Vol. 12. No. 01, Januari 2021: 1 - 5 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Rancang Bangun Sistem Kendali Dan Monitoring Peralatan Listrik Dalam Skala Rumah Tangga Berbasis Web

## Ujang Erdin
PT. Rlogic Technology Indonesia, Jakarta ujangerdin@gmail.com
Abstrak—Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  dan  ilmu pengetahuan  di  bidang  elektronika serta  sistem  kendali,  banyak manusia yang memanfaatkan perkembangan ini untuk membuat kehidupan  lebih  mudah  serta  menyelesaikan  masalah–masalah yang  terjadi.  Di  era  modern  ini  penggunaan  peralatan  listrik sangatlah penting karena manusia tidak terlepas dari penggunaan peralatan listrik dalam skala rumah tangga. Banyak masyarakat yang  sangat  menginginkan  adanya  sistem  kendali  otomatis tentang  penggunaan  peralatan  listrik  yang  digunakan  untuk kebutuhan  rumah  tangga  sehari-hari.  Sistem  yang  telah  dibuat terhubung  pada  NodeMCU  ESP8266,  Relay  dan  terprogram dengan Arduino IDE agar lampu, kipas, dan charger handphone dapat  dinyalakan  melalui  web  browser.  Selain  itu  penggunaan sensor  LDR  yang  berfungsi  untuk  monitoring  lampu.  Alat bekerja  sesuai  dengan  fungsinya,  yaitu  sebagai  pengontrol peralatan  listrik  seperti  lampu,  kipas  dan  charger  handphone dengan smart phone android sebagai interface melalui web server dan monitoring keadaan lampu dengan sensor LDR. Waktu yang dibutuhkan  untuk  menyalakan  lampu  dalam  5  kali  percobaan rata-rata  1,6  detik,  sedangkan  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mematikan lampu dalam 5 kali percobaan rata rata 1,6 detik. Dari 5  kali  percobaan,  rata-rata  waktu  yang  dibutuhkan  untuk menyalakan  kipas  adalah  1,8  dan  untuk  mematikan  kipas  rata- rata 2 detik. Waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan charger handphone dalam 5 kali percobaan rata-rata 1,6 dan mematikan charger  handphone  rata-rata  1,5.  Dari  keseluruhan  pengujian, didapatkan waktu rata rata untuk menyalakan seluruh peralatan listrik adalah 1,63 detik dan untuk mematikan seluruh peralatan listrik adalah 1,7 detik.
Kata Kunci— NodeMCU ESP8266, Relay, Sensor LDR.

## DOI: 10.22441/jte.2021.v12i1.001

## I. P ENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi  dan  ilmu pengetahuan di bidang elektronika serta sistem kendali, banyak manusia  yang  memanfaatkan  perkembangan  ini  untuk membuat  kehidupan  lebih  mudah  serta  menyelesaikan masalah–masalah yang terjadi.  Di era modern ini penggunaan peralatan listrik sangatlah penting karena manusia tidak terlepas dari  penggunaan  peralatan  listrik  dalam  skala  rumah  tangga. Banyak masyarakat  yang sangat  menginginkan adanya sistem kendali  otomatis  tentang  penggunaan  peralatan  listrik  yang digunakan untuk kebutuhan rumah tangga sehari-hari.
Dari permasalahan diatas dapat diajukan suatu solusi, yaitu dengan  membuat  sistem  kendali  peralatan  listrik  dalam  skala rumah tangga menggunakan Server Web [1][2][3] yang dimana dapat  memudahkan  pengguna  dalam  menggunakan  peralatan
listrik  kebutuhan  rumah  tangga  mereka  hanya  dengan menggunakan smartphone .    Teknologi  ini  mempunyai  sistem keamanan yang lebih   baik dan lebih efektif.
Internet  merupakan  media  yang dapat dimanfaatkan dalam meningkatkan  efisiensi  kerja  dan  pemantauan  [4]  [5].  Internet menyediakan berbagai fungsi dan fasilitas yang dapat digunakan sebagai  suatu  media  informasi  dan  komunikasi  yang  canggih. Perkembangan  teknologi  yang  bisa  dimanfaatkan  dari  adanya koneksi internet ini adalah bisa mengakses peralatan elektronik, salah  satu  diantaranya  seperti  kontrol  lampu  dan  kipas  angin. Internet  Of  Things [6]  adalah  konsep  yang  muncul  dimana semua alat dan layanan terhubung satu dengan yang lain dengan mengumpulkan, bertukar dan memproses data untuk beradaptasi secara  dinamis.  Teknologi Internet  Of  Things akan  membuat sebuah rumah konvensional menjadi Smart Home , secara efektif semua device saling terhubung dengan device yang lain.

