e-ISSN : 2715-5064

## AKUISISI DATA KWH METER SISTEM IMPULSE PADA PEMAKAIAN ENERGI LISTRIK RUMAH TANGGA DENGAN SENSOR CAHAYA BERBASIS INTERNET OF THING
Miftakhul Huda 1*) , Muhamad Bakhar 2 , Arfan Haqiqi Sulasmoro 3 , Mohammad Sobri Sungkar 4
1,2,3 D3 Teknik Komputer Politeknik Harapan Bersama Kota Tegal
4 D3 Teknik Elektronika Politeknik Harapan Bersama Kota Tegal 1,2,3,4 Jl. Mataram No.9 Pesurungan Lor Kota Tegal
*email: 1 mh_iftah@poltektegal.ac.id , 2 muhammadbakhar@gmail.com , 3 arfan.hqq@ poltektegal.ac.id,
4 sobrisungkar@gmail.com
Abstrak  Di  era  perkembangan  teknologi  saat  ini,  listrik merupakan  salah  satu  kebutuhan  yang  sangat  penting  bagi masyarakat.  Saat  ini  meteran  listrik  rumah  tangga  dulu menggunakan meteran listrik analog dan saat ini beralih ke meteran digital atau semi digital dengan menggunakan metode hitung pulsa. Sedangkan  untuk  mengukur  kedua  alat  tersebut,  masih  sulit  untuk sekadar  memantau  konsumsi  listrik  dengan  alat  perekam  karena masih  harus  mendatangi  rumah  masing-masing  pelanggan.  Oleh karena  itu  diperlukan  submeter  listrik  agar  konsumsi  listrik  (kWh) dapat  dicek  dengan  mudah  melalui  internet.  Sistem  mengirimkan data  real-time  dari  perangkat  yang  disimpan  di  database  cloud. Sistem  dibuat  dengan  menggunakan  sensor  cahaya  (sensor  LDR) untuk  membaca  cahaya  yang  dipancarkan  oleh  pulsa  LED  kWh meter,  kemudian  mikrokontroler  ESP8266  menggunakan  beberapa pulsa  yang  diterima  dari  sensor  LDR  sebagai  pemicu  untuk menghasilkan  data  perhitungan  yang.  dilakukan  di  cloud, mikrokontroler  menampilkan  hasil  perhitungan  tersebut  di  layar LCD. Sistem tersebut dikatakan cocok untuk pengambilan data dari kWh  meter  pada  sistem  impuls,  dimana  modul  sensor  LDR  dapat menerima  cahaya  maksimal  dari  LED  kWh  meter  dan mikrokontroler  dapat  menggunakannya  untuk  mengirimkan  data  ke aplikasi.  Hasil  perhitungan penerapan  data  kWh  meter  nampaknya sesuai  dengan  kemiripan  yang  hampir  terlihat  antara  data  akhir pada Tabel 1 dan Gambar 7 yaitu tampilan mekanik dari kWh meter sistem Impulse. Sistem dapat beradaptasi dengan meter kWh serupa lainnya..
Kata kunci : IoT, Microcontroller, LDR, kWh impulse

