TEKNIK, 42 (1), 2021, 35-44
doi: 10.14710/teknik.v42i1.29687               Copyright © 2021, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Rancang Bangun Sistem Monitoring Daya Baterai Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dan Kontrol Beban Berbasis Internet of Things
Riza Alfita * , Koko Joni, Fajar Dwika Darmawan
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Trunojoyo Madura Jl. Raya Telang, PO.BOX 02 Kamal, Bangkalan, Indonesia 69162

## Abstrak
Teknologi Internet Of  Things dalam penelitian ini dimanfaatkan  pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)  (Studi  Kasus  :  Prodi  Teknik  Elektro  Universitas  Trunojoyo  Madura)  sebagai  sistem  monitoring daya baterai dan kontrol beban. Semua sistem tersebut dibangun dengan tujuan mempermudah pengguna dalam  mengelola  konsumsi  daya  yang digunakan  sekaligus  mencegah  kerusakan baterai  sehingga  masa pakai  baterai  dapat  bertahan  lebih  lama  dan  penggunaan  PLTS  menjadi  lebih  optimal.  Semua  sistem tersebut  dirancang  menggunakan  beberapa  komponen  yang  saling  terintegrasi  dengan  fungsi  masing- masing  seperti  Raspberry  sebagai  pengolah  data,  smartphone  sebagai  interface,  dan  sensor  aktuator sebagai  input  output.  Dari  hasil  pengujian  akurasi  monitoring  didapatkan  nilai  error  rata-rata  sebesar 1,56  %.  Setelah  memastikan  sistem  memiliki  tingkat  akurasi  yang  tinggi,  dilakukan  pengujian  charge- discharge secara real time selama 7 hari yang menunjukan bahwa sistem bekerja sesuai tujuan penelitian yang  dibuktikan  dengan  tidak  adanya  penggunaan  daya  melebihi  batas  standar  SOC  baterai  yang digunakan  sebesar  30%.  Sedangkan  untuk  pengujian  sistem  kontrol  didapatkan  bahwa  koneksi  wifi memiliki rata-rata delay paling cepat selama 10,30 s, provider A 11,17 s, dan provider B 12,60 s.
Kata kunci: Internet of Things; monitoring; kontrol; daya; Pembangkit Listrik Tenaga Surya

## Abstract
[Title:  Design  of  Monitoring  Battery  Solar  Power  Plant  and  Load  Control  System  based  Internet  of Things] Internet  of  Things  technology  in  this  research  is  utilized  on  solar  power  plant  (Case  Study: Electrical Engineering Department of Trunojoyo Madura University) as a battery power monitoring and load  control  system.  All  of  these  systems  were  built  to  make  it  easier  for  users  to  manage  the  power consumption while preventing battery damage so that lifetime can last longer and the use of PLTS than more optimal. All of these systems are designed to use several integrated components with their respective functions, including Raspberry as a data processing, smartphone as an interface, and sensors actuator as input-output.  From  the  results  of  the  monitoring  accuracy  test,  the  average  error  value  is  1.56%.  After ensuring the system has a high level of accuracy, The charge-discharge test is conducted in real-time for 7 days,  which  shows  that  the  system  works  according  to  the  research  objectives  as  evidenced  by  the nothingness of power consumption exceeding the SOC standard limit battery used by 30%. Meanwhile, for the control system test, the wifi connection has the fastest average delay for 10,30 s, provider A 11,17 s, and provider B 12,60 s.
Keywords : Internet of Things; monitoring; control; power; solar power plant

## 1. Pendahuluan
Letak geografis Indonesia yang berada di ekuator
menjadikan  Indonesia  salah  satu  negara  yang  memiliki nilai  surplus  sinar  matahari.  Berdasarkan  hal  tersebut, sejatinya  energi  surya  diyakini  sangat  potensial  untuk dikembangkan,  salah  satunya  dimanfaatkan  sebagai
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi. E-mail: riza.alfita@trunojoyo.ac.id
doi: 10.14710/ teknik.v42i1.29687               Copyright © 2021, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
sumber  energi  pada  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya (PLTS) (Margana, 2019).
PLTS  pembangkit  yang  mengkonversikan  energi foton  dari  surya  menjadi  energi  listrik.  Konversi  ini terjadi  pada  panel  surya  yang  terdiri  dari  sel-sel photovoltaic .  Sel-sel  ini  terdiri  dari  lapisan-lapisan  tipis dari  silikon  (Si)  murni  dan  bahan  semikonduktor lainnya.  PLTS  memanfaatkan  energi  surya  secara langsung  untuk  menghasilkan listrik DC  yang disimpan pada  baterai  untuk  kemudian  dengan  bantuan inverter dapat diubah menjadi listrik AC (Nugraha, Giriantari, & Kumara, 2013).
PLTS  sudah  mulai  berkembang  baik  skala  besar hingga  skala  rumah  tangga.  Jika  PLTS  skala  besar secara  berkala  ada  seorang  ahli  atau  teknisi  yang bertugas  melakukan maintenence dan  monitoring,  maka untuk  PLTS  skala  rumah  tangga  umumnya  hanya melakukan pemakaian tanpa mengetahui berapa kapasitas  daya  dari  baterai  yang  masih  bisa  digunakan. Overdischarge menjadi  salah  satu  penyebab  utama baterai  sebagai  komponen  penyimpan  daya  memiliki masa  pakai  yang  tidak  tahan  lama  karena  seringkali masih digunakan disaat kapasitas sudah pada batas SOC (Salkind dkk. ,  2001).  SOC  ( State  of  Charge ) didefinisikan  sebagai  rasio  total  kapasitas  energi  yang dapat  digunakan  dari  sebuah  baterai  dengan  kapasitas baterai  seluruhnya.  SOC  menggambarkan  energi  yang tersedia  dan  dituliskan  dalam  persentase  rentang  0% hingga 100% (Abdi dkk. , 2017)
Beberapa  penelitian  terkait  monitoring  daya listrik  sudah  dilakukan.  Diantaranya  adalah  monitoring parameter  panel  surya  menggunakan  Arduino  dengan output  berisi  informasi  mengenai  arus  dan  tegangan berupa spreadsheet excel (Fachri, Sara &  Away, 2015), SMS gateway (Fitriandi, Komalasari & Gusmadi, 2016) dan  format  TXT  (Suryawinata,  Purwanti  &  Sunardiyo, 2017).  Informasi  atau  data  didapatkan  melalui  sensor yang  terhubung  pada  Arduino  untuk  diolah  dan dihasilkan  output  data  berupa spreadsheet  excel ,  TXT, atau  SMS gateway .  Sedangkan  pemanfaatan Internet  of Things untuk  monitoring  arus  dan  tegangan  yang disimpan  dan  ditampilkan  pada  web  server  Thingspeak diusulkan oleh Aritonang, Maison, Hais (2020).
Walaupun secara prinsip kerja semuanya memiliki  kesamaan, tapi perbedaan jenis data informasi pada output menjadikan kinerja yang juga beragam. Jika berdasarkan  tujuan  penelitian  yang  membutuhkan  data informasi secara real time maka pemanfaatan Internet of Things dirasakan cocok dan efisien. Selain itu Internet of Things tidak  membutuhkan  tambahan  perangkat  keras lainnya,  jika  dibandingkan  output  berupa spreadsheet
excel dan  TXT  yang  masih  membutuhkan  sebuah perangkat keras komputer untuk bekerja serta menyimpan  data.  Sama  halnya  dengan  SMS gateway yang  masih  membutuhkan perangkat lain berupa  modul GSM shield serta  hanya  bekerja  sesuai  interval  yang diinginkan.
Paper ini  memaparkan penelitian  yang dilakukan untuk  membantu  pengguna  dalam  mengatur  konsumsi daya  yang  digunakan  sekaligus  mencegah  kerusakan sehingga  masa  pakai  baterai  bisa  bertahan  lebih  lama serta  pemakaian  PLTS  lebih  maksimal.  Jika  penelitian sebelumnya Internet of Things yang dimanfaatkan untuk monitoring  baterai  berupa  data  pada  web  server (Rohman  &  Iqbal,  2016),  maka  pada  penelitian  ini dikembangkan  berupa  aplikasi smartphone .  Aplikasi pada smartphone yang  terintegrasi  dengan  web  server dan pengolah data akan menampilkan persentase baterai secara real  time dan  notifikasi  alarm  pemakaian sehingga  pengguna  akan  mengetahui  kapasitas  baterai masih  bisa  digunakan  atau  tidak  sesuai  batas  SOC sebesar  30%.  Untuk  mengetahui  kapasitas  tersebut diperoleh  dari  sensor  tegangan  0-25  V  sebagai pengambil  data  untuk  diteruskan  pada  Raspberry  Pi. Sebagai pusat pengolahan data,  Raspberry Pi 3B dipilih karena  kehandalan  dan  tetap  mampu  bekerja  secara otomatis  tanpa  perlu  melakukan  pemrograman  ulang ketika reboot .  Raspberry  Pi  3B  sudah  terhubung konektifitas  jaringan  internet  tanpa  memerlukan  modul wifi tambahan seperti  halnya  modul ESP pada  Arduino. Selain  itu  juga  dilengkapi  slot  SD Card untuk menyimpan  data,  baik  itu  data  sistem  operasi  ataupun hasil pengolahan (Rivaldo, Bustami & Siswanto, 2020).
Kelalaian  pengguna  dalam  menggunakan  beban ketika  tidak  terpakai  juga  mengakibatkan  masa  pakai baterai  tidak  bertahan  lama,  terlebih  malam  hari  ketika tidak  ada  daya  yang  masuk  pada  baterai.  Muzawi, Efendi  &  Sahrun  (2018)  membuat  sebuah  prototype kendali  beban  berupa  lampu  memanfaatkan  teknologi Internet  of  Things ,  proses  pengendalian  tersebut dilakukan  menggunakan  jaringan  lokal  melalui  web server.  Menurut  rekomendasi  ITU-T  ( International Telecommunication  Union )  Y.2060  (2012), Internet  of Things didefinisikan  sebagai  sebuah  penemuan  yang mampu  menyelesaikan  permasalahan  yang  ada  melalui penggabungan  teknologi  dan  dampak  sosial,  sementara itu jika ditinjau dari standarisasi secara teknik Internet of Things dapat  digambarkan  sebagai  infrastruktur  global untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang memungkinkan  layanan  canggih  dengan  interkoneksi secara  fisik  dan  virtual  berdasarkan  perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang telah ada.
