Sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android

Gratis

30
106
137
2 years ago
Preview
Full text

LEMBAR PERSETUJUAN

  TUGAS AKHIR SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID(DATA LOGGER SYSTEM FOR ELECTRONIC APPLIANCE BASED ON ANDROID) disusun oleh:FLORUS HERMAN SOMARI NIM : 135114006Telah disetujui oleh: PembimbingDjoko Untoro Suwarno, S. Si., M.

SISTEM DATA LOGGER PERALATAN ELEKTRONIK BERBASIS ANDROID

  disusun oleh: FLORUS HERMAN SOMARI NIM : 135114006 Telah dipertahankan di depan tim penguji pada tanggal : ________________dan dinyatakan memenuhi syarat Susunan Tim Penguji :Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Ir. _____________ Yogyakarta, …………………………Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Sanata DharmaDekan, Sudi Mungkasi, S.

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustakasebagaimana layaknya karya tulis ilmiah. Yogyakarta, ……………………...

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Motto:Ora et Labora, Victory or Nothing! Skripsi ini ku persembahkan untuk: Tuhan Yesus Kristus dan Bunda MariaApak Silvanus Budang dan Umak Donata Kakak-kakak, adik ku dan Sahabat-sahabat ku, Intan Teman-teman Teknik Elektro USD 2013

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYAILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Data logger dilengkapi dengan micro SD Card untuk menyimpan data dari dua sensor, yaitu sensor arus dan sensor tegangan. Dari hasil pengujian tersebut menunjukan bahwa sistem sudah dapat menyimpan data dan proses pengiriman dapat dilaksanakanmaksimal pada jarak koneksi lebih kecil sama dengan 40 meter dengan tingkat keakurasian sensor arus 92,44%, dan sensor tegangan 97,36%.

KATA PENGANTAR

  Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan berkat-Nya , maka tugas akhir dengan judul “Sistem Data Logger Peralatan Elektronik BerbasisAndroid” dapat diselesaikan dengan baik adanya. Apak Silvanus Budang dan Umak Donata yang aku kasihi, serta kakak-kakak dan adik ku yang selalu memberikan dukungan secara rohani dan jasmani kepada saya.

10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan, kritik, dan saran dalam menyelesaikan tugas akhir ini

  Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu dengan hati terbuka penulis mengharapkan adanya kritikdan saran demi perbaikan dan pengembangan tugas akhir ini. Sketch Program Arduino IDE untuk Rutin Jika Ada Refresh Web dengan Alamat 192.168.4.1 53………………………………………… Gambar 4.22.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sebagai masyarakat yang hidup di zaman modern dalam era teknologi sekarang

  Dalam penelitian tersebut, data ditampilkan pada sebuah modul LCD dengan karakter 16x2 dan tersimpan pula dalamsebuah kartu memori sehingga dapat diakses pada waktu tertentu dengan menggunakan perangkat komputer. Arduino UNO ini menggunakan Integrated Circuit (IC) ATmega328 dan NodeMCU terintegrasi denganmodul WiFi ESP8266MOD serta LCD karakter 16x2 digunakan sebagai penampil data pada bagian subsistem data logger peralatan elektronik yang diukur.

1.4. Metodologi Penelitian

  Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkandari berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan serta untuk memperoleh akurasi yang baik. Pengambilan data dilakukan setelah alat sistem data logger peralatan elektronik ini jadi yaitu dari saat menyimpan data pada data logger danmengirim data pada aplikasi Android, dan juga pengambilan data berdasarkan kedua sensor, arus dan tegangan.

BAB II DASAR TEORI 2.1. Energi Listrik Dalam alat ukur amperemeter atau voltmeter, yang diukur dari sebuah beban adalah nilai efektifnya. Misalnya, tegangan yang tersedia pada stop kontak rumah terukur 211 Volt. Nilai 211 Volt ini jelas bukan merujuk ke tegangan sesaat, karena tegangan sesaat tidak bernilai konstan. Nilai 211 Volt juga bukan merupakan amplitudo gelombang tegangan. Nilai 211 Volt tidak pula dikatakan nilai rata-rata, karena nilai rata-rata gelombang sinus

  Bila diasumsikan sebuah arus sinusoid ditunjukan pada persamaan (2.1)(2.1) � = � cos � + ∅ � yang memiliki periode� (2.2)= � dan kemudian masukan persamaan arus ini kedalam persamaan berikut, untuk mendapatkannilai efektif arus ditunjukan pada persamaan (2.3) � (2.3)� = √ ∫ � cos � + ∅ � = � √ untuk tegangan efektif= Sensor Arus ACS712 = selang waktu (s) 2.2. Apabila tegangan yang diberikan dan arus tanggapan yang dihasilkan adalah besaran- besaran DC, maka daya rata-rata yang dipasok ke rangkaian dapat diketahui sebagai sekadarhasil perkalian antara nilai arus dan tegangan ini.

