensi proses pemindahan daya listrik terkait langsung dengan biaya energi listrik,

yang pada gilirannya menjelma menjadi biaya yang harus dibayar oleh konsumen. Energi

listrik ini secara matematis dapat dihitung dengan persamaan (2.8)

𝑊 = 𝑃. ∆𝑡

dimana:

W = energi listrik (j)

P = daya (Watt)

∆t = selang waktu (s)

2.2. Sensor Arus ACS712

Sensor yang digunakan dalam mendeteksi arus peralatan elektronik dalam penelitian

ini menggunakan sensor arus ACS712. Sensor ini dapat mendeteksi baik itu arus bolak balik

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)


7

(arus AC) dan arus searah (arus DC). ACS712 adalah sensor arus yang bekerja dengan

konsep hall effect. Konsep hall effect bekerja dengan mendeteksi adanya perubahan medan

magnet yang terjadi dikarenakan perpindahan muatan elektron pada suatu penghantar. Pada

Gambar 2.1. menunjukan rangkaian sensor arus ACS712, dengan pin-pin sensor arus ini

dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Gambar 2.1. Rangkaian Sensor Arus ACS712 [2]

Sensor arus ACS712 bekerja pada tegangan catu tipikal VCC +5 Volt. Memiliki

sensitivitas sebesar 100 mV/A, dengan kemampuan pengukuran arus sebesar -20 A s.d. +20

A. Setiap kenaikan arus 1 A maka keluaran sensor arus ACS712 20A bertambah sebesar 100

mV [2].

Tabel 2.1. Keterangan Terminal Sensor Arus ACS712 [2]

No Nama Fungsi

1 dan 2 IP+ Terminal untuk arus yang akan diukur; internal satu

3 dan 4 IP- Terminal untuk arus yang akan diukur; internal satu

5 GND Terminal ground

6 FILTER Terminal untuk kapasitor eksternal pengaturan

bandwidth

7 VIOUT Terminal sinyal output analog

8 VCC Terminal catu daya

2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B

Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor tegangan

ZMPT101B. Didalam sensor tegangan ZMPT101B ini sudah terdapat micro voltage

transformer dan memiliki kelebihan dalam pengukuran yang akurat dan bentuk fisik yang

berukuran kecil. Pada Gambar 2.2. menunjukan rangkaian sensor tegangan ZMPT101B

dimana U1 tegangan yang diukur dan U2 adalah keluaran dari sensor.


8

Gambar 2.2. Sensor Tegangan ZMPT101B [4] [5]

Sensor ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC dengan maksimum

tegangan 1000 VAC. Prinsip kerja dari sensor ini adalah dengan cara mengambil satu kali

pensamplingan, yaitu [4]:

- Untuk bipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca nilai

kedua kutub tegangan AC), kutub negatif (-) dan kutub positif (+), dengan persamaan:

𝑈𝑚𝑎𝑥 = 𝑝𝑒𝑎𝑘 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒

√2

- Untuk unipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca satu

kutub tegangan AC), kutup positif (+), dengan persamaan:

𝑈𝑚𝑎𝑥 = 𝑝𝑒𝑎𝑘 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒

2√2

Dimana Umax adalah nilai tegangan maksimum yang akan terukur pada mikrokontroler

dengan asumsi untuk nilai tegangan referensi 5 Volt dan 0~3,3 Volt, sebagai berikut [4].

- Untuk tegangan referensi 5 Volt, tegangan maksimum pada transformer:

𝑈𝑚𝑎𝑥 =5 𝑉𝑜𝑙𝑡

√2= 3,52 𝑉𝑜𝑙𝑡

- Untuk tegangan referensi 0~3,3 Volt, tegangan maksimum pada transformer:

𝑈𝑚𝑎𝑥 =3,3 𝑉𝑜𝑙𝑡

2√2= 1,16 𝑉𝑜𝑙𝑡

2.4. Arduino UNO R3

Arduino adalah sebuah board mikrokontroler yang bersifat open source, dimana

desain skematik dan PCB bersifat open source, sehingga dapat digunakan maupun

melakukan modifikasi [6]. Board Arduino menggunakan Chip/Integrated Circuit (IC)

mikrokontroler Atmel AVR, misalnya Arduino UNO menggunakan IC ATmega328,

Arduino MEGA menggunakan IC Atmega2560, Arduino LILYPAD menggunakan IC

Atmega168, Arduino NANO menggunakan IC Atmega168 atau bisa juga menggunakan IC

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)


9

Atmega328. Nama Arduino tidak hanya dipakai sebagai penamaan board rangkaiannya saja,

tetapi juga digunakan untuk menamai software dan bahasa pemrogramannya.

Software untuk membuat, mengkompilasi, dan meng-upload program Arduino yaitu

Arduino IDE atau disebut juga Arduino software yang juga bersifat open source. Program

mikrokontroler yang digunakan memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C.

Karena bersifat open source (terbuka bagi siapa saja), maka skema software Arduino dapat

diunduh oleh siapa saja untuk digunakan dan dikembangkan.

Kelebihan-kelebihan dari board arduino diantaranya adalah [1] [6]:

1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya memiliki bootloader

yang akan menangani program yang di-upload dari komputer.

2. Bahasa pemrogramannya relatif mudah (memiliki kemiripan syntax dengan bahasa

pemrograman C), dan software arduino mudah dioperasikan karena berbentuk

Graphical User Interface (GUI), Integrated Development Environment (IDE),

memiliki library yang cukup lengkap serta gratis dan open source.

3. Komunikasi serial dan komunikasi untuk upload program menggunakan jalur yang

sama, yaitu melalui jalur USB.

4. Integrated Development Environment (IDE) arduino merupakan multiplatform yang

dapat dijalankan diberbagai sistem Operating System (OS), seperti Windows,

Macintosh, dan Linux.

5. Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet yang dapat membantu

setiap kesulitan dalam pengoperasian arduino baik hardware maupun software.

Gambar 2.3. menunjukan bentuk fisik Arduino UNO bersama dengan bagian-bagian

beserta pin yang ada pada board Arduino UNO. Penjelasan bagian-bagian Arduino dapat

dilihat pada Tabel 2.2.

Gambar 2.3. Papan Sistem Minimum Mikrokontroler Arduino UNO R3


10

Tabel 2.2. Keterangan Bagian Arduino UNO R3

No Keterangan

1 Pin SCL

2 Pin SDA

3 Referensi tegangan analog

4 Pin ground digital

5 I/O analog dan digital pin 2-13, pin PWM (3,5,6,9,10, dan 11)

6 Keluaran serial (Tx) pin 1

7 Masukan serial (Rx) pin 0

8 Tombol reset

9 Masukan USB

10 Pin ICSP

11 Chip mikrokontroler ATmega328

12 Catu daya eksternal (power jack)

13 Adaptasi tegangan pada papan shield

14 Pin reset

15 Pin 3,3 V

16 Pin 5 V

17 Pin ground

18 Tegangan masukan

19 Masukan analog (A0-A5)

2.4.1. Spesifikasi Board Arduino UNO

Arduino UNO adalah board mikrokontroler berbasis pada ATmega328. Arduino UNO

memiliki 14 pin input/output digital (diantaranya 6 pin dapat digunakan sebagai output

PWM), memiliki 6 input analog, dengan 16 MHz crystal oscillator, sebuah koneksi USB,

power jack, soket In-Circuit System Programming (ICSP header), dan tombol reset.

Spesifikasi Arduino UNO dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Papan Arduino UNO berbasis mikrokontroler ATmega328 keluarga AVR.

Mikrokontroler ini merupakan bagian utama dalam board Arduino UNO, sehingga

pengguna dapat menerapkan program kontrol untuk menjalankan perintah masukan dan

keluaran board Arduino UNO. Pengguna juga dapat menggantikan mikrokontroler

ATmega328 dengan mikrokontroler ATmega8/ATmega168 sesuai dengan kebutuhan

pengguna. Pin mapping ATmega328 dapat dilihat pada Gambar 2.4.


11

Tabel 2.3. Spesifikasi Arduino UNO [7]

Mikrokontroler ATmega328

Tegangan kerja 5 Volt

Tegangan input

(direkomendasikan)

7-12 V

Tegangan input (batas) 6-20 V

Pin digital I/O 14 (6 diantaranya output PWM)

Pin digital I/O PWM 6

Pin input analog 6

Arus DC setiap pin I/O 20 Ma

Arus DC untuk pin 3,3 V 50 Ma

Flash memory 32 KB (ATmega328) 0,5 KB digunakan untuk

bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock speed 16 MHz

LED_BUILTIN 13

Panjang 68,6 mm

Lebar 53,4 mm

Berat 25 g

Gambar 2.4. Pin Mapping ATmega328 [7]

2.4.2. Pemrograman Arduino IDE

Lingkungan pemrograman Arduino disebut Integrated Environment Development

(IDE). Software IDE Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open

source, diturunkan dari platform wiring. Dirancang untuk memudahkan penggunaan

elektronik dalam berbagai bidang, khususnya pengguna yang baru belajar mikrokontroler

dengan software development. Hardware-nya menggunakan processor Atmel AVR dan

software-nya memiliki bahasa pemrograman C++ yang sederhana dan fungsi-fungsinya

yang lengkap, sehingga Arduino mudah dipelajari oleh pemula [6].


12

Software IDE Arduino dilengkapi dengan library C/C++, membuat operasi

input/output jauh lebih mudah dipahami. Pengguna hanya perlu mendefinisikan dua fungsi

untuk membuat program dapat dijalankan ketika dieksekusi pada board Arduino UNO.

Fungsi tersebut, yaitu [1] [6]:

1. Setup( ), fungsi berjalan satu kali pada awal dari sebuah program yang dapat

menginisialisasi masukan dan keluaran pada board Arduino UNO.

2. Loop( ), fungsi yang dieksekusi berulangkali sampai board Arduino UNO dalam

kondisi di non-aktifkan.

Tampilan awal software IDE Arduino versi 1.6.10 ketika pertama kali dibuka dapat

dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Tampilan Software IDE Arduino Versi 1.6.10

2.4.3. Komunikasi Serial Arduino

Komunikasi serial pada Arduino UNO pada dasarnya terletak pada pin serial 0 (Rx)

dan pin serial 1(Tx) pada board Arduino UNO. Komunikasi yang disediakan adalah

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) TTL (5 Volt). Board Arduino UNO

dilengkapi dengan mikrokontroler ATmega16U2 yang memungkinkan komunikasi serial

melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada komputer), sehingga board

Arduino UNO dapat berinteraksi dengan perangkat komputer. Firmware ATmega16U2

tidak membutuhkan driver eksternal karena menggunakan driver standar USB COM. Fitur

yang tersedia pada IDE Arduino berupa serial monitor memungkinkan data tekstual

sederhana dikirim dari dan ke board Arduino UNO. Mikrokontroler ATmega328P pada


13

board Arduino UNO mendukung 12C Two Wire Interface (TWI) menggunakan berkas

library Wire dan komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) menggunakan berkas

library SPI [7].

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah metode komunikasi

serial yang sederhana dalam rangkaian embedded. Komunikasi UART dalam mode full-

duplex menggunakan satu pin Tx dan satu pin Rx. Half-duplex menggunakan satu pin

bersama untuk Tx dan Rx (biasa disebut single-wire UART atau 1-Wire Comm). Format

frame-nya dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Format Frame Komunikasi UART [8]

Keterangan:

St : Bit start (selalu low)

(n) : Data bit (0 sampai 8)

P : Bit parity (ganjil atau genap)

Sp : Bit stop (selalu high)

IDLE : Tidak ada transfer pada jalur komunikasi (RxD dan TxD), kondisi IDLE selalu high

SPI adalah salah satu protokol komunikasi sinkron serial yang popular dalam

rangkaian embedded. Komunikasi SPI melibatkan 1 atau lebih master dan satu atau lebih

slave yang menggunakan 1 bus bersama. Full-duplex atau 4-wire SPI menggunakan 2 jalur

data, jalur clock bersama, dan 1 jalur slave select. Half-duplex atau 3-wire SPI menggunakan

1 jalur data bersama. Pada Arduino protokol komunikasi SPI pada pin 10, 11, 12, dan 13.

Deskripsi pin SPI pada Arduino UNO dapat dilihat pada Tabel 2.4.


14

Tabel 2.4. Deskripsi Pin SPI pada Arduino UNO

Pin Deskripsi

10 (SS) Slave Select, ini digunakan untuk memilih slave mana yang akan diajak

berkomunikasi oleh master (dengan asumsi lebih dari 1 slave). Slave akan

menerima data jika pin SS aktif low.

11 (MOSI) Master Out, Slave In, ini adalah sinyal output dari master yang merupakan

shift register menuju input slave.

12 (MISO) Master In, Slave Out, ini adalah input dari master untuk menerima data

shift register dari slave menuju master.

13

(SCK/SCLK)

Serial Clock, ini adalah clock yang dihasilkan master menandakan

komunikasi SPI dan untuk melakukan shifting terhadap shift register dari

kedua device.

2.5. NodeMCU

NodeMCU adalah board modul WiFi ESP8266MOD yang terintegrasi dengan

mikrokontroler. Sama halnya dengan board Arduino, NodeMCU juga bersifat open source

IoT platform. Untuk membuat, mengkompilasi, dan meng-upload program pada NodeMCU

dapat digunakan software Arduino IDE dan LUA. Dengan menggunakan Arduino IDE,

maka dibutuhkan library board NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module) supaya saat meng-upload

program ke dalam NodeMCU dapat dilakukan. Untuk berkas library dibutuhkan header

ESP8266WiFi.h.

Pada NodeMCU terdapat modul WiFi ESP8266MOD dan dilengkapi IC CP2102,

yaitu IC interface USB to UART yang digunakan untuk proses uploading program dari

Arduino IDE ke NodeMCU. Kapasitas memori untuk pemrograman mencapai 1MB atau

1.044.464 byte, yang menjadikan NodeMCU unggul dibandingkan dengan Arduino UNO

yang hanya memiliki 32 KB atau sekitar 32.256 byte [9].

Pada Gambar 2.7. ditampilkan bentuk fisik, bersama dengan bagian-bagian pin yang

ada pada board NodeMCU. Penjelasan bagian-bagian NodeMCU dapat dilihat pada Tabel

2.5. NodeMCU menggunakan modul WiFi ESP8266MOD, dimana modul ini dapat

digunakan sebagai client atau Access Point (AP) dalam membangun sebuah sistem kontrol

maupun monitoring.


15

Gambar 2.7. Board NodeMCU

Tabel 2.5. Keterangan Bagian NodeMCU

No Keterangan

1 GPIO16, USER, WAKE

2 GPIO5

3 GPIO4

4 GPIO0, FLASH

5 GPIO2, TXD1

6 3,3 Volt

7 GND

8 GPIO14, HSCLK

9 GPIO12, HMISO

10 GPIO13, RXD2, HMOSI

11 GPIO15, TXD2, HCS

12 GPIO3, RXD0

13 GPIO1, TXD0

14 GND

15 3,3 Volt

16 Vin 5 Volt

17 GND

18 RST

No Keterangan

19 EN

20 3,3 Volt

21 GND

22 SCLK, SDCLK

23 MISO, SDD0

24 CS, SDCMD

25 MOSI, SDD1

26 GPIO9, SDD2

27 GPIO10, SDD3

28 RESERVED

29 RESERVED

30 ADC0, TOUT

31 ESP8266MOD

32 Reset

33 Masukan USB

34 CP2102

35 Push Button Flash


16

2.6. Log Data

Data Logger adalah suatu perangkat khusus yang mampu menyimpan data dalam

jangka waktu tertentu. Data yang disimpan memiliki jumlah karakter tertentu untuk

disimpan dalam media penyimpanan seperti pada kartu memori. Proses penyimpanan data

ini biasa disebut data logging. Data yang disimpan dapat dari berbagai masukan, yang

kemudian data masukan tersebut diperlukan dalam sebuah penelitian. Dalam merekam data

ini, data logger memerlukan waktu yang akurat, maka dari itu diperlukan suatu Real Time

Clock (RTC), dan format data yang akan disimpan dalam memori, diperlukan juga sebuah

memori untuk menyimpan data.

2.6.1. Kartu Memori

Kartu SD adalah kartu memori yang dirancang khusus untuk memenuhi keamanan,

kapasitas, kinerja, dan kebutuhan yang erat kaitannya pada peralatan elektronik audio dan

video. Kartu SD harus meliputi mekanisme perlindungan konten yang sesuai dengan standar

keamanan SDMI dan lebih cepat serta memiliki kapasitas penyimpanan lebih besar [10].

Kartu SD memiliki kecepatan transfer data yang tinggi, dan memerlukan konsumsi daya

yang rendah. Kartu SD menyediakan enkripsi konten-konten yang dilindungi untuk

memastikan distribusi yang aman. Dalam perkembangannya, kartu SD diproduksi juga

dalam ukuran yang lebih kecil seperti Mini SD dan Micro SD.

Gambar 2.8. Standar Penomoran Terminal SD Card [10]

Tabel 2.6. Keterangan Terminal Kartu SD [10]

Pin Nama Tipe Keterangan

1 CD/DAT3 I/O/PP Card Detect/Data Line [Bit 3]

2 CMD I/O/PP Command/Response

3 VSS1 S Supply Voltage Ground

4 VDD S Supply Voltage;Typical 3,3 Volt

5 CLK I Clock

6 VSS2 S Supply Voltage Ground

7 DAT0 I/O/PP Data Line [Bit 0]




17

Kartu SD dapat bekerja dengan menggunakan catu daya tegangan sebesar 2,7 Volt

hingga 3,6 Volt. Pada Gambar 2.8. menunjukan standar penomoran terminal dan bentuk

kartu SD serta keterangan terminal kartu SD dapat dilihat pada Tabel 2.6. Pada Gambar 2.9.

ditunjukan gambar rangkaian modul micro SD Card yang digunakan untuk penyimpanan

data pada penelitian ini.

