Rancang Bangun Monitoring Meter Daya Digital Melalui Jaringan Wlan Atau Internet Menggunakan Smartphone Android Dengan Program Bantu VNC

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Monitoring Meter Daya Digital Melalui Jaringan Wlan Atau Internet Menggunakan Smartphone Android

Dengan Program Bantu VNC

Kategori : Skripsi

Nama : Jekson P. Sitanggang Nomor Induk Mahasiswa : 100801025

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Agustus 2014

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. Dr. Mester Sitepu, M.Sc.M.Phil. NIP.196006031986011002 NIP.195503161982031002

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC

SKRIPSI

Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2014

JEKSON P. SITANGGANG 100801025

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Meter Daya Digital Melalui Jaringan WLAN Atau Internet Menggunakan Smartphone Android.

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai pihak yang sangat berarti dan berharga bagi penulis. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ucapkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua yang tercinta bapak St. E. Sitanggang dan ibu S br Manalu serta abang dan adik-adik penulis “Daniel Sitanggang A.Md, Hengki Farnando Sitanggang, Esi Tantri Sitanggang, dan Prayanto Sitanggang. Yang telah memberikan semangat, dukungan moril maupun material serta doa restunya. Penulis dengan segala kerendahan hati juga menghaturkan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Master Sitepu, M.Sc.M.Phil. selaku pembimbing 1 yang telah memberikan banyak ide serta banyak pemikiran dalam pembuatan tugas akhir ini, yang telah banyak membimbing serta meluangkan waktunya untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku pembimbing 2 yang telah memberikan masukan dan nasihat kepada penulis serta telah bersedia meluangkan waktunya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika yang telah membierikan nasihat kepada penulis.

4. Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Terima kasih atas ilmu dan bimbingannya selam ini semoga ilmunya akan selalu memberikan manfaat bagi banyak orang.

5. Saudara saudariku Physics Inside 2010 terima kasih untuk semua bantuan, dukungan, cerita dan pengalaman selama ini, kalian akan selalu dihati.

6. Kakak-kakak senior serta adik-adik di Fisika Universitas Sumatera Utara terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.

7. Terima kasih buat kak Rieni Kalista Sitanggang serta adikku Widya Susanti Sitanggang buat semangat dan masukan yang telah banyak membantu penulis. 8. Teman-teman SMA Negri 2 Sidikalang terima kasih atas bantuan dan doanya 9. Saudara ku di Sei Bahasa No. 1 Medan. Terima kasih buat doanya.

Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dibidang Fisika. Semoga Tuhan Yesus Kristus senantiasa menyertai jalan kita. Amin.

Medan, Agustus 2014

RANCANG BANGUN MONITORING KWh METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC

ABSTRAK

Ketergantungan dalam pemakaian daya (Watt) listrik pada saat ini sangat tinggi, tidak hanya untuk kebutuhan penerangan, tetapi juga untuk mendukung kegiatan ekonomi. Salah satu faktor yang turut mempengaruhi permintaan energi listrik yaitu bahwa biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk memperoleh faktor-faktor produksi yang digunakan oleh perusahaan. Apalagi industri dimana listrik merupakan komponen utama dalam produksi mereka. Permasalahan yang dihadapi selain ketersedian listrik adalah bagaimana kebutuhan sistem monitoring yang cepat dan luas serta transparan bagi pelaku industri. Kurang efektifnya bagi pelaku industri untuk mengetahui berapa daya yang telah dipakai selama proses industri apabila dilakukan dengan pengecekan biasa. Dengan alasan inilah penulis ingin membuat monitoring pemakain listrik efektif, efisien yang bisa diaskes dimanapun dia berada. Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan menggunakan perangkat Smartphone Android. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternatif baru untuk sistem monitoring meter daya digital jarak jauh. Pada proyek ini mampu menghasilkan tegangan error 0,424698% ± 0,337134, arus error 2,1974289% ± 2,32408551 dan daya pada alat memiliki error 2,988545% ± 3,485045.

Kata kunci: kWh meter, Android, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Mikrokontroler Atmega 8535

PROTOTYPE KWH POWER METER DIGITAL THROUGH WLAN NETWORK OR INTERNET AND USE SMARTPHONE ANDROID WITH

USING PROGRAMME VNC

ABSTRACT

Dependency on power consumption of electricity at the moment is very high, not only for lighting, but also in supporting economic activity. One of the factors that influence demand for electrical energy, is the costs that incurred by the company in obtaining the factors of production which is used by the company. Especially for the industri in which the electricity is a major component in their production. Problems that faced in addition to the production or availability of electricity is how the needs of monitoring system fast, extensive and transparent for industry players. Less effective for industry players to find out how much power has been used for industrial process if done with regular checks.

For this reason the author wanted to make an effective and efficient monitoring electricity usage, which can accisible wherever it is. The method used to solve this problem is to use of Android Smartphone. By this application we expected it will be one of the new alternative solution for digital power meter monitoring system remotely. In this project is able to generate a voltage error ± 0.424698% 0.337134, current error ± 2.32408551 2.1974289% and power on the instrument has an error ± 2.988545%.

Keywords : kwh meter, android, voltage sensor, current sensor, microcontroller atmega 8535

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Daftar isi vii

Daftar gambar x

Daftar table xi

BAB 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

BAB 2 Tinjauan Pustaka

2.1 Daya 4

2.2 Pengukuran daya 5

2.3 KiloWattHour(kWh) 6

2.4 Arus bolak-balik(Alternating Current (AC)) 6

2.5 Tegangan bolak-balik 7

2.6 GGL induksi pasangan coil (kawat) 8

2.7 Hukum Kirchhoff 9

2.9 Tarif listrik 11

2.10 Sensor 13

2.11 Karakteristik sensor 14

2.12 Android 15

2.13 Mikrokontroller 16

2.14 Konfigurasi PIN Atmega 8535 20 2.15 Peta Memory Atmega 8535 22

2.16 Program memory 22

2.17 EEPROM Data Memori 22

2.18 Pemograman ATMega 8535 dengan Bahasa C 23

2.19 Komputer Server 24

2.20 Visual Basic 6 25

2.21 VNC (Virtual Network Connection) 26 BAB 3 Perancangan Sistem

3.1 Perancangan alat 28

3.2 Prinsip Kerja Rangkaian 29 3.3 Perancangan sensor arus 30 3.4 Perancangan sensor tegangan 31 3.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller

Atmega 8535 31

3.6 Komputer server 32

3.7 Pengkoneksian PC dengan Android 33 3.8 Perancangan dan Pembuatan Perangkat

Lunak (Software) 34

3.8.1 Diagram Alir Program mikrokontroller 35 3.8.2 Diagram alir program Visual Basic V.6.0. 36 BAB 4 Hasil dan Pembahasan

4.1 Pengujian sensor tegangan 37

4.2 Pengujian sensor arus 40

4.3 Pengujian keseluruhan alat 43 4.4 Menampilkan data pada PC dan Android 48 BAB 5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 50

5.2 Saran 50

Daftar Pustaka 51

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gelombang segi empat (square wave) 7 Gambar 2.2 Gelombang segitiga (triangular wave) 7 Gambar 2.3 Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik 8 Gambar 2.4. Dua buah coil dililitkan pada inti besi yang sama 8 Gambar 2.5 Grafik arus ketika switch ditutup dan dibuka terhadap

Waktu 9

Gambar 2.6 Diagram blok ATMega 8535 19 Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega 8535 21

Gambar 2.8 Peta Memori Program 22

Gambar 2.9 EEPROM Data Memori 23

Gambar 3.1 Diagram blok system 28

Gambar 3.2 Rangkaian sensor arus 30

Gambar 3.3 Rangkaian sensor tegangan 31 Gambar 3.4 Rangkaian sistem minimum atmega 8535 32 Gambar 3.5 Diagram alir program pada mikrokontroler 35 Gambar 3.6 Diagram alir pada PC (Personal Computer) 36 Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan

Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan

Autotrafo 38

Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Sensor Arus dengan

Memvariasikan Daya Beban 41

Gambar 4.3 Grafik Tegangan keluaran dari sensor arus dengan

Memvariasikan Daya Beban 41

Gambar 4.4 Tampilan pada komputer server dan smartphone

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan MenggunakanAutotraf 37 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan

Daya Menggunakan Lampu 100 watt sampai 1000 watt 40 Tabel 4.3. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Dengan

Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt

sampai 1000 watt 43

Tabel 4.4. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 2 44

Tabel 4.5. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 3 44

Tabel 4.6. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 4 45

Tabel 4.7. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 5 45

Tabel 4.8. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 6 46

Tabel 4.9. Pengujian Daya Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt

RANCANG BANGUN MONITORING KWh METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC

ABSTRAK

Ketergantungan dalam pemakaian daya (Watt) listrik pada saat ini sangat tinggi, tidak hanya untuk kebutuhan penerangan, tetapi juga untuk mendukung kegiatan ekonomi. Salah satu faktor yang turut mempengaruhi permintaan energi listrik yaitu bahwa biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk memperoleh faktor-faktor produksi yang digunakan oleh perusahaan. Apalagi industri dimana listrik merupakan komponen utama dalam produksi mereka. Permasalahan yang dihadapi selain ketersedian listrik adalah bagaimana kebutuhan sistem monitoring yang cepat dan luas serta transparan bagi pelaku industri. Kurang efektifnya bagi pelaku industri untuk mengetahui berapa daya yang telah dipakai selama proses industri apabila dilakukan dengan pengecekan biasa. Dengan alasan inilah penulis ingin membuat monitoring pemakain listrik efektif, efisien yang bisa diaskes dimanapun dia berada. Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan menggunakan perangkat Smartphone Android. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternatif baru untuk sistem monitoring meter daya digital jarak jauh. Pada proyek ini mampu menghasilkan tegangan error 0,424698% ± 0,337134, arus error 2,1974289% ± 2,32408551 dan daya pada alat memiliki error 2,988545% ± 3,485045.

