Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya 1257
Sistem Monitoring KWH Meter berbasis Modul Komunikasi LoRa
Muhammad Isman Suga1, Heru Nurwarsito2
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1isman.suga@student.ub.ac.id, 2heru@ub.ac.id
Abstrak
Listrik merupakan salah satu kebutuhan hidup manusia. Salah satu yang memberikan layanan listrik di indonesia merupakan perusahaan BUMN yaitu PLN. PLN sendiri memiliki 2 kategori pelanggan listrik yaitu, prabayar dan pascabayar. Pada pelanggan pascabayar pelanggan melakukan pembayaran tagihan sesuai dengan energi yang digunakan selama kurun waktu 1 bulan. Namun dalam kenyataannya di lapangan menurut ketua pengurus harian YLKI (Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia), Tulus Abadi menyebutkan sering terjadi kesalahan pencatatan meteran listrik pelanggan pascabayar oleh petugas PLN. Permasalahannya adalah PLN masih melakukan monitoring pelanggan dengan cara manual untuk listrik pascabayar. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dibuat sistem monitoring kwh meter pada pelanggan PLN. Sistem monitoring ini akan mengirimkan data pemakaian KWH menggunakan protokol komunikasi LoRa yang nantinya data akan dikirimkan melalui gateway selanjutnya data tersebut akan diteruskan menuju broker menggunakan protokol MQTT dan data tersebut akan di subscribe oleh client agar data dapat dipantau secara berkala. Pada riset yang dilakukan penulis sistem monitoring ini memiliki rata-rata presentase error data kwh sebesar 0% dan daya watt sebesar 0,6 % dibandingkan dengan sensor lain KWE-PM01. Untuk pengiriman data dari node sensor sampai menuju ke client dapat berjalan dengan baik. Pada Jarak 100 meter sampai 300 meter pengiriman dari node sensor ke gateway merupakan pengiriman terbaik dalam penelitian ini. Karena successful rate untuk pengujian single node dan multiple node pada jarak tersebut paket dapat diterima 100% oleh gateway.
Kata kunci: Monitoring, Kwh Meter, PZEM004T, LoRa, dan MQTT Abstract
Electricity is one of the necessities of human life. One of those that provide electricity services in Indonesia is a state-owned company, namely PLN. PLN itself has 2 categories of electricity customers, namely, prepaid and postpaid. Postpaid customers make bill payments according to the energy used for a period of 1 month. However, in reality in the field, according to the head of the daily management of YLKI (Indonesian Consumers Foundation), Tulus Abadi, PLN officials frequently record errors for postpaid customer electricity meters. The problem is that PLN is still monitoring customers manually for postpaid electricity. To overcome this, it is necessary to establish a kwh meter monitoring system for PLN customers. This monitoring system will send KWH usage data using the LoRa communication protocol which will then be sent through the gateway, then the data will be forwarded to the broker using the MQTT protocol and the data will be subscribed to by the client so that the data can be monitored regularly. In the research conducted, the author of this monitoring system has an average percentage of error data kwh of 0% and a wattage of 0.6% compared to other sensors KWE-PM01. For sending data from the sensor node to the client it can run well. At a distance of 100 meters to 300 meters, sending from the sensor node to the gateway is the best delivery in this study. Because the successful rate for testing single and multiple nodes at this distance, the packet can be received 100% by the gateway.
Keywords: Monitoring, Kwh Meter, PZEM004T, LoRa, and MQTT
1. PENDAHULUAN
Saat ini dengan adanya program percepatan
pembangunan dari pemerintahaan seperti program listrik masuk desa dan meningkatnya kesejahteraan masyarakat mendorong para pengguna energi listrik dari tahun ke tahun
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
semakin meningkat. Salah satu yang memberikan layanan listrik merupakan perusahaan BUMN yaitu PLN. PLN sendiri memiliki kategori pelanggan untuk rumah tangga berupa pelanggan listrik pascabayar dan prabayar. Pada pelanggan listrik pasca bayar pelanggan menggunakan layanan yang diberikan PLN yaitu berupa energi listrik dan pelanggan melakukan pembayaran tagihan sesuai dengan energi yang digunakan oleh pelanggan selama kurun waktu 1 bulan. Namun dalam kenyataannya dilapangan sering terjadi kesalahan pencatatan meteran listrik oleh petugas PLN yang itu berarti dapat menimbulkan kerugian bagi pelanggan. Hal itu terjadi karena pada saat proses pencatatan pengecekan meteran dilakukan secara secara manual dari rumah-kerumah kadang masalah timbul tidak adanya penghuni di rumah maka petugas tidak dapat melakukan pengecekan meteran listrik tersebut maka biasanya petugas akan menambahkan tagihan bulan berikutnya berdasarkan rata-rata pemakaian bulan sebelumnya. Seringkali terjadi protes dari pelanggan yang mengeluh tiba-tiba listrik melonjak Ketika meteran telah di catat oleh petugas PLN. Hal ini masih bisa dimaksimalkan dengan mengambil data dengan menggunakan teknologi. Jadi data tersebut dapat di dapatkan tanpa melakukan pengecekan secara manual.