8 VCC Terminal catu daya 2.3

  Prinsip kerja dari sensor ini adalah dengan cara mengambil satu kalipensamplingan, yaitu [4]: Untuk bipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca nilai (2.9)= ��� √Untuk unipolar (satu kali looping pensamplingan dilakukan dengan membaca satu (2.10)= ��� √Dimana U max adalah nilai tegangan maksimum yang akan terukur pada mikrokontroler dengan asumsi untuk nilai tegangan referensi 5 Volt dan 0~3,3 Volt, sebagai berikut [4]. Board Arduino menggunakan Chip/Integrated Circuit (IC) mikrokontroler Atmel AVR, misalnya Arduino UNO menggunakan IC ATmega328,Arduino MEGA menggunakan IC Atmega2560, Arduino LILYPAD menggunakan ICAtmega168, Arduino NANO menggunakan IC Atmega168 atau bisa juga menggunakan IC Software untuk membuat, mengkompilasi, dan meng-upload program Arduino yaitu Arduino IDE atau disebut juga Arduino software yang juga bersifat open source.

2.6. Log Data

  Data yang disimpan dapat dari berbagai masukan, yang kemudian data masukan tersebut diperlukan dalam sebuah penelitian. Dalam merekam dataini, data logger memerlukan waktu yang akurat, maka dari itu diperlukan suatu Real Time Clock (RTC), dan format data yang akan disimpan dalam memori, diperlukan juga sebuah memori untuk menyimpan data.

2.6.1. Kartu Memori

  Kartu SD adalah kartu memori yang dirancang khusus untuk memenuhi keamanan, kapasitas, kinerja, dan kebutuhan yang erat kaitannya pada peralatan elektronik audio danvideo. Real Time Clock (RTC) IC DS3231 adalah IC Real Time Clock (RTC) yang digunakan untuk menyimpan waktu, khususnya digunakan dalam sistem pencatat data yang memerlukan data waktu yangcukup akurat.

2.7. Liquid Cell Display (LCD)

  Liquid Cell Display (LCD) merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan data berupa karakter. ditampilkan rangkaian dari LCD 16x2 dan konfigurasi pin-pinnya dapat dilihat pada Tabel 2.7.

2.8. WiFi ESP8266

  WiFi 2,4 GHz, Mendukung WPA/WPA2 WiFi ESP8266 merupakan System on Chip (SOC), dengan stack protokol yang terintegrasi, sehingga mudah diakses menggunakan mikrokontroler melalui komunikasiserial 801.11 b/g/n WiFi Direct (P2P) dengan konektivias antarmuka SPI/SDIO atau I2C/UART. ESP8266 dirancang untuk keperluan mobile, dalam duniaelektronik, dan aplikasi Internet of Things (IoT) dengan arsitektur konsumsi daya yang rendah.

2.8.1. Spesifikasi ESP8266

  Disarankan kapasitas flash memori SPI, saat Over-the-air programming (OTA) di non-aktifkan, memori yang dapat didukung adalah 512 kByte, dan saat OTA diaktifkanmemori yang dapat didukung adalah 1 MByte. Standar ini menetapkan metode penyebaran spektrum radio menggunakan OFDM yang dapat mendukung data rate sampai dengan 54 Mbps dan beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz.

2.9. Android Studio untuk Membuat Aplikasi Android

  Template code dan integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan mengimpor kode contoh. Bilah jendela alat  muncul di luar jendela IDE dan berisi tombol yang memungkinkan untuk meluaskan atau menciutkan jendela alat individual.

BAB II I RANCANGAN PENELITIAN 3.1. Konsep Dasar LCD Sumber AC Reset Arduino UNO

  Fungsi slot memori untuk slot kartu memori sebagai penyimpan data logger dan DS3231 (RTC) untukpewaktuan supaya data tersimpan dalam akurasi waktu, serta LCD untuk penampil waktu dan besarnya arus dan tegangan saat diukur. Perancangan format paket data terdiri dari jumlah karakter data logger yang akan disimpan dalam sebuah kartu memori, serta jumlah data yang akan disimpan dalamselang waktu tertentu dalam 1 file.