## I. PENDAHULUAN
Saat  ini  ada  kebutuhan  listrik  yang  mutlak,  sehingga beban  listrik  harus  dipantau,  sehingga  konsumsi  listrik  dapat dengan  mudah  dipantau.  Pada  penelitian  ini  cabang pengamatan  dibatasi  pada  pengukuran  parsial.  Teknologi terintegrasi adalah cara yang efektif untuk menghemat energi dan biaya. Saat ini informasi konsumsi listrik dapat diperoleh melalui  tagihan  listrik  bulanan  dan  tidak  dapat  diketahui secara real  time .  Laporan  ini  mengartikulasikan  kebutuhan untuk  membuat  sistem  pemantauan  konsumsi  energi  KWH meter  semi  digital/pulsa  untuk  jenis  beban  listrik  yang  dapat dipantau  melalui  Internet.  Akuisisi  data  membutuhkan mikrokontroler  dan  sensor  yang  mendukungnya.  Studi  ini mengumpulkan dan  mengolah data beberapa konsumen  yang digunakan di rumah tangga dengan listrik satu fasa. Perangkat untuk  mengumpulkan  data  dari  sensor  adalah  NodeMCU, sensor  cahaya,  modul  LDR.  Listrik  merupakan  salah  satu kebutuhan  manusia  yang  sangat  penting  di  era teknologi  dan komunikasi.  Perangkat  listrik  digunakan  di  hampir  semua
bidang  kehidupan  manusia.  Dengan  berkurangnya  sumber daya  alam  untuk  produksi  listrik,  diharapkan  masyarakat dapat  menghemat  listrik.  Konsumsi  listrik  dapat  diukur dengan  KWH  meter.  Walaupun  ada  juga  kWh  meter  semi digital,  namun  kWh  meter  ini  tergolong  kWh  meter  digital. KWh analog adalah kWh yang menggunakan metode induksi, dengan  komponen  seperti  pelat,  kumparan  tegangan  dan kumparan  arus,  serta  magnet  permanen  yang  bekerja  di bawah  pengereman.  kWh  meter  digital  adalah  kWh  meter berdasarkan meteran energi listrik elektronik. Wattmeters atau Kwattmeters,  sering  disebut  Watt-meter/Kwatt,  disusun sedemikian rupa sehingga kumparan tegangan bebas berputar, sehingga  daya  listrik  dapat  diukur  dalam  satuan  WH  (WH) atau KWH. (jam kilowatt) [1]
Bagi  sebagian  konsumen  listrik,  misalnya  pada  bangunan tempat  tinggal,  diperlukan  informasi  jumlah  konsumsi  listrik pada  waktu  tertentu  untuk  mengetahui  tingkat  konsumsi listrik. Pengendalian konsumsi energi listrik diperlukan untuk mengurangi konsumsi energi listrik yang berlebihan dan tidak perlu [2].
Proses  penghitungan  manual,  di  mana  petugas  mencatat konsumsi  listrik  sebuah  apartemen  satu  per  satu,  dinilai memakan  waktu  dan  tidak  efisien.  Untuk  mempermudah proses  konsumsi  listrik  rumah,  pendataan  kwh  meter  sistem Impulse  dilakukan  dengan  sensor  cahaya  berbasis  web Off Thing .

## II. PENELITIAN YANG TERKAIT
Peneliti  sebelumnya  telah  melakukan  beberapa  penelitian untuk  menghitung  kWh.  Komponen  yang  digunakan  dalam penelitian ini dan cara pengoperasian sistem juga berbeda.
Prototipe  studi  pengukuran  beban  dan  pemantauan  biaya listrik menggunakan mikrokontroler Arduino untuk pelanggan pascabayar Arif Zulpa berbasis web. Perancangan menggunakan  sensor  arus  listrik  seri  SCT-013  dan  Arduino sebagai  mikrokontroler.  Berawal  dari  penjelasan  penelitian saat  ini,  maka  penulis  bermaksud  untuk  mengembangkan kajian  desain  kWh  meter  digital,  dimana  penelitian  tersebut bertujuan untuk memudahkan pemahaman tentang kWh meter digital  dengan  cara  membandingkan  tegangan  listrik,  energi listrik  yang  dikonsumsi,  daya  yang  dikonsumsi  dan  daya listrik yang dikonsumsi. Nilai rupiah ditampilkan untuk setiap
*) penulis korespondensi : Miftakhul Huda Email:mh_iftah@poltektegal.ac.id
e-ISSN : 2715-5064
kenaikan  energi  listrik  yang  dikonsumsi.  Selain  itu,  kWh meter  digital  dapat  memberikan  sinyal  peringatan/alarm ketika  waktu  pembayaran  sudah  dekat.  Sistem  kWh  meter digital yang direncanakan juga akan dilengkapi dengan sistem cadangan  jika  terjadi  pemadaman  listrik  oleh  PLN  untuk memastikan  listrik  yang  tersimpan  tidak  hilang.  Kembali  ke penyimpanan data sebelumnya secara manual untuk  memulai kembali perhitungan dari awal.[3]
Kajian  kWh  meter  digital  berbasis  mikrokontroler AT89S51  karya  M.  Arif  Nurdiansyah  ini  juga  dirancang menggunakan sensor arus ACS712 20A untuk mengukur arus yang  terhubung  ke  beban.  Sensor  arus  terhubung  ke  sirkuit ADC untuk mengubah data analog menjadi digital. [4].
Studi desain kalkulator energi listrik berbasis mikrokontroler  Wicaksono  Pic  16f877  Studi  kWh  meter digital  dengan  metode  pengukuran  volt  ampere  untuk menentukan besarnya energi listrik (kWh).[5]