Alat pemantauan yang diperlukan adalah alat yang mampu memberikan data secara otomatis dengan menggunakan teknologi wireless sensor node.
Wireless sensor node merupakan salah satu bagian dari wireless sensor network atau yang biasa dikenal dengan WSN. Konsep WSN sendiri juga merupakan bagian dari Internet of Things yang menghubungkan jaringan WSN menuju pusat data menggunakan fasilitas internet. Sebagian besar sistem dengan konsep WSN menggunakan baterai karena memiliki konsumsi energi yang relatif kecil. Teknologi LoRa merupakan jaringan LWPAN dengan konsumsi energi rendah dan memiliki efisiensi frekuensi radio yang tinggi (Yoon et al., 2018).
Teknologi LoRa memiliki jangkauan komunikasi yang cukup baik jika diimplementasikan dengan konfigurasi dan lingkungan yang sesuai (Wixted, A. J., Kinnaird, P., Larijani, H., Tait, A., Ahmadinia, A., &
Strachan, 2016). Untuk menghubungkan teknologi LoRa ke server sebagai pusat data masih memelukan perangkat gateway yang
berfungsi sebagai penghubung antara jaringan WSN.
Terkait permasalahan tersebut, penelitian sebelumnya oleh (Arijuddin et al., 2019) dengan judul “Pengembangan Sistem Perantara Pengiriman Data Menggunakan Modul Komunikasi LoRa dan Protokol MQTT Pada Wireless Sensor Network". Pada penelitian tersebut peneliti bertujuan untuk mengembangkan pengiriman data dari sensor agar bisa berkomunikasi ke server menggunakan LoRa dan protocol MQTT.
Sebuah sistem monitoring kwh meter pada pelanggan yang dilakukan peneliti berdasarkan permasalahan yang sudah ada.
Sistem monitoring ini akan mengirimkan data menggunakan protokol komunikasi LoRa yang nantinya data akan dikirimkan melalui gateway selanjutnya data tersebut akan dikirimkan ke broker. Protokol pengiriman pesan ringan memiliki basis publish-subscribe digunakan diatas protokol TCP-IP merupakan pengertian dari MQTT (Message Queue Telemetry Transport). Sifat simpel, terbuka, dan didesain mudah diimplemementasikan merupakan karakteristik dari MQTT (Hillar, 2017). Dengan dibuatnya sistem seperti ini, maka akan berguna untuk mempercepat pendistribusian data serta diharapkan sistem ini dapat meminimalisir terjadinya human error dari petugas. Penelitian ini akan dilakukan menggunakan sensor PZEM sebagai alat untuk mendapatkan data dari daya listrik yang nantinya akan didistribusikan ke arduino UNO sebagai node. Selanjutnya data akan dikirimkan menggunakan protokol LoRa untuk menuju gateway. Gateway tersebut bertugas untuk menerima data dari node dan meneruskannya ke broker menggunakan protocol MQTT. Pada penelitian ini akan menggunakan modul komunikasi LoRa karena memiliki kelebihan jangkauan yang cukup jauh dan hemat energi. Jadi, bisa dimungkinkan diimplementasikan pada keadaan real kedepannya. Untuk melakukan pengiriman memerlukan protokol MQTT untuk menghubungkan jaringan WSN dengan server sebagai pusat data.
Dengan adanya sistem monitoring ini maka pekerja lapangan bisa mendapatkan data lebih efisien dari pada sebelumnya yaitu dibandingkan dengan cara konvensional karena data bisa didapatkan secara real tanpa perlu melakukan pengecekan secara manual.
Pengiriman data penggunaan daya listrik dalam hal ini kwh juga akan dikirim secara otomatis dari node sensor tanpa perlu dilakukan oleh pekerja lapangan. Kelebihan itu juga dapat membantu para pekerja lapangan untuk memantau penggunaan energi listrik yang oleh pelanggan pascabayar.
