SKRIPSI
INDRA GUNAWAN DONGORAN
071401080
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Ilmu Komputer
INDRA GUNAWAN DONGORAN 071401080
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN ALAT PENGHITUNG ENERGI LISTRIK BERBASIS DIGITAL MENGGUNAKAN KWH METER DAN PLC
Kategori : SKRIPSI
Nama : INDRA GUNAWAN DONGORAN Nomor Induk Mahasiswa : 071401080
Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI
Diluluskan di
Medan, 16 April 2015
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Sajadin Sembiring, S.Si, M.Comp.Sc Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc NIP. 196206242006041015 NIP. 196108171987011001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua,
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENGHITUNG ENERGI LISTRIK BERBASIS DIGITAL MENGGUNAKAN KWH METER DAN PLC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 16 April 2015
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu Komputer
Universitas Sumatera Utara.
Penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–
besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembanding I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
3. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I
yang telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.
5. Bapak Sajadin Sembiring, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Pembimbing II
yang dengan sabar telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada
penulis dalam pengerjaan skripsi ini.
6. Bapak Syahriol Sitorus, S.Si, MIT selaku Dosen Pembanding II yang dengan
sabar telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.
7. Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara, seluruh tenaga pengajar serta pegawai di Program
Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI USU.
8. Ayahanda alm. H. Luddin Dongoran dan Ibunda Hj. Luminda Harahap yang
selalu memberikan doa dan dukungan serta kasih sayang kepada penulis, serta
abang/kakak tersayang Ahmad Suhaely Dongoran, S.P., Faisal Rahman
S.P yang terus memberikan dukungan dan dorongan bagi penulis untuk
menyelesaikan skripsi ini.
9. Teman-teman terdekat, terutama Ardiansyah Hsb, Subardi Wansyah, Berki
Rahmat,Yogi Aditya P, Nico Junari, Kalsum Mustika Nst, Reza Affandi Hsb
dan Yoga Nugraha Wakamenta atas semangat dan dorongannya sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dan juga untuk teman-teman
seangkatan 2007 lainnya yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
10.Dan semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa disebutkan
satu-persatu.
Semoga semua kebaikan, bantuan, perhatian, serta dukungan yang telah diberikan
kepada penulis mendapatkan pahala yang melimpah dari Allah SWT.
Medan, 16 April 2015
PERANCANGAN ALAT PENGHITUNG ENERGI LISTRIK BERBASIS DIGITAL MENGGUNAKAN KWH METER DAN PLC
ABSTRAK
Salah satu masalah yang dihadapi oleh konsumen listrik adalah kesalahan pencatatan listrik yang mengakibatkan pembayaran tidak sesuai dengan pemakaian listrik. Pada saat ini sudah banyak teknologi yang digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Penggabungan KWH Meter dan Power Line Communication (PLC) merupakan salah satu solusi teknologi untuk mengurangi kesalahan pencatatan listrik. Manfaat yang diperoleh dari penggabungan teknologi ini mampu membaca dan menghitung pemakaian listrik tanpa merubah jaringan listrik itu sendiri. PLC melakukan pengiriman data hanya melalui kabel listrik. Alat ini dapat membantu petugas pencatat listrik sehingga mengurangi kesalahan pencatatan dan konsumen juga dapat mengetahui penggunaan listrik yang dipakai secara realtime. Untuk mempermudah petugas dalam pengambilan data jumlah pemakaian listrik, dibuat sebuah website yang dapat diakses dari mana saja.
Kata Kunci : Mikrokontroler, KWH meter, ATMega328, Raspberry Pi, Sensor Arus,
DESIGN OF ELECTRICAL ENERGY CALCULATION TOOL DIGITAL BASED USES KWH METER AND PLC
ABSTRACT
One of the problems faced by consumers of electricity are electrical recording errors that result in payment is not in accordance with the power consumption. At this time have a lot of technology that is used to resolve the issue. Merger KWH Meter and
Power Line Communication (PLC) is one of the technological solutions to reduce electrical recording errors. The benefits derived from the incorporation of this technology is able to read and calculate the power consumption without changing the power grid itself. PLC perform only data transmission through power lines. This tool can assist the registrar of electricity, thereby reducing recording errors and consumers can also find the use of electricity used in realtime. To facilitate data retrieval officer in the amount of electricity consumption, created a website that can be accessed from anywhere.
DAFTAR ISI
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
1.6 Metode Penelitian 3
1.7 Sistematika Penulisan 4
Bab II Landasan Teori
2.1 Listrik 5
2.1.1 Daya Listrik 5
2.1.2 Biaya Pemakaian Listrik 8 2.2 Power Line Communication (PLC) 8 2.2.1 Arsitektur Jaringan Power Line Communication 9 2.2.1.1 PLC Access Network 10 2.2.1.2 PLC Home Networking 10 2.2.2 Kendala Power Line Communication (PLC) 11
2.2.2.1 Noise 11
2.2.2.2 Distortion 12
2.2.2.3 Attenuation 12
2.2.2.4 Disturbance 12
2.2.3 Metode Modulasi 12
2.2.4 Kelebihan PLC 14
2.3 Raspberry Pi 15
2.3.1 Sejarah Raspberry Pi 15 2.3.2 Komponen Pada Raspberry Pi 16
2.4 Mikrokontroler 19
2.4.1 Fitur AVR ATMega328 20 2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega328 22 2.5 Protokol Komunikasi I2C 24
2.61 Hukum Biot-Savart 27
Bab III Analisis dan Perancangan
3.1 Komponen yang digunakan 29
3.2 Analisis 31
3.3 Perancangan Alat Penghitung Energi Listrik 32 3.3.1 Desain Alat Penghitung Energi Listrik 32 3.3.1.1 Low Level Interface 32 3.3.1.2 Backend Processing 35 3.3.1.3 Frontend Processing 36 3.3.2 Hubungan antar Komponen Elektronik 37 3.3.3 Perancangan Website 39 3.3.3.1 Perancangan Halaman Login 39 3.3.3.2 Perancangan Halaman Utama 40 3.3.3.3 Perancangan Halaman About 41
Bab IV Implementasi Sistem
4.1 Implementasi 42
4.1.1 Lingkungan Implementasi 42 4.2 Implementasi Rangkaian ATMega328 43 4.3 Implementasi Raspberry Pi dan PCB ATMega328 44 4.4 Implementasi Sensor Arus 46 4.5 Implementasi Display LCD 47 4.6 Implementasi Website 48 4.7 Implementasi Power Line Communication (PLC) 50
Bab V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 52
5.2 Saran 52
Daftar Pustaka 53
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tarif Tenaga Listrik Untuk Keperluan Rumah Tangga 8
Tabel 2.3 LED Indikator 17
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1.2 Segitiga Daya Listrik 6 Gambar 2.2 Ilustrasi Arsitektur Jaringan PLC 10
Gambar 2.3 Raspberry Pi 15
Gambar 2.3.2 (a) Bagian Atas Raspberry Pi, (b) Bagian Bawah Raspberry Pi 18 Gambar 2.4.1 Arsitektur ATMega328 22 Gambar 2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega328 24 Gambar 2.6.1 Medan Magnet di sekitar Kawat Lurus 27 Gambar 3.1 Hubungan Antara Komponen Utama 32 Gambar 3.2 Skema Rangkaian Sensor Arus 33
Gambar 3.3 Sensor SCT-013 33
Gambar 3.4 Skema Display LCD 2x16 35 Gambar 3.5 Display LCD 2x16 35 Gambar 3.6 Skema Rangkaian PCB ATMega328 36 Gambar 3.7 Raspberry Pi Model B 37 Gambar 3.8 Flowchart Alat Penghitung Energi Listrik 37 Gambar 3.9 Hubugan antar Komponen Elektronik 38 Gambar 3.10 Rancangan Halaman Login 39 Gambar 3.11 Rancangan Halaman Utama 40 Gambar 3.12 Rancangan Halaman About 41 Gambar 4.1 Papan PCB ATMega328 44 Gambar 4.2 Software Win32DiskImager 45 Gambar 4.3 Pemilihan File .img di Win32DiskImager 45 Gambar 4.4 Raspberry Pi dan PCB ATMega328 46 Gambar 4.5 Implementasi Sensor Arus 47 Gambar 4.6 Display LCD sebelum penggabungan dengan PCB ATMega328 47 Gambar 4.7 Display LCD setelah penggabungan dengan PCB ATMega328
dan Raspberry Pi 48
