Department of Electrical Faculty of Engineering and Informatics Patria Artha University, Makassar
ISSN: 2549-6131 | e-ISSN: 2549-614X
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 151
Efficiency of Monitoring Household Electricity With ZMCT103C
I Wayan Arsa Suteja, Made Adi Surya Antara, Gede Eka Wiantara Putra, Ida Bagus Putu Widja Program Studi Teknik Elektro
Politeknik Nasional Denpasar Bali,Indonesia
[email protected], [email protected], [email protected] Abstrak
An electric load monitoring system is a tool designed to monitor and measure electricity usage. The electrical load monitoring process uses a ZMCT103C model current sensor that connects the electrical load. The microcontroller used is an Arduino Uno microcontroller which functions as the main control system which will be connected to a 16x2 LCD monitor with the aim that in the future it can be monitored in real time and can be read directly on the LCD. By carrying out experiments on assembling the ZMCT103C sensor module with Arduino Uno which produces a monitoring feature for current measurement readings. The result of this research is a household electricity measurement monitoring system through a prototype made using the ZMCT103C sensor model with an Arduino Uno which is equipped with a 16x2 LCD monitor to make it easier to monitor the electrical energy load from household electronic devices in the form of current readings. The magnitude of the current measurement obtained from the reading of the ZMCT103C model current sensor will be compared with an ampere meter measuring instrument. By conducting this research, data can be obtained on the percentage of error obtained from the application of the ZMCT103C sensor, so that later from the results of this experiment the ZMCT103C sensor will be able to properly and correctly monitor electricity usage for household loads.
Keywords: Clamp Meter, Household Loads, ZMCT103C Sensor, 16x2 LCDP
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License
PENDAHULUAN
Pada saat ini dunia teknologi berkembang dengan pesat di segala bidang. Dengan semakin majunya ilmu pengetahuan dan ilmu teknologi saat ini ditandai dengan banyak bermunculnya alat-alat yang menggunakan sistem kontrol digital dan automatisasi. Di era globalisasi sekarang ini, teknologi sangat membantu aktivitas manusia agar lebih mudah dan lebih efisien. Teknologi alat elektronika adalah salah satu teknologi yang tentunya akan sangat membantu manusia dalam melakukan berbagai hal terutama dalam mengontrol pemakaian listrik. Salah satu sistem kontrol sederhana untuk mengukur penggunaan listrik yang bisa kita kembangkan yaitu sistem monitoring listrik menggunakan
sensor arus ZMCT103C. Dengan menggunakan sistem monitoring sensor arus ini, diharapkan mampu mendapatkan hasil pengukuran yang tepat dan sesuai.
Dari sensor tersebut dari penelitian sebelumnya sudah didapatkan kekurangan dan kelebihan, didalam memperoleh hasil pengukurannya. Terkait dengan adanya kekurangan dan kelebihan dari sensor tersebut pada studi kasus ini, maka diperlukan sebuah metoda perbandingan seberapa besar nilai presentase kesalahan atau error dari perbandingan alat ukur, baik itu sensor arus ZMCT103C dengan alat ukur tang ampere meter. Dengan diperolehnya hasil kesalahan atau error ini, diharapkan mampu mendapatkan korelasi kesalahan dari alat sensor arus ZMCT103C, sehingga nantinya mampu
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 152 memonitoring pemakaian listrik rumah
tangga dan bisa menghitung biaya pemakaian sistem kelistrikannya dengan benar dan sesuai dengan hasil monitoring yang didapatkan.
Energi listrik merupakan penggerak dasar dari semua komponen elektronika yang terintegrasi dalam sebuah bentuk sistem kelistrikan, yang nantinya akan mendorong setiap kegiatan pada dunia industri maupun instansi. Pemakaian energi listrik tentunya perlu dikontrol mengingat program efesiensi energi yang senantiasa disampaikan pemerintah kepada masyarakat secara luas. Salah satu cara kontrol energi listrik adalah dengan monitoring secara real time ataupun pencatatan pada alat ukur yang terpasang pada sistem dari rangkaian listrik yang dimonitoring. Dengan melakukan monitoring dan control terhadap pemakaian energi listrik diharapkan penggunaan energi listrik dapat sesuai dengan kebutuhan yang ada serta tidak adanya pemakaian yang berlebihan atau pun pemborosan, salah satu cara monitoring real time adalah dengan menggunakan sensor ZMCT103C dibantu dengan Mikrokontroler dan penampilan hasil pengukuran melalui LCD 16x2.
Sensor Arus dengan Menerapkan Rumus Regresi Linier menggunakan Software Bascom AVR“ (Jumrianto, Wahyudi dan Abdul Syakur 2020). Penelitian ini melakukan kalibrasi pada Sensor Tegangan dan Sensor Arus ini dilakukan dengan mengambil beberapa sampel data pada sensor tegangan dengan range 0 – 220 volt dan diumpankan pada step up transformer dengan range 0 – 8000 volt.
Sensor arus dengan range 0 – 5 ampere.
Data diolah dengan microsoft excel untuk mendapatkan Rumus Regresi Linear dan diterapkan pada Software Bascom AVR dan membandingkan hasilnya dengan multimeter terstandard. Penerapan Rumus Regresi Linear pada kalibrasi sensor tegangan dalam Makalah ini, mendapatkan Mean Absolute Percentage Error adalah 3,21%, dengan peyimpangan 113,98, dan akurasi pengukuran 96,97%.
Sedangkan Penerapan Rumus Regresi Linear pada kalibrasi sensor arus ZMCT103C mendapatkan Mean Absolute Percentage Error adalah 7,74%, dengan peyimpangan 7,83 dan akurasi pengukuran 92,26%. [3].
Penelitian kedua dengan judul “Perancangan Sistem Pengukuran Arus dan Proteksi Arus Lebih Pada Sistem Kontrol dan Monitoring Stop Kontak”
(Adhieka Danniswara, Yuli Christyono dan Sukiswo 2020). Penelitian ini melakukan perancangan sistem stop kontak terkontrol yang dapat memberikan informasi maupun mengontrol parameter arus pada peralatan rumah yang terhubung dengan socket tersebut secara real time dengan sistem pengaman arus lebih dan pengatur tegangan masukan berupa dimmer. Dengan menggunakan ESP32 sebagai mikrokontroler, sensor ZMCT103C sebagai pembaca arus, dan aktuator berupa relay. Sistem stop kontak dapat diatur daya masukan pada peralatn listrik menggunakan rangkaian dimmer.
Hasil dari pengukuran arus ZMCT103C menunjukan bahwa selisih antara pembacaaan sistem dengan ampermeter konvensional memiliki selisih yang sedikit.
Pengujian relay arus lebih dapat bekerja sesuai kondisi yang disetting yaitu apabila “Kalibrasi Sensor Tegangan dan
Ada beberapa besaran listik yang umumnya diukur dan dimonitoring penggunaannya antara lain besaran arus, tegangan, energi, dan daya. Dari keempat besaran listrik tersebut penulis melakukan pengkajian terhadap besaran arus sebagai besaran yang bisa berubah nilainya terhadap jumlah beban yang terpasang pada sistem kelistrikan yang akan diukur ataupun dimonitoring penggunaannya.
Proses monitoring besaran arus ini dilakukan dengan pemasangan alat sensor arus pada point koneksi yang menghubungkan sumber beban dan sumber daya. Ada beberapa penelitian yang sudah dilakukan, terkait penggunaan sensor arus sebagai alat bantu monitoring penggunaan energi listrik yang dipakai oleh pengguna baik dari rumah tangga, industri, maupun instansi.
Penelitian pertama dengan judul
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 153 arus lebih dari 3 Ampere. Pengujian
dimmer menunjukan bahwa besar tegangan dapat diatur menggunakan resistor variabel.[1].
arus ZMCT103C guna untuk mengetahui jika terjadi kerusakan pada lampu akan terdapat sebuah notifikasi berupa pesan singkat yang akan terbaca melalui layar Android [4].
