Sistem Monitoring Energi Listrik Menggunakan Mikrokontroler Berbasis Web

(1)

SISTEM MONITORING ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER BERBASIS WEB

TUGAS AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer

Oleh Hestry Angraini

10209032

Pembimbing

Dr. Yeffry Handoko Putra, M.T

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2015

(2)

Segala puji bagi Allah SWT., yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, Pencipta dan Pemelihara alam semesta, atas rahmat dan karunia-Nya lah akhirnya Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tidak akan pernah berhenti. Tidak lupa pula shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Penyusunan Tugas Akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan program Strata Satu (S1) di Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia. Adapun judul Tugas Akhir ini

adalah “SISTEM MONITORING ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLER BERBASIS WEB”.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini Penulis mendapatkan banyak bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer. 2. Bapak Dr. Yeffry Handoko Putra, M.T., selaku dosen wali kelas 09TK-1

sekaligus selaku dosen pembimbing Penulis yang telah meluangkan waktu untuk memberikan arahan, saran, dan bimbingan kepada Penulis.

3. Seluruh dosen Jurusan Teknik Komputer, yang telah banyak memberikan ilmu kepada Penulis.

4. Seluruh staff administrasi Jurusan Teknik Komputer, yang telah melayani dalam pengurusan administrasi akademik.

5. Kedua orang tua tercinta : Aguswan S.T & Hanum Masna M.Si yang telah

memberikan ketulusan do’a, motivasi, kasih sayang, dukungan moril dan

materil kepada Penulis.

6. Kedua kakak tercinta : Winny Franata Indra S.P & Gusty Rendra Sari SE.i

(3)

7. Rekan-rekan seperjuangan Jurusan Teknik Komputer, kelas 09TK-1, terima kasih atas kebersamaannya, semoga kita terus dapat menjaga tali silaturahmi yang telah terjalin ini.

8. Semua pihak yang telah membantu Penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhir kata semoga Allah SWT, membalas semua kebaikan dan jasa yang telah Penulis terima. Penulis berharap semoga penelitian ini bermanfaat bagi pembaca khususnya bagi penelitian dalam bidang Monitoring Energi Listrik yang akan mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Bandung, Agustus 2015

(4)

vii

HALAMAN PENGESAHAN ... ..i

HALAMAN PERNYATAAN ... ..ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR SINGKATAN ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 2

1.2 Batasan Masalah ... 2

1.3 Metodelogi Penelitian ... 3

1.4 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TEORI PENUNJANG ... 5

2.1 Monitoring Energi Listrik ... 5

2.2 Daya Listrik ... 6

2.3 Perangkat Keras Monitoring Energi Listrik ... 7

2.3.1 Mikrokontroler ... 7

2.3.2 Router ... 8

2.3.3 Sensor Arus ... 10

2.3.4 Relay ... 11

(5)

viii

2.4 Perangkat Lunak Monitoring Energi Listrik... 13

2.4.1 Sistem Operasi OpenWrt ... 13

2.4.2 Bahasa Pemograman Web ... 14

2.5 HyperText Transfer Protocol (HTTP) ... 16

2.6 Website ... 16

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 18

3.1 Diagram Blok Sistem ... 18

3.2 Diagram Blok Perangkat Keras ... 18

3.2.1 Mikrokontroler ... 20

3.2.2 Router ... 21

3.2.3 USB to Serial ... 21

3.2.4 Sensor Arus ... 22

3.2.5 Relay ... 23

3.3 Diagram Blok Perangkat Lunak ... 24

3.3.1 Instalasi OpenWrt ... 24

3.3.2 Media Penyimpanan Eksternal ... 25

3.4 Perancangan Algoritma ... 27

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ... 29

4.1 Hasil Pengujian ... 29

4.1.1 Pengujian Monitoring Energi Listrik ... 33

4.1.2 Pengujian Pengendalian Beban Listrik ... 37

4.1.3 Pengujian Perhitungan Total Energi Listrik ... 39

4.2 Analisa ... 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 42

(6)

5.2 Saran ... 42

(7)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi listrik telah menjadi salah satu kebutuhan utama masyarakat, apalagi dengan meningkatnya ekonomi dan kesejahteraan masyarakat pada saat ini menuntut kebutuhan energi listrik juga terus meningkat. Bagi pemilik rumah perangkat-perangkat yang terhubung listrik tentunya penting untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Tapi dengan tidak adanya sistem yang terpusat untuk mengendalikannya, sering kali pemilik rumah khawatir dengan penggunaan listrik saat berpergian meninggalkan rumah apalagi dengan waktu yang relatif lama. Maka dari itu untuk meningkatkan keamanan dalam mengendalikan energi listrik dalam satu rumah, perlu dilakukan monitoring energi listrik dengan sistem otomatisasi.

Namun dengan sistem listrik yang pada saat ini menggunakan kWh meter prabayar yang mengharuskan sebuah rumah hanya memakai satu kWh meter saja, tidak efisien jika sebuah rumah memerlukan pendataan pemakaian listrik tiap-tiap ruangan atau tiap-tiap kamar seperti halnya rumah kontrakan/kost. Pemilik kost tentunya ingin secara adil untuk hal pembayaran listrik rumah tersebut yang mana pemakaian listrik tiap-tiap kamar tentunya ada yang berbeda.

Oleh karena itu untuk meningkatkan kemudahan dan kenyamanan pengguna dalam monitoring listrik ini, dibuat sebuah sistem untuk monitoring pemakaian listrik tiap-tiap ruangan/kamar dengan sebuah alat yang dapat melakukan pemantauan energi listrik yang telah terpakai pada suatu ruangan/kamar melalui jaringan Internet, jadi bagi pengguna dapat melihat jumlah energi listrik yang telah terpakai tiap-tiap kamar dalam satu rumah. Juga bagi pengguna yang tidak menempati rumah tersebut tidak perlu lagi datang ke rumah tersebut hanya sekedar untuk melihat jumlah pemakaian listrik, karena sistem monitoring ini terhubung jaringan Internet yang memudahkan pemilik rumah/kost dapat mengendalikan dan memonitor pemakaian listrik dari mana saja dengan suatu alat.

(8)

Selain itu dengan adanya sistem ini, penguhuni rumah/kost dapat mengontrol pemakaian listrik jika sekiranya energi listrik yang telah digunakan cukup banyak, dan mengontrol pemakaian listrik agar tidak mencapai daya maksimum dengan cara melakukan penghematan dalam pemakaian listrik.

1.2 Maksud Dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini sebagai berikut: 1. Membuat sistem monitoring energi listrik dengan menggunakan

mikrokontroler berbasis Web.

2. Membuat alat monitoring energi listrik dengan menghubungkan perangkat listrik pada tiap-tiap ruangan/kamar suatu rumah untuk memberi kemudahan dalam akses pengawasan pemakaian listrik dan dikendalikan secara otomatis maupun manual oleh pengguna dari jarak jauh melalui jaringan Internet. 3. Mengetahui akurasi pemakaian listrik dengan menampilkan jumlah daya dan

energi yang telah digunakan dan maksimal daya yang bisa digunakan tiap ruangan/kamar pada suatu rumah.

4. Memudahkan pengguna dalam pembagian daya listrik yang bisa digunakan untuk tiap ruangan.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang penulis buat pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Di halaman Web menampilkan jumlah Watt dan kWh yang telah digunakan secara otomatis, maksimal daya yang bisa digunakan, serta menampilkan option untuk mematikan atau menghidupkan listrik secara manual.

2. Aplikasi monitoring energi listrik hanya dapat diakses menggunakan aplikasi berbasis Web.

3. Semua pengguna mempunyai hak akses yang sama dalam mengakses Website. 4. Cocok digunakan untuk pemilik kost yang mana 1 mikrokontroler bisa

(9)

1.4 Metode Penelitian

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis menggunakan metode penelitian yang terdiri dari beberapa tahapan. Tahapan-tahapan penelitian tersebut diuraikan sebagai berikut :

1. Metode studi pustaka

Yaitu metode pengumpulan infromasi yang berhubungan dengan pembuatan sistem pada Tugas Akhir ini dengan cara mencari dan mempelajari referensi dari buku dan Internet.

2. Observasi lapangan

Yaitu metode mencari dan mengumpulkan komponen-komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini.

3. Perancangan sistem

Yaitu melakukan perancangan dan pengkodean serta menghubungkan semua perangkat (hardware dan software).

4. Pengujian dan analisis

Pengujian merupakan metode untuk mengetahui hasil dari perancangan sistem yang telah dibuat, kemudian menganalisa data sistem apakah sudah berhasil sesuai dengan yang direncanakan atau belum. Selanjutnya akan dilakukan beberapa perbaikan jika terdapat kekurangan sehingga pada akhirnya diperoleh suatu kesimpulan dari hasil penelitian.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

BAB I ini berisi tentang latar belakang masalah yang menjadi alasan pemilihan judul Tugas Akhir, maksud dan tujuan yang ingin dicapai, batasan masalah yang menyatakan hal-hal yang dibatasi dalam pengerjaan Tugas Akhir ini sehingga pembaca dapat memahami sampai sebatas mana penelitian dilakukan, metode penelitian yang digunakan dalam Tugas Akhir ini, serta sistematika penulisan yang memberikan gambaran umum tentang isi tiap BAB yang ditulis.

(10)

BAB II TEORI PENUNJANG

BAB II ini diuraikan teori-teori penunjang yang berhubungan dengan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak yang diperoleh dari hasil studi pustaka, seperti teori tentang energi listrik, router, sensor, mikrokontroller, Website, OpenWrt.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III ini berisi diagram blok sistem yang diimplementasikan dengan penjelasannya, perancangan hardware, perancangan software dan algoritma yang digunakan.

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB IV ini membahas tentang cara kerja sistem, menjelaskan hasil pengujian dan menganalisa hasil pengujian sistem untuk hasil akhir maupun proses perbaikan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

BAB V ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran-saran yang mungkin dilakukan untuk pengembangan penelitian baik sebagai kelanjutan maupun pembanding terhadap hasil yang sudah didapat.

(11)

BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 Monitoring Energi Listrik

Monitoring adalah suatu proses pengumpulan dan menganalisis informasi dari penerapan suatu program termasuk mengecek secara reguler untuk melihat apakah kegiatan/program itu berjalan dengan baik sehingga masalah yang dilihat/ditemui dapat diatasi. Sedangkan energi listrik adalah energi yang berasal dari muatan listrik yang menyebabkan medan listrik statis atau gerakan elektron dalam konduktor (pengantar listrik) atau ion (positif atau negatif) dalam zat cair atau gas. Energi listrik dinamis dapat diubah menjadi energi lain dengan tiga komponen dasar, sesuai dengan sifat arus listriknya. Jadi energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan oleh peralatan listrik.

Untuk kepraktisan dalam penerapan sistem monitoring energi listrik, sistem ini memilih pemakaian Web untuk melakukan proses monitoring. Dengan adanya sistem monitoring energi listrik berbasis Web ini maka proses monitoring akan lebih mudah karena dapat dilakukan kapan saja dan dimana saja, hal ini didukung dengan adanya infrastruktur Internet yang semakin berkembang. Selain berbasis Web, sistem ini juga merupakan pengembangan dari alat kWh meter yang sudah ada, hanya saja sistem monitoring energi listrik mengoptimalkan penggunaan mikrokontroler Arduino yang sudah umum di pasaran.

Sebuah sistem monitoring energi listrik mengintegrasikan perangkat listrik di sebuah rumah atau sebuah ruangan dengan satu sama lain. Sistem monitoring energi listrik juga berfungsi sebagai manajemen energi yang merupakan teknik untuk memonitor, menganalisa dan mengontrol aliran energi yang ada dalam sebuah sistem sehingga efisiensi penggunaan energi yang maksimal dapat tercapai. Manajemen energi adalah aktifitas dalam menggunakan energi dengan bijaksana dan efektif untuk memaksimalkan keuntungan (minimize costs) dan meningkatkan kondisi yang kompetitif (Cape Hart dkk,1997).

(12)

2.2 Daya Listrik

Daya listrik atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Electrical Power adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit/rangkaian. Sumber energi seperti tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik sedangkan beban yang terhubung dengannya akan menyerap daya listrik tersebut.

Arus merupakan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol “I” (dari kata Perancis: intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi dari luar yang mempengaruhinya. Sedangkan tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan pada elemen atau komponen dari satu terminal ke terminal lainnya, atau pada kedua terminal akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya.

Sedangkan berdasarkan konsep usaha, yang dimaksud dengan daya listrik adalah besarnya usaha dalam memindahkan muatan per satuan waktu atau lebih singkatnya adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik. Berdasarkan definisi tersebut, perumusan daya listrik adalah sebagai berikut :

(13)

Dimana :

P = Daya Listrik dengan satuan Watt (W) W = Energi dengan satuan Joule (J)

t = waktu dengan satuan detik (s)

V = Tegangan Listrik dengan Satuan Volt (V) I = Arus Listrik dengan satuan Ampere (A) R = Hambatan dengan satuan Ohm (Ω)

Satuan turunan Watt yang sering dijumpai diantaranya adalah : 1 miliWatt = 0,001 Watt

1 kiloWatt = 1.000 Watt 1 MegaWatt = 1.000.000 Watt

2.3 Perangkat Keras Monitoring Energi Listrik

Dalam sistem monitoring energi listrik dibutuhkan beberapa perangkat keras yang merupakan bagian fisik dari sistem ini. Berikut akan dijelaskan tentang fungsi dan dasar teori dari perangkat-perangkat yang digunakan, seperti mikrokontroler, router, sensor arus, relay, dan USB to serial.

2.3.1Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas, rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi, serta pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak. Mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.

(14)

Pada sistem ini digunakan mikrokontroler jenis Arduino ProMini dengan chip mikrokontroler Atmega328. Berikut adalah spesifikasi Arduino ProMini :

- Catu daya : 5VDC - 12VDC

- Berbasis mikrokontroler : ATmega328 (frekuensi clock 16 MHz) - Digital I/Os : 14 pin (of which 6 provide PWM output) - Analog Input : 8 pin (of which 4 are broken out onto pins) - Port antarmuka : Serial UART

- Port pemograman : Serial / USB (FTDI Basic Breakout Board) - Analog to Digital Conversion (ADC)

- Flash Memory : 32 KB (of which 2 KB used by bootloader)

- Dimensi : 18mm x 33mm.

Gambar II.1 Arduino ProMini

2.3.2Router

Router adalah perangkat yang menghubungkan dua atau lebih jaringan bersama-sama. Router kelas konsumen dan router untuk bisnis yang lebih besar dan perusahaan sangat berbeda dalam hal fungsi. Secara umum router berfungsi sebagai pembagi koneksi, sebagai penghubung antar dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Namun router berbeda

(15)

dengan Switch, karena Switch hanya digunakan untuk menghubungkan beberapa komputer dan membentuk LAN (Local Area Network). Sedangkan router digunakan untuk menghubungkan antar satu LAN dengan LAN yang lainnya.

Router dirancang untuk menyediakan jaringan lokal serta konektivitas Internet nirkabel. Router menyediakan kedua koneksi Internet kabel dan nirkabel. Sebuah router nirkabel yang tidak digunakan untuk Internet nirkabel ini dikenal sebagai jalur akses, atau AP. Router menyiarkan sinyal konektivitas Internet, yang memungkinkan perangkat nirkabel seperti tablet PC, sistem video game, ponsel pintar dan komputer laptop untuk terhubung tanpa kabel. Untuk membuat sistem monitoring energi listrik ini penulis memilih TP-Link TL-MR3020 sebagai router yang digunakan. Berikut merupakan spesifikasi router TP-Link TL-MR3020 :

HARDWARE FEATURES

Interface 1 10/100Mbps WAN/LAN Port, USB 2.0 Port untuk 3G modem, sebuah Port mini USB untuk power supply.

