PERSETUJUAN. Disetujui di Medan, Agustus Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Transkripsi

1

2 i PERSETUJUAN Judul : Rancang Bangun Monitoring Meter Daya Digital Melalui Jaringan Wlan Atau Internet Menggunakan Smartphone Android Dengan Program Bantu VNC Kategori : Skripsi Nama : Jekson P. Sitanggang Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Agustus 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. NIP Dr. Mester Sitepu, M.Sc.M.Phil. NIP Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP

3 ii PERNYATAAN RANCANG BANGUN MONITORING METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC SKRIPSI Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2014 JEKSON P. SITANGGANG

4 iii PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Meter Daya Digital Melalui Jaringan WLAN Atau Internet Menggunakan Smartphone Android. Dalam penyelesaian skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan, petunjuk dan bantuan dari berbagai pihak yang sangat berarti dan berharga bagi penulis. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ucapkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada kedua orang tua yang tercinta bapak St. E. Sitanggang dan ibu S br Manalu serta abang dan adik-adik penulis Daniel Sitanggang A.Md, Hengki Farnando Sitanggang, Esi Tantri Sitanggang, dan Prayanto Sitanggang. Yang telah memberikan semangat, dukungan moril maupun material serta doa restunya. Penulis dengan segala kerendahan hati juga menghaturkan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Master Sitepu, M.Sc.M.Phil. selaku pembimbing 1 yang telah memberikan banyak ide serta banyak pemikiran dalam pembuatan tugas akhir ini, yang telah banyak membimbing serta meluangkan waktunya untuk penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc. selaku pembimbing 2 yang telah memberikan masukan dan nasihat kepada penulis serta telah bersedia meluangkan waktunya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika yang telah membierikan nasihat kepada penulis. 4. Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Terima kasih atas ilmu dan bimbingannya selam ini semoga ilmunya akan selalu memberikan manfaat bagi banyak orang.

5 iv 5. Saudara saudariku Physics Inside 2010 terima kasih untuk semua bantuan, dukungan, cerita dan pengalaman selama ini, kalian akan selalu dihati. 6. Kakak-kakak senior serta adik-adik di Fisika terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya. 7. Terima kasih buat kak Rieni Kalista Sitanggang serta adikku Widya Susanti Sitanggang buat semangat dan masukan yang telah banyak membantu penulis. 8. Teman-teman SMA Negri 2 Sidikalang terima kasih atas bantuan dan doanya 9. Saudara ku di Sei Bahasa No. 1 Medan. Terima kasih buat doanya. Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dibidang Fisika. Semoga Tuhan Yesus Kristus senantiasa menyertai jalan kita. Amin. Medan, Agustus 2014 Penulis

6 v RANCANG BANGUN MONITORING KWh METER DAYA DIGITAL MELALUI JARINGAN WLAN ATAU INTERNET MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID DENGAN PROGRAM BANTU VNC ABSTRAK Ketergantungan dalam pemakaian daya (Watt) listrik pada saat ini sangat tinggi, tidak hanya untuk kebutuhan penerangan, tetapi juga untuk mendukung kegiatan ekonomi. Salah satu faktor yang turut mempengaruhi permintaan energi listrik yaitu bahwa biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk memperoleh faktor-faktor produksi yang digunakan oleh perusahaan. Apalagi industri dimana listrik merupakan komponen utama dalam produksi mereka. Permasalahan yang dihadapi selain ketersedian listrik adalah bagaimana kebutuhan sistem monitoring yang cepat dan luas serta transparan bagi pelaku industri. Kurang efektifnya bagi pelaku industri untuk mengetahui berapa daya yang telah dipakai selama proses industri apabila dilakukan dengan pengecekan biasa. Dengan alasan inilah penulis ingin membuat monitoring pemakain listrik efektif, efisien yang bisa diaskes dimanapun dia berada. Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan menggunakan perangkat Smartphone Android. Dengan adanya aplikasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi alternatif baru untuk sistem monitoring meter daya digital jarak jauh. Pada proyek ini mampu menghasilkan tegangan error 0,424698% ± 0,337134, arus error 2, % ± 2, dan daya pada alat memiliki error 2,988545% ± 3, Kata kunci: kwh meter, Android, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Mikrokontroler Atmega 8535

7 vi PROTOTYPE KWH POWER METER DIGITAL THROUGH WLAN NETWORK OR INTERNET AND USE SMARTPHONE ANDROID WITH USING PROGRAMME VNC ABSTRACT Dependency on power consumption of electricity at the moment is very high, not only for lighting, but also in supporting economic activity. One of the factors that influence demand for electrical energy, is the costs that incurred by the company in obtaining the factors of production which is used by the company. Especially for the industri in which the electricity is a major component in their production. Problems that faced in addition to the production or availability of electricity is how the needs of monitoring system fast, extensive and transparent for industry players. Less effective for industry players to find out how much power has been used for industrial process if done with regular checks. For this reason the author wanted to make an effective and efficient monitoring electricity usage, which can accisible wherever it is. The method used to solve this problem is to use of Android Smartphone. By this application we expected it will be one of the new alternative solution for digital power meter monitoring system remotely. In this project is able to generate a voltage error ± % , current error ± % and power on the instrument has an error ± %. Keywords : kwh meter, android, voltage sensor, current sensor, microcontroller atmega 8535

8 vii DAFTAR ISI Halaman Lembar persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar isi Daftar gambar Daftar table i ii iii v vii x xi BAB 1 BAB 2 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian 3 Tinjauan Pustaka 2.1 Daya Pengukuran daya KiloWattHour(kWh) Arus bolak-balik(alternating Current (AC)) Tegangan bolak-balik GGL induksi pasangan coil (kawat) Hukum Kirchhoff Pembagi Tegangan 11

9 viii BAB 3 BAB 4 BAB Tarif listrik Sensor Karakteristik sensor Android Mikrokontroller Konfigurasi PIN Atmega Peta Memory Atmega Program memory EEPROM Data Memori Pemograman ATMega 8535 dengan Bahasa C Komputer Server Visual Basic VNC (Virtual Network Connection) 26 Perancangan Sistem 3.1 Perancangan alat Prinsip Kerja Rangkaian Perancangan sensor arus Perancangan sensor tegangan Perancangan Rangkaian Mikrokontroller Atmega Komputer server Pengkoneksian PC dengan Android Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) Diagram Alir Program mikrokontroller Diagram alir program Visual Basic V Hasil dan Pembahasan 4.1 Pengujian sensor tegangan Pengujian sensor arus Pengujian keseluruhan alat Menampilkan data pada PC dan Android 48 Kesimpulan dan Saran

10 ix 5.1 Kesimpulan Saran 50 Daftar Pustaka 51 Lampiran

11 x DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gelombang segi empat (square wave) 7 Gambar 2.2 Gelombang segitiga (triangular wave) 7 Gambar 2.3 Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik 8 Gambar 2.4. Dua buah coil dililitkan pada inti besi yang sama 8 Gambar 2.5 Grafik arus ketika switch ditutup dan dibuka terhadap Waktu 9 Gambar 2.6 Diagram blok ATMega Gambar 2.7 Konfigurasi Pin ATMega Gambar 2.8 Peta Memori Program 22 Gambar 2.9 EEPROM Data Memori 23 Gambar 3.1 Diagram blok system 28 Gambar 3.2 Rangkaian sensor arus 30 Gambar 3.3 Rangkaian sensor tegangan 31 Gambar 3.4 Rangkaian sistem minimum atmega Gambar 3.5 Diagram alir program pada mikrokontroler 35 Gambar 3.6 Diagram alir pada PC (Personal Computer) 36 Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan Autotrafo 38 Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan Daya Beban 41 Gambar 4.3 Grafik Tegangan keluaran dari sensor arus dengan Memvariasikan Daya Beban 41 Gambar 4.4 Tampilan pada komputer server dan smartphone Android 48

12 xi DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Tabel 4.2. Tabel 4.3. Tabel 4.4. Tabel 4.5. Tabel 4.6. Tabel 4.7. Tabel 4.8. Tabel 4.9. Hasil Pengujian Sensor Tegangan dengan Memvariasikan Tegangan Masukan Menggunakan Autotraf 37 Hasil Pengujian Sensor Arus dengan Memvariasikan Daya Menggunakan Lampu 100 watt sampai 1000 watt 40 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt 43 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 2 44 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 3 44 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 4 45 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 5 45 Pengujian Arus dan Tegangan Pada Alat Pada Percobaan 6 46 Pengujian Daya Pada Alat Dengan Memvariasikan Daya Beban Menggunakan 100 watt sampai 1000 watt 47