## III. METODE PENELITIAN

## 3.1 Bahan Penelitian
Bahan-bahan  yang  dibutuhkan  dalam  proposal  penelitian ini adalah perangkat keras dan perangkat lunak..
3.2 Alat Penelitian
1. Hardware
Sejumlah  perangkat  keras  diperlukan  dalam  perencanaan dan  pelaksanaan  program.  Perangkat  keras  utama  yang dibutuhkan  meliputi  komputer  dengan  spesifikasi  prosesor minimal  1  GHz  dan  memori  500  MB, Switching  Power supply , IOT  Control  Box ,  LCD  16x2,  Saklar on/off ,  tombol reset , stop kontak, terminal kabel, steker, Node MCU, Sensor cahaya, LDR Modul dan Access Point . 2. Software
Selain  dukungan  perangkat  keras,  perangkat  lunak  juga diperlukan  untuk  perencanaan  dan  pelaksanaan  program. Perangkat  lunak  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah bahasa pemrograman PHP dan C dengan Arduino Sketch . 3.3 Prosedur Penelitian penelitian  ini  dikembangkan  berdasarkan  pengembangan teknologi  perangkat  lunak  dalam  beberapa  tahapan,  yaitu. selama  pengamatan  langsung  sampai  produk  siap  untuk pengujian.  Model  air  terjun  menurut  Sommerville,  2001 digunakan sebagai model, yaitu::
1. Requirements Analysis and Definition
Mengumpulkan  kebutuhan  data  yakni  data  pengguna listrik, data kWh yang dimiliki pelanggan, proses perhitungan pemakaian Listrik.
2. Sistem Design
Desain  dibuat  menggunakan Usecase sesuai  Gambar  1, Flowchart sesuai gambar 2, dan diagram blok sesuai Gambar 3.
3. Implementation and Unit Testing
Sistem diimplementasikan pada sebuah papan  yang ditempat perangkat  keras  kWh  Meter,  blok controller dan  perangkat kelistrikan  lainnya  sedangkan  unit testing menggunakan perangkat mobile dan laptop untuk membuka aplikasi.
Gambar 1 Use Case Diagram System Cloud / Website Gambar 2 Diagram Blok Sstem

## Gambar 3 Flowchart Sistem Pada Microcontroller

## 3.4 Tahapan Penelitian
Tahapan  penelitian  pada  penelitian  ini  adalah  dijelaskan seperti  Gambar  4. Yaitu Analisa  Sistem,  Membangun  Sistem dan Pengujian Sistem.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Penelitaian  ini  menghasil  berupa  perangkat  keras  berupa blok  papan  sistem  akuisi  data  kWh,  perangkat  lunak  berupa aplikasi  berbasis  web  untuk  memonitor  dan  mencatat  data kWh  serta  data-data  hasil  pencatatan  oleh  sistem.  Terdapat kesesuaian  data  antara  secara  Iot  dan  visual  di  kWh  Meter sesuai Table 1, Gambar 7 dan Gambar 9.
e-ISSN : 2715-5064
Gambar 4 Tahapan Penelitian
Gambar 5 Pemasangan Modul LDR
Gambar 6 Papan tempat kWh dan Sistem Akuisisi data kWh
Gambar 7 Tampilkan data pada kWh meter
Tabel 1 Pencatatan Data kWh per 5 detik No. Tanggal kWh 1 16/01/2023 20:59 0.96 2 16/01/2023 21:04 0.97 3 16/01/2023 21:09 0.98 4 16/01/2023 21:19 0.99 5 16/01/2023 21:24 1.00 6 17/01/2023 23:45 1.70 7 18/01/2023 3:30 1.71 8 18/01/2023 7:20 1.72 9 18/01/2023 11:05 1.73 10 18/01/2023 14:50 1.74 11 18/01/2023 18:35 1.75
Gambar 8 Tampilan awal aplikasi
Gambar 9 Tampilan informasi ID, kWh dan impulse
Gambar 10 Update data kWh
e-ISSN : 2715-5064