## II. P ENELITIAN TERKAIT
Penelitian  terdahulu  dilakukan  oleh  [7],  mereka  membuat Sistem Monitoring Beban  Listrik  Berbasis  Arduino  Nodemcu Esp8266.Kemudian  alat  tersebut  diuji  meliputi  pengujian sensor arus dengan 2 buah lampu sebagai beban utama, setelah pengukuran arus berhasil, kemudian hasil dari pengukuran akan ditampilkan  di  layar  LCD  keypad  shield  dan  untuk membuktikan  hasil  pengukuran  dapat  diukur  secara  otomatis yang akan ditampilkan pada aplikasi Blynk.
Berikutnya  [8],  melakukan  penelitian  mengenai  Aplikasi Webserver  Esp8266  Untuk  Pengendali  Peralatan  Listrik. Hasilnya adalah  Webserver yang berada pada memory modul ini  dapat  diakses  seperti  layaknya  mengakses  web  pada komputer.  Pengguna  dapat  menentukan  periode  bekerjanya suatu  peralatan  secara  otomatis  dengan  web  ini.  Perancangan hardware ini meliputi pemilihan trafo SMPS yang kecil dan low noise, antarmuka dengan RTC DS3231 dan pembuatan driver transistor.
Lalu,  pada  penelitian  [9]  dapat  mengaplikasikan  sistem dengan menggabungkan fungsi mikrokontroler yaitu Analog to Digital Converter (ADC), Input/Output (I/O) dan Pulse Width Modulation (PWM) melalui jaringan TCP/IP dibutuhkan waktu tunda sebesar 0,5 sampai 1,2 detik dengan pemberian interupsi. Hasil  pengujian  konversi  ADC  simpangan  dari-0,99  sampai dengan 0,53 dengan nilai rata- rata simpangan konversi = -0,3. Sedangkan  tingkat  error  konversi  ADC  dari  -1,41%  sampai dengan 0,65 % dengan rata rata -0,41%. Hasil pengujian sensor LM35  ke-1  memiliki  tingkat  error  konversi  suhu  dari  -3,0% sampai dengan 3,3 % dengan rata rata 0,26. Sensor LM35 ke-2 memiliki  nilai  tingkat  error  konversi  suhu  dari  -1,3%  sampai
U. Erdin,  Rancang Bangun Sistem Kendali Dan Monitoring Peralatan Listrik Dalam Skala Rumah Tangga Berbasis Web
dengan 3,6 % dengan rata rata 0,64%. Berdasarkan pengujian ping dari komputer ke webserver pada pengiriman data 32 bytes diperlukan waktu kurang dari 1ms dan TTL sebesar 64.
Pada  penelitian  [10],  membuat Smartphone Android berfungsi sebagai penerima perintah suara dan pengolahan data yang  hasilnya  dikirim  via  internet  ke  server  kemudian NodeMCU akan membaca masukkan tersebut dan mengendalikan modul relai sebagai saklar elektronik lampu.

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Blok Diagram
Pada perancangan hardware dilakukan perencanaan diagram blok  pada  perangkat  yang  saling  berhubungan.  Perancangan dapat  dijelaskan  secara  singkat  melalui  diagram  blok  seperti pada gambar 1 berikut.
Gambar 1. Blok Diagram Alat
NodeMCU  ESP  8266  berfungsi  sebagai  Mikrokontroller yang  terhubung  langsung  dengan  Wifi.  Relay  1  –  4  berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Lampu 1 berfungsi sebagai output 1. Lampu  2berfungsi sebagai output 2. Kipas  angin  berfungsi  sebagai output 3. Charge  Handphone berfungsi  sebagai output 4.  Sensor  LDR  berfungsi  sebagai pemantau kondisi lampu.

## B. Skematik Rangkaian
Pada Gambar 2 menunjukkan skematik keseluruhan dari alat yang dirancang dimana seperti yang sudah dijelaskan pada sub bab  3.2.  perancangan  sistem  ini  menggunakan  modul NodeMCU ESP 8266 agar dapat terhubung dengan web server untuk mengendalikan beberapa alat listrik seperti lampu charge handphone dan kipas angin.
Gmbar 2. Skematik Alat Keseluruhan

## C. Flowchart
Berikut  adalah  flowchart  dari  sistem  kerja  alat  yang ditunjukkan pada Gambar 3.
U. Erdin,  Rancang Bangun Sistem Kendali Dan Monitoring Peralatan Listrik Dalam Skala Rumah Tangga Berbasis Web
Gambar 3. Flowchart Sistem Kerja Alat

