BAB 4

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Bab ini berisi mengenai perancangan dan implementasi Pembangunan Sistem

Monitoring Energi berdasarkan hasil analisis pada bab sebelumnya.

4.1 System Requirement

Dalam membangun produk Sistem Monitoring Energi diperlukan kebutuhan system

dengan pengelompokan Kebutuhan Fungsional, Kebutuhan Software, Kebutuhan Hardware :

4.1.1 Kebutuhan Fungsional

Berikut ini merupakan daftar kebutuhan fungsional yang perlu ada di aplikasi Sistem

Monitoring Energi : Table 4-1 Daftar Kebutuhan Fungsional

No Fungsi Keterangan

1 Penggunaan Energi Realtime Menampilkan kalkulasi

penggunaan energy secara

realtime.

2 Status Pengukuran Indikator status pengukuran

berupa terhubung atau tidak

3 History Penggunaan Menyimpan histori

penggunaan.

4.1.2 Kebutuhan Software

Berikut ini merupakan daftar kebutuhan software yang perlu ada di aplikasi Sistem

Monitoring Energi : Table 4-2 Daftar Kebutuhan Software

No Nama Software Keterangan

1 Arduino IDE Editor untuk menupload

sketch ke board arduino.

2 MySQL Workbranch Tools Penghubung Client

Server ke DBMS Mysql.

3 Apache2 Web Server

4 Php 5.6 Bahasa Server Side

5 Mysql Database Management

System

6 Sublime Text Editor text.

4.1.3 Kebutuhan Hardware

Berikut ini merupakan daftar kebutuhan hardware yang perlu ada di aplikasi Sistem

Monitoring Energi : Table 4-3 Daftar Kebutuhan Hardware

No Nama Hardware Keterangan Sumber

1 Virtual Server Server untuk penempatan

aplikasi dalam hal ini

menggunakan VPS.

www.bestariwebhost.com

2 Board Arduino [1]

Uno (2 unit)

Arduino untuk mendapatkan

data dari sensor AC Current

Sensor dan mengirimkannya

ke Arduino 2.

https://www.tokopedia.com/

snapshot.pl?dtl_id

=44994692&order_id

=29329365

3 Board Arduino [2]

Uno

+ WiFi (2 unit)

Arduino untuk menerima data

dari Arduino 1 kemudian

menghitungnya dan

mengirimkan ke aplikasi via

url dan menyisipkan data via

method GET.

https://www.tokopedia.com/

snapshot.pl?dtl_id

=95822441&

order_id=65329063

4 Access Point Untuk menghubungkan board

arduino dengan internet dalam

hal ini menggunakan Tethring

dari Smartphone.

Smartphone

5 AC Current Sensor (2

unit)

Sensor pengukur tegangan

arus AC.

https://www.tokopedia.com/

snapshot.pl?dtl_id=88572006

&order_id=60188081

6 Kabel Jumper Kabel jumper male to male

secukupnya.

https://www.tokopedia.com/

snapshot.pl?dtl_id

=44994691&order_id

=29329365

7 DC Power Supply (2

unit)

Supply listrik untuk board

arduino.

https://www.tokopedia.com/

snapshot.pl?dtl_id

=44994692&order_id

=29329365

4.2 Design

Desain Rancangan untuk membangun Sistem Monitoring Energi dalam hal ini dibagi

menjadi beberapa bagian seperti Design Sistem, Design Database, Design Rangkaian, Design

Aplikasi:

4.2.1 Design Arsitektur Sistem

Design Arsitektur Sistem merupakan gambaran dari keseluruhan rangkaian dalam

pembangunan Sistem Monitoring Energi:

Gambar 4-1 Arsitektur Sistem

Berikut merupakan penjelasan dari gambar 4-1 Arsitektur Sistem : Table 4-4 Penjelasan Arsitektur Sistem

No Alat yang Terlibat Penjelasan 1 AC Current Sensor ke Arduino [1] Nano Sensor mengukur Arus listring yang

mengalir pada MCB Pusat dan mengirimkan data hasil pengukuran ke Arduino [1]

2 Arduino [1] ke Arduino [2] Nano + WiFi Arduino [1] menerima data pengukuran dari sensor kemudian mengirimkan kembali ke Arduino [2]

3 Arduino [2] Nano + WiFi ke Access Point Arduino [2] mengkonversi data yang diterima dari arduino [1] menjadi angka dalam satuan volt, watt dan ampere. Kemudian menghubungkan arduino dengan access point dalam hal ini menggunakan Tethring dari Smartphone

4 Arduino [2] Nano + WiFi, Access Point, dan Internet

Setelah Arduino [2] terhubung ke internet melalui jaringan dari access poin kemudian mengirimkan data tersebut server.

