Rancang Bangun Alat Monitoring Output Panel Surya di Kampus Universitas Pamulang Viktor Menggunakan Internet of Things
Seflahir Dinata 1 , Mardiansyah 2 , Heru Ade Putra 3
1,3 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Pamulang, Tangerang Selatan 1 dosen01138@unpam.ac.id, 3 heruadeputra69@gmail.com
2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sutomo, Serang 2 marrdiansyah@gmail.com

## Ringkasan
Pada paper ini dilakukan perancangan dan implementasi dengan metode ZMPT11 sebagai pengukur tegangan, SCT013 sebagai pengukur arus, DHT11 sebagai pengukur kelembaban dan suhu, Nodemcu ESP822 sebagai pemroses data, dan sarana komunikasi melalui internet dengan platfrom blynk sebagai media penampil pemantau data secara online di smartphone . Hasil pengujian alat ini menunjukkan  nilai rata-rata selisih pada tegangan yang berbeda- beda, nilai dari rata-rata selisih tegangan pada hari-1 sebesar 2,54, pada hari-2 sebesar 3,69, dan pada hari-3 sebesar 3,08. Pada nilai rata-rata selisih arus yang didapatkan pada hari-1 sebesar 0,02, pada hari-2 nilai rata-rata selisih yang didapatkan sebesar 0,05, dan pada hari-3 nilai  rata-rata  yang didapatkan sebesar 0,02.  Pada nilai rata-rata selisih suhu yang didapatkan pada hari-1 0,06, pada hari-2 nilai rata-rata selisih yang didapatkan sebesar 0,10, dan pada hari-3 nilai rata-rata  selisih yang didapatkan sebesar 0,11. Pada nilai rata-rata selisih kelembaban yang didapatkan pada hari-1 sebesar 0,92,  pada hari-2 nilai  rata-rata selisih kelembaban yang didapatkan sebesar 1,38,  dan pada hari-3 nilai rata-rata selisih kelembaban yang didapatkan sebesar 1,46. Nilai rata-rata selisih keseluruhan alat pada penelitan ini berada di bawah toleransi 5% yang telah ditentukan.
Kata kunci: Panel surya, Arduino Uno, NodeMCU ESP8266, IoT

## Abstract
In this paper, the design and implementation was carried out by using the ZMPT11 method as a voltage meter, SCT013 as a current meter, DHT11 as a humidity and temperature meter, Nodemcu ESP822 as a data processor, and a means of communication via the internet with the Blynk platform as a media for online data monitoring on smartphones. The results of the measurement test of this tool have an average value of the difference at different voltages, the value of the average difference in voltage on day-1 is 2.54, on day-2 it is 3.69, and on day-3 is 3.08. The average value of the current difference obtained is on day-1 equal to 0.02, on day-2 the average value of the difference obtained is 0.05, and on day-3 the average value obtained is 0.02. The average value of the difference in temperature obtained on day-1 was 0.06,  on day-2 the average value of the difference obtained was 0.10,  and on day-3 the
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 23 No. 1 April 2024 Hal 1 - 10
average value of the difference obtained was 0.11. The average value of the difference in humidity obtained on day-1 was 0.92,  on day-2 the average value of the difference in humidity was 1.38, and on day-3 the average value of the difference in humidity was 1.46. The average difference in the overall value of the tools in this study are below the specified 5% tolerance.
Keywords: Solar panel, Arduino Uno, NodeMCU ESP8266, IoT

## 1.   Pendahuluan
Pada era Teknologi Industri 4.0 yang sudah berkembang pesat, seluruh teknologi berevolusi menjadi serba mudah untuk diakses dimanapun, kapanpun bahkan dapat mengontrol dan melakukan monitoring teknologi yang ada dengan jaringan internet yang dikenal dengan nama Internet of Things (IoT). IoT adalah teknologi dengan pertumbuhan, dampak, dan kemampuan yang tidak terbayangkan. Munculnya aplikasi IoT baru di cloud telah membawa ancaman baru terhadap keamanan dan privasi data [1].  Dengan setiap peningkatan di internet dalam hal kecepatan dan bandwidth , IoT membawa pasar ke node baru dan membuka pintu dengan peluang penemuan baru. Sejumlah besar energi dikonsumsi oleh peralatan penerangan, sehingga peningkatan efisiensi dan deteksi kesalahan yang cepat merupakan tantangan yang signifikan [2].
IoT merupakan  koneksi yang digunakan untuk berkomunikasi dengan lingkungan eksternal. Dibandingkan komunikasi dari manusia  ke  manusia, IoT menekankan pada komunikasi mesin ke mesin [3].  Kemajuan dalam aplikasi berbasis IoT memerlukan ketersediaan  internet di mana-mana. Untuk membuat aplikasi lebih ramah pengguna, teknologi berbasis web dan android telah menjadi penting dalam teknologi ini [4]. Sementara itu, penelitian tentang pembangkit listrik sumber energi terbarukan semakin meningkat, untuk memaksimalkan pembangkitan,  salah satunya  memaksimalkan konversi energi matahari ke energi listrik [5].  Konsumsi dan pemanfaatan energi listrik meningkat secara statistik. Oleh karena itu, untuk penggunaan yang efektif dari energi tenaga surya ini diperlukan pelacakan dan pemantauan [6]. Pada paper ini alat monitoring output panel surya dikembangkan dengan menggunakan IoT.

## 2.   Tinjauan Pustaka
Sistem monitoring panel surya merupakan  sebuah teknologi untuk memantau konsumsi pada pembangkit listrik tenaga surya. Sistem ini dibuat untuk memudahkan kegiatan monitoring atau pencatatan yang selama ini dilakukan secara manual. Dengan adanya sistem monitoring ini, user dapat memantau dan mencatat tanpa harus berada di lokasi. Sistem  ini bekerja menggunakan jaringan internet  yang di  dalamnya terdapat sebuah sistem server-client , dimana komputer server sebagai penyedia data dan komputer client sebagai  pengakses data monitor online pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)  di daerah terpencil. Sistem ini sangat efisien dalam menjamin kondisi operasi,  karena pemantauan  dengan cara datang ke daerah yang terpencil membutuhkan biaya yang besar. Dengan adanya monitoring dengan transmisi data nirkabel dan menggunakan IoT, proses pemantauan dan pencatatan dapat dilakukan dengan lebih  efisien. Dalam penelitian ini dikembangkan sistem online monitoring PLTS yang mudah, hemat biaya, dengan menggunakan IoT.

## 2.1. Solar Panel
Teknologi fotovoltaik, juga dikenal sebagai solar panel , mampu mengubah energi matahari menjadi listrik energi. Intensitas radiasi matahari rata-rata di semua wilayah Indonesia sangat besar, yaitu 4,8 kWh/m2. Panel surya beroperasi hanya sekitar 15% dari radiasi matahari yang  diubah menjadi energi listrik, sedangkan sisanya diubah untuk memanaskan [7].
Gambar 1. Panel surya di Kampus Universitas Pamulang
2.2. Inverter
Dalam konfigurasi inverter surya, inverter pusat dan string lebih populer dalam aplikasi jaringan mikro atau jaringan utilitas yang terhubung. Meskipun string inverter menunjukkan kinerja yang unggul dalam hal efisiensi dan keandalan yang lebih baik dibandingkan dengan inverter pusat, tetapi mengalami gangguan arus sirkulasi jika semua modul inverter string terhubung ke bus DC umum  [8]. Informasi  yang disajikan melalui graphical user interface (GUI)  pada  LabVIEW menjadi sajian  data real time dari kualitas output panel PV yang dihasilkan [9]. Jenis Inverter yang digunakan pada PLTS On Grid milik Universitas Pamulang Viktor yang berlokasi di Jalan Raya Puspitek No.  46, Buaran, Serpong adalah Grid Tie Inverter , yaitu salah satu jenis inverter yang dibuat untuk memasukkan arus listrik ke sistem distribusi tenaga listrik yang sudah ada, yaitu PLN dan  Genset. Inverter tersebut  harus  disinkronkan dengan  frekuensi grid yang  sama, umumnya berisi satu atau lebih fitur maximum power point tracking untuk konversi jumlah maksimum daya yang tersedia, dan juga termasuk fitur proteksi keselamatan.
Sensor tegangan ZMPT101B adalah sebuah sensor yang diaplikasikan untuk berbagai macam fungsi, salah satunya dapat digunakan untuk memantau nilai tegangan sumber arus bolak-balik AC yang terdapat pada dua buah titik dalam sebuah rangkaian. Sensor ZMPT101b ini dapat mengukur tegangan listrik yang berkisar antara 110-250V AC dengan fitur sistem aktif transformer , kompatibel dengan arduino ataupun mikrokontoller AVR, serta dapat langsung disambungkan dengan sumber listrik tegangan PLN 220V [10].
Arduino Uno merupakan sebuah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat sebuah komponen utama, yaitu chips mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler sendiri adalah chips atau
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 23 No. 1 April 2024 Hal 1 - 10
integrated  circuit (IC)  yang mampu diprogram dengan  menggunakan komputer. Tujuannya dalam menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar sebuah rangkaian elektronik dapat membaca input , proses,  dan output sebuah rangkaian elektronik [11].

## 3.   Metodologi Penelitian
Pada proses pembuatan rancang  bangun  alat monitoring  output pada  panel  surya menggunakan IoT terdapat beberapa tahapan yang dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Flowchart penelitian
Pada perancangan perangkat keras ini terdiri atas  beberapa komponen yang digunakan untuk monitoring output pada panel surya, diantaranya NodeMCU ESP8266, sensor  suhu DHT11, sensor  arus ACS712,  dan  sensor  tegangan. Untuk memudahkan perancangan,  dibuat sebuah diagram blok. Diagram blok menunjukkan perancangan sistem mulai dari power supply sebagai pemberi tegangan untuk mengaktifkan NodeMCU ESP8266, sensor suhu DHT11, sensor arus ACS712, dan sensor tegangan.
Perangkat lunak pada  system  ini bekerja dengan  mikrokontroler dan IoT. Pada perangkat lunak mikrokontroler digunakan untuk mengolah sensor-sensor,  seperti sensor  arus,  sensor  tegangan, dan sensor  suhu yang akan melakukan pembacaan data
Rancang Bangun Alat Monitoring Output Panel Surya di Kampus Universitas Pamulang Viktor Menggunakan Internet of Things Seflahir Dinata, Mardiansyah, Heru Ade Putra
arus, tegangan, dan suhu. Pada bagian IoT bertugas untuk melakukan monitoring pada panel surya secara jarak jauh sehingga tidak perlu turun ke lapangan untuk memantau kinerja panel surya setiap saat.

## 4. Hasil dan Pembahasan
Pada tahapan pengolahan data sudah diketahui nilai rata-rata  selisih dari pengukuran manual dan pengukuran berbasis IoT yang ditampilkan pada Blynk. Nilai selisih pada pengolahan data rata-rata  sesuai dengan rumus,  baik itu nilai rata-rata selisih tegangan (V), rata-rata selisih arus (A), rata-rata selisih suhu ( o C), rata-rata selisih kelembaban  (RH).  Nilai dari rata-rata  selisih tegangan  (V) pada hari-1 sebesar 2,54  V, pada hari-2 sebesar 3,69 V, dan pada hari-3 sebesar 3,08 V. Nilai rata-rata selisih arus (A) yang didapatkan pada hari-1 sebesar 0,02  A,  pada hari-2  nilai  rata-rata  selisih yang didapatkan sebesar 0,05,  dan pada hari-3 nilai rata-rata  yang didapatkan sebesar 0,02. Nilai  rata-rata  selisih suhu  ( o C) yang didapatkan pada hari-1 sebesar 0,06,  pada hari-2 nilai rata-rata selisih yang didapatkan sebesar 0,10, dan pada hari-3 nilai rata-rata selisih yang didapatkan sebesar 0,11. Nilai rata-rata selisih kelembaban (RH) yang didapatkan pada hari-1 sebesar 0,92, pada hari-2 nilai rata-rata selisih kelembaban yang didapatkan sebesar 1,38, dan pada hari-3 nilai rata-rata selisih kelembaban yang didapatkan sebesar 1,46. Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata  tersebut,  terlihat bahwa  alat yang dibuat bekerja dengan baik.
Gambar 3. Grafik tegangan (VAC) hari-1

## Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 23 No. 1 April 2024 Hal 1 - 10
Gambar 5. Grafik tegangan (VAC) hari-3
Gambar 6. Grafik arus hari-1
Gambar 7. Grafik arus hari-2
Gambar 8. Grafik arus hari-3
Gambar 9. Grafik suhu hari-1
Gambar 10. Grafik suhu hari-2
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 23 No. 1 April 2024 Hal 1 - 10
Gambar 11. Grafik suhu hari-3
Gambar 12. Grafik kelembaban hari-1
Gambar 13. Grafik kelembaban hari-2

## Gambar 14. Grafik kelembaban hari-3
Tahapan analisis data yang telah dilakukan adalah tahapan untuk mencari nilai rata- rata  selisih tegangan,  arus,  suhu, dan kelembaban dari alat yang dibuat. Nilai selisih adalah perbedaan nilai antara alat yang dibuat dengan alat yang dijadikan sebagai acuan standar. Alat yang dijadikan sebagai acuan standar adalah multimeter terkalibrasi untuk mengukur tegangan, tang Ampere terkalibrasi untuk mengukur arus,  dan Sanfix GM1362 terkalibrasi untuk  mengukur suhu dan kelembaban. Alat ukur ini telah terkalibrasi sehingga hasil pengukuran alat ukur tersebut dapat dijadikan acuan.

## 5. Kesimpulan
Dari hasil analisis dan evaluasi data dari sistem monitoring output panel surya, dapat disimpulkan bahwa sensor tegangan ZMPT11 memiliki persentase selisih nilai rata-rata hari-1 sebesar 2,54, hari-2 sebesar 3,69, dan hari-3 sebesar 3,08. Nilai rata-rata selisih arus hari-1 sebesar 0,02, hari-2 sebesar 0,05, dan hari-3 sebesar 0,02. Pengukuran suhu pada sensor DHT11 memiliki nilai rata-rata  hari-1 sebesar  0,06,  hari-2 sebesar  0,10, dan nilai hari-3  sebesar  0,11.  Kelembaban pada sensor DHT11 nilai rata-rata  hari-1  sebesar  0,92, hari-2 sebesar 1,38, dan hari-3 sebesar 1,46.
Dengan adanya IoT  pada sistem monitoring output panel surya,  maka  proses pemantauan menjadi efektif dan efisien.

## Daftar Pustaka
[1]  H. Garg and M. Dave, "Securing IoT devices and securely connecting the dots using REST API and Middleware," 2019 4th International Conference on Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2019, pp. 1-6, doi: 10.1109/IoT- SIU.2019.8777334.
[2]  A. K. Gupta and R. Johari, "IOT based electrical  device  surveillance and control system," 2019 4th International Conference on Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/IoT-SIU.2019.8777342.
[3]  E. P. Yadav, E. A. Mittal,  and H. Yadav, "IoT: Challenges and issues in Indian perspective," 2018 3rd International Conference On Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1109/IoT-SIU.2018.8519869.
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 23 No. 1 April 2024 Hal 1 - 10
[4]  S. K. Vishwakarma, P. Upadhyaya, B. Kumari,  and A. K. Mishra, "Smart energy efficient  home  automation  system  using IoT," 2019 4th International Conference on Internet of Things: Smart Innovation and Usages (IoT-SIU), 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/IoT-SIU.2019.8777607.
[5]  S. Siddula, C. Dennis Gleeson, and P. Geetha Kumari, "Solar panel position control and  monitoring  system  for  maximum  power  generation," 2020 International Conference on Smart Technologies in Computing, Electrical and Electronics (ICSTCEE), 2020, pp. 169-174, doi: 10.1109/ICSTCEE49637.2020.9277293.
[6]  D. Saravanan and T. Lingeshwaran, "Monitoring of solar panel based on IOT," 2019 IEEE International Conference on System, Computation, Automation and Networking (ICSCAN), 2019, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICSCAN.2019.8878814.
[7]  E. P. Laksana, Y. Prabowo, Sujono, R. Sirait, N. Fath, A. Priyadi, V. Lystianingrum, and M. H Purnomo, “Potential usage of solar energy as a renewable energy source in Petukangan Utara, South Jakarta,” Jurnal Rekayasa Elektrika, vol. 17, no. 4, hal. 212- 216, 2021. ISSN. 1412-4785; e-ISSN. 2252-620X, doi: 10.17529/jre.v17i4.22538.
[8]  B. K. Gupta, K. R. Sekhar, and A. I. Gedam, "Balanced per-phase sequential switching to  suppress  circulating  current in grid  connected  modular  solar  inverters," 2019 8th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 2019, pp. 686-691, doi: 10.1109/ICRERA47325.2019.8996838.
[9]  A. Abdurrahman, H. Kusnadi, dan L. Utomo, “Sistem monitoring output solar panel menggunakan LabVIEW,”  EPIC  Journal of Electrical Power, Instrumentation and Control, vol. 3, no. 1, hal. 1-6, 2020.
[10] I. S. Hudan,  dan  T. Rijanto,  “Rancang  bangun  sistem  monitoring  daya  listrik pada kamar kos berbasis internet of things (IoT),” Jurnal Teknik Elektro, vol. 8, no. 1, 2019.
[11] A. Amin, “Monitoring water level control berbasis arduino uno menggunakan LCD lm016L,” EEICT (Electric, Electronic, Instrumentation, Control, Telecommunication), vol. 1, no. 1, 2018.