## IV. H ASIL DAN A NALISA
Komponen yang terakit sesuai dengan skematik yang telah terhubung pada  Node MCU ESP 8266  dan terprogram dengan Arduino IDE agar lampu, kipas, dan charger handphone dapat dinyalakan melalui web browser. Selain itu penggunaan sensor LDR  yang  berfungsi  untuk monitoring lampu.  Hasil perancangan alat ditunjukan pada Gambar 4.
Gambar 4. Hasil Perancangan Alat

## A. Pengujian Web Server
Gambar 5 merupakan pengujian web server terhadap seluruh peralatan listrik yang terpasang yaitu charger HP , kipas angin, dan dua lampu. Ketika web server memerintahkan charger HP ,
kipas  dan  kedua  lampu  on  secara  bertahap  atau  satu-satu. Seluruh peralatan listrik dalam kondisi On dan dapat digunakan sesuai  perintah  yang  sudah  di  program  melalui  Arduino  IDE. Hasil pembacaan sensor LDR hanya berfungsi pada lampu dan akan terbaca jika lampu dalam keadaan baik.
Gambar 5. Pengujian Web Server Terhadap Charger HP, Kipas dan 2 Lampu
B. Pengujian Peralatan Listrik Pada Saat On/Off
Pengujian peralatan listrik seperti lampu, kipas, dan charger handphone pada  saat  on/off  berbasis  web  server ini  dilakukan untuk menguji tingkat keberhasilan fungsi dari sistem yang telah dibuat.  Pengujian  lampu,  kipas,  dan charger  handphone pada saat on/off berbasis web server dilakukan saat Node MCU ESP 8266  aktif  dengan  menekan  tombol  pada  web  server  untuk mengontrol  lampu  on/off.  Untuk  melihat  tingkat  keberhasilan sistem  dan melihat seberapa lama waktu yang dibutuhkan untuk peralatan  listrik  pada  saat  on/off.  Hasil  pengujian  peralatan listrik tersebut pada saat on/off berbasis web server dapat dilihat pada Tabel 1.
Vol. 12. No. 01, Januari 2021: 1 - 5 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Tabel 4.1 Hasil Pengujian Peralatan Listrik Pada Saat On/Off Dengan Web Server
No Percobaan Lampu On Lampu Off Kipas On Kipas Off Charger Hp On Charger Hp Off 1 1 detik 1 detik 2 detik 2 detik 2 detik 1 detik 2 1 detik 1 detik 2 detik 2 detik 1 detik 1 detik 3 2 detik 2 detik 2 detik 2 detik 1 detik 1 detik 4 2 detik 2 detik 1 detik 2 detik 2 detik 2 detik 5 2 detik 2 detik 2 detik 2 detik 2 detik 2 detik
Berdasarkan  dari  Tabel  1  waktu  yang  dibutuhkan  untuk menyalakan  lampu  dalam  5 kali  percobaan  rata-rata  1,6  detik, sedangkan  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  mematikan  lampu dalam 5 kali percobaan rata rata 1,6 detik. Dari 5 kali percobaan, rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan kipas adalah 1,8  dan  untuk  mematikan  kipas  rata-rata  2  detik.  Waktu  yang dibutuhkan untuk menyalakan charger handphone dalam 5 kali percobaan rata-rata 1,6 dan mematikan charger handphone rata- rata 1,5. Dari keseluruhan pengujian, didapatkan waktu rata rata untuk menyalakan seluruh peralatan listrik adalah 1,63 detik dan untuk  mematikan  seluruh  peralatan  listrik  adalah  1,7  detik. Sedangkan  pada  pemrograman  IDE  seperti  yang  terlihat  pada gambar  4.2.  menunjukkan  bahwa  rancangan  alat  terprogram dapat on dan off dalam waktu 2 detik atau sekon.

## C. Pengujian Sistem Sensor Monitoring
Tahap  ini  membahas  tentang  pengujian  sistem  sensor monitoring dan rangkaian yang dibangun dapat berkerja sesuai yang  telah  dianalis  dan  dirancang.  Dengan  sistem  keadaan sensor LDR jika terbaca high, maka lampu dalam keadaan baik dan menyala.
Gambar 6. Tampilan Web Saat Lampu Dalam Kondisi Rusak
Pada  Gambar  6  merupakan  hasil  pembacaan  sensor  LDR terhadap lampu 1 yang dalam kondisi rusak. Sensor LDR ‘mati’ atau  ‘low’  meskipun  perintah  web  server  lampu  1  on  namun lampu 2 tetap terbaca high atau hidup oleh sensor LDR karena lampu 2 dalam kondisi baik.
Gambar 7. Lampu 1 Dalam Kondisi Rusak
Pada  Gambar  7  merupakan  keadaan  lampu  1  yang  dalam kondisi rusak dan mati. Sensor LDR ‘mati’ atau ‘low’ meskipun perintah  web  server lampu  1  on namun  lampu  2 tetap  terbaca high atau hidup oleh sensor LDR karena lampu 2 dalam kondisi baik

## V. K ESIMPULAN
Berdasarkan  dari  hasil  penelitian  ini  dapat  diambil kesimpulan  sebagai  berikut,  alat  ini  bekerja  sesuai  dengan fungsinya,  yaitu  sebagai  pengontrol  peralatan  listrik  seperti lampu,  kipas  dan  charger  handphone  dengan  smart  phone android  sebagai  interface  melalui  web  server  dan  monitoring keadaan lampu dengan sensor LDR.
Waktu yang dibutuhkan untuk menyalakan lampu dalam 5 kali  percobaan  rata-rata  1,6  detik,  sedangkan  waktu  yang dibutuhkan  untuk  mematikan  lampu  dalam  5  kali  percobaan rata rata 1,6 detik. Dari 5 kali percobaan, rata-rata waktu yang dibutuhkan  untuk  menyalakan  kipas  adalah  1,8  dan  untuk mematikan  kipas  rata-rata  2  detik.  Waktu  yang  dibutuhkan untuk menyalakan charger handphone dalam 5 kali percobaan rata-rata  1,6  dan  mematikan  charger  handphone  rata-rata  1,5. Dari  keseluruhan pengujian, didapatkan waktu  rata rata untuk
U. Erdin,  Rancang Bangun Sistem Kendali Dan Monitoring Peralatan Listrik Dalam Skala Rumah Tangga Berbasis Web
menyalakan seluruh peralatan lisrik adalah 1,63 detik dan untuk mematikan seluruh peralatan listrik adalah 1,7 detik.

## D AFTAR P USTAKA
[1] S. Tomasua, D. Triyanto, and I. Nirmala. “Sistem kendali dan monitoring penggunaan  peralatan  listrik  di  rumah  menggunakan  Raspberry  Pi  dan Web Service.” Coding Jurnal Komputer dan Aplikasi Vol 4, No. 3, 2016.
[2] I.  Dinata  and  W.  Sunanda,  “Implementasi  Wireless  Monitoring  Energi Listrik Berbasis Web Database”. Jurnal Nasional Teknik Elektro , 4 (1), 83- 88, 2015.
[3] P.  Mandarani,  “Perancangan  Dan  Implementasi  User  Interface  Berbasis Web  Untuk  Monitoring  Suhu,  Kelembaban  Dan  Asap  Pada  Ruangan Berbeda  Dengan  Memanfaatkan  Jaringan  Local  Area  Network”. Jurnal Teknoif , 2 (2), 2014.
[4] W.  R.  Saputra,  A.  Muid,  and  T.  Rismawan,  “Rancang  Bangun  Sistem Monitoring  Gangguan  Pada  Gardu  Listrik  Menggunakan  Arduino  Dan Website”, Coding Jurnal Komputer dan Aplikasi , 4 (2), 2016.
[5] Z. Ramadhan, . R.  Akbar, S. R. and G. E. Setyawan, “Implementasi Sistem Monitoring  Daya  Listrik  Berbasis  Web  dan  Protokol  Komunikasi
Websocket”, Jurnal  Pengembangan  Teknologi  Informasi  dan  Ilmu Komputer e-ISSN , 2548 , 964X, 2018.
[6] B.  Prayitno,  and  P.  Palupiningsih.  “Prototipe  Sistem  Monitoring Penggunaan  Daya  Listrik  Peralatan  Elektronik  Rumah  Tangga  Berbasis Internet  of  Things.”  Petir:  Jurnal  Pengkajian  dan  Penerapan  Teknik Informatika Vol. 12, No. 1, pp. 72-80, 2019.
[7] A. D. Pangestu, F. Ardianto, and B. Alfaresi. “Sistem Monitoring Beban Listrik Berbasis Arduino Nodemcu Esp8266.” Jurnal Ampere, vol. 4, No. 1, pp. 187-197, 2019.
[8] R. P. Pratama, “Aplikasi Webserver Esp8266 Untuk Pengendali Peralatan Listrik.” INVOTEK: Jurnal Inovasi Vokasional dan Teknologi vol. 17, no. 2, pp. 39-44, 2017.
[9] S. Pramono, Sigit, E. Wahyudi, and L. H.  Lukmana. “Web Server Berbasis ATmega  128  untuk  Monitoring  dan  Kontrol  Peralatan  Rumah.”  Jurnal Infotel vol. 7, no. 1, pp. 61-68, 2015.
[10] A.  Nurhuda,  B.    Harpad,  and  M.  S.  A.  Mubarak.  “Kendali  Lampu Menggunakan Perintah Suara Berbasis Node MCU.” Sebatik vol. 23, no. 1, pp. 77-83, 2019.