Jurnal Teknik Elektro: Electronic Control, Telecomunication, Computer Information and Power System

## Sistem  Kontrol  Listrik  Skala  Rumah  Tangga  Berbasis  IoT Menggunakan NodeMCU
Akhmad Solikin a,1,* , Adi Winarno a,2 , Farrosy Zamir Irtany a,3
a Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas PGRI Adi Buana Surabaya, Jl. Dukuh Menanggal XII, Kec. Gayungan, Surabaya, Indonesia.
1 solikinakhmad@unipasby.ac.id*; 2 adiwinarno@unipasby.ac.id;
* Akhmad Solikin

## ARTICLE INFO

## ABSTRAK

## Article History
Submission  : 03-13-2024 Revision       : 03-13-2024 Accepted      : 03-19-2024 Begitu pesat perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini,  sehingga  muncul  berbagai  gagasan  di  bidang  elektonika. Kemudian  untuk  membantu  kebutuhan  manusia,  telah    dicoba mengaplikasikan  teknologi  elektronika    pada  sistem  yang sederhana,.  Penelitian  ini  ditujukan  untuk  mengkaji  penggunaan sistem  kontrol  listrik  skala  rumah  tangga  berbasis  Internet  of Things (IoT). Fungsi utama pada sistem ini adalah dapat melakukan kendali jarak jauh dari interface yang diakses. Sistem yang dibuat juga  memiliki  fungsi  smarthome  system  dimana  dapat  dilakukan kendali  lampu  secara  otomatis  berdasarkan  kondisi  cahaya  pada ruangan.  Adapun  komponen  utama  yang  digunakan  dalam pembuatan sistem ini adalah mikrokontroler jenis NodeMCU dan relay  sebagai  kontroler  utama  pada  sistem  yang  dapat  langsung terhubung  ke  Jaringan  Internet  menggunakan  akses  WiFi  yang tersedia.  Penelitian  ini  di  harapkan  bisa  dijadikan  bahan pembelajaran  bagi  mahasiswa  dan  bisa  dimanfaatkan  oleh masyarakat untuk kontrol listrik yang ada dirumahnya.
This is an open access article under license CC–BY-SA .
Kata Kunci:
IoT,  NodeMCU,  relay, sistem kontrol 1. Pendahuluan

## 1.1   Latar Belakang
Saat  ini  listrik  merupakan  kebutuhan  primer  bagi  manusia,  baik  di  lingkungan  rumah  tangga, sekolah, pabrik maupun perkantoran, semuanya membutuhkan listrik untuk menunjang aktifitas sehari- hari.  Sebagai  pengguna  listrik  sehari-hari  sangat  diperlukan  kesadaran  untuk  menggunakan  listrik secara bijak, dengan cara selalu mematikan perangkat elektronik dan lampu yang tidak terpakai.
Terkadang terlalu banyaknya lampu dan peralatan listrik yang ada dirumah menyebabkan adanya lampu ataupun perangkat elektronik yang hidup meskipun dirumah dalam keadaan kosong. Hal ini akan menyebabkan konsumsi listrik meningkat padahal listrik tidak digunakan.
Sistem  otomatisasi  rumah  atau  dikenal  dengan smart  home  system semakin  banyak  digunakan, karena memberikan kenyamanan dan kemudahan kepada pemilik rumah dalam melakukan monitoring dan kendali terhadap peralatan di rumah secara jarak jauh dan otomatis. Pengaplikasian sistem otomatis rumah diharapkan akan membantu menghemat energi listrik, karena dengan menerapkan smart home system , peralatan listrik dapat di program sedemikian rupa agar hanya berfungsi ketika diperlukan dan akan mati secara otomatis ketika tidak diperlukan.
Akhmad Solikin (Sistem Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga Berbasis IoT Menggunakan NodeMCU)
Kemudian  Dalam  rangka  mewujudkan  kebutuhan  masyarakat  dan  juga  sebagai  media pembelajaran,  maka  dapat  dibuat  suatu  sistem  yang  dapat  melakukan  pemantauan  dan  kendali penggunaan listrik dirumah secara terpusat dan mudah digunakan oleh pengguna. Smart home system diaplikasin untuk penggunaan listrik yang lebih efektif dan efisien, agar peralatan listrik yang digunakan berfungsi sesuai dengan kebutuhan dan akan mati secara otomatis ketika sudah tidak diperlukan. Akses internet  dibutuhkan  agar  sistem  dapat  dipantau  secara  jarak  jauh  dan realtime oleh  pengguna,  baik menggunakan smartphone yang  mudah  dibawa  ataupun  akses  web  server  melalui  PC  dimanapun pengguna berada.

