OPEN ACCESS J OURNAL OF T ELECOMMUNICATION , E LECTRONICS , AND C ONTROL E NGINEERING ( JTECE) ISSN: 2654-8275 (ONLINE) JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023 DOI: 10.20895/ JTECE . V 5 I 2.1119
Sistem Kontrol dan Monitoring Automatic Transfer Switch (ATS) Model Hybrid Berbasis Internet of Things
The Control and Monitoring System of Hybrid Internet of Things-based Automatic Transfer Switch (ATS) Model
Nanda Salsabila 1 , Subuh Isnur Haryudo 2*
1,2 Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya Jalan Ketintang, Gayungan, Surabaya, Jawa Timur, Indonesia
*2 Penulis koresponden: subuhisnur@unesa.ac.id 1 nanda.19017@mhs.unesa.ac.id
Received on 23-06-2023, accepted on 13-07-2023, published on 21-07-2023

## Abstrak
Energi  listrik  sangat  penting  dalam  kehidupan  manusia.  Namun,  ketika  pasokan  energi  tidak  mencukupi  atau blackout berkepanjangan, dampak negatif yang  signifikan dapat terjadi. Saat ini, pengembangan sumber energi terbarukan  dan  teknologi  IoT  sedang  giat  dilakukan  untuk  memenuhi  kebutuhan  listrik.  Teknologi  IoT memudahkan  pengendalian  dan  monitoring  cadangan  energi  melalui  sistem  Automatic  Transfer  Switch  (ATS). Penambahan  sumber  energi  listrik  cadangan  diperlukan  sebagai  backup  saat  terjadi  gangguan  dan  juga  untuk menghemat  biaya.  Dalam  penelitian  ini,  dikembangkan  sistem  kontrol  dan  monitoring  ATS  berbasis  IoT menggunakan mikrokontroler Nodemcu ESP32. Sistem ini mengintegrasikan sumber utama dari PLTS dan sumber cadangan dari PLN dengan sokongan dari solar tracker single axis memakai motor servo yang dikendalikan oleh sensor  light  dependent  resistant  serta  Arduino  Uno.  Sistem  ini  dapat  dikontrol  dan  dimonitoring  jarak  jauh menggunakan website yang terhubung dengan database. Selama 5 hari pengujian, terjadi peningkatan daya rata- rata sebesar 8,7% berkat penggunaan solar tracker. Proses charging menggunakan solar tracker juga lebih cepat apabila  tidak  menggunakan  beban  dengan  kondisi  baterai  60%  selang  waktu  yang  dibutuhkan  adalah  4  jam. Dengan peningkatan daya yang signifikan dan tingkat kesalahan pengiriman data serta proses peralihan sumber energi listrik selang waktu 5-7 detik, dapat disimpulkan bahwa desain dan implementasi sistem ini berjalan dengan baik.
Kata kunci : Arduino, ATS, Energi Listrik, IoT ( Internet of Things ), Nodemcu ESP32, Solar Tracker

## Abstract
Electrical energy is very important in human life. However, when the energy supply is insufficient or prolonged outages,  significant  negative  costs  can  occur.  Currently,  the  development  of  renewable  energy  sources  and  IoT technology  is  being  carried  out  to  meet  electricity  needs.  IoT  technology  makes  it  easy  to  control  and  monitor energy reserves through the Automatic Transfer Switch (ATS) system. The addition of a backup source of electrical energy is needed as a backup in the event of a disturbance and also to save costs. In this research, an IoT-based ATS  control  and  monitoring  system  was  developed  using  the  Nodemcu  ESP32  microcontroller.  This  system integrates the main sources from PLTS and backup sources from PLN with the support of a single axis solar tracker using  a  servo  motor  controlled  by  a  light  dependent  resistant  sensor  and  an  Arduino  Uno.  This  system  can  be controlled and monitored remotely using a website connected to the database. During the 5 days of testing, there was an average power increase of 8.7% thanks to the use of a solar tracker. The charging process using the solar
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
tracker is also faster when not using a load with 60% battery condition the time interval required is 4 hours. With a significant increase in power and the error rate of data transmission and the process of switching electrical energy sources at intervals of 5-7 seconds, it can be concluded that the design and implementation of this system is going well.
Keywords: Arduino, ATS, Energy, IoT (Internet of Things), Nodemcu ESP32, Solar Tracker

## I. PENDAHULUAN
Energi  memainkan  peran  yang  sangat  penting  dalam  kehidupan  manusia.  Ketidakcukupan  pasokan energi dapat berdampak negatif pada kelangsungan hidup, khususnya dalam hal ketergantungan pada energi listrik. Saat ini, pembangunan pembangkit listrik dari skala kecil hingga besar sedang giat dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik. Namun, konsumsi energi listrik saat ini masih sangat bergantung pada  bahan  bakar  fosil  yang  memiliki  dampak  negatif  pada  lingkungan  dan  ketersediaannya  semakin terbatas.
Dalam mengatasi masalah ini, pemerintah Indonesia mendorong pengembangan energi baru terbarukan (EBT) yang memiliki potensi sangat besar. Potensi energi baru terbarukan di Indonesia mencapai lebih dari 3.000  gigawatt  (GW),  meliputi  energi  surya,  angin,  hidro,  panas  bumi,  bioenergi,  dan  laut.  Namun, pemanfaatan energi baru terbarukan saat ini masih sangat rendah, dimana pemanfaatan energi hijau baru hanya sekitar 0,3% dari total potensi energi baru terbarukan yang ada di Indonesia [1].
Pemadaman listrik atau sistem blackout telah terjadi dalam jangka waktu yang cukup lama, bahkan sejak tahun  1980-an.  Ketidakteraturan  dalam  pemadaman  listrik  tanpa  pemberitahuan  atau  penjelasan  kepada masyarakat  menjadi  salah  satu  alasan  mengapa  layanan  publik  ini  kurang  memuaskan.  Saat  ini,  PLN mengalami krisis sumber energi, dan kapasitasnya diperkirakan tidak mampu memenuhi kebutuhan listrik masyarakat yang semakin meningkat [2].
Untuk mengatasi masalah tersebut, salah satu solusi yang diusulkan adalah menggunakan sumber energi hybrid, yang terdiri dari pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) sebagai sumber utama dan PLN sebagai sumber cadangan. Untuk mengontrol peralihan pasokan listrik antara pembangkit listrik tenaga surya dan PLN, diperlukan sistem kontrol otomatis seperti automatic transfer switch (ATS) atau sistem interlok antara PLN dan sel surya. Dalam sistem ini, PLTS berperan sebagai sumber utama pasokan listrik, sehingga perlu memiliki  keoptimalan  dalam  menyerap  sinar  matahari.  Internet  of  Things  merupakan  salah  satu  inovasi yang  memudahkan  komunikasi  antar  perangkat  dan  sangat  berperan  penting  di  kehidupan  masyarakat. Salah  satu  pemanfaatan  IoT  sebagai  sebuah  sistem  pengontrolan  dan  sistem  monitoring  jarak  jauh  yang memudahkan pengguna. Website merupakan salah satu IoT yang mudah dijangkau dan dioperasikan baik di laptop/komputer maupun di smartphone.
Berangkat dari permasalahan tersebut, penelitian ini membahas sistem kontrol dan monitoring Automatic Transfer Switch (ATS) model hybrid berbasis Internet of Things (IoT). Kontrol ATS bisa dilakukan dengan mode  manual  dan  otomatis  di  website,  sedangkan  pemantauannya  meliputi,  sudut  servo,  tegangan  aki, tegangan AC, arus AC dan daya AC.

## II. T INJAUAN P USTAKA
Dalam penelitian ini digunakan dialek pemrograman Arduino dan CSS [3]. Sistem pelacak surya dan sistem  ATS  untuk  pemantauan  jarak  jauh  kemudian  dikalibrasi  dan  diuji.  Jika  terjadi  kesalahan  selama pengujian, akan ditemukan dan diperbaiki. Jika semua perangkat berfungsi dengan baik, pengujian akan selesai. Langkah terakhir adalah pengumpulan data dengan menggunakan informasi yang diperoleh, diikuti oleh analisis dan penarikan kesimpulan..
Perancangan  dan  pemantauan  sistem  kontrol  dan  monitoring automatic  transfer  switch (ATS)  model hybrid berbasis internet of things digambarkan dalam bentuk diagram blok pada Gambar 1. Data pelacak surya dikirim ke mikrokontroler Nodemcu ESP32 oleh Arduino Uno yang berfungsi sebagai pengendali [4] [5]. Sementara itu, mikrokontroler ESP32 bekerja untuk mengirimkan data ke website , mengontrol sistem ATS,  dan  menerima  data  dari  pelacak  surya  [6].  Sumber  daya  untuk  menjalankan  keseluruhan  sistem berasal dari catu daya.
Dalam  dunia  teknologi  dan  rekayasa  sistem,  blok  diagram  sistem  merupakan  alat  visual  yang digunakan  untuk  menggambarkan  komponen-komponen  suatu  sistem  dan  hubungan  antara komponen-komponen  tersebut.  Blok  diagram  sistem  memberikan  representasi  yang  jelas  dan terstruktur tentang bagaimana sebuah sistem berfungsi dan berinteraksi.
Blok  diagram  sistem  sering  digunakan  dalam  berbagai  bidang  seperti  teknik  elektronika,  teknik kendali,  ilmu  komputer,  dan  rekayasa  sistem  secara  umum.  Tujuan  utamanya  adalah  untuk
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
menyederhanakan  kompleksitas  sistem  yang  kompleks  menjadi  elemen-elemen  dasar  yang  lebih mudah dipahami. Adapun blok diagram sistem ini ditunjukkan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Solar  tracker berfungsi  untuk  memaksimalkan  pembangkitan  listrik  dan  digunakan  untuk  mengikuti pergerakan matahari dikenal dengan tracking solar cell . Ini diperlukan untuk pelacakan sel surya karena sel surya menghasilkan daya paling besar saat tegak lurus terhadap matahari [7]. Pada Gambar 1. Panel surya dan PLN merupakan sebuah input atau suplai daya dari suatu sistem ini [8]. Dimana, suplai daya tersebut nantinya  dapat  kita  operasikan  baik  dengan  mode  manual  (memillih  suplai  energi  listrik)  dan  secara otomatis (pembacaan sensor tegangan DC) [9]. Semua mode tersebut nantinya berada di website. Website adalah sekumpulan halaman yang saling terhubung, yang berisi berbagai item seperti dokumen dan gambar yang  disimpan  di  dalam database [10].  Pada  diagram  blok  di  atas  mikrokontroler  Arduino  Uno  dan mikrokontroler  ESP32  merupakan  inti  dari  proses  tersebut  yang  mencakup  beberapa  komponen  yang mendukung  berjalannya  sistem  ini.  Fungsi  Arduino  Uno  adalah  mengontrol  pergerakan  servo  yang dipengaruhi  oleh  besaran  nilai  resistansi  sensor  LDR  [11]  [12].  Sedangkan  fungsi  dari  mikrokontroler ESP32  adalah  menerima  data  dari  Arduino  Uno  mengenai  besaran  sudut  servo  dan  mengirim  data  ke database xampp yang nantinya terkoneksi dengan website sistem tersebut. Sedangkan output dari sistem ini adalah tampilan website yang dapat mengontrol dan memonitoring sistem ATS dengan baik. Pada solar tracker hasil pengukuran yang didapatkan adalah tegangan keluaran dan arus yang dihasilkan. Untuk persamaan daya menggunakan rumus sebagaimana berikut.
Daya = tegangan x arus (1)
Apabila data daya sudah didapatkan maka dilakukan perhitungan untuk mengetahui perbandingan antara solar tracker dengan solar statis 90 derajat. Sehingga didapatkan hasil seberapa optimal penggunaan solar tracker . Adapun persamaan perhitungan perbandingan peningkatan daya sebagaimana berikut.
Peningkatan daya = Daya 𝑆𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑇𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟 − Daya Solar Statis Daya Solar Statis (2)
IoT  merupakan  sebuah  teknologi yang memungkinkan adanya  sebuah  pengendalian, komunikasi, serta kerjasama dengan berbagai perangkat keras melalui jaringan internet. Tujuan utama dari IoT adalah memungkinkan interaksi dan komunikasi antara perangkat tersebut dengan pengguna [13]. Aplikasi website umumnya  digunakan  untuk  menampilkan  data  pengguna  dan  informasi  yang  berasal  dari  server  [14] . Database yang  digunakan  adalah database xampp  yang  nantinya  akan  mempermudah  pengguna  dalam
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
pengolahan  data  yang  terkirim  dan  manajemen  basis  data  yang  dikenal  dengan  DBMS  [15].  Data  yang dimonitoring meliputi sudut servo, tegangan DC, tegangan AC, arus AC, dan daya AC. Sensor AC yang digunakan  adalah  sensor  PZEM-004tv30  yang  mampu  mengukur  tegangan,  arus,  dan  daya.  Sensor  ini dilengkapi dengan lubang inti besi/CT yang memungkinkan pengukuran arus melalui kabel yang melewati lubang  tersebut  [16].  Keandalan  pengukuran  dapat  dilihat  dari  tingkat  kesalahan  anatara  hasil  yang sebenarnya  dengan  yang  terbaca  pada  alat  ukur.  Untuk  menentukan  kesalahan  ( error )  tersebut  dengan persamaan berikut.
Percentage Error = |Nilai Sensor−Hasil Pengukuran| Hasil Pengukuran x100% (3)

## III. M ETODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  pendekatan  kuantitatif  dalam  metode  penelitiannya.  Secara  khusus,  jenis pendekatan  kuantitatif  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  penelitian  eksperimen.  Penelitian eksperimen  adalah  jenis  penelitian  di  mana  satu  atau  dua  variabel  bebasnya  dikendalikan  sedangkan variabel terikatnya diamati, dengan tujuan untuk mengamati perbedaan yang dihasilkan dari variabel bebas tersebut. Dalam penelitian ini, penelitian eksperimen digunakan untuk menguji hubungan antara perlakuan dan hasil kelompok eksperimen.

## A. Diagram Fungsional Sistem
Langkah awal dalam pengembangan sistem kontrol dan monitoring model hybrid automatic transfer switch (ATS)  berbasis  IoT  adalah  mengoptimalkan  tegangan  keluaran  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya (PLTS) yang akan menjadi sumber utama listrik. Gambar 2 menggambarkan prinsip kerja dari solar tracker .
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
Dalam  sistem  pelacak  surya,  langkah  pertama  yang  dilakukan  adalah  memilih  posisi  yang  tegak lurus dengan panel sel surya. Sensor LDR akan mendeteksi posisi matahari sebagai langkah pertama. Data  yang  dihasilkan  oleh  sensor  LDR  akan  diolah  oleh  mikrokontroler  Arduino  Uno.  Dengan menggunakan informasi tersebut, motor servo akan diperintahkan untuk bergerak sesuai dengan posisi sensor LDR terhadap sinar matahari. Rentang pergerakan motor servo berkisar antara 0° hingga 180°. Kemudian, Arduino Uno akan mengirimkan nilai sudut posisi servo kepada ESP32. Tujuannya adalah untuk  mengatur  panel  sel  surya  agar  selalu  tegak  lurus  terhadap  matahari,  sehingga  tegangan  yang dihasilkan dapat mencapai nilai maksimum.
Panel sel surya akan menyerap sinar matahari dan mengalirkannya ke solar charger controller, yang berfungsi untuk mengatur proses pengisian baterai. Hingga nantinya inverter akan mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC agar dapat menyuplai beban yang ada. Suplai energi listrik nantinya diatur pada  sistem  ATS  dimana  prinsip  kerja  sistem  ATS  ditunjukkan  pada  Gambar  3. Ouput dari  sistem solar  tracker ini  adalah  nantinya  data  dari  arduino  uno  akan  dikirimkan  ESP32  ke  dalam  database xampp  yang  terkoneksi  dengan website . Website juga  akan  menampilkan  mode,  sumber  suplai  energi listrik, kontrol beban, pemantauan sudut servo, tegangan accu, arus AC, daya AC, dan tegangan AC yang kemudian akan dianalisis.
Gambar 3. Prinsip Kerja ATS
Pada  sistem  kerja  ATS  ini  suplai  daya  listrik  menggunakan  pembangkit  listrik  tenaga  matahari  dan sumber PLN. Solar cell akan terhubung ke voltage sensor dan sensor PZEM-004t, dimana voltage sensor akan mendeteksi baterai solar cell apakah tegangan yang ada cukup untuk mensuplai beban. Sedangkan
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
sensor PZEM-004t akan bekerja membaca arus dan tegangan AC baik dari inverter maupun dari sumber PLN  yang  nantinya  data  tersebut  akan  diolah oleh  ESP32. ESP  32  akan  meneruskan  ke relay  module  4 channel dan mengintruksikan relay MK2P untuk beralih ke sumber energi cadangan apabila sumber utama tidak dapat menyuplai daya kepada beban. Dengan demikian, jika terjadi beban berlebihan di sisi beban dan terjadi penurunan tegangan di sisi baterai, relay ini akan memutus aliran listrik untuk mencegah kerusakan pada peralatan pembangkit sel surya. Sistem ATS ini dapat dikontrol secara manual dan otomatis melalui website. Dimana pada mode manual nantinya pengguna website dapat memilih sumber energi listrik PLTS atau PLN yang akan menyuplai beban. Sedangkan apabila pengguna mengaktifkan mode otomatis maka sistem ATS dengan otomatis memilih sumber energi listrik yang mampu menyuplai beban.  Website juga akan menampilkan mode, sumber suplai energi listrik, kontrol beban, pemantauan sudut servo, tegangan accu, arus AC, daya AC, dan tegangan AC yang kemudian akan dianalisis.

## B. Perancangan Hardware
Adapun Perancangan wiring diagram sistem tersebut sebagaimana ditunjukan pada Gambar 4.
Gambar 4. Wiring Diagram
Dalam  desain  perangkat  keras,  terdapat  pin  yang  digunakan  untuk  menghubungkan  setiap komponen.  Tabel  1  menunjukkan  pin  yang  digunakan  dalam  pengkabelan  yang  disebutkan sebelumnya.
Tabel 1. Konfigurasi Pin Perancangan Hardware No. Komponen Konfigurasi Pin 1 ESP32 5V D14 D33 D27 D32 Ground Relay Module 4 Channel VCC IN 1 IN 2 IN 3 IN 4 IN 5 2 ESP32 5 V D16 D17 Ground Sensor PZEM004tV30 VCC RX TX Ground 3 ESP32 5V D34 Ground Voltage Sensor VCC S Ground 4 ESP32 5V D21 D22 Ground LCD 16x2 I2C VCC SDA SCL Ground 5 Arduino Uno Vin A0 A1 Ground Sensor LDR VCC Sensor 1 Sensor 2 Ground 6 Arduino Uno 5V 8 Ground Servo VCC PWM Ground
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Perancangan Sistem
Gambar 5. Hasil Perancangan Hardware
Gambar 5. menunjukkan hasil dari perancangan perangkat keras sistem kontrol dan monitoring automatic transfer switch (ATS) model hybrid berbasis IoT. Perangkat keras tersebut memiliki komponen-komponen seperti mikrokontroller arduino uno, ESP32 Devkit, module relay 4 channel , relay AC Mk2P, sensor PZEM 004tv30, LCD i2c, panel surya 20WP, inverter, solar charger controller , baterai, dan beban.

## B. Hasil Perancangan Perangkat Lunak
Gambar 6.  Tampilan Website Sistem
Pada  Gambar  6,  merupakan  tampilan website sistem  kontrol  dan  monitoring. Website ini  berfungsi sebagai penerapan inovasi internet of things dimana, website dapat mengontrol mode yang digunakan antara manual dan otomatis untuk suplai energi listrik terhadap beban. Apabila mode manual aktif maka pengguna dapat memilih suplai energi listrik baik menggunakan PLTS atau PLN. Sedangkan apabila mode otomatis aktif maka sensor tegangan akan bekerja membaca tegangan accu untuk mengetahui PLTS dapat mensuplai
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
beban atau tidak. Apabila tegangan accu tidak mampu mensuplai energi listrik maka dengan otomatis sistem ini akan beralih ke sumber cadangan yaitu sumber PLN. Selain itu, beban pada sistem ini dapat dikontrol melalui website juga. Sedangkan untuk monitoringnya terdiri yakni,  mode yang digunakan, sumber energi listrik,  beban,  posisi  sudut  servo,  tegangan  aki,  tegangan  AC,  arus  AC  dan  daya  AC  yang  terbaca  oleh sensor PZEM 004tv30. Website ini dapat digunakan secara real time pada jaringan yang sesuai. Data hasil kontrol dan monitoring akan dikirimkan ke database xampp mysql. Pada  pengujian  tampilan website nilai  yang  dikirimkan  dengan  nilai  yang  diukur  mengalami perbandingan. Perbandingan tersebut dapat ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2. Pembacaan oleh Sensor
Hari Ke- Tegangan Arus Daya 1 221 0,06 6,842 2 210,789 0,020 2,052 3 224 0,027 4,105 4 216,894 0,061 10,263 5 217 0,0478 8,894
Adapun nilai hasil pengukuran oleh alat ukur powermeter sebagaimana ditampilkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Pengukuran oleh Alat Ukur
Hari Ke- Tegangan Arus Daya 1 220,468 0,0476 6,626 2 211,2 0,021632 1,7 3 224,5 0,0284 3,726 4 217,178 0,0638 10,5 5 216,831 0,050 8,426
Pembacaan data oleh sensor dan pengukuran data dengan alat ukur dipengaruhi dengan nilai eror, koneksi jaringan,  kecepatan  server, overhead protokol  dan  delay  antara  mikrokontroler  dengan website dan database . Prosentase nilai error dapat dihitung dengan persamaan 3.

## C. Hasil Pengujian Solar Tracker
Pengujian  dilakukan  setelah  semua  sistem,  termasuk  sistem  elektronik  dan  mekanik,  selesai  dan digabungkan menjadi satu sistem pelacak surya..  Keseluruhan komponen akan dirangkai dan dilakukan pengujian arduino uno akan diprogram untuk mengolah data supaya menghasilkan output yang diinginkan. Arduino uno juga akan mengirimkan data yang sudah diolah ke mikrokontroler ESP32 untuk menampilkan data tersebut di website dan database . Pada pengujian solar tracker menggunakan metode perbandingan penggunaan solar tracker single axis dan solar statis 90 derajat untuk mengetahui keoptimalan solar tracker single  axis dalam  penyerapan  sinar  matahari.  Adapun  rata-rata  data  hasil  pengujian  selama  5  hari ditampilkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Data Pengujian Solar Tracker 5 Hari
Percobaan Ke- V (V) I (A) P (W) 1 19,196 0,820 15,918 2 19,409 0,791 15,540 3 19,344 0,861 16,813 4 19,321 0,850 16,629 5 19,044 0,691 13,306 Rata-rata 19,2628 0,8026 15,6412
Sedangkan untuk data solar statis selama 5 hari dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Data Pengujian Solar Statis selama 5 Hari
Percobaan Ke- V (V) I (A) P (W) 1 19,023 0,767 14,752 2 19,261 0,729 14,215 3 19,217 0,828 16,082
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
4 19,225 0,833 16,221 5 18,062 0,579 10,645 Rata-rata 18,9576 0,7472 14,383
Hasil pengujian lama pengisian baterai selama 5 hari tanpa beban dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Pengujian Lama Pengisian Baterai
No. Hari ke- Lama Pengisian (Jam) 1 Pertama 4,5 2 Kedua 3 3 Ketiga 4 4 Keempat 4 5 Kelima 4,5 Rata-rata 4 Jam
Dari Tabel 6 rata-rata waktu pengisian baterai selama 5 hari dengan kondisi awal baterai sebesar 60% pengujian membutuhkan waktu 4 jam. Pengisian baterai ini dilakukan mulai pukul 07.00-16.00.

## D. Hasil Pengujian Sistem Automatic Transfer Switch (ATS)
Pengujian ATS dilakukan selama 5 hari dan data tersebut ditampilkan dalam tabel di bawah ini. Dalam pengujian  ATS  time  respon  selama  pengujian  proses switching selama  5-7  detik. Time  respon ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu,  koneksi jaringan, kecepatan server, overhead protokol dan delay antara mikrokontroler dengan website dan database. Pengujian sistem IoT dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pengujian IoT Peralihan Suplai Energi Listrik PLTS ke PLN
Adapun pengujian Automatic transfer switch pada hari pertama dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Data Hari Pertama Pengukuran Sensor Tegangan dan Alat Ukur
Pukul Beban Sensor Accu (V) Multimeter Accu (V) PLTS PLN 07.00 OFF 12,56 12,52 ON OFF 07.30 OFF 12,56 12,52 ON OFF 08.00 OFF 12,56 12,52 ON OFF 08.30 OFF 12,56 12,52 ON OFF
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
09.00 OFF 12,56 12,52 ON OFF 09.30 OFF 12,56 12,52 ON OFF 10.00 ON 12,56 12,52 ON OFF 10.30 ON 12,57 12,52 ON OFF 11.00 ON 12,56 12,52 ON OFF 11.30 ON 12,54 12,47 ON OFF 12.00 ON 12,85 12,80 ON OFF 12.30 ON 12,85 12,80 ON OFF 13.00 ON 12,04 12,00 ON OFF 13.30 ON 11,78 11,74 ON OFF 14.00 ON 11,20 11,15 ON OFF 14.30 ON 11,07 11,00 ON OFF 15.00 ON 10,50 10,47 ON OFF 15.30 ON 10,15 10,10 OFF ON 16.00 ON 10,00 10,00 OFF ON Rata- rata 12,00 11,958
Pengambilan data dilakukan pada pukul 12.00 WIB, dan nilai sensor tertinggi yang dihasilkan oleh aki sebesar 12,85 volt, seperti terlihat pada Tabel 7. Pengambilan data dilakukan pada pukul 16.00 WIB dengan nilai sensor terkecil sebesar 10,15 Volt. PLTS merupakan sumber yang dimanfaatkan pada hari pertama, mulai  pukul  10.00  hingga  15.00  WIB.  Namun  pada  pukul  15.30-16.00  WIB,  sensor  tegangan  DC menunjukkan bahwa tegangan baterai tidak mendeteksi kurang dari 10 volt, jadi sumbernya adalah PLN. Beban yang digunakan sebesar 10 watt.
Tabel 8. Data Hari Kedua Pengukuran Sensor Tegangan dan Alat Ukur
Pukul Beban Sensor Accu (V) Multimeter Accu(V) PLTS PLN 07.00 OFF 12,42 12,39 ON OFF 07.30 OFF 12,41 12,39 ON OFF 08.00 OFF 12,41 12,39 ON OFF 08.30 OFF 12,42 12,39 ON OFF 09.00 OFF 12,42 12,39 ON OFF 09.30 OFF 12,45 12,47 ON OFF 10.00 ON 12,25 12,27 ON OFF 10.30 ON 12,01 12,05 ON OFF 11.00 ON 11,89 11 ON OFF 11.30 ON 11,84 11,8 ON OFF 12.00 ON 11,84 11,86 ON OFF 12.30 ON 11,85 11,87 ON OFF 13.00 ON 11,4 11,42 ON OFF 13.30 ON 11,34 11,39 ON OFF 14.00 ON 10,15 10,1 OFF ON 14.30 ON 10,14 10,12 OFF ON 15.00 ON 10,15 10,11 OFF ON 15.30 ON 10,19 10,1 OFF ON 16.00 ON 10,17 10,19 OFF ON Rata-rata 11,565 11,510
Berdasarkan Tabel 8 nilai tegangan terbesar yang dihasilkan oleh accu (aki) adalah 11,84 volt. Data ini diambil  pada  pukul  12:00  WIB.  Sementara  itu, nilai  tegangan  terkecil yang  dihasilkan  oleh  accu  adalah 10,14 volt. Data ini diambil pada pukul 14:30 WIB. Beban yang digunakan pada hari kedua sebesar 3 watt.
PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) adalah sumber daya yang digunakan pada hari kedua dari pukul 07:00 hingga 13:30 WIB. Namun, pada rentang waktu pukul 13:00 hingga 16:00 WIB, sumber daya yang digunakan  adalah  PLN  (Perusahaan  Listrik  Negara).  Hal  ini  disebabkan  oleh  sensor  tegangan  DC  yang mendeteksi bahwa tegangan aki kurang dari atau sama dengan 10 volt.
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
Tabel 9. Data Hari Ketiga Pengukuran Sensor Tegangan dan Alat Ukur
Pukul Beban Sensor Accu (V) Multimeter Accu(V) PLTS PLN 07.00 OFF 10,17 10,15 OFF ON 07.30 OFF 10,29 10,32 OFF ON 08.00 OFF 10,48 10,5 OFF ON 08.30 OFF 10,55 10,58 OFF ON 09.00 OFF 10,7 10 OFF ON 09.30 OFF 11,02 11,07 ON OFF 10.00 ON 11,2 11,22 ON OFF 10.30 ON 11,29 11,3 ON OFF 11.00 ON 11,35 11,37 ON OFF 11.30 ON 11,4 11,42 ON OFF 12.00 ON 11,5 11,53 ON OFF 12.30 ON 11,55 11,57 ON OFF 13.00 ON 11,63 11,65 ON OFF 13.30 ON 11,7 11,7 ON OFF 14.00 ON 11,72 11,75 ON OFF 14.30 ON 11,7 11,72 ON OFF 15.00 ON 11,74 11,73 ON OFF 15.30 ON 11,74 11,73 ON OFF 16.00 ON 11,74 11,73 ON OFF Rata- rata 11,235 11,212
Berdasarkan Tabel 9 di atas, aki (baterai) memiliki tegangan tertinggi sebesar 11,74 volt. Informasi ini dikumpulkan pada pukul 16.00 WIB. Sementara itu, nilai tegangan terkecil yang dihasilkan oleh baterai tersebut  adalah  10,17  volt.  Informasi  ini  dikumpulkan  pada  pukul  07:00  WIB.pada  hari  ketiga menggunakan beban sebesar 5 watt.
PLN adalah sumber daya yang digunakan pada hari ketiga dari pukul 07:00 hingga 13:30 WIB. Namun sumber daya yang dimanfaatkan adalah PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) dari pukul 09:30 hingga 16:00 WIB. Hal ini dikarenakan tegangan baterai kurang dari atau sama dengan 10 volt tidak terdeteksi oleh sensor tegangan DC.
Tabel 10. Data Hari Keempat Pengukuran Sensor Tegangan dan Alat Ukur
Pukul Beban Sensor Accu (V) Multimeter Accu(V) PLTS PLN 07.00 OFF 11,74 11,7 OFF ON 07.30 OFF 11,79 11,8 OFF ON 08.00 OFF 11,8 11,9 OFF ON 08.30 OFF 11,9 11,9 OFF ON 09.00 OFF 11,96 11,9 ON OFF 09.30 OFF 11,96 11,9 ON OFF 10.00 ON 11,45 11,47 ON OFF 10.30 ON 11,3 11,35 ON OFF 11.00 ON 11,15 11,18 ON OFF 11.30 ON 11,02 11,05 ON OFF 12.00 ON 10,8 11 ON OFF 12.30 ON 10,15 10 OFF ON 13.00 ON 10,02 10 OFF ON 13.30 ON 10,1 10,1 OFF ON 14.00 ON 10,07 10 OFF ON 14.30 ON 10,1 10,13 OFF ON 15.00 ON 10,15 10,1 OFF ON 15.30 ON 10,19 10,1 OFF ON 16.00 ON 10,19 10,1 OFF ON Rata-rata 10,933 10,930
Berdasarkan Tabel 10 nilai sensor terbesar yang dihasilkan baterai adalah 11,96 volt, data diambil pada pukul 09:00 WIB. Pengambilan data dilakukan pada pukul 14.30 WIB dengan nilai sensor terkecil sebesar 10,01 Volt. PLTS adalah sumber yang digunakan pada hari keempat dari pukul 09.00 hingga 12.00 WIB.
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023
Namun pada pukul 12.30 hingga 16.00 WIB, sensor tegangan DC menunjukkan bahwa tegangan baterai kurang dari 10 volt, jadi sumbernya adalah PLN. Beban yang digunakan pada Tabel 4 sebesar 15 watt.
Tabel 11. Data Hari Kelima Pengukuran Sensor Tegangan dan Alat Ukur
Pukul Beban Sensor Accu (V) Multimeter Accu (V) PLTS PLN 07.00 OFF 10,19 10,10 OFF ON 07.30 OFF 10,25 10,20 OFF ON 08.00 OFF 10,38 10,39 OFF ON 08.30 OFF 10,45 10,50 OFF ON 09.00 OFF 10,50 10,50 ON OFF 09.30 OFF 10,65 10,68 ON OFF 10.00 ON 10,75 10,78 ON OFF 10.30 ON 11,02 11,05 ON OFF 11.00 ON 11,15 11,18 ON OFF 11.30 ON 11,02 11,05 ON OFF 12.00 ON 10,8 11 ON OFF 12.30 ON 10,15 10 OFF ON 13.00 ON 10,02 10 OFF ON 13.30 ON 10,1 10,1 OFF ON 14.00 ON 10,07 10 OFF ON 14.30 ON 10,1 10,13 OFF ON 15.00 ON 10,15 10,1 OFF ON 15.30 ON 10,19 10,1 OFF ON 16.00 ON 10,19 10,1 OFF ON Rata- rata 10,427 10,418
Pengambilan  data  dilakukan  pada  pukul  11.00  WIB,  dan  nilai  sensor  tertinggi  yang  dihasilkan  oleh baterai ditunjukkan pada Tabel 11 di atas sebesar 11,15 volt. Pengambilan data dilakukan pada pukul 14.30 WIB dengan nilai sensor terkecil sebesar 10,01 Volt. PLTS adalah sumber yang digunakan pada hari kelima dari  pukul  09.00  hingga  12.00  WIB.  Namun  pada  pukul  12.30  hingga  16.00  WIB,  sensor  tegangan  DC menunjukkan  bahwa  tegangan  baterai  kurang  dari  10  volt,  jadi  sumbernya  adalah  PLN.  Beban  yang digunakan pada hari kelima sebesar 13 watt.

## V. K ESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa desain sistem ATS bekerja secara efektif dalam peralihan sumber energi listrik secara  manual  maupun  otomatis  antara  pembangkit  listrik  tenaga  surya  dan  sumber  PLN.  Pada  instalasi yang diteliti, time respon peralihan ini selama 5-7 detik dan berjalan dengan lancar serta sesuai harapan. Dalam perancangan sistem ini relay MK2P terhubung ke relay module 4 channel untuk perpindahan sumber instalasinya.  Sensor  tegangan  DC  atau accu dapat  bekerja  dengan  baik  untuk  mendeteksi  ambang  batas tegangan accu yakni <=10 volt. Selain itu, sistem ATS ini dapat mengontrol beban yang digunakan melalui website yang sudah terprogram sebelumnya. Hasil pengujian pada hari pertama dengan beban sebesar 10 watt mampu disuplai energy listrik dari PLTS selama 6 jam. Pada pengujian hari kedua dengan beban 3 watt  mampu  disuplai  PLTS  selama  6  jam.  Pengujian  hari  ketiga  menggunakan  beban  sebesar  15  watt mampu disuplai energy listrik dari PLTS selama 2 jam. Pada pengujian hari kelima dengan beban 16 watt mampu  disuplai  energy  listrik  dari  PLTS  selama  2  jam.  Sedangkan  pada  perancangan solar  tracker menggunakan  2  sensor  LDR  untuk  melacak  arah  pergerakan  matahari  dengan  bantuan  motor  servo MG996R  untuk  menggerakkan  solar  panelnya. Solar  tracker bekerja  optimum  dalam  mengoptimalisasi tegangan keluaran dari pv module. Pada penelitian hari pertama didapatkan perhitungan peningkatan daya menggunakan solar tracker sebesar 7,9%. Perhitungan peningkatan daya pada hari kedua sebesar 9,3%. Perhitungan  peningkatan  daya  pada  hari  ketiga  sebesar  4,5%.  Perhitungan  peningkatan  daya  pada  hari keempat sebesar 2,5%. Perhitungan peningkatan daya pada hari kelima sebsar 24%. Rata-rata peningkatan daya menggunakan solar tracker selama 5 hari sebesar 8,7%. Proses charging menggunakan solar tracker juga  lebih  cepat  apabila  tidak  menggunakan  beban  dengan  kondisi  baterai  60%  selang  waktu  yang dibutuhkan adalah 4 jam. Monitoring sudut servo, arus AC, tegangan AC, tegangan DC, dan daya AC pada website sudah  secara reall  time .  Pembacaan  data  oleh  sensor  dan  pengukuran  data  dengan  alat  ukur dipengaruhi  dengan  nilai error ,  koneksi  jaringan,  kecepatan  server, overhead protokol  dan delay antara mikrokontroler dengan website dan database .
N ANDA S ALSABILA , DKK .: JTECE. V OL . 05, N O . 02, PP.119 -131, J ULY 2023

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Rachmi,  B.  Prakoso,  Hanny Berchmans,  I.  Devi  Sara, and  Winne, Panduan  Perencanaan  dan  Pemanfaatan  PLTS atap  di Indonesia , II. ESDM, 2020. [Online]. Available: https://drive.esdm.go.id/wl/?id=XOegh8pXO9FMjebl4x0joDD6hIZe94Fm
[2]  A. STEFANIE and F. C. SUCI, “Analisis Performansi PLTS Off-Grid 600 Wp menggunakan Data Akuisisi berbasis Internet of Things,” ELKOMIKA  J.  Tek.  Energi  Elektr.  Tek.  Telekomun.  Tek.  Elektron. ,  vol.  9,  no.  4,  p.  761,  2021,  doi: 10.26760/elkomika.v9i4.761.
[3]  D. dan H. K. Praditidhina, Elisabeth, Rosana, Penggunaan Arduino Uno dan Common-Coding . Surabaya: Cipta Media Nusantara,
2016.
[4]  B. H. Purwoto, J. Jatmiko, M. A. Fadilah, and I. F. Huda, “Efisiensi Penggunaan Panel Surya sebagai Sumber Energi Alternatif,” Emit. J. Tek. Elektro , vol. 18, no. 1, pp. 10–14, 2018, doi: 10.23917/emitor.v18i01.6251.
[5]  M. T.  Tamam  and  R.  Romadhoni, “Pengaman  Pintu  Gedung  Otomatis Menggunakan  E-KTP Berbasis  NodeMCU dan RFID- RC522 dengan Notifikasi Whatsapp Application,” J. Telecommun. Electron. Control Eng. , vol. 5, no. 1, pp. 22–30, 2023, doi: 10.20895/jtece.v5i1.910.
[6]  K. Masykuroh, F. T. Syifa, and F. A. Pamungkas, “Rancang Bangun Prototipe Pemantau Kekeruhan Air dan Pengaturan Pakan Ikan pada Akuarium Menggunakan Nodemcu ESP32,” J. Telecommun. Electron. Control Eng. , vol. 5, no. 1, pp. 31–40, 2023, doi: 10.20895/jtece.v5i1.917.
[7]  M. Rianti, “Rancang Bangun Alat Ukur Intensitas Cahaya Dengan Menggunakan Sensor Bh1750 Berbasis Arduino,” Tugas Akhir. Dep. Fis. Fak. Mat. dan Ilmu Pengetah. Alam. , p. Universitas Sumatera Utara. Medan, 2017.
[8]  A.  Jackson,  “Foresight,” Drugs  and  the  Future:  Brain  Science,  Addiction  and  Society .  pp.  7–10,  2006.  doi:  10.1016/B978- 012370624-9/50005-0.
[9]  A. Kurniawan, A. Taqwa, and Y. Bow, “PLC Application as an Automatic Transfer Switch for on-grid PV System; Case Study Jakabaring Solar Power Plant Palembang,” J. Phys. Conf. Ser. , vol. 1167, no. 1, 2019, doi: 10.1088/1742-6596/1167/1/012026.
[10] M. Asmazori, “Rancang Bangun Alat Pendeteksi NOx dan CO Berbasis Mikrokontroler ESP32 dengan Notifikasi Via Telegram dan Suara,” JITCE (Journal Inf. Technol. Comput. Eng. , vol. 5, no. 02, pp. 57–62, 2021, doi: 10.25077/jitce.5.02.57-62.2021.
[11] D. Andesta and R. Ferdian, “Sistem Keamanan Sepeda Motor Berbasis Mikrokontroler dan Modul GSM,” J. Inf. Technol. Comput.
Eng. , vol. 2, no. 02, pp. 51–63, 2018, doi: 10.25077/jitce.2.02.51-63.2018.
[12] M. F. . Agung, E. Kurniawan, and S. Yuwono, “Perancangan Ups Berbasis Sumber Energi Listrik Terbarukan Dan Pln Termonitor Perangkat Iot,” e-Proceeding Eng. , vol. 7, no. 3, p. 8730, 2020.
[13] N.  Kurniawan,  “Electrical  Energy  Monitoring  System  and  Automatic  Transfer  Switch  (ATS)  Controller  with  the  Internet  of Things for Solar Power Plants,” J. Soft Comput. Explor. , vol. 1, no. 1, pp. 16–23, 2020, doi: 10.52465/joscex.v1i1.2.
[14] C. M. F. Vermast, Misty E., Sebok, Susan L., Freud, Steven M, Jennifer T, “Discovering Computers 2018 (Digital Technology, Data  and  Devices),”  in Implementing  Culture  Change ,  J.  Sadargursky,  Ed.,  Boston,  USA:  Cengage  Learning,  2018,  p.  114. [Online].
Available:
https://books.google.com.ng/books?id=DAAxDgAAQBAJ&printsec=copyright&hl=en#v=onepage&q&f=false
[15] H. Maulana, “Analisis Dan Perancangan Sistem Replikasi Database Mysql Dengan Menggunakan Vmware Pada Sistem Operasi Open  Source,” InfoTekJar  (Jurnal  Nas.  Inform.  dan  Teknol.  Jaringan) ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  32–37,  2016,  doi: 10.30743/infotekjar.v1i1.37.
[16] R. Khwanrit, S. Kittipiyakul, J. Kudtonagngam, and H. Fujita, “Accuracy Comparison of Present Low-cost Current Sensors for Building  Energy  Monitoring,” 2018  Int.  Conf.  Embed.  Syst.  Intell.  Technol.  Int.  Conf.  Inf.  Commun.  Technol.  Embed.  Syst. ICESIT-ICICTES 2018 , pp. 3–8, 2018, doi: 10.1109/ICESIT-ICICTES.2018.8442066.