Penelitian kelima dengan judul
“Rancang Bangun Purwarupa Alat Monitoring dan Kontrol Beban Satu Fasa Berbasis IOT (Internet Of Thing)“ (Afandi Amir, Arief Marwanto dan dedi Nugroho 2018). Penelitian ini membahas pembuatan suatu sistem monitoring daya dan kontrol beban 1 fase berbasis Internet of Things (IoT), dimana data hasil perekaman akan dikirim ke basis data yang telah disediakan platform yang bersifat open source melalui jaringan internet.
Hasil yang dicapai berupa purwarupa alat yang mampu membaca nilai tegangan, arus, daya dan faktor daya menggunakan mikrokontroler Arduino Nano dengan sensor arus ZMCT103C dan Trafo 220 V – 9 V yang digunakan sebagai sensor tegangan dengan nilai kesalahan pembacaan tegangan, arus, daya dan faktor daya beban satu fase dengan beban yang bervariasi rata-rata tidak lebih dari 5%. [2].
Penelitian keenam dengan judul
“Electrical Control and Monitoring Home System With ACS712 Sensor & Relay Module via Blynk “ (Made Adi Surya Antara, I Wayan Arsa Suteja, Gede Eka Wiantara Putra, Ida Bagus Putu Widja 2023). Penelitian ini membahas Sistem kontrol dan monitoring beban listrik adalah alat yang dirancang untuk mengendalikan dan memonitoring pemakaian listrik. Proses monitoring beban listrik menggunakan sebuah sensor daya model ACS712 yang dihubungkan dengan relay modul untuk mensupply beban listrik dan menghentikan pemakaian beban listrik jika konsumsi daya sudah melebihi kapasitas yang sudah ditentukan sebesar 1000 watt sehingga kontrol energi dapat dilakukan.
Mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler NodeMCU esp8266 yang berfungsi sebagai sistem kontrol utama yang akan dihubungkan dengan aplikasi blynk dengan tujuan kedepan nantinya Penelitian ketiga dengan
judul “Rancangan Energi Meter dan Sistem Monitoring Berbasis ARDUINO UNO ATMEGA328” (Tirangga Ansori, I Made Ari Nrartha dan A Sjamsjiar Rachman 2018).
Penelitian ini membahas perancangan sistem sistem ini memanfaatkan ArduinoATMega 2560 dan Arduino Uno ATmega328 sebagai perangkat yang mengelola perhitungan dan pengiriman dari sistem tersebut. Dengan memanfaatkan ZMCT103C dan ZMPT101B sebagai sensor arus dan tegangan. Untuk aplikasi android sendiri dibuat menggunakan App Inventor. Rancangan sistem yang dibuat didapatkan error rata- rata hasil pengukuran yang dibandingkan dengan alat ukur yaitu tegangan 0.18%, arus 1.03%, daya 3.86%, cosphi 1.49% dan energi 1.17%. Maksimal pengukuran untuk jarak pengiriman data dari energi meter ke android yaitu 23 meter dengan kecepatan pengiriman -80dBm [5].
Penelitian keempat dengan judul
“Rancang Bangun Monitor Jarak Jauh Lampu Penerangan Menggunakan Teknologi Real Time Storage Firebase”
(Ladrena Mesiah, Ali Nurdi dan Suroso 2021). Penelitian ini menjelaskan mekanisme rancang bangun monitor jarak jauh lampu penerangan menggunakan teknologi Real Time Storage Firebase dengan Arduino Uno ATmega328 sebagai penyedia wifi dan informasi perintah pada mikrokontroler sehingga mikrokontroler tersambung ke Firebase. Prototipe monitor lampu penerangan ini menggunakan Android Mega sebagai mikrokontrolernya dan juga memanfaatkan real time database sebagai menyimpan data dan synchronize ke layar user. Monitor lampu penerangan ini sebagai langkah pertama cepat tanggap terhadap penghematan penggunaan sumber energi listrik pada kehidupan sehari-hari dengan menggunakan Android sebagai media untuk memonitor lampu secara real time dan juga adanya sensor
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 154 agar bisa di monitoring secara real time
[6]
Berdasarkan keenam penelitian yang sudah dilakukan tersebut yang keseluruhannya mengangkat permasalahan monitoring energi listrik yang kita konsumsi setiap hari dan berkesinambungan. Adapun topik yang akan penulis teliti dalam penelitian ini adalah berjudul “Efficiency of Monitoring Household Electricity With ZMCT103C”.
Dalam hal ini, penulis mencoba untuk untuk menggunakan sensor yang bertipe sama pada penelitian kesatu sampai kelima yaitu ZMCT103C yang diintegrasikan dengan Arduino Uno dengan monitor LCD 16x2. Penelitian tentang sensor Arus dengan tipe ZMCT103C masih minim diteliti dan hal ini layak untuk dikaji lebih lanjut tentang akurasi maupun error yang didapatkan ketika pengunaan sensor arus tipe ZMCT103C. Perlu diketahui bahwa setiap pembacaan sensor pempunyai perbandingan error yang berbeda beda diperbandingan dengan kesesuaian hasil perhitungan dari penggunaan alat ukur arus seperti tang ampere meter. Hal ini perlu kita ketahui untuk melihat seberapa nilai presentase kesalahan atau error dari masing masing alat ukur sensor terhadap alat ukur besaran listrik yang ada yaitu ampere meter, didalam memonitoring pemakaian energi listrik yang kita pergunakan.
Dengan diadakannya penelitian ini, diharapkan diperoleh akurasi kontrol dan monitoring pemakaian daya listrik dengan sensor tipe ZMCT103C dan dilengkapi dengan monitor LCD nantinya mampu mengontrol dan memonitoring secara real time pemakaian energi listrik dengan benar dan sesuai dengan beban yang terbaca.
KAJIAN LITERATUR A. Arduino Uno
Arduino merupakan platform open source baik secara hardware dan software. Arduino terdiri dar mikrocontroller megaAVR seperti ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, dan ATmega 2560 dengan
menggunakan Kristal osilator 16 MHz namun ada beberapa tipe Arduino yang menggunakan Kristal osilator 8 MHz. Catu daya yang dibutuhkan untuk mensupply minimum sistem Arduino cukup dengan tegangan 5 VDC.
Gambar 1. Arduio Uno
Port arduino Atmega series terdiri dari 20 pin yang meliputi 14 pin I/O digital dengan 6 pin dapat berfungsi sebagai output PWM (Pulse Width Modulation) dan 6 pin I/O analog. Kelebihan Arduino adalah tidak membutuhkan flash programmer external karena di dalam chip microcontroller Arduino telah diisi dengan bootloader yang membuat proses upload menjadi lebih sederhana. Untuk koneksi terhadap komputer dapat menggunakan RS232 to TTL Converter atau menggunakan Chip USB ke Serial converter seperti FTDI FT232.
B. Sensor Arus Hall Effect ZMCT103C Fenomena hall effect ditemukan pada tahun 1879. Penguat tertentu diperlukan untuk mentransformasikan sinyal arus ke sinyal tegangan (Chang, Lin, & Chen, 2004). Hall effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Sensor hall effect ini terdiri atas sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Dengan metode ini arus yang dilewatkan akan terbaca pada fungsi besaran tegangan berbentuk gelombang sinusoidal (L.
Umanand S.R. Bhat, 1992). Sensor arus keluaran Zeming Company ini adalah ZMCT103C terdiri dari rangkaian IC sensor arus hall effect terintegrasi penuh yang
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 155 memberikan sinyal tegangan keluaran
dengan noise yang rendah dan sangat akurat, sebanding dengan arus AC atau DC yang diukur. Digunakan pada berbagai aplikasi, termasuk inverter otomotif dan system elektronik power steering (EPS), inverter untuk konsumen industri. Gambar 2 bentuk fisik sensor arus ZMCT103C.
Gambar 2. Bentuk fisik sensor arus ZMCT103C Spesifikasi sensor ZMCT103C ini adalah : Sensor arus onboard kecil yang presisi, Resistor sampling onboard, Modul dapat mengukur 0 - 5 ampere arus bolak-balik, tegangan keluaran analog yang sesuai 5A/5mA, Ukuran papan pcb: 18,3 mm x17 mm, Range arus primer pada 50/60 Hz : 5 A, Arus primer maksimum pada 50/60 Hz adalah 20 A, Turn ratio: np: ns = 1: 2.500, Winding d.c. Resistance
Akurasi @ rl≤10 ω: 2%, Suhu operasional: - 40 sampai 85°c, Suhu penyimpanan: -45 sampai 90°c, Tegangan penahan dielektrik: 4.000 V/1mA/1detik
C. Modul Sensor Arus ZMCT103C
VCC adalah positif sumber tegangan catu daya, sedangkan GND adalah negatif sumber tegangan catu daya. Untuk tegangan keluaran analog ada pada kaki analog keluaran. Keluaran dari sensor arus ZMCT103C dihubungkan dengan penyearah sehingga bisa dideteksi pada mikrokontroler. Konfigurasi untuk pin-pin modul sensor arus ZMCT103C dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Konfigurasi pin untuk pemasangan sensor arus ZMCT103C.
D. Modul LCD (Liquid Crystal Display) 16x2
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah:Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris, Mempunyai 192 karakter tersimpan, Terdapat karakter generator terprogram, Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8- bit, Dilengkapi dengan back light [2].
Gambar 4. LCD 16 X 2 METODE PENELITIAN
Pendekatan dalam penelitian ini adalah pendekatan kuantitatif, karena penelitian ini banyak menampilkan angka angka. Hal ini menyesuaikan dengan penjelasan penelitian kuantitatif yang mana dituntut menggunakan angka, mulai dari pengumpulan data, penafsiran data, serta menampilkan data.
.
Gambar 5 Alur Analisis
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 156 Pada Gambar 5 dapat dijelaskan bahwa
semua proses dijalankan secara terurut dimulai dengan melakukan studi literatur pendukung sesuai dengan permasalahan penelitian dan dirangkum sebagai bahan acuan penulis. Kemudian menyusun kebutuhan apa saja yang harus dipenuhi dalam membangun sistem. Selanjutnya, dilakukan perancangan software dan hardware dan dilanjutkan dengan implementasi hardware maupun implementasi software sesuai dengan perancangan. Proses selanjutnya setelah sistem selesai dibuat dilanjutkan dengan melakukan pengujian serta menganalisis hasil yang diperoleh. Langkah paling terakhir adalah melakukan penarikan kesimpulan.
Pada selanjutnya dilakukan analisa mengenai proses pengambilan data yang terdapat dalam sensor ZMCT103C yang akan dijalankan oleh sistem yang terdapat pada mikrokontroller Arduino Uno ATmega328 serta pengintegrasian dengan LCD 16x2. Analisis desain sistem akan dijelaskan pada gambar 6 dibawah ini, dengan tujuan alur proses sistem dapat lebih mudah dipahami. Berikut ini merupakan alur dari proses pengambilan data dari sensor ZMCT103C yang terdapat pada sistem yang akan di bangun:
Gambar 6 Analisis Desain Sistem Cara kerja rangkaian seperti pada diagram blok pada Gambar 6 adalah sebagai berikut. Sumber daya utama didapatkan dari jaringan listrik PLN yang tersambung pada panel KWH meter. Panel KWH yang terpasang pada instalasi rumah tangga akan mendistribusikan penyaluran daya ke masing masing stop kontak. Jika beban sudah terpasang pada stop kontak maka LCD 16x2 dan sensor ZMCT103C akan
mengontrol dan memonitoring arus dan daya sehingga pemakaian energi listrik dapat terkontrol dengan baik. Besaran arus dan daya diproses melalui pemrograman Arduino Uno ATmega328 dan didistribusikan dengan LCD 16x2 sehingga hasil arus dan daya dapat dimonitoring pada perangkat yang terpasang.
Pada proses pemerograman pada modul mikrokontroler yang dibutuhkan pada sistem ini yaitu Arduino Uno ATmega328 yang digunakan untuk membuat program serta melakukan kontrol secara keseluruhan yang nantinya akan menampilkan nilai hasil pengukuran dari modul dan sensor ZMCT103C. Berikut tampilan program untuk pembacaan arus dan daya disistem ZMCT103C:
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include "EmonLib.h"
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16, 2);
EnergyMonitor emon1;
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.init();
lcd.backlight();
emon1.current(0, 0.20); calibration 0,21 for A < 1.
//emon1.current(0, 1.06); calibration 1,06 for A > 1.
}
void loop() {
double Irms = emon1.calcIrms(1480);
Serial.print("Arus = ");
Serial.print(Irms); // Irms Serial.println(" A");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Arus = ");
lcd.print(Irms);
lcd.print(" A");
if (Irms*220 > 0.11){
Serial.print("Daya = ");
Serial.print(Irms*220);
Serial.println(" Watt");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Daya = ");
lcd.print(Irms*220);
lcd.print(" Watt");
delay(1000);}
else {
Serial.print("Daya = 0.00");
Serial.println(" Watt");
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 157 lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Daya = 0.00");
lcd.print(" Watt");
delay(1000);
} }
Pengujian dimulai dengan memasang rangkaian pada Gambar 7, kemudian memberikannya program. Konektivitas internet wajib disediakan sebagai salah satu penghubung antara dengan Arduino Uno ATmega328 dan ZMCT103C.
Gambar 7 Rangkaian Sensor ZMCT103C dengan LCD 16x2 yang terhubung ke beban rumah tangga
Pengujian koneksi ke LCD 16x2 dimasukan dalam program ini untuk memastikan bahwa ketersedian sudah terbaca pada sistem Arduino Uno ATmega328 dan ZMCT103C pada distribusi nilai arus dan daya sehingga dapat berjalan . Pengujian dilakukan dalam keadaan tanpa beban atau beban nol.
Kemudian mengamati perubahan keluaran nilai arus dan daya
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Implementasi Perangkat Keras
Implementasi perangkat keras pada sistem ini dimulai dari menghubungkan semua komponen yang dibutuhkan dalam membangun sistem monitoring. Tampilan perangkat keras sistem monitoring arus dan daya dengan mikrokontroller Arduino Uno ATmega328. Pada Gambar 8 dibawah merupakan implementasi sistem monitoring arus dan daya. Terlihat bahwa prototype sistem ini hanya menggunakan komponen yang minim sehingga tidak akan memakan banyak tempat ketika
dihubungkan dengan stop kontak.
Terdapat skematik perangkat keras dari keseluruhan sistem yang terdiri dari beberapa komponen untuk membuat sebuah perangkat elektronik yang memonitoring pembacaan arus dan daya.
Mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 akan disambungkan dengan sensor ZMCT103C melalui rangkaian pembaca arus dan daya. LCD 16x2 sebagai penampil konsumsi beban yang terpakai. Sensor ZMCT103C nantinya akan dihubungkan dengan kabel pada stop kontak untuk dapat membaca arus yang melewatinya.
Sistem mikrokontroller Arduino Uno ATmega328 ini akan bekerja ketika mendapat sumber daya melalui komputer yang terhubung.
Gambar 8 Implementasi Perangkat Keras Untuk menghubungkan sensor ZMCT103C, Arduino Uno ATmega328, diperlukan beberapa komponen, antara lain:
1. Modul Arduino Uno ATmega328 2. Sensor ZMCT103C
3. Kabel NYY 2x1.5 mm 4. Stop kontak
5. Kabel jumper
6. Papan PCB atau Breadboard 8. LCD 16x2
B. Pengujian sensor ZMCT103C, LCD 16x2, dan digital clamp meter
Perbandingan atau pengujian arus dan tegangan antara sensor ZMCT103C dan digital clamp meter dapat dilihat pada table 1 berikut.
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 158 Tabel 1 Pengujian perbandingan sensor
ZMCT103C dan digital clamp meter No Beban
Data Arus Teramati (A)
Error ZMCT
103C
digital clamp meter
1 Tanpa Beban 0.02 0 100.0%
2 Kipas Angin 0.20 0.18 10.0%
3 Setrika 1.11 1.02 8.1%
4 Rice cooker 1.55 1.3 16.1%
5 Hair dryer 1.06 1.05 0.9%
6 Lampu 9W 1.09 1.06 2.8%
7 Lampu 5W 0.6 0.69 13.0%
8 Lampu 3W 0.3 0.41 26.8%
Error rata - rata 22.23%
Berdasarkan pengambilan data besaran arus yang sudah didapatkan dari pembacaan alat sensor ZMCT103C dan digital clamp meter pada Tabel 1, maka dapat kita susun grafik perbandingan sensor ZMCT103C dan digital clamp meter sesuai dengan Gambar 9
Gambar 9. Grafik perbandingan arus sensor ZMCT103C dan digital clamp meter Didapatkan hasil pengujian persentase kesalahan dari pengukuran sensor ZMCT103C dengan Mikrokontroller Arduino Uno terhadap digital clamp meter. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan menggunakan Digital Clamp Meter pada beban yang terpasang. Misal pada setrika pada sensor arus ZMCT103C arus yang terukur adalah 1,1 ampere sedangkan hasil pengukuran pada Digital Clamp Meter adalah 1,02 Ampere. Presentase Error ZMCT103C sebesar 8.1%. Hasil pengukuran tersebut menunjukkan bahwa alat prototipe sudah dapat digunakan sebagai alat monitoring arus pada beban listrik.
Adapun perbedaan pembacaan nilai error yang didapatkan pada sensor ZMCT103C
didapatkan karena penggunaan Mikrokontroller Arduino Uno ATmega328.
Pada Gambar 10 dapat dilihat proses pengukuran yang tertampil antara monitor pengukuran beban yang terpasang pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 yang terhubung dengan sensor ZMCT103C terhadap pengukuran yang dilakukan dengan digital clamp meter.
Pada Gambar 10 penulis juga melakukan pengujian kinerja LCD 16x2 bertujuan untuk mengetahui apakah sistem kontrol dengan mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 pada saat pengukuran beban listrik dapat menampilkan pembacaan konsumsi daya yang terpakai pada mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 sudah di program sebelumnya.
Gambar 10 Percobaan pengukuran digital clamp meter, LCD 16x2, dan sensor
ZMCT103C
Pada Gambar 11 dapat dilihat nilai besaran arus dan daya yang tertampil pada monitor pengukuran beban yang terpasang pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 yang terhubung dengan sensor ZMCT103C. Besaran arus dan daya nilai nya akan berubah ubah mengikuti besaran beban yang terpasang atau terhubung pada rangkaian
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 159 mikrokontroler Arduino Uno ATmega328
dengan sensor ZMCT103C.
Gambar 11 Tampilan monitor mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 dengan sensor ZMCT103C terhadap nilai arus, daya, energi,
dan daya puncak.
Pada Gambar 12 dapat dilihat proses pengukuran pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ATmega328, Sensor ZMCT103C dengan LCD 16x2 dimana besaran arus dan daya nya akan berubah ubah mengikuti besaran beban yang terpasang atau terhubung pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ATmega328 dengan sensor ZMCT103C serta LCD 16x2.
Gambar 12 Tampilan beban yang terhubung pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ATmega328, Sensor ZMCT103C dengan LCD
16x2.
Dari hasil pengukuran pada Tabel 1 bahwa pada sensor ZMCT103C ini sudah bekerja dengan baik. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan menggunakan digital clamp meter pada beban yang terpasang.
Misal pada beban hair dryer pada sensor ZMCT103C arus yang terukur adalah 1.06 ampere sedangkan hasil pengukuran pada digital clamp meter arus yang terbaca adalah 1,05 ampere. Hasil pengukuran tersebut menunjukkan bahwa sensor ZMCT103C sudah dapat digunakan sebagai alat monitoring arus pada beban listrik.
Error pada pengukuran pada sensor ZMCT103C dibandingkan dengan digital clamp meter dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
%Error = [(Nilai terbaca−Nilai sebenarnya)] / Nilai terbaca x 100%
Dari perhitungan diatas didapatkan rata- rata error pada masing-masing beban untuk hair dryer sebesar 0.9 %. Untuk pengukuran monitoring sensor ZMCT103C terhadap digital clamp meter.
Gambar 13 Tampilan monitor LCD 16x2 terhadap nilai arus dan daya.
PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 2 October 2023 160 KESIMPULAN
Berdasarkan pada tahapan penelitian yang dilakukan mulai dari perancangan hardware, perancangan software, implementasi, hingga tahap pengujian perangkat monitoring arus dan daya pada beban listrik rumah tangga dapat ditarik kesimpulan yaitu pada penelitian ini dapat dibuat perangkat monitoring dan kontrol arus dan daya pada beban rumah tangga berbasis Arduino Uno ATmega328.
Perangkat monitoring arus dan daya pada beban rumah tangga dapat memberikan informasi tingkat perubahan arus listrik secara real time. Sistem seluruhnya telah dapat melakukan monitoring dan kontrol perubahan arus dan daya listrik pada beban rumah tangga dengan nilai rata- rata presentase error yang rendah, menyamai alat ukur arus digital clamp meter.
REFERENSI
[1] Adhieka Danniswara, Yuli Christyono dan Sukiswo (2020). Perancangan Sistem Pengukuran Arus dan Proteksi Arus Lebih Pada Sistem Kontrol dan Monitoring Stop Kontak. TRANSIENT, VOL. 9, NO. 3, SEPTEMBER 2020, e- ISSN: 2685-0206.
[2] Afandi Amir, Arief Marwanto dan dedi Nugroho (2018). Rancang Bangun Purwarupa Alat Monitoring dan Kontrol Beban Satu Fasa Berbasis IOT (Internet Of Thing). Transmisi Jurnal Ilmiah Teknik Elektro 20(1):29, DOI:10.14710/transmisi.20.1.29-33 January 2018
[3] Jumrianto, Wahyudi dan Abdul Syakur (2020). Kalibrasi Sensor Tegangan dan Sensor Arus dengan Menerapkan Rumus Regresi Linier menggunakan Software Bascom AVR . Journal of Systems, Information Technology, and Electronics Engineering 1(1)(2020) 1-14, DOI:
https://doi.org/10.31331/jsitee.v1i1 . 7525-1
[4] Ladrena Mesiah, Ali Nurdi dan Suroso (2021). “Rancang Bangun Monitor Jarak Jauh Lampu Penerangan Menggunakan Teknologi Real Time
Storage Firebase. Jurnal ECOTIPE, Vol. 8, No.2, Oktober 2021, Hal. 85-
92, DOI:
10.33019/jurnalecotipe.v8i2.2493 [5] Tirangga Ansori, I Made Ari Nrartha
dan A Sjamsjiar Rachman (2018).
Rancangan Energi Meter dan Sistem Monitoring Berbasis ARDUINO UNO ATMEGA328.
http://eprints.unram.ac.id/10956/1 /Jurnal%201%20kolom.pdf
[6] Made Adi Surya Antara, I Wayan Arsa Suteja, Gede Eka Wiantara Putra, Ida Bagus Putu Widja (2023), Electrical Control and Monitoring Home System With ACS712 Sensor & Relay Module via Blynk. PATRIA ARTHA Technological Journal • Vol. 7 Issue 1 April 2023.
