BAB 4
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
Bab ini berisi mengenai perancangan dan implementasi Pembangunan Sistem Monitoring Energi berdasarkan hasil analisis pada bab sebelumnya.
4.1 System Requirement
Dalam membangun produk Sistem Monitoring Energi diperlukan kebutuhan system dengan pengelompokan Kebutuhan Fungsional, Kebutuhan Software, Kebutuhan Hardware :
4.1.1 Kebutuhan Fungsional
Berikut ini merupakan daftar kebutuhan fungsional yang perlu ada di aplikasi Sistem Monitoring Energi :
Table 4-1 Daftar Kebutuhan Fungsional
No Fungsi Keterangan
1 Penggunaan Energi Realtime Menampilkan kalkulasi
penggunaan energy secara realtime.
2 Status Pengukuran Indikator status pengukuran
berupa terhubung atau tidak
3 History Penggunaan Menyimpan histori
penggunaan.
4.1.2 Kebutuhan Software
Berikut ini merupakan daftar kebutuhan software yang perlu ada di aplikasi Sistem Monitoring Energi :
Table 4-2 Daftar Kebutuhan Software
No Nama Software Keterangan
1 Arduino IDE Editor untuk menupload
sketch ke board arduino.
2 MySQL Workbranch Tools Penghubung Client
Server ke DBMS Mysql.
3 Apache2 Web Server
4 Php 5.6 Bahasa Server Side
System
6 Sublime Text Editor text.
4.1.3 Kebutuhan Hardware
Berikut ini merupakan daftar kebutuhan hardware yang perlu ada di aplikasi Sistem Monitoring Energi :
Table 4-3 Daftar Kebutuhan Hardware
No Nama Hardware Keterangan Sumber
1 Virtual Server Server untuk penempatan aplikasi dalam hal ini menggunakan VPS.
www.bestariwebhost.com
2 Board Arduino [1] Uno (2 unit)
Arduino untuk mendapatkan data dari sensor AC Current Sensor dan mengirimkannya ke Arduino 2. https://www.tokopedia.com/ snapshot.pl?dtl_id =44994692&order_id =29329365 3 Board Arduino [2] Uno + WiFi (2 unit)
Arduino untuk menerima data dari Arduino 1 kemudian
menghitungnya dan
mengirimkan ke aplikasi via url dan menyisipkan data via method GET.
https://www.tokopedia.com/ snapshot.pl?dtl_id
=95822441& order_id=65329063
4 Access Point Untuk menghubungkan board arduino dengan internet dalam hal ini menggunakan Tethring dari Smartphone.
Smartphone
5 AC Current Sensor (2 unit)
Sensor pengukur tegangan arus AC.
https://www.tokopedia.com/ snapshot.pl?dtl_id=88572006 &order_id=60188081
6 Kabel Jumper Kabel jumper male to male secukupnya.
https://www.tokopedia.com/ snapshot.pl?dtl_id
=44994691&order_id =29329365
7 DC Power Supply (2 unit)
Supply listrik untuk board arduino. https://www.tokopedia.com/ snapshot.pl?dtl_id =44994692&order_id =29329365 4.2 Design
Desain Rancangan untuk membangun Sistem Monitoring Energi dalam hal ini dibagi menjadi beberapa bagian seperti Design Sistem, Design Database, Design Rangkaian, Design Aplikasi:
4.2.1 Design Arsitektur Sistem
Design Arsitektur Sistem merupakan gambaran dari keseluruhan rangkaian dalam pembangunan Sistem Monitoring Energi:
Gambar 4-1 Arsitektur Sistem
Berikut merupakan penjelasan dari gambar 4-1 Arsitektur Sistem : Table 4-4 Penjelasan Arsitektur Sistem
No Alat yang Terlibat Penjelasan
1 AC Current Sensor ke Arduino [1] Nano Sensor mengukur Arus listring yang mengalir pada MCB Pusat dan
mengirimkan data hasil pengukuran ke Arduino [1]
2 Arduino [1] ke Arduino [2] Nano + WiFi Arduino [1] menerima data pengukuran dari sensor kemudian mengirimkan kembali ke Arduino [2]
3 Arduino [2] Nano + WiFi ke Access Point Arduino [2] mengkonversi data yang diterima dari arduino [1] menjadi angka dalam satuan volt, watt dan ampere. Kemudian menghubungkan arduino dengan access point dalam hal ini menggunakan Tethring dari Smartphone 4 Arduino [2] Nano + WiFi, Access Point,
dan Internet
Setelah Arduino [2] terhubung ke
internet melalui jaringan dari access poin kemudian mengirimkan data tersebut server.
5 Server Data dikirimkan dari Arduino[2] dengan cara menghubungi url pada aplikasi yang ada di server dan menyisipkan data tersebut menggunakan method GET, dan aplikasi akan memproses data tersebut.
4.2.2 Design Database
Desain database mengacu pada kebutuhan fungsional maka dirancang sebuah schema database sebagai berikut :
Gambar 4-2 Arsitektur Database
Berikut adalah desain database Monitoring Energy yang diberi nama emon_db, berisi dua tabel yaitu tabel kay_source dan kay_electric. Jika dianalogikan ke kasus penelitian adalah sebagai berikut:
Tabel kay_source merupakan tabel penyimpan data sumber energy atau listrik itu berasal, dalam kasus penelitian adalah menyimpan sumber berupa nama ruangan seperti Ruang Kamar 1, Kamar 2, dan Ruangan lainnya yang ingin di monitor berdasarkan pembeda sumber data.
Sedangkan kay_electric merupakan tabel penyimpan data energy yang bersumber dari tempat tertentu yang berelasi dengan kay_source seperti menyimpan arus, voltase, daya, dan waktu didapatnya. Jika dianalogikan ke kasus penelitian table tersebut digunakan untuk dapat menghitung penggunaan suatu ruangan kedalam satuan rupiah.
4.2.3 Design Rangkaian
Berikut adalah desain rangkaian perangkat board Arduino dengan sensor CT Current Transformator Sensor :
Gambar 4-3 Rangkaian Arduino dengan CT Sensor
4.2.4 Design Aplikasi
Berikut adalah interface dari aplikasi yang dibuat, berikut interface kalkulasi penggunaan energy yang dihitung secara realtime dalam waktu setiap detik.
Gambar 4-4 Kalkulasi Penggunaan Energy
Indikator keterhubungan jika ada data maka akan menunjukkan seberapa besar angkanya, namun jika tidak ada data maka akan sejajar di angka nol.
Histori penggunaan energy ditampilkan per satu detik dari semua perangkat yang terhubung ke aplikasi mencakup waktu, current, volt, dan power.
Gambar 4-6 History Penggunaan
4.3 Implementation
Implementasi design kedalam kode dan rangkaian, berdasarkan hasil implementasi dalam penelitian maka didapat sebagai berikut
4.3.1 Kode Program Pada Aplikasi Web
Berikut langkah langkah untuk implementasi pada Aplikasi Web: • Buka aplikasi Sublime Text.
• Tulis kode program yang terdapat pada lampiran 4.3.1 • Simpan Program.
• Lihat hasilnya pada web browser.
• Untuk implementasi pada aplikasi di server gunakan GIT seperti pada poin 4.4
4.3.2 Kode Program Pada Arduino
Berikut langkah langkah untuk implementasi pada perangkat Arduino: • Buka aplikasi Arduino IDE
• Hubungkan board Arduino menggunakan kabel serial to USB ke Komputer. • Pilih Arduino/Genuino Uno pada menu Tools – Board
• Jika Perangkat dikenali oleh computer pilih device pada Tools – Port – pilih port yang digunakan perangkat
• Pada area kerja Arduino IDE tempatkan kode. • Untuk memvalidasi kode klik verify
Gambar 4-7 Arduino IDE Project Berikut kode program selengkapnya pada lampiran 4.3.2
4.3.3 Kode SQL pada DBMS MySql
Berikut langkah langkah implementasi dari desain database untuk menciptakan database dengan batuan tool MySql Workbranch :
• Buka Aplikasi MySQL Workbranch
• Buat koneksi ke database tujuan seperti pada gambar
Gambar 4-8 Create Database dengan MySQL Workbranch • Create Database
• Use Database • Buat Query
• Masukkan syntak SQL yang ada pada lampiran 4.3.3 • Jalankan, maka table akan terbuat
4.3.4 Penghitungan Biaya Pemakaian Listrik
Berdasarkan dari data dan rumus yang didapatkan maka beikut rumus untuk menghitung biaya pemakaian listrik berdasarkan tariff dasar listrik PLN 2017 sebesar 1.352 / Kwh
Rumus Biaya Penggunaan :
Cost/hours = KiloWatt/Hours x Tarif KiloWattPerHours = WattPerHours / 1.000 WattPerHours = (I x V)
Contoh :
Sebuah benda menggunakan 0,8 Ampere x 220 Volt = 176
WattPerHours = I x V -> 176 W = 0,8 x 220 V KiloWattPerHours = WattPerHours / 1.000 -> 0,176 KwH = 176 / 1.000 BiayaPerJam = KiloWattPerHours x Tarif -> Rp 237 = 0,176 x 1.352 BiayaPerHari(avg 12) = BiayaPerJam x 12 -> Rp 2.855 = 237 x 12 BiayaPerBulan(avg 30) = BiayaPerHari x 30 -> Rp 85.662 = Rp 2.855 x 30 Implementasi Code : $tarif = $this->setting->getCost(); $wph = count_electric(YYY-mm-dd H); $kwph = $wph / 1000; $cph = $kwph * $tarif; 4.4 Deployment
Deployment ini merupakan proses pemindahan project dari environment lokal ke server, berikut langkah langkah nya :
4.4.1 Overview
Gambar 4-9 Deployment Overview
4.4.2 Local to Repository
• Buka Terminal atau Console • Masuk ke direktori project local
Gambar 4-10 Project on Local • Inisialisasi git
• Add remote repository • Push Project ke repository
4.4.3 Server from Repository
• Selanjutnya, Masuk ke server via SSH • Masuk ke direktory root web server
Gambar 4-11 Project on Server • Pull atau clone Project dari repository
• Selesai
4.5 Pengujian
Tahap Pengujian ini dimaksudkan untuk menjelaskan capaian dalam pembuatan penelitian produk tugas akhir ini, berikut beberapa pengujian yang dilakukan :
4.5.1 Pengolah Tier 1
Pengujian Pengolah Tier 1 merupakan tahap pengecekan antara nilai sensor yang diterima oleh Arduino 1 sudah sesuai dengan nilai yang sebenarnya. Dalam tahap ini alat penguji nya yaitu avo meter, Berikut Hasil yang didapatkan :
Berdasarkan Data di atas maka dapad disimpulkan bahwa :
Pengujian Seharusnya Kesimpulan
V = 91 I = 71
V = 110 – 220 I = 0 - 100
Voltasi belum Berfungsi Arus belum akurat
4.5.2 Pengolah Tier 2
Pengujian Pengolah Tier 2 merupakan tahap pengecekan antara nilai yang di dapat dari Arduino 1 yang kemudian di olah dengan rumus untuk mendapatkan biaya pemakaian susuai denga tariff dasar listring 2017 sudah sesuai dengan biaya yang sebenarnya. Dalam tahap ini alat penguji nya yaitu meteran listrik pulsa, Berikut Hasil yang didapatkan :
Gambar 4-13 Hasil Perhitungan Energi Monitor
Table 4-5 Tabel Pengujian Penghitungan Energi Monitor
Pengujian Seharusnya Kesimpulan
Cost : Rp 25,948,977,298 Power : 420,226,353 W Current : 18,289 A Volt : 22,977 V Cost : < Rp 50.000 Power : < 10.000 W Current : < 10.000 A Volt : 110 - 220 V
Hitungan tidak sesuai karena data arus dan volt belum sesuai