Gambar 2.9. Modul Micro SD Card [11]

2.6.2. Real Time Clock (RTC)

IC DS3231 adalah IC Real Time Clock (RTC) yang digunakan untuk menyimpan

waktu, khususnya digunakan dalam sistem pencatat data yang memerlukan data waktu yang

cukup akurat. IC ini dapat menyimpan data waktu, mulai dari detik, menit, jam, maupun

tanggal, bulan, tahun. IC DS3231 bekerja dengan menggunakan komunikasi serial I2C.

Semua data yang diterima dari IC DS3231 sudah berupa data Binary Coded Decimal (BCD).

Pertukaran data menggunakan antarmuka I2C, untuk memulai pertukaran data, master

device harus menginisialisasi keadaan START dan diakhiri dengan keadaan STOP.

Gambar 2.10. Rangkaian RTC DS3231 [12]


18

Rangkaian RTC DS3231 dilengkapi dengan catuan dari Lithium Cell CR 2032 3 Volt.

Ketika catu daya utama tidak aktif maka RTC DS3231 ini akan secara otomatis akan

berpindah ke catu Lithium Cell CR 2032 3 Volt. Rangkaian RTC DS3231 dapat dilihat pada

Gambar 2.10.

2.7. Liquid Cell Display (LCD)

Liquid Cell Display (LCD) merupakan salah satu komponen elektronika yang

berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD tipe 16x2 memiliki 2 baris dan

masing-masing baris memuat 16 karakter. LCD ini sangat mudah dioperasikan, serta catu

tegangan kerja LCD ini membutuhkan 5 Volt. Pada Gambar 2.11. ditampilkan rangkaian

dari LCD 16x2 dan konfigurasi pin-pinnya dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Gambar 2.11. Rangkaian LCD Karakter 16x2

Tabel 2.7. Konfigurasi Pin LCD 16x2 [13]

No Simbol Level Fungsi

1 Vss -- 0 Volt Power Supply

2 Vdd -- +5 Volt

3 V0 -- For LCD

4 RS H/L Register Select: H: Data Input, L : Instruction Input

5 R/W H/L H--Read, L – Write

6 E H, H-L Enable Signal

7 DB0 H/L Data bus used in 8 bit transfer

8 DB1 H/L

9 DB2 H/L

10 DB3 H/L

11 DB4 H/L Data bus for both 4 and 8 bit transfer

12 DB5 H/L

13 DB6 H/L

14 DB7 H/L

15 BLA -- BLACKLIGHT +5 Volt

16 BLK -- BLACKLIGHT 0 Volt


19

2.8. WiFi ESP8266

WiFi ESP8266 merupakan System on Chip (SOC), dengan stack protokol yang

terintegrasi, sehingga mudah diakses menggunakan mikrokontroler melalui komunikasi

serial 801.11 b/g/n WiFi Direct (P2P) dengan konektivias antarmuka SPI/SDIO atau

I2C/UART. WiFi ESP8266 dapat berfungsi sebagai host maupun sebagai modul transfer

data dalam jaringan WiFi. ESP8266 dirancang untuk keperluan mobile, dalam dunia

elektronik, dan aplikasi Internet of Things (IoT) dengan arsitektur konsumsi daya yang

rendah. Arsitektur hemat daya terutama beroperasi dalam 3 mode, yaitu mode aktif, mode

sleep, dan mode deep sleep. Blok diagram ESP8266 dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12. Blok Diagram ESP8266 [14]

ESP8266 memiliki beberapa fitur sebagai berikut [14]:

1. 802.11 b/g/n

2. Terintegrasi daya rendah 32-bit Multipoint Control Unit (MCU)

3. Terintegrasi 10-bit Analog Digital Convertion (ADC)

4. Terintegrasi stack protokol Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

5. Terintegrasi TR Switch, balun, LNA, Power Amplifier dan jaringan

6. Terintegrasi PLL, Regulator, dan Pengelola daya terpadu

7. Mendukung berbagai macam antena

8. WiFi 2,4 GHz, Mendukung WPA/WPA2

9. Mendukung mode operasi STA/AP/STA+AP

10. Antarmuka SDIO 2.0, (H)SPI, UART, I2C, I2S, IR Remote Control, PWM, GPIO

11. Temperatur -40oC sampai dengan 125oC


20

2.8.1. Spesifikasi ESP8266

ESP8266 adalah modul WiFi yang dapat berdiri sendiri (stand alone) atau

dihubungkan dengan mikrokontroler dalam koneksinya. Saat modem-sleep, diperlukan CPU

untuk bekerja, sebagaimana dalam PWM atau aplikasi I2S. Berdasarkan standar 802.11

(seperti U-APSD), CPU menyimpan daya untuk shut down rangkaian modem WiFi sambil

mempertahankan koneksi WiFi saat tidak ada data yang dikirim, besarnya 15 mA. Selama

light-sleep, CPU dihentikan dalam aplikasi, tanpa transmisi data, rangkaian modem WiFi

dapat dimatikan dan CPU ditangguhkan untuk menyimpan daya berdasarkan standar 802.11

(U-APSD), besarnya 0,9 mA. Deep-sleep tidak memerlukan koneksi WiFi untuk

dipertahankan, besarnya arus rata-rata kurang dari 1 Ma [14]. Modul ESP8266 memiliki

banyak kelebihan, disamping SoC, modul ini dapat bekerja sebagai mikrokontroler sendiri

dalam suatu sistem tanpa perlu mikrokontroler tambahan. Dengan adanya fitur pin GPIO

memungkinkan ESP8266 ini dapat mengatur dan mengontrol input dan output secara

langsung. Untuk board modul WiFi ESP8266 Seri 01 dapat dilihat pada Gambar 2.13. di

bawah ini dan keterangan bagian-bagian modul pada Tabel 2.8. Untuk spesifikasi modul

WiFi ESP8266 dapat dilihat pada Tabel 2.9.

Gambar 2.13. Board Modul WiFi ESP8266 Seri 01

Tabel 2.8. Keterangan Bagian Modul WiFi ESP8266 Seri 01

No Fungsi Keterangan

1 Tx Transmit

2 CH-PD Chip Enable. Selalu logika 1 saat kondisi aktif.

0-Disable; 1-Enable

3 RST Reset Eksternal.

0-Reset; 1-Normal

4 VCC 3,3 Volt

5 GND Ground

6 GPIO2 Harus logika 1 saat boot

7 GPIO0 Harus logika 1 saat boot, 0 untuk flash update

8 Rx Receive

9 ESP8266EX Chip ESP8266EX

10 Antena Transceiver


21

Tabel 2.9. Spesifikasi ESP8266EX [14]

Kategori Isi Keterangan

Parameter WiFi Sertifikat FCC/CE/TELEC/SRRC

Protokol WiFi 802.11 b/g/n

Rentang Frekuensi 2,4 GHz-2,5 GHz (2400M-2483,5M)

Tx Power 802.11 b: +20dBm

802.11 g: +17dBm

802.11 n: +14 dBm

Rx Power 802.11 b: -91 dBm (11 Mbps)

802.11 g: -75 dBm (54 Mbps)

802.11 n: -72 dBm (MCS7)

Tipe Antena PCB Trace, Eksternal, IPEX Connector, Chip

Keramik

Parameter

Hardware

Peripher Bus UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR Remote

Control

GPIO/PWM

Tegangan Kerja 3,0 ~ 3,6 Volt

Arus Kerja Nilai Rata-rata: 80 mA

Rentang Temperatur -40C ~ 125C

Rentang Suhu

Ruangan

Suhu Normal

Ukuran 5x5 mm

Antarmuka Eksternal N/A

Parameter

Software

Mode WiFi Station/SoftAP/SoftAP+Station

Keamanan WPA/WPA2

Enkripsi WEP/TKIP/AES

Firmware Upgrade UART Download/OTA (Via Network)

Pengenbangan

Software

Mendukung Pengembangan Cloud

Server/SDK untuk pengembangan firmware

Protokol Jaringan IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP

Konfigurasi User Perintah AT, Cloud Server, Android/Ios App

2.8.2. Memori ESP8266

Modul WiFi ESP8266EX telah dilengkapi dengan kontrol memori, seperti SRAM dan

ROM. Multipoint Control Unit (MCU) dapat berinteraksi dengan memori melalui antarmuka

iBus dan Advanced High Performance Bus (AHB). Semua unit memori dapat berkomunikasi

sesuai dengan permintaan yang diterima oleh prosesor berdasarkan urutan waktu. Ruang

SRAM yang tersedia sebagai berikut:

1. Ukuran SRAM < 36 kB, ketika ESP8266EX bekerja dalam mode station dan

dikoneksikan sebagai router, ruang program oleh user sekitar 36 kB.

2. Tidak ada program ROM pada SoC, sehingga program user harus disimpan dalam

flash SPI eksternal.


22

Flash SPI eksternal digunakan bersama-sama dengan ESP8266EX untuk menyimpan

program user. Secara teoritis, kapasitas memori yang dapat didukung sekitar sampai dengan

16 Mbyte. Disarankan kapasitas flash memori SPI, saat Over-the-air programming (OTA)

di non-aktifkan, memori yang dapat didukung adalah 512 kByte, dan saat OTA diaktifkan

memori yang dapat didukung adalah 1 MByte. Beberapa mode SPI dapat didukung,

termasuk standar SPI, Dual SPI, DIO SPI, QIO SPI, dan Quad SPI [14].

2.8.3. Konfigurasi Pin WiFi ESP8266EX

Pada Gambar 2.14. ditampilkan penempatan pin-pin untuk modul WiFi ESP8266EX.

Terdapat 33 pin yang ada pada modul WiFi ESP8266EX. Untuk keterangan pin-pin dapat

dilihat pada Tabel 2.10.

Gambar 2.14. Penempatan Pin-Pin ESP8266EX [14]

Tabel 2.10. Keterangan Pin-Pin ESP8266EX [14]

Pin Nama Fungsi Keterangan

1 VDDA P Analog Power 3,0~3,6 Volt

2 LNA I/O Antena RF Interface. Dengan output impedansi 50 ohm, tipe-n

3 VDD3P3 P Amplifier Power 3,0~3,6 Volt

4 VDD3P3 P Amplifier Power 3,0~3,6 Volt

5 VDD_RTC P NC (1.1V)

6 TOUT I Pin ADC

7 CHIP-EN I Chip Enable, High (on), Low (off)

8 XPD_DCDC I/O Mode Deep-Sleep Wakeup, GPIO16

9 MTMS I/O GPIO14, HSPI_CLK

10 MTDI I/O GPIO12, HSPI_MISO

11 VDDPST P Digital/IO Power Supply (1,8~3,3 Volt)

12 MTCK I/O GPIO13, HSPI_MOSI, UART0_CTS

13 MTDO I/O GPIO15, HSPI_CS, UART0_RTS

14 GPIO2 I/O UART Tx selama pemrograman, GPIO2

15 GPIO0 I/O GPIO0, SPI_CS2


23

Tabel 2.10. (Lanjutan) Keterangan Pin-Pin ESP8266EX [14]

16 GPIO4 I/O GPIO4

17 VDDPST P Digital/IO Power Supply (1,8~3,3 Volt)

18 SDIO_DATA_2 I/O Koneksi ke SD_D2 (seri R:200 ohm), SPIHD, HSPIHD, GPIO9

19 SDIO_DATA_3 I/O Koneksi ke SD_D3 (seri R:200 ohm), SPIWP, HSPIWP,

GPIO10

20 SDIO_CMD I/O Koneksi ke SD_CMD (seri R:200 ohm), SPI_CS0, GPIO11

21 SDIO_CLK I/O Koneksi ke SD_CLK (seri:200 ohm), SPI_CLK, GPIO6

22 SDIO_DATA_0 I/O Koneksi ke SD_D0 (seri R:200 ohm), SPI_MISO, GPIO7

23 SDIO_DATA_1 I/O Koneksi ke SD_D1 (seri R:200 ohm), SPI_MOSI, GPIO8

24 GPIO5 I/O GPIO5

25 U0RXD I/O UART Rx saat flash program, GPIO3

26 U0TXD I/O UART Tx saat flash program, GPIO1, SPI_CS1

27 XTAL_IN I/O Koneksi ke output kristal osilator

28 XTAL_IN I/O Koneksi ke input kristal osilator

29 VDDD P Analog Power 3,0~3,6 Volt

30 VDDA P Analoga Power 3,0~3,6 Volt

31 RES12K I Koneksi serial dengan resistor 12k ohm, dan konek ground

32 EXT_RSTB I Sinyal eksternal reset (aktif:low)

33 GND P Ground

2.8.4. Protokol IEEE 802.11 b/g/n

WiFi merupakan teknologi yang digunakan untuk melakukan perpindahan data dari

satu perangkan ke perangkat lainnya tanpa menggunakan kabel sebagai media transmisinya.

WiFi atau disebut juga sebagai Wireless LAN (WLAN) memanfaatkan radiasi

elektromagnetik atau disebut juga sebagai gelombang radio dalam proses transmisi. Pada

jaringan WiFi terdapat suatu standarisasi yang digunakan untuk mengatur regulasi

penggunaan jaringan nirkabel ini. IEEE adalah sebuah lembaga yang telah menetapkan dan

menyetujui IEEE 802.11 sebagai standar regulasi untuk pengguna jaringan nirkabel secara

global.

Dalam perkembangannya IEEE 802.11 telah beberapa kali mengalami perubahan.

Perubahan pertama untuk standar jaringan nirkabel diawali oleh IEEE 802.11 a, diikuti

dengan IEEE 802.11 b, IEEE 802.11 g, dan IEEE 802.11 n. Namun sampai dengan

ditetapkannya IEEE 802.11 n sebagai standar, masih terdapat keterbatasan-keterbatasan

pada standar tersebut. Pada awal 2014, IEEE menyetujui untuk menetapkan IEEE 802.11 ac

sebagai standar terbaru untuk teknologi nirkabel yang menyediakan kecepatan data rate

hingga 7 Gbps dengan pita frekuensi 5 GHz [15].

IEEE 802.11 b merupakan ekstensi untuk Higher-Speed Physical Layer yang

beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Metode penyebaran spektrum radio standar IEEE


24

802.11 b menggunakan HR/DSSS untuk mendukung peningkatan data rate sampai dengan

11 Mbps. Standar IEEE 802.11 g dinamakan dengan Further Higher Data Rate Extension

in the 2,4 GHz band. Standar ini menetapkan metode penyebaran spektrum radio

menggunakan OFDM yang dapat mendukung data rate sampai dengan 54 Mbps dan

beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Setelah adanya standar IEEE 802.11 g ini,

berdampak signifikan terhadap kenaikan data rate dimana sebelumnya 802.11 b HR/DSSS

hanya mendukung 1, 2, 5,5, dan 11 Mbps kemudian dapat mendukung penambahan data

rate 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, dan 54 Mbps. Standar IEEE 802.11 n mampu mentrasmisikan

data dengan kecepatan 600 Mbps. IEEE 802.11 n menggunakan HT-OFDM yang dapat

beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz dan 5 GHz [15].

2.9. Android Studio untuk Membuat Aplikasi Android

Android Studio adalah software dengan pengembangan terpadu, Integrated

Development Environtment (IDE) untuk pengembangan aplikasi Android, berdasarkan

IntelliJ IDEA. Android Studio merupakan editor kode IntelliJ dan alat pengembang yang

berdaya guna. Android Studio menawarkan fitur-fitur yang lebih banyak untuk

meningkatkan produktivitas saat membuat aplikasi Android. Beberapa fitur yang tersedia

adalah [16]:

1. Sistem versi berbasis Gradle yang fleksibel.

2. Emulator yang cepat dan kaya fitur.

3. Lingkungan yang menyatu untuk pengembangan bagi semua perangkat Android.

4. Instant Run untuk mendorong perubahan ke aplikasi yang berjalan tanpa membuat

APK baru.

5. Template code dan integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan

mengimpor kode contoh.

6. Alat pengujian dan kerangka kerja yang ekstensif.

7. Alat Lint untuk meningkatkan kinerja, kegunaan, kompatibilitas versi, dan masalah-

masalah lain.

8. Dukungan C++ dan NDK.

9. Dukungan bawaan untuk Google Cloud Platform, mempermudah pengintegrasian

Google Cloud Messaging dan App Engine.

Gambar 2.15. menujukan tampilan awal dari jendela utama Android Studio beserta

bagiannya [16].


http://developers.google.com/cloud/devtools/android_studio_templates/

25

Gambar 2.15. Jendela Utama Android Studio dan Bagiannya [16]

Keterangan Gambar 2.15 [16]:

1. Bilah alat memungkinkan untuk melakukan berbagai jenis tindakan, termasuk

menjalankan aplikasi dan meluncurkan alat Android.

2. Bilah navigasi membantu untuk navigasi di antara proyek, dan membuka file untuk

diedit. Bilah ini memberikan tampilan struktur yang terlihat lebih ringkas dalam

jendela project.

3. Jendela editor adalah tempat untuk membuat dan memodifikasi kode. Bergantung

pada jenis file, dan editor dapat berubah. Misalnya, ketika melihat file tata letak, editor

menampilkan Layout Editor.

4. Bilah jendela alat muncul di luar jendela IDE dan berisi tombol yang

memungkinkan untuk meluaskan atau menciutkan jendela alat individual.

5. Jendela alat memberi akses ke tugas tertentu seperti pengelolaan proyek,

penelusuran, kontrol versi, dan banyak lagi, serta bisa meluaskan dan juga

menciutkannya.

6. Bilah status menampilkan status proyek dan IDE itu sendiri, serta setiap peringatan

atau pesan.


26

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Konsep Dasar

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Secara Keseluruhan

Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android dirancang dengan mengukur

seberapa besar arus dan tegangan, serta durasi waktu menyala pada peralatan elektronik

dalam selang hari tertentu. Sensor arus dan sensor tegangan akan mengukur seberapa besar

arus dan tegangan yang dibutuhkan suatu peralatan elektronik pada saat menyala. Pada

subsistem data logger terdapat slot memori dan RTC, serta penampil LCD. Fungsi slot

memori untuk slot kartu memori sebagai penyimpan data logger dan DS3231 (RTC) untuk

pewaktuan supaya data tersimpan dalam akurasi waktu, serta LCD untuk penampil waktu

dan besarnya arus dan tegangan saat diukur.