2. LANDASAN KEPUSTAKAAN
Pada penelitian Ramadhan menjelaskan tentang monitoring penggunaan daya listrik menggunakan yang dimana menggunakan 2 sensor yaitu sensor arus CT dan sensor YHDC SCT-013-000. Untuk pembacaan data dari sensor pada penelitian ini menggunakan mikrokontroller yaitu, NodeMCU. Pada penelitian ini data penggunaan daya listrik ini akan dikirim menggunakan protokol websocket dan akan disimpan pada server (Ramadhan et al., 2019).
Pada Penelitian yang dilakukan Arijuddin menjelaskan tentang system pada gateway yang akan dikembangkan. Menggunakan protocol komunikasi LoRa dan MQTT yang digunakan sebagai media penghubung komunikasi dari node ke server. Pada pegujian kinerja menggunakan successful rate pada gateway untuk menunjukkan hasil kinerja berdasarkan jarak 400 meter dan 200 meter yang tentu lebih baik dalam meneruskan data menuju ke pusat data. Pengujian tersebut menggunakan variable jarak, besar data dan interval waktu (Arijuddin et al., 2019).
Pada penelitian yang dilakukan oleh Chooruang menjelaskan tentang monitoring daya listrik dengan menggunakan sensor PZEM- 004T. Data dari sensor listrik ini nantinya akan dikirmkan ke server dengan menggunakan ZigBees sebagai protokol komunasi pengukuran nodes dengan central nodes dan selanjutnya data akan dikirimkan ke pusat komputer melalui GSM dan untuk menghemat energi menggunakan protocol komunikasi MQTT (Chooruang et al, 2019).
2.1. Wireless Sensor Network (WSN)
Jaringan sensor nirkabel atau yang biasa dikenal sebagai Wireless sensor network (WSN) merupakan sejumlah node yang berkumpul dan membentuk sebuah jaringan yang dapat melakukan komunikasi secara nirkabel. Selain itu, kumpulan node tersebut dapat diterjemahkan sebagai sensor memiliki tugas dalam mendapatkan data yang sesuai dengan parameter
ukur. Data tersebut dapat dikirimkan melalui node sentral atau berupa sebuah server hal itu dilakukan untuk agar data dapat dikelola (Firdaus, 2014).
2.4 Sensor Daya PZEM004T
PZEM-004T merupakan sebuah modul elektronik yang memiliki fungsi untuk melakukan pengukuran pada tegangan, arus, daya, frekuensi, energi, dan faktor daya (NN Digital, 2019).Karena memiliki fitur tersebut alat PZEM-004T ini dapat diandalkan baik digunakan untuk proyek atau sebagai percobaan riset. Selain itu, alat ini dapat digunakan sebagai pengukuran daya jaringan listrik dalam suatu rumah atau bangunan. Modul listrik PZEM- 004T diproduksi oleh perusahaan bernama Peacefair. PZEM-004T memiliki dua jenis model, yaitu model 10 ampere dan 100 ampere.
2.5 LoRa
LoRa (short for long range) merupakan teknologi nirkabel dengan jangkauan yang cukup jauh. Selain itu, LoRa memiliki kelebihan yaitu, memiliki kebutuhan daya yang rendah, dan keamanan transmisi data untuk aplikasi IoT dengan tranfer rate yang rendah (Lavric & Popa, 2017). Pada jaringan private, public, maupun hybrid, LoRa juga dapat digunakan. Mudah untuk melakukan kombinasi dengan baterai karena hanya membutuhkan konsumsi daya yang kecil merupakan kelebihan dari LoRa.(Seneviratne, 2019). LoRa merupakan Teknologi yang penggunaannya mebutuhkan frekuensi sebagai media pengiriman data.
Penggunaan frekuensi LoRa pada setiap Negara berbeda-beda seperti wilayah Amerika Serikat, wilayah Eropa, dan wilayah Asia menggunakan frekuensi berturut-turut 915 MHz, 433/868 MHz, dan 433 MHz
2.6 MQTT
Message Queue Telemetry Transport (MQTT) adalah sebuah protokol komunikasi.
Mqtt biasanya digunakan pada komunikasi yang menggunakan Internet of Things. MQTT bekerja secara machine to machine selain itu , pada mqtt juga dapat bekerja pada aplikasi (Ahsy et al., 2019). MQTT juga bisa dikatakan sebagai protokol pengiriman pesan yang dapat dibilang ringan karena memiliki basis publish dan subscribe yang dimana mekanisme tersebut digunakan diatas protokol TCP-IP. Mqtt bisa dibilang merupakan protocol yang mudah di
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
implementasikan karena sifatnya yang simple (Hillar, 2017).
