Gambar 3.1 Hubungan Antara Komponen Utama 3.3
Perancangan Alat Penghitung Energi Listrik
Alat penghitung energi listrik yang akan dibangun dirancang agar dapat menghitung secara realtime dan akurat. Ada beberapa hal yang menjadi fokus dalam tahap
perancangan alat ini yaitu desain alat penghitung energi listrik, hubungan antar komponen eletronik, dan website.
3.3.1 Desain Alat Penghitung Energi Listrik
Secara umum desain alat penghitung energi listrik terdiri dari 3 bagian, yaitu low level interface, backend processing dan frontend processing. Berikut adalah penjelasan
masing-masing bagian tersebut.
3.3.1.1 Low Level Interface
Low level interface merupakan bagian paling pertama dalam penghitungan energi listrik, yaitu mengukur nilai arus yang mengalir pada kabel listrik dan nilai tersebut
ditampilkan pada sebuah interface. Low level interface terdiri dari 2 bagian yaitu:
a. Sensor arus bolak balik AC Current Sensor
Sensor arus bolak balik menggunakan jenis sensor SCT-013. Sensor ini dipakai dengan cara salah satu ujungnya dikaitkan pada kabel listrik dan ujung
yang lain dihubungkan pada pin ke 23 pada mikrokontroler ATMega328. Skema rangkaian dan gambar sensor SCT-013 dapat dilihat pada Gambar 3.2
dan Gambar 3.3.
Gambar 3.2 Skema Rangkaian Sensor Arus
Gambar 3.3 Sensor SCT-013
b. Display LCD
Setelah pengolahan data pada backend processing, nilai energi tersebut ditampilkan ke LCD. LCD diperlukan agar petugas yang ingin melihat besaran
energi yang diukur tidak selalu melihat dari monitor komputer. Display LCD menggunakan pin D4-D7, E, dan RW yang dihubungkan ke pin D7-D12 pada
mikrokontroler ATMega328. Fungsi pin pada display LCD 2x16, ringkasannya diberikan pada Tabel 3.3. Skema dan gambar display LCD 2x16
dapat dilihat pada Gambar 3.4 dan Gambar 3.5.
Tabel 3.3 Fungsi Pin Display LCD 2x16 Pin Simbol
Nilai Fungsi
1 Vss
- Power Supply 0 volt ground
2 VddVcc -
Power supply +5 volt 3
Vee -
Setting kontras tegangan 4
RS 01
0 : intruksi input 1 : data input
5 RW
01 0 : tulis ke LCD
1 : membaca dari LCD
6 En
01 0 : memberitahu jalur sedang mengirimkan data ke
LCD 1 : memberitahu jalur sedang menunggu data yang
akan dikirimkan 7
DB0 01
Data pin 0 8
DB1 01
Data pin 1 9
DB2 01
Data pin 2 10 DB3
01 Data pin 3
11 DB4 01
Data pin 4 12 DB5
01 Data pin 5
13 DB6 01
Data pin 6 14 DB7
01 Data pin 7
15 VB+ -
Power 5 volt lampu datar 16 VB-
- Power 0 volt lampu datar
Gambar 3.4 Skema Display LCD 2x16
Gambar 3.5 Display LCD 2x16 3.3.1.2
Backend Processing
Backend Processing adalah bagian kedua dalam pembuatan alat penghitung energi listrik dan bagian utama dalam pengolahan data yang diperoleh dari sensor. Ketika
sensor mendapat nilai arus listrik, nilai tersebut diterima oleh pin A0 Input Sensor ATMega328. Didalam mikrokontroler ATMega328 terdapat beberapa program
diantaranya program pembacaan sensor secara berulang Sensor Routine, menampilkan nilai pada LCD dan program I2C Bus. Hasil pembacaan sensor routine
yang berulang-ulang tersebut diolah dan dilanjutkan ke LCD dan frontend processing. Untuk mengirim hasil pengolahan data ke LCD, mikrokontroler ATMega328
menggunakan pin D7-D12 ke pin D4-D7,En,RW pada LCD. Sedangkan pengiriman ke frontend processing, mikrokontroler ATMega328 menggunakan I2C Bus pada pin
A4, A5, GND ke pin GPIO 0, GPIO 1, GND pada Raspberry Pi. Skema rangkaian PCB ATMega328 dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Skema Rangkaian PCB ATMega328 3.3.1.3
Frontend Processing
Frontend processing adalah bagian ketiga dalam pembuatan alat penghitung energi listrik. Bagian ini sebagai tempat penyimpanan database, pengolahan data, dan
website. Setelah data diterima oleh GPIO 0, GPIO1, dan GND, data tersebut di proses oleh program kemudian disimpan kedalam sebuah memory card dan menampikan
hasil data tersebut kedalam sebuah website. Sehingga user ataupun petugas dapat melihat pemakaian energi listrik secara realtime. Pada frontend processing ini hanya
ada Raspberry Pi, sebuah mini komputer yang memiliki OS berbasis linux. Raspberry Pi memiliki memory card berjenis MikroSD yang berfungsi untuk menyimpan data
base dan website yang akan dibuat. Untuk mengakses website yang disimpan pada memory card, dapat dilakukan
dengan mengunjungi alamat IP yang digunakan oleh Raspberry Pi. Adanya Ethernet Port dan pengalamatan IP merupakan salah satu keuntungan dari Raspberry Pi.
Gambar Raspberry Pi dapat dilihat pada Gambar 3.7
Gambar 3.7 Raspberry Pi Model B 3.3.2
Hubungan antar Komponen Elektronik
Setelah mengetahui bagian-bagian dari desain alat penghitung energi listrik. Dapat digambarkan flowchart dan hubungan masing-masing komponen elektronik seperti
pada Gambar 3.8 dan Gambar 3.9
Start Menampilkan halaman
login, eksekusi sensor routine dan middle
application Arus, TDL,
Cos φ = 0,8
Menampilkan web halaman utama,
menampilkan nilai watt pada display LCD,
Menghitung jumlah watt dan jumlah pemakaian
dalam rupiah
Start
Gambar 3.8 Flowchart Alat Penghitung Energi Listrik
Gambar 3.9 Hubungan antar Komponen Elektronik
3.3.3 Perancangan Website