STUDI LITERATUR
PENENTUAN KONSEP PERANCANGAN SISTEM PEMBUATAN SISTEM TERINTEGRASI PENGUJIAN SISTEM SOFTWARE HARDWARE PERANCANGAN HARDWARE PEMBUATAN
HARDWARE MIT INVENTOR
WEB SERVER REVISI SISTEM FINAL Gambar 1 . Metode penelitian
Gambar 2 . Denah penerapan sistem
Gambar 3 . Konsep sistem
Pengembangan  dari  penelitian  yang  sudah  ada dilakukan  dengan  membuat  kendali  melalui  aplikasi smartphone yang  terintegrasi  dengan  web  server  dan pusat  pengolah  data.  Penambahan  sistem  kendali  atau kontrol  beban  bertujuan  untuk  efisiensi waktu dikarenakan  mampu  mengaktifkan  atau  menonaktifkan beban  dimanapun  pengguna  berada  yang  nantinya  akan lebih  memperpanjang  masa pakai baterai apabila terjadi kelalaian  dalam  pemakaian  beban.  Seiring  dengan penggunaan  PLTS  pada  Ruang  Prodi  Teknik  Elektro UTM, maka  sistem yang dihasilkan akan dimanfaatkan secara real sesuai tujuan penelitian ini dirancang.

## 2. Metode Penelitian
Dalam penelitian ini menggunakan metode R&D ( Research  and  Development ).  Metode  R&D  adalah metode  penelitian  yang  digunakan  untuk  menghasilkan
produk  tertentu  dan  menguji  keefektifan  sebuah  produk (sistem)  tersebut  (Sugiyono,  2011).  Adapun  untuk prosedur  metode  penelitian  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 1.
2.1 Studi Literatur
Studi literatur digunakan untuk menemukan serta mempelajari  konsep  dan  landasan  teoritis  yang menunjang  terkait  penelitian  yang  akan  dibuat.  Studi literatur  juga  akan  memberikan  gambaran  hasil-hasil penelitian  terdahulu  yang  relevan  sebagai  bahan perbandingan  untuk  mengembangkan  penelitian  tentang perancangan  dan  pembuatan  sistem  monitoring  daya baterai PLTS dan kontrol beban.

## 2.2 Penentuan Konsep
Tahap  ini  dilakukan  untuk  menentukan  konsep serta  tujuan  berdasarkan  literasi-literasi  yang  dijadikan acuan perancangan. Adapun denah penerapan dan konsep sistem  masing-masing  dijelaskan  pada  Gambar  2  dan Gambar 3.

## 2.2.1. Konsep Sistem Monitoring
Sistem  ini  dibangun  untuk  memberi  informasi mengenai  sisa  daya  yang  masih  mengalir  pada  baterai panel  surya  dalam  bentuk  persentase  (%)  dan  notifikasi peringatan  pemakaian  dengan interface pada  sebuah aplikasi smartphone .  Tujuan  dari  sistem  monitoring adalah  membantu  pengguna  dalam  mengatur  konsumsi daya  yang  digunakan  sehingga  masa  pakai  baterai  bisa bertahan  lebih  lama  serta  pemakaian  PLTS  lebih maksimal.

## 2.2.2. Konsep Sistem Kontrol
Sistem  ini  dibuat  untuk  mengontrol  beban  listrik menggunakan  aplikasi smartphone .  Sistem  ini  juga dapat  meminimalisir  penggunaan  saklar  listrik  karena kendali  sudah  dapat  diakses  pada  sebuah  aplikasi. Kelebihan  dari  sistem  ini  adalah  dapat  mengaktifkan serta  menonaktifkan  beban  secara  manual  melalui smartphone dari  jarak  jauh  jika  pengguna  lalai  dalam melakukan  pemakaian  beban  yang  akan  mengakibatkan
doi: 10.14710/ teknik.v42i1.29687               Copyright © 2021, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 4 . Rangkaian elektronik
berkurangnya masa pakai baterai karena overdischarge . 2.3 Perancangan Sistem
Perancangan  sistem  pada  penelitian  terdapat  2 tahap bagian yaitu perancangan hardware dan software. Perancangan hardware bertujuan  untuk  menganalisa, menyiapkan  kebutuhan,  serta  merancangnya  sebelum masuk  pada  tahap  pembuatan  sistem.  Sedangkan perancangan software bertujuan  untuk  menyiapkan kebutuhan software sebelum  diintegrasikan  dengan hardware .
2.3.1. Perancangan Hardware
Berdasarkan  analisa  kebutuhan,  komponen- komponen  yang  digunakan  diantaranya  baterai  VRLA ( Valve  Regulated  Lead  Acid )  Luminous  200  Ah  untuk menyimpan  dan  mengalirkan  daya  dari  PLTS  sekaligus komponen  yang  akan  dimonitoring,  Raspberry  Pi  3B sebagai  pusat  pengolahan  data,  sensor  tegangan  0-25  V untuk  mengambil  data  tegangan  baterai  , microchip MCP3208  untuk  merubah  data  analog  sensor  tegangan menjadi  data  digital, relay 2 channel sebagai  aktuator untuk  mengaktifkan  dan  menonaktifkan  beban, power supply 5  V  sebagai  catu  daya  keseluruhan  sistem,  dan smartphone sebagai interface monitoring  daya  baterai
dan  pusat  kontrol  beban.  Semua  komponen  yang digunakan  tersebut  dirangkai  menjadi  satu  kesatuan sesuai pada Gambar 4.
2.3.2. Perancangan Software Perancangan software meliputi  perencanaan  web server  melalui  Thingspeak.  Thingspeak  merupakan  web server  berbasis open  source  Internet  of  Things aplikasi dan  API  untuk  menyimpan  dan  mengambil  data  yang beragam  dengan  keluaran  berupa  grafik  (Pasha,  2016). Pada  penelitian  ini  Thingspeak  mengambil,  menyimpan, menganalisis,  mengamati  dan  bekerja  pada  data  yang didapatkan dari sensor yang terhubung ke pengolah data. Sedangkan  pembuatan interface berupa  aplikasi  yang dibuat  menggunakan  MIT  App  Inventor.  MIT  App Inventor  adalah platform online  yang  dirancang  untuk mengajarkan  konsep  pemikiran  komputasi  melalui pengembangan  aplikasi  seluler  (Patton,  Tissenbaum,  & Harunani, 2019). Pada aplikasi yang dirancang terdapat 2 main interface didalamnya yaitu monitoring, dan kontrol.
1. Monitoring
Alur  Gambar  5  dimulai  dari  sensor  tegangan sebagai  input  mendapatkan  sebuah  data  berupa  analog. Data  tersebut  dirubah  menjadi  digital  memanfaatkan
Mulai Data Sensor ADC Konversi (%) Kirim Webserver Selesai Gambar 5 . Flowchart monitoring (Raspberry)
Mulai Data Sensor Selesai Data Terbaca Null % Baterai Tidak Ya 30 % Tidak Ya Notifikasi Aktif Notifikasi Nonaktif
Gambar 6 . Flowchart monitoring (Aplikasi)
ADC.  Data  yang  sudah  berupa  digital  diolah  oleh Raspberry  Pi  menggunakan  rumus  yang  sudah  ada  di dalamnya. Hasil pengolahan berupa persentase selanjutnya dikirim secara real time melalui  web  server pada  sebuah interface aplikasi  yang  sudah  dibuat sebelumnya.
Gambar  6  menjelaskan  bahwa  sistem  aplikasi terlebih  dahulu  menerima  data  dari  web  server  melalui alamat api key yang digunakan. Jika data belum dikirim oleh  web  server  maka  aplikasi  akan  menampilkan karakter  “null”.  Namun  jika  sudah  dikirim  maka  akan terbaca  dan  menampilkan  data real  time berupa
persentase  yang  menandakan  sistem  bekerja  dengan baik.  Selanjutnya  jika  persentase  yang  terbaca  berada pada  batas  atau  dibawah  SOC  (30%),  maka  akan menampilkan  notifikasi  peringatan.  Namun  apabila persentase daya baterai terbaca masih diatas batas SOC, maka notifikasi peringatan nonaktif.
2. Kontrol
Alur  pada  Gambar  7  dimulai  ketika  pengguna menginputkan  perintah  ( switch )  pada  aplikasi.  Aplikasi akan mengirimkan data perintah yang berupa inisialisasi nilai  tersebut  pada  Raspberry  melalui  web  server. Terdapat 3 inisialisasi nilai untuk masing-masing switch ,
Mulai Switch 1 On Switch 2 On
Switch 3 On
Y=512 Y=256 Y=768 Y=0 Kirim Data Selesai Tidak Ya Tidak Tidak Ya Ya Gambar 7 . Flowchart kontrol (Aplikasi) Y – 512 = 0 Y - 256 = 0 Y – 768 = 0 Pin Beban 1 High Pin Beban 2 High Pin Beban 1 & 2 High Pin Beban 1 & 2 Off Selesai Mulai Data Webserver (Y) Ya Ya Ya Tidak Tidak Tidak Gambar 8 . Flowchart kontrol (Raspberry)
Aplikasi Android Daya Web Server Raspberry Pi Sensor Tegangan Gambar 9 . Diagram alur sistem monitoring Relay Beban Web Server Raspberry Pi Aplikasi Android Gambar 10 . Diagram alur sistem kontrol
Gambar 11 . Hardware terintegrasi
Gambar 12 . Interface aplikasi terintegrasi
yaitu switch 1  dengan  nilai  inisialisasi  512,  switch  2 dengan nilai 256, dan switch 3 dengan nilai 768. Sesuai dengan alur Gambar 8, Raspberry Pi akan membaca dan mengolah  data  yang  sudah  diterima  untuk  selanjutnya akan  mengirim  perintah  kepada  relay  sebagai  aktuator. Jika data yang masuk dikurangi 512 bernilai 0, maka pin beban  1  bernilai high dan  mengaktifkan  beban  1.  Jika data  yang  masuk  dikurangi  256  bernilai  0,  maka  pin beban  2  bernilai high dan  mengaktifkan  beban  2.  Jika data  yang  masuk  dikurangi  768  bernilai  0,  maka  pin beban  1  dan  2  bernilai high dan  mengaktifkan  beban  1 dan 2 secara bersamaan.
2.4 Pembuatan Sistem Terintegrasi
Tahap  ini  merupakan  tahap  dimana  hasil perancangan hardware diintegrasikan  dengan  hasil perancangan software . Berdasarkan diagram alur sistem monitoring  pada  Gambar  9,  sensor  tegangan  sebagai input  akan  mengambil  data  tegangan  dari  baterai  yang digunakan  pada  PLTS.  Proses  baru  akan  dijalankan apabila  data  dari  sensor  tegangan  sudah  diterima  oleh Raspberry Pi. Selanjutnya data tersebut diolah dan hasil pengolahan akan dikirim ke aplikasi smartphone melalui penyedia layanan Internet of  Things berupa  web server. Proses  tersebut  akan  dijalankan  terus  menerus  secara real  time namun  untuk  mengirim  data  koneksi  internet
harus  stabil.  Output  yang  dihasilkan  yaitu  berupa persentase  sisa  daya  baterai  dan  notifikasi  peringatan apabila  mencapai  batas  SOC  yang  ditampilkan  melalui interface aplikasi smartphone .
Seperti  yang  ditunjukan  diagram  alur  sistem kontrol  pada  Gambar  10,  aplikasi smartphone sebagai pengontrol  akan  mengaktifkan  atau  menonaktifkan switch yang ada sesuai perintah untuk diteruskan kepada web  server.  Proses  baru  akan  dijalankan  ketika  web server  sudah  menerima  data  perintah  dari  aplikasi smartphone untuk selanjutnya dikirim kepada Raspberry Pi.  Kemudian  data  tersebut  akan  diolah  untuk memberikan  perintah  kepada  relay  sebagai  aktuator beban.  Output  yang  dihasilkan  berupa  beban  yang  aktif atau  nonaktif  sesuai  perintah.  Hasil  dari  keseluruhan sistem  yang  telah  terintegrasi  berupa hardware seperti pada  Gambar  11  dan  sebuah  aplikasi  seperti  pada Gambar 12.
2.5  Pengujian Sistem
Setelah  alat  ( hardware )  dan  aplikasi  ( software ) terintegrasi,  tahap  selanjutnya  yang  dilakukan  adalah pengujian  masing-masing  sistem.  Dari  pengujian  yang dilakukan  akan  didapatkan  analisa  serta  kesimpulan mengenai kinerja dari keseluruhan sistem.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Seluruh  sistem  yang  telah  selesai  dirancang selanjutnya  akan  melalui  tahap  pengujian.  Pengujian yang  dilakukan  diantaranya  adalah  fungsionalitas  dan kehandalan  sistem,  pembebanan,  notifikasi  peringatan, charge-discharge , dan delay kontrol.
Tabel 1. Akurasi sistem monitoring
Data Aplikasi Perhitungan Error 1 39 % 38 % 2,56 % 2 46 % 45 % 2,17 % 3 57 % 58 % 2,56 % 4 62 % 62,5 % 0,8 % 5 65 % 66 % 1,5 % 6 70 % 72 % 2,7 % 7 78 % 77,5 % 0,64 % 8 84 % 82 % 2,38 % 9 83 % 83 % 0 % 10 99 % 99 % 0 % Rata-Rata Error 1,53 % Tabel 2. Input pengujian sistem kontrol Data Switch 1 Switch 2 Switch 3 1 On Off Off 2 On On Off 3 Off On Off 4 Off Off On 5 Off Off On 6 Off Off Off 7 Off On Off 8 On On Off 9 Off Off On 10 On Off Off
Gambar 13 . Grafik output kontrol thingspeak
3.1 Pengujian Fungsionalitas dan Kehandalan Sistem Pengujian fungsionalitas sistem dilakukan dengan  menjalankan  aplikasi  untuk  memastikan  bahwa sistem berjalan sesuai dengan fungsinya masing-masing. Pengujian  meliputi  aplikasi  antarmuka  pada  monitoring dan kontrol.
3.1.1 Monitoring Pengujian  fungsionalitas  sistem  monitoring dilakukan  untuk  memastikan  sistem  bekerja  sesuai fungsinya  dan  mengetahui  tingkat  akurasi  dengan  cara membandingkan hasil nilai pada aplikasi dan perhitungan manual. Nilai pada aplikasi didapatkan dari proses  yang  terintegrasi  antara  Raspberry,  web  server, dan  aplikasi  dengan  input  data  dari  sensor  tegangan yang  terhubung  dengan  baterai.  Sedangkan  nilai  hasil perhitungan  manual  didapatkan  dari  perhitungan menggunakan  Persamaan  1  dengan  input  data  dari avometer  (voltmeter)  yang  terhubung  dengan  baterai. Hasil  dari  perbandingan  didapatkan  sebuah  nilai error dalam  bentuk  persentase.  Untuk  mengetahui  persentase error antara hasil nilai pada aplikasi dengan perhitungan manual menggunakan Persamaan 2.
% 100 min max min x V
V V DT
Persentase    (1)
Di  mana  DT  merupakan  data  tegangan  baterai  (V); Vmin adalah tegangan batas bawah baterai (10,5 V); dan Vmax adalah tegangan batas atas baterai (13,8 V).
% 100 max min max x N N N Error   (2)
Di  mana  Nmax  merupakan  nilai  terbesar  diantara  data pembanding;  dan  Nmin  adalah  nilai  terkecil  diantara data pembanding.
Berdasarkan  hasil  pengujian  dari  10  kali  sampel yang tertera pada Tabel 1, pengambilan data didapatkan error terbesar  senilai  2,7  %  dan  terkecil  senilai  0  %.
Sedangkan untuk rata-rata error senilai 1,53 %. Dengan rendahnya  nilai error tersebut,  maka  fungsionalitas sistem  monitoring  akan  valid  sebagai  acuan  apabila sistem diterapkan secara real .
3.1.2 Kontrol
Pengujian
fungsionalitas sistem kontrol dilakukan  dengan  tujuan  mengetahui  bahwa  kinerja sistem  sudah  bekerja  sesuai  fungsi  yang  diharapkan. Hasil  pengujian  diperoleh  data  berupa  Tabel  2  dan grafik thingspeak pada Gambar 13.
Berdasarkan  hasil  pengujian  dari  10  kali  sampel pengambilan  data  secara  acak  didapatkan  tingkat keberhasilan mencapai 100%. Tingkat akurasi keberhasilan tersebut diperoleh dari data tabel 2 sebagai input  dan  gambar  13  sebagai  output  telah  menunjukan kesesuaian,  seperti  halnya  ketika switch 1  aktif  maka inisialisasi nilai pada grafik akan bernilai 512 , switch 2 aktif  bernilai  256,  dan switch 3  aktif  bernilai  768. Dengan  tingkat  akurasi  tersebut  maka  bisa  disimpulkan bahwa  masing-masing switch pada  aplikasi  valid  untuk dijadikan acuan keberhasilan penerapan secara langsung.
3.2 Pengujian Pembebanan
Pengujian dilakukan dengan menguji daya baterai yang  dibebani  beban  sebesar  rentang  86,15  –  91,30  W
Tabel 3. Pengujian ketika pembebanan
Tanggal Waktu Persentase  Tegangan 02.02.2020 21.30.00 41 % 11,88 02.02.2020 21.40.00 40 % 11,84 02.02.2020 21.50.00 39 % 11,8 02.02.2020 22.00.00 38 % 11,76 02.02.2020 22.10.00 37 % 11,72 02.02.2020 22.20.00 36 % 11,68 02.02.2020 22.30.00 35 % 11,64 Perubahan Daya Baterai - 6 % Gambar 15 . Grafik output monitoring thingspeak Gambar 14 . Sampel pengujian peringatan notifikasi
Tabel 4. Pengujian notifikasi peringatan Data  Tegangan Persentase Notifikasi 1 11,84 40 % - 2 11,64 35 % - 3 11,52 31 % - 4 11,49 30 % Aktif 5 11,46 29 % Aktif 6 11,6 33 % - 7 11,68 36 % - 8 11,49 30 % Aktif 9 11,84 40 % - 10 11,98 45 % -
selama 60 menit.  Hasil pengujian diperoleh data seperti yang  tertera  pada  tabel  3.  Berdasarkan  hasil  pengujian pada  Tabel  3,  terdapat  perubahan  daya  baterai  yang mulanya  41  %  turun  menjadi  35  %.  Terjadinya penurunan  tersebut  diakibatkan  adanya  pembenanan yang  konstan  disaat  bersamaan  tidak  adanya  daya  yang masuk  pada  baterai  karena  pengujian  dilakukan  pada malam hari. Dengan kondisi dan besar beban yang sama, maka  diperkirakan  baru  akan  mencapai  batas  SOC setelah  11  jam  pembebanan  apabila  daya  awal  baterai 100%.  Namun  jika  pembebanan  lebih  besar  maka baterai akan lebih cepat mencapai batas SOC.

## 3.3 Pengujian Notifikasi Peringatan
Penelitian  ini  dibangun  dengan  tujuan  untuk membantu  pengguna  dalam  mengatur  konsumsi  daya yang  digunakan  sekaligus  mencegah  kerusakan  sehingga masa  pakai  baterai  bisa  bertahan  lebih  lama  serta pemakaian PLTS lebih maksimal. Untuk mencapai tujuan tersebut  maka  pada  sistem  ini  selain  menampilkan persentase daya baterai, juga akan menampilkan notifikasi peringatan apabila pemakaian sudah melebihi batas SOC. Notifikasi peringatan tersebut berfungsi untuk
mengingatkan pengguna agar tidak melakukan pemakaian atau pembebanan yang berlebihan.
Pengujian notifikasi peringatan dilakukan sebanyak 10 sampel persentase daya baterai. Batas SOC sudah  ditentukan  diangka  30%,  oleh  karenanya  jika persentase  daya  baterai  sama  atau  lebih  dari  batas tersebut akan mengakibatkan aktifnya notifikasi peringatan  seperti  yang  ditunjukan  pada  Tabel  4  dan Gambar 14.
3.4 Pengujian Charge-Discharge Pengujian charge-discharge dilakukan  secara real  time di  Ruang  Prodi  Teknik  Elektro  Universitas Trunojoyo Madura dengan estimasi 7 hari mulai tanggal 10  Maret  2020  pukul  17.30  WIB  hingga  tanggal  16 Maret  2020  pukul  16.30  WIB.  Grafik  pada  Gambar  15 menunjukan  adanya  fluktuasi  naik  turun  daya  baterai yang  disebabkan  aktifitas  masuknya  daya  dari  panel surya dan keluarnya daya melalui beban. Kenaikan daya baterai terjadi seiring dengan masuknya daya dari panel disaat  bersamaan  tidak  ada  pembebanan  atau  kecilnya pembebanan.  Sebaliknya,  daya  baterai  akan  mengalami penurunan ketika kecil atau tidak adanya daya dari panel yang  masuk  disaat  bersamaan  ada  pembebanan.  Daya baterai akan stabil ketika tidak adanya daya yang masuk dari  panel  begitupun  dengan  pembebanan.  Selain  itu, berdasarkan grafik pengujian charge-discharge selama 7
Gambar 16 . Grafik pengujian switch 1 Gambar 17 . Grafik pengujian switch 2
Gambar 18 . Grafik pengujian switch 3
hari  tersebut  menunjukan  bahwa  sistem  bekerja  sesuai tujuan  penelitian  yang  dibuktikan  dengan  tidak  adanya penggunaan  daya  melebihi  batas  standar  SOC  baterai yang digunakan sebesar 30%.
3.5 Pengujian Delay Kontrol
Kehandalan  sistem  juga  diukur  dari  delay  waktu ketika  sistem  bekerja.  Pengujian  dilakukan  dengan  cara menguji  setiap  masing-masing switch yang  ada  pada aplikasi.  Terdapat  3 switch yang  di  uji  dengan  masing- masing menggunakan 3 koneksi sebagai perbandingan. 3 koneksi tersebut yaitu koneksi wifi yang ada pada ruang prodi  teknik  elektro,  koneksi mobile  data provider A  , dan  koneksi mobile  data provider B.  Data  delay  waktu diperoleh  dari  selisih  waktu  ketika switch pada  aplikasi aktif hingga relay sebagai aktuator bekerja.
Koneksi  internet  sangat  berpengaruh  terhadap respon  sistem  khususnya  pengiriman  data  dari  aplikasi pada web server dan web server pada Raspberry. Semakin cepat  koneksi  internet  maka  semakin  cepat  respon  yang diberikan  untuk  mengaktifkan  relay  sebagai  aktuator beban.  Kestabilan  pengiriman  dan  pemrosesan  data bergantung  pada  besarnya bandwidth data  yang  tersedia di  jaringan.  Lebar  suatu bandwidth dalam  jaringan  dapat merepresentasikan kecepatan pengiriman data ( data rate ) karena  semakin  besar  ukuran bandwidth maka  semakin banyak  paket  data  yang  dapat  dilewatkan  ke  jaringan sehingga  semakin  besar  pula  kecepatan  pengiriman
datanya  (Mahanta,  Ahmed  &  Bora,  2013).  Dari  grafik pengujian switch 1, switch 2,  dan switch 3  yang ditunjukan pada Gambar 16, Gambar 17, dan Gambar 18 didapatkan  bahwa  koneksi wifi memiliki  rata-rata  delay paling  cepat  yaitu  10,30  s, provider A  11,17  s,  dan provider B 12,60 s. Koneksi wifi memiliki respon paling cepat disebabkan memiliki bandwith yang lebih besar jika dibandingkan mobile data provider biasa.

## 4. Kesimpulan
Sistem monitoring daya baterai PLTS dan kontrol beban berbasis Internet of Things telah dibangun dan diuji coba  secara  langsung  pada  Ruang  Prodi  Teknik  Elektro UTM.  Pada  sistem  monitoring  menampilkan  persentase daya  baterai  dan  notifikasi  peringatan  jika  pemakaian sudah  berada  pada  batas  SOC.  Sedangkan  pada  sistem kontrol  difungsikan  untuk  mengendalikan  beban  dari jarak  jauh  apabila  terjadi  kelalaian  oleh  pengguna  yang mengakibatkan overdischarge .  Adapun  koneksi  internet menjadi faktor lain keberhasilan baik monitoring ataupun kontrol.    Keseluruhan  sistem  yang  dibangun  tersebut bekerja  sesuai  tujuan  penelitian  yaitu  membantu pengguna  dalam  mengatur  konsumsi  daya  yang digunakan sekaligus  mencegah  kerusakan  sehingga  masa pakai  baterai  bisa  bertahan  lebih  lama  serta  pemakaian PLTS lebih maksimal.

## Ucapan Terima Kasih
Terima  kasih  kepada  Program  Studi  Teknik Elektro  Universitas  Trunojoyo  Madura  yang  telah memberikan kemudahan dan mendukung penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Abdi,  H.,  Ivatlo,  B.  M.,  Javedi,  S.,  Khodaei,  A.  R.,  & Dehnavi,  E.  (2017).  Energy  Storage  Systems.  In G.  B.  Gharehpetian  &  S.  M.  M.  Agah  (Eds.), Distributed Generation Systems (333–368). Oxford: Butterworth-Heinemann.
Aritonang, C. L., Maison, & Hais, Y. F. (2020). Sistem Monitoring  Tegangan,  Arus,  dan  Intensitas Cahaya  pada  Panel  Surya  dengan  Thingspeak. Jurnal Engineering , 2 (1), 11–24.
Fachri,  M.  R.,  Sara,  I.  D.,  &  Away,  Y.  (2015). Pemantauan  Parameter  Panel  Surya  Berbasis Arduino  secara  Real  Time. Jurnal  Rekayasa Elektrika , 11 (4), 123.
Fadlur, R., & Iqbal, M. (2016). Implementasi Iot Dalam Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring  Panel  Surya Berbasis  Arduino. Prosiding  Seminar  Nasional Teknologi Dan Informatika 3 , 189–196.
Fitriandi,  A.,  Komalasari,  E.,  &  Gusmedi,  H.  (2016). Rancang  Bangun  Alat  Monitoring  Arus  dan Tegangan  Berbasis  Mikrokontroler  dengan  SMS Gateway. Jurnal Electrician , 10 (2), 87–98. International  Telecommunication  Union.  (2012). An overview  of  internet  of  things (ITU-T  Y.20). Geneva: International Telecommunication Union. Salkind,  A.  J.  S.,  Hammel,  R.  O.,  Cannone,  A.  G.,  & Trumbore,  F.  A.  (2001).  Valve  Regulated  Lead- Acid  Batteries.  In  D.  Linden  &  T.  B.  Reddy (Eds.), Handbook of Batteries Third Edition (24.1- 24.46). New York: McGraw-Hill.
Mahanta, D., Ahmed, M., & Bora, J. (2013). A study of Bandwidth  Management  in  Computer  Networks. International  Journal  of  Innovative  Technology
and Exploring Engineering (IJITEE) , 2 (2), 69–73.
Margana.  (2019).  Solar  Tracking  Dual  -  Axis  Berbasis Arduino Uno dengan menggunakan Lensa Fresnel guna Meningkatkan Efisiensi Pengfokusan Cahaya Matahari. Jurnal Teknik Energi , 15 (2), 77–80.
Muzawi, R., Efendi, Y., & Sahrun, N. (2018). Prototype
Pengendalian  Lampu  Jarak  Jauh  Dengan  Jaringan Internet Berbasis Internet of Things(IoT) Menggunakan  Rasberry  Pi  3. Jurnal  INFORM , 3 (1), 46–50.
Nugraha, I. M. A., Giriantari, I. A. D., & Kumara, I. N. S.  (2013).  Studi  Dampak  Ekonomi  dan  Sosial PLTS Sebagai Listrik Pedesaan Terhadap Masyarakat Desa Ban Kubu Karangasem. Prosiding Conference on Smart-Green
Technology in Electrical and Information Systems , A - 010 , 43–46.
Pasha,  S.  (2016).  Thingspeak  Based  Sensing  and Monitoring System for IoT with Matlab Analysis. IJNTR  (International  Journal  of  New  Technology and Research) , 2 (6), 19–23.
Patton,  E.  W., Tissenbaum,  M.,  &  Harunani,  F.  (2019). MIT  App  Inventor :  Objectives,  Design,  and Development. In S. C. Kong & H. Abelson (Eds.), Computational  Thinking  Education (pp.  31–49). Singapore: Springer
Rivaldo,  R.,  Bustami,  I.,  &  Siswanto,  A.  (2020).
Perancangan Keamanan Pintu Gudang Menggunakan Rfid Dan Kamera Berbasis Raspberry  Pi  (Studi  Kasus :  Gudang  V-Tech Jambi). Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Informatika , 2 (2), 96–106.
Sugiyono.  (2011). Pendekatan  Kuantitatif,  Kualitatif dan R&D . Bandung: Alpabeta.
Suryawinata,  H.,  Purwanti,  D.,  &  Sunardiyo,  S.  (2017).
Sistem Monitoring Pada Panel Surya
Menggunakan  Data  Logger  Berbasis  Atmega  328 Dan  Real  Time  Clock  DS1307. Jurnal  Teknik Elektro , 9 (1), 30–36.