Prototipe pengukuran beban biaya pascabayar dan monitoring sistem pengamanan instalasi listrik 1 phase pada rumah menggunakan iot dan
hybrid berbasis mikrokontroler
(Prototype of postpaid cost load measurement and monitoring of 1 phase electrical installation security systems in homes using iot and hybrid microcontroller based)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Gelar Strata 1 (S1) Disusun Oleh :
SANGGID PUTRA PRATAMA 161720017
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BINA DARMA PALEMBANG
2020
v MOTTO
DI AWALAI DENGAN ِمْي ِحَّرلا ِنَمْحَّرلا ِالله ِمْسِب
DAN DIAKHIRI DENGAN نيملاعلا بر لله دمحلا
Majulah tanpa Menyingkirkan, Naiklah tanpa Menjatuhkan, jadilah Baik tanpa Menjelekan, jadilah Benar tanpa Menyalahkan.
Sanggid Putra Pratama
Kupersembahakan untuk :
•
Allah SWT•
baginda rasulullah SAW•
Kedua orang tua ku yang telah memberikan dukungan kepadaku•
Dosen pembimbing ku yakni Bapak Ir. Ali Kasim, M.T. beserta para dosen Universitas Bina Darma yang telah memberikan masukan dan nasehat kepada ku.•
Teman – teman seangkatan ku yang telah membatu dalam pembutan skripsi ku.•
Untuk teman-temanku yang tidak ada akhlak dan pikiran yang selalu membantuku dalam proses penyusunan tugas akhir ini, Intan Ardiansyha, Kurnia Sandi dan Ramadhan jaya wardana.•
untuk basecamp satu dan dua yang selalu mensupport kami untuk suplai nutrisi dan tempat berlindung bagi kami.•
Buat orang yang selalu ada memberikan doa kepada ku.•
Almamaterku.vi
KATA PENGANTAR
م ْي ِح َّرلا ِن َم ْحَّرلا ِالله ِمــــــــــــــــــ ْس ب
ַ
Dengan memanjatkan puji dan syukur atas kehadiratan Allah SWT. Dengan rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan proposal ini yang berjudul
“Prototipe pengukuran beban biaya pascabayar dan monitoring sistem pengamanan instalasi listrik 1 phase pada rumah menggunakan iot dan hybrid berbasis mikrokontroler”.
Dalam penulisan ini penulis menyadari segala sesuatu yang disajikan banyak kekurangan, hal ini disebabkan masih terbatasnya pengetahuan yang penulis miliki. Dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun, sehingga apa yang telah ditulis di dalam proposal ini dapat di kembangkan serta membawa manfaat bagi semua.
Melalui tulisan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak memberikan bimbingan, pengarahan atau pemikiran selama penulisan tugas akhir ini terutama kepada :
• Allah SWT
• Baginda Rasulullah SAW
• Kepada Kedua orang tuaku Ayahanda Carid Sarifudin dan Ibundah Asnani yang telah bersusah payah memperjuangkan dan mendoakan keberhasilanku baik materi maupun spiritual.
• Ibu Dr. Sunda Ariana, M.Pd. M.M. selaku Rektor Universitas Bina Darma Palembang.
vii
• Bapak Dr. Firdaus, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Bina Darma Palembang.
• Ibu Ir. Nina Paramytha Is, M.Sc. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Bina Darma Palembang.
• Bapak Ir. Ali Kasim, M.T. selaku pembimbing saya yang telah banyak memberikan masukan – masukan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
• teman-teman yang telah banyak membantu, memberikan masukan dan memberikan semangat.
• Miranti Indah Pratiwi yang telah membantu, memberikan masukan dan memberikan semangat.
Semoga Allah SWT akan memberikan balasan kebaikan kepada semua pihak yang telah membantu saya sebagai penulis.
Dan akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya dan Mahasiswa Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Bina Darma Palembang pada khususnya. Amin.
Palembang, November 2020
Penulis
viii INTISARI
Prototipe pengukuran beban biaya pascabayar dan monitoring sistem pengamanan instalasi listrik 1 phase pada rumah menggunakan iot dan
hybrid berbasis mikrokontroler Sanggid Putra Pratama
161720017
Listrik merupakan aliran atau pergerakan sumber energi yang disalurkan melalui kabel atau penghantar. Listrik merupakan kebutuhan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Belakangan ini banyak konsumen pengguna listrik pascabayar mengeluh dengan turun naiknya pembayaran rekening listrik yang cukup tinggi dan terkadang tidak sepadan dengan pemakaian listrik pada rumah. Untuk konsumen listrik kelas menang ke bawah hal tersebut sangat terasa dampaknya dalam hal pengaturan keuangan perekonomian. Belum lagi masalah yang kadang timbul dalam instalasi listrik pada rumah, misalnya hubung singkat pada listrik yang mengakibatkan terjadinya kerusaknya komponen peralatan listrik atau dampak terbesar yaitu terjadinya kebakaran pada rumah. Maka dari itu penelitian ini bertujuan untuk membantu dalam pengamanan dan pembacaan biaya pemakaian pada instalasi listrik pascabayar pada rumah. Adapun keunggulan pada alat ini yaitu pada saat terjadinya hubung singkat pada instalasi maka alat akan otomatis mengamankan dan akan memberi pemberitahuan ke aplikasi berbasis iot pada handphone pengguna, dan ketika terjadi kebakaran sensor asap akan mendeteksi dan memberi alaram peringatan dan juga pada alat ini dapat membaca biaya penggunaan beban listrik pascabayar yang akan di tampilkan pada aplikasi.
Kata Kunci : Arduino Nano, Nodemcu ESP8266, Rele, Sensor MQ2, dan, SCT-013
ix ABSTRACT
Prototipe pengukuran beban biaya pascabayar dan monitoring sistem pengamanan instalasi listrik 1 phase pada rumah menggunakan iot dan
hybrid berbasis mikrokontroler Sanggid Putra Pratama
161720017
Electricity is the flow or movement of energy sources channeled through cables or conductors. Electricity is a human need in everyday life. Lately, many consumers using postpaid electricity have complained about the high fluctuation of electricity bill payments and sometimes it is not commensurate with the use of electricity at home. For electricity consumers, the win-down class has a very significant impact in terms of economic financial regulation. Not to mention the problems that sometimes arise in electrical installations at homes, for example a short circuit in electricity which results in damage to electrical equipment components or the biggest impact, namely the occurrence of a fire in the house. Therefore, this study aims to assist in securing and reading the usage costs of postpaid electrical installations at home. The advantage of this tool is that when a short circuit occurs in the installation, the tool will automatically secure and will notify the iot- based application on the user's cellphone, and when a fire occurs the smoke sensor will detect and give a warning alarm and also this tool can read costs use of postpaid electricity loads which will be displayed on the application.
Keywords : Arduino Nano, Nodemcu ESP8266, Rele, Sensor MQ2, SCT-013
x
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... ii
HALAMAN PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI ...iii
SURAT PERNYATAAN ... iv
MOTTO ... v
KATA PENGANTAR ... vi
INTISARI ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.6 Metode Penelitian ... 5
1.6.1 Studi Pustaka ... 5
1.6.2 Metode Laboratorium ... 5
1.6.3 Metode Konsultasi ... 5
1.7 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Proteksi instalasi listrik ... 7
2.1.1 Sebab akibat hubung singkat listrik ... 7
2.1.2 Pengaman hubung singkat listrik... 8
2.1.3 Proteksi Pada Alat ... 9
2.2 Catu daya ... 10
2.3 Energi Hybrid ... 25
2.4 Arduino Nano ... 26
2.5 Modul NodeMcu (ESP 8266) ... 27
2.6 Modul Sensor Suhu ... 28
2.7 Module Sensor Arus ... 29
2.8 Modul Sensor Asap ... 30
2.9 Rele omron DPDT ... 31
2.10 LED (Light Emitting Diode)... 32
2.11 LCD (Liquid Crystal Display) ... 33
xi
2.12 Buzzer ... 34
2.13 Tampilan Tatap muka pada aplikasi ... 35
BAB III RANCANG BANGUN ALAT ... 36
3.1 Perencanaan Alat ... 36
3.2 Diagram Blok ... 36
3.3 Perancangan Hardware ... 37
3.3.1 Tahap Perancang Mekanik ... 37
3.3.2 Perancangan Elektronik ... 38
3.3.3 Perancangan Rangkaian Catu Daya ... 39
3.4 Perancangan Software ... 40
3.5 Cara Kerja Alat ... 42
3.6 Pemasangan Komponen ... 42
3.7 Tampilan pada aplikasi dan server Iot ... 44
3.8 Bentuk Keseluruhan alat ... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 46
4.1 Tujuan Pengukuran ... 46
4.2 Titik Pengukuran ... 46
4.3 Hasil Pengukuran dan Perhitungan ... 48
4.4 Hasil Perhitungan ... 49
4.4.1 Titik Perhitungan Catu Daya... 49
4.4.2 Titik Perhitungan Biaya Listrik Pascabayar... 52
4.4.3. Hasil rata-rata dan persentase kesalahan ... 54
4.5 Pengujian Sistem ... 54
4.5.1 Pengujian sensor ... 54
4.5.2 Pengujian perhitungan biaya pascabayar ... 57
4.6 Analisa ... 57
BAB V PENUTUP ... 59
5.1 Kesimpulan... 59
5.2 Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA ... 61
LAMPIRAN ... 62
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 MCB 1 phase ... 9
Gambar 2.2 Rangkaian Catu Daya ... 10
Gambar 2.3 Simbol dan fisik Transformator Center Tap (CT) ... 11
Gambar 2.4 Simbol dan fisik Dioda ... 12
Gambar 2.5 Karakteristik Bias maju ... 14
Gambar 2.6 Karakteristik Bias mundur ... 14
Gambar 2.7 Kurva Karakteristik dioda ... 15
Gambar 2.8 Siklus pertama penyearah ... 16
Gambar 2.9 Siklus kedua penyearah ... 16
Gambar 2.10 Siklus Penyearah Setengah Gelombang ... 16
Gambar 2.11 Siklus Pertama Gelombang penuh CT ... 17
Gambar 2.12 Siklus Kedua Gelombang penuh CT ... 17
Gambar 2.13 Siklus pertama penyearah... 18
Gambar 2.14 Siklus kedua penyearah ... 18
Gambar 2.15 Pengisian kapasitor ... 20
Gambar 2.16 Periode dioda Kembali seperti awal ... 20
Gambar 2.17 Contoh riak tegangan ... 21
Gambar 2.18 Simbol dan fisik Kapasitor ... 21
Gambar 2.21 karakteristik resistor ... 22
Gambar 2.19 Simbol dan fisik resistor tetap ... 23
Gambar 2.20 Simbol dan fisik resistor variabel ... 23
Gambar 2.21 Modul regulator penurun tegangan ... 24
Gambar 2.22 Penempatan ic regulator ... 24
Gambar 2.24 Panel Surya ... 26
Gambar 2.25 Arduino nano ... 26
Gambar 2.26 Modul NodeMcu ... 28
Gambar 2.27 simbol dan fisik Sensor suhu LM35 ... 29
Gambar 2.28 Modul Sensor ACS dan SCT ... 30
Gambar 2.29 simbol dan fisik Modul sensor MQ2 ... 31
Gambar 2.30 simbol dan bentuk fisik Rele Omron ... 32
xiii
Gambar 2.31 LED (Light Emitting Diode) ... 33
Gambar 2.32 LCD 2 X 16 (Liquid Crystal Display) ... 34
Gambar 2.33 Buzzer ... 35
Gambar 2.34 Tampilan pada Aplikasi ... 35
Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian ... 37
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian Penuh ... 39
Gambar 3.3 Flowchart ... 41
Gambar 3.4 komponen utama ... 42
Gambar 3.5 Pengujian panel surya ... 43
Gambar 3.6 Pemasangan NodeMCU ESP 8266... 43
Gambar 3.7 Pemasangan dan pengujian tampilan Keluaran LCD ... 44
Gambar 3.8 Tampilan Website Iot dan Aplikasi Smartphone ... 44
Gambar 3.9 Tampilan penuh Prototipe alat ... 45
Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Penuh. ... 46
Gambar 4.2 serial monitor pembacaan sensor ... 54
Gambar 4.3 serial monitor perhitungan biaya pascabayar ... 57
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 spepikisasi arduino nano ... 27
Tabel 2.2 spepikisasi Nodemcu ... 28
Tabel 3.1 komponen Catu Daya dan fungsinya ... 40
Tabel 4.1 Hasil pengukuran Catu Daya CT 3A daya 12V – 15V ... 49
Tabel 4.2 tarif listrik untuk rumah tangga. ... 52
Tabel 4.3 presentasi kesalahan ... 54
Tabel 4.4 data pengujian Rele ... 55
Tabel 4.5 Pengujian ketika ada asap ... 56
Tabel 4.6 Pengujian sistem koneksi pada modul Nodemcu ... 56
Tabel 4.7 Pengujian sistem proteksi pada alat... 56
