SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh: FLORUS HERMAN SOMARI NIM : 135114006

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017


FINAL PROJECT

DATA LOGGER SYSTEM FOR ELECTRONIC APPLIANCE BASED ON ANDROID Presented as partial fulfillment of the requirements for the degree of Sarjana Teknik in Electrical Engineering Study Program

By: FLORUS HERMAN SOMARI Student’s Number: 135114006

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017


LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID (DATA LOGGER SYSTEM FOR ELECTRONIC APPLIANCE BASED ON ANDROID)

disusun oleh: FLORUS HERMAN SOMARI NIM : 135114006

Telah disetujui oleh:

Pembimbing

Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T.

Tanggal: _________________

iii


LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID disusun oleh: FLORUS HERMAN SOMARI NIM : 135114006 Telah dipertahankan di depan tim penguji pada tanggal : ________________ dan dinyatakan memenuhi syarat Susunan Tim Penguji : Nama Lengkap

Tanda Tangan

Ketua

: Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T.

_____________

Sekretaris

: Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T.

_____________

Anggota

: Ir. Tjendro, M.Kom.

_____________ Yogyakarta, ………………………… Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Dekan,

Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya tulis ilmiah.

Yogyakarta, ……………………...

Florus Herman Somari

v


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto:

Ora et Labora, Victory or Nothing!

Skripsi ini ku persembahkan untuk: Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria Apak Silvanus Budang dan Umak Donata Kakak-kakak, adik ku dan Sahabat-sahabat ku, Intan Teman-teman Teknik Elektro USD 2013

vi


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama

: Florus Herman Somari

Nomor Mahasiswa

: 135114006

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, ………………………


vii


INTISARI Energi listrik dalam kehidupan sehari-hari telah menjadi hal yang pokok pada arus waktu sekarang. Dari pabrik-pabrik yang membutuhkan energi listrik yang sangat besar hingga rumah-rumah. Salah satu kebiasaan sederhana yang berhubungan dengan energi listrik adalah saat menggunakan lampu di malam hari, menyalakan televisi, menggunakan pompa air, hingga menyalakan kipas angin. Namun, penggunaan energi listrik ini harus diimbangi dengan kepedulian hemat energi listrik. Salah satu contoh sederhana dalam menghemat energi listrik adalah mematikan peralatan elektronik jika tidak digunakan. Mengetahui besarnya energi listrik yang digunakaan juga adalah salah satu sifat kepedulian dalam penggunaan energi listrik. Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android adalah salah satu perangkat keras sekaligus aplikasi yang membantu manusia untuk mengetahui penggunaan energi listrik. Data logger dilengkapi dengan micro SD Card untuk menyimpan data dari dua sensor, yaitu sensor arus dan sensor tegangan. Tampilan di LCD adalah data terakhir pengukuran sensor arus dan tegangan beserta pewaktuan. Aplikasi Android terhubung dengan subsistem data logger dengan jaringan komunikasi WiFi ESP8266. Pada Aplikasi akan ditampilkan data sensor arus dan sensor tegangan. Aplikasi Android dan perangkat keras sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android sudah dapat diimplementasikan pada monitoring penggunaan energi listrik. Sistem ini sudah diuji dengan penyimpanan data secara rutin dan pengujian jarak yang bervariasi dari 1 m s.d. 40 meter dalam proses pengiriman. Dari hasil pengujian tersebut menunjukan bahwa sistem sudah dapat menyimpan data dan proses pengiriman dapat dilaksanakan maksimal pada jarak koneksi lebih kecil sama dengan 40 meter dengan tingkat keakurasian sensor arus 92,44%, dan sensor tegangan 97,36%.

Kata kunci: Sistem data logger, Energi listrik, ESP8266, Arduino, NodeMCU, Android

viii


ABSTRACT Electrical energy in daily life has been the principal at the current time now. From factories that require very large electrical energy even at homes. One of the simple habits associated with electrical energy is when using the lights at the night, turn on the TV, use a water pump, and to turn on the fan. However, the use of the electrical energy must be balanced with concern for energy saving electricity. One of the simple example for saving electrical energy is to turn off electronic equipment if not in use. Knowing the amount of electrical energy used is also one of the nature of concern in the use of electrical energy. Data logger system for electronic appliance based on android is one of the hardware as well as applications that help humans to know the use of electrical energy. Data logger is equipped with a micro SD Card to store data from two sensors, i.e current sensors and voltage sensors. The LCD display is the last data measurement of the current and voltage sensor along with the timing. The Android applications is connected with a data logger subsystem with WiFi communication network ESP8266. In the applications will be displayed current sensor and voltage sensor data. Android applications and hardware data logger system for electronic appliance based on android can already be implemented in monitoring the use of electrical energy. This system has been tested with routine data storage and testing of varying distance of 1-40 meters in the delivery process. From the test results showed that the system can already be able to store data and the delivery process can be implemented maximum at a smaller connection distance equal to 40 meters with the accuracy of the current sensor 92.44%, and the voltage sensor 97.36%.

The keywords : Data logger system, Electrical Energy, ESP8266, Arduino, NodeMCU, Android.

ix


KATA PENGANTAR Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan berkatNya, maka tugas akhir dengan judul “Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis Android” dapat diselesaikan dengan baik adanya. Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang dengan cara mereka masing-masing telah memberikan bantuan, hingga tugas akhir ini selesai. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

2.

Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma.

3.

Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang dengan kesabaran membimbing, mengarahkan, memberi wawasan, serta memberi saran dan kritik yang membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4.

Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T., dan Bapak Ir. Tjendro, M.Kom., selaku dosen penguji.

5.

Semua dosen dan laboran yang selama masa perkuliahan telah memberikan pengetahuan.

6.

Apak Silvanus Budang dan Umak Donata yang aku kasihi, serta kakak-kakak dan adik ku yang selalu memberikan dukungan secara rohani dan jasmani kepada saya.

7.

Keluarga besar dari Yohanes Lansang (Alm.), yang telah memberikan masukanmasukan dan warna dalam kehidupan masa kecil ku hingga sekarang ini.

8.

Intan, yang selalu memberikan motivasi dan selalu mengingatkan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9.

Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2013, atas kebersamaan dan kerjasamanya selama masa perkuliahan.

10.

Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan, kritik, dan saran dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

x


Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu dengan hati terbuka penulis mengharapkan adanya kritik dan saran demi perbaikan dan pengembangan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, terima kasih. Yogyakarta, ……………………….


xi


DAFTAR ISI Halaman HALAMAN SAMPUL (Bahasa Indonesia)…….………………………....…….. HALAMAN SAMPUL (Bahasa Inggris)………..………………………………. LEMBAR PERSETUJUAN……………………………………………………... LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………… PERNYATAAN KEASLIAN KARYA………………………………………….. HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP……………………...... LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS……………………………………....... INTISARI……………………………………………………………………….... ABSTRACT………………………………………………………………………. KATA PENGANTAR……………………………………………………………. DAFTAR ISI……………………………………………………………………… DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………... DAFTAR TABEL…………………………………………………………………

i ii iii iv v vi

BAB I. PENDAHULUAN………………………………………………………... 1.1. Latar Belakang……………………………………………………………… 1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian………………………………….…………... 1.3. Batasan Masalah……………………………………………………….……. 1.4. Metodologi Penelitian………………………………………………..……...

1 1 2 2 3

BAB II. DASAR TEORI…………………………………………………………. 2.1. Energi Listrik…………………………………………………….…….……. 2.2. Sensor Arus ACS712………………………………………………….….…. 2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B…………………………………………….… 2.4. Arduino UNO R3…………………………………………………………… 2.4.1. Spesifikasi Board Arduino UNO……………………………………... 2.4.2. Pemrograman Arduino IDE…………………………………………... 2.4.3. Komunikasi Serial Arduino…………………………….…….………. 2.5. NodeMCU……………………………………………………….….………. 2.6. Log Data…………………………………….………………………….….... 2.6.1. Kartu Memori …………………………………………………….…... 2.6.2. Real Time Clock (RTC)……………………………………….………. 2.7. Liquid Cell Display (LCD) .............................................................................. 2.8. WiFi ESP8266………………………………………………………………. 2.8.1. Spesifikasi ESP8266………………………………………………….. 2.8.2. Memori ESP8266……………………………………………………... 2.8.3. Konfigurasi Pin WiFi ESP8266EX…………………………………… 2.8.4. Protokol IEEE 802.11 b/g/n………...…….......………………………. 2.9. Android Sudio untuk Membuat Aplikasi Android…………………………...

5 5 6 7 8 10 11 12 14 16 16 17 18 19 20 21 22 23 24

xii

vii viii ix x xii xv xvii


BAB III. RANCANGAN PENELITIAN………………………………………... 3.1. Konsep Dasar……………………………………………………………….. 3.2. Perancangan Hardware dan Software Data Logger………………………… 3.2.1. Sensor Arus…………………………………………………………… 3.2.2. Sensor Tegangan……………………………………………………… 3.2.3. Arduino UNO………………………………………………………… 3.2.4. NodeMCU……………………………………………………………. 3.2.5. LCD…………………………………………………………………... 3.3. Perancangan Software Aplikasi Android………………………….….……... 3.4. Perancangan Format Paket Data dan Kartu Memori………………………… 3.5. Perancangan Koneksi WiFi…………………………………………………. 3.6. Diagram Alir Sistem………………………………………….……………... 3.6.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan………… 3.6.2. Pengolahan Data Energi………………………………………………. 3.6.3. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data……………………….…… 3.6.4. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data……………………………… A. Diagram Alir Subrutin di Sisi Pengirim…………………………... B. Diagram Alir Subrutin di Sisi Penerima………………………….. 3.7. Perancangan Box Perangkat Keras…………………………………………..

26 26 27 27 28 29 30 30 31 31 32 33 33 34 35 36 36 37 37

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………………… 4.1. Pengujian Sensor……………………………………………………………. 4.1.1. Multiplexer (CD4066BCN dan HD74LS04P) ……………………….. 4.1.2. Sensor Tegangan……………………………………………………… 4.1.3. Sensor Arus…………………………………………………………… 4.2. Pengujian Data Logger………………………………………….…………... 4.2.1. RTC DS3231……………………………………………………….… 4.2.2. LCD 16x2…………………………………………………………….. 4.2.3. Penyimpanan Data Logger…………………………………….……... 4.3. WiFi ESP8266………………………………………………………………. 4.3.1. AT Command……………………………………………………......... A. ESP8266 Sebagai Access Point (AP)……………………………... B. ESP8266 Sebagai Client………………………………………….. 4.3.2. Konsumsi Arus……………………………………………………….. 4.4. Aplikasi Android……………………………………………………………. 4.5. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan………………………………………... 4.5.1. Pengujian Penyimpanan Data Logger………………………………… 4.5.2. Pengujian Pengiriman Data…………………………………………… A. Jarak Koneksi……………………………………………………... B. Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………………..

39 39 39 41 44 45 46 47 48 50 51 52 54 57 58 60 61 62 62 63

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………….. 67 5.1. Kesimpulan………………………………………………………………..... 67 5.2. Saran………………………………………………………………………... 67 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….. 68 xiii


LAMPIRAN………………………………………………………………………. LAMPIRAN I. Manual Book (Langkah Penggunaan) Perangkat………………….. LAMPIRAN II. AT Command ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO………….. LAMPIRAN III. ESP8266 Sebagai Client dalam Mengirim Data ke Web Browser.. LAMPIRAN IV. ESP8266 Sebagai Access Point dalam Mengirim Data ke Web Browser ………………………………………………………… LAMPIRAN V. NodeMCU ESP8266MOD Sistem Data Logger…………………. LAMPIRAN VI. Aplikasi Android Sistem Data Logger…………………………... LAMPIRAN VII. Data Pengujian…………...…………………………………….. LAMPIRAN VIII. Data Logger …………………………………………………... LAMPIRAN IX. Dokumentasi Perangkat………………………………………….

xiv

70 70 71 77 83 87 94 101 115 119


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Blok Diagram Perancangan……………………………………….…. Gambar 2.1. Rangkaian Sensor Arus ACS712…………………………………..… Gambar 2.2. Sensor Tegangan ZMPT101B………………………………………... Gambar 2.3. Papan Sistem Minimum Mikrokontroler Arduino UNO R3…………. Gambar 2.4. Pin Mapping ATmega328……………………………………………. Gambar 2.5. Tampilan Software IDE Arduino Versi 1.6.10……………………….. Gambar 2.6. Format Frame Komunikasi UART…………………………………... Gambar 2.7. Board NodeMCU…………………………………………………….. Gambar 2.8. Standar Penomoran Terminal SD Card………………………………. Gambar 2.9. Modul Micro SD Card……………………………………………….. Gambar 2.10. Rangkaian RTC DS3231……………………………………………. Gambar 2.11. Rangkaian LCD Karakter 16x2……………………………………... Gambar 2.12. Blok Diagram ESP8266…………………………………………….. Gambar 2.13. Board Modul WiFi ESP8266 Seri 01……………………………….. Gambar 2.14. Penempatan Pin-Pin ESP8266EX…………………………………... Gambar 2.15. Jendela Utama Android Studio dan Bagiannya……………………... Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Secara Keseluruhan……………………. Gambar 3.2. Bentuk Fisik Sensor Arus ACS712………………………………….. Gambar 3.3. Bentuk Fisik Sensor Tegangan ZMPT101B…………………………. Gambar 3.4. Tampilan Arduino UNO dengan Eagle………………………………. Gambar 3.5. Bentuk Fisik NodeMCU……………………………………………... Gambar 3.6. Bentuk Fisik I2C Module…………………………………………….. Gambar 3.7. Bentuk Fisik Modul LCD 16x2………………………………………. Gambar 3.8. Layout Aplikasi Android Sistem Data Logger……………………….. Gambar 3.9. Wiring Pin Antara Arduino dan ESP8266……………………………. Gambar 3.10. Diagram Alir Utama Sistem Data Logger Berbasis Android……….. Gambar 3.11. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan………. Gambar 3.12. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Energi……………………. Gambar 3.13. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data………………………….. Gambar 3.14. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Pengirim………….. Gambar 3.15. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Penerima………….. Gambar 3.16. Prototipe Beban 5 Lampu (60 Watt) dengan Variabel Tegangan AC 0~240 Volt………………………………………………………….. Gambar 3.17. Perancangan Perangkat Keras Sistem Data Logger………………… Gambar 3.17.(a). Tampak Kanan………………………………………………….. Gambar 3.17.(b). Tampak Kiri…………………………………………………….. Gambar 4.1. Rangkaian Multiplexer untuk Sensor Arus dan Tegangan……………. Gambar 4.2. Pinmode NodeMCU…………………………………………………. Gambar 4.3. Loop Kondisi Pin D0 NodeMCU…………………………………….. Gambar 4.4. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Tegangan……………….. Gambar 4.5. Grafik Nilai Urms Terhadap Vrms…………………………………… Gambar 4.6. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Arus…………………….. xv

4 7 8 9 11 12 13 15 16 17 17 18 19 20 22 25 26 28 28 29 30 30 31 31 33 34 35 35 36 36 37 37 38 38 38 40 40 41 41 43 44


Gambar 4.7. Prototipe Rangkaian Beban Listrik 5 Lampu Pijar (60 Watt)………… Gambar 4.8. Sketch Program Arduino IDE untuk RTC DS3231…………………... Gambar 4.8.(a). Bagian Header……………………………………………………. Gambar 4.8.(b). Bagian Inisialisasi………………………………………………... Gambar 4.9. Loop RTC pada Arduino IDE……………………………………….... Gambar 4.10. Hasil Tampilan RTC DS3231 pada Serial Monitor Arduino IDE….. Gambar 4.11. Sketch Program Arduino IDE untuk LCD…………………………... Gambar 4.12. Looping Print Karakter pada LCD………………………………….. Gambar 4.13. Tampilan LCD 16x2………………………………………………... Gambar 4.14. Sketch Arduino IDE untuk Micro SD Card…………………………. Gambar 4.15. Void loop ( ) dari Micro SD Card…………………………………… Gambar 4.16. Hasil Tampilan Micro SD Card dalam Ekstensi .csv……………….. Gambar 4.17. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO…………………….. Gambar 4.18. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO Serta Dua Masukan Sensor.. Gambar 4.19. Sketch Program Arduio IDE ESP8266 Seri 01……………………… Gambar 4.20. Setup Perintah AT Command ESP8266……………………………... Gambar 4.21. Sketch Program Arduino IDE untuk Rutin Jika Ada Refresh Web dengan Alamat 192.168.4.1………………………………………… Gambar 4.22. Respon ESP8266 pada Serial Monitor……………………………… Gambar 4.23. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1…………. Gambar 4.24. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser 192.168.4.1…….. Gambar 4.25. Pengaturan ESP8266………………………………………………... Gambar 4.26. Tethering Smartphone Sebagai Access Point……………………….. Gambar 4.27. Respon pada Serial Monitor………………………………………… Gambar 4.28. Respon pada Serial Monitor Setelah Refresh Web Browser ……….. Gambar 4.29. Hasil Tampilan Pengiriman Data pada Web Browser ………………. Gambar 4.30. Konsumsi Arus ESP8266 Berdasarkan Datasheet…………………... Gambar 4.31. Aplikasi Android…………………………..………………………... Gambar 4.32. Sketch Android untuk Koneksi ke Internet………………………….. Gambar 4.33. Perangkat Keras Sistem Data Logger………………………………. Gambar 4.33.(a). Perangkat Tampak Kanan……………………………………….. Gambar 4.33.(b). Perangkat Tampak Kiri…………………………………………. Gambar 4.34. Pengukuran Arus dan Tegangan Tiap 1 Detik......………………….. Gambar 4.35. Grafik Penggunaan Energi Versus Waktu………………………….. Gambar 4.36. Kekuatan Sinyal ESP8266 Terhadap Jarak…………………………. Gambar 4.37. Sketch Program Arduino IDE untuk Pengiriman Data ke Aplikasi Android…………………………………………………………….. Gambar 4.38. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………….. Gambar 4.39. Ilustrasi Pengujian Pengiriman Data………………………………...

xvi

45 46 46 46 46 47 47 48 48 49 49 50 51 52 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 56 57 58 58 60 60 60 61 62 63 63 64 64


DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Keterangan Terminal Sensor Arus ACS712……………………………. Tabel 2.2. Keterangan Bagian Arduino UNO R3…………………………………... Tabel 2.3. Spesifikasi Arduino UNO………………………………………………. Tabel 2.4. Deskripsi Pin SPI pada Arduino UNO………………………………….. Tabel 2.5. Keterangan Bagian NodeMCU…………………………………………. Tabel 2.6. Keterangan Terminal Kartu SD………………………………………… Tabel 2.7. Konfigurasi Pin LCD 16x2……………………………………………... Tabel 2.8. Keterangan Bagian Modul WiFi ESP8266 Seri 01……………………... Tabel 2.9. Spesifikasi ESP8266EX………………………………………………... Tabel 2.10. Keterangan Pin-Pin ESP8266EX……………………………………… Tabel 3.1. Pembagian Pin pada Arduino UNO dalam Penelitian………………….. Tabel 3.2. Pembagian Pin-Pin NodeMCU…………………………………………. Tabel 3.3. Format Paket Data Pewaktuan………………………………………….. Tabel 3.4. Format Paket Data Pengukuran…………………………………………. Tabel 3.5. Keterangan Gambar Perangkat Keras Sistem Data Logger…………….. Tabel 4.1. Nilai Sensor Tegangan dan Perolehan Persamaan……………………… Tabel 4.2. Pengukuran Sensor Arus pada 5 Lampu 60 Watt Saat Tegangan 200 Volt……………………………………………………………………... Tabel 4.3. Konsumsi Arus ESP8266……………………………………………….. Tabel 4.4. Pengujian Pengiriman Data Secara Autorefresh pada Aplikasi Android………………………………………………………………… Tabel 4.5. Hasil Penyimpanan Data Logger……………………………………….. Tabel 4.6. Kekuatan Sinyal AP (ESP8266) Terhadap Jarak……………………….. Tabel 4.7. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android……………………………. Tabel 4.8. Status Koneksi Antara Access Point dengan Client……………………..

xvii

7 10 11 14 15 16 18 20 21 22 29 30 32 32 38 42 45 57 59 61 62 64 65


BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sebagai masyarakat yang hidup di zaman modern dalam era teknologi sekarang, hendaknya dapat menghitung pemakaian energi listrik secara cerdas. Dapat memprediksi seberapa besar pemakaian energi listrik di masa yang akan datang dengan cara membandingkan pemakaian energi listrik yang telah digunakan pada waktu yang lalu dengan pemakaian energi listrik di waktu sekarang. Mengetahui seberapa besar pemakaian energi listrik pada peralatan elektronik di rumah adalah salah satu sikap peduli yang sangat sederhana terhadap pemakaian energi listrik. Kepedulian terhadap pemakaian energi listrik dari sekarang dapat menghemat energi listrik hari ini dan di masa yang akan datang. Sebagai contoh kecil dalam menghemat energi listrik adalah mematikan peralatan elektronik yang tidak digunakan. Kepedulian untuk mengetahui seberapa besar pemakaian energi listrik pada peralatan elektronik di rumah masih belum sepenuhnya dilaksanakan. Diperlukan suatu sistem untuk membantu manusia dalam mengetahui seberapa besar pemakaian energi listrik di rumah dalam sebuah aplikasi sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android. Sebuah konektivitas WiFi berfungsi untuk menghubungkan Android dengan subsistem data logger. Koneksi WiFi ini menggunakan modul WiFi ESP8266. Perintah dari aplikasi di android akan diterima subsistem data logger melalui ESP8266 dan subsistem data logger akan mengirim data yang diminta aplikasi Android. Komunikasi akan terjadi apabila subsistem data logger terkoneksi dengan aplikasi Android melalui ESP8266. Proses pengiriman data dilakukan secara real time, dimana data dari hasil baca sensor tegangan dan sensor arus akan dikirm ke aplikasi Android. Penerapan sistem data logger sudah pernah diteliti oleh Luluk Arianto dalam “Sistem Data Logger Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu” [1]. Dalam penelitian tersebut, data ditampilkan pada sebuah modul LCD dengan karakter 16x2 dan tersimpan pula dalam sebuah kartu memori sehingga dapat diakses pada waktu tertentu dengan menggunakan perangkat komputer. Dari penelitian tersebut [1], penulis terdorong untuk mencoba menerapkannya dalam penelitian ini, yaitu pada “Sistem Data Logger Peralatan Elektronik berbasis Android”. Data yang didapat dari sensor arus dan sensor tegangan diproses dalam

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2

Arduino UNO/NodeMCU dan disimpan sebagai data logger dalam sebuah kartu memori (micro SD Card). Di samping data logger peralatan elektronik yang disimpan dalam kartu memori, data sensor tegangan dan sensor arus dari peralatan elektronik yang diukur akan ditampilkan pada modul LCD karakter 16x2 serta dikirim menggunakan modul WiFi ESP8266 pada aplikasi Android di smartphone.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan perangkat sistem data logger dari pemantau seberapa besar energi yang digunakan dan durasi waktu menyala peralatan elektronik. Sistem data logger tersebut ditunjang oleh Arduino UNO/NodeMCU, modul RTC (Real Time Clock) DS3231, slot memori penyimpanan data (micro SD module adapter), modul I2C untuk penampil karakter pada modul LCD 16x2. Data kemudian dikirim menggunakan modul WiFi ESP8266 untuk ditampilkan pada aplikasi Android, jika ada perintah dari aplikasi. Data logger akan disimpan pada kartu memori (micro SD Card) pada subsistem data logger dengan ekstensi .csv. Manfaat penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar energi listrik dan durasi menyala peralatan elektronik yang diukur pada hari tertentu. Caranya adalah dengan deteksi arus (current sensing), on atau off, deteksi tegangan (voltage sensing), mengolah data (data processing), menyimpan log data (data logger), dan mengirim data menggunakan modul WiFi ESP8266 (sending), kemudian data tersebut diterima oleh smartphone berbasis Android dengan koneksi WiFi.

1.3. Batasan Masalah Batasan masalah diperlukan supaya penelitian ini bisa mengarah pada tujuan dan menghindari munculnya permasalah yang kompleks. Batasan masalahnya adalah: 1.

Menggunakan Arduino UNO/NodeMCU sebagai pengolah data. Arduino UNO ini menggunakan Integrated Circuit (IC) ATmega328 dan NodeMCU terintegrasi dengan modul WiFi ESP8266MOD serta LCD karakter 16x2 digunakan sebagai penampil data pada bagian subsistem data logger peralatan elektronik yang diukur.

2.

Menggunakan sensor ACS712 20A sebagai deteksi arus dengan sensitivitas 100 mV/A [2], dengan range arus yang diukur dari 0A sampai dengan 2A AC. Serta menggunakan sensor ZMPT101B sebagai sensor tegangan AC dengan range tegangan yang diukur dari 20 sampai dengan 240 Volt.


3.

Peralatan elektronik yang digunakan sebagai objek penelitian adalah 5 lampu pijar 60 Watt/220 Volt.

4.

Menggunakan modul RTC DS3231 sebagai IC Real Time Clock (RTC) untuk menghitung pewaktuan, serta micro SD module adapter untuk penyimpanan data peralatan elektronik yang diukur.

5.

Menggunakan modul WiFi ESP8266 sebagai pengirim data ke Android.

6.

Menggunakan smartphone berbasis Android sebagai penampil data peralatan elektronik yang diukur.

7.

Data yang disimpan dalam kartu memori berupa data Tanggal, Jam, Arus, Tegangan, Durasi menyala, Energi, serta disimpan dalam ekstensi .csv pada kartu memori.

8.

Data yang ditampilkan dalam aplikasi Android berupa data sensor tegangan dan sensor arus.

9.

Akurasi data dilakukan dengan perbandingan antara hasil data sensor arus dan sensor tegangan dengan hasil pembacaan atat ukur yang terstandarisasi (multimeter).

1.4. Metodologi Penelitian Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai, metode-metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1.

Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku, jurnal-jurnal, dan sumber internet yang terpercaya yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.

2.

Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan beberapa praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam tugas akhir ini.

3.

Perancangan subsistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan serta untuk memperoleh akurasi yang baik. Pada Gambar 1.1. menunjukan gambar blok diagram sistem yang akan dirancang.

4.

Pembuatan subsistem hardware. Berdasarkan Gambar 1.1. sensor arus dan sensor tegangan akan membaca arus dan tegangan saat pearlatan elektronik dalam keadaan menyala untuk kemudian diolah oleh mikrokontroler dan disimpan dalam kartu memori. Modul WiFi ESP8266 digunakan untuk mengirim data pada tampilan aplikasi Android.


Kartu Memori dan RTC

Sensor Tegangan dan Arus

Arduino UNO / NodeMCU

ESP8266

Android

LCD Gambar 1.1. Blok Diagram Perancangan

5.

Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan setelah alat sistem data logger peralatan elektronik ini jadi yaitu dari saat menyimpan data pada data logger dan mengirim data pada aplikasi Android, dan juga pengambilan data berdasarkan kedua sensor, arus dan tegangan. Pengkalibrasian alat dengan cara membandingkan hasil dari alat ini dengan alat ukur standar (multimeter).

6.

Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis dilakukan dengan mengecek perform alat (apakah kartu memori sudah bisa menyimpan data secara benar dan apakah aplikasi android sudah bisa menerima data). Penyimpulan data dapat dilakukan setelah melakukan analisis.


BAB II DASAR TEORI 2.1. Energi Listrik Dalam alat ukur amperemeter atau voltmeter, yang diukur dari sebuah beban adalah nilai efektifnya. Misalnya, tegangan yang tersedia pada stop kontak rumah terukur 211 Volt. Nilai 211 Volt ini jelas bukan merujuk ke tegangan sesaat, karena tegangan sesaat tidak bernilai konstan. Nilai 211 Volt juga bukan merupakan amplitudo gelombang tegangan. Nilai 211 Volt tidak pula dikatakan nilai rata-rata, karena nilai rata-rata gelombang sinus adalah nol. Nilai 211 Volt dapat dikatakan sebagai magnitudo rata-rata untuk setengah siklus positif, atau negatif dari gelombang tegangan. Tegangan efektif dapat dikatakan untuk menyatakan 211 Volt ini. Nilai efektif adalah ukuran yang menyatakan seberapa efektifnya sebuah sumber tegangan memberikan daya ke sebuah beban resistif. Nilai efektif diperoleh dengan pertama-tama mengambil kuadrat dari fungsi waktu, kemudian menghitung nilai rata-rata dari fungsi yang telah dikuadratkan ini untuk satu periode, dan akhirnya mengambil akar kuadrat dari nilai rata-rata fungsi terkuadratkan. Dalam bahasa yang lebih pendek, proses penghitungan sebuah nilai efektif mengharuskan kita mengambil akar (root) dari nilai rata-rata (mean) dari sebuah nilai kuadrat (square). Oleh sebab itu, nilai efektif seringkali disebut juga sebagai nilai root-mean-square (rms) [3]. Fungsi periodik terpenting di dalam analisis rangkaian listrik adalah gelombang sinusoidal. Bila diasumsikan sebuah arus sinusoid ditunjukan pada persamaan (2.1) 𝑖(𝑡) = 𝐼𝑚 cos(𝜔𝑡 + ∅)

(2.1)

yang memiliki periode 𝑇=

2𝜋 𝜔

(2.2)

dan kemudian masukan persamaan arus ini kedalam persamaan berikut, untuk mendapatkan nilai efektif arus ditunjukan pada persamaan (2.3) 1 𝑇 2 𝐼𝑒𝑓𝑓 = √ ∫ 𝐼𝑚 cos 2 (𝜔𝑡 + ∅)𝑑𝑡 𝑇 0

5

(2.3)


𝜔 2𝜋/𝜔 1 1 √ = 𝐼𝑚 ∫ [ + cos(2𝜔𝑡 + ∅) ] 𝑑𝑡 2𝜋 0 2 2 𝜔 2𝜋/𝜔 [𝑡]0 4𝜋

= 𝐼𝑚 √ =

𝐼𝑚 √2

(2.4)

untuk tegangan efektif 𝑉𝑒𝑓𝑓 =

𝑉𝑚 √2

(2.5)

Dari persamaan di atas, maka dapat dicari nilai daya, lebih tepatnya daya semu. Apabila tegangan yang diberikan dan arus tanggapan yang dihasilkan adalah besaranbesaran DC, maka daya rata-rata yang dipasok ke rangkaian dapat diketahui sebagai sekadar hasil perkalian antara nilai arus dan tegangan ini. Dengan menerapkan teknik DC ini ke rangkaian sama dengan nilai efektif tegangan dikalikan dengan nilai efektif arus. Hasil kali antara nilai-nilai efektif tegangan dan arus ini didefinisikan sebagai daya semu (apparent power) ditunjukan pada persamaan (2.6) [3]. 𝑃 = 𝑉𝑒𝑓𝑓 𝐼𝑒𝑓𝑓 cos(𝜃 − ∅)

(2.6)

Daya semu dapat dihitung dengan persamaan (2.7) |𝑆| = 𝑉𝑒𝑓𝑓 𝐼𝑒𝑓𝑓

(2.7)

𝑃 = |𝑆| ; ℎ𝑎𝑛𝑦𝑎 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 − 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑢𝑟𝑛𝑖 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑖𝑓 [3]

Efisiensi proses pemindahan daya listrik terkait langsung dengan biaya energi listrik, yang pada gilirannya menjelma menjadi biaya yang harus dibayar oleh konsumen. Energi listrik ini secara matematis dapat dihitung dengan persamaan (2.8) 𝑊 = 𝑃. ∆𝑡

(2.8)

dimana: W

= energi listrik (j)

P

= daya (Watt)

∆t

= selang waktu (s)

2.2. Sensor Arus ACS712 Sensor yang digunakan dalam mendeteksi arus peralatan elektronik dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712. Sensor ini dapat mendeteksi baik itu arus bolak balik


(arus AC) dan arus searah (arus DC). ACS712 adalah sensor arus yang bekerja dengan konsep hall effect. Konsep hall effect bekerja dengan mendeteksi adanya perubahan medan magnet yang terjadi dikarenakan perpindahan muatan elektron pada suatu penghantar. Pada Gambar 2.1. menunjukan rangkaian sensor arus ACS712, dengan pin-pin sensor arus ini dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Gambar 2.1. Rangkaian Sensor Arus ACS712 [2]

Sensor arus ACS712 bekerja pada tegangan catu tipikal VCC +5 Volt. Memiliki sensitivitas sebesar 100 mV/A, dengan kemampuan pengukuran arus sebesar -20 A s.d. +20 A. Setiap kenaikan arus 1 A maka keluaran sensor arus ACS712 20A bertambah sebesar 100 mV [2]. Tabel 2.1. Keterangan Terminal Sensor Arus ACS712 [2] No 1 dan 2 3 dan 4 5 6

Nama IP+ IPGND FILTER

7 8

VIOUT VCC

Fungsi Terminal untuk arus yang akan diukur; internal satu Terminal untuk arus yang akan diukur; internal satu Terminal ground Terminal untuk kapasitor eksternal pengaturan bandwidth Terminal sinyal output analog Terminal catu daya

2.3. Sensor Tegangan ZMPT101B Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor tegangan ZMPT101B. Didalam sensor tegangan ZMPT101B ini sudah terdapat micro voltage transformer dan memiliki kelebihan dalam pengukuran yang akurat dan bentuk fisik yang berukuran kecil. Pada Gambar 2.2. menunjukan rangkaian sensor tegangan ZMPT101B dimana U1 tegangan yang diukur dan U2 adalah keluaran dari sensor.


Gambar 2.2. Sensor Tegangan ZMPT101B [4] [5]

Sensor ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC dengan maksimum tegangan 1000 VAC. Prinsip kerja dari sensor ini adalah dengan cara mengambil satu kali pensamplingan, yaitu [4]: - Untuk bipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca nilai kedua kutub tegangan AC), kutub negatif (-) dan kutub positif (+), dengan persamaan: 𝑈𝑚𝑎𝑥 =

𝑝𝑒𝑎𝑘 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒

(2.9)

√2

- Untuk unipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca satu kutub tegangan AC), kutup positif (+), dengan persamaan: 𝑈𝑚𝑎𝑥 =

𝑝𝑒𝑎𝑘 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 2√2

(2.10)

Dimana Umax adalah nilai tegangan maksimum yang akan terukur pada mikrokontroler dengan asumsi untuk nilai tegangan referensi 5 Volt dan 0~3,3 Volt, sebagai berikut [4]. - Untuk tegangan referensi 5 Volt, tegangan maksimum pada transformer: 𝑈𝑚𝑎𝑥 =

5 𝑉𝑜𝑙𝑡 √2

= 3,52 𝑉𝑜𝑙𝑡

(2.11)

- Untuk tegangan referensi 0~3,3 Volt, tegangan maksimum pada transformer: 𝑈𝑚𝑎𝑥 =

3,3 𝑉𝑜𝑙𝑡 2√2

= 1,16 𝑉𝑜𝑙𝑡

(2.12)

2.4. Arduino UNO R3 Arduino adalah sebuah board mikrokontroler yang bersifat open source, dimana desain skematik dan PCB bersifat open source, sehingga dapat digunakan maupun melakukan modifikasi [6]. Board Arduino menggunakan Chip/Integrated Circuit (IC) mikrokontroler Atmel AVR, misalnya Arduino UNO menggunakan IC ATmega328, Arduino MEGA menggunakan IC Atmega2560, Arduino LILYPAD menggunakan IC Atmega168, Arduino NANO menggunakan IC Atmega168 atau bisa juga menggunakan IC


Atmega328. Nama Arduino tidak hanya dipakai sebagai penamaan board rangkaiannya saja, tetapi juga digunakan untuk menamai software dan bahasa pemrogramannya. Software untuk membuat, mengkompilasi, dan meng-upload program Arduino yaitu Arduino IDE atau disebut juga Arduino software yang juga bersifat open source. Program mikrokontroler yang digunakan memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C. Karena bersifat open source (terbuka bagi siapa saja), maka skema software Arduino dapat diunduh oleh siapa saja untuk digunakan dan dikembangkan. Kelebihan-kelebihan dari board arduino diantaranya adalah [1] [6]: 1.

Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya memiliki bootloader yang akan menangani program yang di-upload dari komputer.

2.

Bahasa pemrogramannya relatif mudah (memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C), dan software arduino mudah dioperasikan karena berbentuk Graphical User Interface (GUI), Integrated Development Environment (IDE), memiliki library yang cukup lengkap serta gratis dan open source.

3.

Komunikasi serial dan komunikasi untuk upload program menggunakan jalur yang sama, yaitu melalui jalur USB.

4.

Integrated Development Environment (IDE) arduino merupakan multiplatform yang dapat dijalankan diberbagai sistem Operating System (OS), seperti Windows, Macintosh, dan Linux.

5.

Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet yang dapat membantu setiap kesulitan dalam pengoperasian arduino baik hardware maupun software. Gambar 2.3. menunjukan bentuk fisik Arduino UNO bersama dengan bagian-bagian

beserta pin yang ada pada board Arduino UNO. Penjelasan bagian-bagian Arduino dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Gambar 2.3. Papan Sistem Minimum Mikrokontroler Arduino UNO R3


Tabel 2.2. Keterangan Bagian Arduino UNO R3 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Keterangan Pin SCL Pin SDA Referensi tegangan analog Pin ground digital I/O analog dan digital pin 2-13, pin PWM (3,5,6,9,10, dan 11) Keluaran serial (Tx) pin 1 Masukan serial (Rx) pin 0 Tombol reset Masukan USB Pin ICSP Chip mikrokontroler ATmega328 Catu daya eksternal (power jack) Adaptasi tegangan pada papan shield Pin reset Pin 3,3 V Pin 5 V Pin ground Tegangan masukan Masukan analog (A0-A5)

2.4.1. Spesifikasi Board Arduino UNO Arduino UNO adalah board mikrokontroler berbasis pada ATmega328. Arduino UNO memiliki 14 pin input/output digital (diantaranya 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), memiliki 6 input analog, dengan 16 MHz crystal oscillator, sebuah koneksi USB, power jack, soket In-Circuit System Programming (ICSP header), dan tombol reset. Spesifikasi Arduino UNO dapat dilihat pada Tabel 2.3. Papan Arduino UNO berbasis mikrokontroler ATmega328 keluarga AVR. Mikrokontroler ini merupakan bagian utama dalam board Arduino UNO, sehingga pengguna dapat menerapkan program kontrol untuk menjalankan perintah masukan dan keluaran board Arduino UNO. Pengguna juga dapat menggantikan mikrokontroler ATmega328 dengan mikrokontroler ATmega8/ATmega168 sesuai dengan kebutuhan pengguna. Pin mapping ATmega328 dapat dilihat pada Gambar 2.4.


Tabel 2.3. Spesifikasi Arduino UNO [7] Mikrokontroler Tegangan kerja Tegangan (direkomendasikan) Tegangan input (batas) Pin digital I/O Pin digital I/O PWM Pin input analog Arus DC setiap pin I/O Arus DC untuk pin 3,3 V Flash memory

ATmega328 5 Volt input 7-12 V

SRAM EEPROM Clock speed LED_BUILTIN Panjang Lebar Berat

6-20 V 14 (6 diantaranya output PWM) 6 6 20 Ma 50 Ma 32 KB (ATmega328) 0,5 KB digunakan untuk bootloader 2 KB (ATmega328) 1 KB (ATmega328) 16 MHz 13 68,6 mm 53,4 mm 25 g

Gambar 2.4. Pin Mapping ATmega328 [7]

2.4.2. Pemrograman Arduino IDE Lingkungan pemrograman Arduino disebut Integrated Environment Development (IDE). Software IDE Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open source, diturunkan dari platform wiring. Dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang, khususnya pengguna yang baru belajar mikrokontroler dengan software development. Hardware-nya menggunakan processor Atmel AVR dan software-nya memiliki bahasa pemrograman C++ yang sederhana dan fungsi-fungsinya yang lengkap, sehingga Arduino mudah dipelajari oleh pemula [6].


Software IDE Arduino dilengkapi dengan library C/C++, membuat operasi input/output jauh lebih mudah dipahami. Pengguna hanya perlu mendefinisikan dua fungsi untuk membuat program dapat dijalankan ketika dieksekusi pada board Arduino UNO. Fungsi tersebut, yaitu [1] [6]: 1.

Setup( ), fungsi berjalan satu kali pada awal dari sebuah program yang dapat menginisialisasi masukan dan keluaran pada board Arduino UNO.

2.

