Pemantau Arus, Tegangan dan Daya AC dengan Android
|
Pemantau Arus, Tegangan dan Daya AC dengan Android |
Barirotus Sa’diyah1 ,
Seno Aprilianto2, Samuel Beta3
Program Studi Teknik Elektronika,
Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH,
Tembalang, Semarang, Indonesia
E-mail
Pemantau Arus, Tegangan dan Daya
AC dengan Android
Abstrak – Untuk
mengetahui nilai arus dan tegangan serta daya yang dapat dipantau dari jauh,
dibutuhkan pengukur arus dan tegangan yang dihubungkan wireless dengan tampilan
android. Dalam penelitian ini dibuatlah aplikasi Mikrokontroler ARM NUC120
menggunakan masukan sensor arus, sensor tegangan, dan saklar toggle dpdt,
dengan luaran modul bluetooth. Sensor arus yang digunakan adalah ACS 712 30A,
Sensor tegangan yang digunakan adalah rangkaian pembagi tegangan. Untuk luaran
menggunakan modul bluetooth HC-05 yang mengirimkan data kemudian ditampilkan di
aplikasi android.
Kata
kunci : ARM, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Bluetooth, Android.
Abstract
- To find out the value of current and voltage and power that can be monitored
remotely, it takes a current and voltage meter that is connected wirelessly to
the android display. In this research the ARM NUC120 Microcontroller
application is made using current sensor input, voltage sensor and DPGT toggle
switch, with Bluetooth module output. The current sensor used is ACS 712 30A,
the voltage sensor used is a voltage divider circuit. For output using the
HC-05 bluetooth module which sends data then displays in the android
application.
Keywords: ARM, Current
Sensor, Voltage Sensor, Bluetooth, Android
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Untuk
mengetahui nilai arus dan tegangan serta daya yang dapat dipantau dari jauh,
dibutuhkan sistem pengukur yang dihubungkan wireless dengan tampilan android.
Alat ini dibuat untuk membantu memantau arus dan tegangan supply dan daya yang
digunakan kemudian dapat dipantau secara wireless dan ditampilkan dengan
aplikasi android. Setelah arus dan tegangan diukur oleh sensor,
maka ARM NUC120 akan memroses dan modul bluetooth akan mengirimkan data ke
smartphone kemudian ditampilkan di
aplikasi android.
1.2 Tujuan
Tujuan di buatnya alat ini adalah
:
1. Mampu membuat program untuk mengukur
arus dan tegangan AC serta daya yang sesuai dengan menggunakan ARM NUC120.
2. Mampu menampilkan data pada
aplikasi android.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan
ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :
1. Bagaimana cara membuat dan
merancang pemantau arus dan tegangan AC serta daya dengan android ?
2. Bagaimana cara menampilkan
data pada aplikasi android ?
1.4 Metodologi
Target proyek ini menjalankan
program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah -
langkah pembuatan Proyek ARM dapat didefinisikan sebagai berikut :
1. Studi pustaka alat dan bahan
2. Perancangan perangkat lunak
dan program
3. Implementasi program
4. Pengujian perangkat lunak dan
perangkat keras
5. Analisa
6.
Laporan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori
penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah
pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan
alat.
2.1
ARM NUC120
Gambar 2.1 Papan ARM NUC120
ARM NUC120 Board merupakan modul
pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari
Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz.
Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak
diperlukan lagi device programm eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa
dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.
Spesifikasi :
• Berbasis
mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM
Cortex-M0).
• Terintegrasi
dengan cystal eksternal 12 MHz.
• Memiliki
1x port USB.
• Memiliki
1 port RS-485.
• Memiliki
3 kanal UART
• Programmable
via USB
• Memiliki
port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
• Memiliki
45 jalur GPIO.
• Memiliki
port input 8 kanal ADC 10-bit.
• Bekerja
pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
• Input
catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.
2.2
Sensor Arus ACS712 30A
Gambar 2.2 Sensor Arus ACS
712 30A
Sensor ACS712 adalah merupakan
sensor untuk mendeteksi arus. Penggunaan sensor arus ACS712 ini Kebanyakan
memiliki kekurangan yakni nilai arus yang di dapatkan dari sensor tidak linear
sehingga terkadang kita membutuhkan tingkat linear yang lebih tinggi. Sebelum
membahas lebih lanjut, akan di jelaskan terlebih dahulu tentang sensor arus
ACS712. ACS712 ini memiliki tipe variasi sesuai dengan arus maksimal yakni 5A,
20A, 30A. ACS712 ini menggunakan VCC 5V.
2.3
Sensor Tegangan
Gambar 2.3 Rangkaian Pembagi
Tegangan
Sensor Tegangan menggunakan Rangkaian
pembagi tegangan. Rangkaian ini biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan
referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi pada
sensor, untuk memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias
pada komponen aktif. Rangkaian pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat
dengan 2 buah resistor.
2.4
Modul Bluetooth HC-05
Gambar 2.4 Modul Bluetooth HC-05
Module Bluetooth
HC-05 adalah module bluetooth (komunikasi nirkabel) yang beroperasi
pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan 2 mode konektivitasnya. Mode
1 yaitu sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 yaitu
sebagai master atau dapat bertindak sebagai transceiver. Komponen ini sangat
tepat diaplikasikan untuk komunikasi nirkabel atau wireless dalam hal sistem
kendali, monitoring, maupun gabungan keduanya.
Interface yang digunakan untuk
mengakses module ini yaitu serial RXD, TXD, VCC dan GND.
Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator koneksi bluetooth terhadap
perangkat lainnya seperti sesama module, dengan smartphone android, dan
sebagainya.
Jangkauan
jarak efektif module ini saat terkoneksi sebesar 10 meter, dan apabila melebihi
dari 10 meter dengan maks 1m, kualitas konektivitasnya akan semakin jelek.
Spesifikasi
dari module ini :
Bluetooth
protocol: Bluetooth tipe v2.0+EDR
Kecepatan
dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron
Kecepatan
dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum
Frekuensi
kerja ISM 2.4 GHz
Tegangan
kerja pada 3,3 – 6 Volt DC
Konsumsi
arus kerja yaitu 50 mA
Memiliki
modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)
Sensitivitas
-84dBm (0.1% BER)
Daya
emisi 4 dBm
Suhu
operasional range -20°C — +75°C
Memiliki
keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi
III. PERANCANGAN ALAT
3.1
Bahan
1. ARM Nuvoton
NUC120 1 buah
2. Sensor ACS
712 30A 1
buah
3. Rangkaian pembagi
tegangan 1 buah
4. Modul Bluetooth
HC-05
1 buah
5. Kabel jumper
secukupnya
3.2 Diagram Blok
Adanya Diagram blok bertujuan
untuk dapat mengetahui prinsip kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Pada
alat ini menggunakan masukan berupa sensor arus, sensor tegangan. Luarannya
adalah modul bluetooth yang kemudian ditampilkan dalam aplikasi android.
Gambar 3.1 Diagram Blok
3.3
Rangkaian Alat
Gambar dibawah ini adalah gambar
rangkaian secara keseluruhan
Gambar 3.2 Rangkaian Alat
Tabel
Pin-Pin yan digunakan di ARM pada rangkaian:
|
Input
|
Pin
|
|
Sensor
Arus ACS 712
Sensor
Tegangan AC
|
PA.7
PA.8
|
|
Output
|
Pin
|
|
TX
Modul Bluetooth
|
PB.1
|
3.4 Diagram Alir
Gambar 3.3 Diagram Alir
3.5
Pengawatan Dalam
Gambar 3.4 Pengawatan Dalam
3.6
Pengawatan Luar
Gambar 3.5 Pengawatan Luar
IV. PENGUJIAN ALAT
Alat ini mempunyai input yang
berasal dari sensor arus dan sensor tegangan. Saat sensor mendeteksi arus dan
tegangan serta daya kemudian data dikirimkan menggunakan Tx dari modul
bluetooth HC-05 dan diterima dengan Rx dari smartphone. Kemudian data
ditampilkan dalam apk Android.
Gambar dibawah ini merupakan
kerangka alat
Gambar 4.1 Pengujian Alat
Gambar berikut menunjukkan
tampilan awal aplikasi di Android
Gambar 4.2 Pengujian Alat
Gambar
berikut ini adalah tampilan pada saat alat terhubung sumber arus listrik dengan
kipas angin
Gambar
4.3 Pengujian Alat
Gambar berikut ini merupakan proses
alat saat pengukuran
Gambar 4.4 Pengujian Alat
V. KESIMPULAN
1. Batas maksimal pengukuran
tegangan AC adalah 400 vac
2. Penggunaan kabel sangat
mempengaruhi kepresisian pengukuran, faktor yang mempengaruhi adalah kualitas
kabel, sambungan, dan luas penampang.
3. Penggunaan sensor arus ACS 712
sebaiknya dijauhkan dari medan magnet.
DAFTAR PUSTAKA
[1] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2017/02/sistem-pengukur-arus-dan-tegangan.html
BIODATA
Nama penulis Barirotus
Sa’diyah. Penulis dilahirkan di Kudus, tanggal 24 Agustus 1998.
Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI NU Suryawiyyah, SMPN 1
Mejobo Kudus, dan SMAN 1 Bae Kudus. Tahun 2016 penulis telah menyelesaikan pendidikan
SMA. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.1.04. Apabila ada kritik, saran
dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: otus2408@gmail.com .
Nama
penulis Seno Aprilianto Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 29
April 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Gajahmungkur 01,
SMP Teuku Umar Semarang, dan SMKN 4 Semarang. Tahun 2016 penulis telah
menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi
mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di
kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.1.21.
Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui
via email: apriliantoseno@gmail.com.
Nama pengajar Samuel BETA. Beliau
mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang.
LAMPIRAN :
1.Jurnal
7.PPT
Tidak ada komentar: