RANCANGAN ENERGI METER DAN SISTEM MONITORING …eprints.unram.ac.id/10956/2/Jurnal 2 Kolom.pdfdibuat didapatkan error rata-rata hasil pengukuran yang dibandingkan dengan alat ... setara

RANCANGAN ENERGI METER DAN SISTEM MONITORING BERBASIS NODEMCU ESP8266

WIRELESS BASED MONIITORING SYSTEM USING NODE MCU ESP8266

Tirangga Ansori1, I Made Ari Nrartha

2, dan A Sjamsjiar Rachman

3

E-mail : [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak

Dengan meningkatnya konsumsi energi listrik saat ini, konsumen tidak dapat memonitoring

jumlah pemakaian energi listrik yang mereka pakai. Guna untuk mencegah pemborosan maka dirancang

Energi Metering. Energi metering yang saat ini yang digunakan hanya dapat dimonitor secara manual.

Dengan memanfaatkan kemajuan dari teknologi munculah sebuah gagasan untuk merancang sebuah

sistem yang memonitoring jumlah pemakaian energi listrik melalui smartphone. Dengan begitu konsumen

dapat memonitoring jumlah pemakaian energi listrik secara realtime hanya menggunakan smartphone

android dan tanpa menggunaan paket data sedikitpun. Rancangan sistem ini memanfaatkan

ArduinoATMega 2560 dan NodeMCU ESP8266 sebagai perangkat yang mengelola perhitungan dan

pengiriman dari sistem tersebut. Dengan memanfaatkan ZMCT103c dan ZMPT101b sebagai sensor arus

dan tegangan. Untuk aplikasi android sendiri dibuat menggunakan App Inventor. Rancangan sistem yang

dibuat didapatkan error rata-rata hasil pengukuran yang dibandingkan dengan alat ukur yaitu tegangan

0.18%, arus 1.03%, daya 3.86%, cosphi 1.49% dan energi 1.17%. Maksimal pengukuran untuk jarak

pengiriman data dari energi meter ke android yaitu 23 meter dengan kecepatan pengiriman -80dBm.

Kata kunci : Energi Listrik, Smartphone Android, Nirkabel, ZMPT101b, ZMCT103c, NodeMCU ESP8266.

Abstract With the current increase in electricity consumption, consumers cannot monitor the amount of

electricity they use. In order to prevent waste, Energy Metering is designed. The energy metering currently used can only be manually monitored. By utilizing the advancements in technology, an idea emerged to design a system that monitors the amount of electricity used through a smartphone. That way consumers can monitor the amount of electricity usage in realtime using only an Android smartphone and without using any data package. The design of this system utilizes ArduinoATMega 2560 and ESP8266 NodeMCU as devices that manage the calculation and delivery of the system. By utilizing ZMCT103c and ZMPT101b as current and voltage sensors. For the android application itself is made using App Inventor. The design of the system that is made is obtained an average error of measurement results compared to the measuring instrument namely voltage 0.18%, current 1.03%, power 3.86%, cosphi 1.49% and energy 1.17%. The maximum measurement for the distance of data transmission from the energy meter to

android is 23 meters with a delivery speed of -80dBm.

Keywords: Electric Energy , Android Smartphone , Wireless , ZMPT101b, ZMCT103c , NodeMCU ESP8266.

PENDAHULUAN

Penggunaan energi listrik terus meningkat dari waktu ke waktu sejalan dengan meningkatnya kebutuhan serta kesejahteraan masyarakat. Peningkatan energi listrik saat ini dikarenakan hampir semua peralatan rumah tangga saat ini menggunakan energi listrik. Akan tetapi masyarakat pada umumnya hanya bisa menggunakan, tanpa bisa memantau secara realtime berapa banyak energi yang telah terpakai. Oleh karena itu untuk mengetahui

besaranya energi listrik yang sedang terpakai, perlu dilakukan pengukuran energi listrik. Pengukuran energi listrik merupakan sebuah proses manajemen yang sangat penting sehingga dapat memudahkan penghematan dan efesiensi .

Penelitian kali ini merancang suatu sistem dimana konsumen dapat memperoleh informasi pemakaian energi listrik secara realtime. Sistem tersebut dirancang guna untuk mempermudah konsumen dalam memantau pemakaian energi. Konsumen cukup menggunakan smartphone

android yang terhubung dengan jaringan Wireless Fidelity (WiFi). WiFi merupakan sekumpulan standar yang digunakan untuk Jaringan Lokal Nirkabel Wireless Local Area Networks (WLAN) yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Dengan begitu dapat memudahkan konsumen mengakses konsumsi penggunaan listrik.

Perhitungan Daya dan Energi

1. Nilai Sesaat Merupakan nilai tegangan atau arus pada waktu atau phase tertentu. Lambang nilai sesaat adalah 𝑣 𝑡 dan 𝑖(𝑡). 𝑣 𝑡 = 𝑉𝑚 cos 𝜔𝑡 + 𝜃 ................................. (1)

𝑖 𝑡 = 𝐼𝑚cos(𝜔𝑡 + 𝜑) ................................ (2)

2. Nilai RMS

Merupakan nilai tegangan atau arus AC yang setara dengan suatu tegangan atau arus DC yang memberikan daya nyata yang sama.

𝑉𝑅𝑀𝑆 = 1

𝑇 𝑣2𝑑𝑡

𝑇

0 ....................................... (3)

𝐼𝑅𝑀𝑆 = 1

𝑇 𝑖2𝑑𝑡

𝑇

0 ....................................... (4)

3. Daya Aktif

Daya nyata atau daya aktif merupakan daya yang digunakan suatu perangkat untuk melakukan kerja yang nyata.Satuan daya nyata adalah watt (W)

𝑃 =1

𝑇 𝑣 𝑡 × 𝑖 𝑡 𝑑𝑡 ................................... (5)

4. Faktor Daya Faktor daya merupakan perbandingan antara daya akatif dengan perkalian dari nilai tegangan RMS dan arus RMS

𝑃𝐹 =𝑃

𝑉𝑟𝑚𝑠 𝐼𝑟𝑚𝑠 ............................................... (6)

5. Energi Energi atau kerja adalah bagian integral dari daya sesaat. Mengamati konvensi tanda pasif, energi yang diserap oleh komponen dalam interval waktu dari t1 sampai t2 adalah

2

1)(

t

tdttpW

Hardware Rancangan Sistem

1. Arduino Mega 2560.

Merupakan papan mikrokontroler berbasiskan ATmega 2560 (datasheet ATmega 2560).

Arduino Mega 2560 memiliki 54 pin digital input/output, dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UART (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power, header ICSP, dan tombol reset (Datasheet Arduino).

Gambar 1. Minimum SistemArduino (Datasheet Arduino)

2. NodeMCU ESP8266. NodeMCU merupakan sebuah papan mikrokontroler yang berbasis modul WiFi ESP8266, sehingga sesuai untuk diterapkan di bidang Internet of Things (IoT), smart home control atau aplikasi pengendalian tanpa kabel

lainnya.

Gambar 2. Versi NodeMCU ESP8266

3. Sensor Arus ZMCT103c. Pengukuran arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor yang dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah aliran arus menjadi tegangan. Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen. Arus akan mengalir kedalam lilitan dan akan menghasilkan medan magnet di dalam lilitan tersebut.

Gambar 3. Sensor Arus ZMCT103c

........................................ (7)

Gambar 4. Perbandingan tegangan keluaran terhadap arus dari sensor arus ZMCT103c

4. Sensor Tegangan ZMPT101B. Sensor ini memiliki bentuk Ultra Micro Voltage. Transformator ukuran kecil, akurasi tinggi, konsistensi yang baik, untuk tegangan dan pengukuran daya. Sensor ini memiliki spesifikasi elektrik arus primer-skunder 2Ma:2ma, Rasio balik 1000:1000, linearitas 0.1%, range frekuensi 50-60 Hz dengan tingkat akurasi 0.2 (Datasheet ZMPT101B).

Gambar 5. Sensor tegangan ZMPT101B (Datasheet

ZMPT101B)

Gambar 6. Output karakteristik ZMPT101B (Datasheet ZMPT101B)

Software Rancangan Sistem.

1. Arduino IDE.

Aplikasi yang digunakan untuk pemrograman

perhitungan dan pengiriman data berbasis

ATMega

2. App Inventor

Merupakan Developer Web penyedia layanan

pembuatan aplikasi android sederhana gratis.

METODELOGI PENELITIAN.

Penelitian ini melakukan pengukuran energi metering yang dapat dipantau melalui smartphone, untuk mendundukung penelitian ini peniliti membuat sensor yang dapat dibaca secara real time, Arduino Mega digunakan sebagai interface yang memproses sensor dan ditampilkan pada LCD dan juga dapat dimonitor pada smartphone. Maka dalam perancangan perangkat keras pada tugas akhir ini akan dibangun sebuah sistem dengan blok diagram sebagai berikut:

Gambar 7. Blok diagram rancangan

Perancangan Sistem.

Perancangan dan pembuatan sistem meliputi pembuatan sensor arus, sensor tegangan dan aplikasi android.

1. Sensor Arus. Perancangan dan pembuatan untuk sensor arus menggunakan sensor ZMCT103C keluaran Nanjing Zeming Electronics Co., Ltd., di China. Sensor tersebut merupakan trafo dengan bentuk ring-core rasio 1000:1 serta keluaran arus maksimal sebesar 5 mA. Sensor ZMCT103C mampu mengukur arus tegangan AC satu fase. Adapun kelebihannya di antaranya dimensi kecil, akurasi tinggi, mampu mengukur sampai dengan 5A dan keluaran yang proporsional berupa arus AC.

Gambar 8. Skema rangkaian sensor Arus.

2. Sensor Tegangan Pada pembuatan sensor tegangan digunakan trafo 220 – 9 V dengan arus 1 A. Trafo tersebut digunakan agar tegangan tetap berada dalam bentuk sinusoidal. Bentuk sinusoidal tegangan dalam bentuk tegangan yang rendah dibutuhkan sebelum dihubungkan ke mikrokontroler.

Gambar 9. Skema Rangkaian Sensor Tegangan.

3. Pembuatan Aplikasi Android Hasil pengukuran dan pengujian yang dilakukan akan ditampilkan di Android. Pembuatan aplikasi ini menggunakan App Inventor yang merupakan vendor dari salah satu pembuatan aplikasi android gratis yang ada internet.

Gambar 10. Diagram block App Inventor

Gambar 11. Main Menu Aplikasi Andorid

Diagram Alir Perancangan Tahapan demi tahapan yang dilakukan penulis pada saat melakukan penelitian tugas akhir ini. Agar penelitian dilakukan secara baik maka di buat diagram alir

Mulai

Baca Sensor

Tegangan

Kalibrasi sensor

Tegangan

Error =< 5%

· Menghitung Irms (A)

· Menghitung Vrms (V)

· Menghitung Daya (W)

· Menghitung Cos Phi

· Menghitung Energi (kWh)

· Menghitung Biaya (Rp)

selesai

Hasil Perhitungan dikirim ke

ESP8266 Melalui Komunikasi Spi

Dan ditampilkan di Android

Hasil ditampilkan pada LCD

dan disimpan di SDCard

Mempersiapkan data beban

R untuk kalibrasi

Arus dan Tegangan

Tidak

Baca Sensor Arus

Error =< 5%

Kalibrasi sensor Arus

Ya

Tidak

Mempersiapkan variasi beban

rumah tangga

Baca Sensor Arus dan Sensor

Tegangan

Ya

Ya

Gambar 12. Diagram Alir Perancangan Sistem

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Pengujian Sensor Arus.

Pengujian rangkaian sensor arus, Ke empat sensor arus diuji secara seri dengan sumber tegangan 220 VAC, amperemeter Lucas- Nulle LM-2330, dan beban resistor variable DL tipe 733 10, Gambar 14.

Gambar 15. Rangkaian pengujian sensor arus

Setelah semua perangkat dirangkai, selanjutnya nilai resistor variable di ubah-ubah untuk mendapatkan nilai arus dan tegangan keluaran sensor arus seperti pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilai arus input dan tegangan output sensor

arus Uji Sensor Arus ZMCT103c

1.6 0.231 6.926407

I Input I Output Skala

1.7 0.245 6.938776

(A) (V)

1.8 0.258 6.976744

0.5 0.079 6.3291139

1.9 0.278 6.834532

0.6 0.089 6.741573

2 0.287 6.968641

0.7 0.108 6.4814815

2.1 0.297 7.070707

0.8 0.121 6.6115702

2.2 0.312 7.051282

0.9 0.13 6.9230769

2.3 0.327 7.033639

1 0.147 6.8027211

2.4 0.34 7.058824

1.1 0.16 6.875

2.5 0.355 7.042254

1.2 0.171 7.0175439

Rata-Rata 6.750877

1.3 0.187 6.9518717

Min 6.329114

1.4 0.205 6.8292683

Max 7.017544

1.5 0.224 6.6964286

Dengan diperolehnya tegangan output sensor,

maka dapat dibuat persamaan liner antara arus

input dengan tegangan keluaran sensor.

Gambar 16. Grafik Linieritas Sensor Arus

Kemudian dapat dimasukkan kedalam program IDE arduino. Berikut hasil pengukuran arus yang diperoleh dari tiap sensor.

Tabel 2. Hasil pengukuran sensor arus dengan amperemeter

Arus

Multimeter

(A)

Arus

Sensor

(A)

Error (%)

0.3 0.31 3.333333

0.6 0.6 0

0.9 0.89 1.111111

1.2 1.21 0.833333

1.5 1.51 0.666667

1.8 1.78 1.111111

2.18 2.15 1.376147

2.42 2.39 1.239669

2.71 2.66 1.845018

3.06 3 1.960784

Rata-Rata 1.347717

Max 3.333333

Min 0

Dari Tabel 2 dapat dilihat pengukuran sensor arus memiliki rata-rata error pengukuran yang

relatif kecil, yaitu 1.31% sehingga sensor arus yang dipakai dapat digunakan untuk mengukur arus keluaran generator sinkron tiga fase.

2. Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan.

Untuk mengukur tegangan keluaran generator tiga fase, maka digunakan 3 buah potensial transformer ZMPT101B dengan tegangan primer 220 Vac dan tegangan sekunder 5 Vdc, berikut adalah gambar rangkaian yang digunakan.

Gambar 17. Pengujian sensor tegangan

Selanjutnya dilakukan pengukuran tegangan output sensor tegangan dengan cara memberi input nilai tegangan yang berbeda-beda (100-240) dengan output maksimal dari sensor tegangan sebesar 5V DC. Berikut tabel hasil pengukuran rata-rata output sensor tegangan.

Tabel 3. Nilai tegangan output sensor tegangan Uji Sensor Tegangan ZMPT101b

170 1.603 106.0512

V Input (V)

V Output (V)

Skala

180 1.697 106.0695

190 1.789 106.2046

100 0.945 105.8201

200 1.885 106.1008

110 1.042 105.5662

210 1.976 106.2753

120 1.135 105.7269

220 2.062 106.6925

130 1.23 105.6911

230 2.144 107.2761

140 1.325 105.6604

240 2.223 107.9622

150 1.424 105.3371

Rata-rata 105.6703

160 1.511 105.8901

Min 105.3371

Max 105.8901

Dengan diperolehnya tegangan output sensor, maka dapat dibuat persamaan liner antara tegangan input dengan tegangan keluaran sensor.

Gambar 18. Grafik Linieritas Sensor Tegangan

y = 0.138x + 0.008R² = 0.998

0

0.2

0.4

0 1 2 3

Aru

s O

utp

ut

Arus Input

Arus

Linear (Arus)

y = 0.009x + 0.034R² = 0.999

0

1

2

3

0 50 100 150 200 250

Tega

nga

n O

utp

ut

Tegangan Input

TeganganLinear (Tegangan)

Kemudian dapat dimasukkan kedalam program IDE arduino. Berikut hasil pengukuran arus yang diperoleh dari tiap sensor.

Tabel 4. Hasil pengukuran sensor Tegangan dengan Voltmeter

Tegangan

Multimeter (v)

Tegangan

Sensor(v)

Error

(%)

100.3 99.79 0.508475

110.8 109.9 0.812274

120 119.9 0.083333

130.3 129.37 0.713738

140.9 140.14 0.53939

150.6 149.59 0.670651

160.4 160.33 0.043641

170.7 170.92 0.128881

180.6 180.39 0.116279

190.8 190.41 0.204403

200.5 200.57 0.034913

210.1 210.03 0.033317

220.5 220.38 0.054422

230.5 230.36 0.060738

240.2 240.18 0.008326

Rata-rata 0.267519

Max 0.812274

Min 0.008326

Dari Tabel 4 dapat dilihat pengukuran sensor tegangan memiliki rata-rata error

pengukuran yang relatif kecil, yaitu 0.26 % sehingga sensor arus yang dipakai dapat digunakan untuk mengukur tegangan keluaran generator sinkron tiga fase.

3. Pengujian Beban RLC

Pengambilan data pengujian sistem monitoring dilakukan dengan sumber 220 volt, beban resistif, induktif dan kapasitif yang bervariasi. Pengujian ini dilakukan untuk melihat kinerja dari sistem monitoring yang dibuat.

Fasa

Netral

Energi Metering

Voltmeter Wattmeter Wattmeter

Beban R

Beban L

Beban C

Gambar 19. Skema Rangkaian Pengujian Beban RLC

Berikut pengukuran hasil pengujian beban RLC :

Tabel 5. Pengujian Beban RLC

Beban Alat Ukur Alat Monitor %Error

R L C Vrms Irms Daya PF Vrms Irms Daya PF Vrms Irms Daya PF

250 2.4 - 237 1.05 244 0.988 234.65 1.07 245.3 0.98 0.99 1.90 0.53 0.81

4.8 - 237 1.02 242 0.99 233.9 1.04 243 1 1.31 1.96 0.41 1.01

500 4.8 - 238.3 0.53 125 0.98 237.8 0.55 127.1 0.98 0.21 3.77 1.68 0.00

6 - 238.8 0.52 124 0.98 235.15 0.54 126.5 0.99 1.53 3.85 2.02 1.02

250 - 2 231.8 1 238 1 235.7 1.02 235.1 1 1.68 2.00 1.22 0.00

- 8 237.1 1.16 237 0.86 234.6 1.18 232.2 0.84 1.05 1.72 2.03 2.33

500 - 2 235.1 0.51 123 1 237.8 0.51 120.5 1 1.15 0.00 2.03 0.00

- 8 235.2 0.79 122 0.64 238.1 0.8 116.1 0.61 1.23 1.27 4.84 4.69

250 4.8 2 234.7 1.02 233 0.98 230.9 1.03 232.8 0.98 1.62 0.98 0.09 0.00

500 4.8 8 234.5 0.73 126 0.71 238.3 0.74 122.8 0.68 1.62 1.37 2.54 4.23

Minimum 0.21 0.00 0.09 0.00

Maximum 1.68 3.85 4.84 4.69

Rata-rata 1.24 1.88 1.74 1.41

Pengambilan data pengujian sistem monitoring yang dibuat menggunakan kombinasi beban RLC dengan menggunakan 3 kombinasi alat ukur yaitu 2 Wattmeter untuk mengukur arus, cosphi dan daya dan 1 Voltmeter untuk mengukur tegangan. Hal ini bertujuan untuk melihat kinerja dari sistem monitoring yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak. Hasil pengujian didapat selisih pengukuran antara sistem monitoring yang dibuat dengan alat ukur. Presentase kesalahan rata-rata yang didapat Vrms sebesar 1.24%, Irms sebesar 1.88%, Daya sebesar 1.74% dan PF sebesar 1.41%.

Gambar 20. Grafik error beban resistor, inductor dan kapasitor

Pada Gambar dapat dilihat nilai error maksimum di dapatkan tidak lebih dari 5%

0

2

4

6

Vrms Irms Daya PF

Pe

rese

nta

se (

%)

Minimum Maximum Rata-Rata

dengan nilai Error minimum mencapai 0% dan Error rata-rata tidak lebih dari 2% nilai ini didapatkan dengan membandingkan alat monitoring dengan alat ukur 2 Wattmeter dan 1 Voltmeter.

4. Pengujian Beban Rumah Tangga

Pengambilan data pengujian sistem monitoring dilakukan dengan sumber tegangan ~220 Volt dengan kombinasi variasi beban rumah tangga. Pengujian dilakukan untuk melihat kinerja dari

energi metering yang dibuat.

Fasa

Netral

Beban Rumah Tangga

Voltmeter Wattmeter Wattmeter

Energi Metering

Gambar 21. Skema Rangkaian Pengujian Beban Rumah Tangga

Berikut tabel hasil pengujian beban rumah tangga :

Tabel 6. Pengujian Beban Rumah Tangga

Jenis Beban Beban Alat Ukur Alat Monitor Error

Vrms Irms Daya PF Vrms Irms Daya PF Vrms Irms Daya PF

RL Kipas Lvl 1 226.6 0.3 68 0.97 225.5 0.29 64.67 0.98 0.49 3.33 4.90 1.03

RL Kipas Lvl 3 221.4 0.42 93 0.97 225.96 0.41 90.5 0.98 2.06 2.38 2.69 1.03

R Seterika 225.8 1.52 348 1 224.59 1.53 342.4 1 0.54 0.66 1.61 0.00

RC Kulkas 228.4 0.62 83 0.58 225.38 0.64 88.65 0.62 1.32 3.23 6.81 6.90

RLC Laptop 226.7 0.16 25 0.69 222.34 0.16 24.35 0.68 1.92 0.00 2.60 1.45

R Lampu 60 watt 230.4 0.26 60 1 226.89 0.25 56.53 1 1.52 3.85 5.78 0.00

R Lampu 210 Watt 230.2 0.96 221 1 225.3 0.96 215.2 1 2.13 0.00 2.62 0.00

Rata 1.43 1.92 3.86 1.49

Max 2.13 3.85 6.81 6.90

Min 0.49 0.00 1.61 0.00

Pengambilan data pengujian sistem monitoring yang dibuat menggunakan beban Rumah tangga dengan membandingkan hasil pengukuran antara alat yang teah dirancang dengan alat ukur. Alat ukur yang digunakan 1 Voltmetter dan 2 Wattmeter .Dapat dilihat pada Tabel 4.6, hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja dari sistem monitoring yang dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak dengan mengunakan beban rumah tangga. Hasil pengujian didapat selisih pengukuran antara sistem monitoring yang dibuat dengan pengukuran alat ukur.. Persentase kesalahan rata-rata yang didapat Vrms sebesar 1.43%, Irms sebesar 1,92%, Daya 3.86% dan PF 1,49%.

Pengujian Konsumsi Energi

Pengujian konsumsi energi ini dilakukan dengan cara mengukur waktu penggunaan

energi listrik menggunakan kWh meter analog dengan alat monitoring yang telah dirancang.

Sumber PLNVariasi beban

Rumah Tangga

Alat Monitoring

Gambar 22. Rangkaian Pengujian Konsumsi Energi

Berikut tabel pengujian konsumsi energi :

Tabel 7. Pengujian Konsumsi Energi kWh Meter Analog Energi Metering

Waktu (s) Error Penampil Awal Penampil Akhir kWh Wh Wh

200-6 201-0.7 0.47 470 469.2 3600 0.17

201-0.7 202-0 0.93 930 951.8 7200 2.34

202-0 202-1.6 0.16 160 162.5 1200 1.56

202-1.6 203-5.8 1.42 1420 1428.4 10800 0.59

Rata-rata 1.17

Max 2.34

Min 0.17

Dari data table 4.7 dapat dilihat hasil pengukuran watt hours (Wh) yang di bandingan

dengan kWh meter analog dengan lama pengujian maximal yaitu 3 jam. Pada hasil

pengukuran diatas dapat kita lihat presentase kesalahan yang didpat untuk rata-rata sebesar 1.17 %, maximal pengukuran 2.34 % dan minimal pengukuran 0.17%. Jika kita mengacu pada sub bab 2.2.5 maka alat ukur tersebut masuk dalam kategori alat ukur yang memiliki tingkat presisi yang rendah. 5. Pengujian Jarak Pengiriman Dari Energi Metering Ke Android. Pada pengujian ini bertujuan untuk mengirim data hasil perhitungan yang ada pada LCD ke NodeMCU ESP8266 menggunakan komunikasi SPI

Gambar 23. Tampilan Energi Metering Pada (a) LCD dan (b) Android

Berikut tabel pengujian pengiriman data dari arduino ke android : Tabel 8. Pengujian jarak pengiriman

Jarak Dengan Halangan Kecepatan

Pengirim (dBm)

Tanpa Halangan Kecepatan Pengirim

(m) Tegangan Arus Daya Cosphi Tegangan Arus Daya Cosphi (dBm)

2 215.24 2.59 557.95 1 -37 215.08 2.59 556.28 1 -32

5 215.25 2.59 557.9 1 -40 215.31 2.59 558.36 1 -38

8 215.34 2.59 557.84 1 -65 215.31 2.59 558.43 1 -45

10 214.9 2.59 556.46 1 -72 214.72 2.59 555.61 1 -55

15 214.9 2.59 556.46 1 -88 215.71 2.6 560.08 1 -63

22 - - - - Terputus 215.36 2.59 557.92 1 -70

23 - - - - Terputus 215.45 2.59 558.64 1 -80

24 - - - - Terputus - - - - Terputus

Dari Tabel 4.8 hasil pengiriman data dari NodeMCU ke Android memiliki perbedaan dalam proses pengiriman datanya. Proses pengiriman data dengan halangan hanya dapat mengirim dengan maksimal jarak 15 meter. Dalam jarak 2-15 meter proses pengiriman data -37 dBm sampai -88 dBm dan pengiriman diatas 15 meter jaringan WiFi terputus. Berbeda dengan proses pengiriman data tanpan halangan, android dapat menangkap jaringan WiFi hingga 23 meter. Jarak 2-15 meter pengiriman data dari NodeMCU ke Android adalah -32 dBm sampai -88 dBm. Pada jarak selanjutnya jaringan tidak dapat terhubung. Kesimpulan

1. Rancangan Energi Metering A. Alat Monitoring

a. Sensor arus dan sensor tegangan yang digunakan adalah ZMCT103c dan ZMPT101b yang dirancang sendiri dengan membandingkan dengan alat ukur yang ada.

b. NodeMCU ESP8266 menggunakan Komunikasi SPI ke Arduino

c. Modul RTC 1307 dan SDcard 2GB sebagai data logger pada sistem secara real time.

B. Hasil Pengujian a. Hasil Error rata-rata pada

penggunaan beban rumah tangga yaitu Vrms 1.43%, Irms 1.92%, Daya 3.86%, Pf 1.49%, Energi 1.17%

2. Pengiriman Informasi Energi Metering A. Komunikasi WiFi Menggunakan

NodeMCU ESP8266 a. Modul WiFi NodeMCU ESP8266

sebagai platform untuk memantau konsumsi energi.

b. Modul WiFi NodeMCU ESP8266 menggunkan komunikasi Serial Peripheral Interface ke Arduino.

B. Pengiriman Data ke Android a. Pengiriman data ke android

dengan halangan maksimal pengiriman 15 meter.

b. Pengiriman data ke android tanpa halangan maksimal pengiriman 23 meter

(a)

(b)

DAFTAR PUSTAKA

Hayt, W., 2012, Engineering Circuit Analysis

Eight Edition, McGraw-Hill, US

Data sheet, 2017, NodeMCU ESP82660

Datasheet, www.acrobotic.com.

Data Sheet, 2012, 20x4 Character LCD,

www.vishay.com

Data sheet, 2017, Arduino Mega 2560 Datasheet, www.robotshop.com

Data sheet, 2015, 64 x 8, Serial, I2C Real-Time

Clock, DS1307, Maxim Integrated Products, Sunnyvale.

Amir, dkk, 2018, Rancang Bangun Purwarupa

Alat Monitoring dan Kontrol Beban Satu Fasa Berbasis IOT (Internet of Things), Jurnal, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Islam Sultan Agung, Semarang.

Anggraini dan Putra, 2015, Sistem Monitoring

Energi Listrik Menggunakan Mikrokontroler Berbasis Web, Jurnal, Jurusan Teknik Komputer, UNIKOM, Bandung.

Nusa, dkk 2016, Sistem Monitoring Konsumsi Energi Listrik Secara Real Time Berbasis Mikrokontroler, Jurnal Elektro UNSRAT, Manado.

Ramdhani, Mohamad, 2005, Rangkaian Listrik,

(Revisi), Laboratoria Sistem Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom, Bandung.