PROPOSAL TUGAS AKHIR
Peralatan Pengukur Arus dan Otomatisasi Lampu
Via Sms Gateway Berbasis Arduino
Diajukan Oleh :
MUHAMAD RISCHI IRFANSYAH 11/320720/NT/15104
PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR
Alat Pengukur Arus serta Otomatisasi Lampu
Via Sms Gateway Berbasis Arduino
Diajukan Oleh :
MUHAMAD RISCHI IRFANSYAH 11/320720/NT/15104
Telah disahkan dan disetujui oleh dosen pembimbing Pada tanggal : Januari 2014
Mengetahui, Ketua Program
Diploma Teknik Elektro Sekolah Vokasi UGM
Ir. Lukman Subekti, M.T NIP : 19621030199031002
Dosen Pembimbing
Muhammad Arrofiq, ST, MT., Ph.D NIP : 197311271999031001
3
Proposal Proyek Akhir
Judul : Peralatan Pengukur Arus dan Otomatisasi Lampu Via Sms Gateway Berbasis Arduino
Nama : Muhamad Rischi Irfansyah NI M : 11/320720/NT/15104 Konsentrasi : Teknik Listrik
Credits Point : 4 SKS
Thesis Advisor : Muhammad Arrofiq, ST, MT., Ph.D
1.
LATAR BELAKANG
Dalam kehidupan sekarang listrik merupakan kebutuhan primer bagi semua orang, bahkan tanpa listrik manusia akan kesuliatan untuk melakukan aktifitas sehari-hari, karena hampir seluruh penunjang kehidupan manusia menggunakan tenaga listrik.
PLN (Perusahaan Listrik Negara) merupakan supply daya utama diseluruh indonesia, biasanya masing-masing rumah mendapat bagian 220V dengan beban yang berbeda-berda, yakni mulai dari 450, 900, dan seterusnya. Dalam penggunaannya Listrik digunakan dengan batasan Arus yang digunakan di rumah tersebut. Jadi sering terjadi Tripping (Pemutusan) pada saat penggunaan beban berlebih, karena pada rumah tersebut telah diberi MCB sebagai pembatas Arus.
Dewasa ini teknologi kontrol sudah banyak diciptakan dan dikembangkan. Sistem yang diciptakan sekarang ini sudah bermacam-macam dan dirancang
untuk dapat membantu pekerjaan manusia agar lebih mudah. Tujuan utama sistem ini dibuat adalah untuk mengetahui besar arus yang digunakan di rumah tersebut via SMS dan juga jika Arus yang digunakan hampir mendekati batas maksimal maka Alat tersebut akan Otomatis mengirim SMS berisi data Arus kepada Nomor Handphone Pemilik Rumah . Alat tersebut juga dapat digunakan sebagai pengendali lampu jarak jauh via SMS.
2. BATASAN MASALAH
Batasan masalah sangatlah diperlukan agar tidak terjadi kerancuan pembahasan. Batasan masalah menitikberatkan pada sistem konversi arus dan beberapa algoritma.
3. METODOLOGI
Rencana metodologi yang akan dibuat adalah sebagai berikut. a. Studi Literatur
Mempelajari tentang karakteristik piranti alat seperti sensor, Arduino dan Modul GSM.
b. Perancangan Sistem
Proses mendesain sistem mekanik dan elektronis dalam bentuk prototype. c. Pembuatan Sistem
Proses pembuatan rancangan alat. d. Tahap Pengujian
5
4. URAIAN SINGKAT TUGAS AKHIR 4.1 Deskripsi Sistem
Alat pengukur arus dan pengendali peralatan elektronik ini dirancang dengan menggunakan prototype. Dimana biasanya daya yang diberikan oleh PLN pada rumah arusnya akan dibaca oleh sensor arus.
Masing-masing kamar akan diberi relai dan sensor arus untuk pembacaan arus, yang semuanya akan terpusat pada server yakni pemilik rumah. Pemilik rumah dapat memperoleh data besar beban listrik (Arus) yang digunakan di rumah tersebut. Kemudian data yang sudah diinputkan tersebut akan dibandingkan dengan pemakaian beban listrik (Arus) maksimal rumah tersebut. Ketika besar beban listrik (Arus) yang digunakan di rumah tersebut telah mendekati beban listrik (Arus) maksimal di rumah tersebut maka peralatan tersebut akan memberi informasi data arus secara otomatis melalui sms ke nomor handphone pemilik rumah. Untuk mengantisipasi agar tidak terjadi Tripping pada rumah tersebut adalah dengan mematikan peralatan elektronik yang sedang digunakan di rumah tersebut secara manual maupun otomatis. Secara otomatisnya dengan menggunakan pengiriman perintah melalui sms kepada peralatan yang telah dibuat agar relai yang terhubung pada peralatan elektronis memutuskan arus.
Gambar 4.1 Blok diagram sistem pengukur arus dan pengendali lampu
4.2 Teori Penunjang a. Arduino
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.
Uno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB-to-serial yaitu menggunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI driver USB-to-serial.
Rangkaian Relai Arduino
Rangkaian Catu Daya
Modul GSM
HP Pengirim
Sensor Arus Peralatan
Elektronik
7
Gambar 4.2a Skematik Arduino Uno
Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (secara default terputus) dari 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus.
Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL. Eksternal menyela: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun, atau perubahan nilai. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogWrite (). SPI: 10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED off. Uno memiliki 6 masukan analog, berlabel A0 sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan 10 bit dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus. I2C: A4 (SDA) dan A5 (SCL).
Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan perpustakaan Wire. Aref. Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference (). Reset. Bawa baris ini LOW untuk me-reset mikrokontroler.
b. Komponen Catu Daya
Tegangan yang di butuhkan oleh peralatan elektronik adalah tegangan rendah yaitu kurang atau sama dengan 24 volt DC. Sehingga diperlukan sebuah alat yang dapat menurunkan tegangan dan disearahkan sehingga menghasilkan tegangan DC sebesar 24 volt. Pada Gambar dibawah menunjukkan rangkaian penurun tegangan dan penghasil tegangan DC. Penurun tegangan ini berupa autotrafo dan penghasil tegangan DC berupa
9
c. Modul GSM Shield
Gambar 4.2c Modul GSM Shield A6390
LinkSprite ATWIN Quad-band GPRS / GSM shield merupakan sebuah modul GSM yang telah memiliki antena yang tertanam pada rangkaian modul GSM tersebut, sehingga tidak perlu untuk antena eksternal.
ATWIN Quad-band GPRS / GSM shield adalah modul GSM yang sangat lengkap dan berkualitas tinggi, nirkabel modul dasar yang ultra pada Infineon Platform UCL2 dengan antarmuka industy-standar.
Ini adalah paket SMT dengan ukuran kecil, konsumsi daya yang rendah, quad-band (AT139) dan dual-quad-band (AT139D) modul GSM / GPRS.
Hal ini dapat memberikan dengan suara, SMS, Fax, applications data untuk pelangan.
d. LCD Shield 16x2
LCD 16x2 dan Keypad Shield adalah perangkat yang sangat mudah digunakan karena sepenuhnya kompatibel dengan Arduino "LiquidCrystal" perpustakaan. Kita dapat menginisialisasi LCD dan menampilkan pesan di atasnya hanya dengan beberapa baris kode, tetapi juga memberi fleksibilitas untuk melakukan proyek-proyek yang lebih canggih seperti item menu layar dan pilih dengan menggunakan tombol.
Gambar 4.2d Skematik Rangkaian LCD shield 16x2 e. Rangkaian Relai
Rangkaian relai ini berfungsi untuk mengendalikan peralatan elektronik agar bisa dimatikan atau dihidupkan. Dalam perancangannya digunakan 2 buah relai yang terhubung dengan arduino dan peralatan elektronik di rumah tersebut.Relai merupakan komponen elektronik, relai tidak dapat bekerja sendiri. Relai akan bekerja ketika arduino memberi perintah untuk membuka atau menutup. Arduino memberi perintah dengan cara memberi logika 0 atau 1, 0 yang artinya tegangannya 0 dan 1 yang artinya arduino mengalirkan tegangan sebesar 12 volt.
11
5. JADWAL KEGIATAN
Pembuatan tugas akhir ini memiliki rencana jadwal pelaksanaan sebagai berikut:
No. Kegiatan
Bulan
Febuari Maret April
Minggu ke- 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Study pustaka 2 Penulisan proposal 3 Perancangan sistem 4 Pembuatan perangkatan keras 5 Pengujian 6 Penulisan laporan TA dan pendadaran 6. DAFTAR PUSTAKA 1. http://linksprite.com/wiki/index.php5?title=ATWIN_Quadband_GPRS/GSM_ Shield_for_Arduino 2. http://arduino.cc/
