PERSETUJUAN. Disetujui di Medan, Agustus Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(1)

RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

JEKSON P. SITANGGANG 100801025

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara

(2)

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Monitoring Meter Daya

Digital Melalui Jaringan Wlan Atau Internet Menggunakan Smartphone Android

Dengan Program Bantu VNC

Kategori : Skripsi

Nama : Jekson P. Sitanggang

Nomor Induk Mahasiswa : 100801025

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara Disetujui di

Medan, Agustus 2014

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. Dr. Mester Sitepu, M.Sc.M.Phil.

NIP.196006031986011002 NIP.195503161982031002

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

(3)

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

SKRIPSI

Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2014

JEKSON P. SITANGGANG 100801025

(4)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Meter Daya Digital Melalui Jaringan WLAN Atau Internet Menggunakan Smartphone Android.

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai pihak yang sangat berarti dan berharga bagi penulis. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ucapkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua yang tercinta bapak St. E. Sitanggang dan ibu S br Manalu serta abang dan adik-adik penulis “Daniel Sitanggang A.Md,

Hengki Farnando Sitanggang, Esi Tantri Sitanggang, dan Prayanto Sitanggang. Yang telah memberikan semangat, dukungan moril maupun material serta doa restunya. Penulis dengan segala kerendahan hati juga menghaturkan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Master Sitepu, M.Sc.M.Phil. selaku pembimbing 1 yang telah memberikan banyak ide serta banyak pemikiran dalam pembuatan tugas akhir ini, yang telah banyak membimbing serta meluangkan waktunya untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku pembimbing 2 yang telah memberikan masukan dan nasihat kepada penulis serta telah bersedia meluangkan waktunya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika yang telah membierikan nasihat kepada penulis.

4. Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Terima kasih atas ilmu dan bimbingannya selam ini semoga ilmunya akan selalu memberikan manfaat bagi banyak orang.

(5)

5. Saudara saudariku Physics Inside 2010 terima kasih untuk semua bantuan, dukungan, cerita dan pengalaman selama ini, kalian akan selalu dihati.

6. Kakak-kakak senior serta adik-adik di Fisika Universitas Sumatera Utara terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.

7. Terima kasih buat kak Rieni Kalista Sitanggang serta adikku Widya Susanti Sitanggang buat semangat dan masukan yang telah banyak membantu penulis. 8. Teman-teman SMA Negri 2 Sidikalang terima kasih atas bantuan dan doanya 9. Saudara ku di Sei Bahasa No. 1 Medan. Terima kasih buat doanya.

Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dibidang Fisika. Semoga Tuhan Yesus Kristus senantiasa menyertai jalan kita. Amin.

Medan, Agustus 2014

Penulis

(6)

RANCANG BANGUN MONITORING KWh METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN

ABSTRAK

Ketergantungan dalam pemakaian daya (Watt) listrik pada saat ini sangat tinggi, tidak hanya untuk kebutuhan penerangan, tetapi juga untuk mendukung kegiatan ekonomi. Salah satu faktor yang turut mempengaruhi permintaan energi listrik yaitu bahwa biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk memperoleh faktor-faktor produksi yang digunakan oleh perusahaan. Apalagi industri dimana listrik merupakan komponen utama dalam produksi mereka. Permasalahan yang dihadapi selain ketersedian listrik adalah bagaimana kebutuhan sistem monitoring yang cepat dan luas serta transparan bagi pelaku industri. Kurang efektifnya bagi pelaku industri untuk mengetahui berapa daya yang telah dipakai selama proses industri apabila dilakukan dengan pengecekan biasa. Dengan alasan inilah penulis ingin membuat monitoring pemakain listrik efektif, efisien yang bisa diaskes dimanapun dia berada. Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan menggunakan perangkat Smartphone Android. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternatif baru untuk sistem monitoring meter daya digital jarak jauh. Pada proyek ini mampu menghasilkan tegangan error 0,424698% ± 0,337134, arus error 2,1974289% ± 2,32408551 dan daya pada alat memiliki error 2,988545% ± 3,485045.

Kata kunci: kWh meter, Android, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Mikrokontroler Atmega 8535

(7)

PROTOTYPE KWH POWER METER DIGITAL THROUGH WLAN NETWORK OR INTERNET AND USE SMARTPHONE ANDROID WITH

USING PROGRAMME VNC

ABSTRACT

Dependency on power consumption of electricity at the moment is very high, not only for lighting, but also in supporting economic activity. One of the factors that influence demand for electrical energy, is the costs that incurred by the company in obtaining the factors of production which is used by the company. Especially for the industri in which the electricity is a major component in their production. Problems that faced in addition to the production or availability of electricity is how the needs of monitoring system fast, extensive and transparent for industry players. Less effective for industry players to find out how much power has been used for industrial process if done with regular checks.

For this reason the author wanted to make an effective and efficient monitoring electricity usage, which can accisible wherever it is. The method used to solve this problem is to use of Android Smartphone. By this application we expected it will be one of the new alternative solution for digital power meter monitoring system remotely. In this project is able to generate a voltage error ± 0.424698% 0.337134, current error ± 2.32408551 2.1974289% and power on the instrument has an error ± 2.988545%.

Keywords : kwh meter, android, voltage sensor, current sensor,

microcontroller atmega 8535

(8)

DAFTAR ISI Halaman Lembar persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v

Daftar isi vii

Daftar gambar x Daftar table xi BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3

BAB 2 Tinjauan Pustaka

2.1 Daya 4

2.2 Pengukuran daya 5

2.3 KiloWattHour(kWh) 6

2.4 Arus bolak-balik(Alternating Current (AC)) 6

2.5 Tegangan bolak-balik 7

2.6 GGL induksi pasangan coil (kawat) 8

2.7 Hukum Kirchhoff 9

(9)

2.9 Tarif listrik 11

2.10 Sensor 13

2.11 Karakteristik sensor 14

2.12 Android 15

2.13 Mikrokontroller 16

2.14 Konfigurasi PIN Atmega 8535 20

2.15 Peta Memory Atmega 8535 22

2.16 Program memory 22

2.17 EEPROM Data Memori 22

2.18 Pemograman ATMega 8535 dengan Bahasa C 23

2.19 Komputer Server 24

2.20 Visual Basic 6 25

2.21 VNC (Virtual Network Connection) 26 BAB 3 Perancangan Sistem

3.1 Perancangan alat 28

3.2 Prinsip Kerja Rangkaian 29

3.3 Perancangan sensor arus 30

3.4 Perancangan sensor tegangan 31

3.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller

Atmega 8535 31

3.6 Komputer server 32

3.7 Pengkoneksian PC dengan Android 33

3.8 Perancangan dan Pembuatan Perangkat

Lunak (Software) 34

3.8.1 Diagram Alir Program mikrokontroller 35 3.8.2 Diagram alir program Visual Basic V.6.0. 36 BAB 4 Hasil dan Pembahasan

4.1 Pengujian sensor tegangan 37

4.2 Pengujian sensor arus 40

4.3 Pengujian keseluruhan alat 43

4.4 Menampilkan data pada PC dan Android 48 BAB 5 Kesimpulan dan Saran

(10)

5.1 Kesimpulan 50

5.2 Saran 50

Daftar Pustaka 51

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gelombang segi empat (square wave) 7 Gambar 2.2 Gelombang segitiga (triangular wave) 7 Gambar 2.3 Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik 8 Gambar 2.4. Dua buah coil dililitkan pada inti besi yang sama 8 Gambar 2.5 Grafik arus ketika switch ditutup dan dibuka terhadap

Waktu 9

Gambar 2.6 Diagram blok ATMega 8535 19

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega 8535 21

Gambar 2.8 Peta Memori Program 22

Gambar 2.9 EEPROM Data Memori 23

Gambar 3.1 Diagram blok system 28

Gambar 3.2 Rangkaian sensor arus 30

Gambar 3.3 Rangkaian sensor tegangan 31

Gambar 3.4 Rangkaian sistem minimum atmega 8535 32 Gambar 3.5 Diagram alir program pada mikrokontroler 35 Gambar 3.6 Diagram alir pada PC (Personal Computer) 36 Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan

Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan

Autotrafo 38

Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Sensor Arus dengan

Memvariasikan Daya Beban 41

Gambar 4.3 Grafik Tegangan keluaran dari sensor arus dengan

Memvariasikan Daya Beban 41

Gambar 4.4 Tampilan pada komputer server dan smartphone

Android 48

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan Autotraf 37 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan

Daya Menggunakan Lampu 100 watt sampai 1000 watt 40 Tabel 4.3. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Dengan

Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt

sampai 1000 watt 43

Tabel 4.4. Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada

Percobaan 2 44

Percobaan 3 44

Percobaan 4 45

Percobaan 5 45

Percobaan 6 46

Tabel 4.9. Pengujian Daya Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt