Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang Berbasis Arduino dengan Protokol Modbus dan Antarmuka Blynk karya Reva Resta Arianto, Rizqi Agus Indrayana dan Salsanaila Radinda Rahmadani yang merupakan siswa TEI SMKN 1 Nglegok. Sisem ini menerapkan teknologi mutakhir yang menggabungkan Arduino, protokol komunikasi Modbus, dan aplikasi Blynk untuk pemantauan yang canggih dan berbasis Internet of Things (IoT) dari PLTS.
Gambar 1.1. Produk Sistem Monitoring PLTS
Protokol Komunikasi Modbus
Modbus adalah protokol komunikasi serial yang dipublikasikan oleh Modicon pada tahun 1979 untuk diaplikasikan ke dalam programmable logic controllers (PLCs). Modbus sudah menjadi standar protokol yang umum digunakan untuk menghubungkan peralatan elektronik industri. Modbus digunakan untuk komunikasi antar banyak perangkat dalam satu jaringan, misalnya dalam sebuah sistem yang melakukan pengukuran suhu dan kelembapan dan mengirimkan hasilnya ke sebuah komputer. Modbus sering digunakan untuk menghubungkan komputer pemantau dengan remote terminal unit (RTU) pada sistem supervisory control and data acquisition (SCADA).
Fitur Utama Project Ini
1. Antarmuka Aplikasi Blynk
Antarmuka Aplikasi Blynk memungkinkan pengguna untuk mengakses data monitoring PLTS dari mana saja melalui koneksi internet. Dengan antarmuka yang mudah digunakan, pengguna dapat dengan cepat dan nyaman memantau kinerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Penggunaan Sensor PZEM-004T, yang dirancang khusus untuk memonitor tegangan, arus, daya, dan energi, memungkinkan pengguna untuk mendapatkan data yang sangat akurat dan relevan tentang kinerja PLTS. Dengan kombinasi antarmuka Blynk dan sensor PZEM-004T, pengguna dapat dengan mudah memantau dan mengoptimalkan sistem PLTS mereka untuk hasil yang lebih baik. 2. Tampilan Data Terakhir
Antarmuka bawaan dari Blynk menampilkan data historis terakhir sebanyak empat set untuk tiap parameter seperti tegangan, arus, daya, dan energi pada sistem monitoring PLTS. Fitur ini sangat berguna untuk memahami perkembangan dan tren seiring berjalannya waktu, memungkinkan pengguna untuk dengan mudah melacak bagaimana kinerja PLTS berubah dari waktu ke waktu. Dengan informasi ini, pengguna dapat memantau dan menganalisis performa PLTS dengan lebih baik serta merencanakan tindakan perbaikan atau peningkatan yang sesuai untuk sistem tersebut.
3. Koneksi IoT
Sistem ini berdasarkan konsep Internet of Things (IoT), yang berarti data yang dihasilkan dapat diakses dan dipantau secara real-time melalui jaringan internet. Ini memberikan kemampuan pemantauan dari jarak jauh, yang memungkinkan pemilik system monitoring PLTS untuk mengoptimalkan kinerjanya tanpa harus berada di lokasi fisik. Kehadiran modul ESP32 dalam sistem memastikan konektivitas WiFi yang stabil dan handal, yang penting untuk memastikan akses mudah dan konsisten ke data dari system monitoring PLTS.
Hardware yang digunakan
1. Arduino Uno R3
Arduino UNO R3 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang berbasis ATmega328P. Mikrokontroler ini memiliki kekuatan untuk membaca input dari sensor dan perangkat lainnya, serta mengontrol output seperti lampu LED, motor, dan banyak lagi. Inti dari Arduino UNO R3 adalah kemampuannya dalam menyederhanakan proses pemrograman dan penggunaannya, sehingga memungkinkan pemula untuk melakukan proyek-proyek elektronika tanpa perlu memiliki pengetahuan yang mendalam tentang mikrokontroler.
Gambar 1.2. Arduino Uno R3
2. ESP32
ESP32 adalah Mikrokontroler System on Chip (SoC) berbiaya rendah dari Espressif Systems, yang juga sebagai pengembang dari SoC ESP8266 yang terkenal dengan NodeMCU. ESP32 merupakan penerus SoC ESP8266 dengan menggunakan Mikroprosesor Xtensa LX6 32-bit Tensilica dengan Wi-Fi dan Bluetooth yang terintegrasi.Hal yang baik tentang ESP32, seperti ESP8266 adalah komponen RF terintegrasi seperti Power Amplifier, Low-Noise Receive Amplifier, Antena Switch, dan Filter. Hal ini membuat perancangan hardware pada ESP32 menjadi sangat mudah karena hanya memerlukan sedikit komponen eksternal. Gambar 1.3. ESP32
3. Sensor PZEM 004T
Sensor PZEM 004T (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 1.3. Sensor PZEM 004T
Software yang Digunakan
1. Arduino IDE
Arduino IDE (Integrated Development Environment) adalah perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram dan mengunggah kode ke papan Arduino. Ini adalah alat inti yang digunakan oleh para pengembang, pemula, dan pecinta elektronika untuk mengembangkan berbagai macam proyek berbasis Arduino.
