Terakreditasi Peringkat Sinta 4 berdasarkan Petikan dari Keputusan Menteri Riset dan Teknologi/ Kepala Badan Riset dan Inovasi Nasional Nomor 200/M/KPT/2020, masa berlaku mulai Vol.3 No.1 tahun 2018 s.d Vol.7 No.2 tahun 2022

## Prototipe Monitoring Daya Listrik dan
Pengendalian Perangkat Elektronik Skala Industri Berbasis IoT di CV. Wellracom Nusantara Surabaya
Samsul Huda 1 , Trio Bekti Imansah 2 , Elvianto Dwi Hartono 3 1,2,3 Teknik Informatika, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya, Indonesia
1 samsul@untag-sby.ac.id, 2 elvianto.evh@untag-sby.ac.id, 3 triobektiimansah@gmail.com
Received : 11-10-2021; Accepted: 23-12-2021; Published: 25-12-2021
Abstrak — Biaya  pengeluaran  listrik  menyumbang  porsi  yang signifikan dari total biaya operasional industri. CV.Wellracom Nusantara  mempunyai  inventaris  berupa  alat-alat  elektronik dan mesin-mesin industri untuk proses produksi. Sementara ini perusahaan  tidak  tahu  secara  spesifik  besaran  penggunaan listrik  pada  setiap  bulan.  Saat  informasi  tagihan  biaya  listrik datang,  jumlah  biaya  tagihan  pembayaran  listrik  melonjak naik.  Oleh  sebab  itu,  sangat  penting  bagi  perusahaan  secara akurat memperkirakan biaya listrik waktu mendatang sebagai strategi  untuk  menekan  biaya  yang  over  budget  dan  tidak terkontrol.  Untuk  mengatasi  permasalahan  di  perusahaan Wellracom,  kami  mengajukan  prototipe  sistem  monitoring untuk mempermudah pemantauan penggunaan daya listrik di perusahaan Wellracom.  Hal ini ditujukan agar konsumsi dari setiap  perangkat  dapat  terpantau  dan  terkontrol.  Prototipe sistem  melakukan  monitoring  penggunaan  daya  listrik  dari setiap  perangkat  dan  pengendalian  terhadap  perangkat elektronik tersebut. Solusi yang diajukan mengadopsi teknologi IoT menggunakan perangkat skala industri. Sistem ini memiliki kemampuan untuk dapat memantau data konsumsi daya listrik dari setiap perangkat secara realtime, riwayat data dalam kurun harian  hingga  bulanan,  mengirimkan  pemberitahuan  ke pengguna  serta  mengontrol  on/off  perangkat  elektronik. Melalui  eksperimen  sederhana  menggunakan  beban  daya listrik berupa 2 buah lampu bohlam serta 2 buah charger laptop selama 24 jam, kami mengkonfirmasi bahwa pembacaan hasil pengukuran  dari  sistem  memiliki  keakuratan  sebesar  98% dibanding  dengan  AVOmeter  digital  dan  fitur-fitur  prototipe yang diimplementasikan beroperasi dengan benar .
Kata kunci — manajemen penggunaan listrik, tagihan listrik, IIoT, IoT
Abstract — The  electricity  bill  accounts  for  a  considerable amount of the full operating costs of industries. CV. Wellracom Nusantara  has  a  lot  of  electronic  equipment  and  industrial machines  for  production.  Here,  the  company  does  not  really know  the  electricity  usage  each  month.  They  only  know  the significant amount of bill payments and over-budget when the electricity  bill  comes.  Therefore,  it  is  crucial  for  companies  to accurately estimate future electricity costs as a strategy to reduce over-budget and uncontrolled costs. To overcome the problems, we  propose  a  prototype  monitoring  system  to  make  it  more comfortable  to  monitor  the  use  of  electrical  power  in  the company. This solution allows the electricity consumption from all  devices  to  be  monitored  and  controlled.  The  prototype monitors  the  use  of  electrical  energy  from  each  device  and
controls  the  electronic  devices.  The  proposed  solution  adopts IoT technology using industrial-scale devices. This can monitor electricity  consumption  data  from  each  device  in  real-time, record historical data from daily to monthly, send notifications, and  control  on/off  devices.  This  prototype  has  an  accuracy  of 98% of the reading measurement results compared to the digital AVOmeter. Through a simple experiment using electric power loads of two light bulbs and two laptop chargers for 24 hours, we conﬁrmed that the implemented prototype runs correctly..
Keywords — electricity usage management, electricity bill, IIoT, IoT

## I. P ENDAHULUAN
Biaya  pengeluaran  listrik  menyumbang  porsi  yang signifikan  dari  total  biaya  operasional  industri.  Oleh karenanya,  penting  bagi  perusahaan  untuk  secara  akurat memperkirakan  biaya  listrik  waktu  mendatang  sebagai strategi untuk menekan biaya yang over budget dan tidak terkontrol.
Perusahaan  Wellracom  Nusantara  adalah  perusahaan yang  memiliki  fokus  pekerjaan  pada  bidang  komunikasi, otomasi  dan  distributor  perangkat-perangkat  standar industri  yang  berlokasi  di  Jl.  Bratang  Binangun  no.85 Surabaya.  Wellracom  mempunyai  banyak  alat-alat elektronik  perkantoran  dan  mesin-mesin  industri  untuk proses  produksi.  Sementara  ini  kantor  tidak  mengetahui secara  spesifik  besaran  penggunaan  listrik  pada  setiap bulan.  Saat informasi tagihan  biaya listrik datang, jumlah biaya tagihan pembayaran listrik melonjak naik.
Lonjakan  biaya  listrik  yang  tidak  normal  ini  bisa disebabkan  oleh  berbagai  faktor,  seperti  jumlah  staf  dan pegawai,  jumlah  perangkat  dengan  sumber  tenaga  listrik dan  durasi  jam  kerja  perusahaan.  Perusahaan  sebagai pelanggan  layanan  listrik  PLN  tidak  mengetahui  jumlah besaran  konsumsi  listrik  pada  waktu  pagi,  siang  atau malam hari, atau dari mesin perkakas serta peralatan mana dengan penggunaan tenaga listrik berlebih [1-2].
Ada  beberapa  pendekatan  dan  usulan  dari  peneliti  lain untuk mengatasi penggunaan energi listrik yang hemat dan efisien.  Omole,dkk.  [3]  mengusulkan  skema  pemantauan dan  manajemen  energi  dengan  mengadopsi  teknologi socket.  Usulan  solusi  ini  memberikan  informasi  kepada
pengguna  terhadap  besaran  jumlah  energi  yang  dipakai setiap periode untuk setiap alat. Karya ini memungkinkan pengguna  untuk  mengatur  batas  kapasitas  penggunaan daya  dengan  menyalakan  dan  mematikan  alat  dari  jarak jauh.  Database  peralatan  rumah  tangga  didaftarkan  untuk mengaktifkan profil energi untuk perangkat dan peralatan yang  berbeda.  Sistem  ini  menawarkan  alternatif  hemat energi  untuk  perangkat  tersebut  berdasarkan  periode penggunaan dan lokasi.
Dalam  penelitian  lain,  Kalezhi,  dkk.  [4]  mengusulkan sistem  manajemen  konsumsi  listrik  berbasis  IoT.  Sensor, gateway  dan  power  meter  menjalankan  sebuah  algoritma untuk  menjadwal  peralatan  listrik  di  rumah  dengan menentukan  peralatan  mana  yang  dapat  digunakan tergantung  pada  kehadiran  dan  preferensi  pengguna. Dengan  demikian  akan  dapat  membantu  pengguna mengatur berapa banyak energi yang dikonsumsi sehingga menghemat biaya.
Dalam penelitian serupa, Shamshiri, dkk. [5] menerapkan  Internet  of  Things  (IoT)  yang  dapat berkomunikasi  dengan  beberapa  alat  ukur  daya  listrik digital yang berbeda, yakni schneider, siemens dan mikro melalui protokol modbus. Prototipe telah berhasil dipasang di  tiga  lokasi  di  kampus  utama  Universiti  Teknikal Malaysia Melaka (UTeM). Solusi  yang diusulkan dengan mengintegrasikan  alat  ukur  energi  listrik  yang  ada, memungkinkan  penggunaan  energi  di  seluruh  kampus untuk dipantau dan dilakukan penghematan secara efisien dan ekonomis dibandingkan dengan sistem SCADA yang perlu modal besar.
Dalam  karya  sejenis,  Pangestu,  dkk.  [6]  melakukan monitoring listrik pada rumah tangga. Mereka menggunakan  arduino  NodeMCU  ESP8266  untuk  dapat melakukan  pemantauan  secara  real-time.  Dalam  uji  coba, mereka menggunakan beban induktif serta beban resistif: 2 buah lampu LED 15 Watt dengan setrika listrik yang diatur pada level panas tertinggi.
Dari  literatur-literatur  tersebut,  dapat  disimpulkan dengan jelas bagaimana infrastruktur IoT telah digunakan dalam pemantauan dan pengendalian peralatan listrik skala rumah  tangga  dan  universitas  dari  jarak  jauh.  Hal  ini ditujukan  agar  konsumsi  dari  setiap  perangkat  dapat terpantau  dan  terkontrol.  Dibandingkan  dengan  literatur yang telah dibahas, sistem yang diusulkan didesain dengan standar  skala  industri  yang  mengadopsi  teknologi Industrial Internet of Things (IIoT) dari segi peralatan/perangkat serta prototokol untuk  memantau dan mengontrol  penggunaan  daya  listrik.  Usulan  ini  memiliki kemampuan  untuk  dapat  memantau  data  konsumsi  daya listrik  dari  setiap  perangkat  secara  realtime,  riwayat  data dalam  kurun  harian  hingga  bulanan,  mengirimkan pemberitahuan  ke  pengguna  serta  mengontrol  on/off perangkat elektronik.

## II. K AJIAN PUSTAKA
A. T EKNOLOGI I NTERNET OF T HINGS (I O T) DAN I NDUSTRIAL I NTERNET OF T HINGS (II O T)
IoT  telah  berkembang  dan  menjadi  populer  yang menggambarkan  fenomena  konektivitas  antar  mesin  dan perangkat  [7-8].  Sensor-sensor  dengan  ukuran  kecil ditempatkan  pada  berbagai  perangkat  atau  benda,  yang memungkinkan  mereka  dapat  saling  berkomunikasi melalui internet atau jaringan lain ke sistem komputer. IoT dapat  digunakan  untuk  aplikasi  dalam  bidang  pertanian, medis serta smart home[7-11].

## Gambar 1.  Arsitektur IoT
Gambar  1  menggambarkan  arsitekut  IoT.  Sistem  IoT yang lengkap mengintegrasikan empat komponen berbeda: sensor/perangkat,  konektivitas,  pemrosesan  data,  dan antarmuka  pengguna.  Berikut  penjelasan  singkat  setiap komponen dan fungsinya.
1) Sensor/Perangkat
Pertama,  sensor  atau  perangkat  melakukan  sensing serta mengumpulkan data dari lingkungan sekitar. Tabel 1 menunjukkan klasifikasi pengelompokan sensor.
TABEL I. K LASIFIKASI S ENSOR
Klasifikasi sensor Penyedia data sensor Bagian bisnis yang men-deploy dan mengelola sensor Organisasi Publik atau swasta. Perusahaan publik: Infrastruktur publik, organisasi komersial. Perusahaan swasta: Penyedia teknologi dan layanan. Pribadi dan rumah tangga Smart watches, gyroscopes, mobile phones, cameras, laptops, GPS, accelerometers microphones, food items and household items, such as cameras, televisions, freezers, washing machines, microwave furnaces, smart appliances, dll.
2) Konektivitas
Selanjutnya, data itu dikirim ke cloud. Sensor/perangkat  dapat  dihubungkan  ke  cloud  melalui berbagai  media  komunikasi,  termasuk:  seluler,  WiFi, Bluetooth, satelit, low-power wide-area network (LPWAN),  atau  terhubung  langsung  ke  internet  melalui ethernet.
Setiap  opsi  memiliki  tradeoff  antara  konsumsi  daya, jangkauan, dan bandwidth. Pilihan opsi konektivitas mana yang terbaik menyesuaikan pada lingkungan aplikasi IoT
Untuk mendapatkan data dari objek IoT ke cloud atau server  perantara,  perlu  ada  cara  untuk  berkomunikasi. Biasanya, objek IoT menggunakan protokol internet untuk terhubung  ke  internet.  Dengan  menggunakan  protokol internet,  objek  IoT  perlu  menyisihkan  banyak  daya  dan memori. Karena banyak objek IoT tidak terhubung melalui
kabel  ethernet,  komunikasi  nirkabel  dilakukan  dan  itu membutuhkan lebih banyak energi dari objek IoT [8].
Tetapi objek IoT juga dapat terhubung ke jaringan non- IP  dan  jaringan  ini  nantinya  akan  mengirimkan  data  ke cloud. Jaringan non-IP dapat menjadi gateway IoT seperti yang  dijelaskan  pada  bagian  preprocess  di  atas. Komunikasi  antara  jaringan  non-IP  dan  perangkat  IoT dapat  dilakukan  melalui  teknologi  yang  berbeda. Kemudian,  kami  bahas  beberapa  teknologi  komunikasi yang digunakan oleh objek IoT.
Bluetooth adalah teknologi jarak pendek yang penting untuk  komunikasi.  Bluetooth  bukanlah  hal  baru  tetapi ketika  menggunakan  Bluetooth  di  objek  IoT,  konsumsi dayanya  terlalu  tinggi.  Itu  sebabnya  kelompok  minat khusus  bluetooth  merilis  bluetooth  low  energy  (BLE), untuk  mengurangi  konsumsi  energi  perangkat  yang menggunakan  Bluetooth.  Dengan  BLE,  objek  IoT  dapat berjalan  untuk  waktu  yang  lebih  lama  dengan  daya baterainya dengan biaya yang lebih murah. Ini karena BLE tetap  dalam  mode  tidur  hingga  koneksi  dimulai  ke  objek IoT menggunakan BLE. Tetapi BLE tidak dirancang untuk aplikasi yang perlu mentransfer file besar atau mentransfer data lebih dari 100 meter.
ZigBee  seperti  Bluetooth,  dirancang  untuk  mengirim potongan  data  kecil  jarak  pendek  dengan  maksud  untuk tidak  mengkonsumsi  terlalu  banyak  energi.  ZigBee berjalan  pada  jaringan  topologi  mesh  yang  berarti  bahwa data dikirim melalui jaringan node yang bertindak seperti sumber  data  dan  repeater  hingga  data  mencapai  tujuan. Seperti yang dikatakan dalam artikel “The ZigBee Vs Wifi Battle For M2M Communication” yang ditulis oleh Brian Ray,  “Ini  menggunakan  versi  standar  Institute  of Electronics and Electronics Engineering (IEEE)  802.15.4, dan dengan demikian, adalah banyak digunakan di jaringan data sensor area lokal.” Tujuan dari ZigBee adalah untuk menjadikan  proses  lebih  sederhana  dan  lebih  murah dibandingkan  komunikasi  nirkabel  lainnya  (misalnya Bluetooth  atau  Wifi)  dan  untuk  diintegrasikan  ke  dalam aplikasi yang membutuhkan konsumsi energi yang rendah dan  menerima  transfer  data  yang  rendah.  Contoh penggunaan  ZigBee  dalam  objek  IoT  adalah  dalam otomatisasi  rumah,  mis.  di  lampu,  kontrol  suhu  atau keamanan.
Wifi  bukanlah  sesuatu  yang  baru  bagi  dunia,  tetapi baru-baru  ini  aliansi  Wifi  telah  merilis  Wifi  halow  yang didasarkan  pada  standar  IEEE  802.11ah.  Wifi  halow mengkonsumsi  lebih  sedikit  energi  dan  mendapatkan jangkauan  yang  lebih  panjang.  Standar  802.11ah menggunakan 900 MHz yang relatif rendah dibandingkan dengan Wifi biasa dan dengan frekuensi yang lebih rendah jangkauannya meningkat dan kemampuan untuk menembus rintangan seperti pohon dan dinding lebih tinggi. Dengan  menggunakan  Wifi  objek  IoT  memiliki  koneksi langsung ke internet dibandingkan dengan objek IoT yang menggunakan ZigBee atau Bluetooth. Contoh penggunaan objek IoT bisa di rumah pintar dan kota di mana pengiriman data melalui rintangan diperlukan.
3) Pemrosesan Data
Setelah  data  sampai  ke  cloud,  perangkat  lunak melakukan beberapa jenis pemrosesan, seperti memeriksa apakah pembacaan suhu berada dalam kisaran yang dapat diterima.  Pemrosesan  data  ini  bisa juga  sangat  kompleks, seperti  menggunakan  computer  vision  pada  video  untuk mengidentifikasi  objek  (seperti  pada  kamera  pengaman rumah).
4) Antarmuka Pengguna Selanjutnya,  informasi  tersebut  dibuat  berguna  bagi pengguna  akhir  dalam  beberapa  cara.  Hasil  pemrosesan data  berupa  informasi  dapat  dikirim  berupa  notifikasi kepada  pengguna  (email,  teks,  pemberitahuan,  dll). Misalnya,  notifikasi  teks  saat  suhu  terlalu  tinggi  di  cold storage perusahaan.
Selain  itu,  pengguna  mungkin  memiliki  antarmuka yang  memungkinkan  mereka  untuk  secara  proaktif berinteraksi dengan sistem. Misalnya, pengguna  mungkin ingin  memeriksa  umpan  video  di  rumahnya  melalui aplikasi telepon atau browser web.
Namun,  itu  tidak  selalu  jalan  satu  arah.  Bergantung pada  aplikasi  IoT,  pengguna  mungkin  juga  dapat melakukan  suatu  tindakan  dan  memengaruhi  sistem. Misalnya,  pengguna  dapat  menyesuaikan  suhu  di  cold storage dari jarak jauh melalui aplikasi di ponsel mereka.
Tindakan umpan balik dapat dilakukan secara otomatis. Selain  itu  penyesuaian  suhu,  sistem  dapat  melakukannya secara  otomatis  melalui  aturan  yang  telah  ditentukan. Dalam  industri,  IoT  dapat  melakukan  otomatisasi  dalam proses  industri  [7].  Industrial  internet  of  things  (IIoT) merupakan  perluasan  dari  penggunaan  IoT  pada  sektor industri.
Setelah pengolahan data dan sesuai dengan kebutuhan pengguna, IoT dapat memberi tahu pengguna menggunakan  email,  teks,  notifikasi,  dan  sebagainya. Misalnya,  termostat  dapat  mengirim  peringatan  teks  saat suhu terlalu tinggi di kotak penyimpanan dingin. Pengguna mungkin juga memiliki antarmuka untuk objek IoT mereka yang  memungkinkan  mereka  memeriksa  data  terbaru dalam sistem.
Namun, GUI dari lapisan aplikasi tidak selalu jalan satu arah,  tergantung  pada  aplikasinya,  pengguna  juga  dapat melakukan  konfigurasi  pengaturan  dan  melakukan tindakan  yang  akan  memengaruhi  sistem.  Beberapa tindakan  yang  dimaksud  ini  dapat  dilakukan  secara otomatis.  Sistem  dapat  melakukannya  sendiri  melalui aturan yang telah ditentukan sebelumnya ke dalam sistem. Sebagai contoh, sistem keamanan yang dapat memperingatkan penggunanya ketika ada penyusup, sistem dapat  memberi  tahu  pihak  berwenang  secara  otomatis, bukan hanya memberi tahu pengguna sistem.

## B. K OMUNIKASI M ODBUS
Sistem  komunikasi  modbus  pertama  kali  dikenalkan pada  tahun  1979  sebagai  protokol  komunikasi  serial  oleh Modicon. Protocol ini awalnya diaplikasikan pada sebuah programmable  logic  controller  (PLC).  Selanjutnya, modbus  menjadi  standar  protokol  komunikasi  perangkat pada industri [12].
Dalam  perkembangannya,  modbus  menjadi  protokol komunikasi two  ways standar  sebagai  penghubung  PC dengan  mesin  industri  atau  alat-alat  elektronik  lain. Modbus  bersifat open  protocol ,  yang  berarti  bebas digunakan  dalam  pengembangan  produk,  tanpa  harus membayar  royalti.  Sebagai  contoh,  sistem  untuk mendeteksi suhu serta kelembaban, juga perlu menginformasikan nilainya ke PC. Protokol modbus sudah menjadi  protokol  komunikasi  standar  untuk  perangkat- perangkat  dalam  industri.  Gambar  2  menunjukkan arsitektur komunikasi modbus secara client-server.
Gambar 2.  Komunikasi modbus client-server
Selain itu, protokol modbus juga dapat digunakan untuk menghubungkan  RTU  (remote  terminal  unit)  terhadap SCADA  (Supervisory  Control  and  Data  Acquisition). Penggunaan modbus bisa untuk komunikasi serial (modbus ASCII dan modbus RTU) dan untuk ethernet (menggunakan modbus TCP). Faktor-faktor yang berpengaruh dalam  fungsi  kerja modbus sebagai protokol komunikasi secara ekstensif adalah:
a) Modbus yang bersifat open protocol .
b) Modbus  yang  relatif  mudah  untuk  disambungkan dengan perangkat lain.
c) Proses  transfer  data raw  bits atau words bersifat independent, tidak tergantung pada jenis vendor.

## C. I NDUSTRIAL P ERSONAL C OMPUTER (IPC)
IPC  pada  dasarnya  memiliki  karakteristik  dan  fitur teknis  sama:  jenis  mikroprosesor  &  RAM,  media penyimpanan,  port  antarmuka,  kinerja,  dll.  Namun,  IPC bersifat  sistem  yang  kokoh,  cocok  untuk  digunakan  di lingkungan  industri.  komputer  industri  dirancang  khusus untuk tahan terhadap lingkungan industry yang keras (suhu ekstrem, debu, kelembapan, getaran, lonjakan daya)  yang tidak  dirancang  untuk  PC  komersial  [13].  Perangkat  ini dapat dipakai untuk pengontrolan proses, seperti pada:
a) Proses di industri:
•  Produksi,
•  Generator tenaga listrik,
•  Manufaktur/Pabrik.
b) Proses Infrastruktur:
• Pengolahan limbah,
• Penjernihan air minum serta distribusinya,
• Distribusi tenaga listrik,
• Pipa gas serta minyak,
• Sistem peringatan dini juga sirine,
• Sistem komunikasi.
c) Proses Fasilitas:
• Bandara,
• Pelabuhan,
• Rumah Sakit,
• Gedung,
• Retail.
Dengan didesain standar industri, IPC dapat memberikan  peningkatan  eﬁsiensi  dan  produktiﬁtas. Keunggulan menggunakan Industrial PC:
a) Tahan dalam kondisi yang rough(kasar). Apakah itu debu, kotoran, minyak, lemak dan air (cipratan/tersiram).  Industrial  PC  biasanya  sudah dilengkapi dengan standard IP Rating. b) Industrial  PC  dirancang  secara  khusus  dengan chasis/enclosure, komponen, board dan motherboard  yang  tahan  terhadap  guncangan  serta getaran yang kuat.
c) Dalam  suhu  ekstrim,  penggunaan  chassis/casing yang  khusus  sehingga  industrial  PC  tetap  dapat bekerja  dengan  standar  yang  lebih  baik.  Fasilitas extra pendingin yang sudah dilengkapi di dalamnya.
d) Penghematan biaya energi tentunya  menjadi fokus besar  bagi  banyak  perusahaan.  Dengan  beralih  ke industrial  PC  akan  memberikan  kontribusi  untuk tujuan  kearah  itu.  Untuk  kelas  yang  lebih  tinggi industrial  PC  sudah  dilengkapi  power  supply  DC UPS. Umumnya Industrial PC hanya membutuhkan daya yang kecil  untuk operasi rutin.
e) Sudah dilengkapi dengan berbagai konektor khusus sehingga dapat secara langsung terkoneksi ke mesin tertentu, untuk proses industri besar.
f) Memilki  fasilitas  touch  screen  (layar  sentuh) sehingga  dapat  mempermudah  proses  kerja  di lapangan.
g) Mudah  dalam  pemasangan  di  dinding  atau  di punggung  mesin  tanpa  adanya  periferal  dan  kabel yang terpisah
h) Tidak  menggunakan  kipas  untuk  processor  dan power supply.

## III. M ETODOLOGI PENELITIAN
Desain  solusi  monitoring  terhadap  penggunaan  daya listrik dan kontrol perangkat elektronik dengan mengadopsi teknologi IoT ini didesain dengan mempertimbangkan  kebutuhan  kondisi  perusahaan  yang mencakup beberapa fitur dan layanan sebagai berikut:
1) Sistem mampu membaca dan menampilkan daya listrik secara real-time.
2) Sistem  mampu  menyimpan  log  dan  menampilkan riwayat data.
3) Sistem mampu mengirimkan notifikasi saat memenuhi kondisi tertentu ke pengguna.
4) Sistem mampu mengontrol on/off perangkat elektronik.

## A. A LAT DAN B AHAN
Tabel  2  menunjukkan  detil  kebutuhan  perangkat  dan software yang digunakan. Pada penelitian ini menggunkan beberapa  perangkat  standar  industri  untuk  kebutuhan
kondisi perusahaan, termasuk PMC-5231, PM-3114, serta IPC ebox 625-841.
TABEL III. S PESIFIKASI H ARDWARE DAN S OFTWARE P ROTOTIPE S ISTEM Hardware Industrial Internet of Thing (IIoT) Power Meter Concentrator PMC-5231 Power meter PM-3114 Sensor CT Industrial Personal Computer (IPC) server IPC ebox 625-841 Kabel serial RS-485 Slot Beban listrik Stop kontak Software Windows 10, Node red, Node -JS
1) PMC-5231 merupakan IIoT power  meter concentrator yang  bertugas  memproses  data  input  maupun  output [14].    Ini  juga  difungsikan  sebagai  concentrator  data terpusat dari semua nodes.
• Menyediakan  laporan  statistik  data  daya  melalui browser.
• Mendukung protokol komunikasi Modbus TCP/RTU, SNMP, FTP dan MQTT.
• Memiliki fitur  untuk:  mengukur konsumsi daya dari perangkat,  analisis  penggunaan  energi,  manajemen kebutuhan daya dan fungsi untuk notifikasi alarm.
• Mendukung koneksi dengan ICP DAS IoTstar Cloud software dan IoT Cloud Platform (IBM Bluemix dan Microsoft Azure).
2) PM-3114  merupakan  single-phase  smart  Power  meter untuk  memproses  data  masukan  yang  di  baca  oleh sensor CT (Current transformer) kemudian dikirimkan ke PMC-5231 [15].
• Mendukung  protokol  komunikasi  Modbus  RTU, Modbus  TCP  atau  CANopen  untuk  kemudahan integrasi.
• Memberikan akses data secara real-time.
3) Sensor CT merupakan sensor yang berfungsi berfungsi untuk mengubah besaran arus pada sistem yang berasal dari sumber PLN menjadi turun sehingga memungkinkan terbaca oleh alat ukur.
4) Industrial  personal  computer  (IPC)  ebox  625-841 bertugas sebagai PC server yang menjalankan node-red dan  control  backup  semua  data  dari  PMC-5231  dan PM-3114  yang  kemudian  akan  di  simpan  di  local storage. ebox 625-841 merupakan platform embedded sistem  skala  industri  yang  telah  memiliki  full  power protection  dengan  OVP,  OCP,  SCP  dan  memiliki sertifikat CE [16].
5) Node-RED merupakan programming tool untukmenghubungkan  perangkat  keras,  API  serta layanan  online  dengan  cara  baru.  Editor  yang disediakan  berbasis  browser  untuk  memudahkan pembuatan  flow  dan  menghubungkan  dengan  node. [17].

## B. D ESAIN P ROTOTIPE
Pada bagian ini diuraikan secara rinci desain prototipe monitoring penggunaan daya listrik dan kontrol perangkat
elektronik.  Sistem  ini  terdiri  dari  beberapa  bagian  yang terintegrasi  dengan  mengadopsi  teknologi  IoT.  Gambar  3 menunjukan  arsitektur  sistem  dari  prototipe  monitoring penggunaan daya listrik dan kontrol perangkat elektronik.
Dalam  prototipe  ini,  perangkat  yang  yang  menjadi beban daya terhubung pada slot stop kontak yang tersedia, kemudian sensor CT dipasang agar pembacaan daya dapat terbaca di power meter PM-3114. Data power yang terbaca dikirimkan ke pusat data konsentrator PMC-5231 melalui komunikasi  serial.  Seluruh  hasil  pembacaan  data  sensor tersimpan  pada  konsentrator.  Pada  sisi  PC  server  telah dibuat  flow  untuk  menarik  data  yang  tersimpan  dari konsentrator agar dapat dibaca secara real-time menggunakan komunikasi Modbus TCP/IP. Dari hasil flow, data dapat dipantau pengguna.
Aplikasi berbasis website dikembangkan agar pengguna  dapat  memantau  data  real  time,  data  log  serta riwayat data harian, mingguan dan bulanan. Aplikasi juga dilengkapi dengan akses kontrol on/off terhadap perangkat yang  difungsikan  sebagai  beban  daya  listrik  yang  akan dimonitoring. Melalui PC server, juga dimungkinkan untuk menyimpan  data  pada  local  storage.  Selain  itu,  pada  sisi konsentrator  dibuat  pengaturan  kondisi  jika  pembacaan daya  setiap  perangkat  telah  mencapai  batas,  sistem  akan mengirimkan  notifikasi  pada  pengguna  melalui  aplikasi LINE.

## Gambar 3.  Arsitektur system
Notifikasi melalui LINE akan dikirimkan ke pengguna berdasarkan  aturan  yang  dibuat.  Ada  3  aturan  notifikasi yang akan diterima pengguna:
a. Notifikasi saat awal perangkat ON.
b. Notifikasi saat daya melewati batas.
c. Notifikasi  saat  mengirimkan  riwayat  data  pemakaian daya harian.

## IV. H ASIL DAN PEMBAHASAN
Realisasi dari perancangan desain prototipe monitoring penggunaan  daya  listrik  dan  kontrol  perangkat  elektronik ditunjukan  pada  Gambar  4.  Sebagai  beban  daya  listrik, digunakan  2  buah  lampu  bohlam  serta  2  buah  charger laptop.

## Gambar 4. Prototipe sistem
Kemudian  pengguna  dapat  memonitor  hasil  dengan mengakses  website  melalui  PC  atau  smartphone  seperti yang tampil pada Gambar 5.
Gambar 5. Tampilan website monitoring monitoring penggunaan daya listrik dan pengendalian perangkat elektronik

## A. P EMBACAAN T EGANGAN
Pengujian pertama adalah dengan melakukan verifikasi pembacaan tegangan. Hal ini dilakukan dengan membandingkan data hasil pembacaan sistem dengan alat ukur  AVOmeter  digital.  Gambar  6  menujukkan  hasil pembacaan  tegangan  dari  sistem  dan  AVOmeter  digital. Keduanya menunjukkan hasil yang sama, yakni 223 Volt.
Gambar 6. Hasil pembacaan tegangan dari sistem dan AVOmeter

## B. P EMBACAAN A RUS
Pengujian  kedua  adalah  dengan  melakukan  verifikasi pembacaan arus. Hal ini dilakukan dengan membandingkan data hasil pembacaan sistem dengan alat ukur  AVOmeter  digital.  Gambar  7  menujukkan  hasil pembacaan  tegangan  dari  sistem  dan  AVOmeter  digital. Hasil pembacaan arus dari sistem 1.16 Ampere, sedangkan pembacaan pada alat ukur 1.14 Ampere. Dengan demikian, hasil  pembacaan  sistem  memiliki  prosentase  keakuratan sebesar 98 %.
Gambar 7. Hasil pembacaan pengukuran arus dengan sistem dan AVOmeter

## C. M EKANISME B ACKUP O TOMATIS
Pengujian  ketiga  adalah  dengan  memastikan  fitur backup data secara otomatis. Backup data dilakukan setiap hari sekali saat pukul 23:59 WIB. Informasi yang didapat adalah besaran daya listrik perjamnya dan nilai arus listrik. Gambar 8 menujukkan format hasil backup data dalam satu hari.  File  backup  data  ini  memiliki  ukuran  akitar  33KB dengan format ekstensi CSV.
D. N OTIFIKASI DARI L INE
Pengujian  keempat  adalah  penerimaan  notifikasi berupa  pesan  LINE.  Gambar  9  menujukkan  contoh notifikasi  yang  diterima  pengguna  berupa  pesan  saat perangkat ON serta laporan riwayat data penggunaan daya harian.
Gambar 9. Contoh notifikasi pesan LINE yang diterima pengguna

## V. K ESIMPULAN
Dalam  penelitian  ini,  kami  mempresentasikan  studi kami tentang prototipe monitoring penggunaan daya listrik dan  pengendalian  perangkat  elektronik  skala  industri berbasis  IoT  dengan  mengambil  studi  kasus  di  CV. Wellracom  Nusantara  Surabaya.  Prototipe  yang  dibuat memiliki  fitur  diantaranya,  mampu  membaca  dan menampilkan  daya  listrik  secara  real-time,  mampu menyimpan  log  dan  menampilkan  riwayat  data,  mampu menampilkan notifikasi saat memenuhi kondisi tertentu ke pengguna,  dan  mampu  mengontrol  on/off  perangkat elektronik.  Sistem  memiliki  keakuratan  pembacaan  hasil ukur sebesar 98%. Kami mengkonfirmasi bahwa fitur-fitur prototipe  yang  diimplementasikan  berjalan  dengan  benar. Pada  penelitian  selanjutnya,  akan  ditingkatkan  dalam pengembangan  UI,  penambahan  fitur  predisksi  biaya pengeluaran  listrik  serta  akses  pengguna,  dan  pembuatan panel untuk kemasan prototipe.

## R EFERENSI
[1] M. D. Mudaliar, and N. Sivakumar. “IoT based real time energy monitoring system using Raspberry Pi.” Internet of Things, Vol.12, 2020, pp. 1-20, https://doi.org/10.1016/j.iot.2020.100292.
[2] S. Mustafa and U. Muhammad. “Rancang Bangun Sistem
Monitoring Penggunaan Daya Listrik Berbasis Smartphone.”
Jurnal Media Elektrik, Vol. 17, No. 3, 2020, pp. 55-62,
https://doi.org/10.26858/metrik.v17i3.14968.
[3] O. S. Omole, D. Akpobasah, and A. A. Atayero. “Development of a Smart, Low-cost and IoT-enabled System for Energy
Management.” in 3rd International Conference on African Development Issues (CU-ICADI 2016), 2016, pp. 401-406, http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.1.3234.2643.
[4] J.Kalezhi, and D. Ntalasha. “Using Internet of Things to Regulate Energy Consumption In a Home Environment.” IEEE Power Engineering Society Conference and Exposition in Africa,
PowerAfrica, 2018, pp. 551-555,
https://doi.org/10.1109/PowerAfrica.2018.8521060.
[5] M. Shamshiri, C. K. Gan, K. A. Baharin, and M. A. M. Azman.
“IoT-based electricity energy monitoring system at Universiti Teknikal Malaysia Melaka.” Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, Vol. 8, No. 2, 2019, pp. 683-689,
https://doi.org/10.11591/eei.v8i2.1281.
[6] A. D. Pangestu, F. Ardianto, and B. Alfaresi. “Sistem Monitoring Beban Listrik Berbasis Arduino Nodemcu ESP8266.” Jurnal
Ampere, Vol.4, No.1, 2019, pp. 187-197, http://dx.doi.org/10.31851/ampere.v4i1.2745. [7] D. Serpanos and M. Wolf. “Internet-of-Things (IoT) Systems.” Springer, 2018, https://doi.org/10.1007/978-3-319-69715-4.
[8] W. A. Jabbar, T. K. Kian, R. M. Ramli, S. N. Zubir, N. S. M. Zamrizaman, M. Balfaqih, V. Shepelev, and S. Alharbi. “Design and Fabrication of Smart Home With Internet of Things Enabled Automation System.” IEEE Access, vol. 7, 2019, pp. 144059- 144074, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2942846.
[9] B.K. Deepthi, V. R. Kolluru, G. T. Varghese, R. Narne, and N. Srimannarayana. “IoT based smart environment using node-red and MQTT.” Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, Vol.12, No.5, 2020, pp. 21–26, https://doi.org/10.5373/JARDCS/V12I5/20201684.
[10] S. Huda, N. Funabiki, M. Kuribayashi, R.W. Sudibyo, N. Ishihara, and WC. Kao. “A Proposal of Air-Conditioning Guidance System Using Discomfort Index.” Advances on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA 2020) Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 159, 2021, pp. 154- 165, https://doi.org/10.1007/978-3-030-61108-8_15.
[11] S. Huda, N. Fahmi, A. Sudarsono, and M. U. H. Al Rasyid. “Secure Data Sensor Sharing On Ubiquitous Environmental Health Monitoring Application.” Jurnal Teknologi, vol. 78, no. 6- 3, 2016, Pages 53–58, https://doi.org/10.11113/jt.v78.8928.
[12] M. C. Zakaria, E. Kurniawan, and J. S. Hamza. “Sistem Monitoring Instrument Air Compressor (IAC) Berbasis SCADA dengan Komunikasi Modbus RTU RS-485.” Jurnal Elektronika Listrik Telekomunikasi Komputer Informatika Sistem Kontro,
Vol.2, No.2, 2020, pp. 79-85, http://dx.doi.org/10.30649/j- eltrik.v2i2.117.
[13] Marposs. “Industrial Computers”. Internet: https://www.marposs.com/ftp/files/faq_indpc_115_en.pdf [Jul. 29, 2021].
[14] ICPDAS. “Power meter concentrator PMC-5231.” Internet: http://www.icpdas.com/en/product/PMC-5231 [Jul. 29, 2021].
[15] ICPDAS. “Power meter PM-3114.” Internet: https://www.icpdas.com/root/product/solutions/intelligence_powe r_meter/pm_series/pm-311x.html [Jul. 29, 2021].
[16] IPC Station. “IPC ebox625-841.” Internet: https://www.ipcstation.net/axiomtek/ebox625-841-fl-e3826-us [Jul. 29, 2021].
[17] The OpenJS Foundation. “Node-RED.” Internet: https://nodered.org/ [Jul. 29, 2021].
This is an open access article under the CC–BY-SA license.