L A P O R A N S K R I P S I
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG
PENGGUNAAN ENERGI LISTRIK BERBASIS
ARDUINO
MURIA SAKTI HADI NUGROHO
NIM. 201552010
DOSEN PEMBIMBING
Dr. Solekhan, S.T., M.T.
Mohammad Dahlan, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
2019
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG PENGGUNAAN
ENERGI LISTRIK BERBASIS ARDUINO
MURIA SAKTI HADI NUGROHO
NIM. 201552010
Kudus, 26 Agustus 2019
Menyetujui,
Pembimbing Utama,
Dr. Solekhan, S.T., M.T.
NIDN. 0619057201
Pembimbing Pendamping,
Mohammad Dahlan, S.T., M.T.
NIDN. 0601076901
Mengetahui
Koordinator Skripsi/Tugas Akhir
Imam Abdul Rozaq, S.Pd., M.T.
NIDN. 0629088601
iii
HALAMAN PENGESAHAN
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG PENGGUNAAN
ENERGI LISTRIK BERBASIS ARDUINO
MURIA SAKTI HADI NUGROHO
NIM. 201552010
Kudus, 26 Agustus 2019
Menyetujui,
Ketua Penguji,
Imam Abdul Rozaq, M.T.
NIDN. 0629088601
Anggota Penguji I,
Noor Yulita Dwi Setyaningsih, M.Eng.
NIDN. 0610079002
Anggota Penguji II,
Dr. Solekhan, M.T.
NIDN. 0619057201
Mengetahui
Dekan Fakultas Teknik
Mohammad Dahlan, S.T., M.T.
NIDN. 0601076901
Ketua Program Studi Teknik Elektro
Mohammad Iqbal, S.T., M.T.
NIDN. 0619077501
iv
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Muria Sakti Hadi Nugroho
NIM : 201552010
Tempat & Tanggal Lahir : Pati, 19 Desember 1996
Judul Skripsi : Rancang Bangun Alat Penghitung Penggunaan
Energi Listrik Berbasis Arduino
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan
hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah
laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini.
Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi
dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di
kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam penyataan ini,
maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi
lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus.
Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari
pihak manapun.
Kudus, 26 Agustus 2019
Yang memberi pernyataan,
Muria Sakti Hadi Nugroho
NIM. 201552010
v
RANCANG BANGUN ALAT PENGHITUNG PENGGUNAAN ENERGI
LISTRIK BERBASIS ARDUINO
Nama Mahasiswa : Muria Sakti Hadi Nugroho
NIM : 201552010
Pembimbing :
1. Dr. Solekhan, S.T., M.T.
2. Mohammad Dahlan, S.T., M.T.
RINGKASAN
Energi listrik sekarang sudah menjadi kebutuhan wajib bagi seluruh
manusia. Tak terkecuali bagi pengusaha indekos, ruko, maupun penginapan yang
memiliki banyak ruangan. Seringkali terjadi masalah pada saat penentuan biaya
penggunaan listrik, terlebih yang hanya menggunakan satu kWh meter. Tujuan
dilakukannya penelitian ini adalah terciptanya sebuah alat penghitung penggunaan
energi listrik berbasis Arduino yang nantinya akan dipasang pada setiap ruangan,
sehingga pemilik indekos, ruko, dan penginapan yang memakai satu kWh meter
mudah dalam menentukan biaya penggunaan energi listriknya.
Metode yang digunakan adalah Research and Development dengan mencari
materi, perancangan alat kemudian pembuatan alat penghitung penghitung energi
listrik dengan ukuran (50x50x30) cm dan menggunakan sensor PZEM-004T,
pengambilan data sampai menganalisa. Pengujian yang dilakukan meliputi
pembacaan tegangan, arus, cos phi yang dilakukan oleh sensor PZEM-004T serta
penghitungan energi listrik yang digunakan.
