15
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Metode
Dalam rangka menjawab permasalahan yang telah dirumuskan di atas, maka diusulkan metode yang secara umum digambarkan dengan blok diagram pada Gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1 Diagram Blok Skema Baru Smart Monitoring
Pada gambar 3.1 bisa dilihat bahwa kontaktor diberikan aliran listrik 1 fasa yang dibagi menjadi 3 yang melalui kontaktor dan disetiap jalurnya akan diteruskan ke beban di mana beban tersebut merupakan lampu penerangan jalan umum, selanjutnya untuk sensor akan ditempatkan pada jalur listrik setelah kontaktor sebelum beban di mana setiap jalur pada keluaran kontaktor akan dipasang satu sensor untuk pengambilan nilai tegangan, sensor akan dipasangkan dengan mikrokontroller untuk dilakukan pemrosesan untuk membaca nilai dari sensor, sensor yang dipakai dalam membaca tegangan adalah PZEM-004T, mikrokontroller yang dipakai adalah ESP32 dan Arduino UNO, Arduino UNO berperan sebagai mengambil data dari sensor PZEM-004T yang di proses oleh ESP32 yang akan dihubungkan dengan jaringan internet dengan cara wireless untuk mengirimkan data dari ESP32 ke cloud atau database yang nantinya akan ditampilkan pada webserver, cloud akan dipakai untuk menyimpan data dari ESP32 dan webserver akan menampilkan semua nilai yang tersimpan di cloud dengan bentuk nilai dan grafik pemakaian daya dari beban lampu, selanjutnya webserver akan mengirimkan nontifikasi melalui botchat jika terjadi beban berlebih.
Pada beban berlebih atau overload dan biasanya terjadi pada kebocoran travo di setiap titik lampu jalan dan juga beban berlebih juga diakibatkan adanya kerusakan komponen lain seperti stator dan kapasitor yang terdapat pada lampu
Relay Notifikasi
Kontaktor
Load
WebSite Power Supply
Mikrokontroller Line 2
Line 1
Line 3
Sensor 2 Sensor 1
Sensor 3
Cloud
16
jalan. Permasalahan lain pada panel hubung bagi atau PHB di sebabkan dari daya yang deberikan PLN yang membuat tegangan tidak stabil dan cenderung turun, pada panel hubung bagi (PHB) yang digunakan pada lampu penerangan jalan umum memiliki supply daya dari PLN dengan 1 fasa yang berada panel yang berbeda dan dialirkan ke panel hubung bagi penerangan jalan umum di mana dalam 1 fasa tersebut di bagi menjadi 3 jalur L1, jalur L2 dan jalur L3.
Pada ESP32 dapat melakukan pembagi beban antara jalur L1, L2, dan L3, untuk mendapatkan beban yang stabil dan seimbang pada panel hubung bagi atau terjadi gangguan pada beban supaya tidak merusak perangkat atau komponen yang lainnya, dengan cara ESP32 mengirimkan sinyal ke relay untuk memindahkan beban pada salah satu jalur ke jalur lainnya hal tersebut dapat membantu teknisi untuk langkah pertama dalam penanganan dan mempersingkat waktu melakukan perbaikan dan sistem tersebut akan berjalan secara otomatis tanpa adanya input dari petugas atau teknisi.
Gambar 3.2 Rancangan Bangun Smart Monitoring Pada Penerangan Lampu jalan Pada gambar 3.2 panel hubung bagi setiap jalurnya akan dihubungkan ke sensor PZEM-004T untuk membaca tegangan yang keluar pada panel hubung bagi, ESP32 digunakan microcontroller yang terhubung ke internet menggunakan perantara MiFi sebagai koneksi internetnya, penggunaan MiFi dipilih untuk
17
koneksi internet dikarenakan jika memakai router access point akan terjadi gangguan karena tempatnya di dekat jalan raya, ESP32 akan mengirimkan data ke cloud dan selanjutnya akan menampilkan data pada ESP32 pada komputer yang dipantau oleh admin.
Pada admin sendiri akan mendapatkan notifikasi berupa bot chat untuk membantu dalam memberikan informasi pada admin jika terdapat gangguan dan pada sistem atau program ESP32 bisa melakukan pembagian beban pada jalur L1, L2, dan L3 untuk menstabilkan beban pada setiap jalurnya sebagai penenganan pertama jika terjadi gangguan serta admin dapat melihat di titik mana gangguan itu terjadi dengan melihat maps pada webserver, titik yang digunakan untuk melakukan smart monitoring di panel hubung bagi (PHB) milik dinas perhubungan Kabupaten Lamongan pada jalan raya antar kota Tuban – Surabaya serta pada alat smart monitring sendiri diletakkan didalam pada panel hubung bagi tersebut.
Gambar 3.3 Diagram Panel PJU 1 Fasa 3 Jalur
Pada gambar 3.3 merupakan diagram panel PJU 1 fasa yang di bagi menjadi 3 jalur, pada gambar diatas trafo turun ke kwh meter milik PLN yang selanjutnya di teruskan ke panel hubung bagi (PHB) PJU, dari panel PHB PJU dibagi menjadi 3 jalur yaitu L1, L2, dan L3.
18
3.2 Rancang Perangkat Keras (Hardware) Smart Monitoring
Perangkat keras (Hardware) dilakukan untuk membantu dan mempermudah dalam pembentukan alat smart monitoring yang bisa dilihat pada gambar 3.3 rancang bangun hardware smart monitoring.
Gambar 3.4 Rancang Bangun Hardware Smart Monitoring
Bisa dilihat pada gambar 3.4 pada dayanya menggunakan 3 buah baterai yang di rangkai pararel untuk mendapatkan tegangan 3.7 V dengan kapasitas 4500mAh yang akan dipasangkan dengan modul Mini UPS yang nantinya di step up menjadi tegangan 5V, di dalam modul Mini UPS bisa menggunakan dua buah sumber tegangan yaitu dari catu daya menggunakan adapter 5V dengan arus 1A atau menggunakan daya dari baterai itu sendiri, selanjutnya terdapat tiga buah sensor PZEM – 004T yang terhubung ke Arduino UNO dan ESP32 dengan diberikan tegangan 5V serta terdapat relay yang juga terhubung ke daya dan ESP32.
19
Gambar 3.5 Rangkaian Relay untuk Pemindahan Beban
Pada gambar 3.5 merupakan rangkaian untuk melakukan pemindahan beban dari salah satu jalur ke jalur lainnya di mana relay diberikan 2 input sumber yaitu L1 (Line 1) dan L2 (Line 2) dengan salah satu output akan di berikan ke beban atau lampu dengan begitu relay dapat memindahkan beban dari jalur L1 ke L2 dengan diberikan sinyal dari mikrokontroller untuk memindahkan beban jika terdapat beban berlebih pada salah satu jalurnya.
3.3 Rancangan Perangkat Lunak (Software) Smart Monitoring 3.3.1 Website Smart Monitoring
Perancangan peranggkat lunak pada smart monitoring untuk memunculkan data berupa angka menggunakan website untuk interface, berikut gambar 3.4 Interface Website Smart Monitoring.
Gambar 3.6 Interface Website Smart Monitoring
20
Dari Gambar di atas pada gambar 3.6, website untuk smart monitoring memuat tampilan tegangan 3 jalur yaitu jalur L1, jalur L2, jalur L3, pada website smart monitoring juga terdapat nilai arus pada jalur L1, jalur L2, jalur L3 serta terdapat relay state untuk mengetahui relay dalam keadaan ON atau OFF yang dikirimkan oleh sensor kedalam database realtime Firebase dan akan ditampilkan dalam bentuk angka desimal di dalam website dan pada website terdapat maps akan menampilkan titik di mana panel hubung bagi (PHB) berada, website smart monitoring menggunakan firebase sebagai database realtime, pada gambar 3.5 Database Realtime Firebase
Gambar 3.7 Database Realtime Firebase
Dari gambar di atas pada gambar 3.7, merupakan database realtime yang digunkan untuk menyimpan data real dari sensor yang dikirimkan melalui ESP32 selanjutnya dari firebase akan ditampilkan pada website penggunaan Bahasa pemrograman JS dipakai sebagai backend untuk menyambungkan website dengan database firebase.
21
Gambar 3.8 API Firebase ke Website
Dari gambar di atas pada gambar 3.8 merupakan backend berisi API dari database realtime firebase yang akan diambil dan ditampilkan pada website
3.3.2 Sistem Smart Monitoring
Perancangan perangkat lunak pada sistem smart monitoring dibuat untuk mengoptimalkan IoT pada sistem menggunakan flowchart, berikut gambar 3.8 flowchart bagaimana IoT mengoptimalkan Smart Monitoring.
22
Gambar 3.9 Flowchart bagaimana IoT Mengoptimalkan Smart Monitoring Dari flowchart diatas pada gambar 3.9, dimulai dari menyalakan microcontroller, sensor, dan kontaktor pada keadaan standby, yang selanjutnya jika terdapat beban pada jalur L1, L2, dan L3 maka sensor akan membaca beban yang dipakai yang akan disimpan pada cloud database yang nantinya akan di tampilkan pada website dan jika tidak terdapat adanya beban yang berlebih maka mikrokontroller tidak memberikan notifikasi, jika terdapat beban yang berlebih mikrokontroller akan memberikan notifikasi berupa bot chat melalui aplikasi telegram dan selanjutnya mikrokontroller akan secara otomatis akan memberika sinyal kepada relay untuk melakukan pembagian beban dengan memindahkan salah satu beban pada jalur yang terdapat beban berlebih ke jalur lainnya dan jika berhasil distabilkan maka nilai dari beban akan di simpan pada cloud database yang akan ditampilkan pada website dan pada website akan memberikan informasi kondisi relay.
Ya Tidak
Ya
Tidak
START
Start Microkontroller Start Cloud Read Sensor Kontaktor Stanby
Sensor Membaca
Beban Overload Beban Notifikasi
Data disimpan di cloud
Ditampilkan Di websites
END
Tidak ada Notifikasi
Beban di Stabilkan / tehubung
Sensor Tidak Membaca Beban Terdapat Beban pada L1, L2, L3
Mikrokontroller memberikan sinyal
pada relay
A A
23
Relay digunakan sebagai penstabil dengan memindahkan beban pada salah satu jalur ke jalur lainnya secara otomatis jika terdapat gangguan melalui modul relay dapat membantu untuk melakukan penanganan pertama jika terdapat gangguan berupa beban yang berlebih dan memungkinkan untuk menjaga komponen dan peralatan yang terdapat pada panel hubung bagi atau PHB.
Rumus perhitungan untuk menentukan persentase akurasi(1) dan error(2) dari sistem
%𝐸𝐸 = 𝐴𝐴−𝐵𝐵𝐴𝐴 × 100 (1)
%𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 = 100 − %𝐸𝐸 (2) Keterangan :
A = Hasil Pengukuran Alat
B = Hasil Pengukuran Menggunakan Alat Ukur
%E = Nilai Persentase Error
Hasil Penelitian akan dipaparkan sebagai berikut :
Jika nilai akurasi yang didapat semakin besar maka hasil yang didapat akan semakin akurat dan sistem berjalan sesuai dengan fungsionalnya.
Kemudian secara garis besar penelitian ini dilakukan tahapan sebagaimana digambarkan dengan flowchart gambar 3.6 berikut.
Gambar 3.10 Flowchart Alur Penelitian
START Identifikasi Masalah
Studi Literatur Perancangan Alat
Perancangan
Website Analisa Hasil
END Perancangan Api dan
Database
Pengujian Fungsional Alat
Jika Sesuai Ya Tidak
24
Gambar 3.10 bisa menjelaskan alur dalam penelitian ini di mana tahap pertama melakukan identifikasi masalah yang terjadi pada lapangan selanjutnya melakukan studi litelatur untuk memenentukan metode yang digunakan untuk memecahkan masalah tersebut.
Melakukan perancagan alat untuk menjawab permasalahan yang ada dan selanjutnya melakuakn pembuatan API database sebafai tempat penyimpanan dan pengiriman data dari sensor ke website, pembuatan website digunakan sebagai interface untuk tampilan dari alat smart monitoring.
Langkah selanjutnya melakukan pengujian fungsional alat apakah sudah berfungsi sesuai tujuan dan untuk menjawab permasalahan yang terjadi dilapangan, jika fungisonal alat tidak sesuai maka akan dilakukan kajian ulang untuk mendapatkan fungsional alat yang sesuai, jilka fungsional alat sudah sesuai akan dilakukan analisa hasil.
3.4 Sumber Data (Metode Pengumpulan Data)
Sumber data dari penelitian ini diambil dari hasil pengukuran tegangan yang disimpan di cloud yang ditampilkan melalui web server di mana dalam data tersebut akan mencatat tegangan dari setiap jalurnya di mana data yang di ambil akan di kumpulkan secara kolektif.
Data validasi untuk membandingkan tingkat keakurasian dan error, pada data validasi akan di ambil dari data pengukuran secara langsung dengan menggunakan tang meter atau pengukur tegangan lainnya yang akan dibandingkan dengan data monitoring, data validasi akan dimabil sama dengan data monitoring untuk melakukan perbadingan error sistem.
Pengambilan data validasi digunakan untuk membandingkan tingkat
keakuratan data dari hasil monitoring yang sudah didapatkan dengan begitu hasil akan lebih akurat dan lebih bagus serta untuk mengetahui tingkat error dari sistem smart monitoring yang sudah dibuat tersebut.