Kata kunci: kWh meter, Android, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Mikrokontroler Atmega 8535

PROTOTYPE KWH POWER METER DIGITAL THROUGH WLAN NETWORK OR INTERNET AND USE SMARTPHONE ANDROID WITH

USING PROGRAMME VNC

ABSTRACT

Dependency on power consumption of electricity at the moment is very high, not only for lighting, but also in supporting economic activity. One of the factors that influence demand for electrical energy, is the costs that incurred by the company in obtaining the factors of production which is used by the company. Especially for the industri in which the electricity is a major component in their production. Problems that faced in addition to the production or availability of electricity is how the needs of monitoring system fast, extensive and transparent for industry players. Less effective for industry players to find out how much power has been used for industrial process if done with regular checks.

For this reason the author wanted to make an effective and efficient monitoring electricity usage, which can accisible wherever it is. The method used to solve this problem is to use of Android Smartphone. By this application we expected it will be one of the new alternative solution for digital power meter monitoring system remotely. In this project is able to generate a voltage error ± 0.424698% 0.337134, current error ± 2.32408551 2.1974289% and power on the instrument has an error ± 2.988545%.

Keywords : kwh meter, android, voltage sensor, current sensor, microcontroller atmega 8535

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ketergantungan dalam pemakaian tenaga atau daya (Watt) listrik pada saat ini sangat tinggi, tidak hanya untuk kebutuhan penerangan, tetapi juga untuk mendukung kegiatan ekonomi. Pertumbuhan permintaan tenaga energi listrik sangat berguna bagi peningkatan kesejahteraan masyarakat banyak. Kebutuhan akan tenaga listrik bahkan sudah semakin menjadi kebutuhan primer yang dikonsumsikan oleh seluruh lapisan masyarakat tanpa kecuali. Hal ini dibuktikan dengan kenyataan bahwa adanya kemajuan teknologi dengan segala kecanggihannya dalam kaitan dengan penggunaan alat-alat produksi baik bagi perusahaan maupun rumah tangga individu.

Salah satu faktor yang turut mempengaruhi permintaan energi listrik yaitu bahwa biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk memperoleh faktor-faktor produksi yang digunakan oleh perusahaan. Apalagi industri dimana listrik merupakan komponen utama dalam produksi mereka. Permasalahan yang dihadapi selain produksi/ketersedian listrik adalah bagaimana kebutuhan sistem monitoring yang cepat dan luas serta transparan bagi pelaku industri. Kurang efektifnya bagi pelaku industri untuk mengetahui berapa daya yang telah dipakai selama proses industri apabila dilakukan dengan pengecekan biasa. Kebutuhan sistem monitoring jarak jauh semakin berkembang dimana perpindahan dan pergerakan setiap individu semakin luas dan cepat.

Selama ini monitoring terhadap meter daya lisrik untuk produksi baik bagi perusahaan maupun rumah tangga individu hanya dilakukan secara manual dengan melihat meter daya yang dibuat PLN hal ini menjadi kendala bagi masyrakat dan pelaku industri yang aktivitasnya sangat padat. Berdasarkan alasan diatas maka dibuatlah rancang bangun meter daya digital melalui jaringan WLAN atau internet menggunakan smartphone Android.

Andorid merupakan sebuah sistem operasi pada ponsel berbasis Linux yang mencakup sistem operasi dan middleware. Fasilitas opensource atau sistem operasi yang dapat dikembangkan dengan bebas bagi penggunanya membuat banyak orang untuk mengembangkannya dengan inovasi – inovasi yang semakin berkembang terhadap sistem operasinya maupun pada pembangunan aplikasi mobile nya tersebut. Maka tak heran saat ini banyak pengembang yang membangun aplikasi mobile pada platform Android. Android sebagai solusi alternatif untuk memenuhi kebutuhan monitoring jarak jauh. Aplikasi yang dibangun pada platform Android ini memiliki tampilan antarmuka (user interface) yang menarik dan mudah dipahami. Selain itu, sistem pengendalian yang dibangun memanfaatkan jaringan internet untuk pengiriman instruksi pengendaliannya. Hal ini menjadi latar belakang dilakukannya penelitian yang berjudul ” RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID MENGGUNAKAN PROGRAM BANTU VNC

”. Sekaligus untuk memenuhi tugas akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah sebelumnya, maka penulis merumuskan beberapa hal yang menjadi masalah dalam penelitian ini. Diantaranya:

1. Bagaimana membuat suatu sistem monitoring meter daya digital untuk diimplematasikan keplatform Android.

2. Bagaimana membuat aplikasi antar muka diplatform Android.

3. Bagaimana membuat program yang dapat memonitoring penggunaan daya dan menghitung jumlah pemakain dalam rupiah.

1.3 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan, maka perlu ada pembatasan masalah penelitian :

1. Rancangan menggunakan sensor arus dan sensor tegangan untuk menghitung daya beban.

2. pengiriman instruksi pengendalian dari perangkat Android diakses menggunakan internet,

3. Perhitungan biaya pemakaian dilakukan secara flat pada suatu tarif harga yang berlaku

4. Untuk mencegah pembahasan yang terlalu luas maka faktor daya diasumsiakan sama dengan 1. Sehingga tidak membahas faktor daya beban.

5. Akses android menggunakan program bantu yaitu VNC yang dibahas secara umum.

6. Rancangan hanya berfungsi sebagai monitoring daya dan tidak sebagai pengaman atau proteksi kelebihan beban.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini adalah untuk merencanakan suatu alat membangun prototype monitoring meter daya digital melalui jaringan wlan atau internet menggunakan smartphone Android sebagai solusi alternatif baru monitoring meter daya digital jarak jauh.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian untuk mempermudah masyarakat banyak ataupun individu secara cepat dan praktis. Yang dapat dilihat ataupun dimonitoring dimana pun dia berada asalkan terdapat jaringan internet

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Daya

Daya adalah sebuah kuantitas yang penting dalam rangkaian-rangkain praktis. Daya merupakan ukuran disipasi energi di dalam sebuah alat. Karena tegangan dan arus dapat berubah sebagai fungsi dari waktu. Berdasarkan defenisi, daya sesaat adalah perkalian antara tegangan dan arus sesaat.

( ) = ( )x ( ) (1)

Dapat menggunakan ( ) untuk mempelajari intensitas disipasi energi pada setiap saat waktu tertentu (C.K. Tse,1998).

Daya lisrik dapat didefenisikan sebagai ukuran (rate) pada saat energi listrik dikonversi. Misalnya, bola lampu 150-W merubah energi dua kali dengan ukuran lampu 75-W. Dapat diingat bahwa watt (W) adalah ukuran dasar dari daya listrik. Kesimpulan rumus untuk daya pengukuran pada rangkaian dc dan ac adalah sebagai berikut:

Rangkaian DC

= x (2)

= / (3)

= (4)

Rangkaian ac satu-fase

= (5)

Rangkaian ac tiga-fase

= 1,73 (6)

Dimana P = daya dalam watt (W) V = Tegangan dalam volt (V) I = Arus dalam amperer (I) R = Tahanan dalam ohm (Ω ) PF = Faktor daya

sehingga kilowatt(kW) yaitu 1000 W, digunakan sebagai satuan standar. Untuk pemakaian industri besar, satuan kilowatt adalah terlalu kecil untuk pengukuran, sehingga megawatt (MW) yaitu 1000 kW atau 1.000.000 W digunakan sebagai satuan pengulkuran.

Wattmeter memperhitungkan semua faktor – arus, tegangan dan faktor daya pada waktu yang sama dan menunjukkan daya yang sungguh-sungguh terpakai. Wattmeter ada yang berupa konfigurasi analog atau digital.

Wattmeter mempunyai empat terminal: dua untuk tegangan dan dua untuk arus. Terminal tegangan dihubungkan ke Iin dan ujung-ujung arus dihubungkan seri dengan beban. Meskipun banyak beban diseluruh pabrik adalah satu-fase, daya yang memngoperasikan datang dari sistem distribusi satu-fase milik sistem distribusi banyak fase. Umumnya wattmeter fase banyak digunakan untuk mengukur daya pada rangkaian tiga-fase. (Petruzella,2001).

2.2 Pengukuran daya

Pengukuran dan pada rangkaian ac menimbulkan masalah pengukuran menjadi sulit, tetapi pada rangkaian fase-banyak tidak, sebab aliran arus pada rangkaian ac terus berubah arah karena perubahan polaritas-tegangan, pada daya rangkaian ac tidak semudah mengukur seperti pada rangkaian dc.

Daya sesungguhnya (watt) kadang-kadang disebut daya sebenarnya atau daya rata-rata, daya listrik pada rangkaian ac adalah daya listrik yang sesungguhnya diubah menjadi panas atau kerja. Pada rangkaian ac bahwa daya dalam watt adalah tegangan dikalikan arus. (Petruzella,2001).

Untuk jala-jala arus bolak-balik, daya yang dipakai dalam beban pada saat dimana tegangan beban dan arus adalahvdani,maka harga sesaat dari pada daya dapat dinyatakan seperti pada persamaan (2). Bila sekarang tegangan dapat dinyatakan sebagai fungsi sinus dan ditulis sebagai

= sin (7)

Bila tahanan beban adalahRmaka arus beban dapat dinyatakan sebagai:

= sin = sin (8)

= (9) Sesuai dengan defenisi dari harga efektif, maka rata-rata dari daya p melalui 1 perioda, yaitu harga rata-rataP.(Soedjana & Osamu, 1974).

