Volume 20 Nomor 2 .
E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676
Jurnal Teknik Elektro dan Informatika
SISTEM OTOMATISASI PERPINDAHAN SUMBER DAYA LISTRIK PLNGENSET BERBASIS IOT DENGAN MIKROKONTROLER
ESP32-ARDUINO
Imam Musi KhotzaAou.
Budi Widarto.
Muhammad Fathur Rahman.
1,2,.
Jurusan Teknik Elektro.
Fakultas Teknik.
Universitas Muhammadiyah Malang Jl.
Raya Tlogomas No.
Kota Malang 65144.
Jawa Timur.
Indonesia E-mail : .
imammusi10@gmail.
com, .
budiarket16@gmail.
muhammadfathurrahman987@gmail.
ABSTRAK
Pemadaman listrik yang tidak terduga mengganggu aktivitas operasional berbagai sektor yang mengandalkan kontinuitas daya listrik.
Sistem perpindahan manual dari PLN ke genset memiliki keterbatasan waktu respons dan efisiensi operasional.
Penelitian ini mengembangkan sistem otomatisasi perpindahan sumber daya listrik yang melakukan switching otomatis antara PLN dan genset menggunakan teknologi Internet of Things (IoT).
Sistem menggunakan mikrokontroler ESP32 untuk komunikasi IoT dan Arduino sebagai kontroler utama, dilengkapi teknologi Automatic Transfer Switch (ATS) dan Automatic Main Failure (AMF).
Implementasi menggunakan Solid State Relay untuk switching daya, sensor tegangan untuk deteksi status PLN, dan UPS sebagai backup Sistem dilengkapi fitur monitoring jarak jauh melalui aplikasi Android dan mekanisme retry starter genset.
Hasil pengujian menunjukkan sistem berhasil melakukan perpindahan otomatis dengan waktu respons cepat, mampu beroperasi dalam mode otomatis dan manual, serta dapat dikontrol secara real-time.
Sistem ini memberikan solusi praktis untuk meningkatkan kontinuitas daya listrik dan mengurangi ketergantungan operator manual.
Kata kunci : perpindahan sumber daya listrik, otomatisasi.
IoT.
ESP32.
Arduino.
ATS/AMF ABSTRACT Unexpected power outages disrupt operational activities in sectors that rely on electrical power continuity.
Manual switching systems from PLN to generators have limitations in response time and operational efficiency.
This research develops an automated power source switching system that performs automatic switching between PLN and generators using Internet of Things (IoT) The system uses ESP32 microcontroller for IoT communication and Arduino as the main controller, equipped with Automatic Transfer Switch (ATS) and Automatic Main Failure (AMF) Implementation uses Solid State Relay for power switching, voltage sensor for PLN status detection, and UPS as backup power.
The system features remote monitoring through Android applications and generator starter retry mechanism.
Test results show the system successfully performs automatic switching with fast response time, operates in both automatic and manual modes, and can be controlled in real-time.
This system provides a practical solution to improve electrical power continuity and reduce dependence on manual operators.
Keywords: power source switching, automation.
IoT.
ESP32.
Arduino.
ATS/AMF Diterima Redaksi : 24 Juli 2025 | Selesai Revisi : 15 Agustus 2025 | Diterbitkan Online : 18 Agustus 2025 Volume 20 Nomor 2 .
12-19 E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676 Jurnal Teknik Elektro dan Informatika .
, .
Integrasi kedua platform ini memungkinkan sistem memiliki kombinasi
Pemadaman listrik merupakan tantangan kontrol
ESP32
serius di berbagai sektor, terutama yang terus- komunikasi nirkabel dan antarmuka pengguna, menerus.
, .
, .
seperti industri perikanan, sementara Arduino berfungsi sebagai pengendali rumah tangga, dan fasilitas publik.
Ketika aliran utama untuk operasi kritikal.
, .
Dokumentasi pengembangan alat ini listrik terputus, aktivitas operasional terganggu, kerugian mencakup tahapan mulai dari perencanaan signifikan.
Banyak pengguna konsep, desain sistem hingga implementasi mengandalkan genset sebagai sumber daya perangkat keras dan lunak.
Melalui proses cadangan.
, namun proses peralihan dari PLN tersebut, sistem diimplementasikan dalam ke genset sering kali masih dilakukan secara berbagai skenario kegagalan daya untuk Hal ini menyebabkan keterlambatan memastikan fungsionalitas dan keandalannya.
pemulihan daya dan menurunkan efisiensi sistem Penggunaan solid-state relay (SSR).
UPS sebagai sumber backup, serta fitur retry saat starter genset.
secara keseluruhan.
, .
Seiring berkembangnya teknologi, sistem Solid-State Relays (SSR) dipilih karena daya otomatisasi berbasis Internet of Things (IoT) tahan dan umur operasional yang lebih panjang mampu dibandingkan relay elektromekanis.
UPS
meningkatkan responsivitas dan fleksibilitas (Uninterruptible Power Suppl.
menyediakan sistem kelistrikan.
, .
, .
Dengan sumber daya cadangan yang dapat diandalkan memanfaatkan teknologi IoT, sistem peralihan untuk relay protektif ketika sumber daya primer daya dapat dikendalikan secara otomatis dan hilang.
, .
, .
fitur retry starter genset dipantau dari jarak jauh melalui perangkat memberikan kelebihan pada operasional yang mobile.
Hal ini memungkinkan pengguna penting ketika terjadi kegagalan starter pada untuk tetap mengelola sistem listrik dengan percobaan pertama, sehingga meningkatkan efisien meskipun tidak berada di lokasi, sekaligus keandalan sistem secara keseluruhan.
Tujuan utama dari penelitian ini untuk meminimalkan ketergantungan terhadap operator dan mengimplementasikan sistem manual.
, .
, .
Dalam proyek tugas akhir ini.
ATS/AMF berbasis IoT yang dapat melakukan dikembangkanlah alat berbasis ATS (Automatic perpindahan daya secara otomatis dengan tingkat Transfer Switc.
dan AMF (Automatic Main keandalan tinggi.
Sistem yang dikembangkan Failur.
yang terintegrasi dengan teknologi IoT.
diharapkan mampu mengatasi keterbatasan Sistem dirancang untuk mampu memindahkan sistem manual konvensional melalui integrasi jalur kelistrikan secara otomatis dari PLN ke teknologi ESP32 dan Arduino.
, .
, serta genset dan sebaliknya, dengan waktu respons dilengkapi dengan fitur monitoring jarak jauh.
yang cepat.
, .
Kontrol alat dilakukan Penelitian ini diharapkan dapat memberikan melalui dua metode, yaitu secara otomatis oleh kontribusi dalam bentuk solusi praktis untuk sistem, serta manual melalui tombol fisik atau meningkatkan efisiensi dan keandalan sistem aplikasi Android yang terhubung ke internet kelistrikan cadangan, khususnya bagi sektormenggunakan modul ESP32 dan Arduino sebagai sektor yang memerlukan kontinuitas daya minim pengendali utama.
Arduino terbukti efektif gangguan.
Selain itu, dokumentasi lengkap dari digunakan pada controller dalam berbagai proses pengembangan sistem ini dapat menjadi bidang.
, .
, .
, .
sehingga dapat referensi untuk penelitian sejenis di masa memberikan efektifitas pada alat.
ESP32 mendatang serta memberikan landasan bagi memberikan keunggulan dalam hal konektivitas pengembangan sistem otomatisasi kelistrikan IoT dan kemampuan pemrosesan yang tinggi.
, yang lebih canggih dan terintegrasi.
PENDAHULUAN
Diterima Redaksi : 24 Juli 2025 | Selesai Revisi : 15 Agustus 2025 | Diterbitkan Online : 18 Agustus 2025 Volume 20 Nomor 2 .
E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676
Jurnal Teknik Elektro dan Informatika
METODE PENELITIAN
1 Desain Penelitian Penelitian ini menggunakan metode penelitian dan pengembangan (Research and Development/R&D) mengimplementasikan, dan menguji sistem ATS/AMF berbasis IoT.
Metode R&D dipilih karena penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan produk teknologi baru yang dapat dimanfaatkan dalam praktik.
, sesuai dengan karakteristik penelitian pengembangan yang fokus pada inovasi teknologi aplikatif.
Pendekatan eksperimental digunakan untuk menguji efektivitas sistem yang dikembangkan melalui serangkaian pengujian terkontrol dalam kondisi laboratorium maupun simulasi lapangan.
Penelitian dilakukan secara bertahap mulai dari perancangan sistem, implementasi perangkat keras dan lunak, hingga pengujian fungsionalitas sistem.
Tahapan pengembangan sistem yang telah divalidasi dalam penelitian sebelumnya, dengan modifikasi sesuai karakteristik khusus sistem ATS/AMF berbasis IoT.
2 Tahapan Penelitian 1 Perancangan Arsitektur Sistem Perancangan arsitektur sistem dimulai dengan pembuatan blok diagram sistem keseluruhan yang menggambarkan interaksi antara komponen utama yaitu kontroler, sensor, dan interface komunikasi, seperti pada gambar isolasi sinyal untuk meningkatkan keandalan 2 Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras mengikuti mempertimbangkan aspek functionality dan Rangkaian menggunakan platform Arduino yang dipilih berdasarkan ketersediaan library, kemudahan pemrograman, dan proven reliability dalam aplikasi industri.
Sistem deteksi tegangan PLN dirancang menggunakan rangkaian voltage divider dengan isolasi optocoupler untuk memberikan proteksi terhadap kontroler dari gangguan tegangan tinggi.
Perancangan sistem starter otomatis genset mechanism yang dapat melakukan percobaan startup hingga 3 kali dengan interval waktu yang dapat dikonfigurasi untuk mengatasi kegagalan starter pada percobaan pertama.
Rangkaian switching menggunakan Solid State Relay (SSR) yang dipilih karena keunggulannya dalam hal switching speed, electrical isolation, dan operational lifetime dibandingkan dengan relay elektromekanis konvensional.
Sistem backup power menggunakan UPS yang dirancang khusus untuk menyuplai daya ke rangkaian kontrol dan komunikasi selama periode transisi perpindahan sumber daya utama.
Panel kontrol dilengkapi dengan indikator LED status dan push button untuk operasi manual.
Perancangan hardware seperti pada gambar 2.
Gambar 2.
1 desain sistem keseluruhan Skema interkoneksi antar komponen dirancang dengan mempertimbangkan aspek Gambar 2.
2 Perancangan hardware kontrol sistem ATS AMF Diterima Redaksi : 24 Juli 2025 | Selesai Revisi : 15 Agustus 2025 | Diterbitkan Online : 18 Agustus 2025 Volume 20 Nomor 2 .
12-19 E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676 Jurnal Teknik Elektro dan Informatika 3 Implementasi Sistem Tahap implementasi dimulai dari implementasi dan pengujian individual setiap subsistem kemudian dilanjutkan dengan integrasi bertahap hingga membentuk sistem yang lengkap.
Implementasi ATS/AMF yang terintegrasi dalam panel kontrol seperti yang ditunjukkan pada hardware realisasi.
sistem ATS/AMF berbasis IoT ini memiliki spesifikasi teknis seperti pada tabel 2.
Tabel 2.
1 Spesifikasi teknis pada hardware Komponen
ESP32
Arduino UNO
Relay modul
Voltage Sensor
Step
Down
Solid
State
Relay
UPS DC
Rectifier Spesifikasi 32-bit dual core.
WiFi Digital I/O 14 pin.
Analog 6 pin 250V/10A contact 220VAC input, 5V cadu daya 438v to 1.
25-36v
Rating 40DA
12V 2A
12V 2A
Fungsi Komunikasi IoT dan Kontroller Kontroller dan solid state relay Mendeteksi tegangan AC Menurunkan Tegangan sebagai catu daya Main PLN-Genset Backup power DC Konversi tegangan AC DC untuk UPS Implementasi perangkat keras dilakukan dengan merakit seluruh komponen elektronik dalam panel kontrol berukuran 40x60 cm yang dirancang khusus untuk aplikasi hardware ATS AMF.
Pada bagian atas panel tterpasang kontroller, sensor dan backup catu daya, di bagian bawah panel terdapat kontroller utama pemindah arus antara sumber teganagan primer dan sumber tegangan cadangan dari genset.
Implementasi dalam hardware yang sudah terintegrasi dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2.
3 Realisasi Hardware yang sudah Dan terdapat push button pada hardware yang telah dirangkai, push button berupa PB1 sebagai daya untuk sumber listrik utama.
PB2 untuk sumber listrik backup.
PB3 untuk starter genset.
TOOGLE untuk kunci kontak genset, ada juga PB untuk reboot sistem dan reset sistem dalam 1 PB dengan memanfaatkan lama waktu pemencetan tombol, terdapat juga TOOGLE pada hardware untuk mode manual dan mode otomatis, sistem tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.
4 Tombol dan toggle pada hardware Diterima Redaksi : 24 Juli 2025 | Selesai Revisi : 15 Agustus 2025 | Diterbitkan Online : 18 Agustus 2025 Volume 20 Nomor 2 .
E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676
Jurnal Teknik Elektro dan Informatika
HASIL DAN DISKUSI
1 Hasil Implementasi Pengujian Dasar Hasil Implementasi pengujian dasar yang dilakukan dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3.
1 Hasil Pengujian Dasar Pengujian Startup sistem Cek status awal Aktivasi PLN manual Hasil Semua relay OFF.
Mode
MANUAL,
Hardware ACTIVE Tampil status lengkap sistem Kontak genset ON Relay PLN ON.
App control
ACTIVE
Relay Genset ON.
App control ACTIVE Starter nyala jika ditekan, jika kuncikontak on.
Relay kontak genset ON Kontak genset OFF
Relay kontak genset OFF
Mode auto
Sistem pindah ke mode
AUTO
Sistem pindah ke mode
MANUAL
Reset
control tetap Reset lengkap, hardware control aktif
RESET_REBOOT_HW,
operasional reset
RESET_SYSTEM_HW,
hardware control aktif Semua relay OFF.
Mode
MANUAL,
Hardware ACTIVE Tampil status lengkap sistem Aktivasi Genset manual Starter manual Mode manual Reset reboot command Reset sistem command Reset hardware pendek Reset hardware panjang Startup sistem Cek status awal Aktivasi PLN manual Aktivasi Genset manual Starter manual Relay PLN ON.
App control
ACTIVE
Relay Genset ON.
App control ACTIVE Starter nyala jika ditekan, jika kuncikontak on.
Terdapat juga pengujian mode auto dan hardware yang telah dilakukan, hasil pengujian pada tabel 3.
Tabel 3.
2 Hasil Pengujian pada mode auto dan pengujian hardware Pengujian Auto
mode PLN
Auto
mode PLN
Auto
Auto
Reset auto
Hardware PB1
Hardware PB2
Hardware Hardware Hardware Sensor
LOW
Aksi
PLN
Hasil
PLN aktif otomatis PLN
Mulai proses genset
Sensor
HIGH
Tunggu delay
Starter attempt 1
3x starter gagal
System
"AUTO_LOCKED"
RESET_REBOOT
Reset PLN aktif, muncul "PB1_HW" Genset aktif, muncul "PB2_HW" Starter ON saat ditekan.
OFF saat Mode
"AUTO_HW"
Kontak genset aktif Tekan PB1 Tekan PB2 Tahan PB3 Toggle AUTO Toggle kontak ON Secara keseluruhan, hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem ATS/AMF berbasis IoT yang dikembangkan telah memenuhi seluruh spesifikasi teknis yang dirancang.
KESIMPULAN DAN SARAN
Penelitian ini berhasil mengembangkan sistem otomatisasi perpindahan sumber daya listrik PLN-genset IoT mikrokontroler ESP32 dan Arduino.
Sistem yang dikembangkan mampu melakukan switching otomatis dengan waktu respons cepat, beroperasi dalam mode otomatis maupun manual, serta dapat dikontrol secara real-time melalui aplikasi Android.
Implementasi menggunakan Solid State Relay, sensor tegangan, dan UPS backup power.
Sistem ini memberikan solusi praktis untuk meningkatkan kontinuitas daya listrik dan mengurangi ketergantungan terhadap operator manual, khususnya bagi sektor-sektor yang memerlukan pasokan listrik minim gangguan.
Diterima Redaksi : 24 Juli 2025 | Selesai Revisi : 15 Agustus 2025 | Diterbitkan Online : 18 Agustus 2025 Volume 20 Nomor 2 .
E Ae Link P-ISSN 1858-2109 E-ISSN 2656-5676
Jurnal Teknik Elektro dan Informatika
DAFTAR PUSTAKA