3 METODOLOGI
3.1 Perancangan umum sistem
Pada tahap melakukan perancangan dan penelitian ini mencakup perancangan pada perangkat keras. Pada bagian input sistem terdapat sensor KWH yang berfungsi sebagai node modul listrik daya. Data yang dihasilkan berupa data digital sehingga bisa langsung dikirimkan melalui LoRa dengan tidak memerlukan pemrosesan konversi lagi. Pada bagian proses pada sistem menggunakan Arduino uno yang bertugas sebagai pengolah data yang telah dihasilkan node sensor. Data yang dihasilkan akan dikirimkan menuju ke tahap output. Data yang telah diolah oleh Arduino akan dikirimkan menuju gateway dengan menggunakan LoRa dan selanjutnya akan dikirimkan ke cloud server dengan menggunakan protocol MQTT dan akan ditampilkan hasil pengolahan data dengan cloud, alur dari perancangan. Perancangan arsitektur sistem dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 Arsitektur Sistem
Perancangan perangkat lunak digunakan untuk menginstall program yang dibutuhkan seperti arduino IDE dan VNC Viewer yang dibutuhkan oleh laptop untuk melakukan unggahan program ke mikrokontroler Arduino Uno dan melakukan remote pada Raspberry Pi.
Untuk membuat dan mengedit program baik pada Arduino Uno maupun Raspberry Pi disini menggunakan Geany. Membuat Online cloud MQTT sebagai penerima data melalui jaringan 3G/4G dan untuk menampilkan data atau mensubcribe data pada sisi client agar bisa mendapatkan data cloud MQTT Adafruit disisni menggunakan jaringan 3G/4G/WiFi.
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Perancangan Node Sensor
Perancangan Node sensor menggunakan alat bantu microcontroller berupa Arduino UNO. Arduino UNO ini di hubungkan dengan sensor arus PZEM004T dan modul LoRa SX1278. Arduino UNO akan ditanamkan kode program pengiriman untuk menjalankan fungsinya sebagai node sensor. Berikut merupakan deskripsi dari alur kerja pada sensor node. Ketika node sensor di jalankan node sensor akan melakukan pengecekan ketersediaan LoRa. Setelah sistem telah mendapatkan ketersediaan modul LoRa maka node sensor akan mengambil data daya dan energy listrik dari sensor PZEM004T. setelah mendapatkan data tersebut node sensor akan megirimkan id dan data dari sensor ke gateway menggunakan protokol LoRa. Untuk perancangan penghubungan pin pada sensor dan modul LoRa dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Perancangan Node Sensor Daya
3.2.2 Perancangan Gateway
Perancangan pada gateway menggunakan microcontroller berupa Raspberry pi 3.
Raspberry pi 3 ini dihubungkan dengan modul LoRa SX1278. Raspberry pi 3 ini akan ditanamkan kode program untuk menerima dan mengirim untuk menjalankan fungsinya sebagai gateway. Ketika gateway di jalankan gateway akan melakukan pengecekan ketersediaan modul LoRa. Ketika sistem dapat membaca ketersediaan modul LoRa maka gateway menunggu mendapatkan data dari node sensor.
Ketika data dari node sensor telah di dapatkan maka gateway akan meneruskan data tersebut ke broker MQTT Adafruit sesuai dengan id nya agar data tersebut dapat diakses oleh client.
Untuk perancangan penghubungan pin pada gateway dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4 Perancangan Gateway
3.2.3 Perancangan Client
Perancangan client menggunakan local server sebagai media untuk mendapatkan data dari online broker MQTT Adafruit. Local server tersebut melakukan subscribe topik sesuai dengan id pelanggan masing-masing untuk mendapatkan data berupa energi dan daya. Data yang telah di olah tersebut akan di tampilkan pada web seperti data energi dan daya serta data pemakaian energi selama 1 bulan dengan melakukan perhitungan data energi terbaru dikurangi data pemakaian energi bulan kemarin.
3.2.4 Implementasi Node Sensor
Implementasi Node sensor ini menggunakan sensor daya PZEM004T sebagai pembaca energy, stop kontak sebagai output arus, modul LoRa sebagai media pengiriman data dan Arduino Uno yang mengakomodir keseluruhan sistem agar dapat bekerja. Untuk implementasinya dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5 Implementasi Sensor Node
3.2.5 Implementasi Gateway
Implementasi pada gateway ini
menggunakan raspberry pi 3 sebagai pemroses data, modul LoRa sebagai media penerima data dari sensor, dan Modem 4G digunakan sebagai media pengiriman data yang telah diperoleh menuju online broker mqtt adafruit.io. Untuk implementasinya dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6 Implementasi Gateway
3.2.6 Implementasi Client
Implementasi pada client ini menggunakan local server yang mana pada implementasinya menggunakan visual studio code dan hasil yang ditampilkan merupakan hasil dari pemakaian kwh. Untuk implementasinya dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7 Implementasi Client
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian Sensor
Pada pengujian ini didapatkan hasil pengujian data watt dan kwh yang data tersebut dibandingkan dengan sensor pembanding KWE -PM01. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat seperti pada tabel 2 Hasil pengujian data watt pada node sensor dan tabel 3 Hasil pengujian data kwh pada node sensor.
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Tabel 2. Hasil pengujian data watt pada node sensor
Percobaan Node Sensor
(w)
Sensor Lain (w)
Error (%)
1 6,8 6,7 1,5
2 6,7 6,7 0
3 6,7 6,7 0
4 6,6 6,5 1,5
5 6,5 6,4 1,5
6 6,4 6,4 0
7 6,4 6,4 0
8 6,4 6,4 0
9 6,4 6,4 0
10 6,4 6,3 1,5
Rata Rata Error Watt (%) 0,6 Tabel 3. Hasil pengujian data kwh pada node sensor
Percobaan Node sensor
(kwh)
Sensor Lain (kwh)
Error (%)
1 0,000 0,000 0
2 0,000 0,000 0
3 0,001 0,001 0
4 0,001 0,001 0
5 0,002 0,002 0
6 0,003 0,003 0
7 0,003 0,003 0
8 0,004 0,004 0
9 0,005 0,005 0
10 0,006 0,006 0
Rata – Rata Error Kwh (%) 0
4.2 Pembahasan Pengujian Sensor
Dari pengujian yang dilakukan pada pengambilan data sensor yang ada pada sensor listrik dapat ditarik sebuah analisis. Fungsi pengambilan data pada perangkat sensor listrik pzem004T telah bekerja sesuai dengan kebutuhan. Akan tetapi pada hasil pengujian dengan sensor pembanding sensor berhasil mendapatkan data. Pengujian ini menggunakan spesifikasi lampu led 7 watt bermerk philips dengan spesifikasi tersebut diperoleh hasil persentase error 0% sampai dengan 1,5% pada pengujian selama 1 jam dibandingkan dengan sensor daya lain yaitu taffware KWE-PM01.
Maka, pada pengujian tabel 2 diperoleh rata-rata presentase error sebesar 0,6 %. Untuk pengujian berupa data kwh pada tabel 3 juga dilakukan pengujian dengan durasi waktu selama 1 jam dan diperoleh hasil rata-rata error sebesar 0 % yang
dapat diartikan nilai pembacaan pada sensor pzem dibandingkan dengan pembacaan sensor lain yakni, taffware KWE-PM01 bernilai sama maka dapat disimpulkan perangkat ini bisa dikatakan memiliki akurasi pembacaan data sebesar 100% dibandingkan sensor lain.
4.3 Hasil Pengujian Pengiriman Data
Pada pengujian pengiriman data dapat dilihat bahwa node gateway telah berhasil menerima data yang dikirimkan oleh node sensor dengan menggunakan protokol komunikasi LoRa. Dan berhasil meneruskan ke online broker MQTT adafruit. Untuk itu dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 8 Pengujian Komunikasi Data LoRa
4.4 Pembahasan Pengujian Pengiriman Data Pada pengujian pengiriman data ini dapat dilihat node sensor dan gateway telah berhasil melakukan pengiriman dan penerimaan data hal ini dapat dilihat pada gambar 8 terdapat received packet dari node sensor yang berisikan data dari sensor berupa data daya dan energi listrik. Pada gateway telah berhasil melakukan pengiriman Kembali menuju ke online broker mqtt dapat dilihat dengan adanya sending packet yang berisikan data watt dan kwh.
4.5 Hasil Pengujian Client
Pada pengujian ini client telah berhasil mendapatkan data yang dikirimkan oleh node sensor melewati gateway dan melakukan pengolahan data pada local server. Data berupa watt dan kwh dapat dilihat pada gambar 9 dan data yang sudah diolah untuk menampilkan data kwh bulan ini dapat dilihat pada gambar 10.