2.3 KiloWattHour (kWh)

Satuan yang digunakan untuk pengukuran energi listrik adalah killowatthour (kWh). Untuk menghitung energi yang digunakan dalam kilowatthour adalah dengan mengalikan kilowatt(kW) kali waktu dalam jam (h) : Kilowatt (kW) X hours (h) = kilowatthour (kWh)

Misalnya, ketika menghidupkan 100 Watt dan membiarkan lampu-lampu itu hidup selama satu jam, energi yang digunakan akan menjadi satu kWh. Kilowattjammeter digunakan untuk mengukur jumlah energi listrik yang digunakan untuk menetukan harga listrik. Alat ukur mencatat berapa watt daya digunakan selama satu periode waktu. Pada interval teratur, pegawai perusahaan listrik datang mencatat meter pelanggan. Perusahaan listrik menghitung jumlah energi listrik yang digunakan dan menagih pelanggan untuk itu.

Perlu diketahui perbedaan antara permintaan dan energi. Permintaan adalah jumlah kW pada pelanggan menggunakan listrik selama periode pembayaran. Energi adalah kuantitas listrik (kWh) yang digunakan selama satu periode waktu. (Petruzella,2001)

2.4 Arus Bolak-balik ( Alternating Current (AC))

Arus bolak-balik adalah arus yang bidirektional sehingga secara terus menerus mengubah arah alirannyan ke arah yang berlawanan. Polaritas dari g.g.l yang menghasilkan suatu arus bolak-balik tentunya juga akan berubah-ubah dari positif ke negatif, atau sebaliknya. Arus bolak-balik menghasilkan beda potensial (tegangan) bolak-balik dalam rangkaian di mana arus tersebut mengalir. (Tooley,2003).

Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang

paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.

Gambar 2.1. Gelombang segi empat (square wave)

Gambar 2.2. Gelombang segitiga (triangular wave)

2.5 Tegangan Bolak-balik

Pada tegangan dan arus DC atau searah, arah tegangan nya dari plus (+) ke minus (-) dan pengutubannya tidak pernah bertukar. Arus yang melalui kawat logam sebagai akibat dari tegangan DC juga tidak bergantian arahnya. Keadaan ini berbeda dengan bolak-balik atau tegangan AC atau arus AC. (Daryanto, 2000) Suatu bentuk gelombang tegangan listrik bolak-balik dapat digambarkan seperti pada gambar di bawah ini.

T = 2

Gambar 2.3. Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik

2.6 GGL induksi pasangan coil (kawat)

Faraday menyimpulkan meskipun medan magnet konstan tidak dapat menghasilkan arus, namun perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Arus yang dihasilkan disebut arus induksi. Pada saat medan magnet berubah, terjadi arus seolah-olah pada rangkaian terdapat sumber ggl. Dengan demikian ggl induksi dihasilkan oleh medan magnet yang berubah. Faraday melanjutkan eksperimennya yaitu mengenai induksi elektromagnetik dengan menggerak-gerakan batangan magnet. Jika coil kawat sederhana dirotasikan dalam medan magnet atau ketika medan magnet yang melalul coil diubah, coil berlaku seolah-olah ada sumber ggl di dalamnya. Hal ini disebut ggl induksi. Induksi ggl sangat penting dalam kelistrikan modern, yaitu sebagai basis dalam operasi generator listrik, transformer dan motor.

Jika 2 buah coil dililitkan pada inti besi yang sama, keduanya terisolasi satu sama lain, sehingga arus tidak dapat mengalir dari satu coil ke coil yang lain. Salah satu coil dihubungkan dengan battery melalui switch, sedangkan coil yang lainnya dihubungkan dengan galvanometer, tanpa battery. Kita katakan rangkaian yang berisi battery sebagai rangkaian primer atau lilitan primer, sedangkan lainnya, sebagai rangkaian sekunder atau lilitan sekunder.

Arus teriduksi di dalam satu coil hanya terjadi jika arus pada coil yang lainnya, berubah. Tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian sekunder karena tidak ada sumber daya. Namun pada waktu yang arnat sangat singkat jika switch ditutup pada rangkaian primer, galvanometer akan berubah. Arus ini berlawanan dengan arus primer, bergantung apakah pada lilitan primer arus naik atau berkurang.

Gambar 2.5 Grafik arus ketika switch ditutup dan dibuka terhadap waktu

Arus yang terjadi pada lilitan sekunder amat instan, yaitu hanya terjadi jika ada perubahan pada lilitan primer.

Arus pada lilitan sekunder mempunyai arah yang berlawanan.

2.7 Hukum Kirchhoff

Dalam konteks medan, kita dapat mengatakan bahwa sebuah medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menghasilkan sebuah gaya gerak listrik (ggl), yang pada gilirannya akan membangkitkan arus jika terdapat sebuah rangkaian tertutup

yang memadai. Gaya gerak listrik pada dasarnya adalah tegangan yang timbul karena pergerakan konduktor berarus di dalam sebuah medan magnet, atau karena adanya medan yang berubah-ubah.

Hukum Faraday yang berbunyi: “ GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”.

Setiap kali ada perubahan flux yang melalui coil, maka terjadi ggl induksi di dalam coil tersebut. Faraday mengukur besarnya ggl yang disebabkan oleh perubahan flux sebesar Δ Φdalam waktu Δ t yang dikenal dengan hokum Faraday sebagal berikut: Jika ada perubahan flux melalui coil dengan N lilitan dengan laju Δ Φ/ Δ t , maka ggl induksi εinddalam coil adalah:

= (10)

Tegangan yang membentangi tiap unsur dan arus yang melalui tiap unsur dalam sebuah rangkaian listrik diatur oleh dua hasil umum yang terangkum dalam dua hukum Kirchhoff. Karena hukum-hukum Kirchhoff diturunkan dari sifat-sifat fisis umum listrik, hukum-hukum itu dapat diterapkan pada semua jenis rangkaian listrik.

1. Hukum Tegangan Kirchhoff (HTK) menyatakan bahwa jumlah tegangan-tegangan yang membentangi cabang-cabang sepanjang simpal adalah sama dengan nol, dengan mengasumsikan bahwa polaritas-polaritas semua tegangan dipilih dalam pengertian yang sama.

= 0 (11)

di manakadalah indeks penjumlahan.

2. Hukum Arus Kirchhoff (HAK) menyatakan bahwa jumlah arus-arus dalam cabang-cabang yang muncul dari sebuah simpul adalah sama dengan nol.

= 0 (12)

di manakadalah indeks penjumlahan (C.K. Tse,1998).

2.8 Pembagi Tegangan

Hukum-hukum Kirchhoff dapat digunakan untuk menghasilkan rumus-rumus yang praktis untuk mencari resistansi setara dari rangkaian-rangkain seri dan paralel yang sederhana. Dalam kasus rangkaian seri tegangan yang membentangi resistor Ri diberikan oleh hukum Ohm sebagai RiI, dimana I adalah arus yang mengalir didalam tiap resistor. Dengan demikian pembagi tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut:

, = = _. (13)

(C.K. Tse, 1998)

2.9 Tarif listrik

Pemakaian listrik tidak tetap kalau sudah larut malam, pemakaiannya sedikit sekali. Sebaliknya selama jam-jam tertentu pemakiannya sangat banyak. Jam-jam ‘sibuk’ ini disebut dengan beban puncak.

Di Indonesia beban puncaknya terjadi kira-kira antara jam 18.00 sampai jam 22.00. Ini disebabkan karena di negara kita tenaga listrik sebagian besar masih digunkan untuk penerangan. Dinegara-negara industri, tenaga listrik sebagian besar digunakan untuk keperluan industri. Karena itu waktu beban puncaknya juga berbeda. Di negeri Belanda misalnya, dalam bulan-bulan November, Desember, Januari dan Februari, beban puncaknya terjadi kira-kira antara jam 07.00 – jam 09.00 keadaan cuaca selama bulan-bulan tersebut masih gelap, sehingga masih diperlukan penerangan, sedangkan pabrik-pabrik sudah mulai bekerja. Pada petang hari lampu-lampu dirumah-rumah, kantor-kantor dan toko-toko sudah harus dinyalakan pada waktu pabrik-pabrik masih bekerja. Beban yang berubah-ubah ini tidak menguntungkan bagi perusahaan listrik. Kalau pemakaian listriknya sedikit, generator-generator harus bekerja dengan beban rendah, sehingga tidak efisien. Sebaliknya selama waktu beban puncak bebannya meningkat sekali, kadang-kadang melebihi batas kemampuan generator-generatornya.(Setiawan,1980).

kepada konsumennya. Tarif ini mencerminkan biaya untuk memproduksi energi di pembangkit listriknya, pendistribusian energi listrik ini, melalui kabel bawah-tanah atau atas-kepala, dan pemberian pelayanan ke lingkungan milik konsumen termasuk meter dan lain-lain.

Disamping beban-beban dasar yang disebutkan di atas untuk biaya pencatuan (sesuai lamanya) dan biaya energi yang dikomsumsi. Pemerintah memungut pajak pertambahan nilainya. Saat ini pajak ini besarnya 5% dari beban total. Perusahan listrik memungut biaya ini secara bulanan, tiga-bulanan, atau dalam hal konsumen industri atau komersial dalam selang waktu yang disetujui kedua pihak.(A.J. Watkins, 1998).

