Desain dan Implementasi Jaringan Sensor Nirkabel berbasis IoT dengan komunikasi LoRa untuk Sistem Monitoring Kualitas Daya dan Energi Listrik

Abstract

Penerapan IoT telah terbukti efektif di banyak bidang, seperti yang dikonfirmasi pada konsep Industri 4.0, yang merevolusi rantai produksi modern. Dengan mengikuti pendekatan ini, penggunaan arsitektur kontrol terdistribusi dan teknologi IoT baik kabel maupun nirkabel akan menghasilkan solusi efektif untuk pengelolaan lingkungan cerdas yang terdiri dari kelompok bangunan, seperti kampus, kota maupun industri. Dalam hal ini, solusi IoT heterogen biasanya diadopsi untuk memenuhi persyaratan skenario yang sangat beragam misalnya, cakupan dalam ruangan versus luar ruangan, node seluler versus node tetap, membuat integrasi skala besar menjadi sulit. Untuk mengatasi masalah ini, makalah ini menyajikan arsitektur IoT yang mampu mengelola protokol komunikasi yang berbeda secara transparan di lingkungan cerdas, dan menyelidiki kemungkinan penerapannya untuk pemantauan dan pengendalian sumber daya energi di smart campus. Secara khusus, solusi yang diusulkan pada kasus ini adalah pengembangan jaringan sensor nirkabel yang berfokus pada integrasi teknologi Long Range (LoRa) pada peralatan sensor daya listrik yang terpasang pada panel distribusi listrik tiap gedung kampus. Oleh karena itu, akan dirancang sebuah sistem berupa Sensor-Node dan gateway yang menggunakan protokol komunikasi modbus untuk mengirimkan data ke server aplikasi sistem monitoring kualitas daya dan energi secara realtime. Jaringan sensor nirkabel dengan LoRa ini diharapkan dapat mengatasi skenario komunikasi dalam dan luar ruangan yang heterogen. Hasil dari penelitian ini adalah sebuah prototipe modul sensor-node dan gateway yang terintegrasi dengan aplikasi sistem monitoring yang akan menampilkan beberapa informasi penting dari kualitas daya dan energi listrik yang digunakan, antara lain: tegangan, arus, frekuensi, faktor daya, daya reaktif, daya aktif, daya semu, harmonisa arus dan tegangan serta penggunaan energi.