ALAT PENGHITUNG KONSUMSI DAYA PADA ALAT ELEKTRONIK INTERFACE ANDROID BERBASIS ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR II
OLEH :
ABDUL KHALIQ LUBIS NIM : 132411034
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
TUGAS AKHIR II
ALAT PENGHITUNG KONSUMSI DAYA PADA ALAT ELEKTRONIK INTERFACE ANDROID BERBASIS ARDUINO UNO
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
OLEH :
ABDUL KHALIQ LUBIS NIM : 132411034
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
HALAMAN PENGESAHAN
ALAT PENGHITUNG KONSUMSI DAYA PADA ALAT ELEKTRONIK INTERFACE ANDROID BERBASIS ARDUINO UNO
ABDUL KHALIQ LUBIS NIM : 132411034
Medan,21 juli 2018 Menyetujui
Disetujui Oleh
Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU
Ketua, Pembimbing,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc
NIP. 19660729199203200 NIP. 19660729199203200
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini :
Nama : Abdul Khaliq Lubis
Judul : Alat Penghitung Konsumsi Daya Pada Alat Elektronik Interface Android Berbasis Arduino uno
Kategori : Tugas Akhir II
Nomor Induk Mahasiswa : 132411034
Program Studi : Diploma Tiga (D3) Metrologi Dan Instrumentasi
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada kegiatan projek akhir II ini adalah benar karya sendiri dan/atau bukan merupakan plagiasi.
Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi akademik atau yang lainnya.
Medan, 21 Juli 2018
Yang menyatakan
ABDUL KHALIQ LUBIS NIM.
132411034
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas projek ini sesuia waktu yang telah ditetapkan.Sholawatdan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis
Projek II ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah
ALAT PENGHITUNG KONSUMSI DAYA PADA ALAT ELEKTRONIK INTERFACE ANDROID BERBASIS ARDUINO UNO
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis dan serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Diploma Tiga Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Ibu Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh pembimbing saya di unit kegiatan mahasiswa robotik Universitas Sumatera Utara,beserta teman teman saya di Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat ny membangun dalam penyempurnaan Tugas Projek ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, 21 Juli 2018 Hormat kami,
ABDUL KHALIQ LUBIS
ALAT PENGHITUNG KONSUMSI DAYA PADA ALAT ELEKTRONIK INTERFACE ANDROID BERBASIS ARDUINO UNO
ABSTRAK
Untuk itu dirancang dan di buat alat penghitung daya pada elektronik secara digital menggunakan sensor arus ACS 712 . Sistem yang digunakan dalam perancangan alat ukur ini adalah Arduino Uno. Mikrokontroler tersebut mempunyai ADC 10 bit sehingga data Hasil Konversi dapat lebih presisi, Disamping itu alat yang dirancangjuga di lengkapi dengan LCD 16 X 2 karakter untuk menampilkan sudut kemiringan yag terukur.
Kata Kunci : Arduino Uno R3, Sensor ACS 712 ,Lcd
ABSTRACT
For it is disigned and made the calculator powe counters in electronics using current sensors ACS 712. I n this design is used microcontroller Arduino Uno as a control system which has ADC 10 bits so that the corvertion result will be more precission . The meter is complited by Lcd 16 x 2 characters to display the
measured sloping degree.