Data logger disimpan dalam kartu memori untuk kemudian dikirim ke smartphone

berbasis Android dengan menggunakan modul WiFi ESP8266. Proses pengiriman tersebut

dilaksanakan jika ada perintah dari Android, yaitu perintah untuk menampilkan data pada

saat diukur. Perintah tersebut akan diproses dalam mikrokontroler untuk mengirim data

secara real time ke aplikasi Android sekaligus menyimpan data dalam bentuk data logger.

Arduino UNO

/NodeMCU

Sensor Arus

Sumber AC

Sensor Tegangan

LCD

Data Logger

RTC Kartu Memori

Peralatan

Elektronik Subsistem Data Logger

ESP8266

Subsistem

Pengirim Subsistem Penerima

Data

Reset


27

Blok diagram sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android secara

keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.1. Rancangan penelitian ini dikelompokan

berdasarkan subbab perancangan besar, yaitu:

1. Perancangan hardware dan software subsistem data logger terdiri dari perancangan

sensor arus dan sensor tegangan dengan melihat karakteristik masukan analog Arduino

UNO (ATmega328)/NodeMCU. Konfigurasi data logger yang terdiri dari RTC

dengan IC DS3231 dan slot memori (micro SD Card module adapter). Konfigurasi

LCD karakter 16x2 untuk tampilan data secara real time pada bagian subsistem data

logger. Perancangan box perangkat keras untuk membuat subsistem data logger lebih

optimal dan prototipe beban (rangkaian 5 buah lampu pijar 60 Watt).

2. Perancangan software aplikasi Android sistem data logger, yaitu membuat aplikasi

Android untuk menampilkan data.

3. Perancangan format paket data terdiri dari jumlah karakter data logger yang akan

disimpan dalam sebuah kartu memori, serta jumlah data yang akan disimpan dalam

selang waktu tertentu dalam 1 file.

4. Perancangan koneksi WiFi untuk menghubungkan antara subsistem data logger

sebagai penyedia dengan aplikasi Android yang dihubungkan oleh interface modul

WiFi ESP8266.

3.2. Perancangan Hardware dan Software Data Logger

3.2.1. Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712

20A dalam bentuk modul. Berdasarkan datasheet modul ACS712 10A, sensor ini dapat

digunakan untuk mendeteksi arus AC maupun DC, dengan sensitivitas 100 mV/A [2]. Arus

maksimum yang dapat dideteksi adalah sebesar 10 A. Keluaran dari sensor ini adalah analog

tegangan DC, jika terdeteksi arus sebesar 0 A maka keluaran dari tegangan arus ini sebesar

VCCx0,5 Volt = 5 x 0,5 = 2,5 Volt, saat terdeteksi arus 5 A maka tegangan keluaran dari

sensor arus ini sebesar 5x100 mV ditambah dengan 2,5 Volt, yaitu 4,5 Volt. Bentuk fisik

modul sensor arus ACS712 dapat dilihat pada Gambar 3.2.


28

Gambar 3.2. Bentuk Fisik Sensor Arus ACS712

3.2.2. Sensor Tegangan

Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor tegangan

ZMPT101B. Sensor tegangan ini digunakan untuk mengukur tegangan AC dengan jarak

ukur dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt AC. Sensor ini aktif dengan catuan tipikal 5 Volt

dan terdapat micro transformer pada rangkaian sensor ini. Transformer ini berfungsi untuk

menurunkan tegangan yang akan diukur dengan perbandingan rasio, jika menggunakan

tegangan referensi 3,3 Volt maka rasionya adalah 1000:1,16. Sedangkan menggunakan

tegangan referensi 5 Volt maka rasionya adalah 1000:3,53. Proses dari pembaca sensor

tegangan ini adalah dengan cara pensamplingan. Perlu diketahui bahwa ADC tidak bisa

membaca sinyal negatif maka dari itu tegangan negatif harus dinaikkan offset-nya ke 2,5

volt, sehingga terdapat space untuk nilai negatif dan positif. Untuk menaikkan tegangan AC

ini, bisa menggunakan rangkaian summing amplifier, namun pada sensor ZMPT101B sudah

terdapat rangkaian summing amplifier sehingga tidak perlu menambahkan rangkaian

eksternal summing amplifier. Gambar 3.3. menunjukan bentuk fisik sensor tegangan

ZMPT101B.

Gambar 3.3. Bentuk Fisik Sensor Tegangan


29

3.2.3. Arduino UNO

Arduino UNO adalah board mikrokontroler yang telah berbentuk minimum sistem.

Arduino UNO menggunakan chip keluarga AVR yaitu ATmega328P atau bisa juga

menggunakan ATmega8 atau ATmega168 berdasarkan kebutuhan.

Gambar 3.4. Tampilan Arduino UNO dengan Eagle

Tampilan bagian Arduino UNO dengan Eagle dapat dilihat pada Gambar 3.4. dan

dalam penelitian ini perancangan pin masukan dan keluaran ditunjukan pada Tabel 3.1.

Dengan pembagian pin seperti pada Tabel 3.1., yang memiliki fungsi masing-masing untuk

menjalankan program yang ada diharapkan tidak akan terjadi tabrakan di dalam pin itu

sendiri.

Tabel 3.1. Pembagian Pin pada Arduino UNO dalam Penelitian

No Nama masukan/keluaran Pin yang digunakan Keterangan

1 Sensor Arus Analog 0 (A0) Sebagai masukan

2 Sensor Tegangan Analog 1 (A1) Sebagai masukan

3 Real Time Clock (RTC) Analog 4 (A4) Sebagai Serial Data

Analog 5 (A5) Sebagai Serial Clock

Pin 10 (10) Sebagai Chip Select

4 LCD Pin 4 (4) Sebagai keluaran

Pin 5 (5) Sebagai keluaran





5 Kartu Memori (SD Card) Pin 10 (10) Sebagai Chip Select

Pin 11 (11) Sebagai MOSI

Pin 12 (12) Sebagai MISO

Pin 13 (13) Sebagai Clock

6 Tombol Reset Sebagai tombol reset

7 Transceiver Tx Sebagai pengirim

Rx Sebagai penerima


30

3.2.4. NodeMCU

NodeMCU adalah board modul WiFi ESP8266MOD yang bersifat open source

terintegrasi dengan mikrokontroler. Pada Gambar 3.5. ditunjukan bentuk fisik dari

NodeMCU beserta pembagian pin-pinnya pada Tabel 3.2.

Gambar 3.5. Bentuk Fisik NodeMCU

Tabel 3.2. Pembagian Pin-Pin NodeMCU

No Nama

masukan/keluaran

Pin yang

digunakan

Keterangan

1 Multiplexer Sensor A0 Menggunakan multiplexer eksternal

untuk analog in (A0), dari sensor

tegangan dan sensor arus

D0 Sebagai kontrol switch untuk

multiplexer

2 Micro SD Card D5 Sebagai SCK

D6 Sebagai MISO

D7 Sebagai MOSI

D8 Sebagai CS

3 RTC DS3231 D1 Sebagai SCL

D2 Sebagai SDA

4 I2C Module for LCD D1 Sebagai SCL

D2 Sebagai SDA

3.2.5. LCD

LCD pada penelitian ini digunakan untuk menampilkan secara real time seberapa

besar arus dan tegangan yang terpakai. Untuk dapat digunakan pada NodeMCU maka modul

LCD ditambahkan dengan I2C module supaya dapat berkomunikasi dengan NodeMCU.

Gambar 3.6. menunjukan bentuk fisik I2C module untuk LCD dan Gambar 3.7. Fisik modul

LCD 16x2.

Gambar 3.6. Bentuk Fisik I2C Module


31

Gambar 3.7. Bentuk FisikModul LCD 16x2

3.3. Perancangan Software Aplikasi Android

Perancangan aplikasi Android dalam penelitian ini menggunakan Android Studio.

Aplikasi ini berfungsi sebagai penampil dari data peratalan elektronik yang diukur. Data

akan ditampilkan pada aplikasi Android ini jika ada suatu perintah dari aplikasi untuk

menampilkan data pada aplikasi. Kemudian data akan dikirim ke aplikasi melalui

komunikasi WiFi modul ESP8266. Layout aplikasi Android sistem data logger peralatan

elektronik berbasis Android dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Layout Aplikasi Android Sistem Data Logger

3.4. Perancangan Format Paket Data dan Kartu Memori

Format paket data yang akan disimpan memiliki 47 karakter dan disimpan dalam kartu

memori setiap 5 menit (300 detik). Format paket data yang digunakan adalah berekstensi

.csv. Karakter-karakter yang disimpan dalam kartu memori adalah tanggal, jam, tegangan,

arus, durasi waktu menyala, energi. Berikut format data di dalam paket data:

dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,vvvvv,ccccc,tttttt,WWWWWWWW


32

Dari format data tersebut dapat dijelaskan pada Tabel 3.3. dan Tabel 3.4.

Tabel 3.3. Format Paket Data Pewaktuan

Tanggal Jam

dd mm Yyyy - HH MM SS :

Jumlah Karakter 2 2 4 2 2 2 2 2

Tabel 3.4. Format Paket Data Pengukuran

Tegangan (v) Arus (i) Durasi

menyala (s)

Energi

(j)

,

Jumlah Karakter 5 5 6 8 5

Data yang telah diolah akan disimpan dalam bentuk data logger pada sebuah kartu

memori. Jenis kartu memori yang digunakan adalah jenis micro SD 4 GB. Untuk mengetahui

besarnya kapasitas memori yang digunakan dalam penelitian ini dengan perhitungan sebagai

berikut: untuk setiap penyimpanan ada 47 karakter yang akan tersimpan setiap 5 menit (5 x

60 = 300 detik), 1 karakter = 1 byte, jadi 47 karakter = 47 byte.

1 hari = 24 jam x 60 menit = 1440 menit x 60 detik = 86400 detik

1 hari = 86400 detik, dengan 86400 : 300 = 288 x 47 byte = 13536 byte

Jadi dalam 1 hari kartu memori menyimpan data sebesar 13536 byte atau 13,536 Kbyte

Dalam 1 bulan = 30 hari x 13536 = 406080 byte atau 406,080 Kbyte

Kartu memori yang dipakai sebesar 4 GB, jadi perhitungannya adalah:

4 𝑥 106 𝐾𝐵

406,080 𝐾𝐵 = 9850,27 Bulan (panjang waktu penuh micro SD Card 4 GB)

3.5. Perancangan Koneksi Wifi

Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android menggunakan modul WiFi

ESP8266 dalam interface antara subsistem data logger dengan penampil aplikasi Android.

Modul WiFi ESP8266 dihubungkan dengan perangkat Arduino UNO menggunakan AT

command. Fungsi AT command adalah untuk pengaturan modul WiFi ESP8266 sehingga

dapat digunakan. Perintah AT command digunakan untuk berkomunikasi atau berhubungan

antar perangkat dengan terminal, dalam penelitian ini adalah modul WiFi ESP8266. AT

command digunakan untuk mengetahui kondisi aktivasi, mengirim pesan, membaca pesan

dan sebagainya. Wiring antara pin Arduino UNO dengan pin modul WiFi ESP8266 dapat

dilihat pada Gambar 3.9.


33

Gambar 3.9. Wiring Pin Antara Arduino dan ESP8266

Untuk NodeMCU, modul WiFi telah tertanam pada board (System on Chip), sehingga

proses pengaturan komunikasi WiFi tidak membutuhkan AT Command seperti jika ESP8266

dihubungkan dengan Arduino UNO.

3.6. Diagram Alir Sistem

Diagram alir sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android secara

keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.10. Pertama, mikrokontroler akan menginisialisasi

beberapa port yang digunakan, pewaktuan, nilai awal, serta sambungan WiFi. Setelah proses

penginisialisasian selesai, sensor arus dan sensor tegangan mulai membaca besar arus dan

tegangan. Selanjutnya, data tersebut diproses dalam Arduino UNO/NodeMCU dan disimpan

pada micro SD Card. Proses pengiriman pada aplikasi Android saat subsistem data logger

terkoneksi pada Access Point (AP)/tethering smartphone. Kemudian, data akan ditampilkan

pada aplikasi Android.

3.6.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan

Gambar 3.11. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data tegangan dan

arus. Dalam subrutin ini, sensor arus dan sensor tegangan mulai membaca dan menghitung

seberapa besar arus dan tegangan yang ada dalam setiap waktu (durasi waktu). Setelah

proses deteksi dan menghitung besarnya arus dan tegangan, proses selanjutnya adalah data

dari sensor tersebut disimpan sebagai data logger.


34

Gambar 3.10. Diagram Alir utama dari data logger

3.6.2. Pengolahan Data Energi

Gambar 3.12. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data energi. Arus

terdeteksi dihitung kemudian dicari nilai RMS dari arus tersebut, sama halnya dengan nilai

tegangan dicari nilai RMS dari tegangan. Setelah proses ini, energi akan dihitung dengan

rumus (W = V.I.t), dan kemudian akan disimpan pada kartu memori.

Mulai

Pengolahan data tegangan dan arus,

serta durasi waktu menyala

Pengolahan data energi

Penyimpanan data

Selesai

Kirim

data ?

Ya

Tidak

Proses

ulang

Tidak

Ya

Inisialisasi pewaktuan, Inisialisasi port masukan, Inisialisasi nilai awal

Kirim data ke Android

Baca arus,

Baca tegangan


35

Gambar 3.11. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan

Gambar 3.12. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Energi

3.6.3. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data

Diagram alir subrutin penyimpanan data dapat dilihat pada Gambar 3.13. Subrutin

penyimpanan data dilakukan untuk menyimpan proses hasil hitungan energi dan durasi

waktu menyala peralatan elektronik. Data yang disimpan adalah data berupa besarnya energi

yang digunakan dalam selang hari tertentu. Proses penyimpanan dilakukan setiap 5 menit

(300 detik).

Penyimpanan data arus, tegangan, dan durasi waktu

Kembali

Baca arus

Baca tegangan

Baca lama waktu

Subrutin pengolahan data arus dan tegangan

Pengolahan data arus, tegangan, dan durasi waktu

Hitung energi (W = V.I.t)

Penyimpanan data energi

Kembali

Pengolahan data energi


36

Gambar 3.13. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data

3.6.4. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data

Subrutin pengiriman data dibagi dalam dua sisi, yaitu sisi pengirim dan sisi penerima.

Hal ini bertujuan untuk memudahkan dalam perancangan software sistem. Proses

pengiriman data terjadi pada saat ada perintah dari aplikasi Android untuk menampilkan data

pada aplikasi.

A. Diagram Alir Subrutin di Sisi Pengirim

Gambar 3.14. menunjukan diagram alir subrutin sisi pengirim. Pengiriman dilakukan

setelah ada perintah yang diterima mikrokontroler melalui interface modul WiFi ESP8266

dari aplikasi Android. Mikrokontroler akan mengirim data sekaligus menyimpan data pada

micro SD Card.

Gambar 3.14. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Pengirim

Kembali

Hitung energi

Baca tanggal, bulan,

tahun, jam, menit, detik

Simpan data dengan format

dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,vvvvv,ccccc,tttttt,WWWWWWWW

Hitung tegangan rms

Hitung arus rms

Subrutin penyimpanan data

Mulai

Terima

perintah

kirim ?

Ambil data di SD Card

Selesai

Ya

Tidak Kirim data

Kirim

perintah


37

B. Diagram Alir Subrutin di Sisi Penerima

Diagram alir subrutin sisi penerima dapat dilihat pada Gambar 3.15. di bawah. Perintah

dari Android untuk meminta data dari subsistem data logger dilakukan dengan pertama-

tama memasukan IP ESP8266 modul WiFi untuk terkoneksi dengan sistem. Setelah

terkoneksi, perintah selanjutnya adalah mulai kirim data.

Gambar 3.15. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Penerima

3.7. Perancangan Box Perangkat Keras

Pada Gambar 3.16. ditampilkan prototipe beban dengan 5 buah lampu pijar dan

perancangan box perangkat keras dalam penelitian ini pada Gambar 3.17.

Gambar 3.16. Prototipe Beban 5 Lampu (60 Watt) dengan Variabel Tegangan AC

0~240Volt

Mulai

Masukan IP

ESP8266

Perintah

tampilkan data

Terima data

Tampilan data

Selesai


38

(a) (b)

Gambar 3.17. Perancangan Perangkat Keras Sistem Data Logger, (a) tampak kanan, (b)

tampak kiri

Perancangan perangkat keras sistem data logger ini berukuran dengan panjang box 18

cm, lebar 11 cm, dan tinggi 6 cm. Untuk keterangan Gambar 3.17. dapat dilihat pada Tabel

3.5. di bawah ini.

Tabel 3.5. Keterangan Gambar Perangkat Keras Sistem Data Logger

No Keterangan

1 LCD, sebagai penampil tanggal, jam, dan arus, tegangan

2 Kotak kontak, sebagai terminal beban (ke prototipe 5

lampu pijar 60 Watt)

3 Kontak tusuk, sebagai penghubung ke variabel tegangan

AC

4 Colokan USB, untuk upload program ke dalam

mikrokontroler sistem

5 Slot micro SD Card, slot kartu memori penyimpanan

data logger sewaktu-waktu dapat dilepas-pasang

6 Pin Amperemeter, untuk pengukuran arus dengan

multimeter

7 Saklar, sebagai switch pengukuran sensor arus dengan

multimeter atau sensor

8 Pin Voltmeter, untuk pengukuran tegangan dengan

multimeter


39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan sistem data logger peralatan elektronik

berbasis Android yang terdiri dari, hasil penyimpanan data secara log pada kartu memori di

subsistem pengiriman, karakteristik komunikasi WiFi ESP8266, serta pengiriman data pada

aplikasi subsistem Android yang telah dibuat. Karakteristik komunikasi WiFi ESP8266

dilakukan dengan pengujian modul ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO, dan pengiriman

data dilakukan dengan dua cara, yaitu untuk yang pertama dengan menggunakan ESP8266

seri 01 dan Arduino UNO, dan yang kedua adalah dengan NodeMCU ESP8266MOD. Hasil

pengujian berupa data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bagaimana kemampuan

perangkat keras dan perangkat lunak yang dirancang apakah bekerja dengan baik atau tidak.