3.2. Perancangan Hardware dan Software Data Logger 1. Sensor Arus

  Keluaran dari sensor ini adalah analog tegangan DC, jika terdeteksi arus sebesar 0 A maka keluaran dari tegangan arus ini sebesar VCCx0,5 Volt = 5 x 0,5 = 2,5 Volt, saat terdeteksi arus 5 A maka tegangan keluaran dari sensor arus ini sebesar 5x100 mV ditambah dengan 2,5 Volt, yaitu 4,5 Volt. Sensor tegangan ini digunakan untuk mengukur tegangan AC dengan jarak ukur dari 20 Volt sampai dengan 240 Volt AC.

3.2.3. Arduino UNO Arduino UNO adalah board mikrokontroler yang telah berbentuk minimum sistem

  Pembagian Pin-Pin NodeMCU No Nama Pin yang Keterangan masukan/keluaran digunakan 1 Multiplexer Sensor A0 Menggunakan multiplexer eksternal untuk analog in (A0), dari sensortegangan dan sensor arus D0 Sebagai kontrol switch untuk multiplexer 2 Micro SD Card D5 Sebagai SCKD6 Sebagai MISOD7 Sebagai MOSID8 Sebagai CS 3 RTC DS3231 D1 Sebagai SCLD2 Sebagai SDA 4 I2C Module for LCD D1 Sebagai SCLD2 Sebagai SDA 3.2.5. 1 hari = 24 jam x 60 menit = 1440 menit x 60 detik = 86400 detik 1 hari = 86400 detik, dengan 86400 : 300 = 288 x 47 byte = 13536 byteJadi dalam 1 hari kartu memori menyimpan data sebesar 13536 byte atau 13,536 KbyteDalam 1 bulan = 30 hari x 13536 = 406080 byte atau 406,080 KbyteKartu memori yang dipakai sebesar 4 GB, jadi perhitungannya adalah: 64 � �� = 9850,27 Bulan (panjang waktu penuh micro SD Card 4 GB) 4 6, 8 �� 3.5.

3.6. Diagram Alir Sistem

  Diagram alir sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.10. Selanjutnya, data tersebut diproses dalam Arduino UNO/NodeMCU dan disimpan pada micro SD Card.

3.6.1. Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan

  Dalam subrutin ini, sensor arus dan sensor tegangan mulai membaca dan menghitung seberapa besar arus dan tegangan yang ada dalam setiap waktu (durasi waktu). Diagram Alir Subrutin Pengolahan Data Arus dan Tegangan Pengolahan data energiPengolahan data arus, tegangan, dan durasi waktu Hitung energi (W = V.I.t)Penyimpanan data energi Kembali Gambar 3.12.

A. Diagram Alir Subrutin di Sisi Pengirim

  Pengiriman dilakukan setelah ada perintah yang diterima mikrokontroler melalui interface modul WiFi ESP8266 dari aplikasi Android. Mikrokontroler akan mengirim data sekaligus menyimpan data pada micro SD Card.

B. Diagram Alir Subrutin di Sisi Penerima

  Perintah dari Android untuk meminta data dari subsistem data logger dilakukan dengan pertama-tama memasukan IP ESP8266 modul WiFi untuk terkoneksi dengan sistem. ditampilkan prototipe beban dengan 5 buah lampu pijar dan perancangan box perangkat keras dalam penelitian ini pada Gambar 3.17.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan sistem data logger peralatan elektronik

  berbasis Android yang terdiri dari, hasil penyimpanan data secara log pada kartu memori di subsistem pengiriman, karakteristik komunikasi WiFi ESP8266, serta pengiriman data padaaplikasi subsistem Android yang telah dibuat. Karakteristik komunikasi WiFi ESP8266 dilakukan dengan pengujian modul ESP8266 seri 01 dengan Arduino UNO, dan pengirimandata dilakukan dengan dua cara, yaitu untuk yang pertama dengan menggunakan ESP8266 seri 01 dan Arduino UNO, dan yang kedua adalah dengan NodeMCU ESP8266MOD.

4.1. Pengujian Sensor

  Pengujian sensor dilakukan untuk mendapatkan nilai baca sensor agar mendekati nilai akurasi yang baik. Hasil pengujian yang diperoleh berupa sensor yang telah diakurasi untuk digunakan pada perangkat keras.

4.1.1. Multiplexer (CD4066BCN dan HD74LS04P)

  Fungsi IC ini sebagai switch terhadap sensor tegangan dan sensor arus yang akan dibaca, dengan pin kontrol yang ada pada IC CD4066BCN maka dapat dilakukan secara bergantiandalam membaca sensor untuk masuk dan dibaca pada pin analog input (A0) di NodeMCU. Rangkaian Multiplexer untuk Sensor Arus dan Tegangan Prinsip kerja rangkaian di atas (Gambar 4.1.) adalah, jika Pin D0 pada NodeMCU bernilai 1 (HIGH) maka pin CONT A (kontrol switch A pada CD4066BCN) bernilai 1(HIGH) dan pin CONT B (kontrol switch B pada CD4066BCN) bernilai 0 (LOW), sehingga input Analog (A0) NodeMCU akan membaca sensor arus (Current Sensor in).

4.1.3. Sensor Arus

  bahwa sensor arus pada perangkat dalam penelitian sudah dapat bekerja dengan baik, dengan error terbesar adalah saat mengukur arus yang lebih kecildari 0,24 Ampere. Dengan demikian, sensor arus dapat dikatakan mampu mengukur arus dengan akurasi yang baik pada rentangarus yang diukur dari 0,24 Ampere sampai dengan 1,29 Ampere.

4.2. Pengujian Data Logger

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan subsistem data logger(perangkat keras) dalam menyimpan data dalam bentuk log data. Penyimpanan data ini dilengkapi dengan akurasi pewaktuan menggunakan RTC DS231 dan digunakan pula LCD

4.2.1. RTC DS3231

  Pada pengujian ini dilakukan dengan dua percobaan, yaitusaat ESP8266 diatur sebagai client dimana ESP8266 akan terkoneksi dengan AP yang terhubung, yaitu SSID: Transformers, dan Password: bumble bee (tethering smartphone),dan saat ESP8266 sebagai AP, dimana smartphone atau perangkat browser lainya akan terhubung pada ESP8266. Sketch Program Arduino IDE Untuk Rutin Jika ada Refresh Web dengan Alamat 192.168.4.1Hasil dari sketch program Arduino IDE untuk ESP8266 sebagai AP dengan penyimpanan data logger (RTC DS1307, LCD, SD Card) dapat dilihat pada serial monitor.

4.3.2. Konsumsi Arus

  Percobaan ini untuk mengetahui seberapa besar arus yang dikonsumsi oleh ESP8266 saat sebelum di-upload program Arduino IDE, hingga mode pengiriman data. Ini membuktikan bahwa, untuk menggunakan ESP8266 sebagai perangkataplikasi elektronik dibutuhkan suatu kontrol arus, untuk mengatur penggunaan konsumsi arus yang terintegrasi.

4.4. Aplikasi Android

  Pengujian Pengiriman Data Secara Autorefresh pada Aplikasi Android Pengukuran Multimeter Hasil Autorefresh Aplikasi 2 detikTegangan: 210,12 VoltArus: 0.20 AmpereTegangan: 209.03 VoltArus: 0,50 AmpereData yang dikirim (pada serial monitor): Pada waktu 11:06:19, terjadi proses pengiriman ke aplikasi Android dengan besar tegangan yang terukur menggunakan multimeter sebesar 210,12 Volt dan arus sebesar 0,20Ampere. Data akan diterima aplikasi Android pada waktu 11:06:22 dengan datayang diterima dapat dilihat pada Tabel 4.4 (data yang dikirim ke aplikasi Android terlihat pada serial monitor besar tegangan 207,74 Volt dan arus 0,47 Ampere).

4.5. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan

  Pengujian dilakukan padasub-subsistem yang telah dibahas masing-masih pada subbab sebelumnya, dan dilakukan juga pengujian pada saat setelah perangkat sistem data logger ini selesai dibuat. Untukpengujian perangkat, meliputi pengujian proses pengiriman data pada variasi jarak untuk tegangan dan arus (beban) yang bervariasi dan penyimpanan data logger.

4.5.1. Pengujian Penyimpanan Data Logger

  Pengujian dilakukan pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt) yang dinyalakan bervariasi maka dapat dilihat penggunaan energi listrik yang terjadi, yaitu semakinmeningkat pada periode waktu tertentu. Hasil pengiriman Data ke Aplikasi Android Aplikasi Android digunakan untuk memonitoring seberapa besar arus dan tegangan yang terukur pada peralatan elektronik (5 lampu pijar 60 Watt).

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil percobaan, pengujian dan pengambilan data pada sistem data logger

  ESP8266 seri 01 dapat bekerja dengan baik, sebagai Access Point (AP) atau sebagai client untuk proses pengiriman data ke web browser. NodeMCU sebagai client dapat mengirim data dari kedua sensor (sensor tegangan dan sensor arus) ke aplikasi android setiap 2 detik.

5.2. Saran

  Pengembangan perangkat sistem data logger peralatan elektronik berbasis Android ini belum sepenuhnya diuji pada semua perangkat elektronik, maka dari itu untukmenambah keakurasian pembaca perangkat dapat dilakukan pengujian-pengujian pada perangkat elektronik yang lebih bervariasi lagi. LCD akan aktif, dan sambungkan peralatan elektronik yang akan diukur, dengan menghubungkan kontak tusuk pada beban listrik ke kotak kontak yang tersedia padaperangkat keras.

LAMPIRAN II

  Wiring ESP8266 dengan Arduino UNO ESP8266 Seri 01 Arduino UNO VCC +3,3 Volt Out LM1117 3,3 Volt, in VCC +5VoltGND GND CH_PD Out LM1117Tx Pin TxRx Pin Rx Tabel LII-2. AT Command dan Respon pada Serial Monitor AT Command Respon ESP8266AT (Working)Keterangan: AT awal mengaktifkan ESP8266AT+RST (Restart)Keterangan: restart ESP8266, pada AT ini ditunjukan tempat produksi ESP8266, yaituAi-Thinker Technology CO.,Ltd.

10. String IP=""; 11

  { 179.readValueV = analogRead(sensortegangan); 180.if (readValueV > maxValueV) 181.{ /*record the maximum sensor value*/ 182.maxValueV = readValueV; 183.} 184.if (readValueV < minValueV) 185.{ /*record the maximum sensor value*/ 186.minValueV = readValueV; 187.} 188.} // Subtract min from max 189.resultV = ((maxValueV - minValueV) * 5.0)/1024.0; 190.return resultV; 191.} 192. { 204.readValueA = analogRead(sensorarus); 205.if (readValueA > maxValueA) 206.{ /*record the maximum sensor value*/ 207.maxValueA = readValueA; 208.} 209.if (readValueA < minValueA) 210.{ /*record the maximum sensor value*/ 211.minValueA = readValueA; 212.} 213.} // Subtract min from max 214.resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 215.return resultA; 216.} 217.

LAMPIRAN IV

  LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2); 21./*inisialisasi pin sensor A0*/ 22.int sensorPin = A0; 23./*sensitivitas sensor = 100 mV/A*/ 24.int mVperAmp = 100; 25./*nilai awal sensor arus*/ 26.float Current = 0; 27.float I = 0; 28.float Irms = 0; 29./*nilai awal sensor tegangan*/ 30.float Voltage = 0; 31.float V = 0; 32.float Vrms = 0; 33./*inisialisasi Micro SD Card*/ 34.const int chipSelect = 10; 35. NodeMCU ke AP (AP adalah tethering HP) 45.server.begin(); //jika sudah terkoneksi maka start server 46.cekSDCard(); //memanggil fungsi cekSDCard(), untuk memeriksa Kartu 43.pinMode(A0,INPUT); //digunakan sebagai analog input dari Mux 44.connectWiFi(); //memanggil fungsi connectWiFi(), untuk menyambungkan /*pinmode pada NodeMCU*/ 42.pinMode(D0,OUTPUT); //digunakan sebagai digital output (0/1) untuk kontrol Mux 41.

74. Serial.print(tanggal); 75

  /*menyimpan data*/ 114.myFile = SD.open("1m.csv",FILE_WRITE); //nama file yang akan disimpan pada Kartu Memori (ekstensi .txt atau .csv) 115.{ 116.myFile.print(tanggal); 117.myFile.print(" "); 118.myFile.print(waktu);//waktu 119.myFile.print(","); 120.myFile.print(Irms); 121.myFile.print(","); 122.myFile.println(Vrms); 123.myFile.close(); 124.} 125.delay(1000); 126. { 182.readValueA = analogRead(sensorPin); 183.if (readValueA > maxValueA) 184.{ /*record the maximum sensor value*/ 185.maxValueA = readValueA; 186.} 187.if (readValueA < minValueA) 188.{ /*record the maximum sensor value*/ 189.minValueA = readValueA; 190.} 191.} // Subtract min from max 192.resultA = ((maxValueA - minValueA) * 5.0)/1024.0; 193.return resultA; 194.} 195.

Dokumen baru