Monitoring dan Pengisian Token Pulsa Pada KWH Meter Menggunakan Smartphone Android

(1)

MONITORING DAN PENGISIAN TOKEN PULSA

PADA KWH METER MENGGUNAKAN

SMARTPHONE ANDROID

TUGAS AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada

Program Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Al Fathoni Agustian Al Aziz

10207056

Pembimbing

Ir. Syahrul, M.T

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG 2014

(2)

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Maksud dan Tujuan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metode Penelitian ... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II ... 5

DASAR TEORI ... 5

2.1 Komunikasi Data ... 5

2.1.1 Proses Komunikasi ... 5

(3)

viii

2.2 Metode Transmisi ... 8

2.3 Sensor ... 8

2.3.1 Current Sensor (CT) ... 8

2.4 Mikrokontroler / Arduino Board ... 9

2.5 Relay / Driver Relay ... 10

2.6 WIFI Modul ... 12

2.7 Android Smartphone ... 14

BAB III ... 16

3.1 Perancangan perangkat keras... 18

3.1.1 Sensor Arus ... 18

3.1.2 Skematik Mikrokontroler / Arduino Board ... 19

3.1.3 SkematikModul Wifi Wizfi 220 ... 20

3.1.4 LCD ... 20

3.1.5 Rangkaian Relay / Driver Relay ………..21

3.2 Perancangan perangkat lunak ... 22

3.2.1 Rancangan Perangkat Lunak Pada Mikrokontroler ... 22

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 25

4.1 Blok Sensor Arus ... 25

4.2 Modul WiFi ... 29

4.3 LCD JHD 16x2 ... 31

4.4 Scaning Keypad ... 32

4.5 Relay / Driver Relay ... 33

4.6 Tampilan Android ... 34

(4)

KESIMPULAN DAN SARAN ... 35

5.1 Kesimpulan ... 35

5.3 Saran ... 35

(5)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Axelson, J. Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM

Ports, and Ports for Embedded Systems, Second Edition. Madison, USA:

Lakeview Research LLC, 2007

[2] Clark, M. P. Data networks, IP, and the Internet: networks,

protocols, design, and operation. West Sussex, England: Wiley, 2003

[3] Syahrul, Mikrokontroler AVR ATmega8535. Bandung : Informatika, 2012 [4] Andrianto, Heri, Pemrograman Mikrokontorler AVR ATmega16

Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Bandung : Informatika, 2013

[5] Malviono, A. P. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Salemba Teknika, 2003

[6] Iwansson, K., Sinapsius G and Hoornaert, W. Measuring Current, Voltage

and Power, Elsevier Science B.V : Amsterdam, 1999

[7] Lea, Trystan. CT sensors - Interfacing with an Arduino. Diakses tanggal 20 Juni 2014, dari http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ct-sensors-interface

(6)

(7)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim.

Assalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Segala puji bagi Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, penelitian Tugas Akhir dapat dikerjakan serta semua kemudahan yang diberikan-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam tenggang waktu yang telah ditetapkan.

Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada Program Studi Sistem Komputer S-1 di Jurusan Teknik Komputer. Judul

penelitian tugas akhir ini adalah “Monitoring dan Pengisian Token Pulsa pada KWH Meter Digital Menggunakan Android Berbasis ATMega”

Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin saya sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu, Ayah, Istri, Adik, Kakak dan keluarga yang tak henti-hentinya mendoakan dan memberi semangat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 2. Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku ketua jurusan Teknik Komputer.

3. Dosen pembimbing Ir. Syahrul, M.T yang selalu memberikan arahan, bantuan dan motivasi dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

4. Sri Nurhayati, M. T selaku dosen wali. Terima kasih atas saran yang diberikan dan juga selalu mengingatkan dalam penyelesaian Tugas Akhir.

5. Seluruh dosen dan staf pengajar jurusan Teknik Komputer yang telah memberikan bekal ilmu dan bekal kejujuran.

6. Seluruh pembimbing dari luar atas segala ilmu, dan arahan yang diberikan.

7. Galih Rahayu, S.Kom dan kang Ari atas bantuannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

(8)

8. Teman-teman seperjuangan, Syukri Gazali, Sukmajati Prayoga,Taufiq Akbar Tanjung, Acep, Galih Rahayu, Supriansyah, Eko Nurfitriyanto, Galih Permana, Andi Hasdiansyah, Hilman Feisal, Melvini Eka, Seliwati, Hendra Hermawan, dan Ryan Saputra atas kebersamaannya selama masa perkuliahan.

9. Semua teman di Unikom. Semua teman-teman Kukox Squad.

10.Seluruh pihak yang mungkin terlupakan oleh penulis, namun telah membantu pernulis. Terima kasih yang sebanyak-banyaknya.

Akhirnya, pernulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya disiplin keilmuan yang penulis dalami dan bagi yang ingin mengembangkannya.

Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Bandung, 19 Juli 2014

(9)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik merupakan energi yang tidak pernah bisa kita abaikan dalam kehidupan setiap manusia sebagai kebutuhan. Walaupun listrik bukanlah kebutuhan pokok, apalagi dizaman sekarang yang serba teknologi yang hampir setiap alat elektronik harus menggunakan listrik. Sehingga perusahaan listrik milik Negara (PLN) membuat suatu alat ukur yang disebut KWH.

Pengendalian dan monitoring listrik merupakan suatu kegiatan sistem PLN yang dari dulu hingga sekarang yang terus dikembangkan. Mulai dari KWH analog, digital, hingga saat ini yang paling akurat digital berbasis prabayar (TOKEN). Salah satu permasalahan pada sistem KWH yang terbaru ini ialah cara pengontrolan secara manual. Dimana cara tersebut sangat terbatas. Sementara tempat untuk pengisian ulang token yang sangat berbahaya untuk dijangkau misalnya : harus menggunakan tangga, kursi dan sebagainya hingga dapat menjangkau alat tersebut yang terpasang diatas.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut bisa dilakukan pengisian dan pengontrolan token dengan memanfaatkan sebuah mikrokontroler yang sudah terpasang pada KWH. Dengan cara itulah maka memungkinkan untuk dilakukannya pengisian dan monitoring token pulsa pada KWH secara remote

control menggunakan perangkat pengendali. Salah satu perangkat pengendali

yang bisa digunakan adalah Smartphone Android. Dimana smartphone tersebut mampu berkomunikasi dengan KWH memlalui komunikasi serial dengan memanfaatkan modul wifi yang akan di pasang pada KWH tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana merancang rangkaian KWH yang akan dibuat

(10)

3. Bagaimana memonitoring KWH digital meter dan pengisian pulsa yang dilakukan pada KWH tersebut

4. Bagaimana cara mengimplementasikan modul WI-FI (Wizfi 220) pada rangkaian yang di buat,

1.3 Maksud dan Tujuan

Maksud dari Tugas Akhir ini adalah membuat KWH meter yang bisa memonitoring dan mengisi pulsa token menggunakan smartphone android. Sedangkan tujuannya adalah :

1. Memudahkan pengisisan token pada KWH meter.

2. Memudahkan dalam memonitoring sisa token pada KWH meter.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian tugas akhir ini adalah:

1. Program aplikasi android dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman bahasa menggunakan JAVA

2. Di bantu menggunakan program Eclipse Helios dan Android SDK,

3. Pemrograman Mikrokontroler ATmega 328P dengan pemrograman Bahasa C,

4. Pembuatan aplikasi / program monitoring menggunakan OS Android

Versi 4 (jelly bean )

5. Komunikasi antara prototipe dengan smartphone menggunakan sinyal WI-FI 802.11 b/g/n

6. Monitoring hanya terfokus untuk pengontrolan sisa token 7. Perancangan Mikrokontroler pada prototipe.

1.5 Metode Penelitian

Tahapan penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Studi pustaka yang berhubungan dengan ATMEGA

(11)

2. Pemilihan dan Pengadaan Komponen

Melakukan pengamatan dan memeriksa ketersediaan komponen dari segi biaya, dimensi, serta kinerja dari masing-masing komponen yang akan digunakan.

3. Pengujian Komponen

Pengujian secara terpisah untuk setiap komponen yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir

4. Desain KWH Meter

Perancangan sistem minimum pada KWH yang dapat memuat rangkaian catu daya, mikrokontroler, sensor-sensor dan sistem transmisi.

5. Perancangan Software

Perancangan software mikrokontroler untuk ditanamkan dalam KWH tersebut supaya alat bekerja dengan smestinya.

6. Pengujian, Analisa, dan Evaluasi. 7. Pembuatan Laporan

Pembuatan laporan penelitian tugas akhir

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini diuraikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Isi bab ini memaparkan dasar-dasar teori yang dijadikan referensi penyelesaian tugas akhir ini.

BAB III : PERANCANGAN

Pada bab ini menjelaskan blok diagram keseluruhan sistem yang dibuat,perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak yang akan ditanamkan pada sistem.

(12)

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi berbagai hasil pengujian meliputi uji fungsional masing-masing perangkat, pengujian secara keseluruhan setelah semua komponen diintegrasikan, serta evaluasi dan analisa hasil. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dari hasil penelitian tugas akhir ini serta saran untuk pengembangannya

(13)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Komunikasi Data

Sistem komunikasi untuk menyampaikan informasi dari satu lokasi ke lokasi lainnya. Komponen informasi disebut pesan, atau lebih dikenal dengan sebutan data. Data tersusun dari kode dan simbol yang unik, atau bentuk lain yang diketahui oleh pengirim dan penerima pesan. Sebagai contoh data biner diperesentasikan sebagai dua kondisi yaitu 1 dan 0. Atau lebih dikenal sebagai bit (binary digit). Bit ini mempresentasikan level tegangan pada sebuah sistem dimana level high dipresentasikan sebagai 1 dan level tegangan low sebagai 0.

2.1.1 Proses komunikasi

Segala sesuatu yang ada di dunia ini tidak pernah terlepas dari yang namanya proses, termasuk juga dalam komunikasi. Agar terjadi proses komunikasi, maka dibutuhkan beberapa komponen antara lain :

1. Sumber Informasi

2. Transmitter/driver/generator untuk mengubah informasi kedalam

sinyal data yang sesuai dengan saluran komunikasi 3. Saluran komunikasi

4. Receiver untuk mengubah sinyal data ke bentuk yang dimengerti

penerima

5. Tujuan informasi

Pada gambar 2.1 menunjukan bagaimana sebuah Proses Komunikasi dapat dilakukan:

(14)

Gambar 2.1 Ilustrasi Proses Komunikasi

2.1.2 Mode Transmisi Data

Mode transmisi data dibagi berdasarkan arah aliran data, yakni Simplex,

Half Duplex, Full Duplex.

1. Simplex

Komunikasi yang memiliki aliran data yang searah dan arah yang tetap. Misalnya dari transmitter ke receiver seperti pada gambar 2.2.

berikut

Gambar 20.2 Model Komunikasi Simplex

2. Half Duplex

Saluran Half duplex memungkinkan untuk komunikasi simplex alam kedua arah melalui saluran tunggal, hanya saja komunikasi tidak bisa berjalan dalam waktu bersamaan, misal Transmitter station A dan

(15)

receiver Station B yang aktif. Bisa dimisalkan menggunakan seperti

saklar pemilih saluran seperti yang di tampilkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Model Komunikasi Half Duplex

3. Full Duplex

Dalam mode ini komunikasi bisa terjadi dalam dua arah secara bersamaan, seperti yang terlihat pada Gambar 2.4, terdapat dua saluran komunikasi, sehingga pada Station A dan Station B bisa saling berkomunikasi secara bersamaan.

(16)

2.2 Metode Transmisi

Berikut ini dua metode dalam transmisi data yakni:

1. Synchronous, pada metode ini proses sinkronisasi transmisi data

dilakukan dengan sumber clock bersama, yakni satu jalur digunakan untuk data dan satu jalur lagi untuk sumber clock.

2. Assynchronous, pada metode ini proses singkronisasi dilakukan

dengan menyisipkan penanda singkronisasi pada data, yang paling umum adalah penanda awal data dan akhir data.

2.3 Sensor

Sensor adalah sebuah alat yang menghasilkan sinyal keluaran untuk keperluan merasakan fenomena fisik, sensor juga sering disebut sebagai

transducer, yakni alat yang mengubah dari sebuah bentuk fisik ke bentuk sinyal

fisik yang berbeda bentuk, misal dari suhu ke sinyal listrik.

2.3.1 Current Transformer (CT)

CT adalah sebuah sensor yang dapat mengukur arus listrik, CT merupakan perantara pengukuran arus dimana keterbatasan kemampuan baca alat ukur. Misal pada sistem saluran tegangan tinggi. CT umumnya selain digunakan sebagai media pembacaan juga digunakan dalam sistem proteksi tenaga listrik. Sistem proteksi dalam sistem tenaga listrik sangatlah kompleks sehingga CT itu sendiri dibuat dengan spesifikasi dan kelas yang bervariatif sesuai dengan kebutuhan sistem yang ada. Selain itu, CT juga sering di impementasikan pada sebuah aplikasi pengukur daya (KWH) digital/token. Oleh karena itu, salah satu alasan penulis memilih CT adalah untuk memudahkan penulis mencari referensi yang mudah untuk dikerjakan. Pada tugas akhir ini penulis memilih sensor arus SCT-013-000 untuk mengukur arus listrik. Pada sistem

(17)

Gambar 2.5 Bentuk Fisik Current Transformer (SCT-013-000)

Pada gambar 2.5 menunjukan, beberapa fitur dari SCT-013-000 1. Catu daya : 5VDC

2. Mampu mengukur arus sampai dengan 100A dengan keluaran 0-50mA.

2.4 Mikrokontroler / Arduino Board

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Kegunaan Arduino tergantung kepada kita yang membuat program. Arduino bisa digunakan untuk mengontrol LED, bisa juga digunakan untuk mengontrol helicopter dan masih banyak lagi, tentunya tergantung dengan komponen yang digunakan apakah kompatibel dengan arduino tersebut.

Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses masukan tersebut dan kemudian menghasilkan suatu keluaran sesuai

yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai „otak‟ yang mengendalikan

masukan, proses dan keluaran sebuah rangkaian elektronik. Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan mikrokontroler jenis ATmega 328.

(18)

Gambar 2.6 Bentuk Arduino Board Tipe Pro Mini

Pada gambar 2.6 menunjukan Arduino Board dan beberapa fitur yang dimiliki oleh ATmega328P :

1. Arsitektur : AVR RISC 8-bit dengan Pico Power 2. Tegangan kerja : 1.8 VDC - 5.5 VDC.

3. Ukuran memori program : 32 KB

4. Ukuran memori data volatile : 2 KB RAM

5. Ukuran memori data non-volatile : 1 KB EEPROM 6. ADC : 8 Kanal 10-bit

7. Peripheral : 6 kanal PWM 8. Jumlah I/O : 23

9. Jumlah interupsi eksternal : 2

10.Timer/Counter : 2 kanal 8-bit, 1 kanal 16-bit 11.Kecepatan : Up to 20 MIPS

12.Frekuensi kerja : 0 - 20 MHz

13.Antarmuka periperal : USART, SPI, I2C/TWI 14.Tombol Reset

2.5 Relay / Driver Relay

Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain, Relay dapat kita gunakan untuk switching atau kontrol beban. Relay pada aplikasi

(19)

kontrol sering digunakan sebagai switching input ataupun output pada Mikrokontroler.

IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin, pin ini berfungsi sebagai input, output dan pin untuk catu daya. Catu daya ini terdiri dari catu daya (+) dan ground. IC ULN 2003 biasa digunakan sebagai driver motor stepper maupun driver relay. IC ini memiliki tegangan maksimum 50 Volt, dan arus 500mA. Didalamnya tedapat dua buah transistor darlington kedua transistor tersebut dirangkai dengan konfigurasi khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan penguatan arus yang besar. Akan tetapi pada karya tulis ini IC ULN 2003 di gunakan sebagai Driver Relay. Dimana fungsi nya akan memutus dan menyambungkan aliran listrik guna menyalakan bebaban sesuai perintah yang diberikan oleh mikrokontroler. Pada Pin 9 digunakan sebagai catu daya dan ground pada Pin 8. Gambar 2.7 menunjukan bentuk fisik dari IC ULN 2003.

(20)

2.6 Modul WiFi WizFi220

WizFi220 adalah modul “Serial to WiFi”, yakni modul yang akan

mengubah dari standar komunikasi serial ke standar komunikasi menggunakan WiFi (WLAN) dan sebaliknya. Modul WiFi berfungsi untuk menyediakan komunikasi data secara serial melalui jaringan nirkabel (Wireless). Dimana modul ini akan menerima data dari smartphone Android dan kemudian data akan dikirimkan ke saluran serial yang kemudian masuk ke Mikrokontroler dan akan diproses oleh Mikrokontroler tersebut. Untuk hasil masukan dari hasil yang di kirim dari android akan tertampil pada LCD dan untuk hasil yang dikirim oleh mikrokontoler akan tampil pada sartphone tersebut. Berikut adalah spesifikasi dari modul WiFi WizFi220

Pada tabel 2.1 dan gambar 2.8 berupa spesifikasi modul Wifi Wizfi220 dan wizfi220 board

Table 2.1 Spesifikasi Wizfi220

Spesifikasi Deskripsi

Radio Protocol IEEE 802.11b/g/n Compatible

Supported Data

Rates 11,5.5,2,1Mbps (IEEE 802.11b)

Modulation DSSS dan CCK

RF Operating

Frequency 2.4 - 2.497 GHz

(21)

Networking Protocols

UDP, TCP/IP (IPv4), DHCP, ARP, DNS, HTTP/HTTPS Client and Server(**)

Konsumsi Daya

(Typical) Standby=34μA ,Receive = 125mA ,Transmit = 290mA

RF Output Power (Typical)

17dBm ± 1.5dB

Security Protocols WEP, WPA/WPA2–PSK, Enterprise (FAST,

EAP-TLS, EAP-TEAP-TLS, PEAP)(**)

I/O Interface UART, PI(**), I2C(*), WAKE, ALARM, GPIOs

Sumber Tegangan 3.3V

Dimensi 32 x 23.5 x 3 mm

(*) didukung dengan perubahan software (**)didukung dengan firmware khusus

(22)

.Gambar 2.8 Bentuk Fisik dari Wizfi 220

2.7 Android Smartphone

Android adalah sebuah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk

mobile device seperti smartphone dan komputer tablet yang dikembangkan oleh

Google. Beberapa fitur Android antara lain :

1. Application framework, yakni application framework yang bisa digunakan

2. Dalvik Virtual Machine, yakni Java bytecode interpreter yang diimplementasikan pada Android untuk mengganti Java Virtual

Machine untuk embangun aplikasi Android

3. Integrated Browser, Android menyertakan browser berbasis WebKit sebagai aplikasi standar

4. Optimized graphics, Android mempunyai pustaka grafik 2D dan menyertakan pustaka grafik 3D OpenGL ES

5. SQLite, adalah aplikasi basis data SQLite yang disertakan dalam Android

6. Media Support, dukungan untuk memutar format multimedia yang banyak

(23)

7. GSM telephony support, adalah kemampuan Android untuk

mengakses langsung hardware untuk komunikasi GSM. Dimana dukungan ini bergantung pada modul yang tersedia untuk masing-masing hardware GSM

8. Bluetooth, EDGE, 3G, dan WiFi, dukungan untuk banyak jenis koneksi wireless

9. Camera, GPS, compass dan accelerometer, dukungan untuk

hardwaretersebut, tersedia API untuk mengakses hardware tersebut

10. Rich development environment, tersedia software development yang lengkap

(24)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya, maka akhirnya penelitian pada tugas akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain :

1. Monitoring sisa pulsa telah berhasil dilakukan menggunakan smartphone

android.

2. Pengisian token pulsa pada KWH meter telah berhasil dilakukan menggunakan smartphone android.

5.2 Saran

1. Sistem membutuhkan keamanan pengkodean yang cukup. Dikarenakan untuk menjaga sistem yang lebih mendekati sempurna.

2. Untuk sistem KWH-nya sendiri, dibutuhkan sensor tegangan agar tegangan yang diterima lebih mendektai stabil. Lakukanlah penelitian dengan pihak PLN agar lebih mendapatkan hasil yang sangat diinginkan. Sesuai data harga dan standar sistem yang ada pada sistem PLN.

(25)

(26)

(27)

MONITORING DAN PENGISIAN TOKEN PULSA PADA KWH METER MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID

Alfathoni Agustian Alaziz1, Ir. Syahrul, M.T2

1,2

Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung

alfathoni_toni@yahoo.com, 2syahrul.syl25@gmail.com

Abstrak

Pada Tugas Akhir ini dibuat sebuah sistem yang mampu mengontrol sisa token pulsa pada KWH meter, dengan tujuan agar membantu dalam pengisian dan pengontrolan pulsa yang ada pada KWH meter. Dimana sisa token tersebut dikirim melalui modul Wifi tipe Wizfi220 ke sebuah smartphone (android), modul wifi tersebut memiliki range hingga 100 meter. Perancangan ini menggunakan sensor SCT 013-000. SCT 013-000 dapat mengukur Arus pada kawat yang teraliri listrik kemudian diproses menggunakan mikrokontroler sehingga menghasilkan besaran digital. Fungsi relay dan IC ULN 2003 (driver relay) untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik ketika KWH meter sudah terisi pulsa kemudian ditampilkan pada LCD serta smartphone (android). Pengisian token pulsa pada KWH meter oleh smartphone (android) dapat dilakukan melalui jaringan nircable sehingga dapat dilakukan di dalam rumah. Dari hasil pengujian, monitoring dan pengisian token pulsa pada KWH meter telah berhasil dilakukan, dimana sisa pulsa yang ada pada KWH meter dapat di kontrol melalui smartphone dan pengisian pulsa dapat dilakukan melalui smartphone.

Kata kunci : KWH Meter, Mikrokontroler, Smartphone Android, Sensor Arus, Wireless.

1. Pendahuluan

Pengendalian dan monitoring listrik merupakan suatu kegiatan system PLN yang dari dulu hingga sekarang yang terus dikembangkan. Mulai dari KWH analog, digital, hingga saat ini yang paling akurat digital berbasis prabayar (TOKEN).

Salah satu permasalahan pada sistem KWH yang terbaru ini ialah cara pengontrolan secara manual. Dimana cara tersebut terbatas akibat kelalaian manusia itu sendiri. Sementara tempat untuk pengisian ulang token yang sangat berbahaya untuk dijangkau misalnya : harus menggunakan tangga, kursi dan sebagainya dapat menjangkau alat tersebut yang terpasang diatas.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut bisa dilakukan pengisian dan pengontrolan token dengan

memanfaatkan sebuah

mikrokontroler yang sudah terpasang pada KWH. Dengan cara itulah maka memungkinkan untuk dilakukannya pengisian dan monitoring token pulsa pada KWH secara remote

(28)

Salah satu perangkat pengendali yang bisa digunakan adalah

Smartphone Android

2. Teori Penunjang

2.1Komunikasi Data

Sistem komunikasi untuk menyampaikan informasi dari satu lokasi kelokasi lainnya. Komponen informasi disebut pesan, atau lebih dikenal sebagai data. Data tersusun dari kode dan simbol yang unik, atau bentuk lain yang diketahui oleh pengirim dan penerima pesan. Sebagai contoh data biner direpresentasikan sebagai dua

kondisi yakni „0‟_{dan „1}‟, atau lebih dikenalsebagai bit (binary digit). Bit ini mempresentasikan level tegangan pada sebuah sistem,dimana level tegangan high dipresentasikan

sebagai „1‟ dan level tegangan low

sebagai „0‟. Berikut ilustrasi untuk proses komunikasi data.

Gambar 1. Proses Komunikaso

Selain itu komunikasi data memiliki beberapa mode transmisi muali dari simple duplex, half duplex hingga full duplxe.

Gambar 2. Simplex

Gambar 3. Half duplex

Gambar 4. Full Dupex

2.2 Mode Transmisi

Synchronous, pada metode ini proses sinkronisasi transmisi data dilakukan dengan sumber

(29)

digunakan untuk data dan satu jalur lagi untuk sumber clock.

Assynchronous, pada metode ini proses singkronisasi dilakukan dengan menyisipkan penanda singkronisasi pada data, yang paling umum adalah penanda awal data dan akhir data.

2.3Sensor

Sensor adalah sebuah alat yang menghasilkan sinyal keluaran untuk keperluan merasakan fenomena fisik, sensor juga sering disebut sebagai

transducer, yakni alat yang

mengubah dari sebuah bentuk fisik ke bentuk sinyal fisik yang berbeda bentuk, misal dari suhu ke sinyal listrik.

Gambar 5. SCT 013-000

2.4Smartphone Android

Android adalah sebuah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk mobile

device seperti smartphone dan

komputer tablet yang

dikembangkan oleh Google. Beberapa fitur Android antara lain :

2.5Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah computer kecil dalam sebuah rangkaian terpadu yang berisi processor core, memory,

dan programmable Input/Output

pheripelars. Dalam tugas akhir

ini menggunakan mikrokontroler jenis ATmega 328P.

Gambar 6. Atmega328P

2.6IEEE 802.11 Wireless Local Area Network (WLAN)

IEE 802.11 Wireless Local

Area Network (WLAN) adalah

sebuah standard untuk komunikasi data menggunakan media transmisi nirkabel dengan frekuensi 2.4, 3.6 atau 5 GHz. Implementasi dari standard ini adalah WiFi (Wireless idelity)

Gambar 7. Arsitektur WLAN

2.7Modul WiFi WizFi220

WizFi220 adalah modul

(30)

yang akan mengubah dari standar serial ke standar WiFi (WLAN) dan sebaliknya. Berikut adalah spesifikasi dari modul WiFi WizFi220

Gambar 8. Wizfi 220

3. Pembahasan

3.1Perancangan sistem 3.1.1 Blok Sistem

µC HP Android Modul Wifi Keypad Sensor Arus LCD

Gambar 9. Blok Sistem

Dapat dijelaskan pada blok sistem di atas bahwa sistem pengontrolan pulsa yang berbasis Mikrokontroler Atmega8535 berawal dari mikrokontroler yang dikirim ke

gadget android melalui proses

komunikasi data yang di dukung oleh modul wifi tipe Wizfi 220. Hasil tersebut dapat membantu segelintir orang untuk memudahkan dalam pengontrolan tanpa harus keluar rumah. Dan untuk fault tolerance

pada modul wifi akan dikirimkan secara bersamaan pada LCD. Dimana Nilai yang berada di LCD

akan sama dengan yang ada pada

gadget android. Sebaliknya untuk

pengisian berawal dari gadget yang digunakan dengan menginputkan jumlah yang akan dimasukan, maka mikrokontroler akan memprosesnya. Selanjutnya apabila diagram blok diatas dapat ditunjukan dengan

flowchart sebagai berikut.

Prosedur

“Isi Token”

Terima data yg dikirim android

Kirim status token ke android Mulai

Ada data dari android?

tambah token?

Prosedur

“Pengurangan Token”

Token > 0 Relay “ON”

Relay “OFF”

Status isi token dr keypad Prosedur “Baca Keypad” Prosedur “Isi Token” Prosedur “Terjemahkan data”

Tampilkan data ke LCD baca data sensor

Gambar 9.Flowchart Sistem

Keterangan flowchart

di atas : Mulai

Cek data dari android, jika tidak ada langsung masuk ke langkah 7

Terima data yang dikirim oleh android. Data ini masih 1 paket data lengkap

Prosedur terjemahkan data baca nilai pulsa yang dibeli (deskripsi data)

(31)

Menambahkan token yang sebelumnya dengan nilai token yang sudah dibaca

Kirim status token ke android Cek apakah akan mengisi data dari keypad? Jika tidak ke langkah ke-10

Prosedur baca keypad Prosedur isi token

Baca data nilai sensor arus dan tegangan

Pengurangan nilai token disesuaikan dengan daya yang telah dipakai.

Tampilkan informasi ke LCD Periksa nilai token. Jika lebih besar dari nol, relay ON

Relay OFF. Kembali ke langkah ke-2

3.1.2 Pebuatan Program LCD

Pembuatan program LCD ini diperlukan karena LCD ini akan menampilkan hasil atau nilai dari ADC yang telah terolah dari port yang telah ditentukan. Untuk pembuatan program tersebut dapat menggunakan Code Vision AVR, Stdio AVR dan lain-lain.

Gambar 10 . skematik lcd

3.1.3 Relay / Driver Relay

Rangkaian relay bekerja untuk memutuskan dan menyambungkan arus listrik. Berikut rangkaian relay yang akan di rancang

Gambar 11. Driver relay

3.1.4 Rangkaian SCT 013-000

Gambar 102. Rangkaian SCT 013-000

3.2Aplikasi Pada Smartphone Android

Aplikasi yang akan dibuat pada

smartphone android bertujuan

sebagai interface antara pengguna dan system KWH. Berikut adalah flowchart untuk aplikasi android

3.3Pengujian dan Analisa 3.3.1 Pengujian Sensor Arus

Berikut pengujian sensor SCT 013-000 dimana pada setiap sensor yang dipakai harus di uji mulai dari

(32)

perbandingan juga dari hasil keluaran sensor tersebut. Karena untuk mengetahui dan mendapatkan hasil yang akurat atau minimal mendekati akurat

Tabel 1. Perbandingan hasil pengukuran dengan penghitungan pada sensor arus

Untuk memudahkan penjelasan pada tabel 3.1. maka kita lihat persamaan dibawah ini :

2000 = Pembanding antara IP dan IS

P = Daya

V= Tegangan PLN pada saat pengukuran

I= Arus

Perhitungan keluaran sensor arus dengan persamaan

Dik : P = 100 watt V = 210 I p= ?

Dimana: P = V.I , Dengan I = ip

3.3.2 Pengujian Sistem Tabel 2. Hasil pengujian sistem

Rumus : W = P x t W = Energi (KWh)

P = Daya (watt) T = Waktu (jam)

Harga = Rp. 940,00 / KWh Karena biaya adalah Energi listri, maka yang dihitung adalah Energi

Dik : P = 20 Watt T = 1 Jam W = P . t

W= 20 . 1

= 20 Wh = 0.020KWh Biaya = 940 x KWh Biaya = 940 x 0.020= 18.8

Pada perbandingan didapat hasil yang belum akurat, sekitar beberapa persen saja. Dimana perbedaan ini dikarenakan tegangan yang tidak stabil karena tidak menggunakan sensor tegangan.

3.3.3 Rangkaian Relay

Rangkaian relay bekerja untuk memutuskan dan menyambungkan arus listrik dimana jika mikrokontroler memiliki jumlah pulsa >Rp1 maka relay status on, akan tetapi, ketika sisa pulsa pada mikrokontroler bernilai nol = Rp.0,00 maka status relay akan mati.

4. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan

Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya, maka akhirnya penelitian pada tugas akhir ini

dapat diambil beberapa

kesimpulan antara lain :

1. Dari rancangan yang dibuat, terdapat hasil pengujian yang

(33)

berbeda akan tetapi tidak terlalu signifikan. Karena arduino sudah memiliki beberapa library yang

compatible dengan sensor

tersebut. Seperti yang di tampilkan pada bab IV pengujian sensor.

2. Pada pengujian perhitungan biaya, masih terdapat beberapa selisih nilai rupiah, yang akhirnya bisa merugikan pelanggan, akan tetapi semua itu dikarenakan alat yang belum sempurna. Seperti pada pengujian perhitungan biaya pada bab IV

5. Daftar Pustaka

[1] Axelson, J. (2007). Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM Ports, and Ports for Embedded Systems, Second Edition. Madison, USA: Lakeview Research LLC [2] Clark, M. P. (2003). Data networks, IP, and the Internet: networks,protocols, design, and operation. West Sussex, England: Wiley.

[3] Syahrul, 2012,

Mikrokontroler AVR

ATmega8535, Informatika.

[4] Andrianto Heri, 2013, Pemrograman Mikrokontorler

AVR ATmega16

Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Informatika

[5] Malviono, A. P.

(2003). Prinsip-Prinsip

Elektronika. Jakarta: Salemba

Teknika.

[6] Iwansson, K;Sinapsius G and Hoornaert, W. 1999.

Measuring Current, Voltage and Power ELSEVER

[7] openenergymonitor.org (juni 2014)

(1)

Salah satu perangkat pengendali yang bisa digunakan adalah Smartphone Android

2. Teori Penunjang 2.1Komunikasi Data

kondisi yakni „0‟_{dan „1}‟, atau lebih dikenalsebagai bit (binary digit). Bit ini mempresentasikan level tegangan pada sebuah sistem,dimana level tegangan high dipresentasikan

sebagai „1‟ dan level tegangan low

sebagai „0‟. Berikut ilustrasi untuk proses komunikasi data.

Gambar 1. Proses Komunikaso

Selain itu komunikasi data memiliki beberapa mode transmisi muali dari simple duplex, half duplex hingga full duplxe.

Gambar 2. Simplex

Gambar 3. Half duplex

Gambar 4. Full Dupex

2.2 Mode Transmisi

Synchronous, pada metode ini proses sinkronisasi transmisi data dilakukan dengan sumber clock bersama, yakni satu jalur

(2)

digunakan untuk data dan satu jalur lagi untuk sumber clock.

Assynchronous, pada metode ini proses singkronisasi dilakukan dengan menyisipkan penanda singkronisasi pada data, yang paling umum adalah penanda awal data dan akhir data.

2.3Sensor

Sensor adalah sebuah alat yang menghasilkan sinyal keluaran untuk keperluan merasakan fenomena fisik, sensor juga sering disebut sebagai transducer, yakni alat yang mengubah dari sebuah bentuk fisik ke bentuk sinyal fisik yang berbeda bentuk, misal dari suhu ke sinyal listrik.

Gambar 5. SCT 013-000

2.4Smartphone Android

Android adalah sebuah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk mobile device seperti smartphone dan komputer tablet yang dikembangkan oleh Google. Beberapa fitur Android antara lain :

2.5Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah computer kecil dalam sebuah rangkaian terpadu yang berisi processor core, memory, dan programmable Input/Output

pheripelars. Dalam tugas akhir ini menggunakan mikrokontroler jenis ATmega 328P.

Gambar 6. Atmega328P

2.6IEEE 802.11 Wireless Local Area Network (WLAN)

IEE 802.11 Wireless Local Area Network (WLAN) adalah sebuah standard untuk komunikasi data menggunakan media transmisi nirkabel dengan frekuensi 2.4, 3.6 atau 5 GHz. Implementasi dari standard ini adalah WiFi (Wireless idelity)

Gambar 7. Arsitektur WLAN

2.7Modul WiFi WizFi220

WizFi220 adalah modul

(3)

yang akan mengubah dari standar serial ke standar WiFi (WLAN) dan sebaliknya. Berikut adalah spesifikasi dari modul WiFi WizFi220

Gambar 8. Wizfi 220

3. Pembahasan

3.1Perancangan sistem 3.1.1 Blok Sistem

µC

HP Android

Modul Wifi

Keypad Sensor Arus

LCD

Gambar 9. Blok Sistem

Dapat dijelaskan pada blok sistem di atas bahwa sistem pengontrolan pulsa yang berbasis Mikrokontroler Atmega8535 berawal dari mikrokontroler yang dikirim ke gadget android melalui proses komunikasi data yang di dukung oleh modul wifi tipe Wizfi 220. Hasil tersebut dapat membantu segelintir orang untuk memudahkan dalam pengontrolan tanpa harus keluar rumah. Dan untuk fault tolerance pada modul wifi akan dikirimkan secara bersamaan pada LCD. Dimana Nilai yang berada di LCD

akan sama dengan yang ada pada gadget android. Sebaliknya untuk pengisian berawal dari gadget yang digunakan dengan menginputkan jumlah yang akan dimasukan, maka mikrokontroler akan memprosesnya. Selanjutnya apabila diagram blok diatas dapat ditunjukan dengan flowchart sebagai berikut.

Prosedur “Isi Token” Terima data yg

dikirim android

Kirim status token ke android Mulai

Ada data dari android?

tambah token?

Prosedur “Pengurangan

Token”

Token > 0 Relay “ON”

Relay “OFF” Status isi token

dr keypad

Prosedur “Baca Keypad”

Prosedur “Isi Token” Prosedur “Terjemahkan

data”

Tampilkan data ke LCD baca data sensor

Gambar 9.Flowchart Sistem

Keterangan flowchart di atas :

Mulai

Cek data dari android, jika tidak ada langsung masuk ke langkah 7

Terima data yang dikirim oleh android. Data ini masih 1 paket data lengkap

Prosedur terjemahkan data baca nilai pulsa yang dibeli (deskripsi data)

(4)

Menambahkan token yang sebelumnya dengan nilai token yang sudah dibaca

Kirim status token ke android Cek apakah akan mengisi data dari keypad? Jika tidak ke langkah ke-10

Prosedur baca keypad Prosedur isi token

Baca data nilai sensor arus dan tegangan

Pengurangan nilai token disesuaikan dengan daya yang telah dipakai.

Tampilkan informasi ke LCD Periksa nilai token. Jika lebih besar dari nol, relay ON

Relay OFF. Kembali ke langkah ke-2

3.1.2 Pebuatan Program LCD Pembuatan program LCD ini diperlukan karena LCD ini akan menampilkan hasil atau nilai dari ADC yang telah terolah dari port yang telah ditentukan. Untuk pembuatan program tersebut dapat menggunakan Code Vision AVR, Stdio AVR dan lain-lain.

Gambar 10 . skematik lcd

3.1.3 Relay / Driver Relay

Rangkaian relay bekerja untuk memutuskan dan menyambungkan arus listrik. Berikut rangkaian relay yang akan di rancang

Gambar 11. Driver relay

3.1.4 Rangkaian SCT 013-000

Gambar 102. Rangkaian SCT 013-000

3.2Aplikasi Pada Smartphone Android

Aplikasi yang akan dibuat pada smartphone android bertujuan sebagai interface antara pengguna dan system KWH. Berikut adalah flowchart untuk aplikasi android

3.3Pengujian dan Analisa 3.3.1 Pengujian Sensor Arus

Berikut pengujian sensor SCT 013-000 dimana pada setiap sensor yang dipakai harus di uji mulai dari

(5)

perbandingan juga dari hasil keluaran sensor tersebut. Karena untuk mengetahui dan mendapatkan hasil yang akurat atau minimal mendekati akurat

Tabel 1. Perbandingan hasil pengukuran dengan penghitungan pada sensor arus

Untuk memudahkan penjelasan pada tabel 3.1. maka kita lihat persamaan dibawah ini :

2000 = Pembanding antara IP dan IS

P = Daya

V= Tegangan PLN pada saat pengukuran

I= Arus

Perhitungan keluaran sensor arus dengan persamaan

Dik : P = 100 watt V = 210 I p= ?

Dimana: P = V.I , Dengan I = ip 3.3.2 Pengujian Sistem

Tabel 2. Hasil pengujian sistem

Rumus : W = P x t W = Energi (KWh)

P = Daya (watt) T = Waktu (jam)

Harga = Rp. 940,00 / KWh Karena biaya adalah Energi listri, maka yang dihitung adalah Energi

Dik : P = 20 Watt T = 1 Jam W = P . t

W= 20 . 1

= 20 Wh = 0.020KWh Biaya = 940 x KWh Biaya = 940 x 0.020= 18.8

Pada perbandingan didapat hasil yang belum akurat, sekitar beberapa persen saja. Dimana perbedaan ini dikarenakan tegangan yang tidak stabil karena tidak menggunakan sensor tegangan. 3.3.3 Rangkaian Relay

4. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan

Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya, maka akhirnya penelitian pada tugas akhir ini dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain :

1. Dari rancangan yang dibuat, terdapat hasil pengujian yang

(6)

berbeda akan tetapi tidak terlalu signifikan. Karena arduino sudah memiliki beberapa library yang compatible dengan sensor tersebut. Seperti yang di tampilkan pada bab IV pengujian sensor.

5. Daftar Pustaka

[3] Syahrul, 2012,

Mikrokontroler AVR

ATmega8535, Informatika.

[4] Andrianto Heri, 2013, Pemrograman Mikrokontorler

AVR ATmega16

Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Informatika [5] Malviono, A. P. (2003). Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Salemba Teknika.

[6] Iwansson, K;Sinapsius G and Hoornaert, W. 1999. Measuring Current, Voltage and Power ELSEVER

[7] openenergymonitor.org (juni 2014)

Monitoring dan Pengisian Token Pulsa Pada KWH Meter Menggunakan Smartphone Android