Dari data-data tersebut, dapat dilakukan analisis kinerja perangkat secara keseluruhan

berdasarkan pengujian dari masing-masing subsistem untuk mendapatkan hasil yang lebih

akurat. Serta, dapat digunakan untuk mengambil kesimpulan akhir terhadap perangkat

sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

4.1. Pengujian Sensor

Pengujian sensor dilakukan untuk mendapatkan nilai baca sensor agar mendekati nilai

akurasi yang baik. Hasil baca sensor dibandingkan dengan hasil baca multimeter untuk

mengetahui keakurasian sensor. Hasil pengujian yang diperoleh berupa sensor yang telah

diakurasi untuk digunakan pada perangkat keras.

4.1.1. Multiplexer (CD4066BCN dan HD74LS04P)

NodeMCU hanya memiliki satu pin analog input (A0) yang menjadi kekurangan pada

modul WiFi ini. Untuk menambahkan pin analog input (A0) pada NodeMCU harus

menambahkan multiplexer eksternal yang diaktifkan dengan pin-pin digital (D0-D8) pada

NodeMCU. Pada penelitian ini, menggunakan IC CD4066BCN sebagai switching [17].

Fungsi IC ini sebagai switch terhadap sensor tegangan dan sensor arus yang akan dibaca,

dengan pin kontrol yang ada pada IC CD4066BCN maka dapat dilakukan secara bergantian

dalam membaca sensor untuk masuk dan dibaca pada pin analog input (A0) di NodeMCU.

Karena pin digital (D0-D8) pada NodeMCU telah digunakan untuk I2C modul LCD 16x2,


40

RTC DS3231, Micro SD Card module, dan hanya D0 yang belum digunakan, maka dalam

penelitian ini menggunakan gerbang NOT untuk mengaktifkan kontrol A (pin 13 pada IC

CD4066BCN) sebagai kontrol sensor arus, dan kontrol B (pin 5 pada IC CD4066BCN)

sebagai kontrol sensor tegangan. Digunakan IC HD74LS04P sebagai gerbang NOT [18].

Fungsi gerbang NOT ini adalah untuk dapat mendapatkan dua keluaran, yaitu saat 1 dan saat

0 yang digunakan dalam kontrol sensor-sensor pada multiplexer CD4066BCN. Pada Gambar

4.1. tampak rangkaian multiplexer untuk kedua sensor menggunakan aplikasi Proteus ISIS.

Gambar 4.1. Rangkaian Multiplexer untuk Sensor Arus dan Tegangan

Prinsip kerja rangkaian di atas (Gambar 4.1.) adalah, jika Pin D0 pada NodeMCU

bernilai 1 (HIGH) maka pin CONT A (kontrol switch A pada CD4066BCN) bernilai 1

(HIGH) dan pin CONT B (kontrol switch B pada CD4066BCN) bernilai 0 (LOW), sehingga

input Analog (A0) NodeMCU akan membaca sensor arus (Current Sensor in). Jika Pin D0

pada NodeMCU bernilai 0 (LOW) maka pin CONT A bernilai 0 (LOW) dan CONT B

bernilai 1 (HIGH), maka input Analog (A0) NodeMCU akan membaca sensor tegangan

(Voltage Sensor in). Untuk program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.3. dan

Pinmode NodeMCU pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Pinmode NodeMCU


41

Gambar 4.3. Loop Kondisi Pin D0 NodeMCU

4.1.2. Sensor Tegangan

Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan modul sensor

ZMPT1010B. Pada penelitian ini, tegangan referensi modul ZMPT101B menggunakan

tegangan 5 Volt. Dengan sketch persamaan pada program Arduino IDE dapat dilihat pada

Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Tegangan

Dari Gambar 4.4. diperoleh getVPP( ), dengan Umax sebesar 3,52 Volt. Umax mewakili

nilai tegangan pada transformator terhadap nilai VPeak pada tegangan listrik. Dalam

penelitian ini, diperoleh tabel nilai yang digunakan untuk akurasi data sensor tegangan, yaitu

Urms terhadap Vrms (Multimeter) dapat dilihat pada Tabel 4.1. untuk memperoleh persamaan

yang digunakan dalam pengolahan hasil baca mikrokontroler. Untuk memperoleh nilai


42

tegangan yang bervariasi (0 sampai dengan 240 Volt), maka dalam penelitian ini

menggunakan variabel tegangan AC. Fungsi dari variable tegangan AC ini untuk

mengetahui dan mencari karakteristik serta sensitivitas sensor tegangan ZMPT101B. Dari

variabel tegangan AC ini maka didapat nilai pengukuran pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Nilai Sensor Tegangan dan Perolehan Persamaan

Vrms

Multimeter

(Volt)

Urms

(Volt)

Dengan

persamaan (Volt)

Error

(%)

0.304 0.05 2.0255 -566.283

10 0.07 7.1733 28.267

20 0.12 20.0428 -0.214

30 0.15 27.7645 7.451667

40 0.2 40.634 -1.585

50 0.25 53.5035 -7.007

60 0.27 58.6513 2.247833

70 0.31 68.9469 1.504429

80 0.35 79.2425 0.946875

90 0.39 89.5381 0.513222

100 0.43 99.8337 0.1663

110 0.48 112.7032 -2.45745

120 0.5 117.851 1.790833

130 0.55 130.7205 -0.55423

140 0.59 141.0161 -0.72579

150 0.63 151.3117 -0.87447

160 0.66 159.0334 0.604125

170 0.7 169.329 0.394706

180 0.75 182.1985 -1.22139

190 0.79 192.4941 -1.31268

200 0.83 202.7897 -1.39485

210 0.86 210.5114 -0.24352

220 0.9 220.807 -0.36682

230 0.93 228.5287 0.639696

240 0.95 233.6765 2.634792

Dari hasil Vrms dan Urms, dapat dibuat dalam bentuk grafik untuk memperoleh nilai

persamaan dapat dilihat pada Gambar 4.5.


43

Gambar 4.5. Grafik nilai Urms Terhadap Vrms

Dari grafik di atas (Gambar 4.5.) dapat diambil persamaan dengan bantuan Excel pada

format trendline. Pada trendline options dipilih linear dan centang display Equation on char

untuk menampilkan hasil persamaan dan display R-squared value on char untuk mengetahui

nilai kepresisian yang didapat. Terlihat bahwa nilai R2 = 0,9991, ini menunjukan bahwa

sensor dapat bekerja dengan baik. Nilai skala presisi memiliki jangkauan -1, 0, 1. Jika nilai

R2 mendekati nilai 1 maka nilai presisinya baik, namun jika nilai R2 mendekati nilai 0 maka

nilai presisinya buruk, dan jika nilai R2 mendekati nilai -1 maka nilai presisi berkebalikan

dari nilai presisi yang sebenarnya.

Pada Tabel 4.1. dapat dihitung nilai error, dimana nilai yang diukur dibandingkan

dengan nilai yang didapat dalam persen. Terlihat bahwa dari nilai 0,304 Volt, nilai error

sebesar -566,283% dan nilai 10 Volt nilai error sebesar 28,267%. Ini menunjukan bahwa

sensor saat membaca nilai minimum sebesar 10 Volt kebawah sudah tidak efektif dan tidak

akurat lagi. Sedangkan untuk pengukuran tegangan maksimum mencapai 240 Volt, sensor

masih dalam jangkauan error yang ditoleransi, error hanya sekitar 2,634%. Untuk membuat

perangkat yang baik dalam mengukur tegangan maka diambil batasan nilai yang dapat dikur

sensor, yaitu dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt.

Dari perhitungan dan pengujian yang didapat, dapat disimpulkan bahwa kemampuan

baca sensor tegangan sebesar 97,36%. Angka ini didapat dari 100% dikurangkan dengan

pengambilan nilai rata-rata error hasil baca (100%-2,634%=97,36%). Dengan demikian,

sensor tegangan dapat dikatakan mampu mengukur tegangan dengan akurasi yang baik pada

rentang tegangan yang diukur dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt.

y = 257.39x - 10.844R² = 0.9991

0

50

100

150

200

250

300

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Vrm

s (V

olt

)

Urms (Volt)


44

4.1.3. Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712

10A. Untuk menghindari lonjakan arus makan sensor arus dipilih dengan maksimum arus

sebesar 10 Ampere. Sensor ACS712 ini dapat mengukur nilai arus DC maupun AC. Sensor

ini memiliki sensitivitas sebesar 100mV/A [2], yaitu setiap kenaikan 1 A maka keluaran

sensor sebesar 100mVolt.

Pada Gambar 4.6 dapat dilihat sketch program Arduino IDE untuk pensamplingan

sensor arus.

Gambar 4.6. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Arus

Hasil pengukuran sensor arus dapat dilihat pada Tabel 4.2., dimana tegangan tetap

(konstan) sebesar 200 Volt, dengan beban 5 lampu (lampu pijar 60 Watt). Untuk beban

lampu tersebut dirancang rangkaian beban pada Gambar 4.7. Rangkaian beban lampu ini

dirangkai secara paralel untuk mendapatkan nilai arus yang bervariasi. Tegangan 200 Volt

didapat dari variabel tegangan AC dan persamaan daya terhadap tegangan dan arus dapat

dilihat pada Persamaan (2.7).


45

Gambar 4.7. Prototipe Rangkaian Beban Listrik 5 Lampu Pijar (60 Watt)

Tabel 4.2. Pengukuran Sensor Arus pada 5 Lampu 60 Watt Saat Tegangan 200 Volt

Multimeter

(Ampere)

Sensor

(Ampere)

Dengan Rumus

(I=W/V) error(%)

0 0 0 0

0.24 0.2 0.3 16.66667

0.5 0.47 0.6 6

0.77 0.8 0.9 -3.8961

1.03 1.09 1.2 -5.82524

1.29 1.36 1.4 -5.42636

Terlihat pada Tabel 4.2. bahwa sensor arus pada perangkat dalam penelitian sudah

dapat bekerja dengan baik, dengan error terbesar adalah saat mengukur arus yang lebih kecil

dari 0,24 Ampere. Secara matematis hasil rata-rata error yang terjadi dalam pengukuran

adalah sebesar 7,56%.

Dari perhitungan dan pengujian yang didapat, dapat disimpulkan bahwa kemampuan

baca sensor arus sebesar 92,44%. Angka ini didapat dari 100% dikurangkan dengan

pengambilan nilai rata-rata error hasil baca (100%-7,56%=92,44%). Dengan demikian,

sensor arus dapat dikatakan mampu mengukur arus dengan akurasi yang baik pada rentang

arus yang diukur dari 0,24 Ampere sampai dengan 1,29 Ampere.

4.2. Pengujian Data Logger

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan subsistem data logger

(perangkat keras) dalam menyimpan data dalam bentuk log data. Penyimpanan data ini

dilengkapi dengan akurasi pewaktuan menggunakan RTC DS231 dan digunakan pula LCD

16x2. RTC digunakan untuk mengetahui data yang disimpan pada micro SD Card pada saat


46

jam atau waktu tertentu. Ekstensi penyimpanan ini adalah dalam bentuk .csv. Estensi .csv

(comma separated value) adalah ekstensi dimana secara otomatis akan memisahkan dua atau

lebih data dalam bentuk tabel jika terdeteksi ada koma (,) yang memisahkan kedua atau lebih

data tersebut. Ekstensi .csv ini dapat dibuka dengan Excel.

4.2.1. RTC DS3231

Pewaktuan digunakan untuk mengetahui saat kapan suatu data disimpan pada micro

SD Card (kartu memori). Pewaktuan pada penelitian ini menggunakan DS3231. Untuk

sketch program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.8.

(a) (b)

Gambar 4.8. Sketch Program Arduino IDE, (a) Bagian Header, dan (b) Bagian Inisialisasi

untuk RTC DS3231

Untuk pengaturan waktu, diatur pada Gambar 4.8.(b), dimana format pengaturan

waktunya adalah, tahun, bulan, tanggal, jam, menit, detik. RTC DS3231 menggunakan

komunikasi I2C dengan NodeMCU. Pengujian RTC dilakukan dengan cara melihat apakah

RTC dapat bekerja secara konstan dalam penghitung waktu, tidak jauh selisihnya dengan

waktu normal. Pada Gambar 4.9. di bawah ditunjukan sketch program Arduino IDE untuk

RTC DS3231.

Gambar 4.9. Loop RTC pada Arduino IDE

Hasil dari sketch program (Gambar 4.8. dan Gambar 4.9.) tersebut dapat dilihat pada

serial monitor. Serial monitor berfungsi untuk mengetahui apakah sketch program yang

dibuat dapat bekerja dengan semestinya. Untuk hasil dari RTC DS3231 dapat dilihat pada

Gambar 4.10.


47

Gambar 4.10. Hasil Tampilan RTC DS3231 pada Serial Monitor Arduino IDE

4.2.2. LCD 16x2

Pada perangkat keras dalam penelitian ini dibutuhkan penampil hasil baca sensor dan

pewaktuan secara real time. Maka dibutuhkan LCD dengan tampilan karakter 16x2. Untuk

menghubungkan LCD 16x2 dengan NodeMCU, dibutuhkan modul I2C. Ditambahkan

modul I2C pada NodeMCU untuk menghindari kesibukan mikrokontroler yang harus

mengendalikan pin-pin I/O. Pada NodeMCU terdapat pin SDA dan SCL, dan pin SDA serta

SCL ini masing-masing pada pin D1 dan D2 pada NodeMCU.

Pada umumnya modul LCD dikendalikan secara paralel baik untuk jalur data maupun

kontrolnya. Kekurangan pada jalur paralel adalah pada sisi mikrokontrolernya, dimana jalur

paralel akan memakan banyak pin-pin. Setidaknya untuk mengendalikan modul LCD

dibutuhkan 6 atau 7 pin. Maka dari itu, untuk NodeMCU yang memiliki keterbatasan dalam

pin tersebut digunakan modul I2C untuk menampilkan atau mengendalikan tampilan data di

LCD. Pada Gambar 4.11. dan Gambar 4.12. diperlihatkan sketch program Arduino IDE

untuk kendali LCD.

Gambar 4.11. Sketch Program Arduino IDE untuk LCD


48

Gambar 4.12. Looping Print Karakter pada LCD

Wire.h adalah header untuk komunikasi I2C, dan LiquidCrystal_I2C.h adalah header

untuk tampilan LCD. Pada Gambar 4.12. terlihat bagaimana cara untuk menampilkan

karakter dari nilai sensor yang diolah dalam mikrokontroler NodeMCU berdasarkan waktu.

Untuk hasil tampilan LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13. Tampilan LCD 16x2

4.2.3. Penyimpanan Data Logger

Pengujian penyimpanan data logger bertujuan untuk mengetahui kemampuan SD

Card menyimpan data. Kartu memori yang digunakan untuk menyimpan data berukuran

Micro SD Card. Untuk penyimpanan data tersebut perangkat dilengkapi dengan rangkaian

Micro SD module. Dengan komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) maka

penyimpanan data pada Micro SD Card membutuhkan berkas pada library SPI. Sketch

program Arduino IDE untuk komunikasi penyimpanan data (Micro SD module) dengan

mikrokontroler (NodeMCU) dapat dilihat pada Gambar 4.14. Data-data yang disimpan

dalam kartu memori ini adalah data pewaktuan dan data dari sensor arus dan sensor

tegangan.


49

Gambar 4.14. Sketch Arduino IDE untuk Micro SD Card

Pada Gambar 4.14. pertama kali mikrokontroler NodeMCU akan mendeteksi apakah

ada komunikasi secara serial. Jika tidak ada (!Serial) maka mikrokontroler NodeMCU akan

menunggu port serial terkoneksi. Setelah koneksi serial terdeteksi, maka mikrokontroler

NodeMCU akan mendeteksi apakah ada Micro SD Card yang tersambung. Dengan syntax

if(!SD.begin(chipSelect)), maka pada serial monitor akan muncul print (“Card failed, or not

present”), berarti bahwa Micro SD Card tidak terdeteksi. Untuk sebaliknya, mikrokontroler

NodeMCU mendeteksi adanya Micro SD Card dan akan di-print pada serial monitor (“Card

initialized”). Sketch program pada Gambar 4.15. akan menampilkan void loop( ) (fungsi

looping) dari Micro SD Card.

Gambar 4.15. Void Loop ( ) dari Micro SD Card

Pada Gambar 4.15. adalah rutin looping dari Micro SD Card. Pertama, Micro SD Card

akan dibuka untuk menyimpan data. File baru akan diberi nama TA dengan ekstensi .csv,

dan diakhiri dengan kata, FILE_WRITE untuk menulis pada file TA apa yang akan ditulis

atau di-print dalam file TA tersebut. Di dalam file TA.csv tersebut akan di-print hasil bacaan


50

sensor serta pewaktuan. Setiap print terdapat tanda pemisah koma (,) ini berfungsi saat

membuka file TA, secara otomatis file tersebut akan terbuka pada sebuah tabel (dapat dibuka

dengan Excel). Untuk lebih jelasnya hasil dari pengujian penyimpanan data logger dapat

dilihat pada Gambar 4.16. di bawah ini.

Gambar 4.16. Hasil Tampilan Micro SD Card dalam Ekstensi .csv

4.3. WiFi ESP8266

Proses pengiriman dari subsistem data logger ke aplikasi Android menggunakan

modul WiFi ESP8266. Untuk mengetahui karakteristik dari modul WiFi ESP8266, dalam

penelitian ini menggunakan ESP8266 seri 01. ESP8266 seri 01 ini dihubungkan dengan

Arduino UNO untuk menjalankan perintah AT Command melalui serial monitor. Pada

Gambar 4.17. dapat dilihat wiring dari ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO dengan

menggunakan perangkat lunak simulasi Proteus. Gambar 4.17. digunakan untuk memberi

perintah AT Command pada ESP8266 menggunakan serial monitor Arduino IDE.