Gambar 9 Pengujian kwh dan watt
Gambar 10 Pengujian kwh bulan ini
4.6 Pembahasan Pengujian Client
Pada pengujian kwh dan watt dapat dilihat pada gambar 9 dimana dapat menampilkan pemakaian kwh dan watt sesuai dengan data pelanggan selain itu terdapat fitur pemakaian kwh bulan ini yang dapat dilihat pada gambar 10.
Pada pemakaian kwh bulan ini menampilkan data pelanggan dan jumlah pemakaian kwh perbulan yang diambil dari kwh bulan ini dan dilakukan pengurangan pemakaian kwh pada bulan sebelumnya.
4.7 Hasil Pengujian RSSI Signal
Pengujian RSSI Signal dilakukan pada pemukiman yang padat penduduk untuk mendapatkan hasil performa nilai RSSI yang mendekati kenyataan pada pengujian ini menggunakan pengujian dengan jarak 100m, 200m, 300m, 400m, dan 500m antara node dan gateway. Hasil pengujian ini di dapatkan dengan melakukan pengujian sebanyak 15 kali untuk masing-masing jarak dan dari hasil pegujian tersebut di rata-rata. Berikut pengujian RSSI Signal seperti pada gambar 11 grafik RSSI Signal.
Gambar 11 Grafik RSSI Signal
4.8 Pembahasan Pengujian RSSI Signal Pada pengujian RSSI Signal menggunakan modul komunikasi LoRa dapat dilihat pada gambar 11 grafik RSSI Signal. Pada
pengujian RSSI nilai terbaik berada pada jarak 100 meter dan disusul pada jarak 400 meter masing- masing sebesar -88.46 dBm dan -94.73 dBm. Untuk nilai RSSI terbesar berada pada jarak 300 meter sebesar -95.26 dBm. dari grafik gambar 12 dapat dilihat semakin jauh jarak maka nilai RSSI semakin tinggi pada jarak 100 meter sampai 300 meter namun, terdapat faktor lain yang menyebabkan nilai RSSI signal pada jarak 400 meter Kembali membaik dikarenakan pada jarak tersebut halangan pada area tersebut lebih sedikit. Untuk di tempat pengujian terdapat banyak halangan seperti pohon dan kendaraan yang berlalulalang.
4.9 Hasil Pengujian packet loss
Pada pengujian paket loss perlu dilakukan untuk mengetahui kehandalan pada sebuah sistem. Pada pengujian ini dilakukan pada pemukiman yang padat penduduk untuk mendapatkan hasil performa nilai dari packet loss yang mendekati kenyataan. pada pengujian ini menggunakan pengujian multi node dan single node pada jarak 100m, 200m, 300m, 400m, dan 500m. berikut pengujian paket loss seperti pada gambar pengujian 12 dan 13.
Gambar 12 Grafik Paket Loss single node
Gambar 13 Grafik Paket Loss multiple node 100 200 300 400 500
Series1 -88,47 -94,93 -95,27 -94,73 -95,13 -96
-94 -92 -90 -88 -86 -84
dBm
Jarak (m)
0 0 0
7
0 0
2 4 6 8
100 200 300 400 500
Jarak (m)
Paket Hilang (%)
100 200 300 400 500 Jarak (m)
Node 1 0 0 0 7 0
Node 2 0 0 0 13 13
Node 3 0 0 0 7 7
0 2 4 6 8 10 12 14
Paket Hilang (%)
Node 1 Node 2 Node 3
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
4.10 Pembahasan Pengujian packet loss Dari pengujian yang telah dilakukan pada transmisi data pada perangkat LoRa seperti pada grafik gambar 12 dan 13 dapat ditarik sebuah analisis. Fungsi pengiriman data pada node 1, node 2, dan node 3 pada jarak 100 m data dapat menerima data selanjutnya pada jarak 200 m juga data dapat menerima data, untuk jarak 300 m juga dapat menerima data dengan baik pada pengujian single node dan multiple node. Pada pengujian jarak 400 m dipengujian single node mengalami paket loss sebanyak 7% dan pada pengujian multiple node pada node 1 mengalami paket loss sebanyak 7%, node 2 mengalami paket loss sebanyak 13% dan pada node 3 mengalami paket loss sebanyak 7%. Untuk pengujian terakhir pada jarak 500 meter pada pengujian single node tidak mengalami paket loss sama sekali namun pada pengujian multiple node 1 tidak mengalami paket loss tetapi pada node 2 dan 3 mengalami paket loss masing masing sebanyak 13% dan 7%. Hal ini terjadi karena terdapat banyak faktor yang mempengaruhi seperti lokasi pengujian yang padat penduduk dan menggunakan antena LoRa standart bawaan sx1278.