5 Server Data dikirimkan dari Arduino[2] dengan cara menghubungi url pada aplikasi yang ada di server dan menyisipkan data tersebut menggunakan method GET, dan aplikasi akan memproses data tersebut.

4.2.2 Design Database

Desain database mengacu pada kebutuhan fungsional maka dirancang sebuah

schema database sebagai berikut :

Gambar 4-2 Arsitektur Database

Berikut adalah desain database Monitoring Energy yang diberi nama emon_db, berisi

dua tabel yaitu tabel kay_source dan kay_electric. Jika dianalogikan ke kasus penelitian

adalah sebagai berikut:

Tabel kay_source merupakan tabel penyimpan data sumber energy atau listrik itu

berasal, dalam kasus penelitian adalah menyimpan sumber berupa nama ruangan seperti

Ruang Kamar 1, Kamar 2, dan Ruangan lainnya yang ingin di monitor berdasarkan pembeda

sumber data.

Sedangkan kay_electric merupakan tabel penyimpan data energy yang bersumber dari

tempat tertentu yang berelasi dengan kay_source seperti menyimpan arus, voltase, daya, dan

waktu didapatnya. Jika dianalogikan ke kasus penelitian table tersebut digunakan untuk dapat

menghitung penggunaan suatu ruangan kedalam satuan rupiah.

4.2.3 Design Rangkaian

Berikut adalah desain rangkaian perangkat board Arduino dengan sensor CT

Current Transformator Sensor :

Gambar 4-3 Rangkaian Arduino dengan CT Sensor

4.2.4 Design Aplikasi

Berikut adalah interface dari aplikasi yang dibuat, berikut interface kalkulasi

penggunaan energy yang dihitung secara realtime dalam waktu setiap detik.

Gambar 4-4 Kalkulasi Penggunaan Energy

Indikator keterhubungan jika ada data maka akan menunjukkan seberapa besar

angkanya, namun jika tidak ada data maka akan sejajar di angka nol.

Gambar 4-5 Indikator Keterhubungan

Histori penggunaan energy ditampilkan per satu detik dari semua perangkat yang terhubung

ke aplikasi mencakup waktu, current, volt, dan power.

Gambar 4-6 History Penggunaan

4.3 Implementation

Implementasi design kedalam kode dan rangkaian, berdasarkan hasil implementasi

dalam penelitian maka didapat sebagai berikut

4.3.1 Kode Program Pada Aplikasi Web

Berikut langkah langkah untuk implementasi pada Aplikasi Web: • Buka aplikasi Sublime Text. • Tulis kode program yang terdapat pada lampiran 4.3.1 • Simpan Program. • Lihat hasilnya pada web browser. • Untuk implementasi pada aplikasi di server gunakan GIT seperti pada poin 4.4

4.3.2 Kode Program Pada Arduino

Berikut langkah langkah untuk implementasi pada perangkat Arduino: • Buka aplikasi Arduino IDE • Hubungkan board Arduino menggunakan kabel serial to USB ke Komputer. • Pilih Arduino/Genuino Uno pada menu Tools – Board • Jika Perangkat dikenali oleh computer pilih device pada Tools – Port – pilih port yang

digunakan perangkat • Pada area kerja Arduino IDE tempatkan kode. • Untuk memvalidasi kode klik verify • Lalu upload kode hingga muncul notifikasi seperti pada gambar.

Gambar 4-7 Arduino IDE Project

Berikut kode program selengkapnya pada lampiran 4.3.2 4.3.3 Kode SQL pada DBMS MySql

Berikut langkah langkah implementasi dari desain database untuk menciptakan database dengan batuan tool MySql Workbranch :

• Buka Aplikasi MySQL Workbranch • Buat koneksi ke database tujuan seperti pada gambar

Gambar 4-8 Create Database dengan MySQL Workbranch

• Create Database • Use Database • Buat Query • Masukkan syntak SQL yang ada pada lampiran 4.3.3 • Jalankan, maka table akan terbuat

4.3.4 Penghitungan Biaya Pemakaian Listrik

Berdasarkan dari data dan rumus yang didapatkan maka beikut rumus untuk menghitung biaya pemakaian listrik berdasarkan tariff dasar listrik PLN 2017 sebesar 1.352 / Kwh

Rumus Biaya Penggunaan : Cost/hours = KiloWatt/Hours x Tarif KiloWattPerHours = WattPerHours / 1.000 WattPerHours = (I x V) Contoh : Sebuah benda menggunakan 0,8 Ampere x 220 Volt = 176 WattPerHours = I x V -> 176 W = 0,8 x 220 V KiloWattPerHours = WattPerHours / 1.000 -> 0,176 KwH = 176 / 1.000 BiayaPerJam = KiloWattPerHours x Tarif -> Rp 237 = 0,176 x 1.352 BiayaPerHari(avg 12) = BiayaPerJam x 12 -> Rp 2.855 = 237 x 12 BiayaPerBulan(avg 30) = BiayaPerHari x 30 -> Rp 85.662 = Rp 2.855 x 30 Implementasi Code : $tarif = $this->setting->getCost(); $wph = count_electric(YYY-mm-dd H); $kwph = $wph / 1000; $cph = $kwph * $tarif;

4.4 Deployment

Deployment ini merupakan proses pemindahan project dari environment lokal ke server, berikut langkah langkah nya : 4.4.1 Overview

Secara keseluruhan berikut proses pemindahan project dari local ke server :

Gambar 4-9 Deployment Overview

4.4.2 Local to Repository

• Buka Terminal atau Console • Masuk ke direktori project local

Gambar 4-10 Project on Local

• Inisialisasi git • Add remote repository • Push Project ke repository

4.4.3 Server from Repository

• Selanjutnya, Masuk ke server via SSH • Masuk ke direktory root web server

Gambar 4-11 Project on Server

• Pull atau clone Project dari repository • Selesai

4.5 Pengujian

Tahap Pengujian ini dimaksudkan untuk menjelaskan capaian dalam pembuatan penelitian produk tugas akhir ini, berikut beberapa pengujian yang dilakukan :

4.5.1 Pengolah Tier 1

Pengujian Pengolah Tier 1 merupakan tahap pengecekan antara nilai sensor yang diterima oleh Arduino 1 sudah sesuai dengan nilai yang sebenarnya. Dalam tahap ini alat penguji nya yaitu avo meter, Berikut Hasil yang didapatkan :

Gambar 4-12 Data Energi

Berdasarkan Data di atas maka dapad disimpulkan bahwa : Pengujian Seharusnya Kesimpulan

V = 91 I = 71

V = 110 – 220 I = 0 - 100

Voltasi belum Berfungsi Arus belum akurat

4.5.2 Pengolah Tier 2

Pengujian Pengolah Tier 2 merupakan tahap pengecekan antara nilai yang di dapat dari Arduino 1 yang kemudian di olah dengan rumus untuk mendapatkan biaya pemakaian susuai denga tariff dasar listring 2017 sudah sesuai dengan biaya yang sebenarnya. Dalam tahap ini alat penguji nya yaitu meteran listrik pulsa, Berikut Hasil yang didapatkan :

Gambar 4-13 Hasil Perhitungan Energi Monitor

Table 4-5 Tabel Pengujian Penghitungan Energi Monitor

Pengujian Seharusnya Kesimpulan Cost : Rp 25,948,977,298 Power : 420,226,353 W Current : 18,289 A Volt : 22,977 V

Cost : < Rp 50.000 Power : < 10.000 W Current : < 10.000 A Volt : 110 - 220 V

Hitungan tidak sesuai karena data arus dan volt belum sesuai