Keywords : Arduino Uno R3, ACS 712,Lcd
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... i
SURAT PERNYATAAN ... ii
PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL... x
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulis ... 2
1.4 Batasan Masalah... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sensor ... 4
2.2 Sensor Arus ACS 712 ... 4
2.3. Arduino Uno R3 ... 6
2.4 Mikrokontoler Atmega 328p ... 7
2.4.1Gambaran Mikrokontroller ... 8
2.4.2 Mikrokontroller Arduino Uno ATMega 328 ... 8
2.4.3 Arsitektur ATMEGA 328 ... 9
2.5 Bahasa C... 10
2.6 Software Arduino IDE ... 11
2.7 LCD (Liquid Crystal Display) ... 12
2.7.1 Cara Kerja LCD ... 12
2.8 Bluethooth ... 13
2.9 Pengenalan Android... ... 14
BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN 3.1 Umum ... 15
3.2 Tujuan Perancangan ... 15
3.3 Diagram Blok Rangkaian ... 16
3.4 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 ...17
3.5 Perancangan Rangkaian LCD ... 18
3.6 Flowchart Sistem ... 19
BAB IV ANALISI DAN PENGUJIAN 4.1 Hasil ... 21
4.1.1 Tujuan Pengukuran Alat ... 21
4.1.2 Peralatan Pengukuran ... 21
4.1.3 Prosedur Pengukuran ... 22
4.1.4 Pengukuran Alat...23
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...24
5.2 Saran ...24 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pin-Pin LCD... 12
Tabel 2.2 Tipe Data... 18
Tabel 4.1 Hasil Pengujian alat terhadap beban ... 18
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sensor Arus ACS 712 ... 6Gambar 2.2 Board Arduino ... 9
Gambar 2.3 IDE Arduino Versi 1.6.5 ... 9
Gambar 2.4 Arsitektur ATMega 328 ... 11
Gambar 2.5 LCD 16x2 ... 14
Gambar 2.7 Bluetooth ... 17
Gambar 3.1 Rangkaian sistem mikrokontroller Arduino ... 21
Gambar 3.2 Rangkaian LCD ... 23
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD ... 25
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Adaptor... 25
Gambar 4.1 Titik Pengukuran Sensor Arus ... 25
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Lisrtik memegang peranan yang vial dalam kehidupan. Listrik telah menjadi sumber energi utama dalam setiap kegiatan, baik dalam kegiatan rumah tangga maupun industri. Barang-barang elektronik sekarang ini diciptakan dengan ketergantungan menggunakan energi listrik sepetri kompor listrik, rice cooker, moor listrik dan lain-lain,mulai dari peralatan dapur hingga mesin pabrik-pabrik besar bahkan pesawat terbang semua memerlukan energi lisrtik. Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia Nomer 30 Tahun 2012 berkaittan dengan kenaikan tarif listrikt ahun 2013, Jero Wacik menyatakan biaya listrik akan naik setiap tiga bulan sekali. (hp://bisnis.lipuan6.com diakses 5 Februari 2013). Tarif dasar listrik yang semakin naik tiap tiga bulan sekali juga akan membuat permasalahan bagi orang awam yang belum mengetahui informasi tersebut dan belum mengetahui tentang perhitungan biaya tarif listrik.
Permasalahan lain yangt imbul berkatian dengan pembelian energi listrik antara lain: Human Error oleh petugas pencatatan listrik yang salah mencatat pemakaian energi lisrik sehingga dapat merugikan atau menguntungkan salah satu pihak. Konsumen listrik sistem prabayar yang belum mengetahui harga energi listrik dan belum mengetahui sistem perhitungan pembelian listrik prabayar. Konsumen tidak menyadari pemakaian energi listrik yang tidak terkontrol sehingga pembayaran energi listrik naik bagitu besar dan menyalahkan pihak PLN. Permasalahan di atas sering terjadi saat pembayaran listrik, untuk dapat membantu menyelesaikan masalah tersebut peneliti ingin membuat sebuah aplikasi perhitungan biaya listrik khususnya golongan rumah tangga. Aplikasi ini di rancang untuk mengetahui pembayaran biaya pemakaian energi listrik reguler dan jumlah pembelian energi listrik sisem prabayar yang secara bertahap naik. Aplikasi ini diharapkan mampu membantu menyelesaikan permasalahan pada saat pembayaran energi listrik serta dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk pemakaian energi listrik agar dapat terkontrol. Peneliti mencoba unuk
mengembangkan sistem perhitungan pembayaran biaya listrik dengan memanfaatkan perkembangan teknologi khususnya pada smartphone atau tablet PC bersistem operasi android. Perkembangan Smartphone atau tablet PC dengan sisem operasi yang canggih yaitu android sudah banyak beredar di masyarakat dan banyak pemintaanya serta bukan merupakan barang yang sulit unuk didapat. Dengan pembuatan aplikasi pembayaran listrik pada Smartphone atau tablet PC android diharapkan dapat membantu menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan pembayaran listrik.
Uraian dasar inilah yang mendorong peneliti mencoba mengadakan penelitian dengan judul Rancang Bangun Aplikasi Android Unuk Menghitung Biaya Listrik Rumah Tangga.
1.2 Rumusan Masalah
Untuk memfokuskan pembahasan tugas akhir 2 ini, maka pembahasan masalah dirumuskan pada hal-hal sebagai berikut :
1.Bagaimana membuat aplikasi android untuk menghitung konsumsi listrik pada alat elektronik.
2.Bagaimana tingkat keakuratan hasil perhitungan dari aplikasi android itu dengan hasil perhitungan perusahaan listrik negara?
1.3 Tujuan Penulisan
1. Membuat dan mengetahui cara kerja alat penghitung konsumsi daya listrik pada alat
elektronik interface android berbasis Arduino Uno
2. Merancang alat ukur konsumsi daya listrik yang mudah dalam pembacaan nilai dan
penggunaannya.
3. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III)
Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara 1.4 Batasan masalah
Penulisan laporan Projek ini adalah untuk :
1.Dapat menghitung konsumsi listrik maksimal 20 A.
2.Dapat menampung beban konsumsi maksimal 3 beban.
3.Arus yang di ukur adalah arus AC(alternatif current).
1.5 Sistematik Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis
membuat sistematika pembahasan bagimana sebenarnya perinsip kerja alat ukur konsumsi daya listrik dengan menggunakan sensor Arus ACR 712 dengan menggunakan aplikasi Android
BAB I : PENDAHULUAN
Pada Bab ini berisikan latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan laporan ini
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari Arduino Uno R3 teori pendukung itu antara lain tentang Android, bloetooth,Sensor Arus ACS 712, Arduino Uno ,dan bahasa program yang digunakan
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan system secara keseluruhan
BAB IV : ANALISIS DAN PENGUJIAN
Membahas tentang hasil analis dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-perogram yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian ,penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroller Arduino Uno
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliput tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhr ini serta saran apakah rangkaian ini dapa dibuat lebh efisien dan dikembangkan prakitannya pada suat metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sensor
adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. Sensor sendiri adalah komponen penting pada berbagai peralatan.
Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan.
Dari pengertian sensor yang telah kami jabarkan diatas wajar jika alat tersebut menjadi alat yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik.
Salah satu pabrikan yang tengah gencar menggunakan sensor pada produk mereka adalah pabrikan handphone dengan model touch screen. Sensor tekanan pada berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya dukungan dari sensor tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor tekanan juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator serta remot. Adanya tekanan pada tombol- tombol pada kalkulator ataupun remot bekerja dengan mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.
2.2.Sensor Arus ACS 712
Gambar 2.1 Sensor Arus ACS 712
ACS712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih.Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik.
Gambar 2.2 Pin-pin sensor Arus ACS 712
Output/keluaran dari sensor ini sebesar (>VIOUT(Q)) saat peningkatan arus pada penghantar arus (dari pin 1 dan pin 2 ke pin 3 dan 4), yang digunakan untuk pendeteksian atau perasa arus. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor leads/mengarah (pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor arus ACS712 dapat digunakan pada aplikasi-aplikasi yang membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau teknik isolasi lainnya yang mahal.
Ketebalan penghantar arus didalam sensor sebesar 3x kondisi overcurrent. Sensor ini telah dikalibrasi oleh pabrik.
Beberapa fitur penting dari sensor arus ACS712 adalah:
▪ Jalur sinyal analog yang rendah noise
▪ Bandwidth perangkat diatur melalui pin FILTER yang baru
▪ Waktu naik keluaran 5 mikrodetik dalam menanggapi langkah masukan aktif
▪ Bandwith 50 kHz
▪ Total error keluaran 1,5% pada TA = 25°, dan 4% pada -40° C sampai 85° C
▪ Bentuk yang kecil, paket SOIC8 yang kompak.
▪ Resistansi internal 1.2 mΩ.
▪ 2.1 kVRMS tegangan isolasi minimum dari pin 1-4 ke pin 5-8
▪ Operasi catu daya tunggal 5.0 V
▪ Sensitivitas keluaran 66-185 mV/A
▪ Tegangan keluaran sebanding dengan arus AC atau DC
▪ Akurasi sudah diatur oleh pabrik
▪ Tegangan offset yang sangat stabil
▪ Histeresis magnetic hampir mendekati nol
▪ Keluaran ratiometric diambil dari sumber daya
2.3. Arduino Uno R3
Arduino merupakan mikrokontroler yang memang dirancang untuk bisa digunakan dengan mudah oleh para seniman dan desainer. Dengan demikian, tanpa mengetahui bahasa pemograman, Arduino bisa digunakan untuk menghasilkan karya yang canggih. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Mike
Schmidt.Menurud Massimo Banzi, salah satu pendiri atau pembuat Arduino, Arduino merupakan sebuah platform hardware open source yang mempunyai input/output (I/O) yang sederhana. Menggunakan Arduino sangatlah membantu dalam membuat suatu prototyping ataupun untuk melakukan pembuatan proyek.
Arduino memberikan I/O yang sudah lengkap dan bisa digunakan dengan mudah.
Arduino dapat digabungkan dengan modul elektro yang lain sehingga proses perakitan jauh lebih efisien.
Arduino merupakan salah satu pengembang yang banyak digunakan.
Keistimewaan Arduino adalah hardware yang Open Source. Hal ini sangatlah memberi keleluasaan bagi orang untuk bereksprimen secara bebas dan gratis.
Secara umum, Arduino terdiri atas dua bagian utama, yaitu:
1. Bagian Hardware
Berupa papan yang berisi I/O, seperti Gambar dibawah ini
Gambar 2.3 Board Arduino 2. Bagian Software
Berupa Sofware Arduino yang meliputi Integrated Depelopment Enviroment (IDE) untuk menulis program. Arduino memerlukan instlasi driver untuk menghubungkan dengan komputer. Pada IDE terdapat contoh program dan library untuk pengembangan program. IDE software Arduino yang digunakan diberi nama Sketch. dibawah ini
Gambar 2.4 IDE Arduino Versi 1.6.5
2.4. Mikrokontroler
2.4.1 Gambaran Mikrokontroler
Menurut Hermawan Sutanto, (1998). Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), Mikrokontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM- nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan ATMEGA32.
2.4.2 Mikrokontroler Arduino Uno ATMega328
Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel arduino yang sebenarnya adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroler ATMega328 (sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer).
Peranti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks.
Pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat di implementasikan dengan menggunakan papan yang berukuran relatif kecil ini. Arduino uno mengandung mikroprosesor (berupa atmel AVR) dan dilengkapi dengan oscillator 16 MHZ (yang memungkinkan operasi berbasis waktu dilaksanakan dengan tepat), dan regulator (pembangkit tegangan) 5 volt. Sejumlah pin tersedia di papan. Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya bernilai 0 atau 1. Pin A0-A5 digunakan untuk isyarat analog. Arduino Uno dilengkapi dengan static random acces memory (SRAM) berukuran 1 KB untuk memegang data, flash memory berukuran 32KB, dan erasable programmable read-only memory (EEPROM) untuk menyimpan perintah.
2.4.3. Arsitektur ATMega 328
Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah mikrokontroler, pada gambar dibawah ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari mikrokontroler ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno) seperti gambar blok diagram sederhana dibawah ini:
Gambar 2.5 Arsitektur ATMega 328 Keterangan Gambar 2.5 diatas sebagai berikut:
UART (antar muka serial) 2KB RAM
(Memory kerja)
32KB RAM Flash Memory
(program) 1KB RAM
EEPROM CPU
Port input/output
1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.
2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
3. 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader.
4. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah boatloader selesai dijalankan, berikutnya program ini akan dijalankan di dalam RAM akan dieksekusi.
5. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.
6. Central Processing Unit (CPU), bagian dari mikrokontroler untuk menjalankan setiap instruksi dari program.
7. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.
2.5. Bahasa C
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali
dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program.
Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI ( American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.
Kelebihan Bahasa C:
- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.
- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.
- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci.
- Proses executable program bahasa C lebih cepat - Dukungan pustaka yang banyak.
- C adalah bahasa yang terstruktur
- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah
Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah.
melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.
Kekurangan Bahasa C:
- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai.
- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.
2.6. Software Arduino IDE
IDE (Integrated Development Environment) Arduino merupakan aplikasi yang mencakup editor, compiler, dan uploader dapat menggunakan semua seri modul keluarga arduino, seperti Arduino Duemilanove, Uno, Bluetooth, Mega.
Kecuali beberapa tipe board produksi arduino yang memakai mikrokontroler diluar seri AVR, seperti mikroprosesor ARM. Editor sketch pada IDE arduino juga mendukung fungsi penomoran baris, mendukung fungsi penomoran baris, syntax highlighthing, yaitu pengecekan sintaksis kode sketch. Arduino yang di pakai adalah arduino versi 1.6.5.
2.7. LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang dapat menampilkan tulisan. Salah satu jenisnya memiliki dua baris dengan setiap baris terdiri atas enam belas karakter. LCD seperti itu biasa disebut LCD 16x2. [11]
Gambar 2.6 LCD 16x2
LCD memiliki 16 pin dengan fungsi pin masing-masing seperti yang terlihat pada table II.1 dibawah.
No.P
in Nama Pin I/O Keterangan
1 VSS Power Catu daya, ground (0v) 2 VDD Power Catu daya positif
3
V0 Power
Pengatur kontras, menurut datasheet, pin iniperlu dihubungkan dengan pin vss melalui resistor 5kΩ. namun, dalam praktik, resistor yang digunakan sekitar2,2kΩ
4 RS Input
Register Select
RS = HIGH : untuk mengirim data
RS = LOW : untuk mengirim instruksi
5 R/W Input
Read/Write control bus
R/W = HIGH : mode untuk membaca data di LCD
Tabel 2.1. pin-pin LCD 2.7.1 Cara kerja LCD
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.Bus data terdiri dari 4bit atau 8 bit. Jika jalur data 4 bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dalam hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8bit dikirim ke LCD secara 4bit atau 8bit pada satu waktu
Jika mode 4bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4bit MSB lalu 4bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur control EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroler mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur control lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat, dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur control R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query data dari LCD
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status, lainnya merupakan instruksi penulisan, Jadi hamper setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W
selalu di set ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur.Mengirimkan data secara parallel baik 4bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting
Mode 8bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/0 (3pin untuk control, 8pin untuk data).Sedangkan mode 4bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3pin untuk control, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroler dan LCD. Jika bit ini diset (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca
2.8. Bluetooth
Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas.Bluetooth menggunakan salah satu dari dua jenis frekuensi Spread Specturm Radio yang digunakan untuk kebutuhan wireless. Jenis frekuensi yang digunakan adalah Frequency Hopping Spread Spedtrum (FHSS), sedangkan yang satu lagi yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) digunakan oleh IEEE802.11xxx Transceiver yang digunakan oleh bluetooth bekerja pada frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific, and Medical).
Gambar 2.7 Bloetooth
2.9. Pengenalan Android
Android adalah sistem operasi untuk perangkat mobile berbasis linux yang mencangkup sistem operasi, middleware dan aplikasi (Safaat, 2011:hal 1).
Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptaan aplikasi mereka. Android tidak terkait ke satu vendor smartphone, beberapa smartphone berbasis android yaitu HT, Motorolla, Samsung, LG, Huawei, Archos, dan lain-lain. Tidak hanya menjadi sistem dalam smartphone tapi juga dalam sistem tablet PC. Contohsmartphone dan tablet PC yang operasi sistemnya menggunakan android ditunjukkan pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Tablet Pc atau Smartphone
menyatakan android merupakan platform yang lengkap, terbuka dan bebas yang artinya :
a. Lengkap artinya para desainer dapat melakukan pendekatan yang komprehensif ketika mereka sedang mengembangkan platform android. Sistem operasinya aman dan banyak menyediakan tools dalam membangun software dan memungkinkan peluang untuk pengembangan aplikasi
b. Terbuka artinya platform android disediakan melalui lisensi terbuka (open source) sehingga pengembang dapat dengan bebas mengembangkan aplikasi.
BAB III
PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN
3.1 Umum
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting didalam penyelesaian pembuatan suatu alat ukur. Pada perancangan dan pembuatan alat ini akan ditempuh beberapa langkah yang termasuk kedalam langkah perancangan antara lain pemilihan komponen yang sesuai dengan kebutuhan serta pembuatan alat. Dalam perancangan ini dibutuhkan beberapa petunjuk yang menunjang pembuatan alat seperti buku buku teori, data sheet atau buku lainnya dimana buku petunjuk tersebut memuat teori- teori perancangan maupun spesifikasi komponen yang akan digunakan dalam pembuatan alat, melakukan percobaan serta pengujian alat.
Langkah dalam perancangan ini terbagi dalam 2 bagian utama yaitu bagian perancangan elektronik meliputi semua tahap yang berhubungan dengan rangkaian misalnya perancangan rangkaian, pemilihan komponen, pencetakan dan pembuatan layout dan pencetakan di papan PCB (Printed Circuit Board), pemasangan komponen di PCB serta pengujian alat. Semua langkah- langkah tersebut dikerjakan secara teratur agar diperoleh hasil yang maksimal.
3.2 Tujuan Perancangan
Tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat adalah perancangan. Hal- hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan suatu alat meliputi prinsip kerja rangkaian, spesifikasi komponen yang terdapat pada rangkaian sehingga tidak terjadi kerusakan pada saat pemasangan komopnen. Tujuan perancangan adalah
untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, itu perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan prouk yang ada.
3.3 Diagram Blok Rangkaian
Keterangan Gambar:
1. Display LCD : Untuk menampilkan hasil pengukuran biaya listrik 2. HC05 : Sebagai transmiter pengirim
3. Arduino Uno : Sebagai Pengkonversi data dari sensor 4. Sensor Acs712 : Sebagai Input
5. PLN : Sebagai Sumber arus ac 6. Beban Elektronik : Sebagai Elemen yang di ukur
3.4 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3
Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.1. Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3
Dari gambar 3.1, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 terhubung ke Gnd dan pin 13 dihubungkan ke Vcc sebesar 5v dan dua buah kapasitor 30 pF. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45
sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.5 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, Pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.
Gambar 3.3 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Gambar 3.2. Rangkaian LCD
Dari gambar 3.2, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial.
Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller.
3.6 Flowchart Sistem
Keterangan :
- Aktifkan sensor Acs712 (sensor arus)
- Sensor arus mengaktifkan Transmitter untuk memancarkan gelombang arus terhadap objek yang akan diukur, lalu pantulan gelombang dari objek akan dikirimkan ke Reiciver.
- Mikrokontroler memproses data yang diberikan sensor dengan diberi rumusan yang telah di tetapkan.
-
Hasil dari proses yang dilakukan mikrokontroler akan ditampilkan hasilnya pada diplay LCD.BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Tujuan Pengukuran Alat
Pengukuran dan analisa merupakan hal terpenting dalam pembuatan suatu alat. Tujuan dari pegukuran dan analisa adalah untuk mengetahui apakah alat yang telah dibuat dapat bekerja atau tidak. Terlebih untuk penelitian projek akhir 2 ini, mencari kesimpulan apakah alat ukur digital lebih efesien hasilnya atau cenderung merugikan dari alat ukur manual.
4.1.2 Peralatan Pengukuran
Proses pengukuran akan berjalan dengan baik karena dipersiapkan peralatan- peralatan yang mendukung. Peralatan tersebut antara lain adalah :
1. Baterai
2. Meteran (Penggaris) 3. Kabel- Kabel Penghubung 4.1.3 Prosedur Pengukuran
Memahami pengukuran pada masing- masing titik pengujian, perlu dipersiapkan terlebih dahulu peralatan- peralatan yang digunakan langkah- langkah pengukuran dapat dilakukan sebagai berikut :
1. Siapkan semua peralatan yang dibutuhkan dan pastikan semua dalam keadaan baik.
2. Hidupkan power rangkaian pada alat ukur.
3. Lakukan pengukuran pada titik yang akan diuji.
4.1.4 Pengukuran Alat
Proses pengukuran alat dapat segera dilakukan setelah mengetahui titik- titik pengujian. Pengaruh impedansi juga perlu diperhatikan dalam melakukan proses pengukuran. Ketidaksesuaian impedansi antara pengujian, kabel, alat pengukur yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Adapun titik- titik yang menjadi alur proses pengukuran pada rangkaian dapat dilihat pada Gambar 4.1.
4.2 Pengujian Alat Keseluruhan
Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan dengan cara di hubungkan semua bagian bagian alat dan pada KWH Meter digunakan ke pusat listrik dan pada beban.pengujian sederhana dilakukan dengan menghubungkan alat pada beban sebesar 100 Watt selama 1 menit,10 menit dan 1 jam hasil nya dapat di lihat pada tabel berikut ini:
Beban Beban (kwh) Perhitungan biaya per kwh
Tanpa Beban 0,09 Rp.124,72.-/kwh
1 Beban 0,32 Rp.429,56.-/kwh
2 Beban 0,36 Rp.487,63.-/kwh
Tabel hasil pengujian alat terhadap beban beban
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan pada halaman sebelum nya maka dapat di simpulkan beberapa hal serta sekaligus menjawab rumusan masalah, maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Sistem pengukur konsumsi daya listrik ini yang memanfaat kan arduino uno berhasil di ciptakan dan mampu bekerja dengan baik
2. Berdasarkan pengujian fungsional perangkat dapat di simpulkan bahwa sistem bekerja sesuai perencanaan awal
3. Dengan adanya sistem alat pengukur konsumsi daya listrik akan memudahkan dalam hal monitoring besaran pemakaian daya listrik
4. Dengan adanya sistem ini akan memudahkan user untuk mengetahui biaya dan beban listrik yang harus di bayarkan
5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:
1.
Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif.2.
Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.3.
Alat yang telah dibuat sebaiknya pada ruangan yang terang terbuka agar lebih jelasDAFTAR PUSTAKA
Kadir Abdul.2012.”Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontoler dan Pemograman Menggunakan Arduino”.Yogyakarta: Penerbit Andi.
Agfianto Eko Putra.2002. ”Teknik antar muka computer : konsep & aplikasi”.
Yogyakarta: Penerbit Graha Ilmu.
http://www.hwsensor.com Diakses pada : 10 juli 2018 Pukul : 08.00 WIB
http://core.ac.uk/download/pdf/12346078.pdf Diakses pada : 18 juli 2018
Pukul : 19.00 WIB
ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P.pdf
LAMPIRAN
#include <LiquidCrystal.h>
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(8, 9);
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
const int sensorPin = A0;
float Arus, daya = 0;
float tegangan = 0,tegangan_total=0;
int x;
void setup() {
delay(1000);
lcd.clear(); // start with a blank screen mySerial.begin(9600);
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2); // columns, rows. use 16,2 for a 16x2 LCD, etc.
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Khaliq");
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print("Metrologi");
delay(3000);
lcd.clear(); // start with a blank screen }
void loop()
{ tegangan_total=0;
for(x=0;x<10000;x++){
tegangan = analogRead(sensorPin)*5.0/1023.0;
if(tegangan>=tegangan_total) tegangan_total=tegangan;
delay(0.05);
}
Arus = (tegangan_total-2.48)/0.1;
daya = (220*Arus)/1000 ; Serial.print(daya);
Serial.print(" kW ,");
Serial.print(" Rp ");
Serial.println(daya*1350);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(daya);
lcd.setCursor(14,0);
lcd.print("kW");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Rp");
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(daya*1350);
delay(500);
}