4.11 Hasil Pengujian successful rate Pada pengujian successful rate perlu dilakukan untuk mengetahui kehandalan pada sebuah sistem. Pada pengujian ini dilakukan pada pemukiman yang padat penduduk untuk mendapatkan hasil performa nilai dari successful rate yang mendekati kenyataan. pada pengujian ini menggunakan pengujian multi node dan single node pada jarak 100m, 200m, 300m, 400m, dan 500m. dengan demikian akan diketahui efisiensi jarak pada pengiriman paket.
berikut pengujian paket loss seperti pada gambar grafik pengujian 14 dan gambar 15.
Gambar 14 Grafik Successful Rate single node
Gambar 15 Grafik Successful Rate Multiple node
4.12 Pembahasan Pengujian successful rate
Dari pengujian yang telah dilakukan pada transmisi data pada perangkat LoRa pada gambar grafik 14 dan 15 dapat ditarik sebuah analisis. Fungsi pengiriman data pada node 1, node 2, dan node 3 pada jarak 100 m mengalami keberhasilan pengiriman sebesar 100% data yang dapat diterima. Selanjutnya pada jarak 200 m juga sama data dapat di terima sebanyak 100%. Untuk jarak 300 m juga dapat diterima sebanyak 100% baik pada pengujian singla node maupun dengan multiple node. Jarak 400 m pada single node mengalami successful rate sebanyak 93% dan pada multiple node mengalami successful rate node 1 sebanyak 93%, node 2 sebanyak 87%, dan node 3 sebanyak 93% dan yang terakhir yaitu pengujian pada jarak 500 meter pada pengujian single node mendapatkan hasil yang baik yaitu sebesar 100%. Pada multiple node yaitu node 1 mendapatkan hasil nilai sebesar 100% namun pada node 2 dan node 3 nilai successful rate pengiriman data hanya mendapatkan 87% dan 93%. hal ini terjadi dikarenakan pada pengujian ini dilakukan pada tempat pemukiman yang padat penduduk dan pada saat pengujian terdapat halangan seperti pohon dan kendaraan yang berlalulalang selain itu karena faktor antena yang digunakan yaitu antena lora standart bawaan sx1278.
100 100 100
93 100
88 90 92 94 96 98 100 102
100 200 300 400 500 Jarak (m)
Tingkat Keberhasilan (%)
100 200 300 400 500 Jarak (m)
Node 1 100 100 100 93 100 Node 2 100 100 100 87 87 Node 3 100 100 100 93 93
80 85 90 95 100 105
Tingkat Keberhasilan (%)
Node 1 Node 2 Node 3
5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Data yang telah didapatkan oleh sensor PZEM yang telah diterhubung dengan mikrokontroler Arduino uno. Pada proses pengambilan data telah sesuai dengan yang diharapkan. Berdasarkan analisa sistem dapat mendapatkan data Kwh dengan presentase error 0% yang berarti data yang didapat dengan sensor pembanding bernilai sama dan mendapatkan data daya listrik beraupa watt dengan presentase error rata-rata 0,6% berdasarkan pengujian perolehan data kwh dan watt yang telah dilakukan dengan sensor daya pzem004T dan sensor daya lain taffware KWE-PM01.
Pada pengujian pengiriman data dari node sensor sampai menujju ke client sistem telah berhasil mendapatkan data kwh dan mengirimkan data melalui protocol LoRa dan MQTT sampai ke client. Untuk pembuktian dapat dilihat dari integritas data yang dikirimkan dari node sensor ke gateway sampai diterima oleh ke client bernilai sama dengan data yang diperoleh node sensor.
Kinerja dari pengiriman menggunakan LoRa dapat dilihat dari pengujian RSSI dimana pada pengujian RSSI terbaik pada jarak 100 m sebesar -88.46 dBm dan terlama pada jarak 300 m sebesar 95,26 dBm. Untuk pengujian paket loss pada single node hanya mengalami paket loss pada jarak 400 m sebesar 7% dan pada pengujian multiple node mengalami paket loss sebanyak 7% sampai 13%. Pada jarak 500 m hanya mengalami paket loss pada pengujian multiple node yaitu sebesar 0% sampai 13%. Pada pengujian successfull rate pada single node terburuk hanya pada jarak 400 m dimana hanya 93% data yang terkirim dan pada multiple node successful rate terburuk bervariasi yaitu berada pada jarak 400 m dan 500 m pada node 2 sebesar 87%. Beberapa faktor dilapangan yang mempengaruhi hasil pengujian pada kasus pengujian ini karena dilakukan pada pemukiman padat penduduk yang terdapat banyak aktivitas masyarakat seperti kendaraan.
5.2 Saran
Dapat menggunakan sensor daya yang lain pada sistem monitoring kwh meter.
Dapat menambahkan tampilan yang dapat diakses oleh pelanggan.
Data dengan Pada penelitian selanjutnya dapat menambahkan penggunaan perangkat
GPS agar lebih mudah melakukan pemetaan pada pelanggan.
Dapat menambahkan node sensor yang lebih banyak sesuai dengan kondisi di lapangan untuk mendapatkan hasil pengujian yang lebih akurat.
6 DAFTAR PUSTAKA
Abilovani, Z. B., Yahya, W., & Bakhtiar, F. A.
(2018). Implementasi Protokol MQTT Untuk Sistem Monitoring Perangkat IoT.
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer (J-PTIIK) Universitas Brawijaya, 2(12), 7521–
7527.
Ahsy, N. R., Bhawiyuga, A., & Kartikasari, D.
P. (2019). Implementasi Sistem Kontrol dan Monitoring Smart Home Menggunakan Integrasi Protokol Websocket dan MQTT. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 3(4).
Arijuddin, H., Bhawiyuga, A., & Amron, K.
(2019). Pengembangan Sistem Perantara Pengiriman Data Menggunakan Modul Komunikasi LoRa dan Protokol MQTT Pada Wireless Sensor Network.
Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 3(2), 1655–1659.
Chooruang, K., & Meekul, K. (2019). Design of an IoT Energy Monitoring System.
International Conference on ICT and Knowledge Engineering, 2018-Novem, 48–51.
https://doi.org/10.1109/ICTKE.2018.861 2412
Crockford, D. (2013). How JavaScript Works.
San Jose: Virgule-Solidus, LLC.
Firdaus. (2014). Wireless Sensor Network : Teori dan Aplikasi (Cetakan ke). Graha Ilmu.
Haverbeke, M. (2018). Eloquent Javascript, 3rd Edition: A Modern Introduction to Programming.
Hillar, G. C. (2017). MQTT Essentials - A Lightweight IoT Protocol. Packt Publishing.
Iksan, Nur, dan A. A. (2014).
15.SNIK2014_Cloud COmputing.pdf.
Lavric, A., & Popa, V. (2017). Internet of Things and LoRaTM Low-Power Wide-Area
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
Networks: A survey. ISSCS 2017 - International Symposium on Signals,
Circuits and Systems.
https://doi.org/10.1109/ISSCS.2017.8034 915
NN Digital. (2019). Get to know PZEM-004T Electronic Modules for Electrical Measurement Tools. 7 August.
https://www.nndigital.com/en/blog/2019/
08/07/get-to-know-pzem-004t- electronicmodules-for-electrical- measurement-tools/
Pi, R. (2014). GPIO.
https://www.raspberrypi.org/documentati on/usage/gpio/
Ramadhan, Z., Akbar, S. R., & Setyawan, G. E.
(2019). Implementasi Sistem Monitoring Daya Listrik Berbasis Web dan Protokol Komunikasi Websocket. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer (J-PTIIK) Universitas Brawijaya, 3(1), 205–211.
Seneviratne, P. (2019). Beginning LoRa radio networks with Arduino : build long range, low power wireless IoT networks.
Wisduanto, R. G., Bhawiyuga, A., &
Kartikasari, D. P. (2019). Implementasi Sistem Akuisisi Data Sensor Pertanian Menggunakan. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 3(3), 2201–2207.
Wixted, A. J., Kinnaird, P., Larijani, H., Tait, A., Ahmadinia, A., & Strachan, N. (2016).
Evaluation of LoRa and LoRaWAN for Wireless Sensor Network. 0, 3345–3356.
Yoon, C., Huh, M., Kang, S. G., Park, J., & Lee, C. (2018). Implement smart farm with IoT technology. International Conference on Advanced Communication Technology, ICACT, 2018-Febru, 749–752.
https://doi.org/10.23919/ICACT.2018.83 23908