Pelanggan tarif Rumah Tangga adalah pelanggan perseorangan atau badan sosial yang tenaga listriknya digunakan untuk keperluan rumah tangga.

Contoh yg termasuk didalam golongan rumah tangga diantaranya: 1. Rumah untuk tempat tinggal

2. Kelompok rumah kontrakan 3. Rumah susun milik peorangan 4. Rumah susun milik perumnas

5. Asrama keluarga pegawai perusahaan swasta 6. Asrama mahasiswa

Melalui situs resminya, PLN merilis daftar tarif listrik untuk pelanggan rumah tangga yang berlaku mulai 1 Oktober 2013:

1. Pelanggan rumah tangga berdaya 450 VA yakni Rp415 per kilowatt-hour (kWh).

2. Pelanggan rumah tangga berdaya 900 VA yakni Rp605 per kWh.

3. Pelanggan rumah tangga 1.300 VA: tarif listrik naik dari Rp928 per kWh menjadi Rp979 per kWh.

4. Pelanggan rumah tangga 2.200 VA: tarif listrik naik dari Rp947 per kWh menjadi Rp1.004 per kWh.

5. Pelanggan rumah tangga 3.500 VA-5.500 VA: tarif listrik naik dari Rp1.075 per kWh menjadi Rp1.145 per kWh.

6. Pelanggan listrik 6.600 VA ke atas: tarif listrik naik dari Rp1.347 per kWh menjadi Rp1.352 per kWh.

Sebagai contoh untuk mengoperasikan pemanas 100 W selama 15 jam biaya energinya sebesar 1.352 per kWh.

Banyaknya kWh = 0,1 kW x 15 jam = 1,5 kWh

Biaya tarif dasar = 1,5 x Rp 1.352 = Rp 2028

Jika PPN 3% dipungut, biaya sesungguhnya akan menjadi Rp 2.028 x 1,03 = Rp 2088,84

Dan apabila pemakaian daya bertambah dengan mengoperasikan lampu 200 watt selama 1 jam maka

Banyaknya kWh = 0,2 kW x 15 jam = 3 kWh

Biaya tarif dasar = Rp 4056 Biaya PPN 3%

Rp 4.056 x 1,03 = 4177, 68

Dengan demikian, biaya yang ditanggung oleh adalah sebesar Rp 2088,84 + Rp 4177,68 = Rp. 6366,52

2.10 Sensor

Dalam pendeteksian suatu sensor tidak akan terlepas dari istilah tranduser. Tranduser adalah sebuah alat yang bila di gerakkan oleh energi di dalam sebuah sistem transmisi menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua. Transmisi energi ini bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas). Definisi tranduser yang luas mencakup alat- alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal elektrik. (Cooper. 1999)

Pada dasarnya sensor dan tranduser mempunyai definisi sama yaitu menerima rangsangan (gejala fisis) dari luar dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Proses fisis yang merupakan stimulus atau rangsangan sensor dapat berupa fluks magnetik, gaya, arus listrik, temperatur, cahaya, tekanan dan proses fisis lainnya. Sensor dan tranduser mempunyai perbedaan yang sangat kecil yaitu pada

koefisien konversi energi. Sensor itu sendiri terdiri dari tranduser atau tanpa penguat atau pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu indera. (Sinclair. 1988)

Berdasarkan prinsip kelistrikannya sensor dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu sensor pasif dan sensor jenis pembangkit sendiri (self generating type). Sensor pasif menghasilkan perubahan dalam parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan lain- lain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau arus. Dan sensor ini memerlukan daya luar, sedangkan sensor jenis pembangkit sendiri menghasilkan suatu 33 tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu bentuk fisis energi. Sensor ini tidak memerlukan daya luar. (Cooper. 1999)

2.11 Karakteristik sensor

Dalam suatu instrumentasi atau pengontrol, karakteristik sensor harus diketahui lebih dahulu. Hal ini bertujuan agar sistem instrumentasi yang digunakan tidak menyimpang dari karakteristiknya dan hasil yang dicapai benar- benar akurat. Sensor merupakan awal permulaan dari sistem instrumentasi, sehingga mempunyai peran yang sangat penting. Apabila terjadi kesalahan pada suatu sensor maka seterusnya sistem instrumentasi akan terjadi kesalahan. Karakteristik sensor juga menunjukkan kualitas dari sensor tersebut. (Cooper. 1999)

Dari pemasukan (input) ke pengeluaran (output), sebuah sensor harus sudah terkonversi sebelum menghasilkan suatu sinyal elektrik. Hubungan antara masukan dengan keluaran di gambarkan sebagai karakteristik sensor. Salah satu karakteristik sensor adalah fungsi transfer yaitu suatu fungsi hubungan ideal antara masukan dan keluaran. Fungsi transfer bergantung pada sinyal listrik (S) yang dihasilkan oleh sensor dan disimulasikan s:S = f(s). Fungsi tersebut memungkinkan adanya hubungan linier atau tidak linier. Pada hubungan linier dinyatakan dengan S = a + bs dimana a adalah sinyal keluaran pada masukan nol (mengintrupsi) dan b adalah gradien yang biasanya disebut sensitivitas. S adalah suatu Karakteristik keluaran sinyal elektrik yang digunakan untuk data yang diperoleh dari keluaran sensor. (Fraden. 2003)

2.12 Android

Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk perangkat seluler layar sentuh seperti telepon pintar dan komputer tablet. Android mencakup sistem operasi, middleware dan aplikasi. Android menyediakan platform yang terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka. Android merupakan generasi baru platform mobile, platform yang memberikan pengembang untuk melakukan pengembangan sesuai dengan yang diharapkannya. Sistem operasi yang mendasari Android dilisensikan dibawah GNU, General Public Lisensi Versi 2. Pengembang aplikasi Android diperbolehkan untuk mendistribusikan aplikasi mereka di bawah skema lisensi apapun yang mereka inginkan. Sistem Android menggunakan database untuk menyimpan informasi penting yang diperlukan agar tetap tersimpan meskipun device dimatikan. Untuk melakukan penyimpanan data pada database, sistem Android menggunakan SQLite yang merupakan suatu open source database yang cukup stabil dan banyak digunakan pada banyak device berukuran kecil. Aplikasi Android dikembangkan dalam bahasa pemrograman Java dengan menggunakan kit pengembangan perangkat lunak Android (SDK). SDK ini terdiri dari seperangkat perkakas pengembangan, termasuk debugger, perpustakaan perangkat lunak, emulator handset yang berbasis QEMU, dokumentasi, kode sampel, dan tutorial. Didukung secara resmi oleh lingkungan pengembangan terpadu (IDE) Eclipse, yang menggunakan plugin Android Development Tools (ADT).

Perkakas pengembangan lain yang tersedia di antaranya adalah Native Development Kit untuk aplikasi atau ekstensi dalam C atau C++, Google App Inventor, lingkungan visual untuk pemrogram pemula, dan berbagai kerangka kerja aplikasi web seluler lintas platform.

Platform perangkat keras utama pada Android adalah arsitektur ARM. Ada juga dukungan untuk x86 dari proyek Android-x86, dan Google TV menggunakan versi x86 khusus Android. Pada tahun 2013, Freescale mengumumkan melibatkan Android dalam prosesor i. MX buatannya, yakni seri i.MX5X dan i.MX6X. Pada 2012, prosesor Intel juga mulai muncul pada platform utama Android, misalnya pada telepon seluler.

Beberapa komponen perangkat keras tidak diperlukan, namun sudah menjadi standar di perangkat tertentu. Beberapa fitur awalnya dibutuhkan sebagai persyaratan, namun kemudian ditiadakan. Setelah Android menjadi OS telepon pintar, beberapa perangkat keras, seperti mikrofon, lambat laun berubah menjadi perangkat opsional. Selain itu, kamera ditetapkan sebagai perangkat wajib bagi ponsel-ponsel Android.

Perangkat Android menggabungkan berbagai komponen perangkat keras opsional, termasuk kamera video, GPS, sensor orientasi perangkat keras, kontrol permainan, akselerometer, giroskop, barometer, magnetometer, sensor proksimitas, sensor tekanan, termometer, dan layar sentuh. Android mendukung OpenGL ES 1.1, 2.0, dan 3.0. Beberapa aplikasi secara eksplisit mengharuskan versi tertentu dari OpenGL ES, sehingga perangkat keras GPU yang cocok diperlukan bagi perangkat Android untuk menjalankan aplikasi tertentu.

Antarmuka pengguna Android didasarkan pada manipulasi langsung, menggunakan masukan sentuh yang serupa dengan tindakan di dunia nyata, seperti menggesek, mengetuk, mencubit, dan membalikkan cubitan untuk memanipulasi obyek di layar.

2.13 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip-tunggal yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi-aplikasi kontrol dan bukan untuk aplikasi-aplikasi serbaguna. Aplikasi-aplikasi yang tipikal meliputi kontrol perangkat perangkat-perangkatperipheralseperti motor, penggerak, printer, dan komponen-komponen subsistem minor.(Tooley, 2003)

Mikrokontroller sesuai dengan namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh lebih unggul kerena terdapat berbagai alasan diantaranya :

1. Tersedianya Input/Outout

I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut, IC yang dimaksud

adalah PPI 8255. 2. Memori Internal

Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal

Dengan kelebihan-kelebihan diatas mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroller. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pegendali suatu sistem.

Dengan menggunakan mikrokontroller maka: 1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.

2. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.

3. Pencarian gangguan lebih muah ditelesuri karena sistemnya yang kompak. Namun tidak sepenuhnya mikrokontroller bisa komponne IC TTl dan CMOS yang sering kali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O) dengan kata lain, mikrokontroller adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroller sudah mengandung beberapa bagian yang langsung dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya hanya menggunakan Sistem Minimum yang tidak rumit.