Penelitian ini menghasilkan sebuah alat yang dapat menghitung penggunaan
energi listrik dari pulsa yang telah dimasukan. Dengan masukan pulsa awal sebesar
Rp 50,- tidak terjadi pengurangan pulsa pada pengujian dengan kondisi tanpa
beban, sedangkan kondisi pengujian beban tetap untuk menghabiskan pulsa awal
sebesar Rp 50,- dibutuhkan waktu selama 25 menit 41 detik (ruang 1) dan 24 menit
9 detik (ruang 2) dengan konsumsi energi sebesar 0,039 kWh. Dan untuk kondisi
pengujian beban berkala, untuk menghabiskan pulsa awal sebesar Rp 50,-
dibutuhkan waktu selama 19 menit 42 detik (ruang 1) dan 18 menit 57 detik (ruang
2) dengan konsumsi energi sebesar 0,039 kWh.
Kata Kunci : Arduino, PZEM-004T, Arus, Tegangan, Cos Phi
vi
DESIGN BUILD ELECTRICITY ENERGY COUNTER TOOL WITH
ARDUINO BASED
Student Name : Muria Sakti Hadi Nugroho
Student Identity Number : 201552010
Supervisor :
1. Dr. Solekhan, S.T., M.T.
2. Mohammad Dahlan, S.T., M.T.
ABSTRACT
Electrical energy has now become a mandatory requirement for all humans.
No exception for boarders, shop houses, and inns that have a lot of room. Often
there are problems when determining the cost of using electricity, especially those
that only use one kWh meter. The purpose of this research is to create an Arduino-
based electric energy usage calculator which will be installed in each room, so that
home stayers, shop houses, and lodgings using one kWh meter can easily determine
the cost of using electricity.
The method used is Research and Development by searching for material,
designing tools and then manufacturing electric energy calculators with a size
(50x50x30) cm and using a PZEM-004T sensor, taking data to analyze. The tests
include voltage, current and cos phi readings by the PZEM-004T sensor and the
calculation of the electrical energy used.
This research produces a tool that can calculate the use of electrical energy
from pulses that have been entered. With an initial pulse input of Rp. 50, - there is
no reduction in pulses in the test with no load conditions, while the fixed load testing
conditions to spend an initial pulse of Rp. 50, - it takes 25 minutes 41 seconds (space
1) and 24 minutes 9 seconds (room 2) with an energy consumption of 0.039 kWh.
And for periodic load testing conditions, to spend an initial pulse of Rp. 50, - it
takes 19 minutes 42 seconds (room 1) and 18 minutes 57 seconds (room 2) with an
energy consumption of 0.039 kWh.
Keywords : Arduino, PZEM-004T, Current, Voltage, Cos Phi
vii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji hanya milik Allah SWT yang telah melimpahkan
segala nikmat, rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan skripsi ini dengan judul “Rancang Bangun Alat Penghitung Penggunaan
Energi Listrik Berbasis Arduino”. Penyusunan skripsi ini adalah sebagai salah satu
syarat yang harus ditempuh untuk menyelesaikan Program Studi Teknik Elektro S-
1 pada Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
Selama Penulisan dan penyusunan laporan skripsi ini penulis ingin
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Ali Ichwan dan Ibu Cicik Rumiyati yang selalu sabar memberi
semangat, motivasi dan tiada henti memberikan iringan do’a.
2. Bapak Suparnyo, S.H., M.S., selaku Rektor Universitas Muria Kudus.
3. Bapak Mohammad Dahlan, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muria Kudus dan Pembimbing II yang telah memberikan
arahan, kritikan, dan saran selama penyusunan laporan skripsi.
4. Bapak Mohammad Iqbal, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Universitas Muria Kudus.
5. Bapak Dr. Solekhan, S.T., M.T., selaku Pembimbing I yang telah
memberikan motivasi, ide dan gagasan dalam menyelesaikan penyusunan
skripsi.
6. Seluruh Dosen, Laboran, dan karyawan Teknik Elektro Universitas Muria
Kudus atas segala ilmu yang bermanfaat bagi penulis.
7. Keempat kakak putra/putri Ichwan yang selalu menunjang fasilitas dan iada
henti memberi moivasi sehingga skripsi ini dapat selesai dengan lancar.