51

Gambar 4.17. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

4.3.1. AT Command

Perintah AT Command digunakan untuk mengatur ESP8266. Perintah ini mulai dari

restart hingga pengaturan komunikasi, ESP8266 sebagai Access Point (AP) hingga sebagai

client dalam suatu jaringan nirkabel. Dalam penelitian ini AT Command untuk mengetahui

karakteristik dan respon ESP8266 itu sendiri ketika dimasukan perintah AT Command. Dari

AT Command ini diketahui bagaimana mengatur ESP8266 sebagai interface antara

subsistem data logger dengan aplikasi Android.

Pada pengujian ini, perintah AT Command akan dimasukan kedalam program Arduino

IDE, sehingga tidak perlu memberikan perintah AT Command pada serial monitor.

Fungsinya adalah untuk menerima data dari sensor-sensor tegangan dan sensor arus untuk

ditampilkan pada web browser. Pada pengujian ini dilakukan dengan dua percobaan, yaitu

saat ESP8266 diatur sebagai client dimana ESP8266 akan terkoneksi dengan AP yang

terhubung, yaitu SSID: Transformers, dan Password: bumble bee (tethering smartphone),

dan saat ESP8266 sebagai AP, dimana smartphone atau perangkat browser lainya akan

terhubung pada ESP8266. Gambar 4.18. menunjukan wiring ESP8266 serial 01 dengan

Arduino UNO untuk mengirim data analog dari Arduino ke web browser. Analog in 0 (A0)

berupa sensor tegangan, dan Analog in 1 (A1) berupa sensor arus.


52

Gambar 4.18. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO Serta Dua Masukan Sensor

A. ESP8266 Sebagai Access Point (AP)

Pada percobaan ini, ESP8266 diatur sebagai Access Point (AP), sedangkan perangkat

browser seperti smartphone sebagai client. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat

dilihat pada Gambar 4.19. di bawah ini.

Gambar 4.19. Sketch Arduino IDE ESP8266 Seri 01

Pada Gambar 4.19. ditunjukan bahwa Arduino membutuhkan berkas software serial.

Komunikasi antara ESP8266 dengan Arduino UNO menghubungkan pin Tx dan Rx pada

ESP8266 masing-masing terhubung pada pin 2 dan pin 3 pada Arduino UNO. Untuk

perintah AT Command dimasukan pada sketch program Arduino IDE, dapat dilihat pada

Gambar 4.20. di bawah ini.

Gambar 4.20. Setup Perintah AT Command ESP8266


53

Pada Gambar 4.20. pengaturan ESP8266 diatur dengan memberi perintah AT

Command pada sketch program Arduino IDE. Setelah diatur sebagai Access Point (AP),

maka Arduino UNO akan bekerja secara rutin dengan mengolah hasil baca kedua sensor

analog. Kedua sensor itu, yaitu sensor tegangan dan sensor arus. Jika ada yang terkoneksi

dengan AP ESP8266 dan mengakses pada web browser dengan memberikan alamat

192.168.4.1 maka secara non-autorefresh Arduino UNO melalui ESP8266 mengirim hasil

baca sensor tegangan dan sensor arus. Untuk lebih jelasnya sketch program dapat dilihat

pada Gambar 4.21.

Gambar 4.21. Sketch Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan

Alamat 192.168.4.1

Hasil dari sketch program Arduino IDE untuk ESP8266 sebagai AP dengan

penyimpanan data logger (RTC DS1307, LCD, SD Card) dapat dilihat pada serial monitor.

Dimana mikrokontroler dapat bekerja dengan baik. Pada Gambar 4.22. dapat dilihat respon

dari ESP8266 pada serial monitor dan Gambar 4.23. adalah respon pada serial monitor saat

ada yang akses web dengan alamat 192.168.4.1.

Gambar 4.22. Respon ESP8266 pada Serial Monitor


54

Gambar 4.23. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1

Hasil dari percobaan ini, dapat dilihat pada Gambar 4.24. dimana pengiriman melalui

modul WiFi ESP8266 Seri 01 dapat dilakukan dengan baik. Pengiriman hasil sensor

tegangan dan sensor arus ke web server yang terkoneksi pada AP ESP8266 membutuhkan

waktu tunda rata-rata 2 hingga 3 detik.

Gambar 4.24. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser 192.168.4.1

B. ESP8266 Sebagai Client

Berbeda dengan pengujian sebelumnya, yaitu ESP8266 sebagai AP, maka pada

pengujian ini ESP8266 diatur sebagai client. Untuk mengatur ESP8266 sebagai client maka

sama halnya dengan pengaturan ESP8266 sebagai AP. Pengaturan dilakukan dengan cara

memberikan perintah AT Command pada sketch program Arduino IDE. Program Arduino

IDE untuk pengaturan ini dapat dilihat pada Gambar 4.25.


55

Gambar 4.25. Pengaturan ESP8266

Sebagai client, ESP8266 harus terkoneksi pada AP atau tethering smartphone. Maka

dari itu, diatur tethering pada smartphone. Gambar 4.26. merupakan pengaturan dan

membuat smartphone sebagai Access point (AP).

Gambar 4.26. Tethering Smartphone Sebagai Access Point

Untuk mengirim data sensor ke web browser, ESP8266 secara otomatis akan

terkoneksi ke smartphone yang memiliki tethering dengan nama SSID: Transformers dan

Password: bumble bee. Setelah WiFi terkoneksi maka pengiriman data dapat dilakukan.

Pada Gambar 4.27.


56

Gambar 4.27. Respon pada Serial Monitor

Setelah semua siap (ESP8266 meminta refresh halaman web browser) maka web

browser di-refresh dengan alamat 192.168.43.100. Untuk respon ESP8266 pada serial

monitor setelah refresh halaman web browser dapat dilihat pada Gambar 4.28 dibawah.

Gambar 2.28. Respon pada Serial Monitor Setelah Refresh Web Browser

Untuk hasil dari percobaan ini (ESP8266 sebagai client), dapat dilihat pada Gambar

4.29. Dimana data dari Arduino UNO dikirim ke web browser dengan menggunakan modul

WiFi ESP8266.

Gambar 4.29. Hasil Tampilan Pengiriman Data pada Web Browser


57

4.3.2. Konsumsi Arus

Percobaan ini untuk mengetahui seberapa besar arus yang dikonsumsi oleh ESP8266

saat sebelum di-upload program Arduino IDE, hingga mode pengiriman data. Pada Tabel

4.3. ditunjukan hasil dari percobaan ini, dan pada Gambar 4.30. adalah gambar konsumsi

arus ESP8266 berdasarkan datasheet.

Tabel 4.3. Konsumsi Arus ESP8266

Parameter Konsumsi Arus (mA)

Kondisi mati 0

Kondisi menyala, sebelum di-upload program 30.4 ~ 34.6

Setting Status ESP8266 (Kirim AT Command) 79.1~158.0

Kirim data ke web browser 79,1~90,0

Gambar 4.30. Konsumsi Arus ESP8266 Berdasarkan Datasheet [14]

Terlihat pada Tabel 4.3. bahwa konsumsi arus ESP8266 tidak tetap. Pada saat sebelum

ESP8266 di-upload program Arduino IDE, konsumsi arus kecil, yaitu hanya sebesar kurang

lebih 30,4 sampai dengan 34,6 mA. Pada saat diatur menggunakan perintah AT Command,

konsumsi arus semakin bertambah, nilainya yaitu sebesar kurang lebih 79,1 sampai dengan

158,0 mA. Disini terjadi lonjakan konsumsi arus, dimana sebelum dimasukan program arus

yang dibutuhkan kecil, sedangkan saat diberi perintah AT Command konsumsi arus

meningkat. Pada saat pengiriman data ke web browser konsumsi arus kisaran antara 79,1

hingga 90,0 mA. Ini membuktikan bahwa, untuk menggunakan ESP8266 sebagai perangkat

aplikasi elektronik dibutuhkan suatu kontrol arus, untuk mengatur penggunaan konsumsi

arus yang terintegrasi.


58

4.4. Aplikasi Android

Aplikasi Android dalam penelitian ini dirancang dan dibuat dengan program Android

Studio. Pembuatan aplikasi ini bertujuan untuk memudahkan dalam memonitoring, dimana

nilai sensor akan secara langsung dikirim ke aplikasi. Pada Gambar 4.31. merupakan hasil

dari rancangan dan pembuatan aplikasi sistem data logger peralatan elektronik berbasis

Android.

Gambar 4.31. Aplikasi Android

Untuk dapat terkoneksi dengan jaringan WiFi maka pada pemrograman aplikasi di

Android Studio digunakan perizinan untuk mengakses ke internet. Fungsi ini adalah supaya

aplikasi dapat mengakses data dari modul WiFi NodeMCU. Untuk lebih jelas dapat dilihat

pada Gambar 4.32. adalah sketch program ke internet.

Gambar 4.32. Sketch Android untuk Koneksi ke Internet

Pengujian aplikasi Android dilakukan dengan menghubungkan modul WiFi

NodeMCU ke Access Point (AP) tethering smartphone. Setelah NodeMCU terkoneksi pada

tethering smartphone selanjutnya buka aplikasi sistem data logger peralatan elektronik.

Setelah dibuka, akan muncul tampilan awal aplikasi dapat dilihat pada Gambar 4.31.

sebelumnya. Pada aplikasi tersebut terdapat text box. Pada text box tersebut diketik nomor

IP, dimana NodeMCU terkoneksi pada AP. Setelah diketik, maka klik button mulai baca.

Untuk melihat hasil dari pengiriman data dari NodeMCU akan ditampilkan setiap 2 detik.

Pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 4.4.


59

Tabel 4.4. Pengujian Pengiriman Data Secara Autorefresh pada Aplikasi Android

Pengukuran Multimeter Hasil Autorefresh Aplikasi 2 detik

Tegangan: 210,12 Volt

Arus: 0.20 Ampere

Tegangan: 209.03 Volt

Arus: 0,50 Ampere

Data yang dikirim (pada serial monitor):

Pada waktu 11:06:19, terjadi proses pengiriman ke aplikasi Android dengan besar

tegangan yang terukur menggunakan multimeter sebesar 210,12 Volt dan arus sebesar 0,20

Ampere. Proses penerimaan data oleh aplikasi Android berlangsung per 2 detik, maka pada

aplikasi Android akan menerima data pada waktu 11:06:21 dengan data diterima dapat

dilihat pada Tabel 4.4. di atas (data yang dikirim ke aplikasi Android terlihat pada serial

monitor besar tegangan 209,07 Volt dan arus 0,16 Ampere). Proses pengiriman berlangsung

dengan data yang berbeda, dengan pengiriman selanjutnya adalah tegangan 209,03 Volt dan

arus 0,50 Ampere. Data akan diterima aplikasi Android pada waktu 11:06:22 dengan data

yang diterima dapat dilihat pada Tabel 4.4 (data yang dikirim ke aplikasi Android terlihat

pada serial monitor besar tegangan 207,74 Volt dan arus 0,47 Ampere). Pengiriman data

secara autorefresh pada aplikasi Android berhasil dengan penerimaan data berkala setiap 2

detik sekali dalam menampilkan data.


60

4.5. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan

Perangkat sistem data logger yang telah dibuat dalam penelitian ini meliputi beberapa

subsistem. Terdapat tiga subsistem utama dalam sistem data logger peralatan elektronik

berbasis Android, yaitu subsistem prototipe peralatan elektronik, subsistem data logger,

subsistem pengirim, dan subsistem penerima (aplikasi Android). Pengujian dilakukan pada

sub-subsistem yang telah dibahas masing-masih pada subbab sebelumnya, dan dilakukan

juga pengujian pada saat setelah perangkat sistem data logger ini selesai dibuat. Untuk

pengujian perangkat, meliputi pengujian proses pengiriman data pada variasi jarak untuk

tegangan dan arus (beban) yang bervariasi dan penyimpanan data logger. Pengujian

pengiriman data bertujuan untuk mengetahui jangkauan NodeMCU sebagai modul WiFi

dalam proses pengiriman ke aplikasi Android, dan pengujian penyimpanan data dilakukan

untuk mengetahui apakah perangkat keras bisa menyimpan data.

Perangkat keras sistem data logger peralatan elektronik ini berbentuk persegi panjang,

dengan panjang 18 cm, lebar 11 cm, dan tinggi 6 cm. Gambar 4.33. menunjukan perangkat

keras sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

(a) (b)

Gambar 4.33. Perangkat Keras Sistem Data Logger, (a) Perangkat Tampak Kanan, (b)

Perangkat Tampak Kiri

Pada Gambar 4.33. adalah hasil dari perancangan sistem data logger peralatan

elektronik berbasis Android yang telah dibuat. Pada bagian kanan (Gambar 4.33.a)

menampilkan dua pasang pin. Dua pasang pin ini masing-masing adalah untuk mengukur

besar arus dan besar tegangan menggunakan multimeter. Fungsinya adalah untuk

membandingkan hasil baca sensor dengan alat ukur yang telah standar (multimeter) dalam

pengambilan data. Pada bagian kiri (Gambar 4.33.b) menampilkan dua buah slot. Masing-

masing slot berfungsi untuk slot Micro SD Card dan slot upload untuk memasukan program

ke mikrokontroler modul WiFi NodeMCU ESP8266MOD.


61

4.5.1. Pengujian Penyimpanan Data Logger

Pada pengujian ini, dilakukan pengambilan data secara keseluruhan dari penyimpanan

data, hingga pengiriman data ke aplikasi Android. Pada Tabel 4.5. menampilkan hasil dari

pengujian penyimpanan data setiap 5 menit. Penyimpanan data ini dengan ekstensi .csv.

Pengujian dilakukan pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt) yang dinyalakan

bervariasi maka dapat dilihat penggunaan energi listrik yang terjadi, yaitu semakin

meningkat pada periode waktu tertentu.

Tabel 4.5. Hasil Penyimpanan Data Logger

Tanggal Waktu Arus (A) Tegangan (V) E(WS)

6/1/2017 7:55:00 0.16 196.63 6813.64

6/1/2017 8:00:00 0.52 200.63 32407.74

6/1/2017 8:05:00 0.82 193.97 70085.06

6/1/2017 8:10:00 1.09 196.63 119186.20

6/1/2017 8:15:00 1.42 203.30 185072.00

6/1/2017 8:20:00 0.82 204.18 226498.50

6/1/2017 8:25:00 0.27 198.41 239567.10

6/1/2017 8:30:00 0.51 201.96 263769.60

6/1/2017 8:35:00 0.00 181.53 264247.60

6/1/2017 8:40:00 0.15 198.41 270985.30

6/1/2017 8:45:00 0.73 194.41 304311.20

6/1/2017 8:50:00 0.46 191.75 328372.30

6/1/2017 8:55:00 1.04 194.85 375199.30

6/1/2017 9:00:00 0.15 197.96 387057.30

Pengambilan data ini berdasarkan pengukuran besarnya arus dan tegangan pada

setiap detik. Hasil dari pengukuran sensor tersebut akan dikalikan setiap detik sehingga

didapat daya pada setiap detik. Energi listrik adalah besarnya konsumsi daya total yang

dibutuhkan alat elektronik untuk menyala pada rentang waktu tertentu. Maka, hasil dari

penyimpanan data logger setiap 5 menit ini adalah hasil dari penjumlahan daya tiap 1 detik.

Pada Gambar 4.34. memperlihatkan tampilan pengukuran arus dan tegangan untuk

mendapatkan besar energi yang dibutuhkan pada peralatan elektronik.

Gambar 4.34. Pengukuran Arus dan Tegangan Tiap 1 Detik


62

Grafik antara penggunaan energi terhadap waktu dapat dilihat pada Gambar 4.35.

Penggunaan energi semakin meningkat linear dengan bertambahnya waktu dalam

pengukuran.

Gambar 4.36. Grafik Penggunaan Energi Versus Waktu

4.5.2. Pengujian Pengiriman Data

A. Jarak Koneksi

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan sinyal jangkauan modul WiFi

ESP8266 serta seberapa jauh jarak yang dapat dijangkau oleh ESP8266. Kekuatan sinyal

ditandai dengan seberapa besar dBm-nya. Pada Tabel 4.6. dapat dilihat bahwa kekuatan

sinyal ESP8266 terhadap jarak yang masih dapat dijangkau oleh ESP8266.

Tabel 4.6. Kekuatan Sinyal AP (ESP8266) Terhadap Jarak

Jarak ESP8266 terhadap client (m) Kekuatan Sinyal (dBm)

1 -22

5 -40

10 -58

15 -60

20 -64

25 -69

40 -72

Terlihat pada Tabel 4.6. dan Gambar 4.36. bahwa kekuatan sinyal berbanding terbalik

dengan jarak yang dijangkau oleh WiFi ESP8266. Saat jarak AP (ESP8266) terhadap client

(penerima AP/smartphone) berjarak 1 m, maka besarnya kekuatan sinyal adalah -22 dBm.

Kekuatan sinyal sebesar -22 dBm berarti bahwa terjadi redaman/loss. Tanda negatif (-)

menunjukan terjadinya loss pada sebuah jaringan WiFi. Besar kecilnya dBm menunjukan

kekuatan sinyal yang berkaitan dengan daya sistem. Semakin kecil nilai dBm yang terdeteksi

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

0 10 20 30 40 50 60 70

Ener

gi (

Wat

tSek

on

)

Waktu (Menit)


63

maka semakin besar kekuatan sinyal pancaran ESP8266. Gambar 4.36. menunjukan grafik

kekuatan sinyal terhadap jarak yang dijangkau ESP8266.

Gambar 4.36. Kekuatan Sinyal ESP8266 Terhadap Jarak

B. Pengiriman Data ke Aplikasi Android

Proses pengiriman data dari sensor tegangan dan sensor arus melalui modul WiFi

NodeMCU ESP8266MOD. Pengiriman dilakukan secara real time, dimana pada aplikasi

Android digunakan auto-refresh selama 2 detik. Pada Gambar 4.37. ditampilkan program

Arduino IDE untuk pengiriman data.

