7
Ya
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Metodologi Perancangan
Perancangan dari sistem monitoring HAWT ini melalui beberapa proses yang dapat digambarkan dalam format diagram alir, seperti terlihat pada Gambar 3.1. Berdasarkan dari diagram alir tersebut perancangan dimulai dari analisis kebutuhan, perancangan, proses pembuatan dan tahap pengujian.
Dalam hal ini sistem monitoring yang akan dikembangkan adalah suatu sistem dengan menggunakan website dalam pengimplementasiannya.
Website akan dirancang saling terhubung dengan perangkat HAWT dimana hasil sensor akan ditampilkan dari perangkat yang terhubung ke pengguna atau operator untuk memantau kinerja dari HAWT.
Gambar 3.1 Diagram alir metodologi perancangan.
Mulai
Sesuai?
Selesai
Tidak Analisis Kebutuhan
Perancangan
Tahap Pembuatan
Pengujian
8
Tidak
Ya
Ya Tidak
Tidak
Ya
Tidak
Ya Tidak
Ya
Ya
Tidak
3.2 Alur Pembuatan Sistem
Gambar 3.2 Diagram alir permbuatan sistem.
Mulai
Data sensor dikirim ke mikrokontroler Selesai
Apakah terhubung ke
internet?
Sensing kecepatan angin, arus, dan tegangan
API service
Database
Apakah akan dikirimkan
website?
Penginputan data A
A
Halaman login
Apakah akun terdaftar?
Username dan password Periksa sambungan
internet
Login?
Halaman utama
Halaman monitoring
Logout?
Selesai HAWT
berfungsi?
9
Gambar 3.2 menunjukkan proses pembuatan sistem monitoring dimana pembuatan sistem terdiri dari beberapa subsistem diantaranya adalah sub- sistem antarmuka pengguna dan subsistem akuisisi data dimana keduanya ini saling terintegrasi. Prinsip kerja dari sistem ini adalah apabila subsistem akuisisi data membaca arus, tegangan, dan kecepatan angin maka akan dikirimkan ke database kemudian data tersebut akan ditampilan ke subsistem antarmuka pengguna dalam bentuk website. Penelitian ini berfokus pada subsistem website yang menangani proses pengiriman data dan menampilkan hasil dari sensor yang ada pada perangkat pada saat terhubung dengan koneksi internet.
3.3 Desain Perancangan Sistem 3.3.1 Diagram Blok Sistem
Desain sistem diperlukan sebelum mengimplementasikan alat.
Penulis terlebih dahulu merancang sistem dengan membuat diagram blok sistem untuk monitoring HAWT seperti yang terlihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Diagram blok sistem monitoring HAWT.
HAWT
Mikrokontroler
Database
Web Server
Website Sensor
kecepatan angin
Sensor tegangan
Sensor arus
Pengguna
10
Diagram blok yang dirancang pada sistem monitoring HAWT terdiri atas subsistem hardware dan antarmuka website. Pada subsistem hardware komponen yang digunakan adalah sensor kecepatan angin, arus, tegangan, dan mikrokontroler ESP32 yang berfungsi sebagai pengolah data yang diterima, pengiriman data, dan penghubung antara database ke hardware. Pada subsistem antarmuka pengguna terdiri dari database dan webserver sebagai media penyimpanan data dan hosting bagi website.
3.3.2 Data Flow Diagram (DFD) Sistem
Data Flow Diagram (DFD) merupakan diagram yang meng- gambarkan aliran data suatu sistem agar pengguna bisa memahami sistem tersebut dengan logis, jelas dan terstruktur. Pada perancangan sistem informasi, DFD umumnya berdasarkan level 0 sampai level 2.
DFD level 0 merupakan level teratas dari suatu sistem yang meng- gambarkan lingkaran besar dari sistem yang dirancang. DFD level 1 merupakan percabangan yang terdiri dari proses dan subproses suatu sistem agar informasi lebih lengkap dan detail. DFD level 2 berisi deskripsi yang penjabarannya belum dijelaskan secara detail dari DFD level 1 [15].
Gambar 3.4 menunjukkan DFD level 0 pada desain sistem monitoring merupakan bagian dari HAWT dimana luaran hasil dari kinerja alat yaitu kecepatan angin, arus, dan tegangan. Diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan kepada pengguna melalui website atau OLED Display. Gambar 3.5 menunjukkan DFD level 1 sistem monitoring terdiri dari subsistem mikrokontroler dan website dimana keduanya saling berhubungan ketika mikrokontroler menerima data kecepatan angin, arus, dan tegangan baik dari konversi turbin angin maupun dari inverter, semua data yang ada kemudian diakuisisi untuk dikirimkan ke database.
11
Tegangan Kecepatan Angin Kecepatan Angin
Tegangan
Sebelum menjalankan sistem monitoring HAWT, setiap pengguna wajib melakukan registrasi pendaftaran akun terlebih dahulu seperti pada Gambar 3.6 dengan memberi username dan password yang akan digunakan kepada admin. Setelah data akun dimasukkan ke database, maka akun sudah berhasil dibuat dan siap digunakan oleh pengguna. Berdasarkan Gambar 3.7, proses sistem login dimulai ketika pengguna masuk ke halaman utama dimana mereka harus mengisi kolom username dan password yang terdaftar, Jika benar, maka sistem akan memvalidasi otomatis.
Jika pengguna mengisi username dan password yang tidak sesuai maka sistem akan ada peringatan gagal login dan kembali ke halaman awal. Pada sistem monitoring HAWT, website akan terintegrasi dengan database seperti pada Gambar 3.8 apabila pengguna meminta tampilan grafik dan data sensor secara realtime maka website akan merespon dengan menampilkan sesuai dengan yang dipilih dan mengunduh otomatis data apabila pengguna ingin melihat secara keseluruhan.
Gambar 3.4 DFD level 0.
0 Sistem monitoring
HAWT
HAWT Arus Pengguna
Daya Arus
12
Kecepatan Angin Arus AC
Konversi tegangan AC
Konversi tegangan DC
Arus DC Tegangan
Kecepatan Angin Arus AC
Username E-mail Password
Gagal login
Gambar 3.5 DFD level 1.
Gambar 3.6 DFD level 2 registrasi akun.
Gambar 3.7 DFD level 2 sistem login.
3 Website 1
HAWT
2 Mikrokontroler Turbin angin
Akumulator
Inverter
Pembagi tegangan ATS
Data Sensor
Database
3.1 Database tabel akun
3.2 Aktivasi oleh admin
Pengguna Akun pengguna
3.3 Masukkan e-
mail &
password
3.4 Verifikasi
akun
3.5 Dashboard monitoring Pengguna
13
Tampilkan grafik
Menampilkan grafik File .xls
Download file Tampilkan data
Menampilkan data
Data sensor Data sensor
Gambar 3.8 DFD level 2 sistem monitoring.
3.3.3 Perancangan Antarmuka Pengguna 1. Halaman login
Gambar 3.9 menunjukkan desain halaman login yang diran- cang sebagai halaman awal untuk pengguna sebelum masuk ke dalam website monitoring. Pengguna dapat masuk jika sudah ada akun yang terdiri dari username dan password.
2. Halaman dashboard
Gambar 3.10 menunjukkan desain halaman dashboard yang digunakan sebagai halaman utama dalam pembuatan website dimana menampilkan paramater-parameter untuk memberikan informasi data dari pembacaan sensor kecepatan angin, tegangan wind turbine, tegangan ATS, arus wind turbine, arus ATS, dan daya wind turbine secara realtime.
3. Halaman monitoring sensor
Perancangan halaman monitoring seperti pada Gambar 3.11 akan menampilkan beberapa menu informasi data dari pembacaan sensor kecepatan angin, arus ATS, arus wind turbine, tegangan ATS, tegangan wind turbine, dan daya serta grafik hasil sensor secara realtime. Selain itu terdapat menu bar download
Pengguna
3.6 Tampilan
grafik
3.7 Tampilan data realtime
3.8 Download
data
Database
14
untuk mengunduh data hasil sensor yang masuk ke database dengan format file excel.
4. Pusat informasi
Gambar 3.12 menunjukkan desain halaman pusat informasi yang digunakan untuk menampilan deskripsi dari alat yang dibuat beserta logonya.
Gambar 3.9 Desain halaman login.
Gambar 3.10 Desain halaman dashboard.
15
Gambar 3.11 Desain halaman monitoring sensor.
Gambar 3.12 Desain halaman pusat informasi.
3.3.4 Perancangan Sistem IoT 1. Konfigurasi layout PCB
Rangkaian yang digunakan dibuat dengan menggunakan software eagle yang kemudian dicetak pada PCB. Rangkaian ini berguna sebagai jalur atau letak dari penempatan komponen yang digunakan. Gambar 3.13 dan 3.14 menunjukkan tata letak
16
konfigurasi layout dan skematik PCB yang dibuat dengan komponen yang digunakan adalah anemometer, ZMPT101B, ACS712, LM2596, dan ESP32. Berikut merupakan koneksi port yang digunakan pada perancangan seperti pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Konfigurasi port ESP32
No. Komponen Port ESP32
1 ZMPT101B D36 dan D39
2 Anemometer D34
3 ACS712 D32 dan D35
4 OLED D21 dan D22
5 LM2596 Vin
Gambar 3.13 Skematik PCB.
17
Gambar 3.14 Konfigurasi layout PCB.
3.4 Prosedur Pengujian
3.4.1 Prosedur Pengujian Website
Tabel 3.2 Tabel prosedur pengujian
Pengujian Prosedur Keberhasilan
1. Pengujian responsive website
1. Lakukan pengujian de- ngan cara membuka website di browser dari berbagai mode yang sebelumnya dijadikan bahan pengujian.
2. Lihat perubahan ukuran yang ditampilkan oleh website apakah menga- lami perubahan atau tidak dalam fungsi dan tata letaknya.
3. Analisis hasil perubahan yang diperoleh dari ber- bagai mode perangkat yang dicoba.
Website dapat dibuka dengan berbagai jenis perangkat dan berba- gai jenis mode browser dan fungsi yang ada pada website tidak berubah [16].
18
Pengujian Prosedur Keberhasilan
2. Pengujian user experience website
1. Menyiapkan pertanyaan untuk kuesioner dan membuat google form.
2. Mencari responden de- ngan membagikan kuisi- oner untuk menguji para- mater antarmuka web- site.
3. Sertakan link website agar responden bisa untuk melihat dan menggunakan website kemudian memberikan penilaian pada kuisi- oner.
4. Download data hasil kuisioner dan pindahkan kedalam excel untuk diolah sesuai standarisasi UEQ.
Mendapatkan respon penilaian rata-rata dari pengguna dengan benchmark pengujian UEQ [17].
3.4.2 Prosedur Pengujian Sistem Internet of Things Tabel 3.3 Tabel pengujian sistem IoT
Pengujian Prosedur Keberhasilan
1. Pengujian kalibrasi sensor
1. Siapkan laptop, multi- meter dan alat monito- ring HAWT yang sudah dijalankan.
2. Mengukur nilai arus, tegangan, dan kece- patan angin pada sensor menggunakan multimeter pada beban yang berbeda.
3. Melihat display OLED atau halaman website untuk mengetahui nilai sensor yang terbaca
Dari hasil pengujian kalibrasi sensor, galat yang didapatkan harus masih dalam batas toleransi kurang dari 5% [18].
19
Pengujian Prosedur Keberhasilan
pada setiap beban yang dicoba.
4. Catat hasil yang didapatkan dari kedua pengujian untuk diana- lisis perbandingannya.
2. Pengujian pengiriman data
1. Siapkan laptop dan alat monitoring HAWT yang sudah dijalankan.
2. Memeriksa koneksi port untuk komunikasi antara ESP 32 pada box panel.
3. Membuka database dan halaman website meng- gunakan browser untuk melihat hasil moni- toring.
4. Rekap hasil yang diperoleh dalam pengi- riman data yang dikirim ke database.
Data dapat terkirim ke database dan yang terkirim dapat muncul pada halaman moni- toring website.
