## Jurnal Teknologi Terpadu
https://journal.nurulfikri.ac.id/index.php/jtt ISSN : 2477-0043 ISSN ONLINE : 2460-7908

## RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN KINERJA BATERAI PADA BAGGAGE TOWING TRACTOR BERBASIS NODEMCU ESP8266 DAN APLIKASI ANDROID
I Gede Made Putra Suardana 1 , Ida Bagus Made Harisanjaya Adi Nugraha 2 , Dewa Gede Agung Padmanaba Pemayun 3 , Ida Bagus Irawan Purnama 4 , I Gede Ketut Sri Budarsa 5 , Ida Bagus Ketut Sugirianta 6 , Anak Agung Ngurah Gde Sapteka 7
1,2,3,4,5,6,7 Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bali Badung, Bali, Indonesia 80361 putrasuardana6@gmail.com , ghari856@gmail.com , dewagedepadmanaba@gmail.com , ida.purnama@pnb.ac.id , sribudarsa@pnb.ac.id , ibksugirianta@pnb.ac.id , sapteka@pnb.ac.id

## Abstract
An  electric  vehicle  uses  increasing  in  Indonesia.  Airport  services  are  also  advancing  the  development  of  electric  cars  on Baggage Towing Tractors (BTT). BTT is used to attract aircraft baggage to the terminal baggage queue. BTT uses an electric engine as a driving force and an 80V battery as a voltage source. If the BTT battery is not managed correctly, then it is an effect  on  the  battery  life.  This  battery  is  prone  to  over-voltage,  under-voltage,  and  over-heat.  The  project  is  necessary  to develop  a  system  that  makes  it  easier  for  users  to  monitor  battery  performance  and  technicians  during  maintenance.  The concept of this system is based on an android application. This application will provide real-time information about battery voltage, temperature, and humidity through Firebase Database. The data received by sensors is sent to the database via a microcontroller, which is connected to a Wi-Fi network. The android application will access the database and display data in real-time by ignoring previous data. This system is designed for users to determine the condition of the BTT battery that will be used. The system was tested to evaluate measurement accuracy and speed of updating data. From the test result, the level of accuracy system is around 97%, and it’s rated as working optimally .
Keywords: Android, Battery, BTT, Firebase, Prototype, Realtime, Test, Wi-Fi

## Abstrak
Kendaraan listrik mulai diperbanyak di Indonesia. Bandara pun juga ikut memajukan perkembangan kendaraan listrik ini pada Baggage Towing Tractor (BTT). BTT ini digunakan untuk menarik muatan bagasi pesawat menuju antrian bagasi terminal. BTT menggunakan mesin listrik sebagai penggerak dan baterai 80V sebagai sumber tegangannya. Baterai pada BTT ini belum dimanajemen dengan baik, sehingga dapat menyebabkan usia pakai baterai yang berkurang. Baterai ini rentan mengalami over- voltage, under-voltage, dan over-heat . Dari permasalahan ini, perlu dikembangkan sebuah alat yang mempermudah pengguna memantau kinerja baterai dan teknisi dalam melakukan perawatan baterai. Konsep alat  ini adalah sistem manajemen baterai berbasis aplikasi android. Aplikasi ini nantinya akan memberi informasi tentang tegangan, suhu, dan kelembaban baterai secara realtime melalui  Firebase Database .  Data  yang  diterima  oleh  sensor,  dikirim  ke database melalui  mikrokontroler  yang terkoneksi jaringan Wi-Fi . Database itu nantinya akan diakses oleh aplikasi android dan menampilkan data yang terbaca secara realtime dengan mengabaikan data sebelumnya. Pengguna diharapkan dapat mengetahui secara langsung kondisi baterai dari BTT yang akan digunakan. Untuk menguji kinerja alat ini, dilakukan beberapa metode pengujian diantaranya pengujian akurasi pengukuran dan pengujian kecepatan update data. Dari pengujian itu didapatkan hasil kinerja alat dengan tingkat akurasi 97% sehingga alat ini dinilai bekerja dengan sangat optimal.
Kata kunci: Android, Baterai, BTT, Firebase, Pengujian, Prototipe, Realtime , Wi-Fi

## 1. PENDAHULUAN
Sistem transportasi di Indonesia saat ini sudah berkembang pesat.  Perkembangan  ini  bahkan  turut  berdampak  pada
Bandara  I  Gusti  Ngurah  Rai.  Pihak  Bandara  memberikan kebijakan  dalam  memerangi  penyebaran  gas  emisi khususnya  di  Bali.  Salah  satu  kebijakannya  adalah menggunakan  kendaraan  listrik  seperti  BTT  ( Bagage
101 | Jurnal Teknologi Terpadu Vol. 8 No. 2 Desember 2022
Towing Tractor ). Kendaraan ini difungsikan untuk menarik muatan bagasi pada pesawat terbang. Penggerak utama dari BTT  adalah  motor  listrik,  motor  listrik  ini  menggunakan baterai Lithium-Ion sebagai  sumber  energi  listrik.  Sebagai media penyimpanan, baterai dapat  mengubah energi kimia menjadi  energi  listrik  [1].  Baterai Lithium-Ion memiliki densitas energi yang tinggi dan siklus hidup yang panjang. Cobalt  oxide ( LiCoO2 )  merupakan  bahan  yang  umum digunakan sebagai katoda pada baterai Lithium-Ion . Unsur kobalt  termasuk  jenis  logam  berat  yang  harganya  sangat mahal serta bersifat reaktif, sehingga mudah meledak pada temperatur  tinggi  [2].  Sistem  BMS  ( Battery  Management System ) merupakan sistem yang dapat memanajemen daya baterai  serta  bisa  dijadikan  sistem  pengukuran  kelayakan baterai  [3].  Sistem  BMS  tidak  hanya bisa  digunakan  pada kendaraan listrik, tetapi pada semua alat yang menggunakan baterai.  Salah  satu  contohnya  adalah  PLTS  (Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya).  PLTS  bisa  memanfaatkan  sistem BMS sebagai sistem monitoring dan kontrol beban baterai [4].
Baterai yang digunakan pada BTT belum dilengkapi dengan sistem monitoring dan  proteksi,  sehingga  baterai  tetap beroperasi  dalam  keadaan  kurang  maksimal.  Selain  itu, baterai menjadi mudah mengalami over-voltage , over-heat dan under-voltage .  Usia  pakai  baterai  sangat  terpengaruh terhadap  kendala-kendala  ini.  jika  baterai  tetap  beroperasi pada keadaan yang tidak ideal maka baterai dengan mudah mengalami  kerusakan  [5].  Sistem  BMS  juga  melindungi baterai  dari overcharge serta overdischarge yang  bisa memangkas  biaya  perawatan  baterai  karena life  cycle dari baterai meningkat [6].
Dari  penelitian  lain  yang  berkaitan  dengan  mendeteksi temperatur,  dijelaskan  adanya  pembacaan  suhu  dan kelembaban ruangan dengan menggunakan sensor DHT11 yang  hasilnya  akurat  [7].  Dari  penelitian  lainnya,  untuk mengirim  data  pembacaan  suhu,  adapun  mikrokontroler yang baik digunakan yaitu NodeMCU ESP8266 [8]. Sistem pembacaan  suhu  ini  nantinya  kami  kombinasikan  dengan pembaca tegangan DC. Sensor tegangan DC hanya mampu mengukur  tegangan  maksimal  25V  [9].  Pada  tahap penyimpanan  data,  Firebase  berfungsi  sebagai cloud database yang  dihubungkan  dengan  aplikasi  Android melalui Kodular [10] [11].
Dari  penelitian  yang  sudah  dilakukan  terkait  BMS  dan sistem yang kami gunakan, belum ada studi yang mendesain sistem BMS dengan penyimpanan datanya secara realtime menggunakan  Firebase  sebagai database .  Pemanfaatan realtime database ini sangat bermanfaat untuk mengetahui secara  langsung  dan  cepat  tanpa  menghabiskan  tempat penyimpanan  data  yang  besar.  Selain  itu,  pada  penelitian yang sudah ada sebelumnya, tidak ada sensor tegangan DC yang  mampu  mengukur  hingga  80V  atau  lebih,  dan dibuatkan  aplikasi  android  untuk  mengakses  data pengukurannya.  Apabila  baterai  tidak  dipantau  dengan mudah  dan  langsung,  maka  kemungkinan  kerusakan  pada baterai  lebih  tinggi.  Ini  dikarenakan  kecil  kemungkinan pengguna  melakukan  pengukuran  tegangan  baterai  secara manual  baik  sebelum  ataupun  setelah  penggunaan  BTT.
Untuk  itu,  pada  artikel  ini  dilaporkan  tentang  BMS  pada BTT menggunakan sebuah sistem yang dapat menampilkan data  secara realtime dan  sangat  mudah  diakses  melalui smartphone .

## 2. METODE PENELITIAN
2.1 Tahapan penelitian
Ada  berbagai  tahapan  dalam  melakukan  penelitian pengukuran tegangan pada BTT ini, diantaranya:

## 2.1.1 Tahap Penyiapan Prototipe
Alat BMS yang di buat berbentuk kotak yang nantinya akan dipasang  pada  panel  baterai  BTT.  Tegangan  yang  dibaca akan  diterima  oleh  NodeMCU  ESP8266,  kemudian diteruskan ke Firebase. Untuk dapat mengirimkan data hasil pengukuran sensor ke Firebase, maka NodeMCU ESP8266 harus terhubung dengan jaringan internet. Sensor tegangan yang digunakan berkapasitas 0 - 25V DC sebanyak 1 buah. Sensor  ini  di  hubungkan  ke resistor dan  kapasitor  untuk memodifikasi  sensor  tegangan  DC  agar  dapat  membaca tegangan  lebih  dari  25V.  Sensor  yang  digunakan  untuk membaca suhu dan kelembaban adalah DHT 11. Agar dapat menyuplai  daya  5V  DC  dari  BTT,  diperlukan  modul stepdown 24V to 5V.
Gambar 1 memperlihatkan susunan penempatan komponen dalam  kotak  sebagai casing .  Pada  Gambar  2  ditampilkan rangkaian dan skematik yang berisi wiring antar komponen. Pada  penelitian  ini  mengunakan  LCD  sebagai  media monitoring offline . LCD yang digunakan bertipe LCD yang terhubung  dengan  konektor  I2c  dengan  ukuran  16  ×  2 sebanyak 1 buah yang dipasangkan pada bagian depan alat.
2.1.2 Tahap Perancangan Data Logger dengan Arduino IDE dan Firebase
Agar  NodeMCU  dapat  menerima  koneksi Wi-Fi ,  Arduino IDE  perlu  ditambahkan  sebuah library yang  bernama ESP8266WiFi,  sedangkan  untuk  mengakses  data  ke Firebase  diperlukan  sebuah library yang  bernama Firebasearduino.  Sensor  DHT  11  dapat  mengirimkan  data ke  NodeMCU  ESP  8266  dengan library DHT  dan didefinisikan  dengan script DHTTYPE,  sedangkan  agar LCD dapat menampilan data hasil pengukuran, diperlukan library Liquidcrystal_I2C. Data pembacaan yang didapatkan  dari  sensor  tegangan  dan  sensor  DHT  11 didefinisikan  dalam  bentuk  integer.  Gambar  3  merupakan diagram  alur  data  sensor  tegangan,  sensor  DHT  11, NodeMCU ESP8266, dan Firebase.
Gambar 1. Penempatan Komponen
Gambar 2. Rangkaian dan Skematik
Gambar 3 . Diagram Alur Data Sensor Tegangan, Sensor DHT 11, NodeMCU ESP8266, dan Firebase
2.1.3  Tahap  Perancangan  Aplikasi  Android  Berbasis Kodular
Dari Gambar 4 dapat dilihat tahapan perancangan aplikasi dimana  aplikasi  android  akan  terus  mengambil  data pengukuran  BMS  dari  Firebase database selama  BMS
diaktifkan  dan  terkoneksi  dengan  internet  melalui Wi-Fi . Data  suhu  dan  kelembaban  serta  tegangan  dibaca  dengan tipe integer sehingga pada Firebase database dapat berubah sesuai dengan waktu update dari pembacaan sensor. Delay update pembacaan sensor diatur pada waktu interval 1 detik.
Gambar 4. Alur Proses Kerja BMS
2.1.4 Tahap Uji Coba
Pengujian alat dilakukan dengan simulasi di area workshop yang  terkoneksi  jaringan Wi-Fi .  Ada  tiga    pengujian yang dilakukan,  yang  pertama  pengujian  akurasi  pengukuran tegangan. Pengujian ini dilakukan dengan membandingkan nilai  tegangan  (V)  antara  alat  BMS  dengan  Avometer. Berikutnya  pengujian  kecepatan update data,  dilakukan dengan  mengukur  baterai  BTT  yang  berbeda  dan menghitung waktu yang diperlukan alat untuk memperbaharui  data  pengukuran  tegangan,  suhu,  dan kelembaban,  yang  terakhir  pengujian  menggunakan aplikasi.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  membandingkan apakah data yang tampil pada LCD yang terpasang pada alat sesuai dengan aplikasi pada smartphone . Tahap uji coba ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Tahap Ujicoba BMS pada BTT

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1   Prototipe BMS
Gambar  6  memperlihatkan  alat  prototipe battery management  system yang  dibuat  dalam  bentuk box monitoring . Box ini  nantinya  dapat  diletakkan  pada  panel baterai  BTT. Casing prototipe  menggunakan  bahan box plastik. Prototipe ini memiliki dimensi panjang 18 cm, lebar 11 cm, tinggi 6 cm dengan bobot total 250gr. Prototipe ini tidak  anti  air  karena  terdapat  beberapa  rongga  yang  bisa dimasuki  air  sehingga  mengganggu  koneksi  kelistrikan  di dalamnya.  Bagian  ini  menjelaskan  tentang  hasil  yang didapatkan dari penelitian. Selain itu, penting bagi peneliti untuk  dapat  menjelaskan  persamaan  dan  perbedaan penelitian  yang  telah  dilakukan  dengan  penelitian sebelumnya, meliputi metode, data, dan hasil.
Gambar 6. Prototipe BMS

## 3.2   Pengujian Akurasi Pengukuran
Hasil  perbandingan  pengukurana  tegangan  dari  alat  BMS dengan alat terverifikasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Alat
Pengukuran ke- BMS AVOmeter Akurasi 1 81,83 V 82,7 V 98,95% 2 80,01 V 80,6 V 99,27% 3 77,07 V 78,5 V 98,18% 4 71,83 V 76,5 V 93,9%
Pengukuran ke- BMS AVOmeter Akurasi 5 53,16 V 57,8 V 92% 6 78,30 V 78,9 V 99,24% 7 75,18 V 76,2 V 98,66% 8 70,89 V 72,2 V 98,18% 9 68,51 V 70 V 97,87% 10 62,12 V 64,5 V 96,31%
Dari  hasil  rata-rata  yang  masih  di  atas  90%  ini,  alat  BMS dinyatakan bekerja dengan sangat optimal dalam melakukan pengukuran.  Dapat  dilihat  dari  kelima  hasil  pengukuran, semakin  kecil  tegangan,  maka  semakin  kecil  tingkat akurasinya.  Hal  ini  disebabkan  oleh  besarnya  nominal tahanan  yang  dihubungkan  dengan  sensor  tegangan, sehingga pengukuran bisa sangat akurat apabila mengukur tegangan dengan besaran yang sesuai dengan tahanan yang dihubungkan  ke  sensor.  Pengujian  akurasi  pengukuran dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pengujian Akurasi Pengukuran
3.3. Pengujian Kecepatan Update Data
Pengujian  kecepatan update data  dilakukan  dengan membandingkan  catatan  waktu  yang  diperlukan  aplikasi BMS untuk mendeteksi dan memonitor data sesuai dengan data  terbaru.  Perhitungan  waktu update data  dimulai  tepat pada saat melakukan pengukuran. Kecepatan ini merupakan pengukuran keandalan dari mikrokontroler yang digunakan, yaitu mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Pengukuran ini menggambarkan seberapa cepat mikrokontroler menangkap sinyal Wi-Fi yang terhubung dan seberapa cepat mengirim data  ke  sistem database .  Tabel  2  memperlihatkan  hasil pengukuran waktu update aplikasi BMS dalam satuan detik.
Tabel 2. Pengujian Kecepatan Update Data
Pengukuran ke-
Waktu 1 1 S 2 2 S 3 2 S 4 1 S
5 1 S
Pengukuran ke- Waktu 6 2 S
7 1 S 8 2 S 9 2 S 10 2 S
Menurut  perhitungan  di  atas,  aplikasi  BMS  ini  memiliki delay pengiriman  data  dengan  rata-rata  yang  sangat  kecil, hanya  1,6 second .  Ini  membuktikan  mikrokontroler  yang digunakan  (NodeMCU  ESP8266)  bekerja  dengan  sangat optimal dalam menangkap sinyal Wi-Fi yang ada di sekitar alat BMS.
3.4 Pengujian Menggunakan Aplikasi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah Firebase sebagai database mampu  berkomunikasi  dengan  aplikasi yang telah dibuat dari  Kodular App Inventor yang diakses secara online .  Selain  itu,  pengujian  ini  juga  menguji kelayakan  aplikasi  Android.  Pada  Gambar  8  ditampilkan tampilan  data  pada  aplikasi  BMS  yang  terdapat  pada smartphone sesuai  dengan  data  pengukuran  yang  terdapat pada LCD. Hasil pengujian yang didapatkan bahwa aplikasi BMS  ini  berjalan  dengan  sangat  lancar  bergantung  pada kondisi internet yang terhubung dengan mikrokontroler dari alat BMS. Aplikasi BMS juga memerlukan koneksi internet untuk mengambil data dari real-time database yang hanya bisa diakses secara online .
Gambar 8. Pengujian Menggunakan Aplikasi

## 4. KESIMPULAN
Penelitian  ini  telah  memaparkan  implementasi  sensor DHT  11,  sensor  tegangan  0-25V  DC  yang  dimodifikasi sehingga  bisa  membaca  tegangan  lebih  dari  25V, NodeMCU  ESP8266,  Firebase,  dan  Kodular  yang digunakan untuk  mengukur kinerja  baterai BTT. Prototipe alat BMS ini dibuat memiliki dimensi panjang 18 cm, lebar
11 cm, tinggi 6 cm dengan bobot total 250gr. Data berupa tegangan (V), suhu (C), dan kelembaban (H) yang didapat dari sensor tegangan 0- 25V DC dan sensor DHT 11 dikirim ke Firebase melalui jaringan Wi-Fi . Data tersebut kemudian ditampilkan  pada  Kodular  dalam  bentuk  data  tegangan, suhu dan kelembaban dan kualitas baterai. Hasil pengujian menunjukkan  alat  ini  memiliki  akurasi  pengukuran  yang sangat  baik  dan  interval  waktu delay yang  pendek.  Saat penggunaannya  pada smartphone ,  hasil  pembacaan  pada aplikasi sesuai dengan yang terdapat pada layar LCD. Untuk ke  depannya,  akan  dilakukan  pengembangan  pada  alat  ini agar  dapat  mengukur  perkiraan  jarak  tempuh  yang  bisa ditempuh dengan kapasitas terkini baterai pada BTT. Fitur ini  akan  sangat  membantu  dalam  penggunaan  BTT  tiap harinya.  Fungsi  fitur  ini  agar  mengetahui  pengaruh  beban yang ditarik BTT terhadap kinerja baterai. Alat ini juga akan diperbaiki ke depannya agar presisi dan tahan air.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  Otong,  D.  Aribowo,  and  R.  Wahyudi, “Perancangan Modular Baterai Lithium Ion (Li-Ion) untuk  Beban  Lampu  LED,” Setrum :  Sistem Kendali-Tenaga-elektronika-telekomunikasi- komputer , vol. 8, no. 2, pp. 260–273, 2019.
[2] A.  Satriady,  W.  Alamsyah,  A.  Hi  Saad,  and  S. Hidayat,  “Pengaruh  Luas  Elektroda  Terhadap Karakteristik  Baterai  LiFePO  4,” Jurnal  Material dan  Energi  Indonesia ,  vol.  06,  no.  02,  pp.  43–48, 2016.
[3] Hilmansyah, R. M. Utomo, A. W. Saputra, and R. F.  Alif,  “Rancang  Bangun  Wireless  Battery Monitoring  System  Berbasis  Esp32,”  in Seminar Nasional  Inovasi  Teknologi  Terapan ,  2020,  pp. 194–199.
[4] R. Alfita, K. Joni, and F. D. Darmawan, “Design of Monitoring  Battery  Solar  Power  Plant  and  Load Control System based Internet of Things,” Teknik , vol. 42, no. 1, pp. 35–44, 2021.
[5] P.  Ningrum,  N.  A.  Windarko,  and  Suhariningsih, “Aplikasi  Battery  Management  System  (  BMS  ) dengan  State  of  Charge  (  SOC  )  Menggunakan Metode  Modified  Coulomb  Counting,” Jurnal Inovtek , vol. 1, no. 1, pp. 1–10, 2019.
[6] L. Soehartono, A. Musafa, and Sujono, “Perancangan  Sistem  Manajemen  Baterai  Pada Mobil Listrik Studi Kasus: Baterai Kapasitas 46Ah 12V Pada Neo Blits 2,” Jurnal Maestro , vol. 3, no. 1, pp. 86–97, 2020.
[7] N.  Hidayati  Lusita  Dewi,  M.  Rohmah  F,  and  S. Zahara,  “Prototype  Smart  Home  Dengan  Modul Nodemcu  Esp8266  Berbasis  Internet  of  Things (Iot),” Jurnal Teknik Informatika , p. 3, 2019.
[8] C.  Rozikin  and  Purwantoro,  “Sistem  Monitoring Tingkat  Suhu  Udara  Dan  pH  Air  Pada  Budidaya Ikan  Hias  Discus  Berbasis  Wireless  Sensor Network,” Jurnal Teknologi Terpadu , vol. 5, no. 2, pp. 42–48, 2019.
[9] A.  Imron,  T.  Andromeda,  and  B.  Setiyono, “Perancangan Akuisisi Data Pada Panel Rtu Pt. Pln (Persero) Berplatform Android,” Transient: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro , vol. 7, no. 2, 2018.
[10] A.  Kumala  and  S.  Winardi,  “Aplikasi  Pencatatan Perbaikan Kendaraan Bermotor Berbasis Android,” Jurnal Intra Tech , vol. 4, no. 2, pp. 112–120, 2020.
[11] A.  Sonita  and  R.  F.  Fardianitama,  “Aplikasi  E-
Order Menggunakan Firebase dan Algoritme Knuth Morris Pratt Berbasis Android,” Jurnal Pseudocode , vol. 5, no. 2, pp. 38–45, 2018.