Gambar 4.37. Sketch Program Arduino IDE untuk Pengiriman Data ke Aplikasi Android

Dari Gambar 4.37. dapat dilihat bahwa terdapat variabel s. Variabel s ini digunakan

untuk inisialisasi pada aplikasi Android. Pada aplikasi Android akan di-print nilai yang

terdapat pada variabel s. Nilai pada variabel s ini adalah nilai dari sensor tegangan dan sensor

arus. Untuk hasil tampilan aplikasi maka dapat dilihat pada Gambar 4.38. dimana hasil dari

pengiriman menggunakan modul WiFi NodeMCU ESP8266MOD ditampilkan pada aplikasi

Android.


64

Gambar 4.38. Hasil pengiriman Data ke Aplikasi Android

Aplikasi Android digunakan untuk memonitoring seberapa besar arus dan tegangan

yang terukur pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt). Pengiriman dilakukan

dengan berbagai variasi jarak. Pengiriman data ini berdasarkan jarak antara Access Point

(AP), yaitu tethering Smartphone dengan Client, yaitu perangkat keras data logger. Variasi

jarak pengujian pengiriman data dilakukan mulai dari 1 meter hingga koneksi WiFi terputus,

yaitu 40 meter. Gambar 4.39. menunjukan gambaran denah pengujian pengiriman data.

Gambar 4.39. Ilustrasi Pengujian Pengiriman Data

Pengujian dilakukan di lorong laboratorium Teknik Tenaga Listrik, Teknik Elektro,

Universitas Sanata Dharma. Panjang lorong tersebut adalah 70 meter, namun dalam

pengujian dilakukan dengan batas 40 meter. Tabel 4.7. menunjukan hasil pengujian

pengiriman data ke aplikasi Android.

Tabel 4.7. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android

Jarak (meter) Tampilan Aplikasi Android Keterangan

1

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

5

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

Lab. TTL

40 meter


65

Tabel 4.7. (Lanjutan) Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android

10

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

15

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

20

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

25

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.23 Ampere

Tegangan: 200 Volt

40

1 Lampu 60 Watt

Arus: 0.24 Ampere

Tegangan: 200 Volt

Tabel 4.8. Status Koneksi Antara Access Point dengan Client

Jarak Koneksi (meter) Status

1 Terkoneksi

5 Terkoneksi

10 Terkoneksi

15 Terkoneksi

20 Terkoneksi

25 Terkoneksi

40 Terkoneksi

45 Terputus

50 Terputus

Pada Tabel 4.8. menunjukan bahwa pada saat jarak lebih kecil dari 40 meter status

koneksi adalah terkoneksi. Berbeda pada saat jarak bertambah, yaitu pada saat 45 meter


66

koneksi WiFi sudah terputus dan proses pengiriman tidak dapat dilakukan. Dari kondisi ini,

pengiriman dengan modul WiFi NodeMCU 8266MOD dapat dilakukan dengan jarak efisien

maksimum adalah kurang lebih 40 meter.


67

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil percobaan, pengujian dan pengambilan data pada sistem data logger

peralatan elektronik berbasis Android, didapat kesimpulan sebagai berikut:

1. ESP8266 seri 01 dapat bekerja dengan baik, sebagai Access Point (AP) atau sebagai

client untuk proses pengiriman data ke web browser.

2. Selain sebagai modul WiFi ESP8266MOD, NodeMCU secara terintegrasi dengan

mikrokontroler dapat mengolah data, dan mengirim data.

3. NodeMCU sebagai client dapat mengirim data dari kedua sensor (sensor tegangan dan

sensor arus) ke aplikasi android setiap 2 detik.

4. Data logger dapat bekerja dan menyimpan data dengan menggunakan NodeMCU

sebagai pengolahan data dari sensor arus dan sensor tegangan dengan ekstensi .csv.

5. Tingkat keberhasilan sensor arus sebesar 92,44%, dan sensor tegangan sebesar

97,36%.

5.2. Saran

Saran-saran untuk pengembangan sistem data logger peralatan elektronik berbasis

Android selanjutnya adalah:

1. Mengoptimalkan power control consumption pada modul WiFi ESP8266 seri 01 untuk

lebih dikembangkan pada aplikasi teknologi berbasis wireless, mengingat bahwa arus

teknologi sekarang mengutamakan low cost namun berdayaguna.

2. Aplikasi Android dioptimalkan dengan menambahkan beberapa fitur yang mendukung

berkomunikasi dengan NodeMCU maupun ESP8266 seri 01 pada aplikasi kontrol

ataupun monitoring sebuah sistem.

3. Pengembangan perangkat sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android ini

belum sepenuhnya diuji pada semua perangkat elektronik, maka dari itu untuk

menambah keakurasian pembaca perangkat dapat dilakukan pengujian-pengujian pada

perangkat elektronik yang lebih bervariasi lagi.


68

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arianto, Luluk, 2016, Sistem Data Logger Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu,

Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, FST, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[2] Allegro, 2013, ACS712 Fully Integrated, Hall Effect-Based Linear Current Sensor

IC with 2.1 kVRMS Isolation and a Low-Resistance Current Conductor, Allegro

MicroSystems, LLC, Allegromicro.com.

[3] Jr,H.H.Wiliam, Kemerly, J.E., Durbin, S.M., 2005, Edisi Keenam Rangkaian Listrik

Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

[4] ----,ZMPT101B (ZMPT107) voltage transformer operating guide,----.

[5] Interplus Industry Co. Ltd. http://www.interplus -industry. fr/index.php?option

=com _content&view=article&id=52&Itemid=173&lang=en, diakses pada 21

Oktober 2016.

[6] Andrianto, Heri, Darmawan, Aan, 2016, ARDUINO Belajar Cepat dan

Pemrograman, INFORMATIKA Bandung, Bandung.

[7] Arduino. https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses tanggal 14

Oktober 2016.

[8] Schmit, Scott, 2014, Frequently Asked Questions-Embedded Systems Design,

Atlassian Confluence 5.7.4, Team Collaboration Software.

[9] NodeMCU Documentation. https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/, diakses

tanggal 15 Januari 2017.

[10] ----, August 10, 2016, SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified

Specification Version 5.00, Technical Committee SD Card Association.

[11] ----, 2013, Manual Micro SD Card Adapter, www.indo-ware.com.

[12] ----, 2015, Extremely Accurate I2C-Integrated RTC/TCXO/Crystal DS3231, Maxim

Integrated Product, Inc, www.maximintegrated.com

[13] ----, ----, Spesification for LCD Module 1602-A1 (V1.2), Shenzen Eone Electronic,

CO., LTD.

[14] ----, 2015, ESP8266EX Datasheet Version 4.3, Espressife Systems IOT Team.

[15] Afdhal, Elizar, 2014, IEEE802.11 ac sebagai Standar Pertama untuk Gigabit

Wireless LAN, Jurnal Rekayasa Elektronika, Vol. 11, No. 1, hal 36-44.

[16] Android Studio, https://developer.android.com/studio/intro/index.html, diakses pada

tanggal 23 Apri 2017.


https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/

http://www.indo-ware.com./

http://www.maximintegrated.com/

https://developer.android.com/studio/intro/index.html

69

[17] ----, 2016, CD4066 CMOS Quad Bilateral Switch, Texas Instruments Incorporated.

[18] ----, 2005, HD74LS04/HD74LS05 Hex Inverters/Hex Inverters (with Open Collector

Output), Renesas Technology Corp, Japan.

[19] GitHub, Inc. https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit, diakses tanggal 4 April

201


https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit

70

LAMPIRAN I

Manual Book (Langkah penggunaan) Perangkat

Untuk menjalankan perangkat Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis

Android ini, dapat mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Sambungkan perangkat keras Sistem Data Logger ini ke sumber AC, dengan cara

hubungkan kontak tusuk pada perangkat ke kotak kontak pada sumber AC (sumber

listrik).

2. Siapkan koneksi WiFi, dengan membuat Access Point (AP) pada tethering smartphone

(hotspot seluler), dan setting konfigurasi tethering tersebut: SSID: “Transformers”,

Password: “bumble bee”.

3. Nyalakan perangkat keras dengan sumber tegangan DC sebesar 5 Volt, tunggu

beberapa saat proses sedang bekerja, dari deteksi SD Card, konfigurasi RTC, hingga

perangkat keras terhubung dengan tethering smartphone.

4. Perhatikan pada konfigurasi hotspot seluler sebagai Access Point (AP) tersebut apakah

WiFi ESP8266 telah terkoneksi, perangkat keras terkoneksi dengan nama:

ESP_0658E5 (default) jika belum diubah nama client (ESP8266) tersebut pada

konfigurasi hotspot seluler.

5. LCD akan aktif, dan sambungkan peralatan elektronik yang akan diukur, dengan

menghubungkan kontak tusuk pada beban listrik ke kotak kontak yang tersedia pada

perangkat keras.

6. Untuk proses pengiriman ke aplikasi Android, buka aplikasi Sistem Data Logger

Peralatan Elektronik Berbasis Android dengan mode layar landscape.

7. Pada bagian bawah aplikasi ketik alamat IP dimana perangkat keras terhubung ke

tethering smartphone, IP: 192.168.43.54 kemudian tekan tombol: MULAI BACA

pada aplikasi untuk memulai pengiriman.


71

LAMPIRAN II

AT Command ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

Gambar LII-1. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

Tabel LII-1. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO

ESP8266 Seri 01 Arduino UNO

VCC +3,3 Volt Out LM1117 3,3 Volt, in VCC +5Volt

GND GND

CH_PD Out LM1117

Tx Pin Tx

Rx Pin Rx


72

Tabel LII-2. AT Command dan Respon pada Serial Monitor

AT Command Respon ESP8266

AT (Working)

Keterangan: AT awal mengaktifkan ESP8266

AT+RST (Restart)

Keterangan: restart ESP8266, pada AT ini

ditunjukan tempat produksi ESP8266, yaitu

Ai-Thinker Technology CO.,Ltd.


73

AT+GMR (Firmware Version)

Keterangan: mengetahui versi firmware dari

ESP8266, diproduk pada tanggal 11

September 2015

AT+CWLAP (List access point)

Keterangan: Ada 2 AP yang terdeteksi, yaitu

SSID: Andromax-M2Y-F466, dan SSID:

Transformers

AT+CWJAP?

Keterangan: ESP8266 telah terkoneksi ke

SSID: Transformers, jika tidak terkoneksi

maka akan muncul No AP

AT+CWJAP=”Transformers”,”bumble bee”

(joint AP)

Keterangan: ESP8266 koneksi ke SSID:

Transformers


74

AT+CWQAP (Quit AP)

Keterangan: ESP8266 memutuskan

sambungan dengan AP

AT+CIFSR (Get IP)

Keterangan: ESP8266 memperoleh IP, IP

sebagai AP, dan IP sebagai STA, serta MAC

AT+CWSAP?

Keterangan: ESP8266 menampilkan SSID dan

Password AP

AT+CWSAP=”ESP8266”,”1234567890”,11,0

(Set parameter AP)

Keterangan: ESP8266 diatur sebagai AP,

dengan SSID: ESP8266, dan

password:1234567890

AT+CWMODE? (Wifi Mode)

AT+CWMODE=1/2/3

Keterangan: 1 STA, 2 AP, 3 Both, pada respon

muncul 3, berarti ESP8266 sebagai STA dan

AP


75

AT+CIPMUX? (TCP/UDP Connection)

AT+CIPMUX=0/1

Keterangan: 0 single, 1 multiple, pada respon

ESP8266 muncul 0, berarti ESP8266 single

AT=CIPSERVER=mode,port (Set as server)

Keterangan: ESP8266 sebagai server degan

mode 0 close, atau mode 1 open, port default

80

Refresh web browser dengan alamat:

192.168.43.100

AT+CIPSEND=0,56 (Send data)

Keterangan: ESP8266 mengirim data karakter,

dengan jumlah 56 karakter


ELEKTRONIK BERBASI ANDROID

Keterangan: ketik pada serial monitor karakter

yang akan dikirim ke web browser

AT+CIPCLOSE=0 (send close)

Keterangan: selalu diakhiri dengan AT ini

untuk mengirim data


76

Lihat tampilan di web browser dengan alamat:

192.168.43.100

Keterangan: Karakter yang dikirim akan

ditampilkan pada web browser


77

Lampiran III

ESP8266 Sebagai Client dalam Mengirim Data ke Web Browser

Gambar LIII-1. Wiring ESP8266 Sebagai Client Pengiriman Data

Tabel LIII-1. Wiring ESP8266 Sebagai Client Pengiriman Data


Tx Pin 2

Rx Pin 3

CH_PD VCC +3,3 Volt from LM1117

VCC VCC +3,3 Volt from LM1117

GND GND

- Pin A0 (Voltage Sensor)

- Pin A1 (Current Sensor)


78

Program LIII-1. ESP8266 Seri 01 Sebagai Client dengan Arduino IDE

1. #include<SoftwareSerial.h> //header komunikasi serial

2.

3. SoftwareSerial client(2,3);//2—Tx, 3—Rx

4.

5. String s=""; //webpage

6. int i=0, k=0;

7. int x=0;

8. String readString;

9. boolean No_IP=false;

10. String IP="";

11.

12. /*inisialisasi pin sensor*/

13. const int sensortegangan = A0; //pin sensor tegangan

14. const int sensorarus = A1; //pin sensor arus

15.

16. /*inisialisasi nilai sensor*/

17. double Voltage = 0;

18. double V = 0;

19. double Vrms = 0;

20.

21. /*sensitivitas sensor = 100 mV/A*/

22. int mVperAmp = 100;

23.

24. double Current = 0;

25. double I = 0;

26. double Irms = 0;

27.

28. void setup()

29. {

30. Serial.begin(115200);//start serial

31. client.begin(115200);

32. pengaturan_wifi();//memanggil fungsi pengaturan_wifi()

33. Serial.println("Good job Florus...");

34. }

35.

36. void pengaturan_wifi() //fungsi pengaturan_wifi

37. {

38. kirim_command_wifi("AT",100); //AT Command pertama

39. kirim_command_wifi("AT+RST",1000);//reset ESP8266

40. kirim_command_wifi("AT+CWMODE=3",100); //mode esp8266,0- query,1-

station,2-access point,3-keduanya

41. kirim_command_wifi("AT+CWQAP",100); //mendeteksi apakah ada AP

42. periksa_IP(5000); //memanggil fungsi periksa_IP()

43. if(!No_IP) //jika tidak terdeteksi IP

44. {

45. Serial.println("koneksikan wifi....");

46. kirim_command_wifi("AT+CWJAP=\"Transformers\",\"bumble

bee\"",7000); //koneksi ke WiFi HP, dengan

SSID=Transformers dan PASSWORD=bumble bee

47. }

48. else //else nope

49. {

50. }

51. Serial.println("wifi telah terkoneksi");

52. memperoleh_IP(); //memanggil fungsi memperoleh_ip()

53. kirim_command_wifi("AT+CIPMUX=1",100); //TCP multiple, 0=single,

1=multiple


79

54. kirim_command_wifi("AT+CIPSERVER=1,80",100); //0=close server,

1=open server

55. }

56.

57. void kirim_command_wifi(String cmd, int t) //fungsi

kirim_command_wifi

58. {

59. int temp=0, i=0;

60. while(1)

61. {

62. Serial.println(cmd);

63. client.println(cmd);

64. while(client.available())

65. {

66. if(client.find("OK"))

67. i=8;

68. }

69. delay(t);

70. if(i>5)

71. break;

72. i++;

73. }

74. if(i==8)

75. Serial.println("OK");

76. else

77. Serial.println("Error");

78. }

79.

80. void periksa_IP(int t1) //fungsi periksa_IP

81. {

82. int t2=millis();

83. while(t2+t1>millis())

84. {

85. while(client.available()>0)

86. {

87. if(client.find("WIFI GOT IP"))

88. {

89. No_IP=true;

90. }

91. }

92. }

93. }

94.

95. void memperoleh_IP() //fungsi memproleh_IP

96. {

97. IP="";

98. char ch=0;

99. while(1)

100. { 101. client.println("AT+CIFSR"); 102. while(client.available()>0) 103. { 104. if(client.find("STAIP,")) 105. { 106. delay(100); 107. Serial.print("IP Address:"); 108. while(client.available()>0) 109. { 110. ch=client.read(); 111. if(ch=='+')


80

112. break; 113. IP+=ch; 114. } 115. } 116. if (ch=='+') 117. break; 118. } 119. if(ch=='+') 120. break; 121. delay(1000); 122. } 123. Serial.print(IP); 124. Serial.print("Port:"); 125. Serial.println(80); 126. } 127. 128. void loop() 129. { 130. /*void loop untuk sensor tegangan*/ 131. Voltage = getVPP(); 132. V = (Voltage/2.0) *0.707; 133. 134. /*Kalibrasi sensor*/ 135. Vrms = (((247.27*V)-7.0872)/0.9903)+2.4; 136. /*nilai tegangan yang terukur*/ 137. Serial.print("Tegangan AC = "); 138. Serial.print(Vrms); 139. Serial.print(" Volt"); 140. 141. /*void loop untuk sensor arus*/ 142. Current = getIPP(); 143. I = (Current/2.0)*0.707; 144. Irms = (I*1000)/mVperAmp; 145. Serial.print(" Arus AC = "); 146. Serial.print(Irms); 147. Serial.println(" Ampere"); 148. 149. k=0; 150. Serial.println("Refresh halaman..."); 151. while(k<100) 152. { 153. k++; 154. while(client.available()) 155. { 156. if(client.find("0,CONNECT")) 157. { 158. Serial.println("Start printing"); 159. Send(); //memanggil fungsi send() 160. Serial.println("Done printing"); 161. delay(1000); 162. } 163. } 164. delay(1000); 165. } 166. } 167. 168. /*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/ 169. float getVPP() 170. { 171. float resultV;


81

172. int readValueV; 173. int maxValueV = 0; 174. int minValueV = 1024; 175. 176. uint32_t start_time = millis(); 177. while((millis()-start_time) < 1000) 178. { 179. readValueV = analogRead(sensortegangan); 180. if (readValueV > maxValueV) 181. { /*record the maximum sensor value*/ 182. maxValueV = readValueV; 183. } 184. if (readValueV < minValueV) 185. { /*record the maximum sensor value*/ 186. minValueV = readValueV; 187. } 188. } // Subtract min from max 189. resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; 190. return resultV; 191. } 192. 193. /*mendapatkan nilai ipp dengan pensamplingan*/ 194. float getIPP() 195. { 196. float resultA; 197. int readValueA; 198. int maxValueA = 0; 199. int minValueA = 1024; 200. 201. uint32_t start_time = millis(); 202. while((millis()-start_time) < 1000) 203. { 204. readValueA = analogRead(sensorarus); 205. if (readValueA > maxValueA) 206. { /*record the maximum sensor value*/ 207. maxValueA = readValueA; 208. } 209. if (readValueA < minValueA) 210. { /*record the maximum sensor value*/ 211. minValueA = readValueA; 212. } 213. } // Subtract min from max 214. resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 215. return resultA; 216. } 217. 218. void Send() //fungsi Send 219. { 220. s="<h1>SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS

ANDROID</h1><body bgcolor=f0f0f0>";

221. s+="<p>Arus=</p>"; 222. s+=Irms; 223. s+="<p>Tegangan=<p>"; 224. s+=Vrms; 225. kirim_ke_web(s); //memanggil fungsi kirim_ke_web(webpage)

delay(1000);

226. client.println("AT+CIPCLOSE=0"); 227. } 228. 229. void kirim_ke_web(String s) //fungsi kirim_ke_web


82

230. { 231. int ii=0; 232. while(1) 233. { 234. unsigned int l=s.length(); 235. Serial.print("AT+CIPSEND=0,"); 236. client.print("AT+CIPSEND=0,"); 237. Serial.println(l+2); 238. client.println(l+2); 239. delay(100); 240. Serial.println(s); 241. client.println(s); 242. while(client.available()) 243. { 244. if(client.find("OK")) 245. { 246. ii=11; 247. break; 248. } 249. } 250. if(ii==11) 251. break; 252. delay(100); 253. } 254. }

Gambar LIII-2. Hasil Pengujian ESP8266 Sebagai Client


83

LAMPIRAN IV

ESP8266 Sebagai Access Point dalam Mengirim Data ke Web Browser

Gambar LIV-1. Wiring ESP8266 Sebagai Access Point Pengiriman Data

Tabel LIV-1. Wiring ESP8266 Sebagai Access Point Pengiriman Data


Tx Pin 2

Rx Pin 3

CH_PD VCC +3,3 Volt from LM1117

VCC VCC +3,3 Volt from LM1117

GND GND

- Pin A0 (Voltage Sensor)

- Pin A1 (Current Sensor)


84

Program LIV-1. ESP8266 Seri 01 Sebagai Access Point dengan Arduino IDE

1. #include <SoftwareSerial.h>

2.

3. #define DEBUG true

4.

5. SoftwareSerial esp8266(2,3); //Tx—2, Rx—3

6.

7. /*inisialisasi pin sensor*/

8. const int sensortegangan = A0; //pin sensor tegangan

9. const int sensorarus = A1; //pin sensor arus

10. /*inisialisasi nilai sensor*/

11. double Voltage = 0;

12. double V = 0;

13. double Vrms = 0;



16. double Current = 0;

17. double I = 0;

18. double Irms = 0;

19.

20. void setup()

21. {

22. Serial.begin(115200);

23. esp8266.begin(115200);

24. kirimdata("AT+RST\r\n",2000,DEBUG);

25. delay(4000);// reset module

26. kirimdata("AT+CWMODE=2\r\n",1000,DEBUG); // configure as AP

27. delay(1000);

28. kirimdata("AT+CIFSR\r\n",1000,DEBUG); // get ip address

29. delay(5000);

30. kirimdata("AT+CIPMUX=1\r\n",1000,DEBUG); // configure for

multiple connections

31. delay(1000);

32. kirimdata("AT+CIPSERVER=1,80\r\n",1000,DEBUG); // turn on

server on port 80

33. delay(1000);

34. Serial.println("ESP8266 Readi as AP!!!");

35. }

36.

37. void loop()

38. {

39. if(!esp8266.available())

40. {

41. /*void loop untuk sensor tegangan*/

42. Voltage = getVPP();

43. V = (Voltage/2.0) *0.707;

44.

45. /*Kalibrasi sensor*/

46. Vrms = (((247.27*V)-7.0872)/0.9903)+2.4;

47. /*nilai tegangan yang terukur*/

48. Serial.print("Tegangan AC = ");

49. Serial.print(Vrms);

50. Serial.print(" Volt");

51.

52. /*void loop untuk sensor arus*/

53. Current = getIPP();

54. I = (Current/2.0)*0.707;

55. Irms = (I*1000)/mVperAmp;


85

56. Serial.print(" Arus AC = ");

57. Serial.print(Irms);

58. Serial.println(" Ampere");

59. delay(1000);

60. }

61.

62. if(esp8266.available()) // check if the esp is sending a

message

63. {

64. if(esp8266.find("+IPD"))

65. {

66. delay(100);

67.

68. String webpage="<p>Tegangan=</p>";

69. webpage+=Vrms;

70. webpage+="<p>Arus=</p>";

71. webpage+=Irms;

72.

73. String cipSend = "AT+CIPSEND=0,";

74. cipSend +=webpage.length();

75. cipSend +="\r\n";

76.

77. kirimdata(cipSend,100,DEBUG);

78. kirimdata(webpage,100,DEBUG);

79. kirimdata("AT+CIPCLOSE=0\r\n",100,DEBUG);

80. }

81. }

82. delay(2000);

83. }

84.

85. /*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/

86. float getVPP()

87. {

88. float resultV;

89. int readValueV;

90. int maxValueV = 0;

91. int minValueV = 1024;

92.

93. uint32_t start_time = millis();

94. while((millis()-start_time) < 1000)

95. {

96. readValueV = analogRead(sensortegangan);

97. if (readValueV > maxValueV)

98. { /*record the maximum sensor value*/

99. maxValueV = readValueV;

100. } 101. if (readValueV < minValueV) 102. { /*record the maximum sensor value*/ 103. minValueV = readValueV; 104. } 105. } // Subtract min from max 106. resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; 107. return resultV; 108. } 109. 110. /*mendapatkan nilai ipp dengan pensamplingan*/ 111. float getIPP() 112. { 113. float resultA; 114. int readValueA;


86

115. int maxValueA = 0; 116. int minValueA = 1024; 117. 118. uint32_t start_time = millis(); 119. while((millis()-start_time) < 1000) 120. { 121. readValueA = analogRead(sensorarus); 122. if (readValueA > maxValueA) 123. { /*record the maximum sensor value*/ 124. maxValueA = readValueA; 125. } 126. if (readValueA < minValueA) 127. { /*record the maximum sensor value*/ 128. minValueA = readValueA; 129. } 130. } // Subtract min from max 131. resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 132. return resultA; 133. } 134. 135. String kirimdata(String command, const int timeout, boolean debug) 136. { 137. String response = ""; 138. 139. esp8266.print(command); // send the read character to the

esp8266

140. 141. long int time = millis(); 142. 143. while( (time+timeout) > millis()) 144. { 145. while(esp8266.available()) 146. { 147. 148. // The esp has data so display its output to the serial

window

149. char c = esp8266.read(); // read the next character. 150. response+=c; 151. } 152. } 153. 154. if(debug) 155. { 156. Serial.print(response); 157. } 158. 159. return response; 160. }

Gambar LIV-2. Hasil Pengujian ESP8266 Sebagai Access Point


87

LAMPIRAN V

NodeMCU ESP8266MOD Sistem Data Logger

Gambar LV-1.Konfigurasi NodeMCU [19]

Gambar LV-2. Rangkaian NodeMCU [19]


88

Gambar LV-3. Rangkaian Utama Sistem Data Logger


89

Gambar LV-4. Pin Mapping Sistem Data Logger


90

Program LV-1. Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis Android

1. /* SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID

2. Nama : Florus Herman Somari

3. NIM : 135114006

4. Jurusan : Teknik Elektro

5. Fakultas : Sains dan Teknologi

6. Universitas : Sanata Dharma Yogyakarta */

7.

8. #include <ESP8266WiFi.h> //header librari WiFi

9. #include <Wire.h> //header librari I2C

10. #include <RtcDS3231.h> //header librari RTC

11. #include <SPI.h> //header librari SPI

12. #include <SD.h> //header librari kartu SD

13. #include <LiquidCrystal_I2C.h>

14.

15. /*koneksi ke AP---tethering Hp sebagai AP*/

16. const char WiFiSSID[] = "Transformers"; //SSID, nama AP

17. const char WiFiPSK[] = "bumble bee"; //Kata sandi AP

18. WiFiServer server(80); //default syntax

19. RtcDS3231 rtcObject; //sintak RTC library

20. LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);

21. /*inisialisasi pin sensor A0*/

22. int sensorPin = A0;



25. /*nilai awal sensor arus*/

26. float Current = 0;

27. float I = 0;

28. float Irms = 0;

29. /*nilai awal sensor tegangan*/

30. float Voltage = 0;

31. float V = 0;

32. float Vrms = 0;

33. /*inisialisasi Micro SD Card*/

34. const int chipSelect = 10;

35. File myFile;

36.

37. void setup()

38. {

39. Serial.begin(9600); //Start serial monitor

40.

41. /*pinmode pada NodeMCU*/

42. pinMode(D0,OUTPUT); //digunakan sebagai digital output (0/1)

untuk kontrol Mux

43. pinMode(A0,INPUT); //digunakan sebagai analog input dari Mux

44. connectWiFi(); //memanggil fungsi connectWiFi(), untuk

menyambungkan

NodeMCU ke AP (AP adalah tethering HP)

45. server.begin(); //jika sudah terkoneksi maka start server

46. cekSDCard(); //memanggil fungsi cekSDCard(), untuk

memeriksa Kartu

Memori sudah siap

47. cekRTC(); //memanggil fungsi cekRTC(), untuk

memeriksa RTC DS3231

sebagai current timer

48. lcd.init();

49. lcd.backlight();

50. lcd.setCursor(0,0);


91

51. lcd.print("SD Card OK!");

52. delay(1000);

53. lcd.clear();


55. lcd.print("RTC OK!");

56. delay(1000);

57. lcd.clear();


59. lcd.print("WiFi terkoneksi!");

60. delay(1000);


62. lcd.print("Good Job Florus!");

63. delay(2000);

64. }

65.

66. void loop()

67. {

68. RtcDateTime currentTime = rtcObject.GetDateTime(); //menerima data

waktu dari RTC

69. char tanggal[10];

70. sprintf(tanggal,"%d-%d-

%d",currentTime.Year(),currentTime.Month(),currentTime.Day());

71. char waktu[6];

72. sprintf(waktu,"%d:%d:%d",currentTime.Hour(),currentTime.Minute(),cur

rentTime.Second());

73.

74. Serial.print(tanggal);

75. Serial.print(" ");

76. Serial.print(waktu);

77.

78. /*void loop untuk sensor arus*/

79. digitalWrite(D0,HIGH);

80. Current = getIPP();

81. I = (Current/2.0)*0.707;

82. Irms = ((I*1000)/mVperAmp)-0.20;

83. Serial.print(" Irms = ");

84. Serial.print(Irms);

85. Serial.print(" Ampere");

86.

87. /*void loop untuk sensor tegangan*/

88. digitalWrite(D0,LOW);

89. Voltage = getVPP();

90. V = (Voltage/2.0) *0.707;

91.

92. /*Kalibrasi sensor tegangan*/

93. Vrms = ((257.39*V) - 10.844);

94. Serial.print(" Vrms = ");

95. Serial.print(Vrms);

96. Serial.println(" Volt");

97.

98. /*tampilan LCD*/

99. lcd.clear();

100. lcd.setCursor(0,0); 101. lcd.print(tanggal); 102. lcd.setCursor(0,1); 103. lcd.print(waktu); 104. lcd.setCursor(10,0); 105. lcd.print("V="); 106. lcd.setCursor(12,0); 107. lcd.print(Vrms);


92

108. lcd.setCursor(10,1); 109. lcd.print("I="); 110. lcd.setCursor(12,1); 111. lcd.print(Irms); 112. 113. /*menyimpan data*/ 114. myFile = SD.open("1m.csv",FILE_WRITE); //nama file yang akan

disimpan pada Kartu

Memori (ekstensi .txt atau .csv)

115. { 116. myFile.print(tanggal); 117. myFile.print(" "); 118. myFile.print(waktu);//waktu 119. myFile.print(","); 120. myFile.print(Irms); 121. myFile.print(","); 122. myFile.println(Vrms); 123. myFile.close(); 124. } 125. delay(1000); 126. 127. void connectWiFi() 128. { 129. byte ledStatus = LOW; 130. Serial.println(); 131. Serial.println("Connecting to: " + String(WiFiSSID)); 132. WiFi.mode(WIFI_STA); 133. WiFi.begin(WiFiSSID, WiFiPSK); 134. while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 135. { 136. ledStatus = (ledStatus == HIGH) ? LOW : HIGH; 137. delay(100); 138. } 139. Serial.println("WiFi connected"); 140. Serial.println("IP address: "); 141. Serial.println(WiFi.localIP()); 142. delay(1000); 143. } 144. 145. void cekSDCard() 146. { 147. while (!Serial) 148. { 149. ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port

only

150. } 151. Serial.print("Initializing SD card..."); 152. // see if the card is present and can be initialized: 153. if (!SD.begin(chipSelect)) 154. { 155. Serial.println("Card failed, or not present"); 156. // don't do anything more: 157. return; 158. } 159. Serial.println("card initialized."); 160. delay(1000); 161. } 162. 163. void cekRTC() 164. {


93

165. rtcObject.Begin(); //mulai I2C 166. RtcDateTime currentTime = RtcDateTime(17,04,26,19,26,30); 167. //tahun,bulan,tanggal,jam,menit,detik (format atur waktu) 168. rtcObject.SetDateTime(currentTime); //konfigurasi RTC 169. } 170. 171. /*mendapatkan nilai ipp*/ 172. float getIPP() 173. { 174. float resultA; 175. int readValueA; 176. int maxValueA = 0; 177. int minValueA = 1024; 178. 179. uint32_t start_time = millis(); 180. while((millis()-start_time) < 500) 181. { 182. readValueA = analogRead(sensorPin); 183. if (readValueA > maxValueA) 184. { /*record the maximum sensor value*/ 185. maxValueA = readValueA; 186. } 187. if (readValueA < minValueA) 188. { /*record the maximum sensor value*/ 189. minValueA = readValueA; 190. } 191. } // Subtract min from max 192. resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 193. return resultA; 194. } 195. 196. /*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/ 197. float getVPP() 198. { 199. float resultV; 200. int readValueV; 201. int maxValueV = 0; 202. int minValueV = 1024; 203. uint32_t start_time = millis(); 204. while((millis()-start_time) < 500) 205. { 206. readValueV = analogRead(sensorPin); 207. if (readValueV > maxValueV) 208. { /*record the maximum sensor value*/ 209. maxValueV = readValueV; 210. } 211. if (readValueV < minValueV) 212. { /*record the maximum sensor value*/ 213. minValueV = readValueV; 214. } 215. } // Subtract min from max 216. resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; 217. return resultV;

218. }


94

LAMPIRAN VI

Aplikasi Android Sistem Data Logger

Program LVI-1. Activity_main.xml (Layout)

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"

android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"

android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"

android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"

android:orientation="vertical"

tools:context=".MainActivity"

android:weightSum="1"

android:background="#fdf86a">

<LinearLayout

android:orientation="horizontal"



android:layout_gravity="right"

android:weightSum="1">

<LinearLayout




android:layout_gravity="left|center_horizontal">

<TextView

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:textSize="30dp"

android:textAlignment="center"

android:text="Pembaca Sensor Arus dan Tegangan"

android:id="@+id/textView3"

android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceLarge"

android:textStyle="bold"

android:layout_gravity="center_horizontal" />

<Space


android:layout_height="27dp"


<ImageView



android:id="@+id/imageView"

android:layout_gravity="center_horizontal"

android:background="#000000" />

<RelativeLayout




android:background="@android:color/background_light">

<TextView

android:id="@+id/info2"

android:layout_width="100dp"


95





android:text=" "

android:layout_weight="0.30"

android:layout_alignParentBottom="true"

android:layout_centerHorizontal="true"

android:autoText="false" />

<TextView



android:text="Tegangan"




android:id="@+id/textView"

android:layout_weight="0.30"

android:layout_above="@+id/textView2"

android:layout_alignLeft="@+id/textView2"

android:layout_alignStart="@+id/textView2" />

<TextView



android:text="Arus"





android:layout_alignParentBottom="true"

android:layout_alignParentLeft="true"

android:layout_alignParentStart="true"

android:layout_marginLeft="65dp"

android:layout_marginStart="65dp" />

<TextView



android:text="Volt"





android:layout_alignTop="@+id/textView"

android:layout_toRightOf="@+id/info2"

android:layout_toEndOf="@+id/info2"

android:layout_marginLeft="39dp"

android:layout_marginStart="39dp" />

<TextView



android:text="Ampere"





android:layout_below="@+id/textView4"

android:layout_alignLeft="@+id/textView4"

android:layout_alignStart="@+id/textView4" />

</RelativeLayout>

<LinearLayout




96




</LinearLayout>

<LinearLayout






</LinearLayout>

<LinearLayout



android:layout_height="wrap_content">

<Space




<ImageView



android:id="@+id/imageView2"


android:background="#000000" />

<Space




</LinearLayout>

<LinearLayout



android:layout_height="match_parent">

<Space

android:layout_width="80dp"

android:layout_height="match_parent" />

<Button



android:text="MULAI BACA "




android:id="@+id/baca" />

<Space


android:layout_height="match_parent" />

<EditText

android:id="@+id/ip"







97

android:text="" />

</LinearLayout>

</LinearLayout>

<Space



android:layout_gravity="bottom" />

</LinearLayout>

</LinearLayout>

Program LVI-2. MainActivity.Java

package com.example.arduinoesp;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.os.CountDownTimer;

import android.view.View;

import android.widget.Button;

import android.widget.TextView;

import android.app.ProgressDialog;

import android.content.Context;

import android.content.Intent;

import android.os.AsyncTask;

import android.os.Bundle;

import android.support.v7.app.ActionBarActivity;

import android.view.View;

import android.widget.Button;

import android.widget.EditText;

import org.apache.http.HttpResponse;

import org.apache.http.client.ClientProtocolException;

import org.apache.http.client.HttpClient;

import org.apache.http.client.methods.HttpGet;

import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.io.InputStreamReader;

import java.net.URI;

import java.net.URISyntaxException;

import java.util.Timer;

import java.util.TimerTask;

import android.app.ProgressDialog;

import android.content.Context;

import android.content.Intent;

public class MainActivity extends ActionBarActivity {

Button Baca;

EditText editIp;

TextView textInfo2;

CountDownTimer countdowntimer;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

editIp = (EditText)findViewById(R.id.ip);

textInfo2 = (TextView)findViewById(R.id.info2);

Baca = (Button)findViewById(R.id.baca);

Baca.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {


98

@Override

public void onClick(View v) {

countdowntimer = new CountDownTimerClass(2000, 2000);

countdowntimer.start();

}

});

}

public class CountDownTimerClass extends CountDownTimer {

public CountDownTimerClass(long millisInFuture, long countDownInterval) {

super(millisInFuture, countDownInterval);

}

@Override

public void onTick(long millisUntilFinished) {

int progress = (int) (millisUntilFinished/2000);

}

@Override

public void onFinish() {

String serverIP = editIp.getText().toString()+":80";

TaskEsp taskEsp = new TaskEsp(serverIP);

String onoff;

onoff="1";

taskEsp.execute(onoff);

countdowntimer = new CountDownTimerClass(2000, 2000);

countdowntimer.start();

}

}

private class TaskEsp extends AsyncTask<String, Void, String> {

String server;

TaskEsp(String server){

this.server = server;

}

@Override

protected String doInBackground(String... params) {

String val = params[0];

final String p = "http://"+server+"?led="+val;

runOnUiThread(new Runnable(){

@Override

public void run() {

}

});

String serverResponse = "";

HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient();

try {


99

HttpGet httpGet = new HttpGet();

httpGet.setURI(new URI(p));

HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpGet);

InputStream inputStream = null;

inputStream = httpResponse.getEntity().getContent();

BufferedReader bufferedReader =

new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));

serverResponse = bufferedReader.readLine();

inputStream.close();

} catch (URISyntaxException e) {

e.printStackTrace();

serverResponse = e.getMessage();

} catch (ClientProtocolException e) {



} catch (IOException e) {



}

return serverResponse;

}

@Override

protected void onPostExecute(String s) {

String test = s;

textInfo2.setText(s);

}

}

}

Program LVI-3. AndroidManifest.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

package="com.example.arduinoesp" >

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

<application

android:allowBackup="true"

android:icon="@mipmap/ic_launcher"

android:label="Smart Energy"

android:theme="@style/AppTheme" >

<activity

android:name=".MainActivity"

android:label="Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis

Android" >

<intent-filter>

<action android:name="android.intent.action.MAIN" />

<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />

</intent-filter>

</activity>

</application>

</manifest>


100

Gambar LVI-1. Aplikasi Android


101

Lampiran VII

Data Pengujian

1. Jarak 1 meter, AP (Aplikasi) ke NodeMCU (-22 dBm)

Variasi Tegangan

(volt) dengan beban

1 lampu 60 watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus

lcd Tampilan Aplikasi

20 0 18.03 -0.11

50 0.1 47.80 0.01

100 0.15 98.89 0.08

150 0.2 151.76 0.15

200 0.23 205.07 0.18

220 0.25 219.29 0.20

240 0 232.17 -0.10


102

Variasi beban (lampu)

dengan tegangan tetap

200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.23 0.18 204.63

2 0.49 0.47 204.18

3 0.75 0.77 203.30

4 1.01 1.09 202.85

5 1.28 1.41 202.85


103


Variasi Tegangan

(volt) dengan beban

1 lampu 60 watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.06 16.26 -0.03

50 0.1 48.24 0.02

100 0.15 99.34 0.09

150 0.19 151.76 0.13

200 0.23 204.63 0.18

220 0.25 220.18 0.20

240 0 232.17 -0.10


104



200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.23 0.20 204.18

2 0.49 0.46 204.18

3 0.76 0.78 202.85

4 1.02 1.08 202.85

5 1.29 1.39 202.85


105


Variasi Tegangan

(Volt) dengan beban

1 lampu 60 Watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.06 16.26 -0.03

50 0.1 47.36 0.01

100 0.15 98.45 0.09

150 0.19 151.32 0.13

200 0.23 205.52 0.18

220 0.25 220.18 0.20

240 0 233.06 -0.10


106



200 Volt

arus

(multi) arus lcd

tegangan


1 0.24 0.20 204.63

2 0.50 0.47 204.18

3 0.77 0.77 202.85

4 1.04 1.09 202.85

5 1.33 1.42 201.52


107


Variasi Tegangan

(Volt) dengan beban

1 lampu 60 Watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.06 16.26 -0.03

50 0.1 46.91 0.02

100 0.15 98.89 0.08

150 0.2 149.54 0.18

200 0.23 206.85 0.20

220 0.25 220.18 0.21

240 0 232.17 -0.10


108



200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.24 0.18 204.18

2 0.50 0.46 205.07

3 0.76 0.77 204.18

4 1.02 1.08 203.30

5 1.30 1.41 203.30


109


Variasi Tegangan

(Volt) dengan beban

1 lampu 60 Watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.07 20.26 -0.03

50 0.1 48.69 0.02

100 0.16 99.78 0.09

150 0.20 150.87 0.13

200 0.24 203.30 0.18

220 0.25 219.73 0.20

240 0 232.17 -0.11


110



200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.24 0.20 205.96

2 0.50 0.47 204.63

3 0.77 0.77 205.07

4 1.04 1.09 203.30

5 1.29 1.41 203.74


111


Variasi Tegangan

(Volt) dengan beban

1 lampu 60 Watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.06 19.37 -0.03

50 0.1 47.80 0.02

100 0.15 102.45 0.08

150 0.2 151.76 0.13

200 0.24 205.96 0.18

220 0.25 220.62 0.20

240 0 233.51 -0.06


112



200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.24 0.18 201.96

2 0.49 0.47 203.74

3 0.76 0.75 200.63

4 1.02 1.09 201.96

5 1.29 1.39 199.30


113


Variasi Tegangan

(Volt) dengan beban

1 lampu 60 Watt

arus multi

(Ampere)

tegangan

lcd

arus


20 0.06 18.92 -0.03

50 0.1 50.91 0.02

100 0.15 100.22 0.08

150 0.2 150.87 0.11

200 0.23 200.63 0.18

220 0.25 220.62 0.20

240 0 233.06 -0.06


114

Variabel beban (lampu)


200 Volt

arus

(multi)

arus

lcd

tegangan


1 0.24 0.18 200.63

2 0.49 0.47 200.63

3 0.75 0.78 200.19

4 1.01 1.09 198.85

5 1.30 1.39 198.41


115

LAMPIRAN VIII

Data Logger

Tanggal Waktu I (Ampere) V (Volt) Daya (Watt) Daya*300s Energi (Watt detik) Energi (KWH) ((Energi/1000)*(1/3600))

4/26/2017 17:03:00 0.27 193.97 52.3719 15711.57 15711.57 0.004364325

4/26/2017 17:08:00 0.28 195.74 54.8072 16442.16 32153.73 0.008931592

4/26/2017 17:13:00 0.18 192.63 34.6734 10402.02 42555.75 0.011821042

4/26/2017 17:18:00 0.2 193.08 38.616 11584.8 54140.55 0.015039042

4/26/2017 17:23:00 0.18 193.97 34.9146 10474.38 64614.93 0.017948592

4/26/2017 17:28:00 0.3 194.41 58.323 17496.9 82111.83 0.022808842

4/26/2017 17:33:00 0.2 193.52 38.704 11611.2 93723.03 0.026034175

4/26/2017 17:38:00 0.25 193.52 48.38 14514 108237.03 0.030065842

4/26/2017 17:43:00 0.28 193.97 54.3116 16293.48 124530.51 0.034591808

4/26/2017 17:48:00 0.21 192.63 40.4523 12135.69 136666.2 0.037962833

4/26/2017 17:53:00 0.51 193.97 98.9247 29677.41 166343.61 0.046206558

4/26/2017 17:58:00 0.52 193.52 100.6304 30189.12 196532.73 0.054592425

4/26/2017 18:03:00 0.61 193.52 118.0472 35414.16 231946.89 0.064429692

4/26/2017 18:08:00 0.51 193.08 98.4708 29541.24 261488.13 0.072635592

4/26/2017 18:13:00 0.52 193.08 100.4016 30120.48 291608.61 0.081002392

4/26/2017 18:18:00 0.51 192.63 98.2413 29472.39 321081 0.089189167

4/26/2017 18:23:00 0.51 193.08 98.4708 29541.24 350622.24 0.097395067

4/26/2017 18:28:00 0.56 193.97 108.6232 32586.96 383209.2 0.106447

4/26/2017 18:33:00 0.49 194.41 95.2609 28578.27 411787.47 0.114385408

4/26/2017 18:38:00 0.52 193.08 100.4016 30120.48 441907.95 0.122752208

4/26/2017 18:43:00 0.78 193.97 151.2966 45388.98 487296.93 0.135360258

4/26/2017 18:48:00 0.8 192.19 153.752 46125.6 533422.53 0.148172925

4/26/2017 18:53:00 0.87 189.97 165.2739 49582.17 583004.7 0.16194575

4/26/2017 18:58:00 0.78 191.75 149.565 44869.5 627874.2 0.1744095


116

4/26/2017 19:03:00 0.8 191.75 153.4 46020 673894.2 0.187192833

4/26/2017 19:08:00 0.84 191.75 161.07 48321 722215.2 0.200615333

4/26/2017 19:13:00 0.8 192.63 154.104 46231.2 768446.4 0.213457333

4/26/2017 19:18:00 0.78 190.41 148.5198 44555.94 813002.34 0.225833983

4/26/2017 19:23:00 0.77 191.75 147.6475 44294.25 857296.59 0.238137942

4/26/2017 19:28:00 0.82 192.19 157.5958 47278.74 904575.33 0.251270925

4/26/2017 19:33:00 1.16 190.86 221.3976 66419.28 970994.61 0.269720725

4/26/2017 19:38:00 1.09 191.3 208.517 62555.1 1033549.71 0.287097142

4/26/2017 19:43:00 1.11 191.3 212.343 63702.9 1097252.61 0.304792392

4/26/2017 19:48:00 1.06 191.3 202.778 60833.4 1158086.01 0.321690558

4/26/2017 19:53:00 1.06 191.3 202.778 60833.4 1218919.41 0.338588725

4/26/2017 19:58:00 1.06 191.75 203.255 60976.5 1279895.91 0.355526642

4/26/2017 20:03:00 1.09 191.75 209.0075 62702.25 1342598.16 0.372943933

4/26/2017 20:08:00 1.15 190.41 218.9715 65691.45 1408289.61 0.391191558

4/26/2017 20:13:00 1.18 190.86 225.2148 67564.44 1475854.05 0.409959458

4/26/2017 20:18:00 1.08 189.97 205.1676 61550.28 1537404.33 0.427056758

4/26/2017 20:23:00 1.49 190.86 284.3814 85314.42 1622718.75 0.450755208

4/26/2017 20:28:00 1.41 191.3 269.733 80919.9 1703638.65 0.473232958

4/26/2017 20:33:00 1.37 191.3 262.081 78624.3 1782262.95 0.495073042

4/26/2017 20:38:00 1.37 192.19 263.3003 78990.09 1861253.04 0.517014733

4/26/2017 20:43:00 1.46 192.19 280.5974 84179.22 1945432.26 0.54039785

4/26/2017 20:48:00 1.37 192.19 263.3003 78990.09 2024422.35 0.562339542

4/26/2017 20:53:00 1.39 191.3 265.907 79772.1 2104194.45 0.584498458

4/26/2017 20:58:00 1.47 191.3 281.211 84363.3 2188557.75 0.607932708

4/26/2017 21:03:00 1.39 191.3 265.907 79772.1 2268329.85 0.630091625

4/26/2017 21:08:00 1.41 191.75 270.3675 81110.25 2349440.1 0.65262225

4/26/2017 21:13:00 1.09 192.19 209.4871 62846.13 2412286.23 0.670079508

4/26/2017 21:18:00 1.13 191.3 216.169 64850.7 2477136.93 0.688093592


117

4/26/2017 21:23:00 1.15 191.3 219.995 65998.5 2543135.43 0.706426508

4/26/2017 21:28:00 1.09 192.19 209.4871 62846.13 2605981.56 0.723883767

4/26/2017 21:33:00 1.04 191.75 199.42 59826 2665807.56 0.7405021

4/26/2017 21:38:00 1.09 191.75 209.0075 62702.25 2728509.81 0.757919392

4/26/2017 21:43:00 1.18 192.63 227.3034 68191.02 2796700.83 0.776861342

4/26/2017 21:48:00 1.08 191.75 207.09 62127 2858827.83 0.794118842

4/26/2017 21:53:00 1.11 191.75 212.8425 63852.75 2922680.58 0.811855717

4/26/2017 21:58:00 1.16 192.19 222.9404 66882.12 2989562.7 0.830434083

4/26/2017 22:03:00 0.82 193.08 158.3256 47497.68 3037060.38 0.843627883

4/26/2017 22:08:00 0.84 192.63 161.8092 48542.76 3085603.14 0.857111983

4/26/2017 22:13:00 0.92 193.08 177.6336 53290.08 3138893.22 0.871914783

4/26/2017 22:18:00 0.82 193.52 158.6864 47605.92 3186499.14 0.88513865

4/26/2017 22:23:00 0.84 193.08 162.1872 48656.16 3235155.3 0.89865425

4/26/2017 22:28:00 0.9 193.52 174.168 52250.4 3287405.7 0.91316825

4/26/2017 22:33:00 0.82 192.63 157.9566 47386.98 3334792.68 0.9263313

4/26/2017 22:38:00 0.84 193.52 162.5568 48767.04 3383559.72 0.9398777

4/26/2017 22:43:00 0.78 193.52 150.9456 45283.68 3428843.4 0.9524565

4/26/2017 22:48:00 0.78 193.97 151.2966 45388.98 3474232.38 0.96506455

4/26/2017 22:53:00 0.51 193.97 98.9247 29677.41 3503909.79 0.973308275

4/26/2017 22:58:00 0.54 193.97 104.7438 31423.14 3535332.93 0.982036925

4/26/2017 23:03:00 0.61 193.97 118.3217 35496.51 3570829.44 0.991897067

4/26/2017 23:08:00 0.51 193.52 98.6952 29608.56 3600438 1.000121667

4/26/2017 23:13:00 0.54 193.97 104.7438 31423.14 3631861.14 1.008850317

4/26/2017 23:18:00 0.59 193.52 114.1768 34253.04 3666114.18 1.01836505

4/26/2017 23:23:00 0.52 193.97 100.8644 30259.32 3696373.5 1.026770417

4/26/2017 23:28:00 0.49 193.08 94.6092 28382.76 3724756.26 1.034654517

4/26/2017 23:33:00 0.47 193.97 91.1659 27349.77 3752106.03 1.042251675

4/26/2017 23:38:00 0.52 194.41 101.0932 30327.96 3782433.99 1.050676108


118

4/26/2017 23:43:00 0.52 194.85 101.322 30396.6 3812830.59 1.059119608

4/26/2017 23:48:00 0.52 194.85 101.322 30396.6 3843227.19 1.067563108

4/26/2017 23:53:00 0.58 195.3 113.274 33982.2 3877209.39 1.077002608

4/26/2017 23:58:00 0.51 195.3 99.603 29880.9 3907090.29 1.085302858

4/27/2017 0:03:00 0.54 194.85 105.219 31565.7 3938655.99 1.094071108

4/27/2017 0:08:00 0.56 194.41 108.8696 32660.88 3971316.87 1.103143575

4/27/2017 0:13:00 0.49 194.85 95.4765 28642.95 3999959.82 1.11109995

4/27/2017 0:18:00 0.51 194.41 99.1491 29744.73 4029704.55 1.119362375

4/27/2017 0:23:00 0.46 193.97 89.2262 26767.86 4056472.41 1.126797892

4/27/2017 0:28:00 0.51 194.85 99.3735 29812.05 4086284.46 1.135079017

4/27/2017 0:33:00 0.23 195.74 45.0202 13506.06 4099790.52 1.1388307

4/27/2017 0:38:00 0.28 195.74 54.8072 16442.16 4116232.68 1.143397967

4/27/2017 0:43:00 0.21 194.85 40.9185 12275.55 4128508.23 1.146807842

4/27/2017 0:48:00 0.21 195.3 41.013 12303.9 4140812.13 1.150225592

4/27/2017 0:53:00 0.21 195.3 41.013 12303.9 4153116.03 1.153643342

4/27/2017 0:58:00 0.25 195.74 48.935 14680.5 4167796.53 1.157721258

4/27/2017 1:03:00 0.23 195.3 44.919 13475.7 4181272.23 1.161464508

4/27/2017 1:08:00 0.23 194.85 44.8155 13444.65 4194716.88 1.165199133

4/27/2017 1:13:00 0.25 195.3 48.825 14647.5 4209364.38 1.169267883

4/27/2017 1:18:00 0.3 195.3 58.59 17577 4226941.38 1.174150383


119

LAMPIRAN IX

Dokumentasi Perangkat

Gambar LIX-1. Uji Coba Sistem Data Logger dengan NodeMCU

Gambar LIX-2. Uji Coba Sistem Data Logger dengan Arduino dan ESP8266 Seri 01


120

Gambar LIX-3. Perangkat Keras Sistem Data Logger


sistem data logger peralatan elektronik … · nomor mahasiswa : 135114006 demi ... dari...

Documents