Button Quick Setup Security Button, Reset Button, Mode Switch External Power Supply 5VDC/1.0A

Dimensions(W x D x H) 2.9 x 2.6 x 0.9 in. (74 x 67 x22 mm)

WIRELESS FEATURES

Wireless Standards IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b

Frequency 2.4-2.4835GHz

Wireless Modes 3G Router, Travel Router (AP), WISP Client Router Wireless Security Support 64/128 bit WEP, WPA-PSK/WPA2-PSK,

Wireless MAC Filtering

SOFTWARE FEATURES

DHCP Server, DHCP Client List, Address Reservation Port Forwarding Virtual Server, Port Triggering, DMZ, UPnP

Access Control Parental Control, Host List, Access Schedule, Rule Management

(16)

Gambar II.2 Router TP-Link MR3020

2.3.3Sensor Arus

Pengukuran atau pendeteksian arus listrik merupakan salah satu dari parameter utama yang diperlukan dalam kelistrikan. Misalkan untuk pengukuran arus yang besar, pengukuran daya dan sebagai parameter proteksi. Current Transformer atau CT adalah salah satu tipe trafo instrumentasi yang menghasilkan arus di sekunder dimana besarnya sesuai dengan ratio dan arus primernya. Ada 2 standart yang paling banyak diikuti pada CT yaitu : IEC 1 (BSEN 60044-1) & IEEE C57.13 (ANSI), meskipun ada juga standart Australia dan Canada.

CT umumnya terdiri dari sebuah inti besi yang dililiti oleh konduktor beberapa ratus kali. Output dari skunder biasanya adalah 1 atau 5 Ampere, ini ditunjukan dengan ratio yang dimiliki oleh CT tersebut. Misal 100:1, berarti sekunder CT akan mengeluarkan output 1 Ampere jika sisi primer dilalui arus 100 Ampere. Jika 400:5, berarti sekunder CT akan mengeluarkan output 5 Ampere jika sisi primer dilalui arus 400 Ampere. Dari kedua macam output tersebut yang paling banyak ditemui, dipergunakan dan lebih murah adalah yang 5 Ampere.

Transformer arus (CT) merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur arus AC. Dapat digunakan untuk mengukur seluruh arus listrik di sebuah bangunan. Sensor ini bentuknya non-invasive sehingga dapat digunakan tanpa perlu mengubah wiring existing terlebih dahulu. Cara kerjanya yaitu koil induksi yang mendeteksi perubahan medan magnet yang terjadi di sekeliling konduktor pembawa arus. Dengan mengukur jumlah arus yang dibangkitkan oleh koil kita dapat menghitung jumlah arus yang melewati konduktor tersebut.

(17)

Berikut ini merupakan spesifikasi dari sensor arus (Current Transformer Non-Invasive) :

Model : SCT-013-000

Bahan inti : ferrit Bahan eksternal : plastik Panjang kabel : 1.5 m

Input Current : 0 ~ 100A AC Output Mode : 0 ~ 50mA Non-linearitas : ± 3%

Putar Ratio : 100A: 0.05A

Temperatur Kerja : -25 ° C ~ + 70 ° C

Kekuatan Dielektrik (antara shell dan output) : 1000V AC / 1min 5mA Terbuka Ukuran : 13mm x 13mm

Gambar II.3 Sensor Arus

2.3.4Relay

Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

(18)

Beberapa fungsi relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan elektronika diantaranya adalah :

a. Relay digunakan untuk menjalankan fungsi logika (Logic Function)

b. Relay digunakan untuk memberikan fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)

c. Relay digunakan untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari signal tegangan rendah.

d. Ada juga relay yang berfungsi untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan tegangan ataupun hubung singkat

Gambar II.4 Relay

2.3.5USB to Serial

Komputer bekerja dengan perangkat yang berbeda dalam rangka untuk melakukan berbagai tugas. Perangkat ini terhubung ke komputer dalam jumlah yang berbeda dari cara yang dapat berupa melalui port serial yang berisi pin kecil atau melalui port USB. Namun, sebagian besar perangkat yang kompatibel dengan komputer di pasar hanya datang dengan satu port dan tidak keduanya. Karena ini adalah penting bahwa pengguna memiliki kabel yang mengkonversi port dan membuat perangkat yang kompatibel. Salah satu kabel ini adalah USB to Serial Converter.

USB to serial digunakan untuk mengubah data dari data paralel yang berada pada router menjadi data serial. Tujuan dari perubahan ini karena data serial lebih mudah diproses oleh mikrokontroler dan komunikasi serial lebih sedikit dalam pengkabelan.

(19)

Gambar II.5 USB to Serial

2.4 Perangkat Lunak Monitoring Energi Listrik

Dalam sistem monitoring energi listrik berbasis Web ini juga dibutuhkan beberapa perangkat lunak seperti sistem operasi OpenWrt dan HTML. Berikut akan dijelaskan tentang dasar teori dari perangkat lunak yang digunakan dalam membangun sistem ini.

2.4.1Sistem Operasi OpenWrt

OpenWrt merupakan distribusi linux yang khusus ditujukan untuk embedded device. OpenWrt dibangun dengan fitur lengkap dan sistem operasi yang mudah dimodifikasi untuk sebuah router. Komponen utama dari OpenWrt adalah sama dengan yang digunakan oleh linux pada umumnya seperti kernel linux, uClibs, BusyBox Shell Interpreter dan paket manager. Semua komponen tersebut dipaket ulang agar bisa digunakan untuk router yang memiliki kapasitas penyimpanan terbatas.

Beberapa embedded device yang mampu menjalankan OpenWrt antara lain router, smartphone, tablet, dan laptop. Namun, OpenWrt bisa juga dijalankan dalam sebuah komputer biasa sebagai sistem operasi. Beberapa fitur yang dimiliki oleh OpenWrt antara lain :

1. Paket Manager Opkg. Opkg merupakan paket manager yang mirip dengan dpkg pada linux debian atau pacman pada linux lainnya.

2. Repository OpenWRT memiliki repository dengan lebih dari 2000 paket yang dibuat khusus agar sesuai dengan spesifikasi sebuah router.

(20)

3. Sysupgrade Fitur Sysupgrade memungkinkan pengguna untuk menginstall firmware baru tanpa merubah konfigurasi dari firmware yang lama.

4. Wireless Router dengan OpenWRT sebuah router mampu dimaksimalkan fiturnya menjadi Wireless Repeater, Wireless Access Point dan Wireless Bridge.

5. Perangkat keras USB OpenWRT mendukung beberapa perangkat keras berbasis USB diantaranya adalah modem GSM/CDMA, printer sharing, flashdisk, webcam, USB Audio.

2.4.2Bahasa Pemograman Web

Pemrograman Web atau dalam bahasa inggris Web programming terdiri dari dua kata yaitu pemrograman dan Web. Pemrograman adalah kumpulan instruksi atau perintah tertulis yang dibuat oleh manusia secara logis untuk memerintahkan komputer agar melakukan langkah atau proses tertentu dalam menyelesaikan suatu masalah. Pemrograman biasanya menghasilkan sebuah perangkat lunak baru yang dapat dijalankan dengan mudah oleh orang lain tanpa harus mengetahui tahapan-tahapan detail dalam melakukan tugas tersebut. Sedangkan kata Web, dapat diartikan sebagai halaman atau media informasi yang dapat diakses dengan perangkat lunak browser melalui jaringan komputer atau Internet.

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa pemrograman Web adalah proses membuat aplikasi komputer yang dapat digunakan/ditampilkan dengan bantuan browser. Contoh hasil pemrograman Web seperti Flickr, Gmail, Google Maps, dan juga Facebook. Keunggulan aplikasi berbasis Web sebagai berikut:

1. Kita dapat menjalankan aplikasi berbasis Web dimanapun kapanpun tanpa harus melakukan penginstalan.

2. Terkait dengan isu lisensi (hak cipta), kita tidak memerlukan lisensi ketika menggunakan web-based application, sebab lisensi telah menjadi tanggung jawab dari Web penyedia aplikasi.

3. Dapat dijalankan di siistem operasi manapun. Tidak perduli apakah kita menggunakan linux, windows, aplikasi berbasis Web dapat dijalankan asalkan kita memiliki browser dan akses Internet.

(21)

4. Dapat diakses lewat banyak media seperti komputer dan handphone yang sudah sesuai dengan standard WAP.

5. Tidak perlu spesifikasi komputer yang tingggi untuk menggunakan aplikasi berbasis Web ini, sebab sebagian besar proses dilakukan di Web server penyedia aplikasi berbasis Web ini.

Dengan pemrograman Web, halaman Web yang semula hanya menampilkan informasi, dapat lebih interaktif seperti bisa memberi komentar dan menyimpannya, bisa kirim gambar, bisa melakukan pencarian data, atau dengan kata lain bisa lebih memahami apa yang sedang anda perlukan. Pada sistem ini digunakan bahasa pemograman HTML dan Javascript untuk membuat aplikasi berbasis Web atau Website.

