Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Friday, February 9, 2018

Pemantau Arus dan Tegangan AC/DC dengan Android

Pemantau Arus dan Tegangan AC/DC dengan Android


Luthfi Thariq Rahmanu1 , Sujud Irfa’i2, Samuel Beta3
Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia
E-mail : luthfirahmanu14@gmail.com1, sujud.irfai@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3


Pemantau Arus dan Tegangan AC/DC dengan Android


Abstrak - Untuk mengukur arus dan tegangan yang dapat dipantau dari jauh, dibutuhkan pengukur arus dan tegangan yang dapat dipantau dengan wireless dan 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 apk android.

Kata kunci : ARM, Sensor Arus, Sensor Tegangan, Bluetooth, Android.

Abstract - To measure the currents and voltages that can be monitored, it takes current and 
voltage that can be monitored wirelessly with android display. In this research we made an 
application of ARM NUC 120 Microcontroller using input current sensor, voltage sensor, 
and toggle switch dpdt, with output bluetooth module. Current sensor used is ACS 712 30A,
voltage sensor used is a voltage divider circuit. For output, using HC-05 bluetooth module
that sends data then displayed in apk android.


Keywords: ARM, Current Sensor, Voltage Sensor, Bluetooth, Android.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Untuk mengukur arus dan tegangan yang dapat dipantau dari jauh, dibutuhkan pengukur arus dan tegangan yang dapat dipantau dengan wireless dan dengan tampilan android. Alat ini dibuat untuk membantu untuk memantau arus dan tegangan supply yang kemudian dapat dipantau secara wireless dan ditampilkan dengan apk android. Setelah arus dan tegangan diukur oleh sensor, maka ARM NUC120 akan memroses dan modul bluetooth akan mengirimkan data ke smartphone kemudian ditampilkan di apk android.

1.2 Tujuan
Tujuan di buatnya alat ini adalah :
1. Mampu membuat program untuk mengukur arus dan tegangan AC/DC yang sesuai dengan menggunakan ARM NUC120.
2. Mampu menampilkan data pada apk 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/DC dengan android ?
2. Bagaimana cara menampilkan data pada apk 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

2.5 Saklar Toggle



Gambar 2.5 : Simbol Saklar DPDT

Saklar toggle merupakan bentuk saklar yang paling sederhana, dioperasikan oleh sebuah tuas toggle yang dapat ditekan ke atas dan ke bawah. Menurut konvensinya, posisi tuas ke bawah mengindikasikan kondisi Off atau kontak saklar terputus, dan posisi tuas ke atas mengindikasikan kondisi On atau kontak saklar terhubung.
Saklar-saklar toggle yang berukuran lebih kecil memiliki tiga buah tag terminal, yaitu kontak jenis single pole double throw atau satu kutub dua arah, biasanya disingkat dengan istilah saklar SPDT. Tag terminal yang berada ditengah adalah jalur arus bersama dan dapat membentuk kontak dengan salah satu dari kedua tag lainnya. Kontak-kontak semacam ini disebut sebagai kontak-kontak ganti change over contact.
Saklar-saklar toggle yang lebih besar memiliki dua buah tag terminal, yang mengindikasikan bahwa saklar-saklar ini memiliki kontak jenis double pole double throw atau dua kutub dua arah, yang biasanya disingkat dengan istilah saklar DPDT. 

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.   Saklar Toggle dpdt                        1 buah
7.   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 dan saklar toggle dpdt. Luarannya adalah modul bluetooth yang kemudian ditampilkan dalam apk 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 DC
Sensor Tegangan AC
Saklar Toggle
PA.0
PA.1
PA.2
PB.5
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, dan juga switch dpdt. Switch disini berguna untuk mengatur mode yaitu mode AC dan mode DC. Saat sensor mendeteksi arus dan tegangan 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 adalah kalibrasi alat pertama kali.


Gambar 4.1 Pengujian Alat

Gambar berikut menunjukkan tampilan aplikasi di Android tanpa sumber listrik.

Gambar 4.2 Pengujian Alat
Gambar berikut ini adalah tampilan pada saat alat terhubung sumber arus listrik DC dan terbebani dengan relay.

Gambar 4.3 Pengujian Alat
Gambar berikut ini merupakan gambar hasil pengukuran tegangan ac dengan beban setrika 350 Watt.

Gambar 4.4 Pengujian Alat

V. KESIMPULAN

1. Batas maksimal pengukuran tegangan AC adalah 400 vac, dan untuk pengukuran tegangan DC adalah 105 vdc.
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
[2] https://learn.openenergymonitor.org/electricity-monitoring/voltage-sensing/measuring-voltage-with-an-acac-power-adapter
[3] https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-mengakses-sensor-arus/
[4] http://belajarduino.blogspot.co.id/2014/01/pengukur-arus-listrik-ac-dan-dc-dengan.html


BIODATA

Nama penulis Luthfi Thariq Rahmanu. Penulis dilahirkan di Demak, tanggal 14 November 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Bintoro 5 Demak, SMPN 2 Demak, dan SMAN 1 Demak. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.1.11. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: luthfirahmanu14@gmail.com .


Nama penulis Sujud Irfa’i. Penulis dilahirkan di Kebumen, tanggal 16 November 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1 Kalijirek, SMPN 2 Kebumen, dan SMK TKMT Kebumen. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 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. 3.32.15.1.23. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: sujud.irfai@gmail.com.

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com


LAMPIRAN :
1. Jurnal
2. Diagram Alir
3. Diagram Blok
4. Gambar Rangkaian
5. Pengawatan Dalam
6. Pengawatan Luar
7. PPT
8. Program
9. Video Tutorial

2 comments:

  1. RizkyMay 14, 2020 at 10:15 PM

    Mas boleh minta codingnya yg asc712 ?

    ReplyDelete
    Replies
    1. YBEYMay 19, 2020 at 5:02 AM

      This comment has been removed by the author.

      Delete