## SISTEM MONITORING STATUS LAMPU PENERANGAN JALAN UMUM BERBASIS SENSOR JARINGAN NIRKABEL (WIRELESS
SENSOR NETWORK)
Mayda Waruni K 1 , Sumadi 2
1,2 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Balikpapan, Jln. Pupuk Raya Gn. Bahagia Balikpapan 76114 INDONESIA
Email : 1 mayda.warunik@uniba-bpn.ac.id, 2 sumaditotal@gmail.com
Abstract — The  wireless  sensor  network  system  is  applied  to  the monitoring  system  of  street  light.  There  are  several  parameter  that monitored  such  as  electric  current,  voltage,  GPS  map  coordinate, Lux,  and  status  off  on  and  of  of  the  light.  The  node  sensor  that contain  of  Arduino  Mega  2560,  ACS712ELCTR-20A-T  current sensor,  ZMPT101B  voltage  sensor,  TSL2561  light  sensor,  GPSNEO 6MV2  module,  TFT  display  and  SIM900A  GSM  module.  GSM Module  SIM900A  is  as  a  communication  tool  between  sensor  node devices with web monitoring application.
The monitoring system of street light parameter status is design to sned the reading parameter data such as electrical current, voltage, Lux and GPS coordinate map and then send to the web data base  on  the  web  server.  The  data  that  recorded  on  the  web  server than  can  be  view  through  the  web  application  without  location restriction  as  long  as  internet  connection  is  available.  The application also can control to turn on and off the light.
I ntisari — Jaringan  sensor  nirkabel  yang  diaplikasikan  pada  sistem monitoring  berupa  parameter  cahaya,  arus  listrik,  tegangan  listrik, peta  koordinat  dan  indikasi  status  hidup  dan  mati  lampu.  Perangkat yang digunakan dalam sistem ini adalah titik sensor (sensor node) dan aplikasi  pengawasan  dengan  web (web  monitoring). Rancangan sensor  node menggunakan  perangkat  berupa  Arduino  Mega  2560, sensor  arus  ACS712ELCTR-20A-T,  sensor  tegangan  ZMPT101B, sensor  cahaya  TSL2561,  modul  GPSNEO  6MV2,  TFT  display  dan modul  GSM  SIM900A.  Modul  GSM  SIM900A  digunakan  sebagai alat  komunikasi  antara  perangkat sensor  node dengan  aplikasi web monitoring .
Sistem  monitoring  status  lampu  penerangan  jalan  umum  yang dirancang  mampu  melalukan  pembacaan  parameter  arus  listrik, tegangan  listrik,  intensitas  cahaya  (Lux),  dan  peta  koordinat  GPS. Data parameter yang dibaca selanjutnya dikirim ke dalam basis data di  web  server  melalui  jaringan  komunikasi  GSM.  Data  yang  telah direkam  di  dalam  web  server  tersebut  dapat  dilihat  pada  sebuah aplikasi  web  sehingga  user  dapat  memonitor  dengan  mudah  tanpa batasan  lokasi  selama  terdapat  koneksi  internet.  Aplikasi  web  yang dibangun  juga  dirancang  mampu  mengontrol  hidup  dan  mati  titik lampu yang dimonitor.
Kata  Kunci— Sistem  monitoring  penerangan  jalan  umum, jaringan sensor nirkabel, Arduino .

## I. PENDAHULUAN
Sistem  otomasi  di  Indonesia  semakin  hari  semakin membutuhkan  peralatan  yang  memudahkan  segala  kegiatan, salah satunya yaitu dalam memudahkan pemantauan dan
Mayda Waruni K : Sistem Monitoring Status....
pengoperasian suatu instalasi secara efesien dari segi biaya dan tenaga kerja.
Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  perlu  dibuat  suatu alat yang berfungsi untuk memonitor status lampu penerangan jalan  umum  berbasis wireless  sensor  network dengan menggunakan  mikrokontroller  Arduino  ditambah  dengan modul geo positioning system (GPS) dan modul global system for mobile communication (GSM) yang bisa mengirimkan data pembacaan  parameter  serta  posisi  titik  sensor  ke  server  yang telah  ditentukan.  Kemudian  titik  lokasi  ini  ditampilkan  ke dalam Google  Map .  Dengan  perangkat  tersebut  di  atas  maka status  lampu  penerangan  jalan  umum  berupa  Arus  listrik, tegangan  listrik,  besaran  cahaya  dan  titik  lokasi  sensor  dapat ditampilkan dan diakses secara real time dari jarak jauh. mikrokontroller Arduino berkomunikasi secara serial dengan perangkat elektronik lainnnya, sehingga menghasilkan suatu keluaran sesuai yang diinginkan.