HTML (HyperText Markup Language) yaitu bahasa pemrograman standar yang digunakan untuk membuat sebuah halaman Web, yang kemudian dapat diakses untuk menampilkan berbagai informasi di dalam sebuah penjelajah Web Internet (browser) . HTML dapat juga digunakan sebagai link antara file-file dalam situs atau dalam komputer dengan menggunakan local host, atau link yang menghubungkan antar situs dalam dunia Internet. Supaya dapat menghasilkan tampilan wujud yang terintegerasi pemformatan hiperteks sederhana ditulis dalam berkas format ASCII sehingga menjadi halaman Web dengan perintah-perintah HTML. HTML merupakan sebuah bahasa yang bermula bahasa yang sebelumnya banyak dipakai di dunia percetakan dan penerbitan yang disebut Standard

Generalized Markup Language (SGML). Sekarang ini HTML merupakan standar

Internet yang dikendalikan dan didefinisikan pemakaiannya oleh World Wide Web

Consortium (W3C).

Javascript merupakan bahasa pemrograman komputer yang dinamis. Biasanya sering digunakan pada Web browser untuk menciptakan halaman Web yang menarik, interaktif, serta menerapkan berbagai fungsi pada halaman Web. Javascript tidak memerlukan sebuah compiler agar kode yang ada di dalamnya bisa dijalankan. Kode dari Javascript langsung diterjemahkan oleh Web browser. Untuk dapat menjalankan Javascript, Web browser harus support Javascript.

(22)

Semua Web browser yang ada pada masa sekarang ini umumnya sudah mendukung Javascript. Javascript biasanya ditulis pada dokumen HTML atau dengan membuat file terpisah yang kita hubungkan dengan dokumen HTML. Untuk penulisan Javascript di dalam dokumen HTML, penulisan scriptnya bisa kita tulis di dalam tag <head> </head> atau di dalam tag <body></body>. Cara penulisannya ada dengan menuliskan tag <script type="text/javascript> Kode Javascript </script>. Sedangkan apabila kita menggunakan file Javascript yang terpisah, kita bisa menambahkan tag <script type="text/javascript" src="filejavascript.js"></script>.

2.5 HyperText Transfer Protocol (HTTP)

Dalam pengertian HTTP menetapkan bagaimana pesan diformat dan ditransmisikan, dan apa tindakan dari Web server dan browser sebagai respon pada berbagai perintah. Oleh karena protokol adalah seperangkat aturan dan prosedur untuk komunikasi pada jaringan dan juga HTTP adalah sebuah protokol, maka HTTP di dalam dirinya sendiri adalah seperangkat aturan dan prosedur yang digunakan untuk berkomunikasi melalui World Wide Web. Jadi HTTP adalah sebuah protokol untuk melakukan akses antara client dan server. Client dan server masing-masing saling menerima dan menjawab request keduanya.

Client merupakan sembarang sistem atau proses yang melakukan suatu permintaan data atau layanan ke server sedangkan server adalah, sistem atau proses yang menyediakan data atau layanan yang diminta oleh client. Client-Server adalah pembagian kerja antara server dan client yg mengakses server dalam suatu jaringan. Jadi arsitektur client-server adalah desain sebuah aplikasi terdiri dari client dan server yang saling berkomunikasi ketika mengakses server dalam suatu jaringan.

2.6 Website

Website atau situs dapat diartikan sebagai kumpulan halaman yang menampilkan informasi data teks, data gambar diam atau gerak, data animasi, suara, video dan atau gabungan dari semuanya, baik yang bersifat statis maupun

(23)

dinamis yang saling terkait dimana masing-masing dihubungkan dengan jaringan-jaringan halaman (hyperlink). Dalam sisi pengembangannya, Website statis hanya bisa diupdate oleh pemiliknya saja, sedangkan Website dinamis bisa diupdate oleh pengguna maupun pemilik. Untuk membaca dan menampilkan halaman sebuah Website diperlukan Web browser. Contoh Web browser _{yang cukup populer}

seperti Mozilla Firefox, Google Chrome, Internet Explorer, Opera, Safari dan lain-lain.

Manfaat dan kegunaan memiliki sebuah Website sangatlah banyak, di antaranya sebagai media promosi, media komunikasi, media interaksi, dan media bisnis. Pada Tugas Akhir ini Website berfungsi sebagai media informasi untuk memonitoring sekaligus mengendalikan energi listrik tiap rungan dalam satu rumah sehingga pemilik rumah dapat mengaksesnya lebih efisien dengan jaringan Internet. Berikut adalah manfaat Website secara umum :

a) Menyediakan informasi-informasi yang bisa dengan mudah diakses, dilihat, dan diketahui oleh orang banyak

b) Informasi tersebut bisa diakses selama 24 jam non stop

c) Menjangkau daerah yang luas karena media Internet yang memungkinkan akses dari seluruh belahan dunia

d) Mudah dikelola, dengan memilih jasa pembuatan Website yang baik, anda bisa memperoleh sarana update informasi yang mudah dioperasikan.

(24)

42 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka diperoleh beberapa kesimpulan seperti sebagai berikut :

1. Sistem monitoring energi listrik ini cocok digunakan bagi pemilik kost untuk mempermudah dalam pembagian daya listrik dan memonitoring energi listrik tiap kamar/ruangan.

2. Pada sebuah rumah, sistem ini dapat memonitoring maksimal 7 ruangan dengan menggunakan 1 mikrokontroler.

3. Tingkat keberhasilan menghitung daya dan energi listrik pada sistem ini berjalan baik walaupun masih terdapat error sekitar 5 Watt. Hal ini ditunjukkan pada saat melakukan pengujian monitoring sebuah ruangan yang terdapat beberapa perangkat listrik seperti setrika, charger handphone, lampu, dan lain sebagainya.

4. Option tombol ON dan OFF berhasil digunakan dengan baik melalui

Website. Dengan sistem berbasis Web maka mempermudah untuk memusatkan pengendalian beban listrik secara otomatis maupun manual dan monitoring energi listrik dari jarak jauh melalui jaringan Internet.

5.2 Saran

Untuk pengembangan lebih lanjut dalam pengembangan tentang sistem monitoring energi listrik menggunkan mikrokontroler berbasis Web diajukan beberapa saran antara lain :

1. Pada perancangan Tugas Akhir ini sistem berjalan baik hanya menggunakan sensor arus saja. Penambahan sensor tegangan untuk mengetahui perbedaan akurasi data hasil percobaan.

(25)

2. Penambahan perangkat listrik induktansi pada percobaan untuk mengetahui kinerja sistem dalam menghindari terjadinya accident trip.

3. Notifikasi pada Website jika daya yang digunakan hampir mencapai daya maksimum.

4. Perbaikan database pada history yang lebih detail tentang penjadwalan untuk status listrik dan report jika terjadi insiden eskalasi.

(26)

[1] Thoyib, Muhammad. 2011, Perancangan Monitoring Daya Listrik Real Time Dengan IC ADE 7752 Berbasis ATmega16. Universitas Sebelas Maret Surakarta.

[2] Iqbal, Muhammad. 2013, Sistem Monitoring Beban Energi Listrik Berbasis Mikrokontropoler Arduino. Universitas Pendidikan Indonesia Bandung. [3] Rusti, Dayita Andyan. 2013, Monitoring Pemakaian Energi Listrik Berbasis

Mikrokontroler. Politeknik Elektronika Negeri ITS Surabaya.

