Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT

 Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT

Alfinda Rizka Afifah¹, Miko Rizka Adrianto², Muhammad Syaiful Romadlon³,

Samuel Beta⁴

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

Email : alfindarizka25@gmail.com¹, mikorizkaadrianto@gmail.com², muhammad.syaiful250198@gmail.com³, sambetak2@gmail.com⁴

ABSTRAK

Perkembangan teknologi yang semakin pesat menyebabkan mesin-mesin terus dipaksa bekerja demi keberlangsungan hidup pekerjaan manusia, oleh karena itu dibuatlah Generator Set atau yang biasa disebut Genset yang berperan penting sebagai energi pengganti saat listrik padam dengan prinsip kerja mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Untuk itu diperlukan sebuah monitoring genset guna memantau dan mengetahui volume bahan bakar yang ada di tangki genset. Maka dari itulah kami membuat alat Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT yang dibuat untuk mengetahui dan memantau volume bahan bakar secara efisien, praktis dan akurat. Alat ini juga  befungsi untuk mengetahui seberapa efisien daya yang digunakan. Alat ini menggunakan hall effect sebagai sensor leveling volume bahan bakarnya, lalu menggunakan modul ESP8266 sebagai modul wifi yang berfungsi sebagai perangkat tambahan Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP. Apabila presentase bahan bakar kurang dari 10% maka buzzer akan berbunyi. Alat ini juga menggunakan modul RTC DS3231 sebagai penghitung waktu dan firebase sebagai real time databasenya serta menggunakan MIT App Inventor sebagai pembuat aplikasinya.

Kata Kunci : Arduino, Sensor Hall Effect A3144, modul ESP8266, modul RTC DS3231, Firebase, MIT App Inventor.

ABSTRACT

The rapid development of technology causes machines to continue to be forced to work for the survival of human work, therefore a Generator Set or commonly called a Genset is made which plays an important role as a substitute energy when electricity goes out with the work principle of converting motion energy into electrical energy. For that we need a generator monitoring to monitor and know the volume of fuel in the generator tank. That's why we created a Monitoring and Data Logger for the Use of Genset Fuel Based on IoT which was made to know and monitor the volume of fuel efficiently, practically and accurately. This tool also functions to find out how efficient power is used. This tool uses the hall effect as a fuel volume leveling sensor, then uses the ESP8266 module as a wifi module which functions as an Arduino enhancement so that it can connect directly to wifi and make a TCP / IP connection. If the percentage of fuel is less than 10%, the buzzer will sound. This tool also uses the RTC DS3231 module as a timer and Firebase as its real time database and uses MIT App Inventor as the application maker.

Keywords: Arduino, Hall Effect Sensor A3144, ESP8266 module, RTC DS3231 module, Firebase, MIT App Inventor.

I. PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini menarik banyak pihak untuk untuk terus berinovasi dan mengembangkanya lebih dalam. Sistem Kontrol merupakan perkembangan teknologi yang terdiri atas sekumpulan perangkat – perangkat dan peralatan elektronik yang mampu mengontrol masukan dan keluaran sesuai yang diinginkan.

Generator set atau Genset merupakan suatu alat Sistem Kontrol yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang menggunakan bahan bakar. Pada umumnya pemantauan bahan bakar genset dilakukan secara manual oleh operator dimana hal ini sangat tidak efektif karena pembacaan parameter dilakukan dari dekat dan dengan skala waktu pembacaan yang tidak tetap.Hal itulah yang mendorong kami untuk membuat suatu alat dengan judul “Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT”.

Alat ini dirancang agar dapat lebih mudah memantau keadaan genset fuel secara lebih akurat dan praktis. Alat ini juga  befungsi untuk mengetahui seberapa efisien daya yang digunakan. Sistem akan mengontrol dan memonitoring pembacaan dengan modul kontrol seperti mikrokontroler. Karena dirancang berbasis IoT maka penggunanya dapat  memantau genset terus menerus karena sistem akan mengirimkan data secara terus menerus terhadap keadaan bahan bakar genset. Pemantauan dapat dilakukan hanya dengan melihat smartphone yang terhubung dengan WiFi yang kemudian memberikan notifikasi keadaan maupun peringatan dari aplikasi pemantauan smartphone yang telah dibuat.

1.2  Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang tersebut maka dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut :
a.  Bagaimana cara membuat alat monitoring dan data logger genset fuel berbasis IoT?
b.  Bagaimana cara menghubungkan alat tersebut dengan smartphone?
c.  Bagaimana cara menyimpan data bahan bakar menggunakan alat tersebut?

1.3  Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :
1.  Sensor hall effect mendeteksi presentase fuel kemudian data tersebut dikirim melalui jaringan
     internet dan diterima oleh aplikasi pada smartphone.
2.  SD Card sebagai pennyimpan data presentasi fuel dan waktu.

1.4   Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan proyek arduino ini adalah sebagai berikut :

1. Membantu operator memantau bahan bakar genset tanpa harus melihat tangki secara langsung
2. Mencegah terjadinya kehabisan bahan bakar saat genset sedang/akan digunakan
3. Mengetahui efisiensi pemakaian daya ketika genset beroperasi.

II. TINJAUAN  PUSTAKA

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar – dasar perencanaan pembuatan alat. Teori – teori yang akan dijelaskan dalam bab ini meliputi : Arduino Uno, Sensor Hall Effect A3144, Modul RTC DS3231, Modul ESP 8266

2.1  Arduino Uno

Gambar 2.1 Arduino Uno

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis Atmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital  dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

2.2  Sensor Hall Effect A3144

Gambar 2.2 Hall Effect Sensor A3144

Sensor Efek Hall atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Hall Effect Sensor adalah komponen jenis transduser yang dapat mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik selanjutnya. Sensor Efek Hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi posisi (positioning), mendeteksi kecepatan (speed), mendeteksi pergerakan arah (directional) dan mendeteksi arus listrik (current sensing).

Sensor Magnetik yang terbuat dari bahan semikonduktor ini merupakan komponen populer pilihan para perancang elektronika untuk aplikasi-aplikasi non-contact mereka karena kehandalannya dan mudah dirawat. Sensor Efek Hall juga tahan terhadap air, debu dan getaran apabila dibungkus dengan pelindung yang benar.

2.3  Modul RTC DS3231

Gambar 2.3 Modul RTC DS3231

Module RTC DS3231 adalah salah satu jenis module yang dimana berfungsi sebagai RTC (Real Time Clock) atau pewaktuan digital serta penambahan fitur pengukur suhu yang dikemas kedalam 1 module. Selain itu pada modul terdapat IC EEPROM tipe AT24C32 yang dapat dimanfaatkan juga. Interface atau antarmuka untuk mengakses modul ini yaitu menggunakan i2c atau two wire (SDA dan SCL). Sehingga apabila diakses menggunakan mikrontroler misal Arduino Uno pin yang dibutuhkan 2 pin saja dan 2 pin power.

Module DS3231 RTC ini pada umumnya sudah tersedia dengan battery CR2032 3V yang berfungsi sebagai back up RTC apabila catudaya utama mati. Dibandingkan dengan RTC DS1302, RTC DS3231 ini memiliki banyak kelebihan. Sebagai contoh untuk range VCC input dapat disupply menggunakan tegangan antara 2.3V sampai 5.5V dan memiliki cadangan baterai.

2.4  Modul ESP8266

Gambar 2.4 Modul ESP8266

ESP8266 merupakan modul wifi yang berfungsi sebagai perangkat tambahan mikrokontroler seperti Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP. Modul ini membutuhkan daya sekitar 3.3v dengan memiliki tiga mode wifi yaitu Station, Access Point dan Both (Keduanya). Modul ini juga dilengkapi dengan prosesor, memori dan GPIO dimana jumlah pin bergantung dengan jenis ESP8266 yang kita gunakan. Sehingga modul ini bisa berdiri sendiri tanpa menggunakan mikrokontroler apapun karena sudah memiliki perlengkapan layaknya mikrokontroler.

2.5  Buzzer

 

Gambar 2.5 Buzzer

    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V.

III. METODOLOGI PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam pembuatan Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT sebagai berikut :

3.1  Metode Persiapan

Berisikan pencarian masalah dalam kehidupan nyata dan menemukan penyelesaiannya. Selanjutnya pemilihan materi dan jurnal yang akan digunakan untuk menjadi dasar atau litelatur dalam pembuatan Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT.

3.2  Metode Perencanaan

Menentukan rancangan system, alat, serta program yang akan digunakan dalam pembuatan Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT.

1.   Metode Perancangan

      Proses pembuatan dimulai dari pembuatan program data sensor hall effect, program data logger, lalu dikirimkan modul ESP8266 melalui komunikasi serial. Memprogram ESP8266 untuk menerima data dan mengirimkan ke Firebase lalu menyambungkan ke AP (Acsess Point). Selanjutnya membuat aplikasi dan mempersiapkan sd card untuk menyimpan data.

2.   Pengujian Alat

      Melakukan pengujian pada sensor dan pengiriman data ke aplikasi dan sd card

3.   Tahap Penyusunan Laporan

      Menyusun laporan hasil dari pembuatan alat dalam bentuk laporan penelitian.

