## PENGEMBANGAN APLIKASI VISUAL STUDIO DAN KONEKTIVITAS DENGAN ADAFRUIT
Ketut Widya Kayohana Ilmu Komputer, Universitas Bumigora
Jl. Ismail Marzuki No.22, Cilinaya, Kec. Cakranegara, Kota Mataram, Nusa Tenggara Bar. 83127 ketut.widya@universitasbumigora.ac.id

## ABSTRAK
Dasar dari pengembangan energi terbarukan seperti yang dinyatakan dalam Blue Print Pengelolaan Energi Nasional  adalah  target  Pemerintah  untuk  meningkatkan  peranan  energi  terbarukan  dalam  total  bauran  energi nasional dari kurang dari 4% pada tahun 2006  menjadi 17% pada tahun 2025.  Membangun pembangkit  listrik tenaga air bersifat off grid digunakan untuk mengetahui potensi debit air dan volume air di desa batu kumbung lingsar, dalam perancangan PLTMH dan PICOHIDRO memperhatikan lokasi memiliki kapasitas daya aliran air yang tinggi, struktur lokasi  yang cocok, debit air dan  memiliki air  mengalir sepanjang tahun dengan  frekuensi debit air pada musim kemarau dan musim hujan relatif stabil, serta gradient sungai dan ketinggian aliran air sesuai dengan  kebutuhan.  Penelitian  Pengembangan Renewable  energy PLTMH  dan  Picohidro  di  desa  batukumbung menggunakan jenis penelitian pengembangan engginering design [1] which consists of from Step analysis, design, development, and testing. Bendungan mempunyai dua keluaran saluran air dimana mengalir pada pipa pesat dan mengalir pada sungai pertambakan. Besar debit air yang mengalir sebesar 17 ltr/dtk dengan daya yang dihasilkan sebesar 1411,2 watt, Fasillitas operasi panel kontrol minimum terdiri dari: (1) Kontrol start/stop; (2) Stop; (3) Trip stop; (4) Emergency shutdown. Tegangan yang dihasilkan menggunakan pzem 210 volt dengan arus 1.16 A dan daya 35.6 watt
Kata kunci:  Visual Code, Pico Hidro, Mqtt

## 1. PENDAHULUAN
Dasar  dari  pengembangan  energi  terbarukan seperti yang dinyatakan dalam Blue Print Pengelolaan Energi  Nasional  adalah  target  Pemerintah  untuk meningkatkan  peranan  energi  terbarukan  dalam  total bauran energi nasional dari kurang dari 4% pada tahun 2006 menjadi 17% pada tahun 2025.  Indonesia  juga memiliki sumber energi hidro yang besar dengan total potensial  diperkirakan  75.67  GW.  Kebijakan  energi nasional  Indonesia  bertujuan  untuk  mengurangi ketergantungan  pada  minyak  dan  gas  dan  untuk membuat variasi campuran energi dengan meningkatkan  pangsa  dari  sumber  energi  yang  lain seperti energi terbarukan. Indonesia telah menargetkan untuk memenuhi pangsa dari energi terbarukan sampai dengan 17% pada tahun 2025, seperti yang dinyatakan dalam cetak biru program penerapan energi Nasional 2007-2025 [2].
Hal ini menuntut setiap lembaga pendidikan agar mampu  menyiapkan  sumber  daya  manusia  (SDM) yang  berkompeten,  terdidik  dan  terlatih  di  bidang energi terbarukan.
Energi  listrik  memiliki  peranan  yang  sangat penting  dalam  usaha  meningkatkan  mutu  kehidupan dan pertumbuhan ekonomi di Indonesia. Keterbatasan penyediaan  energi  listrik  merupakan  salah  satu hambatan  dalam  pembangunan  dan  pengembangan masyarakat khususnya di daerah pedesaan. Umumnya daerah  pedesaan  terpencil  yang  terletak  pada  daerah pegunungan mempunyai potensi energi air yang besar yang  dapat  digunakan  sebagai  sumber  energi khususnya pembangkit listrik (PLTA) [3].
Teknologi  pumped  stroge  di  dalam  pembangkit
listrik  memerlukan 2 reservoir  yang terpisah  menjadi upper  reservoir  dan  lower  reservoir  yang  terhubung dengan saluran air. Energi potensial di rubah menjadi energi kinetik dari upper reservoir ke lower reservoir dan  energi  kinetik  (mekanik  turbin  dan  generator sinkron)  tersebut  dikonversi  menjadi  energi  listrik proses  ini  disebut  discharge  mode  dan  untuk charge mode, generator  sinkron  digunakan  untuk  memompa aliran  air  dari lowe r  ke upper  reservoir atau  dengan menambahkan  volume  air  dan    energi  potensial  air. Ketika  beban  listrik rendah atau suplai daya  jaringan utama  pembangkit  lain  berlebih  maka  charge  mode dilakukan [4]
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikro  Hidro (PLTMH) memanfaatkan tenaga air sebagai penggerak  turbin  didalam  menghasilkan  sumber listrik.  Hampir  150  negara  di  dunia  menggunakan tenaga hidro dan di Indonesia menjadikan tenaga hidro sebagai  sumber  energi  terbesar.  Didalam  penyediaan sumber  energi  listrik  khususnya  pembangkit  listrik tenaga  air.  Didalam  pembangkit  listrik  tenaga  air terdapat  unit serta komponen, diantaranya bendungan, saluran terbuka, bak penampang, turbin, rumah turbin, generator, serta instalasi sumber energi ke rumah  [5]. Setiap  tempat/lokasi  memiliki  kondisi  alam  yang berbeda-beda  sehingga  ketika  pemasangan  instalasi dan penentuan tata letak perancangan dan pemasangan pembangkit listrik tenaga hidro harus memperhatikan karakteristik  topografi,  hidrologi,  dan  geologi  [6]. Selain  itu,  pemilihan  lokasi  juga  mempertimbangkan debit  air,  biaya,  kontruksi,  resiko,  dan  dampak lingkungan, serta social.
Saat  ini  banyak  dijumpai  pembangkit  listrik
menggunakan Energi Terbarukan seperti energi surya menggunakan photocell, energi  bayu,  dan  energi  air. Di  era  revolusi  industry  4.0  saat  ini  perlu  dilakukan penerapan  teknologi Internet  of  Things untuk meningkatkan  proses  pengawasan  dan  pengontrollan pada  system  pembangkit  listrik  energi  terbarukan tersebut. Sistem off-grid berbasis teknologi IoT dapat melakukan  pengawasan  dan  pengontrolan  tegangan keluaran dari pembangkit listrik dan juga koneksi off- grid terhadap jaringan dari  mana saja dan kapan saja melalui internet.  Oleh karena itu, perlu dikembangkan trainerkit  pembangkit  listrik  energi  terbarukan berbasis IoT [7].
Sejalan  dengan  Rencana  Induk  Riset  Nasional (RIRN)  tahun  2017-2045  dan  Prioritas  Riset Teknologi (PRN) tahun 2020-2024 dimana di  bentuk untuk  meningkatkan  kapsitas  riset  nasional  yang mencakup  kuantitas  dan  kualitas  sumber  daya  iptek, relevansi dan produktivitas riset serta peran pemangku kepentingan dalam kegiatan riset, serta kontribusi riset terhadap pertumbuhan ekonomi nasional. Fokus RIRN mencakup foods;  energy;  health  and  medicine; transportation; rekayasa  keteknikan;  pertahanan  dan keamanan; maritime ;  sosio  homaniora,  seni  dan pendidikan; disaster,  biodiversity,  stuntinnutrition, climate change, envirotment water. Dalam penentuan tema  penelitian  ini  disesuaikan  dengan  RIRN,  yakni fokus pada; energi dan inovasi teknologi dengan tema; Uji fungsional Media Pembelajaran Energi Terbarukan  Berbasis Internet  of  Things (IoT)  untuk Mendukung  Mata  Pelajaran  Pembangkit  Listrik  di SMK.
IoT adalah framework dimanaiobjek dan manusia diberikan  identifikasi  tingkat  tingi  dan  kemanpuan memindahkan  data  melalui  web  tanpa  memerlukan interaksi dua arah anatara manusia dengan komputer. IoT  adalah kemajuan  ilmiah  yang  menjanjikan untuk mengoptimalkan  kehidupan  berkaitan  dengan  sensor pintar dan perangkat pintar yang bekerja sama melalui jejaring online [8].
Berdasarkan paparan diatas tujuan dari pengabdian masyarakat ini membuat sebuah pembangki  listrik  tenaga  air  khususnya  PLTMH  dan PICOHIDRO untuk mengetahui potensi debit air dan volume  air  di  desa  batu  kumbung  lingsar  untuk membangun energi terbarukan khususnya pembangkit listrik tenaga air yang bersifat off grid. Dimana dalam perancangan PLTMH dan PICOHIDRO memperhatikan  lokasi  yang  memiliki  kapasitas  daya aliran  air  yang  tinggi,  dan  memiliki  struktur  lokasi yang  cocok.  Sumber  daya  listrik  yang  di  hasilkan PLTMH dan PICOHIDRO dipengaruhi oleh debit air dan harus memiliki air yang mengalir sepanjang tahun dengan  frekuensi  debit  air  pada  musim  kemarau  dan musim hujan yang relatif stabil, serta gradient sungai dan  ketinggian  aliran  air  sesuai  dengan  kebutuhanan didalam perancangan PLTMH. Selain itu, memberikan pengetahuan  dan  pengalaman  bagi  masyarakat mengenai  penerapan  sumber  daya  alam  untuk membangun pembangkit listrik tenaga air yang dapat
dimanfaatkan  sebagai  sumber  energi  listrik.  Dimana Saat  ini  banyak  dijumpai  pembangkit  listrik menggunakan Energi Terbarukan seperti energi surya, energi bayu, energi air dan di era revolusi industry 4.0 saat  ini  perlu  dilakukan  penerapan  teknologi khususnya Internet of Things (IoT) untuk meningkatkan  proses  pengawasan  dan  pengontrollan pada  system  pembangkit  listrik  energi  terbarukan ( system  off-grid )  tersebut.  Sistem off-grid berbasis teknologi  IoT dapat  melakukan  pengawasan  dan pengontrolan parameter  keluaran  dari  pembangkit listrik dan juga koneksi off-grid terhadap jaringan dari mana saja dan kapan saja melalui internet.
2. KAJIAN PUSTAKA

## 2.1. Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro (PLTMH)
Menurut  kamus  besar  bahasa  Indonesia  mikro adalah kecil, sedangkan hidro adalah bentuk terikat air. Sehingga  dapat  diartikan  mikro  hidro  adalah  air dengan debit  yang kecil. PLTMH adalah  istilah  yang digunakan  untuk  instalasi  pembangkit  listrik  yang mengunakan  energi  air  dengan  debit  air  yang  kecil. Kondisi  air  yang  bisa  dimanfaatkan  sebagai  sumber daya  (resources)  penghasil  listrik  adalah  yang memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu serta instalasi[9].
Pembangkit listrik kecil yang dapat menggunakan  tenaga  air  pada  saluran  irigasi  dan sungai atau air terjun alam, dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head, dalam m) dan kapasitas mengacu kepada  jumlah  volume  aliran  air  persatuan  waktu (flow capacity)[6].
Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang  bisa  dimanfaatkan  untuk  menghasilkan  energi listrik.  Air  dialirkan  ke  power  house  (rumah pembangkit)  yang  biasanya  dibangun  dipinggir sungai.  Air  akan  memutar  turbin  (runner),  kemudian air  tersebut  dikembalikan  ke  sungai  asalnya.  Energi mekanik  dari  putaran  poros  turbin  akan  diubah menjadi  energi  listrik  oleh  sebuah  generator. Pembangkit  listrik  tenaga  air  dibawah  200  kW digolongkan sebagai PLTMH [10].
Potensi  sumber  daya  air  yang  melimpah  di Indonesia  karena  banyak  terdapatnya  hutan  hujan tropis,  membuat  kita  harus  bisa  mengembangkan potensi  ini,  karena  air  adalah  sebagai  sumber  energy yang  dapat  terbarukan  dan  alami.    Bila  hal  ini  dapat terus dieksplorasi, konversi air menjadi energy listrik sangat  menguntungkan  bagi  negeri  ini.  Di  Indonesia telah terdapat banyak sekali PLTMH dan waduk untuk menampung  air,  tinggal  bagaimana  kita  dapat mengembangkan PLTMH menjadi lebih baik lagi dan lebih efisien [11]. Untuk memonitoring hasil tegangan atau output di perlukan protocol mqtt (mqqtt dash).
Beberapa  penelitian  sebelumnya  menunjukkan bahwa  MQTT  dapat  digunakan  sebagai  solusi  untuk remote control nirkabel . Selain itu, Penerapan MQTT di  lingkungan  IoT  merupakan  solusi  dengan  daya
rendah  yang  ditunjuk  untuk  meningkatkan  setuju kegagalan  pada  perusahaan  tenaga  listrik  .  Saat mentransmisikan data, MQTT mengalami penalti yang lebih  berat  untuk  paket  loss  COAP  yang  lebih  parah serta penalti yang lebih berat untuk paket loss COAP yang lebih parah[12].

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  Pengembangan Renewable  energy PLTMH  dan  Picohidro  di  desa  batukumbung menggunakan jenis penelitian pengembangan engginering  design [1]  which  consists  of  from  Step analysis, design, development, and testing.
Tabel 1. Blok Diagram Metode Penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Peningkatan  kebutuhan  suplai  daya  ke  daerah- daerah  pedesaan  di  sejumlah  negara,  sebagian  untuk mendukung  industri-industri  dan  sebagian  untuk menyediakan penerangan di malam hari. Kemampuan pemerintah  yang  terhalang  oleh  biaya  yang  tinggi untuk  perluasan  jaringan  listrik,  dapat  membuat Mikrohidro  memberikan  sebuah  sebuah  alternatif ekonomi  ke  dalam  jaringan.  Hal  ini  dikarenakan Skema  Mikrohidro  yang  mandiri  dapat  menghemat dari  jaringan  transmisi,  karena  skema  perluasan jaringan tersebut biasanya memerlukan biaya peralatan  dan  pegawai  yang  mahal.  Dalam  kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal, dan organisasi yang lebih kecil, dengan mengikuti  peraturan  yang  lebih  longgar  dan menggunakan teknologi lokal, seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan local [13]. Prinsip Kerja PLTMH
PLTMH  dan  PICOHIDRO  pada  prinsipnya memanfaatkan  beda  ketinggian  dan  jumlah  air  yang jatuh (debit) perdetik  yang ada pada saluran air  yang
dikondisikan  dengan  pipa.  Air  yang  mengalir selanjutnya  menggerakkan  turbin,  kemudian  turbin kita  hubungkan  dengan  generator.  Generator  inilah yang  akan  menghasilkan  listrik.  Hubungan  antara turbin  dengan  generator  dapat  menggunakan  jenis sambungan sabuk (belt) ataupun sistem gear box. Jenis sabuk yang biasa digunakan untuk PLTMH skala besar adalah  jenis  flat  belt  sedangkan  V-belt  digunakan untuk  skala  di  bawah  20  kW  (PICOHIDRO). Selanjutnya  listrik  yang dihasilkan oleh generator  ini akan  melalui  trafo  guna  mendapat  tegangan  yang  di sesuaikan kebutuhan. Kemudian listrik akan melewati jaringan  transmisi  rendah  (JTR)  untuk  dialirkan  ke rumah-rumah dengan memasang pengaman (sekring). Yang  perlu  diperhatikan  dalam  merancang  sebuah PLTMH    dan  PICOHIDRO  adalah  menyesuaikan antara  debit  air  yang  tersedia  dengan  besarnya generator  yang  digunakan.  Jangan  sampai  generator yang dipakai terlalu besar atau terlalu kecil dari debit air  yang  ada.  Generator  yang  tidak  sesuai  juga  akan menyebabkan tingkat efisiensi rendah.

## 4.1. Desain

## Gambar 1. Skema PLMH dan PICOHIDRO

## 4.2. Kondisi Umum Daerah Studi (Geografis)
Desa  batu  kumbung  kecamatan  lingsar  adalah salah  satu  bagian  wilayah  kabupaten  Lombok  barat. Batas  wilayah  desa  batu  kumbng  kecamatan  lingsar Kabupaten  Lombok  barat  dengan  batasan  wilayah sebagai berikut:
Tabel 2. Diagram Wilayah Geografis Sebelah Barat Desa Lingsar Sebelah Timur Desa Surunadi Sebelah Selatan Desa Selat Sebelah Utara Batu Mekar
Ditinjau  dari  keadaan  geografisnya,  Kabupaten
Lombok Barat dibagi menjadi: (1) Daerah Pegunungan,  yaitu  gugusan  pengunungan  yang membentang dari Kecamatan Lingsar sampai Kecamatan  Narmada.  Gugusan  pegunungan  ini merupakan  sumber  air  sungai  yang  mengalir  ke
analisis hardware analisis analisis wilayah(volume, debit air)
desain hardware desain desain prodduk desain rancangan kebutuhan
development
hardware hasil pengembangan
(analisis)
testing
wilayah  bagian  tengah  dan  bermuara  di  pantai  barat; (2)  Daerah  Berbukit-bukit,  yang  terdapat  di  bagian selatan  meliputi Kecamatan Sekotong dan Lembar di bagian  selatan;  (3)  Daerah  Dataran  Rendah,  yang terdapat  di  bagian  tengah  yang  membentang  dari perbatasan ujung timur dengan ujung barat.” .
Gambar 2. Topografi