Loop( ), fungsi yang dieksekusi berulangkali sampai board Arduino UNO dalam kondisi di non-aktifkan. Tampilan awal software IDE Arduino versi 1.6.10 ketika pertama kali dibuka dapat

dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Tampilan Software IDE Arduino Versi 1.6.10

2.4.3. Komunikasi Serial Arduino Komunikasi serial pada Arduino UNO pada dasarnya terletak pada pin serial 0 (Rx) dan pin serial 1(Tx) pada board Arduino UNO. Komunikasi yang disediakan adalah Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) TTL (5 Volt). Board Arduino UNO dilengkapi dengan mikrokontroler ATmega16U2 yang memungkinkan komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada komputer), sehingga board Arduino UNO dapat berinteraksi dengan perangkat komputer. Firmware ATmega16U2 tidak membutuhkan driver eksternal karena menggunakan driver standar USB COM. Fitur yang tersedia pada IDE Arduino berupa serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim dari dan ke board Arduino UNO. Mikrokontroler ATmega328P pada


board Arduino UNO mendukung 12C Two Wire Interface (TWI) menggunakan berkas library Wire dan komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) menggunakan berkas library SPI [7]. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah metode komunikasi serial yang sederhana dalam rangkaian embedded. Komunikasi UART dalam mode fullduplex menggunakan satu pin Tx dan satu pin Rx. Half-duplex menggunakan satu pin bersama untuk Tx dan Rx (biasa disebut single-wire UART atau 1-Wire Comm). Format frame-nya dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Format Frame Komunikasi UART [8]

Keterangan: St

: Bit start (selalu low)

(n)

: Data bit (0 sampai 8)

P

: Bit parity (ganjil atau genap)

Sp

: Bit stop (selalu high)

IDLE : Tidak ada transfer pada jalur komunikasi (RxD dan TxD), kondisi IDLE selalu high

SPI adalah salah satu protokol komunikasi sinkron serial yang popular dalam rangkaian embedded. Komunikasi SPI melibatkan 1 atau lebih master dan satu atau lebih slave yang menggunakan 1 bus bersama. Full-duplex atau 4-wire SPI menggunakan 2 jalur data, jalur clock bersama, dan 1 jalur slave select. Half-duplex atau 3-wire SPI menggunakan 1 jalur data bersama. Pada Arduino protokol komunikasi SPI pada pin 10, 11, 12, dan 13. Deskripsi pin SPI pada Arduino UNO dapat dilihat pada Tabel 2.4.


Tabel 2.4. Deskripsi Pin SPI pada Arduino UNO Pin 10 (SS)

11 (MOSI) 12 (MISO) 13 (SCK/SCLK)

Deskripsi Slave Select, ini digunakan untuk memilih slave mana yang akan diajak berkomunikasi oleh master (dengan asumsi lebih dari 1 slave). Slave akan menerima data jika pin SS aktif low. Master Out, Slave In, ini adalah sinyal output dari master yang merupakan shift register menuju input slave. Master In, Slave Out, ini adalah input dari master untuk menerima data shift register dari slave menuju master. Serial Clock, ini adalah clock yang dihasilkan master menandakan komunikasi SPI dan untuk melakukan shifting terhadap shift register dari kedua device.

2.5. NodeMCU NodeMCU adalah board modul WiFi ESP8266MOD yang terintegrasi dengan mikrokontroler. Sama halnya dengan board Arduino, NodeMCU juga bersifat open source IoT platform. Untuk membuat, mengkompilasi, dan meng-upload program pada NodeMCU dapat digunakan software Arduino IDE dan LUA. Dengan menggunakan Arduino IDE, maka dibutuhkan library board NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module) supaya saat meng-upload program ke dalam NodeMCU dapat dilakukan. Untuk berkas library dibutuhkan header ESP8266WiFi.h. Pada NodeMCU terdapat modul WiFi ESP8266MOD dan dilengkapi IC CP2102, yaitu IC interface USB to UART yang digunakan untuk proses uploading program dari Arduino IDE ke NodeMCU. Kapasitas memori untuk pemrograman mencapai 1MB atau 1.044.464 byte, yang menjadikan NodeMCU unggul dibandingkan dengan Arduino UNO yang hanya memiliki 32 KB atau sekitar 32.256 byte [9]. Pada Gambar 2.7. ditampilkan bentuk fisik, bersama dengan bagian-bagian pin yang ada pada board NodeMCU. Penjelasan bagian-bagian NodeMCU dapat dilihat pada Tabel 2.5. NodeMCU menggunakan modul WiFi ESP8266MOD, dimana modul ini dapat digunakan sebagai client atau Access Point (AP) dalam membangun sebuah sistem kontrol maupun monitoring.


Gambar 2.7. Board NodeMCU

Tabel 2.5. Keterangan Bagian NodeMCU No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Keterangan GPIO16, USER, WAKE GPIO5 GPIO4 GPIO0, FLASH GPIO2, TXD1 3,3 Volt GND GPIO14, HSCLK GPIO12, HMISO GPIO13, RXD2, HMOSI GPIO15, TXD2, HCS GPIO3, RXD0 GPIO1, TXD0 GND 3,3 Volt Vin 5 Volt GND RST

No 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Keterangan EN 3,3 Volt GND SCLK, SDCLK MISO, SDD0 CS, SDCMD MOSI, SDD1 GPIO9, SDD2 GPIO10, SDD3 RESERVED RESERVED ADC0, TOUT ESP8266MOD Reset Masukan USB CP2102 Push Button Flash


2.6. Log Data Data Logger adalah suatu perangkat khusus yang mampu menyimpan data dalam jangka waktu tertentu. Data yang disimpan memiliki jumlah karakter tertentu untuk disimpan dalam media penyimpanan seperti pada kartu memori. Proses penyimpanan data ini biasa disebut data logging. Data yang disimpan dapat dari berbagai masukan, yang kemudian data masukan tersebut diperlukan dalam sebuah penelitian. Dalam merekam data ini, data logger memerlukan waktu yang akurat, maka dari itu diperlukan suatu Real Time Clock (RTC), dan format data yang akan disimpan dalam memori, diperlukan juga sebuah memori untuk menyimpan data. 2.6.1. Kartu Memori Kartu SD adalah kartu memori yang dirancang khusus untuk memenuhi keamanan, kapasitas, kinerja, dan kebutuhan yang erat kaitannya pada peralatan elektronik audio dan video. Kartu SD harus meliputi mekanisme perlindungan konten yang sesuai dengan standar keamanan SDMI dan lebih cepat serta memiliki kapasitas penyimpanan lebih besar [10]. Kartu SD memiliki kecepatan transfer data yang tinggi, dan memerlukan konsumsi daya yang rendah. Kartu SD menyediakan enkripsi konten-konten yang dilindungi untuk memastikan distribusi yang aman. Dalam perkembangannya, kartu SD diproduksi juga dalam ukuran yang lebih kecil seperti Mini SD dan Micro SD.

Gambar 2.8. Standar Penomoran Terminal SD Card [10]

Tabel 2.6. Keterangan Terminal Kartu SD [10] Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nama CD/DAT3 CMD VSS1 VDD CLK VSS2 DAT0 DAT1 DAT2

Tipe I/O/PP I/O/PP S S I S I/O/PP I/O/PP I/O/PP

Keterangan Card Detect/Data Line [Bit 3] Command/Response Supply Voltage Ground Supply Voltage;Typical 3,3 Volt Clock Supply Voltage Ground Data Line [Bit 0] Data Line [Bit 1] Data Line [Bit 2]


Kartu SD dapat bekerja dengan menggunakan catu daya tegangan sebesar 2,7 Volt hingga 3,6 Volt. Pada Gambar 2.8. menunjukan standar penomoran terminal dan bentuk kartu SD serta keterangan terminal kartu SD dapat dilihat pada Tabel 2.6. Pada Gambar 2.9. ditunjukan gambar rangkaian modul micro SD Card yang digunakan untuk penyimpanan data pada penelitian ini.

Gambar 2.9. Modul Micro SD Card [11]

2.6.2. Real Time Clock (RTC) IC DS3231 adalah IC Real Time Clock (RTC) yang digunakan untuk menyimpan waktu, khususnya digunakan dalam sistem pencatat data yang memerlukan data waktu yang cukup akurat. IC ini dapat menyimpan data waktu, mulai dari detik, menit, jam, maupun tanggal, bulan, tahun. IC DS3231 bekerja dengan menggunakan komunikasi serial I2C. Semua data yang diterima dari IC DS3231 sudah berupa data Binary Coded Decimal (BCD). Pertukaran data menggunakan antarmuka I2C, untuk memulai pertukaran data, master device harus menginisialisasi keadaan START dan diakhiri dengan keadaan STOP.

Gambar 2.10. Rangkaian RTC DS3231 [12]


Rangkaian RTC DS3231 dilengkapi dengan catuan dari Lithium Cell CR 2032 3 Volt. Ketika catu daya utama tidak aktif maka RTC DS3231 ini akan secara otomatis akan berpindah ke catu Lithium Cell CR 2032 3 Volt. Rangkaian RTC DS3231 dapat dilihat pada Gambar 2.10.

2.7. Liquid Cell Display (LCD) Liquid Cell Display (LCD) merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. LCD tipe 16x2 memiliki 2 baris dan masing-masing baris memuat 16 karakter. LCD ini sangat mudah dioperasikan, serta catu tegangan kerja LCD ini membutuhkan 5 Volt. Pada Gambar 2.11. ditampilkan rangkaian dari LCD 16x2 dan konfigurasi pin-pinnya dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Gambar 2.11. Rangkaian LCD Karakter 16x2

Tabel 2.7. Konfigurasi Pin LCD 16x2 [13] No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Simbol Vss Vdd V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK

Level ---H/L H/L H, H-L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L ---

Fungsi Power Supply

0 Volt +5 Volt For LCD Register Select: H: Data Input, L : Instruction Input H--Read, L – Write Enable Signal Data bus used in 8 bit transfer

Data bus for both 4 and 8 bit transfer

BLACKLIGHT +5 Volt BLACKLIGHT 0 Volt


2.8. WiFi ESP8266 WiFi ESP8266 merupakan System on Chip (SOC), dengan stack protokol yang terintegrasi, sehingga mudah diakses menggunakan mikrokontroler melalui komunikasi serial 801.11 b/g/n WiFi Direct (P2P) dengan konektivias antarmuka SPI/SDIO atau I2C/UART. WiFi ESP8266 dapat berfungsi sebagai host maupun sebagai modul transfer data dalam jaringan WiFi. ESP8266 dirancang untuk keperluan mobile, dalam dunia elektronik, dan aplikasi Internet of Things (IoT) dengan arsitektur konsumsi daya yang rendah. Arsitektur hemat daya terutama beroperasi dalam 3 mode, yaitu mode aktif, mode sleep, dan mode deep sleep. Blok diagram ESP8266 dapat dilihat pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12. Blok Diagram ESP8266 [14]

ESP8266 memiliki beberapa fitur sebagai berikut [14]: 1.

802.11 b/g/n

2.

Terintegrasi daya rendah 32-bit Multipoint Control Unit (MCU)

3.

Terintegrasi 10-bit Analog Digital Convertion (ADC)

4.

Terintegrasi stack protokol Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

5.

Terintegrasi TR Switch, balun, LNA, Power Amplifier dan jaringan

6.

Terintegrasi PLL, Regulator, dan Pengelola daya terpadu

7.

Mendukung berbagai macam antena

8.

WiFi 2,4 GHz, Mendukung WPA/WPA2

9.

Mendukung mode operasi STA/AP/STA+AP

10.

Antarmuka SDIO 2.0, (H)SPI, UART, I2C, I2S, IR Remote Control, PWM, GPIO

11.

Temperatur -40oC sampai dengan 125oC


2.8.1. Spesifikasi ESP8266 ESP8266 adalah modul WiFi yang dapat berdiri sendiri (stand alone) atau dihubungkan dengan mikrokontroler dalam koneksinya. Saat modem-sleep, diperlukan CPU untuk bekerja, sebagaimana dalam PWM atau aplikasi I2S. Berdasarkan standar 802.11 (seperti U-APSD), CPU menyimpan daya untuk shut down rangkaian modem WiFi sambil mempertahankan koneksi WiFi saat tidak ada data yang dikirim, besarnya 15 mA. Selama light-sleep, CPU dihentikan dalam aplikasi, tanpa transmisi data, rangkaian modem WiFi dapat dimatikan dan CPU ditangguhkan untuk menyimpan daya berdasarkan standar 802.11 (U-APSD), besarnya 0,9 mA. Deep-sleep tidak memerlukan koneksi WiFi untuk dipertahankan, besarnya arus rata-rata kurang dari 1 Ma [14]. Modul ESP8266 memiliki banyak kelebihan, disamping SoC, modul ini dapat bekerja sebagai mikrokontroler sendiri dalam suatu sistem tanpa perlu mikrokontroler tambahan. Dengan adanya fitur pin GPIO memungkinkan ESP8266 ini dapat mengatur dan mengontrol input dan output secara langsung. Untuk board modul WiFi ESP8266 Seri 01 dapat dilihat pada Gambar 2.13. di bawah ini dan keterangan bagian-bagian modul pada Tabel 2.8. Untuk spesifikasi modul WiFi ESP8266 dapat dilihat pada Tabel 2.9.

Gambar 2.13. Board Modul WiFi ESP8266 Seri 01

Tabel 2.8. Keterangan Bagian Modul WiFi ESP8266 Seri 01 No 1 2

Fungsi Tx CH-PD

3

RST

4 5 6 7 8 9 10

VCC GND GPIO2 GPIO0 Rx ESP8266EX Antena

Keterangan Transmit Chip Enable. Selalu logika 1 saat kondisi aktif. 0-Disable; 1-Enable Reset Eksternal. 0-Reset; 1-Normal 3,3 Volt Ground Harus logika 1 saat boot Harus logika 1 saat boot, 0 untuk flash update Receive Chip ESP8266EX Transceiver


Tabel 2.9. Spesifikasi ESP8266EX [14] Kategori Parameter WiFi

Parameter Hardware

Parameter Software

Isi Sertifikat Protokol WiFi Rentang Frekuensi Tx Power

Keterangan FCC/CE/TELEC/SRRC 802.11 b/g/n 2,4 GHz-2,5 GHz (2400M-2483,5M) 802.11 b: +20dBm 802.11 g: +17dBm 802.11 n: +14 dBm Rx Power 802.11 b: -91 dBm (11 Mbps) 802.11 g: -75 dBm (54 Mbps) 802.11 n: -72 dBm (MCS7) Tipe Antena PCB Trace, Eksternal, IPEX Connector, Chip Keramik Peripher Bus UART/SDIO/SPI/I2C/I2S/IR Remote Control GPIO/PWM Tegangan Kerja 3,0 ~ 3,6 Volt Arus Kerja Nilai Rata-rata: 80 mA Rentang Temperatur -40C ~ 125C Rentang Suhu Suhu Normal Ruangan Ukuran 5x5 mm Antarmuka Eksternal N/A Mode WiFi Station/SoftAP/SoftAP+Station Keamanan WPA/WPA2 Enkripsi WEP/TKIP/AES Firmware Upgrade UART Download/OTA (Via Network) Pengenbangan Mendukung Pengembangan Cloud Software Server/SDK untuk pengembangan firmware Protokol Jaringan IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP Konfigurasi User Perintah AT, Cloud Server, Android/Ios App

2.8.2. Memori ESP8266 Modul WiFi ESP8266EX telah dilengkapi dengan kontrol memori, seperti SRAM dan ROM. Multipoint Control Unit (MCU) dapat berinteraksi dengan memori melalui antarmuka iBus dan Advanced High Performance Bus (AHB). Semua unit memori dapat berkomunikasi sesuai dengan permintaan yang diterima oleh prosesor berdasarkan urutan waktu. Ruang SRAM yang tersedia sebagai berikut: 1.

Ukuran SRAM < 36 kB, ketika ESP8266EX bekerja dalam mode station dan dikoneksikan sebagai router, ruang program oleh user sekitar 36 kB.

2.

Tidak ada program ROM pada SoC, sehingga program user harus disimpan dalam flash SPI eksternal.


Flash SPI eksternal digunakan bersama-sama dengan ESP8266EX untuk menyimpan program user. Secara teoritis, kapasitas memori yang dapat didukung sekitar sampai dengan 16 Mbyte. Disarankan kapasitas flash memori SPI, saat Over-the-air programming (OTA) di non-aktifkan, memori yang dapat didukung adalah 512 kByte, dan saat OTA diaktifkan memori yang dapat didukung adalah 1 MByte. Beberapa mode SPI dapat didukung, termasuk standar SPI, Dual SPI, DIO SPI, QIO SPI, dan Quad SPI [14].

2.8.3. Konfigurasi Pin WiFi ESP8266EX Pada Gambar 2.14. ditampilkan penempatan pin-pin untuk modul WiFi ESP8266EX. Terdapat 33 pin yang ada pada modul WiFi ESP8266EX. Untuk keterangan pin-pin dapat dilihat pada Tabel 2.10.

Gambar 2.14. Penempatan Pin-Pin ESP8266EX [14]

Tabel 2.10. Keterangan Pin-Pin ESP8266EX [14] Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Nama VDDA LNA VDD3P3 VDD3P3 VDD_RTC TOUT CHIP-EN XPD_DCDC MTMS MTDI VDDPST MTCK MTDO GPIO2 GPIO0

Fungsi P I/O P P P I I I/O I/O I/O P I/O I/O I/O I/O

Keterangan Analog Power 3,0~3,6 Volt Antena RF Interface. Dengan output impedansi 50 ohm, tipe-n Amplifier Power 3,0~3,6 Volt Amplifier Power 3,0~3,6 Volt NC (1.1V) Pin ADC Chip Enable, High (on), Low (off) Mode Deep-Sleep Wakeup, GPIO16 GPIO14, HSPI_CLK GPIO12, HSPI_MISO Digital/IO Power Supply (1,8~3,3 Volt) GPIO13, HSPI_MOSI, UART0_CTS GPIO15, HSPI_CS, UART0_RTS UART Tx selama pemrograman, GPIO2 GPIO0, SPI_CS2


Tabel 2.10. (Lanjutan) Keterangan Pin-Pin ESP8266EX [14] 16 17 18 19

GPIO4 VDDPST SDIO_DATA_2 SDIO_DATA_3

I/O P I/O I/O

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

SDIO_CMD SDIO_CLK SDIO_DATA_0 SDIO_DATA_1 GPIO5 U0RXD U0TXD XTAL_IN XTAL_IN VDDD VDDA RES12K EXT_RSTB GND

I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O P P I I P

GPIO4 Digital/IO Power Supply (1,8~3,3 Volt) Koneksi ke SD_D2 (seri R:200 ohm), SPIHD, HSPIHD, GPIO9 Koneksi ke SD_D3 (seri R:200 ohm), SPIWP, HSPIWP, GPIO10 Koneksi ke SD_CMD (seri R:200 ohm), SPI_CS0, GPIO11 Koneksi ke SD_CLK (seri:200 ohm), SPI_CLK, GPIO6 Koneksi ke SD_D0 (seri R:200 ohm), SPI_MISO, GPIO7 Koneksi ke SD_D1 (seri R:200 ohm), SPI_MOSI, GPIO8 GPIO5 UART Rx saat flash program, GPIO3 UART Tx saat flash program, GPIO1, SPI_CS1 Koneksi ke output kristal osilator Koneksi ke input kristal osilator Analog Power 3,0~3,6 Volt Analoga Power 3,0~3,6 Volt Koneksi serial dengan resistor 12k ohm, dan konek ground Sinyal eksternal reset (aktif:low) Ground

2.8.4. Protokol IEEE 802.11 b/g/n WiFi merupakan teknologi yang digunakan untuk melakukan perpindahan data dari satu perangkan ke perangkat lainnya tanpa menggunakan kabel sebagai media transmisinya. WiFi atau disebut juga sebagai Wireless LAN (WLAN) memanfaatkan radiasi elektromagnetik atau disebut juga sebagai gelombang radio dalam proses transmisi. Pada jaringan WiFi terdapat suatu standarisasi yang digunakan untuk mengatur regulasi penggunaan jaringan nirkabel ini. IEEE adalah sebuah lembaga yang telah menetapkan dan menyetujui IEEE 802.11 sebagai standar regulasi untuk pengguna jaringan nirkabel secara global. Dalam perkembangannya IEEE 802.11 telah beberapa kali mengalami perubahan. Perubahan pertama untuk standar jaringan nirkabel diawali oleh IEEE 802.11 a, diikuti dengan IEEE 802.11 b, IEEE 802.11 g, dan IEEE 802.11 n. Namun sampai dengan ditetapkannya IEEE 802.11 n sebagai standar, masih terdapat keterbatasan-keterbatasan pada standar tersebut. Pada awal 2014, IEEE menyetujui untuk menetapkan IEEE 802.11 ac sebagai standar terbaru untuk teknologi nirkabel yang menyediakan kecepatan data rate hingga 7 Gbps dengan pita frekuensi 5 GHz [15]. IEEE 802.11 b merupakan ekstensi untuk Higher-Speed Physical Layer yang beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Metode penyebaran spektrum radio standar IEEE


802.11 b menggunakan HR/DSSS untuk mendukung peningkatan data rate sampai dengan 11 Mbps. Standar IEEE 802.11 g dinamakan dengan Further Higher Data Rate Extension in the 2,4 GHz band. Standar ini menetapkan metode penyebaran spektrum radio menggunakan OFDM yang dapat mendukung data rate sampai dengan 54 Mbps dan beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Setelah adanya standar IEEE 802.11 g ini, berdampak signifikan terhadap kenaikan data rate dimana sebelumnya 802.11 b HR/DSSS hanya mendukung 1, 2, 5,5, dan 11 Mbps kemudian dapat mendukung penambahan data rate 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, dan 54 Mbps. Standar IEEE 802.11 n mampu mentrasmisikan data dengan kecepatan 600 Mbps. IEEE 802.11 n menggunakan HT-OFDM yang dapat beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz dan 5 GHz [15].