## Gambar 11 Rekam data kWh real time secara manual
4.2 Pembahasan
Modul  sensor  cahaya  LDR  sebagai  trigger  pencatatan yang akan dikirm ke cloud /server diletakkan sedemikian rupa Gambar  5.  agar  modul  LDR  tidak  mendapatkan  gangguan cahaya  dari  luar  selain  cahaya  LED  dari  kWh,  dengan menggunakan  bahar  karet  berwarna  hitam,  dilubangi  sebesar ukuran  LED  dan  LDR  sehingga  antara  LDR  dan  LED  dapat berhadapan dalam lubang tersebut.
Gambar  3.  Merupakan flowchart sistem  yang  berjalan  di sisi microcontroller berupa  mekanisme  kerja  dalam  sistem Akusisi  Data  kWh  Meter  Impulse  sebagai  masukan  untuk Aplikasi berupa input, output , dan proses.
Aplikasi  menghitung  naik  setiap  mendapatkan  informasi dari microcontroller dengan  cara  menyimpan  ke database , sebagai contoh jika data teknis kWh meter 3200 pulse untuk 1 kWh,  agar  data  kWh  dapat  terupdate  sesuai  penampil mekanisnya    data  kWh  akan  bertambah  0.01  setiap  data terakumulasi 32 pulse.
Gambar  6  merupakan  penampakan  lengkap  perangkat keras  dari  penelitian  ini,  stop  kontak  kanan  digunakan  untuk menyalurkan daya ke beban listrik, SD Card digunakan untuk menyimpan file text yang  berisi  informasi teknis  kWh, akses WiFI,  Host/Cloud,  ID  Pelanggan,  waktu  siklus  pencatatan data  kWh, file tersebut  digunakan  pada  setiap  awal  sistem bekerja  sehingga  dapat  digunakan  oleh  kWh  Meter  lainnya yang  sejenis  tanpa  merupah  kode  program/ firmware micocrotroller -nya.
Data  pemakaian  daya  listrik  kWh  diperlihatkan  pada Tabel  1.  merupakan  hasil  pencatatan  oleh  aplikasi,  terlihat bahwa  data  terakhir  yaitu  1.75  kWh  hampir  sama  dengan tampilan secara visual sesuai Gambar 7. dan juga dapat dilihat pada aplikasi sesuai Gambar 9.
Gambar  8,9,10,11  merupakan  hasil  dari  rancangan  sesuai dengan  usecase  Gambar  1.  Sehingga  menghasil  data  kWh sesuai contoh pada tabel 1.
Gambar  8.  adalah  tampilan  awal  aplikasi  di  mana user diharuskan mengisi data ID Pelanggan yang akan dilihat data kWh Meternya.
Gambar  9.  adalah  tampilan  dari  Data  kWh  Meter  secara real time sesuai database yang menampung hasil perhitungan informasi  dari microcontroller oleh  aplikasi  yaitu  data  kWh dan Impulse.
Gambar 10. merupakan form untuk melakukan penyesuaian Data kWh Meter apabila sistem digunakan pada awal  kali  yang  nilai  angka  mekanisnya  selain  0.00  sehingga hasil perhitungan akan sesuai antara Aplikasi dan kWh Meter.
Gambar  11.  merupakan form untuk  mencatat  data  kWh meter ke Tabel 1. setiap saat diinginkan diluar siklus.

## V. KESIMPULAN
Sistem dikatakan dapat digunakan untuk akuisisi data kwh meter  sistem  impulse  di  mana  modul  sensor  LDR  dapat maksimal  menerima  sinar  dari  LED  kWh  meter  dan  dapat digunakan  oleh microcontroller untuk  mengirim  data  ke aplikasi.
Hasil  perhitungan  data  kWh  meter  oleh  aplikasi  tampak sesuai  dilihat  dari  hampir  samanya  secara  visual  antara  data akhir Tabel 1. dan Gambar 7 yang merupakan tampilan angka mekanis dari kWh Meter Sistem Impulse.
Sistem telah mampu beradaptasi jika akan digunakan pada kWh  meter lainnya  yang sejenis dengan cara hanya  merubah informasi file  text yang  akan  dimasukan  ke  dalam  SDCard yang  akan  digunakan  oleh microcontroller pada  saat  awal sistem digunakan.
Sistem  dapat  dilanjutkan  untuk  dibuat  lebih  kompak sehingga  apabila  akan  digunakan  oleh  masyarakat  umum akan lebih mudah dalam implementasinya.
Sistem  masih  terdapat  kelemahan  yaitu  pemasangan modul  sensor  LDR  yang  harus  membuka  penutup  dari  kWh meter  sehingga  diperlukan  kolaborasi  dengan  PLN  sehingga tidak dikatakan pengrusakan kWh meter.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  penulis  kepada  warga  pelanggan PLN  dengan  ID  Pelanggan  522511131099  yang  telah mengizinkan untuk tempat observasi untuk penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bini,  T.,  Indrawan,  A.  W.,  &  Dasmawati1.  (2018).  Rancang  Bangun Sistem Monitoring KWH Meter Berbasis Android. Prodiding Seminar Hasil Penelitian (SNP2M), 144–148.
[2] Noviandi,  K.,  Yacoub,  R.  R.,  &  Junaidi.  (2020).  Perancangan  Alat Penghitung  Penggunaan  Daya  Listrik  Pada  Lampu  Penerangan  Jalan Umum  Berbasis  Sensor  Arus  Dan  Mikrokontroler.  Jurnal  Teknik Elektro Universitas Tanjungpura, 1(1–11), 1–11.
[3] Zulpa Arif. 2015. Prototyfe Monitoring Pengukuran Beban Dan Biaya Arus  Listrik  Degan  Mikrokontroler  Arduino  Pada  Pelanggan  Pasca Bayar  Berbasis  Web.  Skripsi.  Teknik  Informatika,  Universitas  Islam Negeri Syarif Hidayatullah.
[4] Nurdiansyah  M.  Arif.  2010.  Kwh  Meter  Digital  Berbasis Mikrokontroler  AT89S51.  Skripsi.  Program  Diploma  Iii  Ilmu Komputer, Universitas Sebelas Maret.
[5] Wicaksono  Titis.  2007.  Rancang  Bangun  Alat  Penghitung  Biaya Energi  Listrik  Terpakai  Berbasis  Mikrokontroler  Pic  16f877.  Jurnal. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.
[6] Mochammad Haldi Widianto. 2018. Pengaplikasian Sensor Hujan dan LDR  untuk  Lampu  Mobil  Otomatis  Berbasis  Arduino  Uno.  Jurnal RESISTOR  (elektRonika  kEndali  telekomunikaSI  tenaga  liSTrik kOmputeR). Teknik Elektro Universitas Islam Nusantara Bandung.
[7] Desmira,  Didik  Aribowo,  Gigih  Priyogi,  Saeful  Islam.  2022. APLIKASI  SENSOR  LDR  (LIGHT  DEPENDENT  RESISTOR) UNTUK  EFISIENSI  ENERGI  PADA  LAMPU  PENERANGAN JALAN  UMUM.  Jurnal  PROSISKO.  Universitas  Sultan  Ageng Tirtayasa.