## 4.3. Topografi (Gambaran Umum Lokasi)
Jika di telusuri lebih jauh ke arah hulu, ternyata aliran  air  ini  adalah  bagian  hilir  dari  sungai  yang memanjang  kearah  selatan-barat  Kecamatan  lingsar ini. Sehingga setelah di konfirmasi kepada pendududuk  bahwa  sungai  tersebut  dimanfaatkan secara  baik.  Dikarenakan  memiliki  potensi  terhadap pemanfaatan air dan salah satunya sebagai waduk. Dai hasil  perhitungan  debit  dilapangan  pada  musim kemarau pun aliran air dapat mencapai 30 ltr/ det. Ini di sebabkan suplai air dari hulu cukup besar masuk ke badan sungai ini.
Gambar 3. Lokasi bendung Low Head PLTMH dan Pico Hidro
Desa Batu Kumbung merupakan salah satu Desa dari  10  Desa  yang  berada  di  Kecamatan  Lingsar
Kabupaten Lombok Barat. Adapun jarak Desa ini dari pusat  pemerintahan  Kabupaten  Lombok  Barat  yakni sekitar  23  km  dengan  jarak  tempuh  sekitar  ½  jam perjalanan. Desa batu kumbung berada di daerah yang sangat subur dengan sumber air yang melimpah serta panorama  alam  yang  masih  asri  menjadikan  desa  ini sangat  berpotensi  untuk  budidaya  hortikultura, perikanan  dan  pengembangan  sektor  pariwisata khususnya wisata air.
Desa  Batu  Kumbung  terdiri  dari  8  Dusun  yang memiliki potensi wisata masing-masing. Salah satunya Dusun  Batukumbung,  yang  memiliki  potensi  berupa mata air yang dijadikan kolam ikan dan menjadi pusat wisata  desa  Batu  Kumbung,  yakni  .  Berbeda  dengan kebanyakan  kolam  ikan  lainnya,  air  kolam  ikan bersumber dari mata air alami

## 4.4. Kondisi Umum Lokasi
Gambar 4. Peta Desa Batukumbung
Dusun  batu  kumbung  terletak  di  Desa  Batu Kumbung  Kecamatan  Lingsar  Kabupaten  Lombok Barat. Memiliki jarak tempuh sekitar 23 KM dari pusat pemerintah  dengan  waktu  tempuh  ½  jam  perjalanan. Dusun  batukumbung  berada  di  daerah  yang sangat subur  dengan  sumber  air  yang  melimpah. Kondisi alamnya  masih  alami  dan  panorama  alamnya  yang sangat indah. Dengan kondisi alam seperti ini. Dusun manggong  berpotensi  untuk  budidaya  horticultural, perikanan, dan pengembangan sektor pariwisata air.
Dusun  batu  kumbung  teridentifikasi  sebagai salah satu dusun yang memiliki potensi wisata dengan luas  156  ha  dan  menjadi  pusat  wisata  di  Desa  Batu Kumbung  dengan  jumlah  penduduk  sebanyak  ±  941 jiwa.  Dengan  batas-batas  sebelah  barat  berbatasan dengan  wilayah  desa  Lingsar,  di  wilayah  timur berbatasan dengan desa Suranadi, di wilayah  selatan berbatasan  dengan  desa  Selat,  dan  di  wilayah  utara berbatasan  dengan  desa  Batu  Mekar.  saat  dilakukan survey tidak tampak adanya tanda-tanda kehawatiran tentang  kualitas  air.  Hal  ini  juga  ditunjukkan  oleh adanya ternak masyarakat yang memakai air sungai ini sebagai  air  minum.  Daya  mikrohidro  dan  picohidro
dapat dihitung dengan persamaan:

## 𝑃 (𝑑𝑎𝑦𝑎) = 9,8  × 𝑄 × 𝐻𝑛 × ℎ
Tabel 3. Perhitungan Debit Air Q : Debit aliran (m3/s) Hn : Head net/ tinggi jatuh air (m) 9,8 : konstanta gravitasi bumi H : efisiensi keseluruhan
Data  yang  di  peroleh  di  suatu  lokasi  adalah sebagai  berikut:  Q  =  60  m/s,  Hn  =  3  m,  dan  h=  0,8. Maka besarnya potensi daya (P) adalah 𝑃 (𝑑𝑎𝑦𝑎) = 9,8  × 𝑄 × 𝐻𝑛 × ℎ P = 9,8 x 60 x 3 x 0,8 = 1411,2 watt Bagian-bagian PLTMH dan PICOHIDRO

## Gambar 5. Sistem PLTMH

## 4.5. Waduk (reservoir)
Waduk  adalah  danau  yang  dibuat  untuk membendung  sungai  guna  memperoleh  air  sebanyak mungkin  sehingga  mencapai  elevasi.  Semakin  tinggi debit  air  maka  akan  semakin  kuat  tekanan  air  saat melewati  pipa.  Waduk  juga  berfungsi  untuk mengendapkan lumpur dari air. Sehingga perlu adanya kegiatan pembersihan secara berkala untuk mengurangi endapan lumpur.

## 4.6. Bendungan (dam)
Dam  berfungsi  menutup  aliran  sungai  –  sungai sehingga  terbentuk  waduk.  Tipe  bendungan  harus memenuhi  syarat  topografi,  geologi  dan  syarat  lain seperti  bentuk  serta  model  bendungan.  Bendungan mempunyai dua keluaran saluran air dimana mengalir pada pipa pesat dan mengalir pada aliran sungai. Besar debit air yang mengalir sebesar 17 ltr/dtk

## 4.7. Saringan (Sand trap)
Saringan ini dipasang didepan pintu pengambilan air,  berguna untuk  menyaring kotoran  –  kotoran atau sampah yang terbawa sehingga air menjadi bersih dan tidak  mengganggu  operasi  mesin  PLTMH  dan PICOHIDRO

## Gambar 6. Bendungan dan saringan

## 4.8. Pintu pengambilan air (Intake)
Pintu  Pengambilan  Air  adalah  pintu  yang dipasang diujung pipa dan hanya digunakan saat pipa pesat  dikosongkan  untuk  melaksanakan  pembersihan pipa  atau  perbaikan.  Selain  itu  intake  juga  berfungsi untuk  mengendalikan  aliran air ketika debit air kecil. Intake  ditutup  untuk  mengalirkan  air  ke  persawahan terasering, setelah persawahan cukup air maka intake kembali dibuka sehingga dapat kembali menggerakkan turbin dan generator untuk memproduksi listrik
Gambar 7. Intake

## 4.9. Katub utama (main valve atau inlet valve)
Katub  utama  dipasang  didepan  turbin  berfungsi untuk  membuka  aliran  air,  Menstart  turbin  atau menutup  aliran  (menghentikan  turbin).  Katup  utama ditutup  saat  perbaikan  turbin  atau  perbaikan  mesin dalam rumah pembangkit. Pengaturan tekanan air pada katup utama digunakan pompa hidrolik. Katub ini juga berfungsi untuk menghindari benturan yang keras dari air ketika intake dibuka.

## 4.10. Testing
Gedung  Sentral  merupakan  tempat  instalasi turbin air,generator, peralatan Bantu, ruang pemasangan,  ruang  pemeliharaan  dan  ruang  control. Beberapa instalasi PLTMH dalam rumah pembangkit adalah:
Turbin,  merupakan  salah  satu  bagian  penting dalam  PLTMH  yang  menerima  energi  potensial  air dan  mengubahnya  menjadi putaran (energi  mekanis). Putaran  turbin  dihubungkan  dengan  generator  untuk
menghasilkan  listrik.  Desain  dari  turbin  harus mempunyai  kemampuan  untuk  menahan  dorongan dari air
Gambar 8. Turbin
Spesifikasi  Turbin  yang  digunakan  dan  di  buat terdapat pada Tabel di bawah ini:
Tabel 4. Spesifikasi Turbin Spesifikasi Keterangan Efesiensi turbin 80 % Jenis turbin propeller open flume Diameter propeller 12 cm Head 2,1 m
Generator adalah suatu peralatan yang berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Jenis generator yang digunakan pada perencanaan PLTMH ini adalah: (1) Generator sinkron , sistem eksitasi tanpa sikat  ( brushless  exitation )  dengan  penggunaan  dua tumpuan bantalan (two bearing); (2) Induction Motor sebagai  Generator  (IMAG)  sumbu  vertikal,  pada perencanaan  turbin propeller  open  flume ;  (3) Spesifikasi generator adalah putaran 1500 rpm, 50 Hz, 3  phasa  dengan  keluaran  tegangan  220  V/380  V;  (4) Efisiensi  generator  secara  umum  <10  KVA  efisiensi 0.7  -  0.8.  Sistem  kontrol  yang  digunakan  pada perencanaan  PLTMH  ini  menggunakan  pengaturan beban  sehingga  jumlah  output  daya  generator  selalu sama dengan beban. Apabila terjadi penurunan beban di konsumen, maka beban tersebut akan dialihkan ke sistem pemanas udara (air heater) yang dikenal sebagai ballast load/dumy load.
Sistem  pengaturan  beban  yang  digunakan  pada perencanaan ini adalah: (1) Electronic Load Controller (ELC) untuk  penggunaan  generator  sinkron;  (2) Induction Generator Controller (IGC) untuk penggunaan  IMA.  generator  yang  digunakan  adalah generator  pembangkit  listrik  AC.  Untuk  memilih kemampuan  generator  dalam  menghasilkan  energi
listrik disesuaikan dengan perhitungan daya dari data hasil survei. Kemampuan generator dalam menghasilkan  listrik  biasanya  dinyatakan  dalam VoltAmpere (VA) atau dalam kilo volt Ampere (kVA). Spesifikasi  generator  yang  digunakan  terdapat  pada Tabel di bawah ini:
Tabel 5. Spesifikasi Generator Spesifikasi Keterangan Jenis generator IMAG (induction motor as generator ) Tegangan 220/380 volt keluaran 225 volt Frekuensi 50 Hz Daya output 350 watt Penghubung turbin dengan generator,
penghubung  turbin  dengan  generator  atau  sistem transmisi  energi  mekanik  ini  dapat  digunakan  sabuk atau puli, roda gerigi atau dihubungkan langsung pada porosnya.
1)  Sabuk atau puli digunakan  jika putaran per menit (rpm)  turbin  belum  memenuhi  putaran  rotor  pada generator,  jadi  puli  berfungsi  untuk  menurunkan atau menaikan rpm motor generator.
2)  Roda  gerigi  mempunyai  sifat  yang  sama  dengan puli. Penghubung langsung pada poros turbin dan generator,  jika  putaran  turbin  sudah  lama  dengan putaran rotor pada generator.
Gambar 9. Panel box (intalasi output /daya yang dihasilkan)

## 4.11. Pemilihan Sistem Kontrol
Sistem  kontrol  tersebut  telah  dapat  dipabrikasi secara lokal, dan terbukti handal pada penggunaan di banyak PLTMH dan PICOHIDRO. Sistem kontrol ini terintegrasi pada panel kontrol ( switch gear ). Fasillitas operasi  panel  kontrol  minimum  terdiri  dari:  (1) Kontrol start/stop ,  baik  otomatis,  semi  otomatis, maupun manual; (2) Stop/berhenti secara otomatis; (3)
Trip  stop (berhenti  pada  keadaan  gangguan: over- under  voltage,  over-under frekuensi;  (4) Emergency shutdown ,  bila  terjadi  gangguan  listrik  (misal  arus lebih) Tabel 6. Output yang dihasilkan Tegangan 90 volt Arus 1.8 A
Tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan  ketika pembangkit  listrik  tenaga  air  sebesar  90  volt,  guna memenuhi  tegangan  dan  arus  yang  diinginkan  perlu adanya  ste  up  tegangan.  Oleh  karena  itu,    tegangan dinaikan  dengan  menggunakan  kapasitor  di  keluaran generator
Tabel 7. Tanpa Kapasitor Keluaran Tanpa menggunakan kapasitor Besaran Tegangan 135 volt Arus 1.8 A Tabel 8. Kapasitor Keluaran 1 Dengan menggunakan kapasitor Besaran Tegangan 207 volt Arus 1.2 A
Dimana  sebelum  menggunakan  kapasitor  guna menstabilkan  parameter  output  yang  di  hasilkan, pengaturan  turbin  di  buat  sepresisi  mungkin  dan pengaturan  rumah  turbin  untuk  menekan  debit  air sehingga  putaran  dan  rpm  pada  generator  semakin kencang  sehingga  dihasilkan  tegangan  sebesar  135 volt  dan  aarus  sebesar  1.8  volt.  Kemudian  untuk mencapai  kebutuhan  energi  digunakan  kapasitor  dan perbaikan rumah turbin dan shaft pada turbin di ganti dengan  membuat  shaft  turbin  sepresisi  dengan diameter  12  cm,  dan  membersihkan  sampah  baik  itu daun  ataupun  plastik  yang  masuk  kedalam  rumah turbin maka sumber energi listrik pada generator akan meningkat dengan tegangan sebesar 207 volt, arus 1,2 ampere. Selain itu, membersihkan sampah yang masuk pada  rumah  turbin  untuk  menghindari  suara  yang bising (ribut).

## 4.12. Pemanfaatan dan penerapan IoT (Internet of Things)
Berdasarkan hasil analisis penggunaan prototype, didapat  pembahsan  utama  yaitu  tentang  pembacaan parameter Output berbasis Internet  of  Things berupa tegangan,  daya,  dan  arus,  dan software untuk memonitoring  parameter output yang  dihasilkan. Selain  itu,  juga  dengan  memonitoring  parameter tersebut  dapat  mencegah  terjadinya output melebih batas ( over )  yang dapat merusak prototype (proteksi). Didalam  pengukuran  parameter output berbasis Internet of things diperlukan broker MQTT. Hasil dari pengukuran  akan  dikirimkan  secara real  time oleh sensor ( publish ) ke aplikasi dan cmd (penerima/ subcribe )    melalui  broker  MQTT.dash  . Berdasarkaan  identifikasi  tersebut  didapat  kebutuhan
pengembangan  prototype  energi  terbarukan  berbasis Internet of Things pada tabel 1.
Tabel 9. Spesifikasi Rancangan Hardware Software Data analyze ESP 8266 Perhitungan biaya pembebanan Pemakaian pembebanan Sensor Pzem004t Parameter output Parameter output Sensor zmct103C Parameter output Parameter Output Sensor ZMPT10-B Parameter output Parameter Ouput Power supply (switching) Switching tegangan AC ke DC 387.6 cm0/220 - 12 volt DC PCB double layer Board komponen Peletakan komponen Hardware (sensor, ESP8266, Arduino Nano) agar tidak mudah copot dan kokoh Connector blok Port AC dan DC Port AC dan DC Arduino nano Parsing program Parameter output Tabel 10. Spesifikasi Dan Kebutuhan Hardware Panel box Fungsi Keterangan MCB Pemakaian pembebanan Daya yang di gunakan, beserta tegangan keluaran serta arus, dan cos phi Emergency switch Mematikan dan memutuskan arus listrik ke mesin atau peralatan. Proteksi Magnetic contactor Komponen yang berfungsi sebagai steker atau pemutus arus Proteksi Push button On off pada panel box Saklar on off TOR (Thermal overload relay) Untuk memutuskan sumber listrik jika terjadi beban lebih, dan komponen switching yang memiliki fungsi untuk membuka dan menutup kontraktor (MC) ketika suhu melebih batas yang ditentukan peralatan listrik Proteksi Lampu indikator (hijau) Sebagai indikator NC Indicator Lampu indikator (merah) Sebagai indikator NO Indicator Lampu indikator (kuning) Indikator Thermal overload relay Indicator
Untuk menghubungkan prototype (hasil parameter)  dengan  broker  Mqtt.  Dash  maka  di perlukan  perangkat  Arduino  (nano),  ESP8266  yang akan membaca parameter output sensor Pzem004t dan kemudian  mengirimkan  data  tersebut  kepada  broker MQTT  dengan  format  TCP/IP  untuk  kemudian ditampilkan  pada  aplikasi.  Mikrokontrole  Arduino (nano)  dan    ESP8266  juga  akan  membaca  perintah yang  telah  dikirimkan  oleh  broker  MQTT.  dash dengan  format  TCP/IP  yang  akan  kemudian  di  ubah dengan  memberikan  perintah  start  pada  aplikasi. Cloud (internet) dengan memanfaatkan WiFi menjadi pusat  koneksi  antara  sistem  dan  aplikasi  dibuat, dengan  ini  sistem  sistem  dapat  berjalan  sesuai  yang diharapkan.  Kemudian  didalam  aplikasi  akan  di tampilan  parameter output sesuai  dengan  perintah yang  di  berikan  ESP  8266  dan  kemudian  dikirimkan ke  broker  MQTT.  dash  dan  di  teruskan  ke  aplikasi. Untuk tampilan aplikasi dapat diliat  pada gambar 4 di bawah ini.
Gambar 10. Aplikasi ( software )

## 4.13. Pengujian aplikasi
Dimana  di  dalam  aplikasi  nanti  akan  di monitoring beberapa parameter output yang dihasilkan. Aplikasi dihubungkan melalu
Ssid/pasword  dan  MQTT  broker  (mqqt  dashboard) melalui  internet.  Ketika  aplikasi  terhubung  didalam aplikasi aka nada indicator connect ed dan disconnect .
Untuk  parameter  didalam software seperti  tabel  2 dibawah ini. a) Uji blackbox Untuk  uji black  box  testing setiap  perangkat terlampir pada Tabel di bawah ini Tabel 11. Parameter Output no Nama butir uji Hasil yang diharapkan Hasil pengamatan Ket 1 Sensor pzem 004.T Sensor dengan besar tegangan 220 dan arus 1,3 dengan teloransi pengirimamn sebesar 1- 2 detik dengan teloransi kekuatan sinyal hantar untuk publish dan subcribe dari mqtt dengan program void send_date()
{ //===========================//volatge//==== =========== client.publish("tut1", String(secondValue).c_str());//================= ==========//current1//=============== client.publish("tut12", String(thirdValue).c_str());//=================== ======//watt//================== client.publish("tut123", String(fifthValue).c_str());
//=========================//Kwh//======== ========== client.publish("tut1234", String(sixval).c_str()); //========================//frekuensi//===== =========== client.publish("tut12345", String(firstValue).c_str()); //========================//cospi//======== ======== client.publish("tut123456", String(fourthValue).c_str());
Sensor dengan besar tegangan 220 dan arus 1,3 dengan teloransi pengirimamn sebesar 1- 2 detik dengan teloransi kekuatan sinyal hantar untuk publish dan subcribe dari mqtt Sesuai. Tetapi terkadang terdapat perubahan data untuk mengikuti toleransi dari sensor
no Nama butir uji Hasil yang diharapkan Hasil pengamatan Ket 2 Sensor zmct102 Sensor arus dengan dimensi 5 A berdasarkan program dengan teloransi sebesar 350 dengan besar arus yang di hasilkan sebesar 1,3 A dengan kalibrasi pembacaan arus dan tegangan dari sensor “rms = max_val * 5.00 * 0.707 / 1024; IRMS = rms * calibration_const; Sensor arus dengan dimensi 5 A berdasarkan program dengan teloransi sebesar 350 dengan besar arus yang di hasilkan sebesar 1,32-3 A Sesuai. Tetapi terkadang terdapat perubahan data untuk mengikuti toleransi dari sensor 3 Sensor zmct102 Sensor arus dengan dimensi 5 A berdasarkan program dengan teloransi sebesar 350 dengan besar arus yang di hasilkan sebesar 1,3 A dengan kalibrasi pembacaan arus dan tegangan dari sensor “rms = max_val * 5.00 * 0.707 / 1024; IRMS = rms * calibration_const; Sensor arus dengan dimensi 5 A berdasarkan program dengan teloransi sebesar 350 dengan besar arus yang di hasilkan sebesar 1,32-3 A Sesuai. Tetapi terkadang terdapat perubahan data untuk mengikuti toleransi dari sensor 4 Esp01 Pengiriman data dari arduino nano ke esp01 besar waktu teloransi sebesar 1 detik dengan 9600 dengan program “wifiManager.setBreakAfterConfig(true); if (!wifiManager.autoConnect("IOT listrik", "iot123456789")) { // Serial.println("failed to connect, we should reset as see if it connects"); delay(3000);
ESP.restart(); delay(5000); Pengiriman data dari arduino nano ke esp01 besar waktu teloransi sebesar 1 detik -3 detik dengan 9600 Sesuai. Tetapi terkadang terdapat perubahan data sesuai dengan keadaan jaringan di lokasi 5 Relay 1,2,3,4 Teloransi berdasarkan mqtt dash yang dikirimkan melalui aplikasi dan dilakukan secara manual diketahui kecepatan pengiriman sebesar 0,5 - 1 detik pengiriman data dengan program “Serial.print('*'); Serial.print(voltage); Serial.print(','); Serial.print(current); Serial.print(','); Serial.print(pf); Serial.print(','); Serial.print(power); Serial.print(','); Serial.print(frequency,1); Serial.print(','); Serial.print(energy,3); Serial.print(','); delay(500); Teloransi berdasarkan mqtt dash yang dikirimkan melalui aplikasi dan dilakukan secara manual diketahui kecepatan pengiriman sebesar 0,5 - 1 Dan bisa menjadi 2 detik pengiriman data Sesuai. Tetapi terkadang terdapat perubahan data sesuai dengan perintah dari mosquitto ingin menggunakan relay yang  mana 6 Arduino nano Data yang digunakan di dalam arduino nano yaitu data setiap relay dari relay 1, relay2, relay3, relay4 dengan standart kalibrasi “#define calibration_const2 355.55” Data yang digunakan di dalam arduino nano yaitu data setiap relay dari relay 1, relay2, relay3, relay4 dengan standart kalibrasi “#define calibration_const2 355.55”. sehingga didalam penyesuain data untuk keluaran output dari relay dihasilkan sesuai Sesuai. 7 Lcd 16x2 Data yang dikirimkan di dalam lcd yaitu data arus tegangan dan cospih serta daya sebesar 2 detik  untuk kenektivitas antara mqtt server dengan lcd “delay(2000); lcd.clear();”. Kemudian untuk
konektivitas lcd dengan pembacaan parameter yaitu sebesar 1 detik “lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Wat:"); lcd.setCursor(4, 0); lcd.print(fifthValue); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("KWat:"); lcd.setCursor(5, 1); lcd.print(sixval); delay(1000); Data yang dikirimkan di dalam lcd yaitu data arus tegangan dan cospih serta daya sebesar 1-2 detik untuk kenektivitas antara mqtt server dengan lcd Sesuai. 8 Mosqqu itto Berdasarkan program dari Arduino untuk adafruit mosquito dan pengiriman sinyal dari mosqquito ke esp sebesar 5 detik dan memiliki rentang delay sebesa 2-5 detik” delay(3000); ESP.restart(); delay(5000);.
Kemudian untuk konektivitas antara esp dengan sensor yaitu sebesar 1 detik “lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Wat:"); lcd.setCursor(4, 0); lcd.print(fifthValue); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("KWat:"); lcd.setCursor(5, 1); lcd.print(sixval); delay(1000); Berdasarkan program dari Arduino untuk adafruit mosquito dan pengiriman sinyal dari mosquito ke esp sebesar 5 detik dan memiliki rentang delay sebesa 2-5 detik Sesuai. Akan tetapi jika jaringan kurang stabil dan server menjadi down maka didalam pengiriman data mungkin akan sedikit terlambat ataupun kurang sesuai

## 4.14. Sensor PZEM 004Tv3.0
Penggunaan  sensor  PZEM  004Tv3.0  sebagai alat  pengukuran,  dimana  meliputi:  Pembacaan tegangan, pembacaan arus serta pembacaan daya dari keseluruhan  pemakaian  beban  dari  hasil  energi terbarukan  yang  sudah  di  inverter  dalam  bentuk  AC dan  digunakan  untuk  pembebenan.  Proses  kalibrasi pada  sensor  PZEM  004Tv3.0  seperti  pada  Tabel  21. Kalibrasi Sensor PZEM 004TV3.0:.
Tabel 12. The Calibration of Sensor PZEM 004TV3.0
PZEM 004Tv3.0 Tang Ampere Digital Tegangan (V) Arus (A) Daya (Watt) Tegangan (V) Arus (A) Daya (Watt) 207 1.2 30,0 210 1.16 35,6
Measurin g the Tang Ampere: 223.7 V x 0.16 A =
35,7 Watt

## 4.15. Sensor  of  voltage  module  DC  and  sensor current DC
Penggunaan  modul  sensor  sebagai  alat pengukuran arus dan  daya pada keluaran hasil energi terbarukan berbentuk Dc. Namun sensor tersebut harus dilakukan kalibrasi sebelum digunakan dan juga perlu diketahui  bahwa  keluaran  nilai  arus  pada  sensor tersebut dalam satuan  A, dan tegangan V. Maka  dari itu  perlu  dilakukan  kalibrasi  agar  nilai  sensor  sesuai dalam satuan A (Ampere), dan volt (V), nilai arus yang muncul  pada  serial  monitor.  Proses  tersebut  dapat dilihat pada Gambar 22 berikut.

## Gambar 11. On ZMCT103C Sensor Module

## 4.16. Pengujian relay
Pengujian  relay  dilakukan  sesuai  modul pengguna,  menggunakan  relay  sebagai  mosqquitto. Pengujian  relay  meliputi  input  signal,  kondisi  relay dan kondisi lampu pada output relay. Hasil pengujian dari relay dapat dilihat pada
Tabel 12. Pegujian Relay No. Input Signal Relay Kondisi Relay Kondisi Lampu Error (%) 1. HIGH ON Nyala 0 2. HIGH ON Nyala 0 3. LOW OFF Mati 0 4. LOW OFF Mati 0 Rerata Error (%) 0%

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Penggunaan  energi  mikrohidro  dan  picohdro dapat  digunakan  sebagai  salah  satu  alternatif  energi baru  terbarukan  untuk  mengatasi  permasalahan komsumsi  listrik  yang  besar  serta  penyediaan  energi listrik yang belum merata terutama di daerah pedesaan. Penggunaan  mikrohidro  ini  sesuai  dengan  kondisi lingkungan  di  Indonesia  yang  mempunyai  banyak bukit dan sungai. Kondisi geografis seperti inilah yang dapat  dimanfaatkan  untuk  pembuatan  PLTMH  dan Picohidro.  Daya  yang  dihasilkan  oleh  PLTMH  dan Picohidro  berkisar  antara  <10  KW.  Walaupun  daya tersebut tergolong kecil untuk suatu pembangkin, akan tetapi  hal  ini  sangat  membantu  masyarakat  terutama yang  berada  di  daerah  terpencil  yang  belum mendapatkan listrik dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN  belum  dapat  memberikan  listrik  pada  daerah- daerah  pedesaan mungkin  dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan lain-lain. Prinsip kerja PLTMH adalah memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah air yang  jatuh (debit) perdetik  yang ada pada saluran air yang  dikondisikan  dengan  pipa.  Air  tersebut selanjutnya  menggerakkan  turbin  yang  terhubung dengan  generator.  Generator  inilah  yang  akan menghasilkan listrik. Daya yang dihasilkan oleh suatu PLTMH  tergantung  dari  spesifikasi  generator  yang digunakan.  Semakin  besar  generator  yang  digunakan maka akan semakin besar pula daya yang dihasilkan.
Sebaiknya  sebelum  membuat  suatu  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikrohidro,  kita  perlu  mengetahui terlebih  dahulu  berapa  debit  air  yang  mengalir. Sehigga dapat mengetahui seberapa besar potensi dari aliran  air  tersebut.  Kemudian  menentukan  jenis  dan spesifikasi  dari  generatornya.  Besar  debit  air  dan kemampuan  dari  generator  harus  seimbang  agar didapatkan tingkat efisiensi yang tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  J. C. Ertas, A., & Jones, Electrical and Computer Engineering  Design  Handbook ,  2nd  ed.  New York: John Wiley & Sons, 1996.
[2]  Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, “Blueprint  Pengelolaan  Energi  Nasional  Tahun 2006-2025,” Kementeri.  Energi  dan  Sumber Daya Miner. , pp. 1–78, 2006.
[3]  J.  Setyono,  F.  Hari  Mardiansjah,  M.  Febrina Kusumo  Astuti,  J.  S.  ProfHSoedarto,  K. Tembalang,  and  K.  Semarang  Jurnal  Riptek, “Potensi Pengembangan Energi Baru Dan Energi Terbarukan  Di  Kota  Semarang,” J.  Riptek ,  vol. 13,  no.  2,  pp.  177–186,  2019,  [Online]. Available: http://riptek.semarangkota.go.id
[4]  N. Research,  “Book  Chapter_Qualitative research design.pdf,” pp. 171–184, 2004.
[5]  N. Y.S.H and S. Kudeng, PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro) , 1st ed. yogyakarta: Andi, 2015.
[6]  C. E. Brown, Hydroelectric Power . 2011.
[7]  N.  Balakrishnan,  “+  +  +  +  R(I)R(N  +  +  +,” Handb.  Logist.  Distrib. ,  vol.  2045,  pp.  47–48,
2021, doi: 10.1201/9781482277098-12.
[8]  S.  L.  Keoh,  S.  S.  Kumar,  and  H.  Tschofenig, “Securing the internet of things: A standardization  perspective,” IEEE  Internet Things  J. ,  vol.  1,  no.  3,  2014,  doi: 10.1109/JIOT.2014.2323395.
[9]  H.  Y.  S.  H.  Nugroho, No  Title .  2015.  [Online]. Available: http://digilib.ub.ac.id/opac/detail- opac?id=67731
[10]  Alifi  Yunar,  “Perencanaan  Low  Head  Mikro Hidro  Di  Dusun  Iv  Desa  Walatana  Kec.  Dolo Selatan Kabupaten Sigi,” Media Litbang Sulteng
2 , vol. 2, no. 2, pp. 137–145, 2009.
[11]  A. Taufiqurrahman and J. Windarta, “Overview Potensi  dan  Perkembangan  Pemanfaatan  Energi Air  di  Indonesia,” J.  Energi  Baru  dan Terbarukan ,  vol.  1,  no.  3,  pp.  124–132,  2020, doi: 10.14710/jebt.2020.10036.
[12]  Y.  Herdiana  and  A.  Triatna,  “Prototype Monitoring  Ketinggian  Air  Berbasis  Internet  of Things  Menggunakan  Blynk  Dan  Nodemcu Esp8266 Pada Tangki,” J. Inform. , vol. 07, pp. 1– 11, 2020.
[13]  “AC”, doi: 10.32493/epic.v5i2.24967.