IV. PERANCANGAN ALAT

Bab ini akan dibahas  tentang  Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT. Perancangan sistem ini meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

4.1  Komponen yang Digunakan :

1.  Arduino Uno

2.  Sensor Hall Effect A3144

3.  Modul RTC DS3231

4.  Modul ESP 8286

5.  Buzzer

4.2  Diagram Blok

Berikut diagram blok dari Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT

Gambar 4.1 Diagram Blok

4.3  Cara Kerja Alat

Sensor hall effect mendeteksi ketinggian bahan bakar melalui pelampung yang didalamnya terdapat magnet. Lalu data tersebut dikirim ke arduino untuk diolah menjadi satuan presentase. Selanjutnya data sensor tersebut dikirim ke ESP8266 yang berfungsi sebagai perangkat tambahan Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan selanjutnya  data dapat diolah di firebase dan ditampilkan pada aplikasi smartphone. Apabila bahan bakar kurang dari 10% maka buzzer akan berbunyi. Data logger didapatkan dengan bantuan RTC DS3231 yang dimana berfungsi sebagai RTC (Real Time Clock) atau pewaktuan digital yang selanjutnya data diolah dengan arduino dan disimpan pada SD Card 5 menit sekali.

4.4  Perancangan Perangkat Keras

Membuat rancangan perangkat keras meliputi pembuatan rangkaian elektornik untuk sistem secara keseluruhan. Berikut ini adalah gambar rangkaian yang dibuat.

Pada gambar di bawah ini ditunjukkan keseluruhan rangkaian yang dilengkapi dengan pengawatan yang menunjukkan terletak di pin mana saja masukan dan luaran alat.

Gambar 4.2 Skematik Rangkaian 

Pada gambar dibawah ini ditunjukkan pengawatan pin Arduino  dengan komponen lainnya.

Gambar 4.3 Diagram Pengawatan

4.5 Perancangan Perangkat Lunak

Gambar 4.4 Diagram Alir

V. PENGUJIAN ALAT

Dalam proyek yang kami buat, perlu adanya pengujian untuk menentukan kesesuaian alat dengan prinsip kerjanya. Adapun langkah-langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah sebagai berikut:

1.  Mengunggah program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan apa belum.

2.  Menguji alat sesuai cara kerja.

Gambar 5.1 Alat Tampak dari Depan

VI. KESIMPULAN

Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan pembahasan pada proyek arduino ini, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Pembuatan Pemantau dan Data Logger Penggunaan Bahan Bakar Genset Berbasis IoT ini menggunakan sensor hall effect A3144 sebagai sensor ketinggian bahan bakarnya. Lalu menggunakan Arduino Uno sebagai mikrokontrolernya. Menggunkan ESP8266 yang berfungsi sebagai perangkat tambahan Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan membuat koneksi TCP/IP dan menggunakan RTC DS3231 sebagai pewaktuan digital.

2.  Data presentase bahan bakar dari sensor dikirim ke ESP8266 yang berfungsi sebagai perangkat tambahan Arduino agar dapat terhubung langsung dengan wifi dan selanjutnya  data dapat diolah di firebase dan ditampilkan pada aplikasi smartphone.

3.   Data logger didapatkan dengan bantuan RTC DS3231 yang dimana berfungsi sebagai RTC (Real Time Clock) atau pewaktuan digital yang selanjutnya data diolah dengan arduino dan disimpan pada SD Card 5 menit sekali.

4.  Presentase bahan bakar genset dapat dpantau melalui aplikasi smartphone. Apabila bahan bakar kurang darri 10% maka buzzer akan berbunyi. Data logger akan disimpan pada SD Card.

REFERENSI

1.  https://theiotprojects.com/esp8266-plot-sensor-readings-to-webserver-in-real-time-chart/

2.  https://belajarmikrokontroler2019.blogspot.com

LAMPIRAN

1. Jurnal, klik disini

2. PPT, klik disini

3. Program, klik disini

4. Diagram Pengawatan, klik disini

5. Diagram Blok, klik disini

6. Diagram Alir, klik disini

7. Gambar Rangkaian, klik disini

8. Video, klik disini

BIODATA

Alfinda Rizka Afifah. Lahir di Kudus, 25 April 2000. Riwayat pendikan formal di SD N Slawi Kulon 03, SMP N 2 Kudus, SMA N 1 Kudus. Pada tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru di kampus Politeknik Negeri Semarang (POLINES) dengan program studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.18.1.03. Apabila ada kritik,saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: alfindarizka25@gmail.com

Miko Rizka Adrianto. Lahir di Kendal, 26 April 2000. Riwayat pendikan formal di SD N 2 Patukangan, SMP N 2 Kendal, SMA N 1 Kendal. Pada tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru di kampus Politeknik Negeri Semarang (POLINES) dengan program studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.18.1.16. Apabila ada kritik,saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: mikorizkaadrianto@gmail.com

Muhammad Syaiful Romadlon. Lahir di Kudus, 25 Januari 1998. Riwayat pendidikan formal di MI Muhammadiyah 1 Kudus, SMP N 1 Jati, SMK 7 Semarang. Pada tahun 2018 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru di kampus Politeknik Negeri Semarang (POLINES) dengan program studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.18.1.19. Apabila ada kritik,saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email: muhammad.syaiful250198@gmail.com