Karya Handi Prayoga siswa TEI SMKN 1 Nglegok menciptakan sebuah inovasi karya yaitu Sistem Monitoring Daya Listrik berbasis Arduino UNO dan ESP32 menggunakan ModBus dengan Interface Blynk. Inovasi ini memberikan solusi yang efisien dan cerdas untuk memantau dan mengoptimalkan kinerja sistem panel surya. Produk ini dirancang untuk memantau dan mengelola daya, produk ini
memberikan solusi yang efisien dan cerdas untuk memantau dan mengoptimalkan
kinerja sistem panel surya Anda.
1. Pemantauan Real-time
Sistem ini memungkinkan untuk memantau daya yang dikeluarkan setiap hari secara real-time. Informasi ini ditampilkan dalam bentuk angka yang mudah dibaca melalui antarmuka pengguna yang intuitif.
2. Pemantauan Individual
Hal ini memungkinkan untuk mengidentifikasi masalah potensial pada tingkat mikro dan mengambil tindakan korektif dengan cepat.
3. Pengoptimalan Kinerja
Dengan memantau data daya yang dikeluarkan secara terus-menerus, sistem ini memungkinkan untuk menganalisis dan mengoptimalkan kinerja sistem alat. Sistem ini dapat mengidentifikasi pola daya yang tidak normal atau rendah.
4. Komunikasi MODBUS
Sebuah protokol komunikasi yang digunakan untuk menghubungkan perangkat elektronik, terutama perangkat-perangkat dalam lingkup industri, seperti sistem otomasi industri, pengendalian proses, dan peralatan lainnya. Protokol Modbus ini protokol yang berbasis serial yang menggunakan koneksi RS-232 atau RS-485 untuk komunikasi.
5. Bahasa Pemrograman IoT Node
Sistem ini menggunakan bahasa pemrograman C pada IoT Node, memberikan fleksibilitas dan kinerja yang tinggi untuk memastikan operasi yang lancar dan
Spesifikasi Teknis
1. Modul Modbus Rs485
Tegangan RS-485 biasanya dalam rentang -7V hingga +12V untuk komunikasi single-ended. Dalam mode differential, perbedaan antara dua saluran positif dan negatif biasanya berkisar dari 2 hingga 6 volt.Jarak RS-485 mendukung komunikasi jarak jauh, dengan kemampuan untuk mentransmisikan data hingga beberapa ribu kaki atau lebih (tergantung pada kekuatan sumber daya, kecepatan, dan kualitas kabel).
1.1. Gambar RS485 to Arduino UNO
2. Sensor Pzem004t
Tegangan Input [Tegangan AC Input: 80-260V AC (Model AC).Tegangan DC Input: 6.5-100V DC (Model DC)]. Parameter Yang Dapat Diukur:Tegangan AC,Arus AC,Daya aktif (Watt),Energi aktif (KWh),Frekuensi,Faktor daya (Power Factor).
1.2. Gambar Pzem004t to Arduino UNO
3. Bahasa Pemrograman IoT Node
Menggunakan bahasa pemrograman C untuk memastikan fleksibilitas dan kinerja yang optimal.
4. Protocol Komunikasi
Menggunakan protokol Modbus RTU yang berbasis serial yang menggunakan koneksi RS-485 untuk komunikasi antara perangkat Transmiter dan Receiver.
Hardware yang Digunakan
1. Arduino Uno
Arduino Uno adalah salah satu dari sekian jenis produk dari keluarga arduino yang papan elektroniknya memiliki mikrokontroler ATMega 328. IC mikrokontroler di papan eletronik itu nantinya bertindak seperti layaknya sebuah komputer dikarenakan memiliki CPU, RAM, mapun ROM. Sumber daya pada Arduino Uno dapat diperoleh melalui dua cara, yaitu melalui koneksi USB atau dengan menggunakan sebuah sumber daya eksternal. Arduino Uno memiliki kemampuan untuk memilih sumber daya secara otomatis, yang membuatnya sangat fleksibel dalam penggunaannya.
