RANCANG BANGUN SISTEM PROTEKSI DAN MONITORING KELEBIHAN BEBAN LISTRIK PADA RUMAH TANGGA
BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT)
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik (S.T.)
Oleh : EFNI GUNAWAN NIM 190120201014
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK DAN TEKNOLOGI KEMARITIMAN UNIVERSITAS MARITIM RAJA ALI HAJI
TANJUNGPINANG 2023
iv MOTTO
One Day, One Percent
(Awan)
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Terucap syukur Alhamdulillah kepada Allah Subhanahu wa Ta'ala. Dzat yang maha segala-galanya atas segala limpahan berkah, nikmat umur, nikmat sehat, nikmat waktu, nikmat iman, perlindungan, dan kemudahan dalam menjalani setiap langkah kaki ini. Tak lupa pula shalawat serta salam tetap tercurah kepada
junjungan alam Nabi besar Muhammad , yang telah
menunjukkan kepada kita dari zaman kegelapan ke zaman yang terang benderang yaitu dinul islam. Dengan ketulusan hati dan penuh kasih sayang saya sembahkan karya sederhana ini kepada:
Umak (Desma Dewi) dan Abak (Ahmad Dami), yang telah memberikan kasih sayang, dukungan, ridho, dan cinta kasih yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat terbalas hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan kata persembahan. Semoga ini menjadi langkah awal untuk membuat Umak dan Abak bahagia karena saya sadar, selama ini belum bisa berbuat lebih. Untuk Umak dan Abak yang selalu membuat saya termotivasi dan selalu menyirami kasih sayang, selalu mendoakan, selalu menasehati, serta selalu meridhoi saya melakukan hal yang lebih baik, terima kasih Umak, terima kasih Abak.
Uda (Irwan Fauzi) dan Adiak (Roni Hidayat) yang telah memberikan semangat dan inspirasi dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga doa dan semua hal baik yang diberikan menjadikan saya orang yang baik pula, terima kasih.
vi
Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Elektro yang telah membimbing dan memberikan arahan, dorongan selama perkuliahan maupun dalam penyelesaian skripsi ini.
Bapak instruktur Balai Latihan Kerja dan Pengembangan Produktivitas Provinsi Kepulauan Riau (BLK PP KEPRI) terkhususnya dilingkungan bengkel listrik dan otomotif yang telah bersedia disusahkan oleh saya selama masa pembuatan skripsi ini.
Teman-teman seperjuangan pembuatan skripsi, yang hari-harinya tidak luput dari BLK PP KEPRI. Semoga sukses selalu menyertai kita kini dan nanti.
Teman-teman yang tergabung dalam grup whatsapp Kelompok Belajar yang selama masa perkuliahan telah membersamai saya dalam menyelesaikan serta menuntaskan tanggung jawab perkuliahan, sengaja saya tidak sebutkan namanya satu persatu agar nantinya tidak timbul perasaan congkak.
Sanak seperantauan yang tergabung dalam Himpunan Mahasiswa Sumatra Barat Provinsi Kepulauan Riau, rumah pertama saya ketika awal menginjakkan kaki di tanah melayu Kota Tanjungpinang. Terima kasih sudah menyambut dan menerima saya sebagai keluarga minang di tanah rantau.
Para kader umat dan kader bangsa yang tergabung dalam Himpunan Mahasiswa Islam (HMI) terkhususnya HMI Komisariat Eksakta UMRAH yang telah membantu dan memberikan wadah kepada saya untuk menjadi insan yang ber-intelektual. Ilmu, dukungan, semangat, dan motivasi yang didapat tidak akan pernah bisa terbalaskan.
vii
Ayunda pemilik NIM 190384205030 terima kasih telah berkontribusi banyak dalam penulisan skripsi ini, meluangkan baik tenaga, pikiran, materi maupun moril kepada saya dan senantiasa sabar menghadapi saya. Terima kasih telah menjadi bagian dari perjalanan saya hingga sekarang ini. Semoga kedepannya dapat memperbaiki apa-apa yang kemaren dirasa kurang dan ditambahkan apa-apa yang dirasa diperlukan. Tetaplah tidak tunduk kepada apa-apa dan memiliki jalan pemikiran yang jarang dimiliki manusia lain.
viii
KATA PENGANTAR
arahmatullahi Wabarakatuh
Alhamdulillah puji syukur kepada Allah Subhanahu wa Ta'ala berkat Rahmat, Hidayah, dan Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Rancang Bangun Sistem Proteksi dan Monitoring Kelebihan Beban Listrik pada Rumah Tangga Berbasis Internet of Things (IoT) Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik. Shalawat serta salam selalu penulis haturkan kepada junjungan alam Nabi Muhammad Shallallahu
jahiliyah.
Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Ir. Sapta Nugraha, S.T., M.Eng. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji sekaligus Ketua Penguji sidang skripsi yang sudah banyak memberikan masukan serta kritikan yang membangun dalam perbaikan skripsi ini.
2. Bapak Tonny Suhendra, S.T., M.Cs. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji sekaligus sebagai Pembimbing I yang telah memberikan saran dan masukan kepada peneliti dalam penyusunan skripsi ini.
ix
3. Bapak Ahmad Syafiq, S.T., M.Si. selaku Pembimbing II yang telah memberikan saran dan arahan kepada peneliti demi penyempurnaan skripsi ini.
4. Bapak Ir. Indra Putra Almanar, M.Sc., Ph.D. selaku Dewan Penguji I yang telah memberikan pandangan kritis seputar alat yang peneliti rancang.
5. Bapak Muhamad Mujahidin, S.T., M.T. selaku Dewan penguji II yang telah memberikan masukan, saran, serta pengalaman yang sangat luar biasa selama proses revisi pasca sidang skripsi.
6. Bapak Deny Nusyirwan, S.T., M.Sc. selaku dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing peneliti dari awal sampai berakhirnya masa perkuliahan di Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji.
7. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji yang telah memberikan ilmunya selama masa perkuliahan.
8. Segenap staff Tata Usaha Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji yang telah memberikan arahan dan informasi dalam proses pembuatan skripsi ini.
9. Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro angkatan 2019 yang memberikan support, kebersamaan dan kerjasamanya selama masa perkuliahan.
Akhir kata penulis selaku mahasiswa dari Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Teknologi Kemaritiman Universitas Maritim Raja Ali Haji mengucapkan banyak terima kasih atas kesempatan dan bantuan semua pihak yang
xi DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii
MOTTO ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
ABSTRAK ... xvii
ABSTRACT ... xviii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Batasan Masalah ... 2
D. Tujuan Penelitian ... 3
E. Manfaat Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Kajian Terdahulu ... 4
B. Landasan Teori ... 8
1. Sistem Proteksi ... 8
2. Beban Listrik... 8
3. Listrik AC (Alternating Current) 1 Phasa ... 10
4. ESP 32... 10
5. Solid State Relay (SSR) ... 11
6. Modul PZEM-004T ... 12
7. LCD (Liquid Cristal Display) dengan 12C ... 13
8. Internet Of Things (IoT) ... 14
9. Aplikasi Blynk ... 15
xii
10. Akurasi dan Presisi ... 15
11. Instrumen ... 16
III. METODE PENELITIAN ... 17
A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 17
B. Alat dan Bahan Penelitian ... 17
C. Prosedur Penelitian ... 18
D. Perancangan Sistem ... 20
E. Pengolahan dan Analisis Data ... 25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
A. Pengembangan Perangkat Keras ... 28
1. Pengembangan Elektronik ... 28
B. Pengembangan Perangkat Lunak ... 29
1. Pengembangan Firmware ... 29
2. Pengembangan Dashboard Blynk ... 36
C. Uji Fungsionalitas ... 37
1. Pengujian Mikrokontroler ESP32 ... 37
2. Pengujian LCD 20x4 ... 38
3. Pengujian Relay SSR ... 38
4. Pengujian Sensor PZEM-004T ... 39
D. Integrasi Komponen ... 40
E. Uji Laboratorium ... 42
1. Error dan Akurasi PZEM-004T ... 42
2. Uji Keseluruhan Sistem ... 46
F. Uji Lapangan ... 48
G. Analisis Data ... 50
H. Pembahasan ... 53
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 56
A. Kesimpulan ... 56
B. Saran ... 56
DAFTAR PUSTAKA ... 57
LAMPIRAN ... 61
BIODATA DIRI ... 92