Mikrokontroller adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroller memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standart memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instriksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral,

dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega 8535 juga memiliki fasilitas yang lebih lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lainnya seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah ATMega8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega 8535 sebagai mikrokontroller yang powerfull. Adapun diagram blok ATMega 8535 adalah sebagai berikut:

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial

Kapabilitas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

2. Kapasitas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.14 Konfigurasi PIN ATMega 8535

Mikrokontroller ATMega 8535 mempunyai pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin diantaranya untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masing terdiri dari 8 pin. Pin lainya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supplay tegangan, reset, serta tegangan reverensi untuk ADC. Konfigurasi pin

ATMega 8535 digamba

Ga

Dari gambar diatas da 8535 adalah sebagai be

 _{VCC merupaka}  _{GND merupaka}  _{Port A (PA0..P}  _{Port B (PB0..P}

yaitu Timer/Count

 _{Port C (PC0..P}

yaitu TWI, kom

 _{Port D (PD0..P}

yaitu kompara

 _{RESET merupa}  _{XTAL1 dan X}  _{AVCC merupa}  _{AREF merupa}

mbarkan sebagai berikut:

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega 8535

s dapat dijelaskan secara fungsional konfigura i berikut :

 _{upakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan c}  _{akan pin ground.}

 _{0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin ma}  _{0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin}

/Counter, komparator analog dan SPI.

 _{0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin}

, komparator analog dan Timer Oscilator.

 _{0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin}

parator analog, interupsi eksternal dan komunikasi

 _{rupakan pin yang digunakan untuk me-reset mi}  _{n XTAL2 merupakan pin masukan clock ekster}  _{rupakan pin masukan tegangan untuk ADC.}  _{upakan pin masukan tegangan referensi ADC.}

urasi pin ATMega

 _{n catu daya.}



 _{n masukan ADC}

 _{pin fungsi khusus,}

 _{pin fungsi khusus,}

 _{pin fungsi khusus,}

kasi serial.

 _{mikrokontroler.}

 _ksternal.



register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

Gambar 2.9. EEPROM Data Memori

2.18 Pemograman ATMega 8535 dengan Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemograman yang dapat dikatakan berada pada bahasa pemograman tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin). Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemigraman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya adalah untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan menggunakan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National Standart Institut) yang dijadikan acuan oleh para membuat kompiler.

Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller AVR buatan ATMEL menggunkan software AVR STUDIO dan CodeVision AVR. AVR STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroller AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C-cross compiler, dimana program dapat ditulis dengan menggunakan bahasa C,CodeVision memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile, link, pembuatan code mesin (assembler) dan dowwnload program ke chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal,

yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram. Proses download program ke IC mikrokontroller AVR dapat menggunakan System Programmable Flash on-Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR Studio dan Code Vision AVR. AVR Studio merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR.

Sedangkan Code Vision AVR merupakan software C-cross Complier, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang lengkap dimana penulis program, compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan menggunakan Code Vision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan System Programmable Flash On. Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

2.19 Komputer Server

Server adalah sebuah sistem komputer yang menyediakan berbagai jenis layanan yang dapat diakses oleh computer client yang sedang terhubung pada sebuah jaringan. Server harus didukung dengan baik oleh prosesor dan juga Memori/RAM yang lumayan besar. Server juga harus memiliki Sistem Operasi Khusus atau biasa juga disebut sebagai System Operasi Jaringan.

Komputer server adalah komputer yang ditugaskan oleh sipemilik komputer untuk menjadi server dan mengatur komputer-kompuer client. Seperti halnya di dalam perusahaan, dimana komputer server tersebut diberi tugas untuk menyimpan hal-hal yang dibutuhkan komputer client.

Jadi dengan komputer server, apapun yang dibutuhkan oleh komputer client maka Komputer Serverakan langsung memenuhinya, tidak dibatasi oleh,

dan tidak dapat diakses oleh orang lain, hanya orang tertentu yang bisa mengaksesnya, misal pemilik komputer server itu sendiri, maka dengan begitu data-data penting atau semacamnya tidak bakalan bocor ke tangan-tangan yang tidak bertanggung jawab. Komputer Server menyediakan pelayanan atau service tertentu yang berjalan di jaringan, baik jaringan internet ataupun intranet. Komputer server pada umumnya online atau beroperasi selama 24 jam nonstop.

Perangkat komputer jenis IBMPC yang menggunakan OS Microsoft Windowskomputerserverdapat berupa komputer dekstop maupun laptop. Fungsi komputer server adalah sebagai pemproses data sensor menjadi output daya dan menampilkannya pada dekstop atau monitor selain itu komputer server juga sebagai media untuk koneksi wireless dengan perangkat lain misalnya ponsel pintar. Pada komputer server diprogram sebuah aplikasi dengan menggunakan bahasa pemprograman Visual Basic versi 6.0 yaitu program untuk membaca besaran arus dan tegangan. Sekaligus menampilkannya pada monitor.

2.20 Visual Basic 6

Visual Basic pada dasarnya adalah sebuah bahasa pemograman komputer. Bahasa pemograman adalah perintah-perintah atau instruksi yang dimengerti oleh komputer untuk melakukan tugas-tugas tertentu. Visual basic juga sering disebut sebagai sarana (tool) untuk menghasilkan program-program aplikasi berbasis Windows. Beberapa kemampuan atau manfaat dari Visual Basic diantaranya seperti:

 _{Untuk membuat program aplikasi berbasis Windows.}

 _{Untuk membuat objek-objek pembantu program seperti misalnya kontrol}

ActiveX, file Help, apliksi Internet, dan sebagainya.

 _{Menguji program (debugging) dan menghasilkan program akhir}

berakhiran EXE yang bersifatexecutable, atau dapat langsung dijalankan. Pada dasarnya, kode pemograman adalah instruksi-instruksi yang ditulis oleh programmer yang memerintahkan aplikasi untuk melakukan tugas tertentu, seperti melakukan tugas tertentu, seperti misalnya melakukan perhitungan, memanipulasi data, membuka dan menjalankan aktivitas tertentu, merespon input

dari user, menghasilkan keluaran, dan sebagainya. Program pada Visual Basic berfungsi menyatukan kontrol-kontrol yang ada didalam aplikasi. (Kurniadi,1999)

Data adalah nilai mentah yang tidak memiliki arti jika berdiri sendiri, data pada Visual Basic dianggap sebagai nilai-niai yang bisa dimanipulasi dalam pembuatan program. Data dan program saling berkaitan erat. Data adalah nilai yang dibutuhkan oleh aplikasi (misalnya nama, alamat, tanggal lahir dan sebagainya), sedangkan program adalah instruksi yang digunakan untuk memanipulasi data tersebut (misalnya menyimpan data, menghitung data, dan sebagainya). Keduanya adalah unsur-unsur utama di dalam membuat program aplikasi yang sempurna.

Variabel adalah tempat untuk menimpan nilai-nilai atau data-data secara sementara pada aplikasi Visual Basic. Variabel sifatnya tidak tetap artinya, isinya bisa berubah-ubah. Variabel digunakan untuk menyimpan data-data untuk perhitungan, pengubahan properti, penentuan nilai dan sebagainya. Isi variabel bisa berubah-ubah dari waktu ke waktu sesuai kebutuhan, sehingga variabel dapat juga diibaratkan seperti kotak penyimpanan.

2.21 VNC (Virtual Netwwork Connection)

VNC (Virtual Netwwork Connection) adalah software yang dapat di gunakan untuk meremot atau melihat (memantau) aktivitas kerja dan berinteraksi dengan satu komputer melalui komputer lain dalam jaringan lokal maupun internet. Tujuan dari membangun VNC ini sendiri adalah untuk mempermudah dalam pengawasan atau memonitoring sistem kerja. Salah satu cara menghubungkan komputer server dan client yang memiliki OS berbeda dengan cara metode eksperimental yaitu komputer server bersistem operasi Linux dapat di kontrol oleh komoputer client yang bersistem operasi Windows. Sehingga semua program yang ada di komputer server dapat di sharing ke komputer client yang bersistem operasi Windows. VNC ini sendiri menggunakan protocol yang sederhana berbasiskan RFB (Remote Frame Buffer). VNC ini tersedia di sistem operasi Linux dan MS Windows.

VNC ini bersifat cross-platform dimana software ini dapat di gunakan untuk komputer dengan sistem operasi yang berbeda. Misalnya menggunakan VNC untuk meremot komputer dengan OS Windows Vista melalui Ubuntu Linux. Keungulan VNC di bandingkan dengan software lainnya :

1. Multi platform, server ini dapat di gunakan dengan baik di lingkungan Windows,Linux,Beos,Macintos, Unix dll. Dan penggunaanya pun juga dapar dilakukan secara koontas platform. VNC client dan VNC Server saling di akses misalnya dari sistem Windows ke sistem Linux maupun sebaliknya.

2. Client-server. Terdiri dari apikasi server dan client dan harus di instal di kedua sisi.

3. HTTP support. VNC dapat di akses menggunakan default port 5900 atau 5901.untuk TCP maupun port 5800 atau 5801 untuk HTTP. Jadi sebuah VNC server juga dapat diakses oleh VNC client menggunakan sebuah browser seperti Mozilla Firefox, Opera, dan Internet Explorer dengan menggunakan java aplet.