[4] Ariyani, Heri Saffarudin. 2014, Perancangan Sistem Home Automation Dengan Menggunakan Mini Router Berbasis OpenWrt. Universitas Komputer Indonesia Bandung

[5] Datasheet Arduino ProMini. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web:

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardProMini

[6] Datasheet Sensor Arus. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web:

http://www.openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ct-sensors-introduction

[7] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal 16 Maret 2015, dari world wide web :

http://www.produksielektronik.com/2013/10/cara-prinsip-kerja-relay-fungsi-simbol-relay/

[8] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal 30 Maret 2015, dari world wide web :

(27)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Hestry Angraini

Tempat, Tanggal Lahir : Taluk Kuantan, 20 Mei 1991

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Alamat E-mail : hestrykuliah@yahoo.com

Alamat Asal : Dusun Tengah RT 002 RW 001, Desa Seberang Taluk, Kecamatan Kuantan Tengah, Kabupaten Kuantan Singingi, Taluk Kuantan, RIAU

Alamat Sekarang : Jl. Djuanda Atas RT 06 RW 09, Kecamatan Coblong, Dago Atas, Bandung, Jawa Barat

Riwayat Pendidikan : Universitas Komputer Indonesia SMK Taruna Satria Pekanbaru SMP Negeri 2 Taluk Kuantan SD Negeri 004 Seberang Taluk

(28)

SISTEM MONITORING ENERGI LISTRIK MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER BERBASIS WEB

Hestry Angraini1,Yeffry Handoko Putra2 1,2

Teknik Komputer Unikom, Bandung 1

hestrykuliah@yahoo.com, 2yeffry.handoko@gmail.com

ABSTRAK

Monitoring energi listrik secara otomatisasi bermanfaat bagi pengguna listrik untuk mempermudah dan meningkatkan keamanan dalam mengendalikan energi listrik pada suatu rumah. PLN hanya memberikan satu buah kWh meter saja untuk tiap rumah. Agar lebih efisien dalam monitoring maka dengan mikrokontroler (ProMini) dan sensor arus (Current Transformer Non-Invasive) sebagai pengolahan data, dirancang sistem untuk monitoring pemakaian listrik tiap-tiap ruangan/kamar dengan alat kWh meter. Alat kWh meter tersebut digunakan sebagai client, dan pada perancangan sistem ini menggunakan wireless router TP-Link MR3020 berbasis Linux OpenWrt sebagai server. Sensor arus yang dialiri beban listrik akan diukur kuat arusnya dan dikirimkan ke mikrokontroler untuk pengolahan data, kemudian data yang sudah diolah akan dikirimkan ke server agar bisa ditampilkan di Website. Sistem monitoring energi listrik ini berbasis Web sebagai user interface, berfungsi untuk memudahkan monitoring dan mengendalikan pemakaian energi listrik tiap ruangan pada suatu rumah melalui jaringan Internet. Halaman Website menampilkan jumlah daya dan energi listrik yang telah digunakan, daya maksimal, dan sisa daya yang masih bisa digunakan, serta tersedia perintah ON dan OFF untuk mengendalikan beban listrik secara manual.

Kata kunci: Monitoring energi listrik, kWh meter, Mikrokontroler, Berbasis Web 1. PENDAHULUAN

Energi listrik telah menjadi salah satu kebutuhan utama masyarakat karena bagi pemilik rumah perangkat-perangkat yang terhubung listrik tentunya penting untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Tapi dengan tidak adanya sistem yang terpusat untuk mengendalikannya, sering kali pemilik rumah khawatir dengan penggunaan listrik saat berpergian meninggalkan rumah apalagi dengan waktu yang relatif lama. Maka dari itu untuk meningkatkan keamanan dalam mengendalikan energi listrik dalam satu rumah, perlu dilakukan monitoring energi listrik dengan sistem otomatisasi. Namun dengan sistem listrik yang pada saat ini menggunakan kWh meter prabayar yang mengharuskan sebuah rumah hanya memakai satu kWh meter saja, tidak efisien jika sebuah rumah memerlukan pendataan pemakaian listrik tiap-tiap ruangan atau tiap-tiap-tiap-tiap kamar seperti halnya rumah kontrakan/kost. Oleh karena itu, dibuat sebuah sistem untuk monitoring pemakaian listrik tiap-tiap ruangan/kamar dengan sebuah

alat yang dapat melakukan pemantauan energi listrik pada suatu ruangan/kamar melalui jaringan Internet.

Juga bagi pengguna yang tidak menempati rumah tersebut tidak perlu lagi datang ke rumah tersebut hanya sekedar untuk melihat jumlah pemakaian listrik, karena sistem monitoring ini terhubung jaringan Internet yang memudahkan pemilik rumah/kost dapat mengendalikan dan memonitor pemakaian listrik dari mana saja. Pada sistem yang cocok digunakan untuk pemilik kost ini, sistem menggunakan router TP-Link MR3020 sebagai server berbasis sistem operasi Linux OpenWrt. Aplikasi monitoring energi listrik hanya dapat diakses menggunakan aplikasi berbasis Web. Yang mana di halaman Web menampilkan jumlah kWh yang telah digunakan secara otomatis dan maksimal daya yang bisa digunakan, serta menampilkan option untuk mematikan atau menghidupkan listrik secara manual. Dalam penyelesaian penelitian ini penulis menggunakan metode studi pustaka, observasi

(29)

Hestry Angraini, Yeffry Handoko Putra

2 lapangan, perancangan sistem, pengujian dan analisis.

2. PERANCANGAN

Perancangan yang dilakukan pada sistem ini terdiri dari perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras yaitu perancangan sistem menggunakan komponen-komponen yang terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Blok Perangkat Keras Router _{berfungsi sebagai}_server_{dan pembagi} koneksi ke beberapa device yang memiliki penangkap sinyal wifi. Pada sistem monitoring energi listrik ini router juga sebagai server untuk data sensor dan perintah untuk memonitoring perangkat listrik di rumah, serta menghubungkan antara mikrokontroler dengan sistem yang terhubung ke Website.

Gambar 2. Router TP-Link MR3020 Mikrokontroler befungsi sebagai pengatur dan pengolahan data hasil dari pengukuran sensor. Pada sistem ini mikrokontroler juga digunakan untuk menghubungkan sensor arus ke router.

Gambar 3. Arduino ProMini

Sensor arus merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir kemudian mengirimkan hasilnya ke mikrokontroler untuk pengolahan data. Pada sistem ini sensor arus yang digunakan jenis Current Transformer non-invasive yang merupakan output analog dan diubah ke dalam digital menggunakan ADC.

Gambar 4. Sensor Arus

Relay berfungsi sebagai saklar yang menghubungkan beban listrik ke sensor arus. Relay akan bekerja jika relay tersebut dialiri listrik, ketika kapasitas yang bisa ditampung relay tersebut terlampaui maka relay itu akan memutus atau menyambungkan arus listrik.

Gambar 5. Relay

USB to Serial digunakan untuk mengubah data dari data paralel yang berada pada router menjadi data serial. Tujuan dari perubahan ini karena data serial lebih mudah diproses oleh mikrokontroler dan komunikasi serial lebih sedikit dalam pengkabelan.

(30)

3 Gambar 6. USB to Serial

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak juga dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini sebagai pendukung untuk mempermudah penyimpanan data, komunikasi dan memfungsikan sistem agar lebih efisien. Gambar 7 merupakan diagram blok dari perangkat lunak pada router yang memiliki sistem operasi OpenWrt. Pada sistem ini router digunakan sebagai server untuk menjalankan berbagai fungsi dari Website. Untuk membuat sebuah Website yang mana pada sistem ini berfungsi sebagai halaman informasi dan mengefisiensi komunikasi, juga dibutuhkan komponen HTML dan Javascript.

Gambar 7. Blok Diagaram Perangkat Lunak Pada sistem ini dilakukan perancangan algoritma untuk menjelaskan prosedur dari pembacaan data sampai menampilkan data melalui Website. Gambar 8 di bawah ini merupakan diagram alir dari prosedur sistem beserta tabel data karakternya :

Tabel 1. Data Karakter Diagram Alir

Gambar 8. Diagram Alir Sistem

Gambar 8 di atas menjelaskan algoritma dari sistem monitoring energi listrik. Pertama pengecekan dari sensor dan modul yang digunakan, program utamanya sendiri terdiri dari program pembacaan sensor, program seleksi, dan program pengiriman. Program pembacaan sensor arus merupakan program looping yang akan terus menerus bekerja untuk mengambil data dari beban listrik melalui relay. Program seleksi merupakan program untuk memonitoring apakah ada arus yang masuk

No Data

Karakter Kondisi

1 RMANU1 Relay ON

2 RMANU0 Relay OFF

3 Dmax Daya Maksimum

4 k1 Kirim data beban ke sensor

5 b1

Baca data dan pengolahan di sensor

6 k3

Kirim data sensor ke mikrokontroler

7 b2

Baca data dan pengolahan di mikrokontroler

8 b3

Baca data serial dari mikrokontroler

(31)

Hestry Angraini, Yeffry Handoko Putra

4 melalui sensor arus atau tidak jika iya akan dikirimkan ke mikrokontroler untuk proses pengolahan data dan terakhir data tersebut dikirimkan ke server agar bisa ditampilkan ke Website.

3. HASIL PENGUJIAN

Pengujian yang telah dilakukan meliputi pengujian tentang monitoring energi listrik berbasis Web, pengujian pengendalian beban listrik, dan pengujian perhitungan total energi listrik.

Pengujian Monitoring Energi Listrik

Tujuan dari tahap pengujian ini adalah untuk mengetahui dan mengukur apakah alat berfungsi dengan baik, untuk mengetahui tingkat keberhasilan sistem yang telah dibuat, dan untuk mengetahui kinerja router yang pada sistem ini juga berfungsi sebagai server dalam memonitoring energi listrik tiap-tiap ruangan berbasis Web.

Hasil monitoring dapat dilihat pada halaman Website seperti pada Gambar 9 yang mana ditampilkan dalam bentuk angka satuan Watt untuk daya dan kWh untuk energi listrik.

Gambar 9. Tampilan Halaman Monitoring Energi Listrik

Pada halaman Website ini user dapat melihat maksimum daya yang bisa digunakan, yang telah disetting terlebih dahulu oleh admin. Selain itu, user juga bisa melihat jumlah daya yang telah terpakai dan sisa daya yang masih bisa dipakai. Tujuannya untuk mengantisipasi menghindari terjadinya kelebihan daya. Untuk memonitoring banyaknya pemakaian per ruangan dan mempermudah perhitungan akurasi pembayaran tagihan listrik maka ditampilkan juga total kWh yang telah digunakan. Data hasil pembacaan sensor arus ditampilkan dalam jarak waktu 2 detik.

Tabel 2 berikut merupakan tabel hasil dari pengujian monitoring energi listrik selama 20 detik dengan interval waktu 2 detik. Percobaan dilakukan menggunakan beban listrik lampu 25 Watt. Untuk daya terjadi naik turun karena pengaruh tegangan listrik yang naik turun, sedangkan untuk total nilai energi listriknya mengalami peningkatan secara stabil yang ditampilkan dalam satuan kWh.

Tabel 2. Hasil Monitoring Energi Listrik

Pada tahap pengujian energi listrik juga terjadi over daya listrik yang mengakibatkan relay memutuskan arus listrik secara otomatis. Pada halaman monitoring energi listrik terdapat sisa daya yang masih bisa digunakan, jika sisa daya mendekati limit maka akan muncul peringatan untuk user pada halaman Website dengan

tulisan “Kurangi_Pemakaian” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Namun jika peringatan itu diabaikan dan pemakaian listrik melebihi daya yang telah ditentukan maka secara otomatis listrik akan mati. Tampilan Website untuk kelebihan daya listrik bisa dilihat pada Gambar 11.

Gambar 10. Tampilan Halaman Peringatan Limit Daya No Interval Waktu (detik) Daya yang Ditampilkan (Watt) Energi yang Ditampilkan (kWh)

1 2 27 0.00057

2 4 24 0.00057

3 6 25 0.00057

4 8 24 0.00057

5 10 28 0.00057

6 12 25 0.00057

7 14 24 0.00057

8 16 26 0.00093

9 18 26 0.00093

(32)

5 Gambar 11. Tampilan Halaman Over Daya

Listrik

Tabel 3 berikut merupakan hasil pengujian untuk kelebihan daya maksimum. Pengujian dilakukan menggunakan 3 jenis beban listrik yaitu lampu 25 Watt, lampu 20 Watt dan charger handphone 8 Watt dengan daya maksimum diatur sebesar 50 Watt. Percobaan dilakukan dengan interval waktu 2 detik, namun beban listrik dinyalakan secara berurutan. Beban listrik yang digunakan pertama yaitu lampu 25 Watt kemudian pada detik ke-14 beban listrik ditambah dengan lampu 20 Watt. Dari hasil percobaan listrik mati karena over daya pada detik ke-20 karena beban ditambah dengan charger handphone sebesar 8 Watt.

Tabel 3. Hasil Pengujian Over Daya Listrik

Pengujian Pengendalian Beban Listrik Tahap pengujian ini bertujuan untuk mengendalikan beban listrik secara otomatis maupun manual yang dilakukan oleh admin. Gambar 12 merupakan tampilan halaman Website untuk admin.

Gambar 12. Tampilan Halaman Admin Adminlah yang mengatur jumlah daya yang bisa dipakai pada tiap-tiap ruangan atau kamar. Serta terdapat pilihan untuk mengendalikan beban listrik secara manual, berfungsi jika suatu ketika admin hendak mematikan atau menyalakan listrik pada ruangan tersebut. Jika pada suatu ruangan daya listrik yang digunakan melebihi daya maksimum yang sebelumnya telah diatur oleh admin, maka secara otomatis sambungan relay akan terputus yang mengakibatkan listrik pada ruangan tersebut akan mati.

Hasil pengujian untuk mengetahui perhitungan waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan listrik dari Website secara manual dapat dilihat pada tabel 4. Perhitungan dimulai ketika user menekan tombol ON pada manual switch hingga listrik menyala. Dari 10 kali hasil pengujian yang telah dilakukan, berhasil 10 kali untuk menyalakan listrik dengan waktu rata-rata sebesar 2.76 detik.

Tabel 4. Hasil Pengujian Listrik ON Manual

No Interval Waktu (detik) Daya Terpakai (Watt) Daya Sisa (Watt) Keterangan

1 2 24 ₂₆ Listrik Menyala

2 4 26 ₂₄ Listrik Menyala

3 6 23 ₂₇ Listrik Menyala

4 8 26 ₂₄ Listrik Menyala

5 10 24 ₂₆ Listrik Menyala

6 12 26 ₂₄ Listrik Menyala

7 14 48 ₂ Listrik Menyala

8 16 47 ₃ Listrik Menyala

9 18 47 ₃ Listrik Menyala

10 20 over _-1 Listrik Mati

No Waktu (detik) Keterangan

1 2.7 Listrik Nyala

2 2.7 Listrik Nyala

3 2.9 Listrik Nyala

4 2.8 Listrik Nyala

5 2.8 Listrik Nyala

6 2.8 Listrik Nyala

7 2.7 Listrik Nyala

8 2.7 Listrik Nyala

9 2.7 Listrik Nyala

10 2.8 Listrik Nyala

(33)

Hestry Angraini, Yeffry Handoko Putra

6 Hasil pengujian untuk mengetahui perhitungan waktu yang dibutuhkan untuk mematikan listrik dari Website secara manual dapat dilihat pada tabel 5. Perhitungan dimulai ketika user menekan tombol OFF pada manual switch hingga listrik mati. Dari 10 kali hasil pengujian yang telah dilakukan, berhasil 10 kali untuk mematikan listrik dengan waktu rata-rata sebesar 2.59 detik.

Tabel 5. Hasil Pengujian Listrik OFF Manual

Pengujian Perhitungan Total Energi Listrik Pada halaman Website untuk admin terdapat halaman history yang berfungsi sebagai penyimpanan perhitungan total dari daya dan energi listrik yang telah digunakan. Gambar 13 merupakan contoh dari hasil pengujian perhitungan total energi listrik yang telah digunakan dalam beberapa menit.

Gambar 13. Tampilan Halaman History

Data yang ditampilkan pada Gambar 13 di atas merupakan data rata-rata daya yang dikirimkan mikrokontroler ke router setiap 1 menit dari hasil pengujian daya listrik pada halaman monitoring. Pada halaman history ini juga ditampilkan data total rata-rata energi listrik yang telah digunakan dalam satun kWh. Selain itu pada halaman history ini juga terdapat penjadwalan hari, tanggal, bulan, tahun, dan jam guna untuk melihat detail waktu kapan listrik digunakan.

Analisa

Setelah melakukan percobaan terdapat beberapa kondisi yang terjadi pada sistem yaitu:

1. Data yang didapatkan dari mikrokontroler akan disimpan pada media penyimpanan data, kecuali pada saat sistem dimatikan. Pada saat sistem dinyalakan walaupun tidak ada arus yang mengalir melalui relay, sensor tetap mengirimkan data ke mikrokontroler dan disimpan di memori karena pengiriman data dikirimkan secara terus menerus.

2. Sistem mempunyai nilai daya yang bersifat linier, maka dari itu jika tegangan naik turun maka daya juga otomatis naik turun dan akan terjadi error 0-5 Watt pada sistem.

3. Karena jenis beban listrik berbeda-beda, maka daya akan lebih cepat mendekati limit apabila beban listrik yang mempunyai daya yang besar digunakan dalam waktu yang bersamaan. Sisa daya yang ditampilkan pada halaman Website bernilai real karena tidak ada toleransi daya. Maka dari itu jika arus yang mengalir mendekati beban maksimum yang telah diatur terlebih dahulu oleh admin, secara otomatis akan muncul pemberitahuan di halaman Website agar user mengurangi pemakaian listrik untuk menghindari pemutusan arus listrik. Namun jika pemberitahuan itu diabaikan dan arus yang mengalir melebihi beban maksimum maka relay secara otomatis memutuskan arus antara beban dengan sensor arus.

4. Kondisi dimana memberikan perintah kepada relay untuk memutuskan arus listrik pada sebuah ruangan, bisa dilakukan dengan memilih tombol OFF pada manual switch maka dalam waktu rata-rata 2,59 detik arus akan terputus. Dan untuk menyambungkan kembali

No Waktu (detik) Keterangan

1 2.6 Listrik Mati

2 2.6 Listrik Mati

3 2.5 Listrik Mati

4 2.7 Listrik Mati

5 2.5 Listrik Mati

6 2.5 Listrik Mati

7 2.5 Listrik Mati

8 2.7 Listrik Mati

9 2.6 Listrik Mati

10 2.7 Listrik Mati

(34)

7 pada manual switch.

5. Untuk data yang disimpan pada halaman history, satu data didapatkan dari hasil rata-rata daya yang digunakan yaitu sebanyak 30 data karena data ditampilkan pada Website dengan interval waktu 2 detik, yang kemudian satu data tersebut dikirimkan dan disimpan ke halaman history setiap 1 menit. Data yang telah disimpan di history dikonversikan ke dalam satuan kWh yang merupakan akumulasi total energi listrik yang telah digunakan. 4. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang telah dilakukan, diantaranya:

1. Sistem yang cocok untuk digunakan bagi pemilik kost ini dapat memonitoring maksimal 7 ruangan dalam satu rumah dengan menggunakan 1 mikrokontroler. 2. Tingkat keberhasilan menghitung daya dan

energi listrik pada sistem ini berjalan baik walaupun masih terdapat error sekitar 5 Watt. Hal ini ditunjukkan pada saat melakukan pengujian monitoring sebuah ruangan yang terdapat beberapa perangkat listrik seperti setrika, charger handphone, lampu, dan lain sebagainya.

3. Option tombol ON dan OFF berhasil digunakan

dengan baik melalui Website. Dengan sistem berbasis Web maka mempermudah untuk memusatkan pengendalian beban listrik secara otomatis maupun manual dan monitoring energi listrik dari jarak jauh melalui jaringan Internet.

[1] Thoyib, Muhammad. 2011, Perancangan Monitoring Daya Listrik Real Time Dengan IC ADE 7752 Berbasis ATmega16. Universitas Sebelas Maret Surakarta. [2] Iqbal, Muhammad. 2013, Sistem

Monitoring Beban Energi Listrik Berbasis Mikrokontropoler Arduino. Universitas Pendidikan Indonesia Bandung.

[3] Rusti, Dayita Andyan. 2013, Monitoring Pemakaian Energi Listrik Berbasis Mikrokontroler. Politeknik Elektronika Negeri ITS Surabaya.

[4] Ariyani, Heri Saffarudin. 2014, Perancangan Sistem Home Automation Dengan Menggunakan Mini Router Berbasis OpenWrt. Universitas Komputer Indonesia Bandung

[5] Datasheet Arduino ProMini. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoB oardProMini

[6] Datasheet Sensor Arus. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web: http://www.openenergymonitor.org/emon/b uildingblocks/ct-sensors-introduction [7] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal

16 Maret 2015, dari world wide web : http://www.produksielektronik.com/2013/1 0/cara-prinsip-kerja-relay-fungsi-simbol-relay/

[8] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal 30 Maret 2015, dari world wide web : http://www.vcc2gnd.com/2014/05/sensor-arus-acs712-5a-hall-effect.html

(1)

2 analisis.

2. PERANCANGAN

Perancangan yang dilakukan pada sistem ini terdiri dari perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras yaitu perancangan sistem menggunakan komponen-komponen yang terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Blok Perangkat Keras

Router _{berfungsi sebagai}_server_{dan pembagi} koneksi ke beberapa device yang memiliki penangkap sinyal wifi. Pada sistem monitoring energi listrik ini router juga sebagai server untuk data sensor dan perintah untuk memonitoring perangkat listrik di rumah, serta menghubungkan antara mikrokontroler dengan sistem yang terhubung ke Website.

Gambar 2. Router TP-Link MR3020

Mikrokontroler befungsi sebagai pengatur dan pengolahan data hasil dari pengukuran sensor. Pada sistem ini mikrokontroler juga digunakan untuk menghubungkan sensor arus ke router.

Gambar 3. Arduino ProMini

Sensor arus merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir kemudian mengirimkan hasilnya ke mikrokontroler untuk pengolahan data. Pada sistem ini sensor arus yang digunakan jenis Current Transformer non-invasive yang merupakan output analog dan diubah ke dalam digital menggunakan ADC.

Gambar 4. Sensor Arus

Gambar 5. Relay

(2)

3 Gambar 6. USB to Serial

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak juga dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini sebagai pendukung untuk mempermudah penyimpanan data, komunikasi dan memfungsikan sistem agar lebih efisien. Gambar 7 merupakan diagram blok dari perangkat lunak pada router yang memiliki sistem operasi OpenWrt. Pada sistem ini router digunakan sebagai server untuk menjalankan berbagai fungsi dari Website. Untuk membuat sebuah Website yang mana pada sistem ini berfungsi sebagai halaman informasi dan mengefisiensi komunikasi, juga dibutuhkan komponen HTML dan Javascript.

Gambar 7. Blok Diagaram Perangkat Lunak

Pada sistem ini dilakukan perancangan algoritma untuk menjelaskan prosedur dari pembacaan data sampai menampilkan data melalui Website. Gambar 8 di bawah ini merupakan diagram alir dari prosedur sistem beserta tabel data karakternya :

Tabel 1. Data Karakter Diagram Alir

Gambar 8. Diagram Alir Sistem

No Data

Karakter Kondisi 1 RMANU1 Relay ON 2 RMANU0 Relay OFF 3 Dmax Daya Maksimum 4 k1 Kirim data beban ke sensor

5 b1

Baca data dan pengolahan di sensor

6 k3

Kirim data sensor ke mikrokontroler

7 b2

Baca data dan pengolahan di mikrokontroler

8 b3

Baca data serial dari mikrokontroler

(3)

4 dikirimkan ke mikrokontroler untuk proses pengolahan data dan terakhir data tersebut dikirimkan ke server agar bisa ditampilkan ke Website.

3. HASIL PENGUJIAN

Pengujian yang telah dilakukan meliputi pengujian tentang monitoring energi listrik berbasis Web, pengujian pengendalian beban listrik, dan pengujian perhitungan total energi listrik.

Pengujian Monitoring Energi Listrik

Tujuan dari tahap pengujian ini adalah untuk mengetahui dan mengukur apakah alat berfungsi dengan baik, untuk mengetahui tingkat keberhasilan sistem yang telah dibuat, dan untuk mengetahui kinerja router yang pada sistem ini juga berfungsi sebagai server dalam memonitoring energi listrik tiap-tiap ruangan berbasis Web.

Hasil monitoring dapat dilihat pada halaman Website seperti pada Gambar 9 yang mana ditampilkan dalam bentuk angka satuan Watt untuk daya dan kWh untuk energi listrik.

Gambar 9. Tampilan Halaman Monitoring Energi Listrik

Pada halaman Website ini user dapat melihat maksimum daya yang bisa digunakan, yang telah disetting terlebih dahulu oleh admin. Selain itu, user juga bisa melihat jumlah daya yang telah terpakai dan sisa daya yang masih bisa dipakai. Tujuannya untuk mengantisipasi menghindari terjadinya kelebihan daya. Untuk memonitoring banyaknya pemakaian per ruangan dan mempermudah perhitungan akurasi pembayaran tagihan listrik maka ditampilkan juga total kWh yang telah digunakan. Data hasil pembacaan sensor arus ditampilkan dalam jarak waktu 2 detik.

pengujian monitoring energi listrik selama 20 detik dengan interval waktu 2 detik. Percobaan dilakukan menggunakan beban listrik lampu 25 Watt. Untuk daya terjadi naik turun karena pengaruh tegangan listrik yang naik turun, sedangkan untuk total nilai energi listriknya mengalami peningkatan secara stabil yang ditampilkan dalam satuan kWh.

Tabel 2. Hasil Monitoring Energi Listrik

Pada tahap pengujian energi listrik juga terjadi over daya listrik yang mengakibatkan relay memutuskan arus listrik secara otomatis. Pada halaman monitoring energi listrik terdapat sisa daya yang masih bisa digunakan, jika sisa daya mendekati limit maka akan muncul peringatan untuk user pada halaman Website dengan tulisan “Kurangi_Pemakaian” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Namun jika peringatan itu diabaikan dan pemakaian listrik melebihi daya yang telah ditentukan maka secara otomatis listrik akan mati. Tampilan Website untuk kelebihan daya listrik bisa dilihat pada Gambar 11.

Gambar 10. Tampilan Halaman Peringatan Limit Daya

Interval Waktu (detik)

Daya yang Ditampilkan

(Watt)

Energi yang Ditampilkan

(kWh)

1 2 27 0.00057

2 4 24 0.00057

3 6 25 0.00057

4 8 24 0.00057

5 10 28 0.00057

6 12 25 0.00057

7 14 24 0.00057

8 16 26 0.00093

9 18 26 0.00093

(4)

5 Gambar 11. Tampilan Halaman Over Daya

Listrik

Tabel 3 berikut merupakan hasil pengujian untuk kelebihan daya maksimum. Pengujian dilakukan menggunakan 3 jenis beban listrik yaitu lampu 25 Watt, lampu 20 Watt dan charger handphone 8 Watt dengan daya maksimum diatur sebesar 50 Watt. Percobaan dilakukan dengan interval waktu 2 detik, namun beban listrik dinyalakan secara berurutan. Beban listrik yang digunakan pertama yaitu lampu 25 Watt kemudian pada detik ke-14 beban listrik ditambah dengan lampu 20 Watt. Dari hasil percobaan listrik mati karena over daya pada detik ke-20 karena beban ditambah dengan charger handphone sebesar 8 Watt.

Tabel 3. Hasil Pengujian Over Daya Listrik

Tabel 4. Hasil Pengujian Listrik ON Manual No

Interval Waktu (detik)

Daya Terpakai

(Watt)

Daya Sisa (Watt)

Keterangan

1 2 24 ₂₆ Listrik Menyala 2 4 26 ₂₄ Listrik Menyala 3 6 23 ₂₇ Listrik Menyala 4 8 26 ₂₄ Listrik Menyala 5 10 24 ₂₆ Listrik Menyala 6 12 26 ₂₄ Listrik Menyala 7 14 48 ₂ Listrik Menyala 8 16 47 ₃ Listrik Menyala 9 18 47 ₃ Listrik Menyala

10 20 over _-1 Listrik Mati

No Waktu (detik) Keterangan

1 2.7 Listrik Nyala

2 2.7 Listrik Nyala

3 2.9 Listrik Nyala

4 2.8 Listrik Nyala

5 2.8 Listrik Nyala

6 2.8 Listrik Nyala

7 2.7 Listrik Nyala

8 2.7 Listrik Nyala

9 2.7 Listrik Nyala

10 2.8 Listrik Nyala

(5)

6 waktu yang dibutuhkan untuk mematikan listrik dari Website secara manual dapat dilihat pada tabel 5. Perhitungan dimulai ketika user menekan tombol OFF pada manual switch hingga listrik mati. Dari 10 kali hasil pengujian yang telah dilakukan, berhasil 10 kali untuk mematikan listrik dengan waktu rata-rata sebesar 2.59 detik.

Tabel 5. Hasil Pengujian Listrik OFF Manual

Gambar 13. Tampilan Halaman History

merupakan data rata-rata daya yang dikirimkan mikrokontroler ke router setiap 1 menit dari hasil pengujian daya listrik pada halaman monitoring. Pada halaman history ini juga ditampilkan data total rata-rata energi listrik yang telah digunakan dalam satun kWh. Selain itu pada halaman history ini juga terdapat penjadwalan hari, tanggal, bulan, tahun, dan jam guna untuk melihat detail waktu kapan listrik digunakan.

Analisa

Setelah melakukan percobaan terdapat beberapa kondisi yang terjadi pada sistem yaitu:

2. Sistem mempunyai nilai daya yang bersifat linier, maka dari itu jika tegangan naik turun maka daya juga otomatis naik turun dan akan terjadi error 0-5 Watt pada sistem.

3. Karena jenis beban listrik berbeda-beda, maka daya akan lebih cepat mendekati limit apabila beban listrik yang mempunyai daya yang besar digunakan dalam waktu yang bersamaan. Sisa daya yang ditampilkan pada halaman Website bernilai real karena tidak ada toleransi daya. Maka dari itu jika arus yang mengalir mendekati beban maksimum yang telah diatur terlebih dahulu oleh admin, secara otomatis akan muncul pemberitahuan di halaman Website agar user mengurangi pemakaian listrik untuk menghindari pemutusan arus listrik. Namun jika pemberitahuan itu diabaikan dan arus yang mengalir melebihi beban maksimum maka relay secara otomatis memutuskan arus antara beban dengan sensor arus.

1 2.6 Listrik Mati

2 2.6 Listrik Mati

3 2.5 Listrik Mati

4 2.7 Listrik Mati

5 2.5 Listrik Mati

6 2.5 Listrik Mati

7 2.5 Listrik Mati

8 2.7 Listrik Mati

9 2.6 Listrik Mati

10 2.7 Listrik Mati

(6)

7 dilakukan dengan memilih tombol ON pada manual switch.

5. Untuk data yang disimpan pada halaman history, satu data didapatkan dari hasil rata-rata daya yang digunakan yaitu sebanyak 30 data karena data ditampilkan pada Website dengan interval waktu 2 detik, yang kemudian satu data tersebut dikirimkan dan disimpan ke halaman history setiap 1 menit. Data yang telah disimpan di history dikonversikan ke dalam satuan kWh yang merupakan akumulasi total energi listrik yang telah digunakan.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang telah dilakukan, diantaranya:

1. Sistem yang cocok untuk digunakan bagi pemilik kost ini dapat memonitoring maksimal 7 ruangan dalam satu rumah dengan menggunakan 1 mikrokontroler. 2. Tingkat keberhasilan menghitung daya dan

energi listrik pada sistem ini berjalan baik walaupun masih terdapat error sekitar 5 Watt. Hal ini ditunjukkan pada saat melakukan pengujian monitoring sebuah ruangan yang terdapat beberapa perangkat listrik seperti setrika, charger handphone, lampu, dan lain sebagainya.

3. Option tombol ON dan OFF berhasil digunakan

5. DAFTAR PUSTAKA

[1] Thoyib, Muhammad. 2011, Perancangan Monitoring Daya Listrik Real Time Dengan IC ADE 7752 Berbasis ATmega16. Universitas Sebelas Maret Surakarta. [2] Iqbal, Muhammad. 2013, Sistem

Monitoring Beban Energi Listrik Berbasis Mikrokontropoler Arduino. Universitas Pendidikan Indonesia Bandung.

[3] Rusti, Dayita Andyan. 2013, Monitoring Pemakaian Energi Listrik Berbasis Mikrokontroler. Politeknik Elektronika Negeri ITS Surabaya.

[4] Ariyani, Heri Saffarudin. 2014, Perancangan Sistem Home Automation Dengan Menggunakan Mini Router Berbasis OpenWrt. Universitas Komputer Indonesia Bandung

[5] Datasheet Arduino ProMini. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoB oardProMini

[6] Datasheet Sensor Arus. Diakses pada tanggal 7 Maret 2015, dari world wide web: http://www.openenergymonitor.org/emon/b uildingblocks/ct-sensors-introduction [7] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal

16 Maret 2015, dari world wide web : http://www.produksielektronik.com/2013/1 0/cara-prinsip-kerja-relay-fungsi-simbol-relay/

[8] Prinsip Kerja Relay. Diakses pada tanggal 30 Maret 2015, dari world wide web : http://www.vcc2gnd.com/2014/05/sensor-arus-acs712-5a-hall-effect.html

Sistem Monitoring Energi Listrik Menggunakan Mikrokontroler Berbasis Web