2.9. Android Studio untuk Membuat Aplikasi Android Android Studio adalah software dengan pengembangan terpadu, Integrated Development Environtment (IDE) untuk pengembangan aplikasi Android, berdasarkan IntelliJ IDEA. Android Studio merupakan editor kode IntelliJ dan alat pengembang yang berdaya guna. Android Studio menawarkan fitur-fitur yang lebih banyak untuk meningkatkan produktivitas saat membuat aplikasi Android. Beberapa fitur yang tersedia adalah [16]: 1.

Sistem versi berbasis Gradle yang fleksibel.

2.

Emulator yang cepat dan kaya fitur.

3.

Lingkungan yang menyatu untuk pengembangan bagi semua perangkat Android.

4.

Instant Run untuk mendorong perubahan ke aplikasi yang berjalan tanpa membuat APK baru.

5.

Template code dan integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan mengimpor kode contoh.

6.

Alat pengujian dan kerangka kerja yang ekstensif.

7.

Alat Lint untuk meningkatkan kinerja, kegunaan, kompatibilitas versi, dan masalahmasalah lain.

8.

Dukungan C++ dan NDK.

9.

Dukungan bawaan untuk Google Cloud Platform, mempermudah pengintegrasian Google Cloud Messaging dan App Engine. Gambar 2.15. menujukan tampilan awal dari jendela utama Android Studio beserta

bagiannya [16].


Gambar 2.15. Jendela Utama Android Studio dan Bagiannya [16]

Keterangan Gambar 2.15 [16]: 1.

Bilah alat  memungkinkan untuk melakukan berbagai jenis tindakan, termasuk menjalankan aplikasi dan meluncurkan alat Android.

2.

Bilah navigasi  membantu untuk navigasi di antara proyek, dan membuka file untuk diedit. Bilah ini memberikan tampilan struktur yang terlihat lebih ringkas dalam jendela project.

3.

Jendela editor  adalah tempat untuk membuat dan memodifikasi kode. Bergantung pada jenis file, dan editor dapat berubah. Misalnya, ketika melihat file tata letak, editor menampilkan Layout Editor.

4.

Bilah jendela alat  muncul di luar jendela IDE dan berisi tombol yang memungkinkan untuk meluaskan atau menciutkan jendela alat individual.

5.

Jendela alat  memberi akses ke tugas tertentu seperti pengelolaan proyek, penelusuran, kontrol versi, dan banyak lagi, serta bisa meluaskan dan juga menciutkannya.

6.

Bilah status  menampilkan status proyek dan IDE itu sendiri, serta setiap peringatan atau pesan.


BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Konsep Dasar LCD Sumber AC

Reset

Arduino UNO /NodeMCU

Sensor Arus ESP8266 Sensor Tegangan

Data Data Logger

Kartu Memori Peralatan Elektronik

RTC Subsistem Pengirim

Subsistem Data Logger

Subsistem Penerima

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Secara Keseluruhan

Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android dirancang dengan mengukur seberapa besar arus dan tegangan, serta durasi waktu menyala pada peralatan elektronik dalam selang hari tertentu. Sensor arus dan sensor tegangan akan mengukur seberapa besar arus dan tegangan yang dibutuhkan suatu peralatan elektronik pada saat menyala. Pada subsistem data logger terdapat slot memori dan RTC, serta penampil LCD. Fungsi slot memori untuk slot kartu memori sebagai penyimpan data logger dan DS3231 (RTC) untuk pewaktuan supaya data tersimpan dalam akurasi waktu, serta LCD untuk penampil waktu dan besarnya arus dan tegangan saat diukur. Data logger disimpan dalam kartu memori untuk kemudian dikirim ke smartphone berbasis Android dengan menggunakan modul WiFi ESP8266. Proses pengiriman tersebut dilaksanakan jika ada perintah dari Android, yaitu perintah untuk menampilkan data pada saat diukur. Perintah tersebut akan diproses dalam mikrokontroler untuk mengirim data secara real time ke aplikasi Android sekaligus menyimpan data dalam bentuk data logger.

26


Blok diagram sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.1. Rancangan penelitian ini dikelompokan berdasarkan subbab perancangan besar, yaitu: 1.

Perancangan hardware dan software subsistem data logger terdiri dari perancangan sensor arus dan sensor tegangan dengan melihat karakteristik masukan analog Arduino UNO (ATmega328)/NodeMCU. Konfigurasi data logger yang terdiri dari RTC dengan IC DS3231 dan slot memori (micro SD Card module adapter). Konfigurasi LCD karakter 16x2 untuk tampilan data secara real time pada bagian subsistem data logger. Perancangan box perangkat keras untuk membuat subsistem data logger lebih optimal dan prototipe beban (rangkaian 5 buah lampu pijar 60 Watt).

2.

Perancangan software aplikasi Android sistem data logger, yaitu membuat aplikasi Android untuk menampilkan data.

3.

Perancangan format paket data terdiri dari jumlah karakter data logger yang akan disimpan dalam sebuah kartu memori, serta jumlah data yang akan disimpan dalam selang waktu tertentu dalam 1 file.

4.

Perancangan koneksi WiFi untuk menghubungkan antara subsistem data logger sebagai penyedia dengan aplikasi Android yang dihubungkan oleh interface modul WiFi ESP8266.

3.2. Perancangan Hardware dan Software Data Logger 3.2.1. Sensor Arus Sensor arus yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712 20A dalam bentuk modul. Berdasarkan datasheet modul ACS712 10A, sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi arus AC maupun DC, dengan sensitivitas 100 mV/A [2]. Arus maksimum yang dapat dideteksi adalah sebesar 10 A. Keluaran dari sensor ini adalah analog tegangan DC, jika terdeteksi arus sebesar 0 A maka keluaran dari tegangan arus ini sebesar VCCx0,5 Volt = 5 x 0,5 = 2,5 Volt, saat terdeteksi arus 5 A maka tegangan keluaran dari sensor arus ini sebesar 5x100 mV ditambah dengan 2,5 Volt, yaitu 4,5 Volt. Bentuk fisik modul sensor arus ACS712 dapat dilihat pada Gambar 3.2.


Gambar 3.2. Bentuk Fisik Sensor Arus ACS712

3.2.2. Sensor Tegangan Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor tegangan ZMPT101B. Sensor tegangan ini digunakan untuk mengukur tegangan AC dengan jarak ukur dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt AC. Sensor ini aktif dengan catuan tipikal 5 Volt dan terdapat micro transformer pada rangkaian sensor ini. Transformer ini berfungsi untuk menurunkan tegangan yang akan diukur dengan perbandingan rasio, jika menggunakan tegangan referensi 3,3 Volt maka rasionya adalah 1000:1,16. Sedangkan menggunakan tegangan referensi 5 Volt maka rasionya adalah 1000:3,53. Proses dari pembaca sensor tegangan ini adalah dengan cara pensamplingan. Perlu diketahui bahwa ADC tidak bisa membaca sinyal negatif maka dari itu tegangan negatif harus dinaikkan offset-nya ke 2,5 volt, sehingga terdapat space untuk nilai negatif dan positif. Untuk menaikkan tegangan AC ini, bisa menggunakan rangkaian summing amplifier, namun pada sensor ZMPT101B sudah terdapat rangkaian summing amplifier sehingga tidak perlu menambahkan rangkaian eksternal summing amplifier. Gambar 3.3. menunjukan bentuk fisik sensor tegangan ZMPT101B.

Gambar 3.3. Bentuk Fisik Sensor Tegangan


3.2.3. Arduino UNO Arduino UNO adalah board mikrokontroler yang telah berbentuk minimum sistem. Arduino UNO menggunakan chip keluarga AVR yaitu ATmega328P atau bisa juga menggunakan ATmega8 atau ATmega168 berdasarkan kebutuhan.

Gambar 3.4. Tampilan Arduino UNO dengan Eagle

Tampilan bagian Arduino UNO dengan Eagle dapat dilihat pada Gambar 3.4. dan dalam penelitian ini perancangan pin masukan dan keluaran ditunjukan pada Tabel 3.1. Dengan pembagian pin seperti pada Tabel 3.1., yang memiliki fungsi masing-masing untuk menjalankan program yang ada diharapkan tidak akan terjadi tabrakan di dalam pin itu sendiri. Tabel 3.1. Pembagian Pin pada Arduino UNO dalam Penelitian No 1 2 3

4

5

6 7

Nama masukan/keluaran Sensor Arus Sensor Tegangan Real Time Clock (RTC)

Pin yang digunakan Analog 0 (A0) Analog 1 (A1) Analog 4 (A4) Analog 5 (A5) Pin 10 (10) LCD Pin 4 (4) Pin 5 (5) Pin 6 (6) Pin 7 (7) Pin 8 (8) Pin 9 (9) Kartu Memori (SD Card) Pin 10 (10) Pin 11 (11) Pin 12 (12) Pin 13 (13) Tombol Reset Transceiver Tx Rx

Keterangan Sebagai masukan Sebagai masukan Sebagai Serial Data Sebagai Serial Clock Sebagai Chip Select Sebagai keluaran Sebagai keluaran Sebagai keluaran Sebagai keluaran Sebagai keluaran Sebagai keluaran Sebagai Chip Select Sebagai MOSI Sebagai MISO Sebagai Clock Sebagai tombol reset Sebagai pengirim Sebagai penerima


3.2.4. NodeMCU NodeMCU adalah board modul WiFi ESP8266MOD yang bersifat open source terintegrasi dengan mikrokontroler. Pada Gambar 3.5. ditunjukan bentuk fisik dari NodeMCU beserta pembagian pin-pinnya pada Tabel 3.2.

Gambar 3.5. Bentuk Fisik NodeMCU

Tabel 3.2. Pembagian Pin-Pin NodeMCU No 1

Nama masukan/keluaran Multiplexer Sensor

Pin yang digunakan A0

D0 2

Micro SD Card

3

RTC DS3231

4

I2C Module for LCD

D5 D6 D7 D8 D1 D2 D1 D2

Keterangan Menggunakan multiplexer eksternal untuk analog in (A0), dari sensor tegangan dan sensor arus Sebagai kontrol switch untuk multiplexer Sebagai SCK Sebagai MISO Sebagai MOSI Sebagai CS Sebagai SCL Sebagai SDA Sebagai SCL Sebagai SDA

3.2.5. LCD LCD pada penelitian ini digunakan untuk menampilkan secara real time seberapa besar arus dan tegangan yang terpakai. Untuk dapat digunakan pada NodeMCU maka modul LCD ditambahkan dengan I2C module supaya dapat berkomunikasi dengan NodeMCU. Gambar 3.6. menunjukan bentuk fisik I2C module untuk LCD dan Gambar 3.7. Fisik modul LCD 16x2.

Gambar 3.6. Bentuk Fisik I2C Module


Gambar 3.7. Bentuk FisikModul LCD 16x2

3.3. Perancangan Software Aplikasi Android Perancangan aplikasi Android dalam penelitian ini menggunakan Android Studio. Aplikasi ini berfungsi sebagai penampil dari data peratalan elektronik yang diukur. Data akan ditampilkan pada aplikasi Android ini jika ada suatu perintah dari aplikasi untuk menampilkan data pada aplikasi. Kemudian data akan dikirim ke aplikasi melalui komunikasi WiFi modul ESP8266. Layout aplikasi Android sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8. Layout Aplikasi Android Sistem Data Logger

3.4. Perancangan Format Paket Data dan Kartu Memori Format paket data yang akan disimpan memiliki 47 karakter dan disimpan dalam kartu memori setiap 5 menit (300 detik). Format paket data yang digunakan adalah berekstensi .csv. Karakter-karakter yang disimpan dalam kartu memori adalah tanggal, jam, tegangan, arus, durasi waktu menyala, energi. Berikut format data di dalam paket data: dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,vvvvv,ccccc,tttttt,WWWWWWWW


Dari format data tersebut dapat dijelaskan pada Tabel 3.3. dan Tabel 3.4. Tabel 3.3. Format Paket Data Pewaktuan

Jumlah Karakter

dd 2

Tanggal mm Yyyy 2 4

2

HH 2

Jam MM SS 2 2

: 2

Tabel 3.4. Format Paket Data Pengukuran Tegangan (v)

Arus (i)

5

5

Jumlah Karakter

Durasi menyala (s) 6

Energi (j) 8

, 5

Data yang telah diolah akan disimpan dalam bentuk data logger pada sebuah kartu memori. Jenis kartu memori yang digunakan adalah jenis micro SD 4 GB. Untuk mengetahui besarnya kapasitas memori yang digunakan dalam penelitian ini dengan perhitungan sebagai berikut: untuk setiap penyimpanan ada 47 karakter yang akan tersimpan setiap 5 menit (5 x 60 = 300 detik), 1 karakter = 1 byte, jadi 47 karakter = 47 byte. 1 hari = 24 jam x 60 menit = 1440 menit x 60 detik = 86400 detik 1 hari = 86400 detik, dengan 86400 : 300 = 288 x 47 byte = 13536 byte Jadi dalam 1 hari kartu memori menyimpan data sebesar 13536 byte atau 13,536 Kbyte Dalam 1 bulan = 30 hari x 13536 = 406080 byte atau 406,080 Kbyte Kartu memori yang dipakai sebesar 4 GB, jadi perhitungannya adalah: 4 𝑥 106 𝐾𝐵 406,080 𝐾𝐵

= 9850,27 Bulan (panjang waktu penuh micro SD Card 4 GB)

3.5. Perancangan Koneksi Wifi Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android menggunakan modul WiFi ESP8266 dalam interface antara subsistem data logger dengan penampil aplikasi Android. Modul WiFi ESP8266 dihubungkan dengan perangkat Arduino UNO menggunakan AT command. Fungsi AT command adalah untuk pengaturan modul WiFi ESP8266 sehingga dapat digunakan. Perintah AT command digunakan untuk berkomunikasi atau berhubungan antar perangkat dengan terminal, dalam penelitian ini adalah modul WiFi ESP8266. AT command digunakan untuk mengetahui kondisi aktivasi, mengirim pesan, membaca pesan dan sebagainya. Wiring antara pin Arduino UNO dengan pin modul WiFi ESP8266 dapat dilihat pada Gambar 3.9.


Gambar 3.9. Wiring Pin Antara Arduino dan ESP8266

Untuk NodeMCU, modul WiFi telah tertanam pada board (System on Chip), sehingga proses pengaturan komunikasi WiFi tidak membutuhkan AT Command seperti jika ESP8266 dihubungkan dengan Arduino UNO.

3.6. Diagram Alir Sistem Diagram alir sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.10. Pertama, mikrokontroler akan menginisialisasi beberapa port yang digunakan, pewaktuan, nilai awal, serta sambungan WiFi. Setelah proses penginisialisasian selesai, sensor arus dan sensor tegangan mulai membaca besar arus dan tegangan. Selanjutnya, data tersebut diproses dalam Arduino UNO/NodeMCU dan disimpan pada micro SD Card. Proses pengiriman pada aplikasi Android saat subsistem data logger terkoneksi pada Access Point (AP)/tethering smartphone. Kemudian, data akan ditampilkan pada aplikasi Android. 3.6.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan Gambar 3.11. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data tegangan dan arus. Dalam subrutin ini, sensor arus dan sensor tegangan mulai membaca dan menghitung seberapa besar arus dan tegangan yang ada dalam setiap waktu (durasi waktu). Setelah proses deteksi dan menghitung besarnya arus dan tegangan, proses selanjutnya adalah data dari sensor tersebut disimpan sebagai data logger.


Mulai Inisialisasi pewaktuan, Inisialisasi port masukan, Inisialisasi nilai awal

Baca arus, Baca tegangan

Pengolahan data tegangan dan arus, serta durasi waktu menyala

Pengolahan data energi Penyimpanan data

Tidak

Kirim data ?

Ya Kirim data ke Android

Proses ulang

Ya

Tidak Selesai Gambar 3.10. Diagram Alir utama dari data logger

3.6.2. Pengolahan Data Energi Gambar 3.12. menunjukan diagram alir untuk proses pengolahan data energi. Arus terdeteksi dihitung kemudian dicari nilai RMS dari arus tersebut, sama halnya dengan nilai tegangan dicari nilai RMS dari tegangan. Setelah proses ini, energi akan dihitung dengan rumus (W = V.I.t), dan kemudian akan disimpan pada kartu memori.


Subrutin pengolahan data arus dan tegangan Baca arus Baca tegangan Baca lama waktu

Penyimpanan data arus, tegangan, dan durasi waktu

Kembali Gambar 3.11. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan

Pengolahan data energi

Pengolahan data arus, tegangan, dan durasi waktu Hitung energi (W = V.I.t) Penyimpanan data energi

Kembali Gambar 3.12. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Energi

3.6.3. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data Diagram alir subrutin penyimpanan data dapat dilihat pada Gambar 3.13. Subrutin penyimpanan data dilakukan untuk menyimpan proses hasil hitungan energi dan durasi waktu menyala peralatan elektronik. Data yang disimpan adalah data berupa besarnya energi yang digunakan dalam selang hari tertentu. Proses penyimpanan dilakukan setiap 5 menit (300 detik).


Subrutin penyimpanan data Baca tanggal, bulan, tahun, jam, menit, detik Hitung arus rms Hitung tegangan rms Hitung energi Simpan data dengan format dd-mm-yyyy,HH:MM:SS,vvvvv,ccccc,tttttt,WWWWWWWW

Kembali Gambar 3.13. Diagram Alir Subrutin Penyimpanan Data

3.6.4. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data Subrutin pengiriman data dibagi dalam dua sisi, yaitu sisi pengirim dan sisi penerima. Hal ini bertujuan untuk memudahkan dalam perancangan software sistem. Proses pengiriman data terjadi pada saat ada perintah dari aplikasi Android untuk menampilkan data pada aplikasi. A.

Diagram Alir Subrutin di Sisi Pengirim Gambar 3.14. menunjukan diagram alir subrutin sisi pengirim. Pengiriman dilakukan

setelah ada perintah yang diterima mikrokontroler melalui interface modul WiFi ESP8266 dari aplikasi Android. Mikrokontroler akan mengirim data sekaligus menyimpan data pada micro SD Card.

Mulai

Kirim perintah

Terima perintah kirim ? Tidak

Ya

Ambil data di SD Card

Kirim data

Gambar 3.14. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Pengirim

Selesai


B.

Diagram Alir Subrutin di Sisi Penerima Diagram alir subrutin sisi penerima dapat dilihat pada Gambar 3.15. di bawah. Perintah

dari Android untuk meminta data dari subsistem data logger dilakukan dengan pertamatama memasukan IP ESP8266 modul WiFi untuk terkoneksi dengan sistem. Setelah terkoneksi, perintah selanjutnya adalah mulai kirim data. Mulai Masukan IP ESP8266 Perintah tampilkan data Terima data Tampilan data

Selesai Gambar 3.15. Diagram Alir Subrutin Pengiriman Data di Sisi Penerima

3.7. Perancangan Box Perangkat Keras Pada Gambar 3.16. ditampilkan prototipe beban dengan 5 buah lampu pijar dan perancangan box perangkat keras dalam penelitian ini pada Gambar 3.17.