Gambar 1.3. Arduino UNO
2. ESP32 DEV Module
ESP32 adalah Mikrokontroler System on Chip (SoC) berbiaya rendah dari Espressif Systems, yang juga sebagai pengembang dari SoC ESP8266 yang terkenal dengan NodeMCU. ESP32 adalah penerus SoC ESP8266 dengan menggunakan Mikroprosesor Xtensa LX6 32-bit Tensilica dengan Wi-Fi dan Bluetooth yang terintegrasi.
Gambar 1.4. ESP32 DEV Module
3. PZEM-004T
PZEM-004T adalah sebuah modul elektronik yang berfungsi untuk mengukur : Voltage / Tegangan, Arus, Daya, Frekuensi, Energi dan Power Faktor. Dengan kelengkapan fungsi / feature ini, maka modul PZEM-004T sangat ideal untuk digunakan sebagai project maupun eksperimen alat pengukur daya pada sebuah jaringan listrik seperti rumah atau gedung.
Gambar 1.5. Sensor Pzem-004T
4. Modul RS485
RS-485 adalah protokol komunikasi serial asinkron yang tidak memerlukan pulsa clock. Komunikasi ini menggunakan teknik yang disebut sinyal diferensial untuk mentransfer data biner dari satu perangkat ke perangkat lainnya. Metode sinyal diferensial bekerja dengan membuat tegangan diferensial dengan menggunakan 5V positif dan negatif.
Gambar 1.6. Modul RS485
Software yang Digunakan
1. EasyEda
EasyEDA adalah sebuah platform desain berbasis web yang memungkinkan insinyur elektronik, pengembang perangkat keras, dan hobiis untuk merancang sirkuit elektronik, menghasilkan PCB (Printed Circuit Board), dan berkolaborasi secara online.
Gambar 1.7. Logo EasyEda
2. Arduino IDE
Arduino IDE adalah software yang digunakan untuk membuat sketch pemrogaman atau dengan kata lain arduino IDE sebagai media untuk pemrogaman pada board yang ingin diprogram, hobiis, dan pendidik di seluruh dunia. Ini adalah sebuah alat yang memberdayakan pengguna untuk merancang,mengembangkan,dan memprogram mikrokontroler Arduino dengan mudah dan efisien.
Gambar 1.8. Logo Arduino IDE
3. Draw. io
Draw.io adalah sebuah perangkat lunak diagram dan aplikasi berbasis web yang digunakan untuk membuat berbagai jenis diagram, seperti diagram aliran, diagram organisasi, diagram jaringan, dan banyak lagi. Ini adalah alat yang sangat populer untuk membuat diagram karena memiliki berbagai fitur yang kuat dan ramah pengguna, serta dapat diakses melalui peramban web tanpa perlu menginstal perangkat lunak tambahan.
1.9. Logo Draw. io
4. Fritzing
Fritzing adalah perangkat lunak open-source yang dirancang khusus untuk membantu pengguna merancang dan menggambarkan skematik elektronik, papan sirkuit cetak (PCB), dan juga diagram penghubungan perangkat keras (wiring diagram).
Logo 1.10. Logo Fritzing
Block Diagram
Gambar 1.11. Block Diagram Transmiter
Gambar 1.12. Block Diagram Receiver
Wiring Diagram
Gambar 1.17 Wiring Diagram Transmiter
Gambar 1.18. Wiring Diagram Receiver
Schematics
Gambar 1.13. Schematics Transmiter
Gambar 1.14. Schematics Receiver
3D View Board
Gambar 1.15. Board Transmiter
Board 1.16. Board Receiver
User Manual Guide Transmiter
1. Sensor PZEM 004T 100A (V3.0)
Sensor PZEM (Power, Voltage, Energy, and Measurement) adalah sensor yang digunakan untuk mengukur dan memantau parameter listrik seperti tegangan, arus, daya, faktor daya, frekuensi, dan energi listrik. Sensor ini memungkinkan pengguna untuk mengamati dan memantau konsumsi daya atau penggunaan listrik secara real-time.
Gambar 1.19. Bentuk Fisik Sensor PZEM 004T
2. Arduino UNO R3
Salah satu papan kontroler mikro (mikrokontroler) berbasis dataseheet Atmega328. Papan kontroler ini bersifat sumber terbuka yang paling populer karena dirancang untuk memudahkan pengendalian elektronik di segala bidang.
3. Modul RS485
Protokol komunikasi serial asinkron yang tidak memerlukan pulsa clock. Komunikasi ini menggunakan teknik yang disebut sinyal diferensial untuk mentransfer data biner dari satu perangkat ke perangkat lainnya.
User Manual Guide Transmiter
Device Receiver
Perangkat elektronik yang digunakan untuk menerima sinyal atau data dari perangkat pengirim (transmitter) melalui saluran komunikasi. Berfungsi untuk menangkap dan mengubah sinyal atau data yang diterima menjadi bentuk yang dapat diproses atau dipahami oleh perangkat atau sistem lainnya.
Gambar 1.21. Device Receiver
Modul RS485
Protokol komunikasi serial asinkron yang tidak memerlukan pulsa clock. Komunikasi ini menggunakan teknik yang disebut sinyal diferensial untuk mentransfer data biner dari satu perangkat ke perangkat lainnya.
Gambar 1.22. Modul RS485
User Manual Guide Website Monitoring
Berikut adalah panduan penggunaaan langkah demi langkah untuk menggunkan Website pada alat ini:
Buka Aplikasi Google Crome Pada Hp Kalian Lalu Cari Website : https://teigo.online/MDL/mdl/index.php
Gambar 1.23.Tampilan Dasboard Website
Gambar 1.24. Tampilan Grafik Tegangan
Langkah-langkah Pemakaian Alat
1. Langkah Pertama: Menyalakan Alat (Transmiter)
Untuk memulai, hubungkan alat ke sumber daya dengan menggunakan jack DC yang disediakan. Pastikan untuk menghubungkan jack DC dengan benar ke port yang sesuai pada alat gunakan adaptor dengan tegangan 5 VDC.
Gambar 1.25. Spesifikasi Adaptor
Setelah jack DC terhubung, pasang alat ke sumber daya listrik yang sesuai dan led akan menyala sebagai penanada bahwa tegangan sudah masuk dalam alat.
Gambar 1.26. Foto Alat Transmiter
2. Langkah Kedua: Menyalakan Alat (Receiver)
Untuk memulai, hubungkan alat ke sumber daya dengan menggunakan jack DC yang disediakan. Pastikan untuk menghubungkan jack DC dengan benar ke port yang sesuai pada alat gunakan adaptor dengan tegangan 5 VDC.
Gambar 1.27. Foto Alat Receiver
3. Langkah Ketiga: Cek Fasa
Silahkan cek fasa pada sumber tegangan ac menggunakan obeng tespen.Pengecekan fasa pada sumber tegangan AC menggunakan obeng tespen adalah prosedur yang umum dilakukan untuk menentukan status fasa dari tegangan AC yang ada.
Gambar 1.28. Pangecekan Fasa
4. Langkah Keempat: Hubungkan Steker Pada Stopkontak
5. Langkah Kelima: Lihat Website
Buka aplikasi Crome di smartphone atau tablet Anda, dan Anda akan memiliki akses langsung ke data dan kontrol perangkat Anda dengan cepat dan sederhana. Dari suhu ruangan hingga pengukuran sensor.
Gambar 1.29. Tampilan Pertama Setelah Steker Dihubungkan ke Stopkonkan Pada Website Monitoring
Langkah Keenam: Tambahkan Beban Pada Output Stopkontak
Untuk meningkatkan keakuratan dan efisiensi sistem monitoring daya listrik, Anda dapat mempertimbangkan menambahkan beban tambahan. Dengan menambahkan beban, Anda dapat memantau respons sistem terhadap beban tambahan ini dan memahami bagaimana daya listrik terdistribusi.
Gambar 1.30. Penambahan Beban Berupa Lampu