## 1.2 Referensi
Penelitian  oleh  Anggher  Dhea  Pangestu  dkk  (2019)  berjudul  “Sistem  monitoring  beban  listrik berbasis  Arduino  NodeMCU  Esp8266”.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  terdiri  dari  4 tahapan, yaitu : 1). Pemilihan peralatan software dan hardware, 2). Perancangan sistem, 3). Pembuatan program, dan 4). Pengujian alat. Hasil dari pengujian alat menggunakan beban induktif berupa lampu LED  15  Watt  sebanyak  2  buah  dan  beban  resistif  berupa  setrika  listrik  yang  diset  pada  titik  panas maksimum, alat bekerja dengan baik dan mampu membaca besaran arus dan daya yang digunakan pada saat pengkondisian ON terhadap beban induktif dan beban resistif, tingkat akurasi alat dalam membaca berkisar 96% sampai dengan 98%.
Kemudian penelitian oleh Edy Supriyadi dkk (2020) berjudul “Rancang Bangun Sistem Monitoring dan Kendali Listrik Rumah Tangga Berbasis ESP8266 NodeMCU”. Dalam penelitian ini memonitoring menggunakan  Web  Interface.  Protokol  MQTT  dan  broker  Hivemq  digunakan  untuk  pertukaran  data sehingga dapat menampilkan tampilan monitoring dan kendali listrik rumah tangga yang dapat diakses melalui  hanphone  maupun  PC  pengguna.  Fungsi  utama  pada  sistem  ini  yaitu  dapat  melakukan monitoring tegangan listrik, arus listrik, konsumsi daya listrik di rumah, serta estimasi tagihan listrik dalam periode tertentu dan juga dapat melakukan kendali jarak jauh dari interface yang diakses. Sistem yang  dibuat  juga  memiliki  fungsi  smarthome  system  dimana  dapat  dilakukan  kendali  lampu  secara otomatis berdasarkan jumlah orang dalam ruangan. Adapun komponen utama yang digunakan dalam pembuatan  system  ini  yaitu  ESP8266  Node  MCU  sebagai  kontroler  utama  pada  system  yang  dapat langsung terhubung ke Jaringan Internet menggunakan akses WiFi yang tersedia.
Tegangan Listrik dianalogikan Secara sederhana, sirkuit elektronik dapat diumpamakan sebagai suatu bejana air yang menghasilkan aliran air dalam pipa yang didorong oleh pompa air. Tekanan air dari satu titik yang berada di dekat pompa dan titik lain di ujung pipa yang memiliki perbedaan dapat dianalogikan dengan potensial tegangan listrik. Jika pompa mulai bekerja tekanan air dalam pipa pada titik di dekat pompa menjadi lebih tinggi sehingga air dalam pipa mulai terdorong dari satu titik di dekat pompa menuju titik yang lain di ujung pipa. Pergerakan air ini disebabkan adanya perbedaan tekanan sehingga  mampu  melakukan  usaha,  misalnya  dapat  memutar  turbin.  Begitu  pula  dalam  rangkaian elektronik, perbedaan potensial  yang dihasilkan misal oleh baterai mampu melakukan usaha dengan memutar motor listrik. Jika dalam analogi, air pompa tidak bekerja, maka tidak ada perbedaan tekanan dan  air  tidak  mengalir.  Begitu  rangkaian  elektronik,  jika  baterai  habis,  maka  tidak  ada  perbedaan potensial tegangan listrik dan motor listrik tidak akan berputar.