## II. D ASAR T EORI

## 2.1 Arduino Mega
Arduino  Mega adalah board mikrokontroller  yang berbasis  pada  ATmega  1280. Board ini  memiliki  54  digital input/output  pin  (dimana  14  pin  dapat  digunakan  sebagai output  PWM ),  16  input analog ,  4 UARTs  (hardware  serial port), 16MHz osilator kristal,koneksi  USB,  jacklistrik, ICSP header dan  tombol  reset.  Pin-pin  ini  berisi  semua  yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung  ke  computer  dengan  kabel  USB  atau  sumber tegangan bias didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya.

## 2.2 Modul Global System for Mobile communication (GSM)
shield 2
Modul  Arduino Global  System  for  Mobile  communication (GSM) shield 2  erguna  untuk  membuat  koneksi  antara Arduino board ke  internet,  mengirim  dan  menerima  pesan singkat dan membuat sebuah panggilan dengan menggunakan GSM library. GSM shield  2 sangat  cocok  dengan  Arduino uno, akan tetapi perlu sedikit  modifikasi jika digunakan pada Arduino Mega, Mega ADK, Yun, dan Leonardo boards.

## 2.3 Global Positioning System
Global  positioning  system (GPS)  atau  Sistem  Posisi Global adalah sistem untuk menentukan letak di permukaan
bumi  dengan  bantuan  penyelarasan  ( synchronization )  sinyal satelit.

## Gambar  1 Penetuan titik lokasi GPS
Sistem  ini  menggunakan  24  satelit  yang  mengirimkan  sinyal gelombang  mikro  ke  bumi.  Sinyal  ini  diterima  oleh  alat penerima  di  permukaan,  dan  digunakan  untuk  menentukan letak, kecepatan, arah, dan waktu. .

## 2.4 Modul Sensor cahaya
Modul  sensor  cahaya  (TEMT6000 ambient  light sensor )  adalah  merupakan  sebuah  sensor  analog.  Sensor  ini bekerja seperti transistor, jika cahaya sekitar bertambah terang maka keluaran analog dari sensor nilainya akan naik.

## Gambar 2 Rangkaian sensor cahaya TEMT6000
TEMT6000  terbuat  dari  sebuah  silicon NPN  epitaxial  planar photo  transistor .Alat  ini  sangat  peka  terhadap  spectrum cahaya  yang  dapat  terlihat.  TEMT6000  biasa  dipakai  sebagai sensor  untuk back  light dimming  pada  telepon  genggam, laptop, kamera, dll.

## 2.5 Sensor tegangan AC (ZMPT101B)
Sensor  tegangan  ZMPT101B  menggunakan  jenis 110-250V  AC  sistem  Active  Transformer,  cocok  digunakan untuk  Arduino  atau  AVR  dan  dapat  langsung  disambung dengan tegangan jala – jala 220 V.
ISSN 2528 - 6498 E-ISSN 2549-0842

## Gambar  3 Skemarangkaian OP-AMP

## 2.6 Sensor Arus ACS712-20A
ACS712 adalah modul sensor arus listrik AC maupun DC. Keluaran ( output ) dari sensor adalah sinyal analog yang proporsional terhadap arus listrik yang mengalir di antara pin pendeteksi-nya
Gambar 4 Layout Posisi Komponen DI-Smart ACS712-20A (Electric Current Sensor 20 A)

## III. METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode eksperimental

## 3.1 Analisa kebutuhan
Pada  saat  ini  monitoring  status  lampu  pada penerangan  jalan  umum  hanya  dilakukan  secara  manual. Dengan  analisa  di  atas,  maka  perlu  dirancang  sebuah  konsep monitoring status lampu secara nirkabel, sehingga monitoring bisa dilakukan dari jarak jauh.
5v 5v
Sumber AC Sensor
Sensor AC GSM 5v Tegangan Arus
Arduino LCD 5v
GPS Sensor 9v Relay 5v Cahaya
5v 5v Lampu AC AC Travo Regulator 9v 9v Regulator 5v 5v

## Gambar 5 Bagan analisa kebutuhan komponen
Sensor  node adalah  rangkaian  sensor  dan  mikrokontroller yang  terdiri  dari  Arduino  Mega  2560,  sensor  tegangan  AC, sensor arus AC, sensor cahaya, GPS dan modul GSM sebagai alat  penghubung  komunikasi  nirkabel.  Pada sensor  node c parameter  berupa  tegangan,  arus,  besaran  cahaya  dan  data lokasi  gps  di  ukur  sebagai  masukan  arduino.  Pada  control node  juga  memungkinkan  untuk  menghidupkan  dan mematikan lampu yang disensor.

## 3.3 Menentukan format data komunikasi
masukan proses keluaran
TEGANGAN,ARUS,CA Arduino mega2560 HAYA DAN GPS GSMshield My SQL database Website Gambar 6 Diagram blok pengiriman data
1. Masukan sensor  tegangan,  arus,  cahaya  dan  data  GPS  sebagai masukan untuk Arduino Mega2560. Selanjutnya data yang masuk akan diolah oleh Arduino Mega2560.
2. Proses Arduino Mega2560 akan mengolah data yang didapat dari sensor dan mengkonversikan data tersebut dalam satuan,  setelah  itu  data  tersebut  akan  dikirim  ke database internet melalui GSM Shield.
3. Keluaran data yang terdapat di database akan ditampilkan ke halaman web.
Mayda Waruni K : Sistem Monitoring Status....

## 4. H ASIL DAN PEMBAHASAN
Parameter-  parameter  yang  akan  ditampilkan  adalah  data koordinat  GPS,  tegangan  input,  arus  listrik  dan  besaran cahaya  (Lux).  Parameter  tersebut  akan  dideteksi  oleh  sensor, selanjutnya diolah oleh perangkat mikrokontroller
Pada saat rangkaian kontroller node sensor diberi sumber tegangan,  maka  akan  terjadi  proses  inisialisasi.  Setelah inisialisasi  berhasil,  selanjutnya  proses  looping  untuk pembacaan parameter sampai pengiriman data dan pembacaan perintah  untuk  mengaktifkan  relay  1  dari web  server pada kontroller.
Selanjutnya  dilakukan  pembacaan  parameter  dengan  cara perulangan sebanyak 12 kali. Hal ini dimaksudkan setelah terjadi proses perulangan sebanyak 12 kali, maka estimasi waktu yang digunakan adalah selama satu menit. Hal tersebut akan  memudahkan  pengaturan  rentang  waktu  untuk setiap pengiriman data.
Setelah  tahapan  pembacaan  parameter  selesai, selanjutnya  data  siap  dikirim  ke  alamat  basis  data  pada web server .Pada pengiriman data (sensor dan data koordinat GPS), penting  untuk  mencocokan  struktur  URL  yang  dituju.  Hal tersebut dikarenkan, jika strukturnya salah atau terbalik maka data tidak akan masuk pada basis data di server.
Pada masing masing sensor dibedakan pengalamatanya. Hal tersebut dilakukan dengan cara membuat sebuah  token  pengenal,  token  dibuat  unik  memakai  standar penulisan  token  8  karakter.  Setiap  titik  sensor  node  memiliki token  yang  berbeda.  Token  di  buat  dari  basis  data  pada  web server, dapat juga dibuat pada antar muka web monitoring.

## 4.1. Analisa akses data melalui website.
Data pembacan  sensor  yang  diproses di dalam perangkat web  server  di  transmisikan  secara  wireless  melalui  jaringan internet.  Data  dari  masing  –  masing  sensor  node  di  kirim  ke database  pada  web  server  dengan  masing  –  masing  alamat URL sebagai berikut:
1. Alamat URL tabel basis data untuk pembacaan sensor http://45.55.91.151/api/inssensor/
2. Alamat URL tabel basis data untuk lokasi koordinat GPS http://45.55.91.151/api/insloct/
3. Alamat  URL  untuk  akses  pengontrol  status  lampu http://45.55.91.151:8080/api/RestController.php?act= lamp&token =
Cara  mengakses  antar  muka  web  monitoring  yaitu  dengan memasukan alamat http://45.55.91.151 pada browser internet. Selanjutnya  akan  tampil  halaman  login,  login  diisi  dengan sebuah user name dan password

## Gambar 7. Tampilan GPS keberadaan sensor pada peta

## 4.2 Pengujian perangkat
Untuk  mengetahui  bekerja  tau  tidaknya  suatu  rancangan perangkat yang telah dibuat, maka dibutuhkansuatu pengujian. Peralatan yang diperlukan untuk pengujian rangkaian
perangkat antara lain  volt  meter AC, amper  meter AC,  Lux meter, alat pengukur koordinat GPS, laptop beserta program arduino yang telah di buat untuk rangkaian tersebut
Volt 227 227 0 Ampere 1.51 1.5 0.1

## IV. K ESIMPULAN
1. Monitoring  status  lampu  penerangan  jalan  umum berbasis  wireless  sensor  network  berfungsi  sebagai monitoring  dan  kontrol  parameter  berupa  tegangan masukan, arus listrik, besaran cahaya (Lux) dan letak koordinat GPS dari perangkat sensor node.
2. Dari  hasil  pengujian  perangkat  sensor  node, pengukuran parameter memiliki kesalahan maksimum 3 % yaitu pada hasil titik koordinat GPS. Sedangkan  hasil  pengukuran  tegangan  AC,  arus  AC dan cahaya (Lux) tidak terdapat kesalahan
3. Dari  hasil  pengujian  pengiriman  data  ke  web  server data  berhasil  masuk  dengan  sempurna,  akan  tetapi kecepatan  data  masuk  tergantung  pada  kecepatan akses GPRS pada lokasi sensor node dipasang. Tabel 1 Hasil pembacaan data besaran cahaya pada lampu jalan umum parameter Lampu Lampu mati keterangan hidup Lux 35 Lux 0 Lux  Pengambilan data (kondisi pada ketinggian sekitar gelap  1.5 Meter  dari tanpa cahaya permukaan tanah lain) Tabel 2 Hasil pembacaan pada display lokal titik sensor B Sensor B parameter Pembacaan Pembacaan Eror % kontroller alat ukur GPS lat. -1.2524250 -1.2525646 0 GPS 116.7596500 116.7599577 0
Long.

## R EFERENSI
[1] I Putu Agus Eka Pratama dan Sinung Suakanto, 2015, “Wireless Sensor Network”, penerbit Informatika, Bandung
[2] Kadir, Abdul, 2008, “Tuntunan Praktis Belajar
Data Base Menggunakan MySQL”, Penerbit
ANDI, andipublisher.com
[3] Priyanto Hidayatullah dan Jauhary Khairul
Kawistara, 2014, “Pemrograman Web”, Penerbit Informatika, Bandung
[4] Robertus Wisnuaji Nugroho, 2016, “Perancangan
Sistem Monitoring Energi Listrik Menggunakan
Arduino dan Power Meter PM800 Berbasis Wireless Sensor Network ”, Skripsi, Program Studi Teknik Elektro, Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
[5] Arduino, "Arduino.cc," Arduino, 2007. [Online].
Available:
http://www.arduino.cc/en/Guide/Introduction , diakses pada 2 April 2017
[6] Arduino, "Arduino.cc," Arduino, 2007. [Online]. Available:
https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2
560 , diakses pada 2 April 2017