Gambar 1.4. Logo Arduino IDE
2. Blynk
Blynk dirancang untuk IoT. Ini membolehkan pengendalian perangkat keras dari jauh, serta memaparkan serta mengingat data sensor, menyediakan visualisasi data, dan banyak lagi fungsi hebat lainnya. Blynk mempermudah pengendalian perangkat keras IoT serta pemantauan data sensor dari jauh, memungkinkan penyimpanan data untuk analisis jangka panjang, dan menciptakan tampilan data yang interaktif melalui aplikasi seluler. Platform ini sangat user-friendly dengan penggunaan yang mudah dan fleksibilitas kustomisasi.
3. Easyeda
EasyEDA adalah perangkat lunak yang memungkinkan pembuatan sirkuit cetak dan skema elektronik secara gratis tanpa batasan PCB. Salah satu keunggulan utama perangkat ini adalah penggunaannya langsung dari halaman web, tanpa perlu menginstal plugin tambahan, menjadikannya sangat menggiurkan untuk membuat sirkuit dengan cepat tanpa peralatan yang sangat kuat.
4. Draw.io
Draw.io adalah sebuah platform daring yang memungkinkan pembuatan diagram secara online. Platform ini cukup terkenal, meskipun masih ada yang belum memahaminya sepenuhnya. Draw.io memungkinkan pengguna untuk membuat berbagai jenis diagram menggunakan browser yang mendukung HTML 5 tanpa perlu menginstal perangkat lunak tambahan.
Gambar 1.7. Logo Draw.io
5. Fritzing
Fritzing adalah perangkat lunak sumber terbuka yang digunakan untuk membuat desain proyek elektronika, terutama perangkat keras gratis.
Gambar 1.8. Logo Fritzing
Block Diagram
Dalam blok diagram ini, digunakan Arduino Uno sebagai perangkat pengirim data yang telah diperluas dengan modul komunikasi RS-485 untuk tujuan komunikasi. Sebagai penerima data, ESP32 bertindak sebagai server yang menyajikan data kepada platform Blynk. Sensor PZEM-004T digunakan untuk mengukur parameter-parameter kunci dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), seperti tegangan, arus, daya, dan energi yang dihasilkan.
Gambar 1.9. Block Diagram Transmitter
Gambar 1.10. Block Diagram Receiver
Wiring Diagram
Gambar 1.16. Wiring Diagram Transmitter
Gambar 1.17. Wiring Diagram Receiver
Schematics Diagram
Dalam skema diagram ini, terdapat dua komponen utama, yaitu transmitter (pengirim) dan receiver (penerima). Transmitter, dalam konteks ini, berperan sebagai penghubung antara sensor PZEM 004 T dan perangkat penerima (seperti ESP32). Fungsinya adalah untuk mengumpulkan data dari sensor PZEM 004 T, mengemas data sesuai dengan protokol Modbus, dan mengirimkannya melalui saluran komunikasi RS-485 agar data tersebut dapat diproses dan dianalisis lebih lanjut.
Gambar 1.11. Schematics Diagram Transmitter
Gambar 1.12. Schematics Diagram Receiver
3D VIEW
Gambar 1.13. 3D View PCB Board transmitter
Gambar 1.14. 3D View PCB Board Receiver
User Interface
Gambar 1.15. User Interface
User Manual Guide
1. Persiapan Awal
- Sebelum memulai, pastikan Anda telah menyiapkan perangkat. Alat pemantauan PLTS dengan protokol Modbus.
- Smartphone dengan aplikasi Blynk yang diinstal.
2. Menghubungkan Alat ke Modbus
- Menghubungkan alat pemantauan PLTS ke panel surya.
- Hubungkan alat system monitoring PLTS transmiter dan reciever
- Pastikan alat pemantauan memiliki akses ke jaringan Wi-Fi yang terhubung ke Internet.
3. Konfigurasi Aplikasi Blynk
- Buka aplikasi Blynk di smartphone
- Buat proyek baru dan pilih perangkat yang sesuai.
- Anda akan menerima token Blynk, catat token ini untuk konfigurasi selanjutnya.
- Tambahkan widget yang sesuai seperti grafik, tampilan nilai, atau tindakan yang diinginkan untuk memantau PLTS.
4. Pemantauan PLTS
- Buka proyek Blynk yang sudah Anda buat.
- Pastikan blynk dalam keadaan online.
- Aplikasi Blynk akan mulai menampilkan data dari alat pemantauan PLTS Anda.
Gambar 1.16. Manual Guide