## 2 Metode Penelitian
Pada pelaksanaan penelitian dilaksanakan berdasarkan tahap-tahap penelitian berikut ini:
1. Mencari sumber-sumber referensi mengenai teknologi otomasi.
2. Mencari referensi mengenai sistem penyusun alat rumah pintar.
3. Menentukan bahan dan alat penelitian untuk membangun sistem rumah pintar berbasis IoT.
4. Menentukan  model  yang  akan  diteliti,  berupa  tegangan  listrik  rumah  tangga  yang  dikontrol menggunakan internet.
Akhmad Solikin (Sistem Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga Berbasis IoT Menggunakan NodeMCU)
5. Rancangan Penelitian, yaitu mengukur kestabilan program dan komunikasi internet. Pengukuran dan pemrosesan dilakukan kurang lebih tiga  bulan.
6. Melakukan analisis data dan kesimpulan yaitu hasil pengukuran dan uji coba alat.

## 2.1 Flowchart
Perancangan flowchart sistem  kontrol  listrik  berbasis IoT adalah  untuk  mempermudah  proses pembuatan program dan meminimalisir tingkat kesalahan pada saat proses pembuatan program. Dalam perancangan flowchart yang terdiri dari komponen mikrokontroler NodeMCU sebagai kontrol dan relay sebagai pemutus arus.
Gambar 1. Flowchart Sistem kontrol listrik skala rumah tangga.
Pada Gambar 1 merupakan alur kerja sistem kontrol listrik skala rumah tangga berbasis IoT.

## 2.2 Blok Diagram
Perancangan blok diagram dilakukan oleh peneliti untuk mempermudah perancangan alat peraga penelitian.
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga

## 2.3 Petunjuk Operasional
Berikut ini langkah petunjuk pemakaian alat sistem kontrol listrik.
1. Hubungkan melalui wifi, SSID : ECS-AP / Password : 12345678
2. Buka web browser, Ketik : HTTP://192.168.1.1
3. Klik tombol ON untuk mengaktifkan relay atau output.
4. Klik tombol OFF untuk menonaktifkan relay atau output.
Akhmad Solikin (Sistem Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga Berbasis IoT Menggunakan NodeMCU)

## 3 Hasil dan Pembahasan
Sebagai tahap akhir adalah pengujian dan analisa dari setiap rangkaian yang telah dibuat. Hal ini bertujuan untuk mengetahui fungsi kerja dari masing-masing  alat, sehingga bila terjadi kerusakan, maka dapat segera diketahui dan dilakukan perbaikan untuk mendapatkan kinerja yang lebih baik.

## 3.1. Hasil Produk
Alat kontrol listrik ini dioperasikan menggunakan interface web service. Untuk komponen utama alat  itu  sendiri  terdiri  dari  regulator,  mikrokontroler  NodeMCU  dan  relay.  Alat  ini  pada  dasarnya berfungsi  sebagai  pemutus  dan  penghubung  aliran  listrik. Gambar  3.1 merupakan  gambar  perangkat keras alat kontrol listrik yang kami jadikan objek penelitian.
Gambar 3. Komponen elektronik dari Alat Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga Berbasis IoT.

## 3.2. Pengujian Kontrol Beban Jarak Jauh
Pengujian  kontrol  beban  dilakukan  bertujuan  untuk  mengetahui  secara  langsung  fungsi daripada sistem kontrol yang telah dirancang.
Tabel 1: Pengujian Kontrol Beban Jarak Jauh Beban Kontrol Status Web On Off On Off Relay1 Sukses Sukses Sesuai Sesuai Relay2 Sukses Sukses Sesuai Sesuai
Pada  pengujian  tabel  1  telah  diketahui  hasilnya  bahwa  sistem  kontrol  yang  telah  dirancang berfungsi dengan baik.

## 3.3 Pengujian Output Tegangan
Pengujian output dilakukan bertujuan untuk mengetahui stabil atau tidak nya tengangan setelah melewati rangkaian kontrol.
Tabel 2: Pengujian Output Tegangan Beban Tegangan (Volt) Input Output Relay 1 220 219 Relay 2 220 218
Akhmad Solikin (Sistem Kontrol Listrik Skala Rumah Tangga Berbasis IoT Menggunakan NodeMCU)
Pada tabel 2 merupakan hasil pengujian output tegangan yang diujikan pada listrik rumah tangga dengan hasil output tegangan pada relay 1 yaitu 219 V sedangkan hasil output tegangan pada relay 2 yaitu 218 V.

## 4 Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  alat  control  yang  dirancang  oleh  peneliti  berfungsi  sesuai  rencana.  Untuk tegangan output relay 1 selisih 1 V sedangkan tegangan output relay 2 selisih 2 V. Hal ini karena tegangan listrik didaerah tempat uji alat juga kurang stabil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Agung,  Nugroho  Adi.  2010.  Mekatronika  (Edisi  Pertama).  Yogyakarta:  Graha  Ilmu.  Arindya, Radita. 2012. Penggunaan dan Pengaturan Motor Listrik. Yogyakarta: Graha Ilmu
[2]   Arsada,  B.  (2017).  Aplikasi  Sensor  Ultrasonik  Untuk  Deteksi  Posisi  Jarak  Pada  Ruang Menggunakan Arduino Uno. Jurnal Teknik Elektro, 6(2), 1–8.
[3] Akbar, S. 2013. Instrumen Perangkat Pembelajaran. Bandung: PT Remaja Rosdakarya. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi. Yogyakarta: Gava Media.
[4]   Budiharto, Widodo. 2008. Panduan Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16.Jakarta: Elex Media Komputindo Eko, 2011.
[5] M.  S.  Budiawan,  "Sistem  Pengendali  Beban  Arus  Listrik,"  Fakultas  Saint  dan  Teknologi  UIN Alauddin Makassar, Makassar, 2017.
[6] Dinata  and  W.  Sunanda,  "Implementasi  Wereles  Monitoring  Energi  Listrik  Berbasis  Web Database," Jurnal Nasional Teknik Elektro Volum: 4 No.1, p. 83, 2015.
[7]   Aksono. 2014. Podcast Sebagai Sumber Belajar Berbasis  Audio. Jurnal Teknodik (2014), 18(3). Tersedia  di  jurnalteknodik.kemdikbud.go.id/index.php  /  Teknodik/article/vi  ew/130  [diakses 29- 12-2021].
[8] https://ft.unipasby.ac.id/repository-dan-e-jurnal-teknik-elektro-tahun-2019/
[9] Junaidi, &  Prabowo,  Y.  D.  (2018).  Project  Sistem  Kendali  Elektronik  Berbasis  Arduino.  In  CV Anugrah Utama Raharja
[10] Kadir,  Abdul.  2012.”Panduan  Praktis  Mempelajari  Aplikasi  Mikrokontoler  dan  Pemograman Menggunakan Arduino”. Yogyakarta : Penerbit Andi.
[11] Koval,  L.,  Vaňuš,  J.,  &  Bilík,  P.  (2016).  Distance  Measuring  by  Ultrasonic  Sensor.  IFAC- PapersOnLine, 49(25), 153–158
[12]      Prof. Dr. Suryana, Ms. (2012). Metodologi Penelitian : Metodologi Penelitian Model    Prakatis Penelitian Kuantitatif dan Kualitatif. Universitas Pendidikan Indonesia, 1–243.
[13] R. Sulistyowati and D. D. Febriantoro, "Perancangan Prototype Sistem Kontrol dan Monitoring Pembatas Daya Berbasis Mikrokontroler," IPTEK Vol.16 No.1, p. 25, 2012
[14] H.  D.  Septama,  "Smart  Wirehouse:  Sistem  Pemantauan  Dan  Kontrol  Otomatis  Suhu  Serta Kelembaban Gudang," Seminar Nasional Inovasi, Teknologi, dan Aplikasi (SeNTiA), p. 1, 2018
[15] A.  Wagyana,  "Prototipe  Smart  Power  Outlet  Untuk  Pencegah  Kebakaran  Akibat  Arus Listrik," Prosiding SENTIA 2016, Politeknik Negeri Malang, pp. 89-90, 2016.