4. Transparan. Apabila sebuah komputer Windows dipasang VNC server, akan muncul sebuah icon kecil logo VNC di sebelah kanan taskbar yang akan berubah warna apabila komputer tersebut sedang diakses. VNC juga mengharuskan pengguna memasang password untuk bisa diaktifkan. Sebelum password dipasang, ia tidak akan mau bekerja.

5. Across internet. Cukup dengan mengetahui nomor IP address dan password VNC tujuan maka pengguna dapat memperlakukannya menjadi program semacam PC Anywhere untuk mengontrol komputer dari jarak jauh melalui internet.

6. Open Source. C bersifat Open Source dengan lisensi GPL (General Publik License). Dalam arti, pengguna bisa dengan leluasa menggunakan dan mendistribusikannya

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

Proses perancangan sistem merupakan bagian yang sangat penting karena akan menentukan seperti apa alat yang akan dibuat. Perancangan sistem berupa perangkat keras yang dalam diagram blok sebagai berikut :

3.1 Perancangan Alat

Sistem bekerja berdasarkan deteksi arus beban dan tegangan, dari kedua parameter tersebut maka dapat dicari daya beban. Dan dihitung biaya pemakaian yang telah digunakan. Sensor arus dan sensor tegangan memberikan nilai berupa data digital dan dikalibrasi oleh mikrokontroler menjadi nilai daya sebenarnya dan dihitung biaya sesuai tarif yang berlaku. Proses tersebut dilakukan pada sebuah komputer PC dan menampilkan hasil perhitungan pada layar monitor. Pada sisi lain yaitu pada ponsel pemantau akan memantau desktop komputer PC apabila terjadi hubungan dengan jaringan internet dengan program bantu koneksi desktop dengan android dapat dilakukan.

3.2 Pripsip Kerja Rangkaian

Rancangan merupakan suatu sistem monitoring daya listrik berbasis android. Rancangan dibangun dengan menggunakan komponen-komponen elektronik dengan baris sebuah mikrokontroler. Prinsip kerja rangkaian adalah membaca parameter listrik yaitu arus beban dan tegangan beban. Dengan pembatasan faktor daya diasumsikan sama dengan 1 dengan demikian daya beban dapat ditentukan dari hasil kali arus dan tegangan beban. Rangkaian dirancang untuk mendeteksi besar arus dan tegangan beban dengan demikian terdapat sebuah sensor arus dan sensor tegangan. Hasil bacaan kedua parameter listrik akan dikirimkan kesebuah komputer server dan ditampilkan pada desktop hasil kali arus dan tegangan. Komputer server berfungsi sebagai penyedia data online agar dapat diakses melalui perangkat wireless yaitu perangkat smartphone android dengan koneksi WLAN. Ponsel android dapat mengakses data dekstop komputer server dengan bantuan program bantu VNC. Adapun komponen-komponen utama dalam rangkaian adalah:

1. Sensor arus 2. Sensor tegangan 3. Mikrokontroller 4. Komputer server

3.3 Perancangan sensor arus

Sensor yang digunakan dalam rancangan ini adalah sensor arus trafo CT yang telah di tambahi lilitan kawat email diluar dengan diameter 1,20 mm yang berfungsi untuk mendeteksi besaran arus beban dan mengubahnya menjadi suatu besaran tegangan. Output sensor adalah tegangan yang eqivalen dengan arus yang sedang mengalir kebeban. Prinsip kerja dari adalah suatu kumparan yang dialiri arus listrik dimana disekitar kumparan akan terjadi medan listrik yang sebanding dengan besar arus listrik pada penghantar (kumparan) tersebut yang dinamakan dengan Sistem Clamp. Cara kerja sensor sesuai hukum faraday yaitu induksi kumparan primer ke sekunder arus bolak-balik akibat medan listrik yang ditimbulkannya, Penghantar yang dialiri arus akan menginduksikan medan listrik disekitar kumparan sekunder sehingga timbul tegangan pada kedua ujung kumparan sekunder tersebut dimana besar tegangan keluaran kumparan sekunder berbanding lurus dengan besaran arus yang melalui kumparan primer. output sensor adalah tegangan bolak-balik sedangkan agar dapat dibaca oleh ADC tegangan tersebut harus disearahkan oleh penyearah dioda.

3.4 Perancangan sensor tegangan

Sensor tegangan adalah sensor rangkaian yang membaca besaran tegnagan dari beban. Rancangan ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai sensor tegangan. Dengan 3 buah resistor terhubung secara seri dapat dibuat sebuah sensor tegangan yaitu dengan prinsip hukum kircoff pembagi tegangan. Keluaran sensor tegangan juga merupakan tegangan bolak-balik sehingga perlu disearahkan dengan penyearah dioda.

Gambar 3.3. Rangkaian sensor tegangan

3.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller Atmega 8535

Mikrokontroller yang digunakan adalah jenis AVR yaitu Atmega 8535. Pada mikrokontroller terdapat masukan analog yang dapat membaca tegangan dari luar. Mikrokontroller diprogram untuk membaca sensor yaitu sensor arus dan sensor tegangan. Kemudian mengirimnya pada komputer server melalui port serial. Input mikrokontroller untuk sensor tegangan adalah pada pin 40 yaitu masukan analog pertama sedangkan masukan kedua yaitu sensor arus diprogram pada pin 33 yaitu pin A.7. Kristal pada pin 12 dan 13 berfungsi sebagai masukan clock external dari kristal. Resistor pada pin 9 berfungsi sebagai reset pada saat sistem diaktifkan. Mikrokontroller diprogram dengan bahasa C dengan menggunakan editorCode Vision AVR versi.2.0.3.

juga sebagai media untuk koneksiwirelessdengan perangkat lain misalnya ponsel pintar. Pada komputer server diprogram sebuah aplikasi dengan menggunakan bahasa pemprograman Visual Basic versi 6.0 yaitu program untuk membaca besaran arus dan tegangan. Sekaligus menampilkannya pada monitor.

3.7 Pengkoneksian PC dengan Android

Untuk pengkoneksian PC dan Android membutuhkan dua buah aplikasi, yaitu aplikasi VNC server yang diinstall di Android, dan aplikasi VNC Client yang diinstall di PC. Software dapat diunduh diGoogle PlaydanPlay Store Salah satu aplikasi VNC Server dalam platform android adalah VNC Server, dan untuk VNC Client yang diinstall di PC, dapat menggunakan Real VNC Viewer. Adapun langkah-langkah menjalankan VNC adalah sebagai berikut:

1. Pastikan komputer dan Android terkoneksi, dapat menggunakan wireless tethering pada android dan meng-connect-kan PC pada wifi tersebut dan dapat saling berkomunikasi.

2. Dijalankan Droid VNC Server pada Android, dan lihat alamat IP dan Port nya. Password dapat diganti pada bagian setting untuk membatasi siapa saja yang boleh memantau perangkat .

3. Dijalankan VNC Viewer pada PC, buat koneksi VNC dengan memasukkan IP, port, dan password.

Adapun tahap-tahap yang perlukan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Diinstall VNC Viewer pada perangkat android.

2. Diaktifkan PC sebagai server dengan mengklik [All Programs] > [RealVNC] > [VNC Server User Mode] > [Run VNC Server].

3. Selanjutnya pada kotak setting yang muncul, diberikan password pada akses yang masuk sebagai pengaman. Pilih [Authetication] > [VNC Password Authentication] > [Configure], lalu masukkan password yang diinginkan. Untuk melihat alamat IP komputer untuk diakses via ponsel, diarahkan pointer ke ikon VNC yang muncul di sistem tray (sudut kanan bawah layar pada windows).

4. Untuk menjalankan aplikasi pada perangkat Android akan dihadapkan langsung pada menu setting. Masukkan nama setting baru di “Nickname”. Masukkan password yang telah dibuat di RealVNC yang ada di PC di kotak “Password”. Masukkan alamat IP yang muncul di system tray PC, ke kotak isian “Address”. Untuk “Port”, maka akan dapat dilihat dengan doubel klik ikon VNC di system tray, lalu klik tab [Connection].

5. Di klik [Connect]. Kemudia dipilih resolusi layar PC yang akan ditampilkan di perangkat android pada opsi menu “Color Format”. Agar tidak terlalu berat, dipilih 64 color (1bpp). Lalu di centang opsi Local mouse pointer dan juga opsi Force full-screen agar layar PC tampil penuh di layar perangkat android.

6. Layar komputer akan tampil pada perangkat android dan bisa mengontrol desktop PC dengan beberapa metode. Aktifkan mouse dengan menekan tombol menu lalu mentap Mouse @ dari menu yang muncul bisa dipilih“Input Mode” dan pilih teknik memasukkan data dan mengontrol desktop dari pilihan yang ada.

3.8 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Perancangan dan pembuatan perangkat lunak digunakan sebagai pendukung kerja sistem. Mikrokontroller diprogram dengan bahasa C dengan menggunakan editor Code Vision AVR versi.2.0.3. Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR Studio dan Code Vision AVR. AVR Studio merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan pada komputer server diprogram sebuah aplikasi dengan menggunakan bahasa pemprograman Visual Basic versi 6.0. Visual Basic merupakan turunan bahasa pemrograman BASIC dan menawarkan pengembangan perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat.

3.8.1 Diagram alir program mikrokontroler

Adapun diagram alir utama sistem program pada mikrokontroler adalah sebagai berikut:

3.8.2 Diagram alir program Visual Basic V.6.0

Diagram alir program Visual Basic V.6.0 yaitu program untuk membaca besaran arus, tegangan dan harga pemakaian daya pada beban. Sekaligus menampilkannya pada monitor. Adapun diagram alir program Visual Basic V.6.0 adalah sebagai berikut:

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian sensor tegangan

Pengujian dilakukan dengan mengukur tegangan masukan sensor dan tegangan keluaran sensor dalam hal ini pengujian dilakukan dengan tegangan variabel yang diatur dengan menggunakan autotrafo. Berikut adalah data penyajian sensor tegangan :

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan MenggunakanAutotrafo

Vin AC (Volt) VoutDC (Volt) _{FP (= )}

88 0,79 0,008977

90 0,83 0,009222

95 0,89 0,009368

100 0,94 0,0094

105 0,99 0,009429

110 1,05 0,009545

115 1,1 0,009565

120 1,17 0,00975

130 1,27 0,009769

135 1,33 0,009852

175 1,76 0,010057

180 1,83 0,010167

185 1,9 0,01027

190 1,97 0,010368

195 2 0,010256

205 2,11 0,010293

210 2,16 0,010286

220 2,28 0,010364

225 2,34 0,0104

235 2,44 0,010383

240 2,5 0,010417

250 2,61 0,01044

255 2,68 0,01051

260 2,73 0,0105

265 2,79 0,010528

270 2,84 0,010519

275 2,9 0,010545

280 2,95 0,010536

Rata-rata faktor pelemah 0,010074

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 8

8 ₉0 ₉5

1 0 0 1 0 5 1 1 0 1 1 5 1 2 0 1 3 0 1 3 5 1 7 5 1 8 0 1 8 5 1 9 0 1 9 5 2 0 5 2 1 0 2 2 0 2 2 5 2 3 0 2 3 5 2 4 0 2 5 0 2 5 5 2 6 0 2 6 5 2 7 0 2 7 5 2 8 0 Vo u t D C (Vo lt )

Keterangan :

VinAC : Tegangan masukan VoutDC : Tegangan keluaran FP : Faktor Pelemah

Data dan grafik dari hasil pengujian sensor tegangan menunjukkan bahwa setiap tegangan AC naik 5 volt dari tegangan semula maka rata-rata kenaikan Vout DC

sensor tegangan sebesar 0,056818 dan rata-rata faktor pelemah tegangan adalah sebesar 0.010074. Dari nilai tegangan output dari sensor maka dapat ditentukan nilai ADC dari sensor tegangan

4.2 Pengujian Sensor Arus

Pengujian dilakukan dengan mengukur arus beban dan tegangan keluaran sensor dengan tujuan untuk mendapatkan nilai ADC dari nilai tegangan keluaran sensor dalam hal ini penyajian dilakukan dengan daya beban variabel yang diatur dengan menggunakan lampu dengan daya 100 Watt sebanyak sepuluh buah untuk mendapatkan daya sampai 1000 Watt. Adapun nilai K ditentukan untuk mendapatkan nilai konversi arus ke nilai yang sebenarnya.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan Daya Menggunakan Lampu 100 watt sampai 1000 watt

Keterangan :

Ibeban(A) : Arus sensor

VoutSensor (V) : Tegangan keluaran sensor

VoutPembagi Tegangan (V): Tegangan keluaran pembagi tegangan (Konversi dari I ke V) ; =

Beban (W) Ibeban (A) Δ I beban Vout Sensor (V)

Δ Vout Sensor

(V)

ADC Δ ADC K Δ K

100 0,4 0,07 14 0,175

200 0,83 0,43 0,4 0,33 82 68 0,48193 0,43

300 1,25 0,42 0,8 0,4 164 82 0,64 0,42

400 1,68 0,43 1,2 0,4 246 82 0,71429 0,43 500 2,1 0,42 1,59 0,39 326 80 0,75714 0,42 600 2,52 0,42 1,97 0,38 403 77 0,78175 0,42 700 2,95 0,43 2,34 0,37 479 76 0,79322 0,43 800 3,36 0,41 2,71 0,37 555 76 0,80655 0,41 900 3,77 0,41 3,05 0,34 625 70 0,80902 0,41 1000 4,17 0,4 3,37 0,32 690 65 0,80815 0,4

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

I b e b a n ( A )

Daya Beban (Watt)

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Vo u t S e n so r (V) Beban (W)

Pada pegujian sensor arus dilakukan pada saat beban 100 sampai dengan 1000 watt menggunakan arus listrik. Sensor dapat mendeteksi arus beban 0,18 A dan kurang dari 0,18A tidak dapat lagi dideteksi oleh sensor pada saat beban lampu diubah kurang dari 50 watt. Itu terjadi karena inti core yang dikelilingi kumparan jika di aliri arus listrik dibawah 0,18A hanya sedikit mengalami perubahan gaya magnet sehingga tegangan sangat kecil terinduksi ke kumparan sekunder dan tegangan yang kecil tidak dapat menembus atau melewati jembatan 4 dioda.

4.3 Pengujian keseluruhan alat

Pada pengujian keseluruhan alat dilakukan dengan mengukur arus beban dan tegangan beban dengan menggunakan multimeter digital dan membandingkannya dengan hasil tampilan pada smartphone android. Hal ini dilakukan untuk mengetahui error atau ralat masing-masing lampu pada ketiga parameter yang ditampilkan. Dalam hal ini lampu yang digunakan adalah lampu Philips dengan daya 100 watt sebanyak sepuluh buah untuk mendapatkan daya sebanyak 1000 watt.

Tabel 4.3. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt

Beban I

multimeter I alat % Error

V multimeter

V

alat %Error

100 0,29 0,27 6,896552 189 189 0

200 0,55 0,52 5,454545 188 189 0,53191

300 1,07 1,04 2,803738 190 189 0,526316

400 1,46 1,46 0 188 189 0,53191

500 1,83 1,88 2,73224 189 189 0

600 2,25 2,24 0,444444 189 190 0,5291

700 2,62 2,61 0,381679 188 189 0,53191

800 2,99 3,03 1,33779 189 189 0

900 3,39 3,37 0,589971 187 189 1,06952

1000 3,75 3,8 1,33333 190 189 0,526316

Rata-rata error 2,1974289 0,424698

Tabel 4.4. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 2

Tabel 4.5. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 3

Beban I

multimeter I alat % Error

V

multimeter V alat %Error

100 0,28 0,28 0 189 189 0

200 0,53 0,51 3,77358491 189 189 0

300 1,06 1,03 2,83018868 189 190 0,5291 400 1,46 1,47 0,68493151 188 189 0,5319

500 1,83 1,87 2,18579235 189 189 0

600 2,26 2,24 0,88495575 189 190 0,5291 700 2,63 2,61 0,76045627 190 189 0,52632

800 2,97 3,02 1,68350168 189 189 0

900 3,39 3,38 0,29498525 187 188 0,5348 1000 3,74 3,8 1,60427807 190 189 0,52632

Rata-rata error 1,47027 0,31775

Standart Deviasi 1,18959 0,27349

Beban I

multimeter I alat % Error

V

multimeter V alat %Error

100 0,28 0,27 3,57142857 189 189 0

200 0,52 0,51 1,92307692 189 189 0

300 1,04 1,03 0,96153846 190 190 0

400 1,46 1,47 0,68493151 189 188 0,5291 500 1,83 1,87 2,18579235 190 189 0,52632 600 2,26 2,25 0,44247788 189 190 0,5291 700 2,63 2,62 0,38022814 189 190 0,5291

800 2,97 3,03 2,02020202 189 189 0

900 3,38 3,37 0,29585799 189 188 0,5291 1000 3,75 3,79 1,06666667 190 189 0,52632

Rata-rata error 1,35322 0,316904

Tabel 4.6. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 4

Tabel 4.7. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 5

Beban I

multimeter I alat % Error

V

multimeter V alat %Error

100 0,27 0,28 3,7037 189 189 0

200 0,53 0,52 1,88679 188 189 0,5319

300 1,06 1,03 2,83019 189 190 0,5291

400 1,46 1,47 0,6849 188 190 1,0638

500 1,83 1,85 1,0929 189 189 0

600 2,26 2,24 0,88496 189 190 0,5291

700 2,63 2,61 0,76046 189 189 0

800 2,98 3,01 1,0067 189 189 0

900 3,4 3,38 0,58824 189 188 0,5291

1000 3,76 3,8 1,0638 190 190 0

Rata-rata error _{1,45026 0,3183}

Standart Deviasi _{1,04194 0,371376}

Beban I

multimeter I alat % Error

V

multimeter V alat %Error

100 0,28 0,28 0 190 189 0,52632

200 0,53 0,52 1,88679 189 188 0,5291

300 1,05 1,03 1,90476 188 189 0,5319

400 1,46 1,47 0,6849 189 189 0

500 1,83 1,86 1,6393 189 188 0,5291

600 2,27 2,24 1,32159 189 188 0,5291

700 2,63 2,61 0,76046 188 189 0,5319

800 2,98 3,02 1,3423 189 189 0

900 3,39 3,39 0 189 188 0,5291

1000 3,74 3,8 1,6043 190 189 0,52632

Rata-rata error 1,11444 0,423284

Tabel 4.8. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 6

Tabel diatas menunjukkan bahwa pengujian arus memiliki rata-rata error 1,444136 ± 1,227428 % dan pengujian tegangan memiliki rata-rata error 0,344248 ± 0,290878 %.

Beban I

multimeter I alat % Error

V

multimeter V alat %Error

100 0,28 0,28 0 189 189 0

200 0,53 0,51 3,77358 189 189 0

300 1,04 1,03 0,96154 189 190 0,5291

400 1,46 1,47 0,6849 188 189 0,5319

500 1,84 1,87 1,6304 189 189 0

600 2,26 2,24 0,88496 189 190 0,5291

700 2,63 2,61 0,76046 190 190 0

800 2,99 3,02 1,0033 189 189 0

900 3,39 3,38 0,29499 189 188 0,5291

1000 3,76 3,79 0,7979 190 189 0,52632

Rata-rata error 1,0792 0,26455

Tabel 4.9. Pengujian Daya Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt

Beban W pembanding W alat ± δW alat

100 54,81 51,03 ± 3,78

200 103,4 98,28 ± 6,19

300 203,3 196,56 ± 6,71

400 274,48 275,94 ± 1,46

500 345,87 355,32 ± 9,45

600 425,25 425,6 ± 4,14

700 492,56 493,29 ± 4,5

800 565,11 572,67 ± 7,56

900 633,93 636,93 ± 10,52

1000 712,5 718,2 ± 13,25

Untuk mendapatkan nilai error dari pengukuran daya perlu adanya suatu nilai pembanding dengan tujuan untuk membandingkan nilai pengukuran daya menggunakan alat untuk itu nilai W pembanding didapat dengan mengalikan nilai Imultimeterdan Vmultimeter. Sedangkan

Sedangkan untuk menampilkan biaya pemakaian sekaligus pajak PPN dari pemakaian daya maka perlu dilakukan pemograman pada Visual Basic versi 6.0 dengan memberikan data masukan baru yaitu TDL yang dapat diinput harganya dengan tujuan apabila terjadi perubahan harga tarif dasar listik yang ditetapkan oleh Perusahaan Listrik Negara maka TDL pada monitor dapat diperbaharui. Karena TDL umumnya ditentukan berdasarkan / maka pada program dilakukan penyesuian dengan mengubah kWh menjadi Watt x 10 detik. Dengan demikian TDL yang dikalikulasi= . Untuk menentukan biaya pemakaian daya sebenarnya dan pajak PPN sebesar 3% maka dilakukan kalkulasi dengan mengalikan daya x TDL x 1.03. Agar pada tampilan Biaya pemakaian + pajak 3% tidak menjadi nol apabila data daya sama dengan 0 dikarenakan pemadaman lampu atau tidak adanya beban daya yang dipakai maka pada program dibuat dibuat fungsi yakni : Biaya = Biaya + (Daya * TDL * 1,03).

Maka tampilan pada kolom Biaya pemakaian + Pajak 3% akan berubah sesuai daya pemakaian dalam selama interval waktu 10 detik dan akan terus dikalkulasikan sesuai dengan daya pemakaian.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Alat dapat bekerja sebagai pe-monitor daya pada beban daya yang berbeda dengan mengirimkan datanya melalui internet.

2. Sensor arus dapat mengukur arus mulai dari 0,18 A tetapi tidak dapat lagi mengukur arus dibawah 0,18 A karena dibawah 0,18A hanya sedikit mengalami perubahan gaya magnet sehingga tegangan sangat kecil terinduksi ke kumparan sekunder dan tegangan yang kecil tidak menembus atau melewati jembatan 4 dioda sekaligus

3. Wattmeter digital ini dapat mengukur daya lampu merk philips dengan relative baik dalam rentang daya 100 watt s/d 1000 watt. Ralat rata-rata daya ukurnya adalah 2,988545±3,485045.

5.2 Saran

1. Untuk dapat mendeteksi arus yang lebih rendah sebaiknya pada jumlah lilitan perlu diperbesar dikarenakan semakin besar jumlah lilitan pada inti core maka semakin besar pula tegangan yang dapat diukur pada kedua ujung kumparan sehingga dapat melalui 4 jembatan dioda. Dan dapat juga dilakukan dengan cara menggubah penyearah jembatan 4 dioda menjadi absolute rectifire dengan tujuan agar tegangan bolak-balik dari output sensor masih dapat menembus atau melewati dioda yang kemudian dapat dibaca oleh ADC.

2. Untuk dapat meningkatkan kualitas pengukurannya sebaiknya diperhatikan bentuk rangkaian yang memiliki gangguan interferensi magnetic sekecil mungkin. Wattmeter digital ini tentunya masih memiliki banyak kekurangan, sehingga masih perlu pengembangan lebih lanjut.

DAFTAR PUSTAKA

Budiharto, Widodo, Gamayel Rizal. 2007. 12 Proyek Mikrokontroler untuk Pemula. PT.Elex Media Komputindo. Jakarta.

Cooper, Willian David. 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Terjemah oleh Ir. Sahat Pakpahan. Erlangga. Jakarta

Daryanto. 2000. Pengetahuan Teknik Elektronika. Penerbit Bumi Aksara. Jakarta. Fraden, Jacob. 2003. Handbook of Modern Sensor, Physics, Designs, and

Applications. Springer. San Diego USA

Harten, Setiawan. 1980. Instalasi Listrik Arus Kuat I. Binacipta. Jakarta. Ian R, Sinclair. 1988. Sensor and Tranduser A Guide for Technicians. Great

Britain. Newres

Petruzella, Frank. 2001. Elektronika Industri. Penerbit Andi. Yogyakarta. Tooley, Mike. 2003. Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi. Edisi Kedua.

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Sapiie, S. dan Nishino, O. 2000. Pengukuran dan Alat-alat Listrik. PT Pradnya Paramita. Jakarta.

Siregar, Ivan. 2010.Mengembangkan Aplikasi Enterprise Berbasis Android. Penerbit Gava Media. Yogyakarta.

Watkins, A.J. 2004. Perhitungan Instalasi Listrik. Penerbit Erlangga. Jakarta. Tse, C.K. 2002. Analisis Rangkaian Linier. Penerbit Erlangga. Jakarta. http://ekoya.blogspot.com/2009/04/vnc-virtual-netwwork-connection.html 27/04/2014, 25.54

http://kepenakwae.blogspot.com/2012/11/pengertian-komputer-server.html 17/04/2014, 10.30

http://www.mlarik.com/2013/06/pengertian-dan-fungsi-komputer-server.html 17/04/2014, 10.45

LAMPIRAN

Pemograman Code Vision AVR

#include <mega8535.h> // menyertakan file2 bantu mega8535

#include <delay.h> // menyertakan file2 bantu delay dan seterusnya #include <stdio.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) //rutin untuk baca ADC {

ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE; // Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10; return ADCW; }

unsigned int Arus,Tegangan; //deklarasi variabel satuan dgn tipe integer

void main(void) {

PORTA=0x00; //isi port A dgn 0

DDRA=0x00; //setting port A sbg input PORTB=0x00; //isi port B dgn 0

DDRB=0xFF; //setting port A sbg output PORTC=0x00; //isi port C dgn 0

PORTD=0x00; //isi port D dgn 0

DDRD=0x00; //setting port A sbg input // inisialisasi port serial dgn parameter sbg berikut: // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Mode: Asynchronous

// USART Baud rate: 1200 UCSRA=0x00;

UCSRB=0x18; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0xCF;

// inisialisasi ADC dgn parameter sbg berikut: // ADC Clock frequency: 125.000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin ADMUX=ADC_VREF_TYPE; ADCSRA=0x85;

SFIOR&=0xEF;

delay_ms(2000); // proses tunda waktu selama 2000 mili detik( = 2 detik) while (1)

{ Tegangan = read_adc(0)/2; //baca teg sensor dan kalibrasi ke nilai sebenarnya

Arus = read_adc(7)/2; //baca teg sensor dan kalibrasi ke nilai sebenarnya

printf("%c%c",Arus,Tegangan); //kirim data arus dan tegangan ke pemancar ask melalui port serial

delay_ms(1000); //tunda 10 mili detik };

Pemograman Visual Basic

Dim data As String Dim k As Integer

Dim Temp1, Temp2, Tegangan, Arus, Daya, cal, Biaya As Single

Private Sub Command2_Click() End

End Sub

Private Sub Timer1_Timer() Arus = Arus / k

Text1 = Left(Arus, 4) Tegangan = Temp2 * 1 Daya = Arus * Tegangan Text3 = Tegangan Text4 = Left(Daya, 5) End Sub

Private Sub Form_Load() With MSComm1

If .PortOpen = True Then .PortOpen = False .CommPort = 1

.Settings = "1200,n,8,1" .DTREnable = True .RTSEnable = True .RThreshold = 2 .SThreshold = 0 .PortOpen = True

End With k = 1 End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm() With MSComm1

Select Case .CommEvent Case comEvReceive data = .Input

Temp1 = Asc(Mid(data, 1, 1)) Temp2 = Asc(Mid(data, 2, 1)) Text2 = Temp1

Text5 = Temp2 If Temp1 < 2 Then Temp1 = 0

End If

If Temp1 >= 2 Then k = 11

End If

If Temp1 >= 16 Then k = 50

End If

If Temp1 >= 35 Then k = 50

End If

If Temp1 >= 55 Then k = 52

If Temp1 >= 80 Then k = 52

End If

If Temp1 >= 100 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 120 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 150 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 170 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 190 Then k = 52

End If

If Temp1 >= 210 Then k = 52

End If

Arus = Temp1 End Select End With

Private Sub Timer4_Timer() TDL = Text7 / 360000

Biaya = Biaya + ((Daya * TDL * 1,03) Text6 = "Rp " + Left(Biaya, 5)

If Temp1 >= 80 Then k = 52

End If

If Temp1 >= 100 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 120 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 150 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 170 Then k = 54

End If

If Temp1 >= 190 Then k = 52

End If

If Temp1 >= 210 Then k = 52

End If

Arus = Temp1 End Select End With

End Sub

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

57

Private Sub Timer4_Timer() TDL = Text7 / 360000

Biaya = Biaya + ((Daya * TDL * 1,03) Text6 = "Rp " + Left(Biaya, 5)

End Sub

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

59

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

61

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara