Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom

## Rancang Bangun Kontrol Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya yang Dilengkapi Informasi Kondisi Lampu dengan Bantuan Internet of Things
Emon Rivai Arganata 1 , Wahyu Setyo Pambudi 2,* , Titiek Suheta 2
Fakultas Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Jurusan T.Elektro, Institut Teknologi Adhi Tama, Surabaya, Indonesia Email: 1 emonrivaiarganata1@gmail.com, 2,* wahyusp@itats.ac.id Email Penulis Korespondensi: wahyusp@itats.ac.id Submitted 16-03-2022 ; Accepted 13-04-2022 ; Published 29-04-2022

## Abstrak
Kebutuhan energi listrik sekarang sangatlah besar pada akhir tahun 2018 pembangkit listrik di Indonesia mencapai 64.924,80 MW yang terdiri dari pembangkit PLN sebesar 40.814,92 MW dan yang tidak berasal dari PLN sebesar 24.109,89 MW. Di bandingkan dengan tahun 2017 sebesar 62.202,94 MW.Maka dari itu kita membutuhkan energi alternatif terbarukan seperti energi panas matahari. Pemerintah  terus  berupaya  mengejar  target  energi  baru  terbarukan  (EBT)  23%  hingga  tahun  2025.  Hal  itu  di  wujudkan  dengan menggalakkan  program  PJU  di  seluruh  desa  Indonesia.Penelitian  ini  berisi  tentang  konsep  perancangan,  objek  penelitian,  metode pengumpulan data, metode perancangan dan jadwal penelitian yang akan dilakukan dalam penelitian ini. Dalam bab ini juga dibuat kerangka  flowchat  alur  penelitian  untuk  acuan  dalam  melakukan  penelitian. Dari  pengujian  alat  yang  dilakukan  maka  dihasilkan konsumsi daya yang dapat diketahui dengan menghitung watt yang dipakai untuk menyalakan beban lampu,serta membandingkan watt pengujian pertama dan  pengujian kedua. Metode fuzzy logic dapat berfungsi dengan baik pada saat digunakan untuk mencari nilai optimal pada rancang bangun kontrol penerangan jalan umum tenaga surya yang dilengkapi informasi kondisi lampu dengan bantuan Internet  Of  Things . Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  kendali  fuzzy  dapat  memberikan  penghematan  penggunaan  daya lampu sebesar 3.500 watt setiap harinya .
Kata Kunci: Fuzzy Logic; Energi Baru Terbarukan (EBT); Mikrokontroler; ESP32

## Abstract
The  need  for  electrical  energy  is  now  huge.  At  the  end  of  2018,  power  plants  in  Indonesia  reached  64,924.80  MW  consisting  of 40,814.92 MW PLN power plants and 24,109.89 MW, not coming from PLN. Compared to 2017, which was 62,202.94 MW. Therefore, we need renewable alternative energy such as solar thermal energy. The government continues to pursue 23% renewable energy (EBT) until 2025. This is realised by promoting the PJU program in all villages in Indonesia. This research contains design concepts, research objects, data collection methods, design methods and research schedules. Will be carried out in this study. In this chapter, a flowchart framework for research flow is also made for reference in conducting research. From the testing of the tools carried out, the resulting power consumption can be known by calculating the watts used to turn on the lamp load and comparing the watts of the first test and the second test. The fuzzy logic method can function properly when used to find the optimal value in the control design for solar street lighting, which is equipped with information on the condition of the lights with the help of the Internet of Things.
Keywords : Fuzzy Logic; Energi Baru Terbarukan (EBT); Mikrokontroler; ESP32

## 1. PENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  listrik  sekarang  sangat  besar,  pada  akhir  tahun  2018  pembangkit  listrik  di  Indonesia  mencapai 64.924,80  MW  yang  terdiri  dari  pembangkit  PLN  sebesar  40.814,92  MW  dan  yang  tidak  berasal  dari  PLN  sebesar 24.109,89 MW. Kebutuhan energi ini meningkat 2.722 MW dari tahun 2017, hal ini menjadi alasan diperlukan energi alternatif seperti energi panas matahari [1]. Pemerintah terus berupaya mengejar target energi baru terbarukan (EBT) 23% hingga tahun 2025. Salah satu yang memerlukan energi listrik yang dan terus bertambahn adalah adanya program PJU di seluruh desa Indonesia [2].
Terkait dengan sistem penerangan jalan umum (PJU) yang di lakukan pada penelitian sebelumnya. Sumber PJU berbasis  sel  surya  sebagai  energi alternatif  dengan menggunakan sistem kontrol menggunakan Arduino. Penelitian ini bertujuan mendesain PJU berbasis solar panel sebagai energi baru terbarukan yang hemat dan murah. Untuk cara kerja (PJU) ini dikendalikan oleh sebuah Arduino sebagai mikrokontrollernya, serta menggunakan solar panel sebagai sumber tegangan dan sensor cahaya. Sistem ini dilengkapi dengan sensor cahaya untuk membaca  intensitas  cahaya  matahari, sehingga bisa otomatis dimatikan saat siang dan dinyalakan waktu malam serta dapat dikontrol dengan Gadget Android melalui  modul bluetooth HC-05  [3].  Pengaturan  lampu  bisa  dikontrol  intensitasnya  menggunakan  sensor  cahaya menggunakan metode Fuzzy yang ditanamkan pada Arduino. Pengaturan intensitas cahaya lampu berdasarkan masukan dari sensor cahaya dapat mengurangi pemakaian daya sehingga konsumsi daya dapat ditekan. Sistem kerja pada alat ini menggunakan hasil dari pengembangan logika boolean atau yang di kenal dengan metode fuzzy. Jika fuzzy memberikan kondisi yang didasarkan dari nilai keanggotaan maka  alat akan tidak hanya mengenali kondisi benar (1) dan salah (0), misalkan pencahayaan dalam kondisi gelap,redup,atau terang. [4].  Sistem kendali PJU secara terpusat dapat dilengkapi dengan  pemantauan  kerusakan  jarak  jauh  dan  optimalisasi  jam  pemakaian  secara  real  time.  Sistem  kerja  alat  ini menggunakan IoT sebagai pengendalian PJU untuk mendeteksi kerusakan dan LDR sebagai pengendali intensitas cahaya. [5]. Sistem kendali untuk PJU dapat menggunakan modul zigbee untuk monitoring kinerja sistem ini, dimana tujuannya untuk menghemat energi listrik dan memudahkan monitoring [6].
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
Berdasarkan alasan ini maka penelitian ini mengembangakan kontrol itensitas cahaya lampu PJU menggunakan metode Fuzzy dan monitoring kondisi lampu dengan Internet Of Things (IoT). Kendali fuzzy digunakan pada penelitian ini untuk melakukan penghematan penggunaan energi pada PJU.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Perancangan Mekanik
Pertama Pada proses ini akan dijelaskan bagaimana akan melakukan perancangan sistem mekanik miniatur PJIU dengan ukuran sebagai pada gambar 1 . Untuk perancangan mekanik tinggi penyangga solar panel dan  PJU yaitu 1 meter dan lebar 1 meter  untuk menjadi penopang solar panel dan menjadi penyangga tiang lampu PJU.
Gambar 1. Perancangan tiang lampu
Spesifikasi Rangka : a. Tinggi 100cm ( bahan beesi siku )
b. Lebar dan panjang 100cm ( bahan besi siku)

## 2.2 Perancangan Hardware
Pada proses perancangan hardware kita membuat prototype penerangan jalan umum dengan desain tiang lampu lengan tunggal, desain integrasi perancangan hardware seperti yang ditunjukkan pada gambar 2 . Prototype penerangan jalan umum ini di desain agar mengetahui kerusakan lampu dengan mengecek apakah pembacaan arus masih terbaca dengan baik.
Gambar 2. Desain integrasi perancangan hardware

## 2.3 Perancangan software
Pada proses perancangan software ini memakai aplikasi blynk dengan tampilan konfigurasi sebagai seperti pada gambar 3(a) dan gambar  3(b) merupakan  realisasi  tampilan  sedangkan  alur  program  pada  sistem  ini  seperti  dijelaskan  pada gambar 4 .
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
(a)
(b)
Gambar 3. ( a) Perancangan tampilan software (b) Realisasi tampila software Penjelasan perancangan software,di dalam aplikasi Blynk terdapat fitur fitur di antaranya a. Charging  status  :  Charging  status  merupakan  fitur  yang  peneliti  rancang  untuk  monitoring  apakah  baterai  pju tercharger pada waktu panel surya menerima sinar matahari
b. Lampu status : Lampu ststus merupakan fitur monitoring apakah lampu redup terang atau mati
c. Intensitas Lampu : Intensitas lampu merupakan fitur monitoring angka intensitas lampunya
d. Amper : Fitur amper fitur untuk monitoring arus dalam satuan ampere.
Gambar 4. Flowchart sistem.
Sistem kerja rangkaian ini yaitu Panel Surya mengkonversi cahaya sinar matahari menjadi listrik dan masuk ke solar  charger untuk  mengatur  arus  searah  yang  diisi  ke  baterai  dan  dari  baterai  diterukan  ke  lampu  PJU  lampu  pju  di kontrol  menggunakan  rangkaian  dimmer  untuk  mengatur  kecerahan.  Rangkaian  dimmer  masuk  ke  sensor  arus  untuk mengetahui  adanya  arus  listrik  pada  pju  dan  pin  pwm  dimmer  masuk  ke  mikrokontroller  untuk  pengaturan  redup terangnya cahaya.
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
Sensor arus digunakan untuk memonitoring mati dan menyalanya penerangan jalan umum (PJU).Sensor LDR di gunakan  untuk  memberikan  informasi  ke  mikrokontroller  apakah  matahari  cerah  dan  tidak.  ESP32  adalah  modul mikrokontroller yang digunakan untuk mengirim dan menerima data dari database dan mengirim informasi ke smartphone Dalam perancangan menggunakan fuzzy logic dengan data input atau Crisp input, berapa nilai intensitas cahaya yang tertangkap sensor LDR, kemudian keluaran sensor yang berbentuk tegangan kemudian dikonversi oleh ADC konverter yang ada dalam modul ESP32 menjadi sinyal digital 10 bit (0-4095). Nilai input tersebut akan difuzzifikasi dengan nilai mati, redup, terang dengan fungsi keanggotaan trapesium sehingga menjadi himpunan fuzzy.
Sebagai  rujukan  merancang  program  dilakukan  dilakukan  pengambilan  data  intesitas  cahaya  input  dengan  cara pengukuran menggunakan alat avometer merk Dekko. Selanjutnya dilakukan simulasi dimmer dari redup sampai dengan terang guna utuk mengambil data intensitas cahaya.
Dengan menggunakan fungsi keanggotaan trapesium dengan 3 variabel linguistik: mati, redup dan terang, fungsi keanggotaan seperti pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1 . Fungsi keanggotaan trapesium 1 Mati 0 sampai 150 2 Redup 75 - 100 3 Terang 150 – 250
Dengan menggunakan fungsi keanggotaan trapesium dengan tiga  nilai linguistik; PWM Lambat ,PWM Sedang, dan PWM Cepat merupakan salah satu cara untuk menentukan aturan fuzzy, sehingga range pwm alat dari 0-250. Fungsi keanggotaan output pada system Fuzzy seperti yang ditunjukkan pada gambar 5 , untuk keanggotaan input pada gambar 6 , sedangkan tabel inferensi aturan Fuzzy yang digunakan seperti pada tabel 2 .
Gambar 5 . Fungsi keanggotaan output
Tabel 2 . Inferensi aturan yang digunakan Mati Redup Terang PWM Lambat PWM Lambat PWM Sedang PWM Sedang PWM Cepat PWM Cepat
Gambar 6 . Fungsi keanggotaan input

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan hasil perbandingan dari alat dengan sistem kontrol logika fuzzy dengan tanpa  sistem  kontrol  logika  fuzzylalu  menganalisanya.  Berikut  hasil  dan  analisanya.  Dari  hasil  pengujian  alat  dengan sistem kontrol fuzzy dengan tanpa sistem kontrol fuzzy, didapat hasil dalam bentuk grafik seperti pada gambar 7 .
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
Gambar 7. Hasil Grafik Data Ampere
Pada gambar 7 diatas nilai arus pada jam 07.00 sampai jam 17.00 diangka 0 menunjukkan bahwa PJU mati. Pada diatas pukul 17.00 menunjukkannilai arus bergerak naik sampai pukul 05.30 dan nilai arus amper bergerak turun kembali.
Gambar 8. Hasil grafik data tegangan
Pada gambar  8 diatas  nilai  tegangan  pada  jam  07.00  sampai  jam  17.00  tegangan  memiliki  nilai  0  hal  ini menunjukkan  bahwa  PJU  dalam  kondisi  mati.  Pada  diatas  pukul  17.00  menunjukkan  tegangan  bergerak  naik  sampai diatas pukul 05.30 nilai arus bergerak turun kembali.
Gambar 9. Hasil grafik daya lampu
Pada gambar 9 diatas nilai daya lampu pada jam 07.00 sampai jam  17.00 diangka 0 menunjukkan bahwa PJU  dalam kondisi mati. Pada diatas pukul 17.00 menunjukkan daya lampu bergerak naik sampai diatas pukul 05.30 dan nilai daya bergerak turun kembali.
0 0,5 1 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30 Grafik Arus (A) Sensor Amper Meter 0 10 20 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30 Tegangan (V) Voltase 0 20 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30 Grafik Daya Lampu (Watt) Pengujian pertama 0 0,5 1 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30

## Perbandingan Sensor Arus dengan Amperemeter
Sensor
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
Pada gambar 10 diatas nilai arus pada jam 07.00 sampai jam 17.00 diangka 0 menunjukkan bahwa PJU  dalam kondisi mati. Pada diatas pukul 17.00 menunjukkan nilai arus bergerak naik sampai diatas pukul 05.30, nilai arus bergerak turun kembali. Nilai fluktuasi arus ini berbeda jika dibandingkan dengan nilai arus yang tidak memakai kontrol Fuzzy.
Gambar 11. Fluktuasi tegangan
Pada gambar 11 diatas nilai tegangan pada saat jam 07.00 sampai jam 17.00 diangka 0 menunjukkan bahwa PJU dalam  kondisi  mati.  Pada  diatas  pukul  17.00  menunjukkan  tegangan  bergerak  naik  sampai  diatas  pukul  05.30,  nilai tegangan bergerak turun kembali, dimana nilai ini berbeda jika dibandingkan dengan nilai tegangan yang tidak memakai fuzzy logic.
Gambar 12. Hasil daya dalam watt
Pada gambar 12 diatas nilai watt pada jam 07.00 sampai jam  17.00 diangka 0 menunjukkan bahwa PJU  dalam kodisi mati. Pada diatas pukul 17.00 menunjukkan nilai daya bergerak naik sampai diatas pukul 05.30, nilai arus bergerak turun kembali, dimana nilai ini berbeda jika dibandingkan dengan nilai data arus yang tidak memakai kendali fuzzy.
Dari  pengujian  alat  yang  dilakukan  maka  dihasilkan  konsumsi  daya  yang  dapat  diketahui  dengan  menghitung dayayang  dipakai  untuk  menyalakan  beban  lampu,serta  membandingkan  nilai  daya  pengujian  pertama  dan  pengujian kedua.
0 5 10 15 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30 Tegangan (V) Voltase 0 2 4 6 8 10 12 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30 Daya (Watt) Voltase 0 5 10 15 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:30 02:30 03:30 04:30 05:30 06:30

## Perbandingan Daya Sistem Fuzzy
Watt fuzzy
Watt tanpa fuzzy
Hal 244−250 http://ejurnal.stmik-budidarma.ac.id/index.php/jurikom
Pengujian dengan menggunakan sistem Fuzzy dapat menghemat daya listrik rata-rata daya setiap hari yaitu 43.500 watt setiap hari.  Jika tidak menggunakan kontrol lampu tanpa sistem fuzzy , nilai daya yg dikeluarkan 47.000 watt setiap hari jika di hitung selisih nya yaitu  3.500 watt setiap harinya.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan pada penelitian yang telah dilakukan uji coba ada beberapa hal yang didapat, dimana metode fuzzy dapat berfungsi  dengan  baik  pada  saat  digunakan  untuk  mencari  nilai  optimal  pada  kendali  PJU  tenaga  surya.  Sistem  yang dikembangkan pada penelitian ini dilengkapi informasi kondisi lampu dengan bantuan IoT dimana nilai charging status, status lampu, intensitas lampu dan arus dapat dibaca dengan smartphone . Aplikasi kendali fuzzy dapat menghemat daya listrik dengan rata rata yang menggunakan sistem fuzzy dan tidak yaitu 3.500 watt. Hal ini mengakibatkan konsumsi daya listrik yang digunakan dapat menghemat daya yang di keluarkan baterai setiap harinya.

## REFERENCES
[1] Direktorat Jendral Kelistrikan, “STATISTIK KETENAGALISTRIKAN TAHUN 2018,” 2018, pp. 1–118.
[2] Kompas.com,  “2025,  Pemerintah  Masih  Targetkan  Penggunaan  EBT  Tumbuh  23  Persen.”  [Online].  Available: https://ekonomi.kompas.com/read/2019/01/10/103800826/2025-pemerintah-masih-targetkan-penggunaan-ebt-tumbuh-23- persen. [Accessed: 24-Oct-2019].
[3] S. R. Hikmawan and E. A. Suprayitno, “Rancang Bangun Lampu Penerangan Jalan Umum (PJU) Menggunakan Solar Panel Berbasis Android,” ELINVO (Jurnal Electron. Informatics, Vocat. Educ., vol. 3, no. May, pp. 9–17, 2018.
[4] G. Turesna, Z. Zulkarnain, and H. Hermawan, “Pengendali Intensitas Lampu Ruangan Berbasis Arduino UNO Menggunakan Metode Fuzzy Logic,” J. Otomasi Kontrol dan Instrumentasi, vol. 7, no. 2, p. 73, 2017.
[5] P. Angelo, K. Liando, H. Tumaliang, and L. S. Patras, “Sistem Pemantau Dan Pengendali PJU Kota Manado Secara Terpusat Dengan Menggunakan Mikrokontroller,” vol. 08, no. 02, pp. 1–9, 2019.
[6] R. S. Kumar, S. V. Rani, P. Venkatesh, and Z. Bee, “Design and Implementation of an Automatic Solar Panel Based Led Street Lighting System Using Zigbee and Sensors,” vol. 23, no. 4, pp. 573–579, 2015.
[7] Y.  Ikhsan,  “Rancang  bangun  sistem  pengendali  lampu  pju  berbasis  mikrokontroller  atmega328  menggunakan  metode  fuzzy mamdani,” pp. 1–94, 2015.
[8] A. Julisman, I. D. Sara, and R. H. Siregar, “Prototipe Pemanfaatan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Stadion Bola,” Karya Ilm. Tek. Elektro, vol. 2, no. 1, pp. 35–42, 2017.
[9] D. F. Sihaloho, “Kendali Kecerahan Lampu Menggunakan Fuzzy Logic Dan Monitoring Berbasis Labview,” 2014.
[10]  M. Rifki, “Pengaturan Prototype Lampu Rumah Dengan Solar Cell Berbasis Iot (Internet of Things),” J. Tek. Elektro, vol. 6, no. 3, 2017.