ii
RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
JEKSON P. SITANGGANG 100801025
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
i
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
Universitas Sumatera Utara
ii
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
Universitas Sumatera Utara
iii
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.
Universitas Sumatera Utara
iv
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
Penulis
Universitas Sumatera Utara
v
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
Universitas Sumatera Utara
vi
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
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
v
Daftar isi
vii
Daftar gambar
x
Daftar table
xi
BAB 1
BAB 2
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
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
2.8
Pembagi Tegangan
11
Universitas Sumatera Utara
viii
BAB 3
BAB 4
BAB 5
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
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
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
Kesimpulan dan Saran
Universitas Sumatera Utara
ix
Daftar Pustaka
5.1
Kesimpulan
50
5.2
Saran
50 51
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
x
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
Gambar 4.2
38
Grafik Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan Daya Beban
Gambar 4.3
41
Grafik Tegangan keluaran dari sensor arus dengan Memvariasikan Daya Beban
Gambar 4.4
41
Tampilan pada komputer server dan smartphone Android
48
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1.
Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan Autotraf
Tabel 4.2.
Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan Daya Menggunakan Lampu 100 watt sampai 1000 watt
Tabel 4.3.
37
40
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt
Tabel 4.4.
43
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 2
Tabel 4.5.
44
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 3
Tabel 4.6.
44
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 4
Tabel 4.7.
45
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 5
Tabel 4.8.
45
Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 6
Tabel 4.9.
46
Pengujian Daya Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt
47
Universitas Sumatera Utara