Gambar 3.16. Prototipe Beban 5 Lampu (60 Watt) dengan Variabel Tegangan AC 0~240Volt


(a)

(b)

Gambar 3.17. Perancangan Perangkat Keras Sistem Data Logger, (a) tampak kanan, (b) tampak kiri Perancangan perangkat keras sistem data logger ini berukuran dengan panjang box 18 cm, lebar 11 cm, dan tinggi 6 cm. Untuk keterangan Gambar 3.17. dapat dilihat pada Tabel 3.5. di bawah ini. Tabel 3.5. Keterangan Gambar Perangkat Keras Sistem Data Logger No Keterangan 1 LCD, sebagai penampil tanggal, jam, dan arus, tegangan 2 Kotak kontak, sebagai terminal beban (ke prototipe 5 lampu pijar 60 Watt) 3 Kontak tusuk, sebagai penghubung ke variabel tegangan AC 4 Colokan USB, untuk upload program ke dalam mikrokontroler sistem 5 Slot micro SD Card, slot kartu memori penyimpanan data logger sewaktu-waktu dapat dilepas-pasang 6 Pin Amperemeter, untuk pengukuran arus dengan multimeter 7 Saklar, sebagai switch pengukuran sensor arus dengan multimeter atau sensor 8 Pin Voltmeter, untuk pengukuran tegangan dengan multimeter


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android yang terdiri dari, hasil penyimpanan data secara log pada kartu memori di subsistem pengiriman, karakteristik komunikasi WiFi ESP8266, serta pengiriman data pada aplikasi subsistem Android yang telah dibuat. Karakteristik komunikasi WiFi ESP8266 dilakukan dengan pengujian modul ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO, dan pengiriman data dilakukan dengan dua cara, yaitu untuk yang pertama dengan menggunakan ESP8266 seri 01 dan Arduino UNO, dan yang kedua adalah dengan NodeMCU ESP8266MOD. Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh untuk memperlihatkan bagaimana kemampuan perangkat keras dan perangkat lunak yang dirancang apakah bekerja dengan baik atau tidak. Dari data-data tersebut, dapat dilakukan analisis kinerja perangkat secara keseluruhan berdasarkan pengujian dari masing-masing subsistem untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Serta, dapat digunakan untuk mengambil kesimpulan akhir terhadap perangkat sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

4.1. Pengujian Sensor Pengujian sensor dilakukan untuk mendapatkan nilai baca sensor agar mendekati nilai akurasi yang baik. Hasil baca sensor dibandingkan dengan hasil baca multimeter untuk mengetahui keakurasian sensor. Hasil pengujian yang diperoleh berupa sensor yang telah diakurasi untuk digunakan pada perangkat keras. 4.1.1. Multiplexer (CD4066BCN dan HD74LS04P) NodeMCU hanya memiliki satu pin analog input (A0) yang menjadi kekurangan pada modul WiFi ini. Untuk menambahkan pin analog input (A0) pada NodeMCU harus menambahkan multiplexer eksternal yang diaktifkan dengan pin-pin digital (D0-D8) pada NodeMCU. Pada penelitian ini, menggunakan IC CD4066BCN sebagai switching [17]. Fungsi IC ini sebagai switch terhadap sensor tegangan dan sensor arus yang akan dibaca, dengan pin kontrol yang ada pada IC CD4066BCN maka dapat dilakukan secara bergantian dalam membaca sensor untuk masuk dan dibaca pada pin analog input (A0) di NodeMCU. Karena pin digital (D0-D8) pada NodeMCU telah digunakan untuk I2C modul LCD 16x2,

39


RTC DS3231, Micro SD Card module, dan hanya D0 yang belum digunakan, maka dalam penelitian ini menggunakan gerbang NOT untuk mengaktifkan kontrol A (pin 13 pada IC CD4066BCN) sebagai kontrol sensor arus, dan kontrol B (pin 5 pada IC CD4066BCN) sebagai kontrol sensor tegangan. Digunakan IC HD74LS04P sebagai gerbang NOT [18]. Fungsi gerbang NOT ini adalah untuk dapat mendapatkan dua keluaran, yaitu saat 1 dan saat 0 yang digunakan dalam kontrol sensor-sensor pada multiplexer CD4066BCN. Pada Gambar 4.1. tampak rangkaian multiplexer untuk kedua sensor menggunakan aplikasi Proteus ISIS.

Gambar 4.1. Rangkaian Multiplexer untuk Sensor Arus dan Tegangan

Prinsip kerja rangkaian di atas (Gambar 4.1.) adalah, jika Pin D0 pada NodeMCU bernilai 1 (HIGH) maka pin CONT A (kontrol switch A pada CD4066BCN) bernilai 1 (HIGH) dan pin CONT B (kontrol switch B pada CD4066BCN) bernilai 0 (LOW), sehingga input Analog (A0) NodeMCU akan membaca sensor arus (Current Sensor in). Jika Pin D0 pada NodeMCU bernilai 0 (LOW) maka pin CONT A bernilai 0 (LOW) dan CONT B bernilai 1 (HIGH), maka input Analog (A0) NodeMCU akan membaca sensor tegangan (Voltage Sensor in). Untuk program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.3. dan Pinmode NodeMCU pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Pinmode NodeMCU


Gambar 4.3. Loop Kondisi Pin D0 NodeMCU

4.1.2. Sensor Tegangan Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan modul sensor ZMPT1010B. Pada penelitian ini, tegangan referensi modul ZMPT101B menggunakan tegangan 5 Volt. Dengan sketch persamaan pada program Arduino IDE dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Tegangan

Dari Gambar 4.4. diperoleh getVPP( ), dengan Umax sebesar 3,52 Volt. Umax mewakili nilai tegangan pada transformator terhadap nilai VPeak pada tegangan listrik. Dalam penelitian ini, diperoleh tabel nilai yang digunakan untuk akurasi data sensor tegangan, yaitu Urms terhadap Vrms (Multimeter) dapat dilihat pada Tabel 4.1. untuk memperoleh persamaan yang digunakan dalam pengolahan hasil baca mikrokontroler. Untuk memperoleh nilai


tegangan yang bervariasi (0 sampai dengan 240 Volt), maka dalam penelitian ini menggunakan variabel tegangan AC. Fungsi dari variable tegangan AC ini untuk mengetahui dan mencari karakteristik serta sensitivitas sensor tegangan ZMPT101B. Dari variabel tegangan AC ini maka didapat nilai pengukuran pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Nilai Sensor Tegangan dan Perolehan Persamaan Vrms Multimeter (Volt) 0.304 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

Urms (Volt)

Dengan persamaan (Volt)

Error (%)

0.05 0.07 0.12 0.15 0.2 0.25 0.27 0.31 0.35 0.39 0.43 0.48 0.5 0.55 0.59 0.63 0.66 0.7 0.75 0.79 0.83 0.86 0.9 0.93 0.95

2.0255 7.1733 20.0428 27.7645 40.634 53.5035 58.6513 68.9469 79.2425 89.5381 99.8337 112.7032 117.851 130.7205 141.0161 151.3117 159.0334 169.329 182.1985 192.4941 202.7897 210.5114 220.807 228.5287 233.6765

-566.283 28.267 -0.214 7.451667 -1.585 -7.007 2.247833 1.504429 0.946875 0.513222 0.1663 -2.45745 1.790833 -0.55423 -0.72579 -0.87447 0.604125 0.394706 -1.22139 -1.31268 -1.39485 -0.24352 -0.36682 0.639696 2.634792

Dari hasil Vrms dan Urms, dapat dibuat dalam bentuk grafik untuk memperoleh nilai persamaan dapat dilihat pada Gambar 4.5.


300

Vrms (Volt)

250

y = 257.39x - 10.844 R² = 0.9991

200 150 100 50 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Urms (Volt)

Gambar 4.5. Grafik nilai Urms Terhadap Vrms

Dari grafik di atas (Gambar 4.5.) dapat diambil persamaan dengan bantuan Excel pada format trendline. Pada trendline options dipilih linear dan centang display Equation on char untuk menampilkan hasil persamaan dan display R-squared value on char untuk mengetahui nilai kepresisian yang didapat. Terlihat bahwa nilai R2 = 0,9991, ini menunjukan bahwa sensor dapat bekerja dengan baik. Nilai skala presisi memiliki jangkauan -1, 0, 1. Jika nilai R2 mendekati nilai 1 maka nilai presisinya baik, namun jika nilai R2 mendekati nilai 0 maka nilai presisinya buruk, dan jika nilai R2 mendekati nilai -1 maka nilai presisi berkebalikan dari nilai presisi yang sebenarnya. Pada Tabel 4.1. dapat dihitung nilai error, dimana nilai yang diukur dibandingkan dengan nilai yang didapat dalam persen. Terlihat bahwa dari nilai 0,304 Volt, nilai error sebesar -566,283% dan nilai 10 Volt nilai error sebesar 28,267%. Ini menunjukan bahwa sensor saat membaca nilai minimum sebesar 10 Volt kebawah sudah tidak efektif dan tidak akurat lagi. Sedangkan untuk pengukuran tegangan maksimum mencapai 240 Volt, sensor masih dalam jangkauan error yang ditoleransi, error hanya sekitar 2,634%. Untuk membuat perangkat yang baik dalam mengukur tegangan maka diambil batasan nilai yang dapat dikur sensor, yaitu dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt. Dari perhitungan dan pengujian yang didapat, dapat disimpulkan bahwa kemampuan baca sensor tegangan sebesar 97,36%. Angka ini didapat dari 100% dikurangkan dengan pengambilan nilai rata-rata error hasil baca (100%-2,634%=97,36%). Dengan demikian, sensor tegangan dapat dikatakan mampu mengukur tegangan dengan akurasi yang baik pada rentang tegangan yang diukur dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt.


4.1.3. Sensor Arus Sensor arus yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan sensor arus ACS712 10A. Untuk menghindari lonjakan arus makan sensor arus dipilih dengan maksimum arus sebesar 10 Ampere. Sensor ACS712 ini dapat mengukur nilai arus DC maupun AC. Sensor ini memiliki sensitivitas sebesar 100mV/A [2], yaitu setiap kenaikan 1 A maka keluaran sensor sebesar 100mVolt. Pada Gambar 4.6 dapat dilihat sketch program Arduino IDE untuk pensamplingan sensor arus.

Gambar 4.6. Sketch Arduino IDE untuk Pensamplingan Arus

Hasil pengukuran sensor arus dapat dilihat pada Tabel 4.2., dimana tegangan tetap (konstan) sebesar 200 Volt, dengan beban 5 lampu (lampu pijar 60 Watt). Untuk beban lampu tersebut dirancang rangkaian beban pada Gambar 4.7. Rangkaian beban lampu ini dirangkai secara paralel untuk mendapatkan nilai arus yang bervariasi. Tegangan 200 Volt didapat dari variabel tegangan AC dan persamaan daya terhadap tegangan dan arus dapat dilihat pada Persamaan (2.7).


Gambar 4.7. Prototipe Rangkaian Beban Listrik 5 Lampu Pijar (60 Watt)

Tabel 4.2. Pengukuran Sensor Arus pada 5 Lampu 60 Watt Saat Tegangan 200 Volt Multimeter (Ampere) 0 0.24 0.5 0.77 1.03 1.29

Sensor (Ampere) 0 0.2 0.47 0.8 1.09 1.36

Dengan Rumus (I=W/V) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.4

error(%) 0 16.66667 6 -3.8961 -5.82524 -5.42636

Terlihat pada Tabel 4.2. bahwa sensor arus pada perangkat dalam penelitian sudah dapat bekerja dengan baik, dengan error terbesar adalah saat mengukur arus yang lebih kecil dari 0,24 Ampere. Secara matematis hasil rata-rata error yang terjadi dalam pengukuran adalah sebesar 7,56%. Dari perhitungan dan pengujian yang didapat, dapat disimpulkan bahwa kemampuan baca sensor arus sebesar 92,44%. Angka ini didapat dari 100% dikurangkan dengan pengambilan nilai rata-rata error hasil baca (100%-7,56%=92,44%). Dengan demikian, sensor arus dapat dikatakan mampu mengukur arus dengan akurasi yang baik pada rentang arus yang diukur dari 0,24 Ampere sampai dengan 1,29 Ampere.

4.2. Pengujian Data Logger Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan subsistem data logger (perangkat keras) dalam menyimpan data dalam bentuk log data. Penyimpanan data ini dilengkapi dengan akurasi pewaktuan menggunakan RTC DS231 dan digunakan pula LCD 16x2. RTC digunakan untuk mengetahui data yang disimpan pada micro SD Card pada saat


jam atau waktu tertentu. Ekstensi penyimpanan ini adalah dalam bentuk .csv. Estensi .csv (comma separated value) adalah ekstensi dimana secara otomatis akan memisahkan dua atau lebih data dalam bentuk tabel jika terdeteksi ada koma (,) yang memisahkan kedua atau lebih data tersebut. Ekstensi .csv ini dapat dibuka dengan Excel.

4.2.1. RTC DS3231 Pewaktuan digunakan untuk mengetahui saat kapan suatu data disimpan pada micro SD Card (kartu memori). Pewaktuan pada penelitian ini menggunakan DS3231. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.8.

(a)

(b)

Gambar 4.8. Sketch Program Arduino IDE, (a) Bagian Header, dan (b) Bagian Inisialisasi untuk RTC DS3231

Untuk pengaturan waktu, diatur pada Gambar 4.8.(b), dimana format pengaturan waktunya adalah, tahun, bulan, tanggal, jam, menit, detik. RTC DS3231 menggunakan komunikasi I2C dengan NodeMCU. Pengujian RTC dilakukan dengan cara melihat apakah RTC dapat bekerja secara konstan dalam penghitung waktu, tidak jauh selisihnya dengan waktu normal. Pada Gambar 4.9. di bawah ditunjukan sketch program Arduino IDE untuk RTC DS3231.

Gambar 4.9. Loop RTC pada Arduino IDE

Hasil dari sketch program (Gambar 4.8. dan Gambar 4.9.) tersebut dapat dilihat pada serial monitor. Serial monitor berfungsi untuk mengetahui apakah sketch program yang dibuat dapat bekerja dengan semestinya. Untuk hasil dari RTC DS3231 dapat dilihat pada Gambar 4.10.


Gambar 4.10. Hasil Tampilan RTC DS3231 pada Serial Monitor Arduino IDE

4.2.2. LCD 16x2 Pada perangkat keras dalam penelitian ini dibutuhkan penampil hasil baca sensor dan pewaktuan secara real time. Maka dibutuhkan LCD dengan tampilan karakter 16x2. Untuk menghubungkan LCD 16x2 dengan NodeMCU, dibutuhkan modul I2C. Ditambahkan modul I2C pada NodeMCU untuk menghindari kesibukan mikrokontroler yang harus mengendalikan pin-pin I/O. Pada NodeMCU terdapat pin SDA dan SCL, dan pin SDA serta SCL ini masing-masing pada pin D1 dan D2 pada NodeMCU. Pada umumnya modul LCD dikendalikan secara paralel baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Kekurangan pada jalur paralel adalah pada sisi mikrokontrolernya, dimana jalur paralel akan memakan banyak pin-pin. Setidaknya untuk mengendalikan modul LCD dibutuhkan 6 atau 7 pin. Maka dari itu, untuk NodeMCU yang memiliki keterbatasan dalam pin tersebut digunakan modul I2C untuk menampilkan atau mengendalikan tampilan data di LCD. Pada Gambar 4.11. dan Gambar 4.12. diperlihatkan sketch program Arduino IDE untuk kendali LCD.

Gambar 4.11. Sketch Program Arduino IDE untuk LCD


Gambar 4.12. Looping Print Karakter pada LCD

Wire.h adalah header untuk komunikasi I2C, dan LiquidCrystal_I2C.h adalah header untuk tampilan LCD. Pada Gambar 4.12. terlihat bagaimana cara untuk menampilkan karakter dari nilai sensor yang diolah dalam mikrokontroler NodeMCU berdasarkan waktu. Untuk hasil tampilan LCD 16x2 dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Gambar 4.13. Tampilan LCD 16x2

4.2.3. Penyimpanan Data Logger Pengujian penyimpanan data logger bertujuan untuk mengetahui kemampuan SD Card menyimpan data. Kartu memori yang digunakan untuk menyimpan data berukuran Micro SD Card. Untuk penyimpanan data tersebut perangkat dilengkapi dengan rangkaian Micro SD module. Dengan komunikasi Serial Pheripheral Interface (SPI) maka penyimpanan data pada Micro SD Card membutuhkan berkas pada library SPI. Sketch program Arduino IDE untuk komunikasi penyimpanan data (Micro SD module) dengan mikrokontroler (NodeMCU) dapat dilihat pada Gambar 4.14. Data-data yang disimpan dalam kartu memori ini adalah data pewaktuan dan data dari sensor arus dan sensor tegangan.


Gambar 4.14. Sketch Arduino IDE untuk Micro SD Card

Pada Gambar 4.14. pertama kali mikrokontroler NodeMCU akan mendeteksi apakah ada komunikasi secara serial. Jika tidak ada (!Serial) maka mikrokontroler NodeMCU akan menunggu port serial terkoneksi. Setelah koneksi serial terdeteksi, maka mikrokontroler NodeMCU akan mendeteksi apakah ada Micro SD Card yang tersambung. Dengan syntax if(!SD.begin(chipSelect)), maka pada serial monitor akan muncul print (“Card failed, or not present”), berarti bahwa Micro SD Card tidak terdeteksi. Untuk sebaliknya, mikrokontroler NodeMCU mendeteksi adanya Micro SD Card dan akan di-print pada serial monitor (“Card initialized”). Sketch program pada Gambar 4.15. akan menampilkan void loop( ) (fungsi looping) dari Micro SD Card.

Gambar 4.15. Void Loop ( ) dari Micro SD Card

Pada Gambar 4.15. adalah rutin looping dari Micro SD Card. Pertama, Micro SD Card akan dibuka untuk menyimpan data. File baru akan diberi nama TA dengan ekstensi .csv, dan diakhiri dengan kata, FILE_WRITE untuk menulis pada file TA apa yang akan ditulis atau di-print dalam file TA tersebut. Di dalam file TA.csv tersebut akan di-print hasil bacaan


sensor serta pewaktuan. Setiap print terdapat tanda pemisah koma (,) ini berfungsi saat membuka file TA, secara otomatis file tersebut akan terbuka pada sebuah tabel (dapat dibuka dengan Excel). Untuk lebih jelasnya hasil dari pengujian penyimpanan data logger dapat dilihat pada Gambar 4.16. di bawah ini.

Gambar 4.16. Hasil Tampilan Micro SD Card dalam Ekstensi .csv

4.3. WiFi ESP8266 Proses pengiriman dari subsistem data logger ke aplikasi Android menggunakan modul WiFi ESP8266. Untuk mengetahui karakteristik dari modul WiFi ESP8266, dalam penelitian ini menggunakan ESP8266 seri 01. ESP8266 seri 01 ini dihubungkan dengan Arduino UNO untuk menjalankan perintah AT Command melalui serial monitor. Pada Gambar 4.17. dapat dilihat wiring dari ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO dengan menggunakan perangkat lunak simulasi Proteus. Gambar 4.17. digunakan untuk memberi perintah AT Command pada ESP8266 menggunakan serial monitor Arduino IDE.


Gambar 4.17. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

4.3.1. AT Command Perintah AT Command digunakan untuk mengatur ESP8266. Perintah ini mulai dari restart hingga pengaturan komunikasi, ESP8266 sebagai Access Point (AP) hingga sebagai client dalam suatu jaringan nirkabel. Dalam penelitian ini AT Command untuk mengetahui karakteristik dan respon ESP8266 itu sendiri ketika dimasukan perintah AT Command. Dari AT Command ini diketahui bagaimana mengatur ESP8266 sebagai interface antara subsistem data logger dengan aplikasi Android. Pada pengujian ini, perintah AT Command akan dimasukan kedalam program Arduino IDE, sehingga tidak perlu memberikan perintah AT Command pada serial monitor. Fungsinya adalah untuk menerima data dari sensor-sensor tegangan dan sensor arus untuk ditampilkan pada web browser. Pada pengujian ini dilakukan dengan dua percobaan, yaitu saat ESP8266 diatur sebagai client dimana ESP8266 akan terkoneksi dengan AP yang terhubung, yaitu SSID: Transformers, dan Password: bumble bee (tethering smartphone), dan saat ESP8266 sebagai AP, dimana smartphone atau perangkat browser lainya akan terhubung pada ESP8266. Gambar 4.18. menunjukan wiring ESP8266 serial 01 dengan Arduino UNO untuk mengirim data analog dari Arduino ke web browser. Analog in 0 (A0) berupa sensor tegangan, dan Analog in 1 (A1) berupa sensor arus.


Gambar 4.18. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO Serta Dua Masukan Sensor

A. ESP8266 Sebagai Access Point (AP) Pada percobaan ini, ESP8266 diatur sebagai Access Point (AP), sedangkan perangkat browser seperti smartphone sebagai client. Untuk sketch program Arduino IDE nya dapat dilihat pada Gambar 4.19. di bawah ini.

Gambar 4.19. Sketch Arduino IDE ESP8266 Seri 01

Pada Gambar 4.19. ditunjukan bahwa Arduino membutuhkan berkas software serial. Komunikasi antara ESP8266 dengan Arduino UNO menghubungkan pin Tx dan Rx pada ESP8266 masing-masing terhubung pada pin 2 dan pin 3 pada Arduino UNO. Untuk perintah AT Command dimasukan pada sketch program Arduino IDE, dapat dilihat pada Gambar 4.20. di bawah ini.

Gambar 4.20. Setup Perintah AT Command ESP8266


Pada Gambar 4.20. pengaturan ESP8266 diatur dengan memberi perintah AT Command pada sketch program Arduino IDE. Setelah diatur sebagai Access Point (AP), maka Arduino UNO akan bekerja secara rutin dengan mengolah hasil baca kedua sensor analog. Kedua sensor itu, yaitu sensor tegangan dan sensor arus. Jika ada yang terkoneksi dengan AP ESP8266 dan mengakses pada web browser dengan memberikan alamat 192.168.4.1 maka secara non-autorefresh Arduino UNO melalui ESP8266 mengirim hasil baca sensor tegangan dan sensor arus. Untuk lebih jelasnya sketch program dapat dilihat pada Gambar 4.21.

Gambar 4.21. Sketch Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan Alamat 192.168.4.1

Hasil dari sketch program Arduino IDE untuk ESP8266 sebagai AP dengan penyimpanan data logger (RTC DS1307, LCD, SD Card) dapat dilihat pada serial monitor. Dimana mikrokontroler dapat bekerja dengan baik. Pada Gambar 4.22. dapat dilihat respon dari ESP8266 pada serial monitor dan Gambar 4.23. adalah respon pada serial monitor saat ada yang akses web dengan alamat 192.168.4.1.

Gambar 4.22. Respon ESP8266 pada Serial Monitor


Gambar 4.23. Respon pada Serial Monitor Saat Akses Web 192.168.4.1

Hasil dari percobaan ini, dapat dilihat pada Gambar 4.24. dimana pengiriman melalui modul WiFi ESP8266 Seri 01 dapat dilakukan dengan baik. Pengiriman hasil sensor tegangan dan sensor arus ke web server yang terkoneksi pada AP ESP8266 membutuhkan waktu tunda rata-rata 2 hingga 3 detik.

Gambar 4.24. Hasil Pengiriman Data Sensor pada Web Browser 192.168.4.1

B. ESP8266 Sebagai Client Berbeda dengan pengujian sebelumnya, yaitu ESP8266 sebagai AP, maka pada pengujian ini ESP8266 diatur sebagai client. Untuk mengatur ESP8266 sebagai client maka sama halnya dengan pengaturan ESP8266 sebagai AP. Pengaturan dilakukan dengan cara memberikan perintah AT Command pada sketch program Arduino IDE. Program Arduino IDE untuk pengaturan ini dapat dilihat pada Gambar 4.25.


Gambar 4.25. Pengaturan ESP8266

Sebagai client, ESP8266 harus terkoneksi pada AP atau tethering smartphone. Maka dari itu, diatur tethering pada smartphone. Gambar 4.26. merupakan pengaturan dan membuat smartphone sebagai Access point (AP).

Gambar 4.26. Tethering Smartphone Sebagai Access Point

Untuk mengirim data sensor ke web browser, ESP8266 secara otomatis akan terkoneksi ke smartphone yang memiliki tethering dengan nama SSID: Transformers dan Password: bumble bee. Setelah WiFi terkoneksi maka pengiriman data dapat dilakukan. Pada Gambar 4.27.


Gambar 4.27. Respon pada Serial Monitor

Setelah semua siap (ESP8266 meminta refresh halaman web browser) maka web browser di-refresh dengan alamat 192.168.43.100. Untuk respon ESP8266 pada serial monitor setelah refresh halaman web browser dapat dilihat pada Gambar 4.28 dibawah.

Gambar 2.28. Respon pada Serial Monitor Setelah Refresh Web Browser

Untuk hasil dari percobaan ini (ESP8266 sebagai client), dapat dilihat pada Gambar 4.29. Dimana data dari Arduino UNO dikirim ke web browser dengan menggunakan modul WiFi ESP8266.

Gambar 4.29. Hasil Tampilan Pengiriman Data pada Web Browser


4.3.2. Konsumsi Arus Percobaan ini untuk mengetahui seberapa besar arus yang dikonsumsi oleh ESP8266 saat sebelum di-upload program Arduino IDE, hingga mode pengiriman data. Pada Tabel 4.3. ditunjukan hasil dari percobaan ini, dan pada Gambar 4.30. adalah gambar konsumsi arus ESP8266 berdasarkan datasheet. Tabel 4.3. Konsumsi Arus ESP8266 Parameter Kondisi mati Kondisi menyala, sebelum di-upload program Setting Status ESP8266 (Kirim AT Command) Kirim data ke web browser

Konsumsi Arus (mA) 0 30.4 ~ 34.6 79.1~158.0 79,1~90,0

Gambar 4.30. Konsumsi Arus ESP8266 Berdasarkan Datasheet [14]

Terlihat pada Tabel 4.3. bahwa konsumsi arus ESP8266 tidak tetap. Pada saat sebelum ESP8266 di-upload program Arduino IDE, konsumsi arus kecil, yaitu hanya sebesar kurang lebih 30,4 sampai dengan 34,6 mA. Pada saat diatur menggunakan perintah AT Command, konsumsi arus semakin bertambah, nilainya yaitu sebesar kurang lebih 79,1 sampai dengan 158,0 mA. Disini terjadi lonjakan konsumsi arus, dimana sebelum dimasukan program arus yang dibutuhkan kecil, sedangkan saat diberi perintah AT Command konsumsi arus meningkat. Pada saat pengiriman data ke web browser konsumsi arus kisaran antara 79,1 hingga 90,0 mA. Ini membuktikan bahwa, untuk menggunakan ESP8266 sebagai perangkat aplikasi elektronik dibutuhkan suatu kontrol arus, untuk mengatur penggunaan konsumsi arus yang terintegrasi.


4.4. Aplikasi Android Aplikasi Android dalam penelitian ini dirancang dan dibuat dengan program Android Studio. Pembuatan aplikasi ini bertujuan untuk memudahkan dalam memonitoring, dimana nilai sensor akan secara langsung dikirim ke aplikasi. Pada Gambar 4.31. merupakan hasil dari rancangan dan pembuatan aplikasi sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

Gambar 4.31. Aplikasi Android

Untuk dapat terkoneksi dengan jaringan WiFi maka pada pemrograman aplikasi di Android Studio digunakan perizinan untuk mengakses ke internet. Fungsi ini adalah supaya aplikasi dapat mengakses data dari modul WiFi NodeMCU. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Gambar 4.32. adalah sketch program ke internet.

Gambar 4.32. Sketch Android untuk Koneksi ke Internet

Pengujian aplikasi Android dilakukan dengan menghubungkan modul WiFi NodeMCU ke Access Point (AP) tethering smartphone. Setelah NodeMCU terkoneksi pada tethering smartphone selanjutnya buka aplikasi sistem data logger peralatan elektronik. Setelah dibuka, akan muncul tampilan awal aplikasi dapat dilihat pada Gambar 4.31. sebelumnya. Pada aplikasi tersebut terdapat text box. Pada text box tersebut diketik nomor IP, dimana NodeMCU terkoneksi pada AP. Setelah diketik, maka klik button mulai baca. Untuk melihat hasil dari pengiriman data dari NodeMCU akan ditampilkan setiap 2 detik. Pengujian ini dapat dilihat pada Tabel 4.4.


Tabel 4.4. Pengujian Pengiriman Data Secara Autorefresh pada Aplikasi Android Pengukuran Multimeter

Hasil Autorefresh Aplikasi 2 detik

Tegangan: 210,12 Volt Arus: 0.20 Ampere

Tegangan: 209.03 Volt Arus: 0,50 Ampere

Data yang dikirim (pada serial monitor):

Pada waktu 11:06:19, terjadi proses pengiriman ke aplikasi Android dengan besar tegangan yang terukur menggunakan multimeter sebesar 210,12 Volt dan arus sebesar 0,20 Ampere. Proses penerimaan data oleh aplikasi Android berlangsung per 2 detik, maka pada aplikasi Android akan menerima data pada waktu 11:06:21 dengan data diterima dapat dilihat pada Tabel 4.4. di atas (data yang dikirim ke aplikasi Android terlihat pada serial monitor besar tegangan 209,07 Volt dan arus 0,16 Ampere). Proses pengiriman berlangsung dengan data yang berbeda, dengan pengiriman selanjutnya adalah tegangan 209,03 Volt dan arus 0,50 Ampere. Data akan diterima aplikasi Android pada waktu 11:06:22 dengan data yang diterima dapat dilihat pada Tabel 4.4 (data yang dikirim ke aplikasi Android terlihat pada serial monitor besar tegangan 207,74 Volt dan arus 0,47 Ampere). Pengiriman data secara autorefresh pada aplikasi Android berhasil dengan penerimaan data berkala setiap 2 detik sekali dalam menampilkan data.


4.5. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan Perangkat sistem data logger yang telah dibuat dalam penelitian ini meliputi beberapa subsistem. Terdapat tiga subsistem utama dalam sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android, yaitu subsistem prototipe peralatan elektronik, subsistem data logger, subsistem pengirim, dan subsistem penerima (aplikasi Android). Pengujian dilakukan pada sub-subsistem yang telah dibahas masing-masih pada subbab sebelumnya, dan dilakukan juga pengujian pada saat setelah perangkat sistem data logger ini selesai dibuat. Untuk pengujian perangkat, meliputi pengujian proses pengiriman data pada variasi jarak untuk tegangan dan arus (beban) yang bervariasi dan penyimpanan data logger. Pengujian pengiriman data bertujuan untuk mengetahui jangkauan NodeMCU sebagai modul WiFi dalam proses pengiriman ke aplikasi Android, dan pengujian penyimpanan data dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat keras bisa menyimpan data. Perangkat keras sistem data logger peralatan elektronik ini berbentuk persegi panjang, dengan panjang 18 cm, lebar 11 cm, dan tinggi 6 cm. Gambar 4.33. menunjukan perangkat keras sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android.

(a)

(b)

Gambar 4.33. Perangkat Keras Sistem Data Logger, (a) Perangkat Tampak Kanan, (b) Perangkat Tampak Kiri

Pada Gambar 4.33. adalah hasil dari perancangan sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android yang telah dibuat. Pada bagian kanan (Gambar 4.33.a) menampilkan dua pasang pin. Dua pasang pin ini masing-masing adalah untuk mengukur besar arus dan besar tegangan menggunakan multimeter. Fungsinya adalah untuk membandingkan hasil baca sensor dengan alat ukur yang telah standar (multimeter) dalam pengambilan data. Pada bagian kiri (Gambar 4.33.b) menampilkan dua buah slot. Masingmasing slot berfungsi untuk slot Micro SD Card dan slot upload untuk memasukan program ke mikrokontroler modul WiFi NodeMCU ESP8266MOD.


4.5.1. Pengujian Penyimpanan Data Logger Pada pengujian ini, dilakukan pengambilan data secara keseluruhan dari penyimpanan data, hingga pengiriman data ke aplikasi Android. Pada Tabel 4.5. menampilkan hasil dari pengujian penyimpanan data setiap 5 menit. Penyimpanan data ini dengan ekstensi .csv. Pengujian dilakukan pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt) yang dinyalakan bervariasi maka dapat dilihat penggunaan energi listrik yang terjadi, yaitu semakin meningkat pada periode waktu tertentu.

Tabel 4.5. Hasil Penyimpanan Data Logger Tanggal 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017 6/1/2017

Waktu 7:55:00 8:00:00 8:05:00 8:10:00 8:15:00 8:20:00 8:25:00 8:30:00 8:35:00 8:40:00 8:45:00 8:50:00 8:55:00 9:00:00

Arus (A) 0.16 0.52 0.82 1.09 1.42 0.82 0.27 0.51 0.00 0.15 0.73 0.46 1.04 0.15

Tegangan (V) 196.63 200.63 193.97 196.63 203.30 204.18 198.41 201.96 181.53 198.41 194.41 191.75 194.85 197.96

E(WS) 6813.64 32407.74 70085.06 119186.20 185072.00 226498.50 239567.10 263769.60 264247.60 270985.30 304311.20 328372.30 375199.30 387057.30

Pengambilan data ini berdasarkan pengukuran besarnya arus dan tegangan pada setiap detik. Hasil dari pengukuran sensor tersebut akan dikalikan setiap detik sehingga didapat daya pada setiap detik. Energi listrik adalah besarnya konsumsi daya total yang dibutuhkan alat elektronik untuk menyala pada rentang waktu tertentu. Maka, hasil dari penyimpanan data logger setiap 5 menit ini adalah hasil dari penjumlahan daya tiap 1 detik. Pada Gambar 4.34. memperlihatkan tampilan pengukuran arus dan tegangan untuk mendapatkan besar energi yang dibutuhkan pada peralatan elektronik.

Gambar 4.34. Pengukuran Arus dan Tegangan Tiap 1 Detik


Grafik antara penggunaan energi terhadap waktu dapat dilihat pada Gambar 4.35. Penggunaan energi semakin meningkat linear dengan bertambahnya waktu dalam pengukuran.

Energi (WattSekon)

450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 0

10

20

30

40

50

60

70

Waktu (Menit)

Gambar 4.36. Grafik Penggunaan Energi Versus Waktu

4.5.2. Pengujian Pengiriman Data A.

Jarak Koneksi Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan sinyal jangkauan modul WiFi

ESP8266 serta seberapa jauh jarak yang dapat dijangkau oleh ESP8266. Kekuatan sinyal ditandai dengan seberapa besar dBm-nya. Pada Tabel 4.6. dapat dilihat bahwa kekuatan sinyal ESP8266 terhadap jarak yang masih dapat dijangkau oleh ESP8266. Tabel 4.6. Kekuatan Sinyal AP (ESP8266) Terhadap Jarak Jarak ESP8266 terhadap client (m) 1 5 10 15 20 25 40

Kekuatan Sinyal (dBm) -22 -40 -58 -60 -64 -69 -72

Terlihat pada Tabel 4.6. dan Gambar 4.36. bahwa kekuatan sinyal berbanding terbalik dengan jarak yang dijangkau oleh WiFi ESP8266. Saat jarak AP (ESP8266) terhadap client (penerima AP/smartphone) berjarak 1 m, maka besarnya kekuatan sinyal adalah -22 dBm. Kekuatan sinyal sebesar -22 dBm berarti bahwa terjadi redaman/loss. Tanda negatif (-) menunjukan terjadinya loss pada sebuah jaringan WiFi. Besar kecilnya dBm menunjukan kekuatan sinyal yang berkaitan dengan daya sistem. Semakin kecil nilai dBm yang terdeteksi


maka semakin besar kekuatan sinyal pancaran ESP8266. Gambar 4.36. menunjukan grafik kekuatan sinyal terhadap jarak yang dijangkau ESP8266.

Gambar 4.36. Kekuatan Sinyal ESP8266 Terhadap Jarak

B.

Pengiriman Data ke Aplikasi Android Proses pengiriman data dari sensor tegangan dan sensor arus melalui modul WiFi

NodeMCU ESP8266MOD. Pengiriman dilakukan secara real time, dimana pada aplikasi Android digunakan auto-refresh selama 2 detik. Pada Gambar 4.37. ditampilkan program Arduino IDE untuk pengiriman data.

Gambar 4.37. Sketch Program Arduino IDE untuk Pengiriman Data ke Aplikasi Android

Dari Gambar 4.37. dapat dilihat bahwa terdapat variabel s. Variabel s ini digunakan untuk inisialisasi pada aplikasi Android. Pada aplikasi Android akan di-print nilai yang terdapat pada variabel s. Nilai pada variabel s ini adalah nilai dari sensor tegangan dan sensor arus. Untuk hasil tampilan aplikasi maka dapat dilihat pada Gambar 4.38. dimana hasil dari pengiriman menggunakan modul WiFi NodeMCU ESP8266MOD ditampilkan pada aplikasi Android.


Gambar 4.38. Hasil pengiriman Data ke Aplikasi Android Aplikasi Android digunakan untuk memonitoring seberapa besar arus dan tegangan yang terukur pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt). Pengiriman dilakukan dengan berbagai variasi jarak. Pengiriman data ini berdasarkan jarak antara Access Point (AP), yaitu tethering Smartphone dengan Client, yaitu perangkat keras data logger. Variasi jarak pengujian pengiriman data dilakukan mulai dari 1 meter hingga koneksi WiFi terputus, yaitu 40 meter. Gambar 4.39. menunjukan gambaran denah pengujian pengiriman data. Lab. TTL 40 meter

Gambar 4.39. Ilustrasi Pengujian Pengiriman Data

Pengujian dilakukan di lorong laboratorium Teknik Tenaga Listrik, Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma. Panjang lorong tersebut adalah 70 meter, namun dalam pengujian dilakukan dengan batas 40 meter. Tabel 4.7. menunjukan hasil pengujian pengiriman data ke aplikasi Android. Tabel 4.7. Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android Jarak (meter) 1

Tampilan Aplikasi Android

Keterangan 1 Lampu 60 Watt Arus: 0.23 Ampere Tegangan: 200 Volt

5

1 Lampu 60 Watt Arus: 0.23 Ampere Tegangan: 200 Volt


Tabel 4.7. (Lanjutan) Hasil Pengiriman Data ke Aplikasi Android 10


15


20


25


40


Tabel 4.8. Status Koneksi Antara Access Point dengan Client Jarak Koneksi (meter) 1 5 10 15 20 25 40 45 50

Status Terkoneksi Terkoneksi Terkoneksi Terkoneksi Terkoneksi Terkoneksi Terkoneksi Terputus Terputus

Pada Tabel 4.8. menunjukan bahwa pada saat jarak lebih kecil dari 40 meter status koneksi adalah terkoneksi. Berbeda pada saat jarak bertambah, yaitu pada saat 45 meter


koneksi WiFi sudah terputus dan proses pengiriman tidak dapat dilakukan. Dari kondisi ini, pengiriman dengan modul WiFi NodeMCU 8266MOD dapat dilakukan dengan jarak efisien maksimum adalah kurang lebih 40 meter.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil percobaan, pengujian dan pengambilan data pada sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android, didapat kesimpulan sebagai berikut: 1.

ESP8266 seri 01 dapat bekerja dengan baik, sebagai Access Point (AP) atau sebagai client untuk proses pengiriman data ke web browser.

2.

Selain sebagai modul WiFi ESP8266MOD, NodeMCU secara terintegrasi dengan mikrokontroler dapat mengolah data, dan mengirim data.

3.

NodeMCU sebagai client dapat mengirim data dari kedua sensor (sensor tegangan dan sensor arus) ke aplikasi android setiap 2 detik.

4.

Data logger dapat bekerja dan menyimpan data dengan menggunakan NodeMCU sebagai pengolahan data dari sensor arus dan sensor tegangan dengan ekstensi .csv.

5.

Tingkat keberhasilan sensor arus sebesar 92,44%, dan sensor tegangan sebesar 97,36%.

5.2. Saran Saran-saran untuk pengembangan sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android selanjutnya adalah: 1.

Mengoptimalkan power control consumption pada modul WiFi ESP8266 seri 01 untuk lebih dikembangkan pada aplikasi teknologi berbasis wireless, mengingat bahwa arus teknologi sekarang mengutamakan low cost namun berdayaguna.

2.

Aplikasi Android dioptimalkan dengan menambahkan beberapa fitur yang mendukung berkomunikasi dengan NodeMCU maupun ESP8266 seri 01 pada aplikasi kontrol ataupun monitoring sebuah sistem.

3.

Pengembangan perangkat sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android ini belum sepenuhnya diuji pada semua perangkat elektronik, maka dari itu untuk menambah keakurasian pembaca perangkat dapat dilakukan pengujian-pengujian pada perangkat elektronik yang lebih bervariasi lagi.

67


DAFTAR PUSTAKA [1]

Arianto, Luluk, 2016, Sistem Data Logger Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, FST, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[2]

Allegro, 2013, ACS712 Fully Integrated, Hall Effect-Based Linear Current Sensor IC with 2.1 kVRMS Isolation and a Low-Resistance Current Conductor, Allegro MicroSystems, LLC, Allegromicro.com.

[3]

Jr,H.H.Wiliam, Kemerly, J.E., Durbin, S.M., 2005, Edisi Keenam Rangkaian Listrik Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

[4]

----,ZMPT101B (ZMPT107) voltage transformer operating guide,----.

[5]

Interplus Industry Co. Ltd. http://www.interplus -industry. fr/index.php?option =com _content&view=article&id=52&Itemid=173&lang=en, diakses pada 21 Oktober 2016.

[6]

Andrianto, Heri, Darmawan, Aan, 2016, ARDUINO Belajar Cepat dan Pemrograman, INFORMATIKA Bandung, Bandung.

[7]

Arduino. https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno, diakses tanggal 14 Oktober 2016.

[8]

Schmit, Scott, 2014, Frequently Asked Questions-Embedded Systems Design, Atlassian Confluence 5.7.4, Team Collaboration Software.

[9]

NodeMCU Documentation. https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/, diakses tanggal 15 Januari 2017.

[10]

----, August 10, 2016, SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification Version 5.00, Technical Committee SD Card Association.

[11]

----, 2013, Manual Micro SD Card Adapter, www.indo-ware.com.

[12]

----, 2015, Extremely Accurate I2C-Integrated RTC/TCXO/Crystal DS3231, Maxim Integrated Product, Inc, www.maximintegrated.com

[13]

----, ----, Spesification for LCD Module 1602-A1 (V1.2), Shenzen Eone Electronic, CO., LTD.

[14]

----, 2015, ESP8266EX Datasheet Version 4.3, Espressife Systems IOT Team.

[15]

Afdhal, Elizar, 2014, IEEE802.11 ac sebagai Standar Pertama untuk Gigabit Wireless LAN, Jurnal Rekayasa Elektronika, Vol. 11, No. 1, hal 36-44.

[16]

Android Studio, https://developer.android.com/studio/intro/index.html, diakses pada tanggal 23 Apri 2017.

68


[17]

----, 2016, CD4066 CMOS Quad Bilateral Switch, Texas Instruments Incorporated.

[18]

----, 2005, HD74LS04/HD74LS05 Hex Inverters/Hex Inverters (with Open Collector Output), Renesas Technology Corp, Japan.

[19]

GitHub, Inc. https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit, diakses tanggal 4 April 201


LAMPIRAN I Manual Book (Langkah penggunaan) Perangkat Untuk menjalankan perangkat Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis Android ini, dapat mengikuti langkah-langkah berikut: 1.

Sambungkan perangkat keras Sistem Data Logger ini ke sumber AC, dengan cara hubungkan kontak tusuk pada perangkat ke kotak kontak pada sumber AC (sumber listrik).

2.

Siapkan koneksi WiFi, dengan membuat Access Point (AP) pada tethering smartphone (hotspot seluler), dan setting konfigurasi tethering tersebut: SSID: “Transformers”, Password: “bumble bee”.

3.

Nyalakan perangkat keras dengan sumber tegangan DC sebesar 5 Volt, tunggu beberapa saat proses sedang bekerja, dari deteksi SD Card, konfigurasi RTC, hingga perangkat keras terhubung dengan tethering smartphone.

4.

Perhatikan pada konfigurasi hotspot seluler sebagai Access Point (AP) tersebut apakah WiFi ESP8266 telah terkoneksi, perangkat keras terkoneksi dengan nama: ESP_0658E5 (default) jika belum diubah nama client (ESP8266) tersebut pada konfigurasi hotspot seluler.

5.

LCD akan aktif, dan sambungkan peralatan elektronik yang akan diukur, dengan menghubungkan kontak tusuk pada beban listrik ke kotak kontak yang tersedia pada perangkat keras.

6.

Untuk proses pengiriman ke aplikasi Android, buka aplikasi Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis Android dengan mode layar landscape.

7.

Pada bagian bawah aplikasi ketik alamat IP dimana perangkat keras terhubung ke tethering smartphone, IP: 192.168.43.54 kemudian tekan tombol: MULAI BACA pada aplikasi untuk memulai pengiriman.

70


LAMPIRAN II AT Command ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

Gambar LII-1. Wiring ESP8266 Seri 01 dengan Arduino UNO

Tabel LII-1. Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO ESP8266 Seri 01

Arduino UNO

VCC +3,3 Volt

Out LM1117 3,3 Volt, in VCC +5Volt

GND

GND

CH_PD

Out LM1117

Tx

Pin Tx

Rx

Pin Rx

71


Tabel LII-2. AT Command dan Respon pada Serial Monitor AT Command

Respon ESP8266

AT (Working) Keterangan: AT awal mengaktifkan ESP8266 AT+RST (Restart) Keterangan: restart ESP8266, pada AT ini ditunjukan tempat produksi ESP8266, yaitu Ai-Thinker Technology CO.,Ltd.

72


AT+GMR (Firmware Version) Keterangan: mengetahui versi firmware dari ESP8266, diproduk pada tanggal 11 September 2015 AT+CWLAP (List access point) Keterangan: Ada 2 AP yang terdeteksi, yaitu SSID: Andromax-M2Y-F466, dan SSID: Transformers AT+CWJAP? Keterangan: ESP8266 telah terkoneksi ke SSID: Transformers, jika tidak terkoneksi maka akan muncul No AP

AT+CWJAP=”Transformers”,”bumble (joint AP)

bee”

Keterangan: ESP8266 koneksi ke SSID: Transformers

73


AT+CWQAP (Quit AP) Keterangan: ESP8266 sambungan dengan AP

memutuskan

AT+CIFSR (Get IP) Keterangan: ESP8266 memperoleh IP, IP sebagai AP, dan IP sebagai STA, serta MAC

AT+CWSAP? Keterangan: ESP8266 menampilkan SSID dan Password AP AT+CWSAP=”ESP8266”,”1234567890”,11,0 (Set parameter AP) Keterangan: ESP8266 diatur sebagai AP, dengan SSID: ESP8266, dan password:1234567890 AT+CWMODE? (Wifi Mode) AT+CWMODE=1/2/3 Keterangan: 1 STA, 2 AP, 3 Both, pada respon muncul 3, berarti ESP8266 sebagai STA dan AP

74


AT+CIPMUX? (TCP/UDP Connection) AT+CIPMUX=0/1 Keterangan: 0 single, 1 multiple, pada respon ESP8266 muncul 0, berarti ESP8266 single AT=CIPSERVER=mode,port (Set as server) Keterangan: ESP8266 sebagai server degan mode 0 close, atau mode 1 open, port default 80 Refresh web browser dengan alamat: 192.168.43.100

AT+CIPSEND=0,56 (Send data) Keterangan: ESP8266 mengirim data karakter, dengan jumlah 56 karakter SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASI ANDROID Keterangan: ketik pada serial monitor karakter yang akan dikirim ke web browser AT+CIPCLOSE=0 (send close) Keterangan: selalu diakhiri dengan AT ini untuk mengirim data

75


Lihat tampilan di web browser dengan alamat: 192.168.43.100 Keterangan: Karakter yang dikirim akan ditampilkan pada web browser

76


Lampiran III ESP8266 Sebagai Client dalam Mengirim Data ke Web Browser

Gambar LIII-1. Wiring ESP8266 Sebagai Client Pengiriman Data

Tabel LIII-1. Wiring ESP8266 Sebagai Client Pengiriman Data

-

ESP8266 Seri 01

Arduino UNO

Tx

Pin 2

Rx

Pin 3

CH_PD

VCC +3,3 Volt from LM1117

VCC


GND

GND

-

Pin A0 (Voltage Sensor) Pin A1 (Current Sensor)

77


Program LIII-1. ESP8266 Seri 01 Sebagai Client dengan Arduino IDE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53.

#include<SoftwareSerial.h> //header komunikasi serial SoftwareSerial client(2,3);//2—Tx, 3—Rx String s=""; //webpage int i=0, k=0; int x=0; String readString; boolean No_IP=false; String IP=""; /*inisialisasi pin sensor*/ const int sensortegangan = A0; //pin sensor tegangan const int sensorarus = A1; //pin sensor arus /*inisialisasi nilai sensor*/ double Voltage = 0; double V = 0; double Vrms = 0; /*sensitivitas sensor = 100 mV/A*/ int mVperAmp = 100; double Current = 0; double I = 0; double Irms = 0; void setup() { Serial.begin(115200);//start serial client.begin(115200); pengaturan_wifi();//memanggil fungsi pengaturan_wifi() Serial.println("Good job Florus..."); } void pengaturan_wifi() //fungsi pengaturan_wifi { kirim_command_wifi("AT",100); //AT Command pertama kirim_command_wifi("AT+RST",1000);//reset ESP8266 kirim_command_wifi("AT+CWMODE=3",100); //mode esp8266,0- query,1station,2-access point,3-keduanya kirim_command_wifi("AT+CWQAP",100); //mendeteksi apakah ada AP periksa_IP(5000); //memanggil fungsi periksa_IP() if(!No_IP) //jika tidak terdeteksi IP { Serial.println("koneksikan wifi...."); kirim_command_wifi("AT+CWJAP=\"Transformers\",\"bumble bee\"",7000); //koneksi ke WiFi HP, dengan SSID=Transformers dan PASSWORD=bumble bee } else //else nope { } Serial.println("wifi telah terkoneksi"); memperoleh_IP(); //memanggil fungsi memperoleh_ip() kirim_command_wifi("AT+CIPMUX=1",100); //TCP multiple, 0=single, 1=multiple

78


54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. 109. 110. 111.

kirim_command_wifi("AT+CIPSERVER=1,80",100); //0=close server, 1=open server } void kirim_command_wifi(String cmd, int t) //fungsi kirim_command_wifi { int temp=0, i=0; while(1) { Serial.println(cmd); client.println(cmd); while(client.available()) { if(client.find("OK")) i=8; } delay(t); if(i>5) break; i++; } if(i==8) Serial.println("OK"); else Serial.println("Error"); } void periksa_IP(int t1) //fungsi periksa_IP { int t2=millis(); while(t2+t1>millis()) { while(client.available()>0) { if(client.find("WIFI GOT IP")) { No_IP=true; } } } } void memperoleh_IP() //fungsi memproleh_IP { IP=""; char ch=0; while(1) { client.println("AT+CIFSR"); while(client.available()>0) { if(client.find("STAIP,")) { delay(100); Serial.print("IP Address:"); while(client.available()>0) { ch=client.read(); if(ch=='+')

79


112. 113. 114. 115. 116. 117. 118. 119. 120. 121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. 130. 131. 132. 133. 134. 135. 136. 137. 138. 139. 140. 141. 142. 143. 144. 145. 146. 147. 148. 149. 150. 151. 152. 153. 154. 155. 156. 157. 158. 159. 160. 161. 162. 163. 164. 165. 166. 167. 168. 169. 170. 171.

break; IP+=ch; } } if (ch=='+') break; } if(ch=='+') break; delay(1000); } Serial.print(IP); Serial.print("Port:"); Serial.println(80); } void loop() { /*void loop untuk sensor tegangan*/ Voltage = getVPP(); V = (Voltage/2.0) *0.707; /*Kalibrasi sensor*/ Vrms = (((247.27*V)-7.0872)/0.9903)+2.4; /*nilai tegangan yang terukur*/ Serial.print("Tegangan AC = "); Serial.print(Vrms); Serial.print(" Volt"); /*void loop untuk sensor arus*/ Current = getIPP(); I = (Current/2.0)*0.707; Irms = (I*1000)/mVperAmp; Serial.print(" Arus AC = "); Serial.print(Irms); Serial.println(" Ampere"); k=0; Serial.println("Refresh halaman..."); while(k<100) { k++; while(client.available()) { if(client.find("0,CONNECT")) { Serial.println("Start printing"); Send(); //memanggil fungsi send() Serial.println("Done printing"); delay(1000); } } delay(1000); } } /*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/ float getVPP() { float resultV;

80


172. 173. 174. 175. 176. 177. 178. 179. 180. 181. 182. 183. 184. 185. 186. 187. 188. 189. 190. 191. 192. 193. 194. 195. 196. 197. 198. 199. 200. 201. 202. 203. 204. 205. 206. 207. 208. 209. 210. 211. 212. 213. 214. 215. 216. 217. 218. 219. 220. 221. 222. 223. 224. 225.

int readValueV; int maxValueV = 0; int minValueV = 1024; uint32_t start_time = millis(); while((millis()-start_time) < 1000) { readValueV = analogRead(sensortegangan); if (readValueV > maxValueV) { /*record the maximum sensor value*/ maxValueV = readValueV; } if (readValueV < minValueV) { /*record the maximum sensor value*/ minValueV = readValueV; } } // Subtract min from max resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; return resultV; } /*mendapatkan nilai ipp dengan pensamplingan*/ float getIPP() { float resultA; int readValueA; int maxValueA = 0; int minValueA = 1024; uint32_t start_time = millis(); while((millis()-start_time) < 1000) { readValueA = analogRead(sensorarus); if (readValueA > maxValueA) { /*record the maximum sensor value*/ maxValueA = readValueA; } if (readValueA < minValueA) { /*record the maximum sensor value*/ minValueA = readValueA; } } // Subtract min from max resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; return resultA; } void Send() //fungsi Send { s="
SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID
"; s+="
Arus=
"; s+=Irms; s+="
Tegangan=
"; s+=Vrms; kirim_ke_web(s); //memanggil fungsi kirim_ke_web(webpage) delay(1000); client.println("AT+CIPCLOSE=0"); }

226. 227. 228. 229. void kirim_ke_web(String s) //fungsi kirim_ke_web

81


230. { 231. int ii=0; 232. while(1) 233. { 234. unsigned int l=s.length(); 235. Serial.print("AT+CIPSEND=0,"); 236. client.print("AT+CIPSEND=0,"); 237. Serial.println(l+2); 238. client.println(l+2); 239. delay(100); 240. Serial.println(s); 241. client.println(s); 242. while(client.available()) 243. { 244. if(client.find("OK")) 245. { 246. ii=11; 247. break; 248. } 249. } 250. if(ii==11) 251. break; 252. delay(100); 253. } 254. }

Gambar LIII-2. Hasil Pengujian ESP8266 Sebagai Client

82


LAMPIRAN IV ESP8266 Sebagai Access Point dalam Mengirim Data ke Web Browser

Gambar LIV-1. Wiring ESP8266 Sebagai Access Point Pengiriman Data

Tabel LIV-1. Wiring ESP8266 Sebagai Access Point Pengiriman Data

-

ESP8266 Seri 01

Arduino UNO

Tx

Pin 2

Rx

Pin 3

CH_PD


VCC


GND

GND

-

Pin A0 (Voltage Sensor) Pin A1 (Current Sensor)

83


Program LIV-1. ESP8266 Seri 01 Sebagai Access Point dengan Arduino IDE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55.

#include <SoftwareSerial.h> #define DEBUG true SoftwareSerial esp8266(2,3); //Tx—2, Rx—3 /*inisialisasi pin sensor*/ const int sensortegangan = A0; const int sensorarus = A1; /*inisialisasi nilai sensor*/ double Voltage = 0; double V = 0; double Vrms = 0; /*sensitivitas sensor = 100 mV/A*/ int mVperAmp = 100; double Current = 0; double I = 0; double Irms = 0;

//pin sensor tegangan //pin sensor arus

void setup() { Serial.begin(115200); esp8266.begin(115200); kirimdata("AT+RST\r\n",2000,DEBUG); delay(4000);// reset module kirimdata("AT+CWMODE=2\r\n",1000,DEBUG); // configure as AP delay(1000); kirimdata("AT+CIFSR\r\n",1000,DEBUG); // get ip address delay(5000); kirimdata("AT+CIPMUX=1\r\n",1000,DEBUG); // configure for multiple connections delay(1000); kirimdata("AT+CIPSERVER=1,80\r\n",1000,DEBUG); // turn on server on port 80 delay(1000); Serial.println("ESP8266 Readi as AP!!!"); } void loop() { if(!esp8266.available()) { /*void loop untuk sensor tegangan*/ Voltage = getVPP(); V = (Voltage/2.0) *0.707; /*Kalibrasi sensor*/ Vrms = (((247.27*V)-7.0872)/0.9903)+2.4; /*nilai tegangan yang terukur*/ Serial.print("Tegangan AC = "); Serial.print(Vrms); Serial.print(" Volt"); /*void loop untuk sensor arus*/ Current = getIPP(); I = (Current/2.0)*0.707; Irms = (I*1000)/mVperAmp;

84


56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. 109. 110. 111. 112. 113. 114.

Serial.print(" Arus AC = "); Serial.print(Irms); Serial.println(" Ampere"); delay(1000); } if(esp8266.available()) // check if the esp is sending a message { if(esp8266.find("+IPD")) { delay(100); String webpage="
Tegangan=
"; webpage+=Vrms; webpage+="
Arus=
"; webpage+=Irms; String cipSend = "AT+CIPSEND=0,"; cipSend +=webpage.length(); cipSend +="\r\n"; kirimdata(cipSend,100,DEBUG); kirimdata(webpage,100,DEBUG); kirimdata("AT+CIPCLOSE=0\r\n",100,DEBUG); } } delay(2000); } /*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/ float getVPP() { float resultV; int readValueV; int maxValueV = 0; int minValueV = 1024; uint32_t start_time = millis(); while((millis()-start_time) < 1000) { readValueV = analogRead(sensortegangan); if (readValueV > maxValueV) { /*record the maximum sensor value*/ maxValueV = readValueV; } if (readValueV < minValueV) { /*record the maximum sensor value*/ minValueV = readValueV; } } // Subtract min from max resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; return resultV; } /*mendapatkan nilai ipp dengan pensamplingan*/ float getIPP() { float resultA; int readValueA;

85


115. int maxValueA = 0; 116. int minValueA = 1024; 117. 118. uint32_t start_time = millis(); 119. while((millis()-start_time) < 1000) 120. { 121. readValueA = analogRead(sensorarus); 122. if (readValueA > maxValueA) 123. { /*record the maximum sensor value*/ 124. maxValueA = readValueA; 125. } 126. if (readValueA < minValueA) 127. { /*record the maximum sensor value*/ 128. minValueA = readValueA; 129. } 130. } // Subtract min from max 131. resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 132. return resultA; 133. } 134. 135. String kirimdata(String command, const int timeout, boolean debug) 136. { 137. String response = ""; 138. 139. esp8266.print(command); // send the read character to the esp8266 140. 141. long int time = millis(); 142. 143. while( (time+timeout) > millis()) 144. { 145. while(esp8266.available()) 146. { 147. 148. // The esp has data so display its output to the serial window 149. char c = esp8266.read(); // read the next character. 150. response+=c; 151. } 152. } 153. 154. if(debug) 155. { 156. Serial.print(response); 157. } 158. 159. return response; 160. }

Gambar LIV-2. Hasil Pengujian ESP8266 Sebagai Access Point 86


LAMPIRAN V NodeMCU ESP8266MOD Sistem Data Logger

Gambar LV-1.Konfigurasi NodeMCU [19]

Gambar LV-2. Rangkaian NodeMCU [19]

87


Gambar LV-3. Rangkaian Utama Sistem Data Logger

88


Gambar LV-4. Pin Mapping Sistem Data Logger

89


Program LV-1. Sistem Data Logger Peralatan Elektronik Berbasis Android 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50.

/* SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID Nama : Florus Herman Somari NIM : 135114006 Jurusan : Teknik Elektro Fakultas : Sains dan Teknologi Universitas : Sanata Dharma Yogyakarta */ #include #include #include #include #include #include

<ESP8266WiFi.h> //header <Wire.h> //header //header <SPI.h> //header <SD.h> //header

librari librari librari librari librari

WiFi I2C RTC SPI kartu SD

/*koneksi ke AP---tethering Hp sebagai AP*/ const char WiFiSSID[] = "Transformers"; //SSID, nama AP const char WiFiPSK[] = "bumble bee"; //Kata sandi AP WiFiServer server(80); //default syntax RtcDS3231 rtcObject; //sintak RTC library LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2); /*inisialisasi pin sensor A0*/ int sensorPin = A0; /*sensitivitas sensor = 100 mV/A*/ int mVperAmp = 100; /*nilai awal sensor arus*/ float Current = 0; float I = 0; float Irms = 0; /*nilai awal sensor tegangan*/ float Voltage = 0; float V = 0; float Vrms = 0; /*inisialisasi Micro SD Card*/ const int chipSelect = 10; File myFile; void setup() { Serial.begin(9600);

//Start serial monitor

/*pinmode pada NodeMCU*/ pinMode(D0,OUTPUT); //digunakan sebagai digital output (0/1) untuk kontrol Mux pinMode(A0,INPUT); //digunakan sebagai analog input dari Mux connectWiFi(); //memanggil fungsi connectWiFi(), untuk menyambungkan NodeMCU ke AP (AP adalah tethering HP) server.begin(); //jika sudah terkoneksi maka start server cekSDCard(); //memanggil fungsi cekSDCard(), untuk memeriksa Kartu Memori sudah siap cekRTC(); //memanggil fungsi cekRTC(), untuk memeriksa RTC DS3231 sebagai current timer lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(0,0);

90


51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72.

lcd.print("SD Card OK!"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("RTC OK!"); delay(1000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("WiFi terkoneksi!"); delay(1000); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Good Job Florus!"); delay(2000); } void loop() { RtcDateTime currentTime = rtcObject.GetDateTime(); //menerima data waktu dari RTC char tanggal[10]; sprintf(tanggal,"%d-%d%d",currentTime.Year(),currentTime.Month(),currentTime.Day()); char waktu[6]; sprintf(waktu,"%d:%d:%d",currentTime.Hour(),currentTime.Minute(),cur rentTime.Second());

73. 74. Serial.print(tanggal); 75. Serial.print(" "); 76. Serial.print(waktu); 77. 78. /*void loop untuk sensor arus*/ 79. digitalWrite(D0,HIGH); 80. Current = getIPP(); 81. I = (Current/2.0)*0.707; 82. Irms = ((I*1000)/mVperAmp)-0.20; 83. Serial.print(" Irms = "); 84. Serial.print(Irms); 85. Serial.print(" Ampere"); 86. 87. /*void loop untuk sensor tegangan*/ 88. digitalWrite(D0,LOW); 89. Voltage = getVPP(); 90. V = (Voltage/2.0) *0.707; 91. 92. /*Kalibrasi sensor tegangan*/ 93. Vrms = ((257.39*V) - 10.844); 94. Serial.print(" Vrms = "); 95. Serial.print(Vrms); 96. Serial.println(" Volt"); 97. 98. /*tampilan LCD*/ 99. lcd.clear(); 100. lcd.setCursor(0,0); 101. lcd.print(tanggal); 102. lcd.setCursor(0,1); 103. lcd.print(waktu); 104. lcd.setCursor(10,0); 105. lcd.print("V="); 106. lcd.setCursor(12,0); 107. lcd.print(Vrms);

91


108. 109. 110. 111. 112. 113. 114. 115. 116. 117. 118. 119. 120. 121. 122. 123. 124. 125. 126. 127. 128. 129. 130. 131. 132. 133. 134. 135. 136. 137. 138. 139. 140. 141. 142. 143. 144. 145. 146. 147. 148. 149.

lcd.setCursor(10,1); lcd.print("I="); lcd.setCursor(12,1); lcd.print(Irms); /*menyimpan data*/ myFile = SD.open("1m.csv",FILE_WRITE); //nama file yang akan disimpan pada Kartu Memori (ekstensi .txt atau .csv) { myFile.print(tanggal); myFile.print(" "); myFile.print(waktu);//waktu myFile.print(","); myFile.print(Irms); myFile.print(","); myFile.println(Vrms); myFile.close(); } delay(1000); void connectWiFi() { byte ledStatus = LOW; Serial.println(); Serial.println("Connecting to: " + String(WiFiSSID)); WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(WiFiSSID, WiFiPSK); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { ledStatus = (ledStatus == HIGH) ? LOW : HIGH; delay(100); } Serial.println("WiFi connected"); Serial.println("IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); delay(1000); } void cekSDCard() { while (!Serial) { ; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only } Serial.print("Initializing SD card..."); // see if the card is present and can be initialized: if (!SD.begin(chipSelect)) { Serial.println("Card failed, or not present"); // don't do anything more: return; } Serial.println("card initialized."); delay(1000); }

150. 151. 152. 153. 154. 155. 156. 157. 158. 159. 160. 161. 162. 163. void cekRTC() 164. {

92


165. 166. 167. 168. 169. 170. 171. 172. 173. 174. 175. 176. 177. 178. 179. 180. 181. 182. 183. 184. 185. 186. 187. 188. 189. 190. 191. 192. 193. 194. 195. 196. 197. 198. 199. 200. 201. 202. 203. 204. 205. 206. 207. 208. 209. 210. 211. 212. 213. 214. 215. 216. 217.

rtcObject.Begin(); //mulai I2C RtcDateTime currentTime = RtcDateTime(17,04,26,19,26,30); //tahun,bulan,tanggal,jam,menit,detik (format atur waktu) rtcObject.SetDateTime(currentTime); //konfigurasi RTC } /*mendapatkan nilai ipp*/ float getIPP() { float resultA; int readValueA; int maxValueA = 0; int minValueA = 1024; uint32_t start_time = millis(); while((millis()-start_time) < 500) { readValueA = analogRead(sensorPin); if (readValueA > maxValueA) { /*record the maximum sensor value*/ maxValueA = readValueA; } if (readValueA < minValueA) { /*record the maximum sensor value*/ minValueA = readValueA; } } // Subtract min from max resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; return resultA; }

/*mendapatkan nilai vpp dengan proses pensamplingan*/ float getVPP() { float resultV; int readValueV; int maxValueV = 0; int minValueV = 1024; uint32_t start_time = millis(); while((millis()-start_time) < 500) { readValueV = analogRead(sensorPin); if (readValueV > maxValueV) { /*record the maximum sensor value*/ maxValueV = readValueV; } if (readValueV < minValueV) { /*record the maximum sensor value*/ minValueV = readValueV; } } // Subtract min from max resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; return resultV; 218. }

93


LAMPIRAN VI Aplikasi Android Sistem Data Logger Program LVI-1. Activity_main.xml (Layout) <Space android:layout_width="match_parent" android:layout_height="27dp" android:layout_gravity="center_horizontal" />
94


android:layout_height="81dp" android:textSize="30dp" android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceLarge" android:textStyle="bold" android:text=" " android:layout_weight="0.30" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_centerHorizontal="true" android:autoText="false" />
95


android:layout_height="wrap_content" android:layout_gravity="center_horizontal" android:weightSum="1"> <Space android:layout_width="match_parent" android:layout_height="19dp" android:layout_gravity="center_horizontal" /> <Space android:layout_width="match_parent" android:layout_height="22dp" android:layout_gravity="center_horizontal" /> <Space android:layout_width="80dp" android:layout_height="match_parent" /> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="MULAI BACA " android:textSize="30dp" android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceLarge" android:textStyle="bold" android:id="@+id/baca" /> <Space android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="match_parent" /> <EditText android:id="@+id/ip" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:textSize="30dp" android:textAppearance="?android:attr/textAppearanceLarge" android:textStyle="bold"

96


android:text="" /> <Space android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="match_parent" android:layout_gravity="bottom" />

Program LVI-2. MainActivity.Java package com.example.arduinoesp; import android.app.Activity; import android.os.Bundle; import android.os.CountDownTimer; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.TextView; import android.app.ProgressDialog; import android.content.Context; import android.content.Intent; import android.os.AsyncTask; import android.os.Bundle; import android.support.v7.app.ActionBarActivity; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.EditText; import org.apache.http.HttpResponse; import org.apache.http.client.ClientProtocolException; import org.apache.http.client.HttpClient; import org.apache.http.client.methods.HttpGet; import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.InputStreamReader; import java.net.URI; import java.net.URISyntaxException; import java.util.Timer; import java.util.TimerTask; import android.app.ProgressDialog; import android.content.Context; import android.content.Intent; public class MainActivity extends ActionBarActivity { Button Baca; EditText editIp; TextView textInfo2; CountDownTimer countdowntimer; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); editIp = (EditText)findViewById(R.id.ip); textInfo2 = (TextView)findViewById(R.id.info2); Baca = (Button)findViewById(R.id.baca); Baca.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

97


@Override public void onClick(View v) { countdowntimer = new CountDownTimerClass(2000, 2000); countdowntimer.start(); } }); } public class CountDownTimerClass extends CountDownTimer { public CountDownTimerClass(long millisInFuture, long countDownInterval) { super(millisInFuture, countDownInterval); } @Override public void onTick(long millisUntilFinished) { int progress = (int) (millisUntilFinished/2000); } @Override public void onFinish() { String serverIP = editIp.getText().toString()+":80"; TaskEsp taskEsp = new TaskEsp(serverIP); String onoff; onoff="1"; taskEsp.execute(onoff); countdowntimer = new CountDownTimerClass(2000, 2000); countdowntimer.start(); } } private class TaskEsp extends AsyncTask<String, Void, String> { String server; TaskEsp(String server){ this.server = server; } @Override protected String doInBackground(String... params) { String val = params[0]; final String p = "http://"+server+"?led="+val; runOnUiThread(new Runnable(){ @Override public void run() { } }); String serverResponse = ""; HttpClient httpclient = new DefaultHttpClient(); try {

98


HttpGet httpGet = new HttpGet(); httpGet.setURI(new URI(p)); HttpResponse httpResponse = httpclient.execute(httpGet); InputStream inputStream = null; inputStream = httpResponse.getEntity().getContent(); BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream)); serverResponse = bufferedReader.readLine(); inputStream.close(); } catch (URISyntaxException e) { e.printStackTrace(); serverResponse = e.getMessage(); } catch (ClientProtocolException e) { e.printStackTrace(); serverResponse = e.getMessage(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); serverResponse = e.getMessage(); } return serverResponse; } @Override protected void onPostExecute(String s) { String test = s; textInfo2.setText(s); } } }

Program LVI-3. AndroidManifest.xml <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.example.arduinoesp" > <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

99


Gambar LVI-1. Aplikasi Android

100


Lampiran VII Data Pengujian 1.

Jarak 1 meter, AP (Aplikasi) ke NodeMCU (-22 dBm)

Variasi Tegangan (volt) dengan beban 1 lampu 60 watt

arus multi tegangan (Ampere) lcd

arus lcd

20

0

18.03

-0.11

50

0.1

47.80

0.01

100

0.15

98.89

0.08

150

0.2

151.76

0.15

200

0.23

205.07

0.18

220

0.25

219.29

0.20

240

0

232.17

-0.10

101

Tampilan Aplikasi


Variasi beban (lampu) dengan tegangan tetap 200 Volt

arus arus (multi) lcd

tegangan lcd

1

0.23

0.18

204.63

2

0.49

0.47

204.18

3

0.75

0.77

203.30

4

1.01

1.09

202.85

5

1.28

1.41

202.85

102

Tampilan Aplikasi


2.


Variasi Tegangan (volt) dengan beban 1 lampu 60 watt

arus multi (Ampere)

tegangan lcd

20

0.06

16.26

-0.03

50

0.1

48.24

0.02

100

0.15

99.34

0.09

150

0.19

151.76

0.13

200

0.23

204.63

0.18

220

0.25

220.18

0.20

240

0

232.17

-0.10

103

arus lcd

Tampilan Aplikasi




tegangan lcd

1

0.23

0.20

204.18

2

0.49

0.46

204.18

3

0.76

0.78

202.85

4

1.02

1.08

202.85

5

1.29

1.39

202.85

104

Tampilan Aplikasi


3.


Variasi Tegangan (Volt) dengan beban 1 lampu 60 Watt

arus multi (Ampere)

tegangan arus lcd lcd

20

0.06

16.26

-0.03

50

0.1

47.36

0.01

100

0.15

98.45

0.09

150

0.19

151.32

0.13

200

0.23

205.52

0.18

220

0.25

220.18

0.20

240

0

233.06

-0.10

105

Tampilan Aplikasi



arus (multi)

arus lcd

tegangan lcd

1

0.24

0.20

204.63

2

0.50

0.47

204.18

3

0.77

0.77

202.85

4

1.04

1.09

202.85

5

1.33

1.42

201.52

106

Tampilan Aplikasi


4.



arus multi (Ampere)

tegangan lcd

20

0.06

16.26

-0.03

50

0.1

46.91

0.02

100

0.15

98.89

0.08

150

0.2

149.54

0.18

200

0.23

206.85

0.20

220

0.25

220.18

0.21

240

0

232.17

-0.10

107

arus lcd

Tampilan Aplikasi



arus (multi)

1

0.24

0.18

204.18

2

0.50

0.46

205.07

3

0.76

0.77

204.18

4

1.02

1.08

203.30

5

1.30

1.41

203.30

arus lcd

tegangan lcd

108

Tampilan Aplikasi


5.



arus multi (Ampere)


20

0.07

20.26

-0.03

50

0.1

48.69

0.02

100

0.16

99.78

0.09

150

0.20

150.87

0.13

200

0.24

203.30

0.18

220

0.25

219.73

0.20

240

0

232.17

-0.11

109

Tampilan Aplikasi




tegangan lcd

1

0.24

0.20

205.96

2

0.50

0.47

204.63

3

0.77

0.77

205.07

4

1.04

1.09

203.30

5

1.29

1.41

203.74

110

Tampilan Aplikasi


6.



arus multi (Ampere)

tegangan lcd

20

0.06

19.37

-0.03

50

0.1

47.80

0.02

100

0.15

102.45

0.08

150

0.2

151.76

0.13

200

0.24

205.96

0.18

220

0.25

220.62

0.20

240

0

233.51

-0.06

111

arus lcd

Tampilan Aplikasi




tegangan lcd

1

0.24

0.18

201.96

2

0.49

0.47

203.74

3

0.76

0.75

200.63

4

1.02

1.09

201.96

5

1.29

1.39

199.30

112

Tampilan Aplikasi


7.



arus multi (Ampere)


20

0.06

18.92

-0.03

50

0.1

50.91

0.02

100

0.15

100.22

0.08

150

0.2

150.87

0.11

200

0.23

200.63

0.18

220

0.25

220.62

0.20

240

0

233.06

-0.06

113

Tampilan Aplikasi


Variabel beban (lampu) dengan tegangan tetap 200 Volt


tegangan lcd

1

0.24

0.18

200.63

2

0.49

0.47

200.63

3

0.75

0.78

200.19

4

1.01

1.09

198.85

5

1.30

1.39

198.41

114

Tampilan Aplikasi


LAMPIRAN VIII Data Logger Tanggal 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017

Waktu 17:03:00 17:08:00 17:13:00 17:18:00 17:23:00 17:28:00 17:33:00 17:38:00 17:43:00 17:48:00 17:53:00 17:58:00 18:03:00 18:08:00 18:13:00 18:18:00 18:23:00 18:28:00 18:33:00 18:38:00 18:43:00 18:48:00 18:53:00 18:58:00

I (Ampere) 0.27 0.28 0.18 0.2 0.18 0.3 0.2 0.25 0.28 0.21 0.51 0.52 0.61 0.51 0.52 0.51 0.51 0.56 0.49 0.52 0.78 0.8 0.87 0.78

V (Volt) 193.97 195.74 192.63 193.08 193.97 194.41 193.52 193.52 193.97 192.63 193.97 193.52 193.52 193.08 193.08 192.63 193.08 193.97 194.41 193.08 193.97 192.19 189.97 191.75

Daya (Watt) 52.3719 54.8072 34.6734 38.616 34.9146 58.323 38.704 48.38 54.3116 40.4523 98.9247 100.6304 118.0472 98.4708 100.4016 98.2413 98.4708 108.6232 95.2609 100.4016 151.2966 153.752 165.2739 149.565

Daya*300s 15711.57 16442.16 10402.02 11584.8 10474.38 17496.9 11611.2 14514 16293.48 12135.69 29677.41 30189.12 35414.16 29541.24 30120.48 29472.39 29541.24 32586.96 28578.27 30120.48 45388.98 46125.6 49582.17 44869.5

115

Energi (Watt detik) 15711.57 32153.73 42555.75 54140.55 64614.93 82111.83 93723.03 108237.03 124530.51 136666.2 166343.61 196532.73 231946.89 261488.13 291608.61 321081 350622.24 383209.2 411787.47 441907.95 487296.93 533422.53 583004.7 627874.2

Energi (KWH) ((Energi/1000)*(1/3600)) 0.004364325 0.008931592 0.011821042 0.015039042 0.017948592 0.022808842 0.026034175 0.030065842 0.034591808 0.037962833 0.046206558 0.054592425 0.064429692 0.072635592 0.081002392 0.089189167 0.097395067 0.106447 0.114385408 0.122752208 0.135360258 0.148172925 0.16194575 0.1744095


4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017

19:03:00 19:08:00 19:13:00 19:18:00 19:23:00 19:28:00 19:33:00 19:38:00 19:43:00 19:48:00 19:53:00 19:58:00 20:03:00 20:08:00 20:13:00 20:18:00 20:23:00 20:28:00 20:33:00 20:38:00 20:43:00 20:48:00 20:53:00 20:58:00 21:03:00 21:08:00 21:13:00 21:18:00

0.8 0.84 0.8 0.78 0.77 0.82 1.16 1.09 1.11 1.06 1.06 1.06 1.09 1.15 1.18 1.08 1.49 1.41 1.37 1.37 1.46 1.37 1.39 1.47 1.39 1.41 1.09 1.13

191.75 191.75 192.63 190.41 191.75 192.19 190.86 191.3 191.3 191.3 191.3 191.75 191.75 190.41 190.86 189.97 190.86 191.3 191.3 192.19 192.19 192.19 191.3 191.3 191.3 191.75 192.19 191.3

153.4 161.07 154.104 148.5198 147.6475 157.5958 221.3976 208.517 212.343 202.778 202.778 203.255 209.0075 218.9715 225.2148 205.1676 284.3814 269.733 262.081 263.3003 280.5974 263.3003 265.907 281.211 265.907 270.3675 209.4871 216.169

46020 48321 46231.2 44555.94 44294.25 47278.74 66419.28 62555.1 63702.9 60833.4 60833.4 60976.5 62702.25 65691.45 67564.44 61550.28 85314.42 80919.9 78624.3 78990.09 84179.22 78990.09 79772.1 84363.3 79772.1 81110.25 62846.13 64850.7

116

673894.2 722215.2 768446.4 813002.34 857296.59 904575.33 970994.61 1033549.71 1097252.61 1158086.01 1218919.41 1279895.91 1342598.16 1408289.61 1475854.05 1537404.33 1622718.75 1703638.65 1782262.95 1861253.04 1945432.26 2024422.35 2104194.45 2188557.75 2268329.85 2349440.1 2412286.23 2477136.93

0.187192833 0.200615333 0.213457333 0.225833983 0.238137942 0.251270925 0.269720725 0.287097142 0.304792392 0.321690558 0.338588725 0.355526642 0.372943933 0.391191558 0.409959458 0.427056758 0.450755208 0.473232958 0.495073042 0.517014733 0.54039785 0.562339542 0.584498458 0.607932708 0.630091625 0.65262225 0.670079508 0.688093592


4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017

21:23:00 21:28:00 21:33:00 21:38:00 21:43:00 21:48:00 21:53:00 21:58:00 22:03:00 22:08:00 22:13:00 22:18:00 22:23:00 22:28:00 22:33:00 22:38:00 22:43:00 22:48:00 22:53:00 22:58:00 23:03:00 23:08:00 23:13:00 23:18:00 23:23:00 23:28:00 23:33:00 23:38:00

1.15 1.09 1.04 1.09 1.18 1.08 1.11 1.16 0.82 0.84 0.92 0.82 0.84 0.9 0.82 0.84 0.78 0.78 0.51 0.54 0.61 0.51 0.54 0.59 0.52 0.49 0.47 0.52

191.3 192.19 191.75 191.75 192.63 191.75 191.75 192.19 193.08 192.63 193.08 193.52 193.08 193.52 192.63 193.52 193.52 193.97 193.97 193.97 193.97 193.52 193.97 193.52 193.97 193.08 193.97 194.41

219.995 209.4871 199.42 209.0075 227.3034 207.09 212.8425 222.9404 158.3256 161.8092 177.6336 158.6864 162.1872 174.168 157.9566 162.5568 150.9456 151.2966 98.9247 104.7438 118.3217 98.6952 104.7438 114.1768 100.8644 94.6092 91.1659 101.0932

65998.5 62846.13 59826 62702.25 68191.02 62127 63852.75 66882.12 47497.68 48542.76 53290.08 47605.92 48656.16 52250.4 47386.98 48767.04 45283.68 45388.98 29677.41 31423.14 35496.51 29608.56 31423.14 34253.04 30259.32 28382.76 27349.77 30327.96

117

2543135.43 2605981.56 2665807.56 2728509.81 2796700.83 2858827.83 2922680.58 2989562.7 3037060.38 3085603.14 3138893.22 3186499.14 3235155.3 3287405.7 3334792.68 3383559.72 3428843.4 3474232.38 3503909.79 3535332.93 3570829.44 3600438 3631861.14 3666114.18 3696373.5 3724756.26 3752106.03 3782433.99

0.706426508 0.723883767 0.7405021 0.757919392 0.776861342 0.794118842 0.811855717 0.830434083 0.843627883 0.857111983 0.871914783 0.88513865 0.89865425 0.91316825 0.9263313 0.9398777 0.9524565 0.96506455 0.973308275 0.982036925 0.991897067 1.000121667 1.008850317 1.01836505 1.026770417 1.034654517 1.042251675 1.050676108


4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/26/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017 4/27/2017

23:43:00 23:48:00 23:53:00 23:58:00 0:03:00 0:08:00 0:13:00 0:18:00 0:23:00 0:28:00 0:33:00 0:38:00 0:43:00 0:48:00 0:53:00 0:58:00 1:03:00 1:08:00 1:13:00 1:18:00

0.52 0.52 0.58 0.51 0.54 0.56 0.49 0.51 0.46 0.51 0.23 0.28 0.21 0.21 0.21 0.25 0.23 0.23 0.25 0.3

194.85 194.85 195.3 195.3 194.85 194.41 194.85 194.41 193.97 194.85 195.74 195.74 194.85 195.3 195.3 195.74 195.3 194.85 195.3 195.3

101.322 101.322 113.274 99.603 105.219 108.8696 95.4765 99.1491 89.2262 99.3735 45.0202 54.8072 40.9185 41.013 41.013 48.935 44.919 44.8155 48.825 58.59

30396.6 30396.6 33982.2 29880.9 31565.7 32660.88 28642.95 29744.73 26767.86 29812.05 13506.06 16442.16 12275.55 12303.9 12303.9 14680.5 13475.7 13444.65 14647.5 17577

118

3812830.59 3843227.19 3877209.39 3907090.29 3938655.99 3971316.87 3999959.82 4029704.55 4056472.41 4086284.46 4099790.52 4116232.68 4128508.23 4140812.13 4153116.03 4167796.53 4181272.23 4194716.88 4209364.38 4226941.38

1.059119608 1.067563108 1.077002608 1.085302858 1.094071108 1.103143575 1.11109995 1.119362375 1.126797892 1.135079017 1.1388307 1.143397967 1.146807842 1.150225592 1.153643342 1.157721258 1.161464508 1.165199133 1.169267883 1.174150383


LAMPIRAN IX Dokumentasi Perangkat

Gambar LIX-1. Uji Coba Sistem Data Logger dengan NodeMCU

Gambar LIX-2. Uji Coba Sistem Data Logger dengan Arduino dan ESP8266 Seri 01 119


Gambar LIX-3. Perangkat Keras Sistem Data Logger

120

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID

Recommend Documents

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID