## PERANCANGAN APLIKASI SISTEM MONITORING ARUS, TEGANGAN DAN DAYA BERBASIS INTERNET OF THINGS (IOT)
Erani Wicaksani, Lela Nurpulaela Program Studi Teknik Elektro S1, Fakultas Teknik Universitas Singaperbangsa Karawang, Jl. HS. Ronggo Waluyo, Puseurjaya, Telukjambe Timur, Karawang, Jawa Barat 41361, Indonesia
1910631160009@student.unsika.ac.id

## ABSTRAK
Kebutuhan energi listrik pada saat ini sudah menjadi kebutuhan sehari-hari masyarajkat dalam melakukan kegiatan. Salah  satu cara  yang  dapat  membantu  masyarakat ialah penyediaan  sumber energi alternatif, inovasi pada  penelitian  ini  menggunakan  thermoelectric  generator  (TEG)  yang  digunakan  sebagai  piranti  yang  dapat mengonversi energi panas menjadi listrik, energi panas ini dihasilkan dari sebuah panas kompor yang digunakan oleh  masyarakat  saat  memasak.  Pada  penelitian  ini  dibutuhkan  aplikasi  berbasiskan  Internet  of  things  dengan sistem monitoring untuk memonitoring besaran energi listrik yang dihasilkan. Monitoring besaran listrik aplikasi ini berupa tegangan, arus dan daya, monitoring ini dilakukan dengan memasang sebuah sensor INA219 pada alat. Modul  mikrokontroller  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  ialah  Nodemcu  ESP8266  yang  berisikan  chip  wifi yang berfungsi sebagai penghubung internet ke aplikasi. Setelah dilakukan perancangan aplikasi dengan sistem monitoring  dilakukan  juga  pengujian  akurasi  pengiriman  data  dengan  tingkat  keakurasian  100%,  pengujian tersebut dilakukan tanpa adanya error.
Kata kunci: Sensor INA219, ESP8266, Monitoring

## 1. PENDAHULUAN
Saat  ini  kebutuhan  energi  listrik  telah  menjadi kebutuhan utama masyarakat dalam kehidupan sehari- hari.  Penting  untuk  mencari  solusi  energi  alternatif yang  dapat  membantu  memenuhi  kebutuhan  energi tersebut,  maka  dari  itu  dibutuhkan  sebuah  inovasi berupa  kompor  yang  dapat  menghasilkan  listrik. Inovasi ini akan menggunakan bahan bakar biomassa sebagai  sumber  energi,  dan  akan  mengintegrasikan teknologi thermoelectric  generator (TEG)  yang berfungsi  untuk  mengubah  energi  panas  menjadi energi listrik, konsep ini dikenal sebagai prinsip effect Seebeck [1][2].  Dengan  menggabungkan  kedua teknologi  ini,  diharapkan  dapat  menciptakan  sebuah solusi  yang  efisien  dan  ramah  lingkungan  untuk menyediakan listrik bagi masyarakat.
Energi  panas  yang  dimanfaatkan  pada  alat  ini ialah  panas  kompor,  memasak  merupakan  suatu kegiatan  sehari-hari  baik  itu  di  rumah  bahkan  di restoran,  memasak  menggunakan  kompor  yang mengeluarkan api dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi  listrik  yang  nantinya  akan  dikonversikan menjadi energi listrik . Effect seebeck merupakan suatu keadaan  yang  mengubah  perbedaan  temperature menjadi energi listrik.
Alat  ini  dapat  menghasilkan  energi  listrik  yang merupakan  indikator  utama  pada  pembuatan  alat  ini, oleh  karena  itu  dibutuhkan  aplikasi  berbasiskan Internet  of  things  dengan  sistem  monitoring  untuk memonitoring  besaran  energi  listrik  yang  dihasilkan. Monitoring  besaran  listrik  aplikasi  ini  berupa tegangan,  arus  dan  daya,  monitoring  ini  dilakukan dengan  memasang  sebuah  sensor  INA219  pada  alat [3][4].
Mikrokontoller yang digunakan untuk penghubung  dari  alat  ke  internet  dan  aplikasi  ialah ESP8266 yang merupakan chip Wi-Fi dengan protokol stack  TCP/IP  yang  lengkap.  Selanjutnya  ESP8266 dapat diintegrasikan dengan firebase dalam implementasi Internet of Things.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sensor INA219
Sensor  INA219  merupakan  produk  adafruit industries  yang  bertujuan  untuk  memonitoring  arus digital. Sensor INA219 memiliki teknologi antarmuka dengan I2C dan system management bus (SMBUS).
Modul ini memiliki kemampuan mengukur arus hingga  3.2A  dan  tegangan  26VDC  dengan  hanya menggunakan VCC 5V atau 3V. cara kerja sensor ini adalah  dengan  membaca  arus  yang  melewati  kabel tembaga  yang  menghasilkan  medan  magnet  dan kemudian  diproses  oleh  IC  dan  diubah  menjadi tegangan [5].
Gambar 1. Sensor INA219
2.2. ESP8266 Modul ESP8266 merupakan sebuah
mikrokontroller  yang  berisikan  sebuah  chip  yang
terintegrasi  dengan  jaringan  atau  wifi  yang  dapat digunakan  sebagai  penghubung  ke  internet  dan aplikasi.
Tegangan  kerja  pada  ESP8266  adalah  3.3V, sehingga untuk penggunaan mikrokontroller ESP8266 memiliki kemampuan on-board processing dan storage yang memungkinkan chip tersebut untuk diintegrasikan  dengan  berbagai  sensor  atau  dengan aplikasi alat tertentu melalui pin output hanya dengan pemograman sederhana [6].
Gambar 2. Nodemcu ESP8266

## 2.3. Internet of Things
Internet of Things (IoT) merupakan konsep untuk memperluas  manfaat  konektivitas  internet  yang berkesinambungan.  Dalam  konsep  IoT,  objek-objek memiliki  identitas  unik,  mampu  beroperasi  secara cerdas, dan dapat berkomunikasi dengan lingkungan, sosial,  dan  pengguna.  Hal  ini  menciptakan  koneksi antar perangkat, memungkinkan interaksi dan operasi yang  mandiri  berdasarkan  data  yang  diperoleh  dan diproses  oleh  masing-masing  perangkat.  Tujuan utamanya  adalah  untuk  memudahkan  interaksi manusia dengan objek-objek, bahkan memungkinkan objek-objek tersebut berkomunikasi satu sama lain [7].
Internet of Things (IoT) merujuk pada penerapan perangkat  dan  sistem  yang  pintar  secara  terhubung, dimana  data  dikumpulkan  melalui  sensor  yang tertanam  pada  berbagai  mesin  dan  objek  fisik.  IoT dapat  digunakan  sebagai  keterhubungan  perangkat seperti  ponsel  pintar,  komputer  pribadi,  dan  sensor melalui  internet,  sehingga  perangkat  yang  terhubung tersebut  dapat  menghasilkan  informasi  yang  berguna bagi manusia atau sistem lainnya [10].
Gambar 3. Internet of Things (IoT)

## 2.4. Firebase
Firebase realtime database merupakan basis data online  yang  dapat  memungkinkan  aplikasi  untuk menyimpan  data  secara  online.  Data-data  tersebut disimpan dalam bentuk JSON dan dapat disinkronkan secara langsung ke setiap klien yang terhubung dengan database tersebut [8].
Gambar 4. Google Firebase

## 2.5. Android
Android  merupakan  sistem  operasi  yang dikembangkan untuk perangkat mobile berbasis linux. Sistem  operasi  ini  pada  awalnya  dikembangkan  oleh android.inc dan kemudian dibeli oleh google. Android tidak  membedakan  antara  aplikasi  utama  dengan aplikasi  pihak  ketiga.  Application  Programming Interface  (API)  yang  tersedia  menawarkan  akses  ke perangkat  keras,  maupun  data  smartphone  sekalipun atau data sistem itu sendiri [9].
Gambar 5. Android

## 3. METODE PENELITIAN
Dalam  bagian  metode  penelitian,  penulis menggunakan  metode  pengumpulan  data  berupa tegangan, arus dan daya serta melakukan perancangan sistem aplikasi yang akan digunakan.
Gambar 6. Diagram alir pengumpulan data
Pada  gambar  6  merupakan  diagram  alir pengumpulan  data  dimulai  dari  perancangan  aplikasi menggunakan aplikasi  kodular,  pengujian  kesesuaian data dari mikrokontroler ke firebase dan terakhir data tertampil di aplikasi, kemudian data yang tampil pada aplikasi yang akan dijadikan data pada hasil pengujian.
Gambar 7. Diagram alir pengiriman data
Pada  gambar  7  merupakan  diagram  alir pengiriman data menuju aplikasi, data dari mikrokontroler  akan  diproses  terlebih  dahulu  di realtime  database  firebase  kemudian  data  akan tertampil diaplikasi.

## 3.1. Pembuatan Aplikasi
Gambar 8. Realtime Database Hal pertama yang dilakukan sebelum perancangan  aplikasi  ialah  membuat  project  shortcut realtime database di firebase.
Gambar 9. Membuat desain aplikasi
Selanjutnya membuat desain aplikasi di kodular menggunakan  pallete  yang  telah  tersedia,  kemudian pada  desain  di  input  firebase  database  untuk memasukkan token dan URL.
Gambar 10. Memasukkan Token dan URL Firebase
Setelah  ditambahkan  pallete  firebase  database kemudian  masukkan  Firebase  Token  dan  Firebase URL yang sudah dibuat untuk pengambilan data.
Mulai Perancangan Sistem Monitoring Pengujian Kesesuaian Data Data Sesuai Pengumpulan Data Selesai Sensor INA219 ESP8266 Firebase Aplikasi
Gambar 11. Menyusun Puzzle Blok Kodular
Selanjutnya meyusun puzzle blok kodular untuk sistem monitoring pada aplikasi, pada blok kodular ini kita  membuat  program  agar  sistem  monitoring berkerja dengan semestinya.

## 3.2. Rumus Perhitungan Arus
Arus listrik ditimbulkan karena listrik ada di alam disebabkan  adanya  muatan  listrik  dan  pergerakan muatan,  coulomb  satuan  yang  meyatakan  muatan, sebuah  rangkaian  listrik  bertujuan  memindahkan muatan  sepanjang  lintasan  yang  diinginkan.  Definisi arus  ialah  laju  perubahan  muatan  persatuan  waktu yang  diukur  dalam  satu  ampere  (A).  Satu  coulomb dapat  didefinisikan  satu  ampere  arus,  berikut  rumus persamaan arus listrik :
𝐼 = 𝑑𝑄 𝑑𝑡 (1) Dimana :
I = Arus listrik, satuan ampere (A)
Q
= Muatan listrik, satuan coulomb (C) t
= Waktu, satuan detik (s)

## 3.3. Rumus Perhitungan Tegangan
Tegangan  mengacu  pada  jumlah  energi  yang dibutuhkan untuk pemindahan muatan dari satu titik ke titik  lainnya,  tegangan  dilambangkan  dengan  satuan Volt (V). Berikut rumus persamaan tegangan :
𝑉 = 𝑑𝑊 𝑑𝑄 (2)
Dimana :
V
= Tegangan, satuan volt (V) W = Energi, satuan joule (J) Q = Muatan,satuan coulomb (C)

## 3.4. Rumus Perhitungan Daya
Daya  ialah  banyaknya  energi  listrik  yang mengalir setiap detik joule per second dengan satuan watt dilambangkan dengan huruf (P), watt didefinisikan sebagai satuan joule per detik, atau :
𝑊 = 𝑃. 𝑡      (3)
𝑃 = 𝑑𝑊 𝑑𝑡 (4) Dimana : P = Daya, satuan watt (W) W = Energi, satuan joule (J) t = Waktu, satuan detik (s)

## 3.5. Rumus Perhitungan Energi Listrik
Energi  listrik  merupakan  hasil  dari  perkalian daya  listrik  dengan  waktu  penggunaannya.  Dalam konteks  rangkaian  listrik,  hubungan  antara  arus  dan tegangan  dijelaskan  oleh  hukum  Ohm,  yang menyatakan  bahwa  arus  berbanding  lurus  dengan tegangan  dan  berbanding  terbalik  dengan  hambatan dalam  rangkaian.  Hambatan  tersebut  merujuk  pada hambatan  dalam  rangkaian  yang  dapat  menghambat aliran arus. Besarnya hambatan ini dinotasikan dengan simbol R dan diukur dalam satuan ohm (Ω).
𝐼 = 𝑉 𝑅 (5) 𝑅 = 𝑉 𝐼 (6)
𝑉 = 𝐼. 𝑅         (7) Dimana : I = Arus, satuan ampere (A) V = Tegangan, satuan volt (V) R = Hambatan, satuan ohm (Ω)
Hubungan antara arus, tegangan dan daya dapat dijelaskan dengan persamaan berikut :
𝑃 = 𝑑𝑊 𝑑𝑡 (8) 𝑃 = 𝑉. 𝐼          (9) 𝑃 = 𝐼 2 . 𝑅        (10)
𝑉 = 𝑃 𝐼 (11)

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Perancangan Aplikasi
Gambar 12. Tampilan Aplikasi Android
Pada gambar 12 merupakan tampilan aplikasi yang sudah dibuat, terdapat 3 bagian monitoring yaitu monitoring arus, tegangan dan daya.

## 4.2. Hasil Pengujian Aplikasi
Gambar 13. Tampilan Hasil Pengujian 1
Pada gambar 13 merupakan nilai hasil pengujian 1  dengan  arus  59mA,  tegangan  2.81V,  dan  daya 164mW.
Gambar 14. Tampilan Hasil Pengujian 2
Pada  gambar  14  merupakan  hasil  pengujian  2 dengan nilai arus 28.1mA, tegangan 2.72V, dan daya 76mW.
Gambar 15. Tampilan Hasil Pengujian 3
Pada  gambar  15  merupakan  hasil  pengujian  3 dengan nilai arus 56.3mA, tegangan 2.79V, dan daya 158mW.

## 4.3. Pengujian Akurasi Pengiri
4.4. man Data
Tabel 1. Pengujian Akurasi Pengiriman Data Pengukuran Sensor INA219 Data Pada Aplikasi Akurasi (%) Error (%) Arus (A) Tegangan (V) Daya (W) Arus (A) Tegangan (V) Daya (W) 0.059 A 2.81 V 0.164 W 0.059 A 2.81 V 0.164 W 100% 0% 0.0281 A 2.72 V 0.076 W 0.0281 A 2.72 V 0.076 W 100% 0% 0.0563 A 2.79 V 0.158 W 0.0563 A 2.79 V 0.158 W 100% 0% 0.0313 A 2.73 V 0.086 W 0.0313 A 2.73 V 0.086 W 100% 0% 0.0288 A 2.72 V 0.078 W 0.0288 A 2.72 V 0.078 W 100% 0% 0.0204 A 2.71 V 0.056 W 0.0204 A 2.71 V 0.056 W 100% 0% 0.0415 A 2.76 V 0.114 W 0.0415 A 2.76 V 0.114 W 100% 0% 0.0425 A 2.77 V 0.118 W 0.0425 A 2.77 V 0.118 W 100% 0% 0.068 A 2.85 V 0.194 W 0.068 A 2.85 V 0.194 W 100% 0% 0.0514 A 2.78 V 0.14 W 0.514 A 2.78 V 0.14 W 100% 0%
Pada tabel diatas memperlihatkan hasil pengujian pembacaan perbandingan sensor INA219 dengan data
pada  aplikasi,  yang  dimana  pengujian  ini  dilakukan sebanyak  10  kali,  dapat  diketahui  nilai  arus  tertinggi
ialah 0.068 A dan nilai arus terendah ialah 0.0204 A, dengan nilai rata-rata arus ialah 0.0427 A. Selanjutnya nilai tertinggi tegangan ialah 2.85 V dan nilai tegangan terendah ialah 2.71 V, dengan rata-rata nilai tegangan ialah 2.7 V. Dan yang terakhir nilai daya tertinggi ialah 0.194  W  dan  nilai  daya  terendah  ialah  0.056  W, dengan nilai rata-rata daya ialah 0.109 W.
Setelah dilakukan pengujian akurasi pengiriman data dari sensor INA219 ke aplikasi rata-rata akurasi 100%  dengan  kata  lain  pengujian  berhasil  dilakukan tanpa adanya error.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Perancangan  sistem  monitoring  yang  sudah dibuat  berupa  aplikasi  android  berjalan  dan  bekerja dengan  baik  dan  dapat  menerima  data  sesuai  dengan sensor.  Aplikasi  ini  menampilkan  parameter  arus, tegangan  dan  daya  yang  dikirim  dari  sensor  menuju firebase  lalu  aplikasi  yang  dapat  diakses  melalui smarthphone.  Aplikasi  dapat  menerima  data  dengan baik dengan akurasi 100% yang berartikan data yang diterima  aplikasi  sesuai  dengan  data  pada  sensor INA219.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Diki,  M.,  Hadi,  CF,  Lestari,  RF  dan  Nalandari, R.,  2022.  Pemanfaatan  Termoelektrik  Sebagai Sumber Energi
Terbarukan. ZETROEM JURNAL , 4 (1), hlm.23-25.
[2] Manap,  MA  dan  Fikri,  A.,  2020.  Rancang Bangun Pembangkitan Listrik Alternatif Menggunakan Termoelektrik dengan Memanfaatkan  pada  Tungku  Pemanas. Jurnal Kontrol dan Otomasi Tenaga Listrik (JEPCA) , 3 (2), hlm.53-58.
[3] Refly,  S.  and  Kusuma,  HA,  2022.  Analisis Konsumsi  dan  Fluktuasi  Arus  dan  Daya  pada Mikrokontroler Menggunakan
Sensor
INA219. Jurnal  Berkelanjutan:  Jurnal  Hasil
Penelitian dan Industri Terapan , 11 (1), hlm.44-
48.
[4] Rohman, M., Sulaksono, DH dan Yuliastuti, GE, 2021, Juni. Pemanfaatan Aliran Air untuk Sistem Monitoring  Arus  dan  Tegangan  pada  Generator Mikrohidro  Berbasis  Web. Dalam Prosiding Seminar  Nasional  Teknik  Elektro,  Sistem
Informasi, dan Teknik Informatika (SNESTIK) (Vol. 1, No. 1, hlm. 269-274).
[5] Indrasari, W. dan Fahdiran, R., 2019, Desember. Karakterisasi  Panel  Surya  Hybrid Berbasis  Sensor  Ina219. Dalam PROSIDING Seminar Nasional Fisika (E-Journal) (Vol. 8, pp. SNF2019-PA).
[6] Samsugi,  S.,  Ardiansyah,  A.  and  Kastutara,  D., 2018. Arduino dan Modul Wifi ESP8266 sebagai Media  Kendali  Jarak  Jauh  dengan  Antarmuka Berbasis  Android. Jurnal  Teknoinfo , 12 (1), hlm.23-27.
[7] Hendri,  R.,  Zuhri,  K.  and  Yulianto,  N.,  2020. Prototipe  Aplikasi  Kelas  Pintar  (SmartClass) Dengan  Konsep  Internet  Of  Thing  (IOT) menggunakan  Arduino. Jurnal  Teknologi  dan Informatika (JEDA) , 1 (2).
[8] Sanad,  EAW,  Achmad,  A.  and  Dewiani,  D., 2018.  Pemanfaatan  Realtime  Database  di Platform  Firebase  Pada  Aplikasi  E-Tourism
Kabupaten Nabire. Jurnal Penelitian Enjiniring , 22 (1), hlm.20-26.
[9] Fitriandi,  A.,  Komalasari,  E.  and  Gusmedi,  H., 2016. Rancang bangun alat monitoring arus dan tegangan  berbasis  mikrokontroler  dengan  SMS gateway. Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro , 10 (2), hlm.87-98.
[10] Tukadi,  T.,  Widodo,  W.,  Ruswiensari,  M.  dan Qomar, A., 2019, September. Monitoring Pemakaian  Daya  Listrik  Secara  Realtime Berbasis  Internet  Of  Things. Dalam Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan (Vol. 1, No. 1, hlm. 581-586).