8. Keluarga Teknik Elektro khususnya angkatan 2015 yang tetap solid
berjuang bersama sampai penyusunan skripsi ini.
9. Penghuni The Kos Management yang selalu menjadi teman berjuang dari
terbit matahari sampai terbit kembali.
10. Keluarga Pati dan Jepara yang telah memberikan kepercayaan sehingga
dapat menjadi pemecut semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi.
viii
11. Teman-teman pengurus HIMAPRO TE 2017-2018 yang telah memberi
banyak pengalaman sehingga memudahkan penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
12. Seluruh Civitas Akademika Universitas Muria Kudus atas ilmu dan
pengalaman yang bermanfaat bagi penulis.
Semoga segala bantuan yang telah diberikan menjadi catatan amal baik
sebagai bekal di akhirat nanti dan mendapat balasan yang lebih dari Allah SWT.
Penulis menyadari bahwa satiap ciptaan manusia pasti memiliki banyak
kekurangan, begitu pula dengan laporan skripsi ini. Maka dari itu penulis
mengharapkan kritik serta saran demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata semoga
laporan ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan bagi pembacanya.
Kudus, 26 Agustus 2019
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN ..................................................................... iv
RINGKASAN ............................................................................................... v
ABSTRACT ............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ................................................................................ vii
DAFTAR ISI ............................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xii
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv
DAFTAR SIMBOL .................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xvi
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN .............................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2. Perumusan Masalah ................................................................................ 3
1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4. Tujuan ..................................................................................................... 3
1.5. Manfaat ................................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4
2.1. Penelitian Terkait Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik Berbasis
Arduino ................................................................................................... 4
2.2. Rancang Bangun ..................................................................................... 6
2.3. Faktor Daya ............................................................................................ 6
2.4. Sensor PZEM-004T ................................................................................ 8
2.5. Arduino Uno R3 ..................................................................................... 8
2.6. LCD (Liquid Crystal Display) .............................................................. 10
2.7. Modul Relay 5V.................................................................................... 11
x
2.8. Keypad matriks 4x4 ............................................................................. 12
2.9. Buzzer ................................................................................................... 13
BAB III METODOLOGI .......................................................................... 15
3.1. Study Literature .................................................................................... 15
3.2. Pembuatan Alat..................................................................................... 16
3.2.1. Perancangan Hardware ............................................................. 17
3.2.2. Perancangan Software ............................................................... 18
3.2.3. Perancangan Keseluruhan ......................................................... 19
3.3. Pegujian Tingkat Akurasi ..................................................................... 21
3.4. Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik Berbasis
Arduino ................................................................................................. 22
3.4.1. Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Dengan Kondisi Tanpa Beban................................................... 22
3.4.2. Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Dengan Kondisi Beban Tetap ................................................... 23
3.4.3. Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Dengan Kondisi Beban Berkala ................................................ 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 26
4.1. Alat Yang Dihasilkan ........................................................................... 26
4.1.1. Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik ............................. 26
4.1.2. Bok Kendali Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik........ 27
4.2. Pengujian dan Pembahasan .................................................................. 28
4.2.1. Hasil Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi
Listrik Dengan Kondisi Tanpa Beban ...................................... 29
4.2.2. Hasil Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi
Listrik Dengan Kondisi Beban Tetap ........................................ 34
4.2.3. Hasil Pengambilan Data Alat Penghitung Penggunaan Energi
Listrik Dengan Kondisi Beban Berkala .................................... 43
xi
BAB V PENUTUP ...................................................................................... 53
5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 53
5.2. Saran ..................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 54
LAMPIRAN .............................................................................................. 56
BIODATA PENULIS ................................................................................. 76
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Faktor Daya ........................................................................... 7
Gambar 2.2. Sensor PZEM-004T ............................................................... 8
Gambar 2.3. Arduino Uno R3 ..................................................................... 9
Gambar 2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ............................................. 11
Gambar 2.5. Modul Relay 5V ................................................................... 12
Gambar 2.6. Keypad matriks 4x4 .............................................................. 13
Gambar 2.7. Buzzer ................................................................................... 14
Gambar 3.1. Diagram Alur Proses Pembuatan Alat Penghitung Penggunaan
Energi Listrik Berbasis Arduino ........................................... 15
Gambar 3.2. Perancangan Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Berbasis Arduino .................................................................. 16
Gambar 3.3. Blok Diagram Perancangan Hardware ................................ 17
Gambar 3.4. Flowchart Perancangan Software ......................................... 18
Gambar 3.5. Perancangan Alat Bagian Kendali ........................................ 19
Gambar 3.6. Tampak Depan Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Berbasis Arduino .................................................................. 20
Gambar 3.7. Tampak Atas Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik
Berbasis Arduino .................................................................. 21
Gambar 4.1. Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik ........................ 26
Gambar 4.2. Bok Kendali Alat Penghitung Penggunaan Energi Listrik (a)
Tampak Atas Bok Kendali (b) Tampak Dalam Bok
Kendali ................................................................................. 28
Gambar 4.3. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi
Tanpa Beban pada Ruangan 1 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 31
Gambar 4.4. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi
Tanpa Beban pada Ruangan 2 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 34
xiii
Gambar 4.5. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi
Beban Tetap pada Ruangan 1 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 38
Gambar 4.6. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Keadaan
Beban Tetap pada Ruangan 2 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 42
Gambar 4.7. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Keadaan
Beban Berkala pada Ruangan 1 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 46
Gambar 4.8. Grafik Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi
Beban Berkala pada Ruangan 2 (a) Tegangan (b) Arus (c) Cos
Phi ......................................................................................... 51
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan Kondisi Tanpa Beban
pada Ruangan 1 ......................................................................... 23
Tabel 3.2. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan kondisi Tampa Beban
pada Ruangan 2 ......................................................................... 23
Tabel 3.3. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan Kondisi Beban Tetap pada
Ruangan 1 .................................................................................. 24
Tabel 3.4. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan Kondisi Beban Tetap pada
Ruangan 2 .................................................................................. 24
Tabel 3.5. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan Kondisi Beban Berkala
pada Ruangan 1 ......................................................................... 25
Tabel 3.6. Pengujian Sensor PZEM-004T dengan Kondisi Beban Berkala
pada Ruangan 2 ......................................................................... 25
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Tanpa
Beban pada Ruangan 1 .............................................................. 29
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kodisi Tanpa
Beban pada Ruangan 2 .............................................................. 32
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban
Tetap pada Ruangan 1 ............................................................... 35
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban
Tetap pada Ruangan 2 ............................................................... 39
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban
Berkala pada Ruangan 1 ............................................................ 43
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban
Berkala pada Ruangan 2 ............................................................ 47
xv
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan
i Arus A
V
P
Tegangan
Daya Aktif
V
W
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Program Arduino ......................................................................56
Lampiran 2 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Tanpa Beban
pada Ruangan 1 .......................................................................... 62
Lampiran 3 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Tanpa Beban
pada Ruangan 2 .......................................................................... 63
Lampiran 4 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban Tetap
pada Ruangan 1 .......................................................................... 64
Lampiran 5 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban Tetap
pada Ruangan 2 ....................................................................... . . 66
Lampiran 6 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban Berkala
pada Ruangan 1 .......................................................................... 68
Lampiran 7 Pembacaan Sensor PZEM-004T Dengan Kondisi Beban Berkala
pada Ruangan 2 .......................................................................... 70
Lampiran 8 Buku Bimbingan ....................................................................... 72
xvii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
PLN : Pembangkit Listrik Negara
kWh : Kilo Watt Hour
ULP : Unit Layanan Pengadaan
BTL : Biro Teknik Listrik
VA : Volt Ampere
AC : Alternating Current
TV : Televisi
Indekos : Sebuah jasa yang menawarkan sebuah kamar atau tempat tinggal
untuk ditinggali dengan sejumlah pembayaran tertentu (umumnya
pembayaran perbulan).
Top Related