Sistem Monitoring Energi PV Berbasis IoT Menggunakan Edge Computing pada ESP32-S3

Dicky A. F.; Beni Satria; Ahmad Dani

doi:10.55606/jutiti.v6i1.7900

Authors

Dicky A. F. Universitas Pembangunan Panca Budi
Beni Satria Universitas Pembangunan Panca Budi
Ahmad Dani Universitas Pembangunan Panca Budi

DOI:

https://doi.org/10.55606/jutiti.v6i1.7900

Keywords:

Edge Computing, ESP32-S3, Energy Monitoring, MQTT, Photovoltaic

Abstract

Small-scale photovoltaic (PV) installations generally run without adequate performance monitoring, so a drop in output is noticed only after it has persisted for some time. Most Internet of Things (IoT) monitoring systems forward every sensor sample to a server untouched, and this pattern loads the network while raising the module current draw. This work moves part of the computation onto the device itself (edge computing) using an ESP32-S3 microcontroller. Panel current and voltage are read through an INA226 module, temperature through a BME280, and irradiance through a calibrated LDR. The ESP32-S3 smooths the samples with a moving average and screens out outliers before publishing the result to an MQTT broker for display on a web dashboard. Testing ran for 14 days on a single 100 Wp module at a 5-second sampling interval, with the scheme without edge processing serving as the baseline. Transmitted data fell from 184.6 KB/hour to 46.3 KB/hour, mean latency from 312 ms to 87 ms, and module current draw from 142 mA to 128 mA. Power measurement accuracy rose from 96.2% to 97.8%, because local filtering suppresses sensor reading noise. The architecture is suitable for PV installations at sites where bandwidth and power supply are limited.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Akbar, M. F., & Siregar, H. (2023). Desain sistem akuisisi data multi-sensor untuk monitoring kinerja PV. Jurnal Energi Terbarukan Indonesia, 6(2), 77–85.

Anwar, S., & Dewi, K. (2022). Optimasi algoritma moving average filter pada sistem akuisisi data sensor IoT. Jurnal Ilmu Komputer dan Sistem Informasi, 10(2), 145–153.

Aryza, S., Lubis, Z., & Putra, K. (2024, November). Optimalisasi keandalan sistem tenaga listrik berbasis Internet of Things (IoT). Dalam Prosiding Seminar Nasional Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Dharmawangsa (Vol. 1, No. 1, pp. 109–118).

Chandra, Y., & Permana, B. (2024). Studi komparatif performa mikrokontroler ESP32-S3 dan ESP32 pada aplikasi edge AI. Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi, 13(1), 61–70.

Fadillah, R., & Hartono, B. (2024). Implementasi edge computing pada ESP32-S3 untuk akselerasi pemrosesan sinyal sensor pada sistem IoT. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, 12(1), 45–56.

Fitriani, N., & Gunawan, R. (2021). Rancang bangun sistem monitoring energi listrik berbasis IoT pada panel surya. Jurnal Teknik dan Sistem Komputer, 4(3), 134–142.

Hakim, L., & Susanto, A. (2023). Implementasi protokol MQTT pada sistem telemetri energi terbarukan. Jurnal Sistem Tenaga Listrik, 15(2), 99–108.

Hidayat, F., & Pranoto, A. (2022). Analisis pengaruh suhu modul terhadap efisiensi konversi daya panel photovoltaic. Jurnal Energi dan Kelistrikan, 14(2), 88–97.

Irawan, D., & Maharani, S. (2022). Analisis kinerja sensor INA226 untuk pengukuran daya pada sistem fotovoltaik. Jurnal Instrumentasi dan Kontrol, 7(1), 22–30.

Kusuma, W., & Pradana, A. (2024). Pengembangan dasbor monitoring energi berbasis web untuk sistem IoT terdistribusi. Jurnal Rekayasa Perangkat Lunak dan Sistem Informasi, 9(1), 11–20.

Lubis, M. A., & Nasution, F. (2021). Perbandingan efisiensi panel surya monokristalin dan polikristalin pada kondisi tropis. Jurnal Energi dan Lingkungan, 13(3), 178–186.

Mahendra, R., & Yulianti, T. (2023). Sistem deteksi anomali kinerja panel surya berbasis edge computing. Jurnal Teknologi Energi Terbarukan, 5(2), 90–99.

Nugroho, S., & Santoso, T. (2023). Penerapan edge computing untuk reduksi trafik data pada sistem IoT skala kecil. Jurnal Sistem Komputer dan Informatika, 9(3), 201–210.

Nurhasanah, S., & Ramadhan, I. (2022). Kajian penerapan IoT pada pemantauan sistem pembangkit listrik tenaga surya skala kecil. Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur, 9(2), 65–74.

Oktaviani, D., & Saragih, P. (2024). Pengukuran iradiansi matahari menggunakan sensor LDR terkalibrasi untuk aplikasi monitoring PV. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 20(1), 14–23.

Prasetyo, B., & Wijaya, C. (2021). Evaluasi konsumsi daya mikrokontroler pada sistem IoT berbasis baterai. Jurnal Elektro dan Energi, 8(3), 150–159.

Putri, A. D., Lestari, M., & Wahyudi, K. (2024). Evaluasi protokol MQTT pada sistem monitoring energi terdistribusi berbasis IoT-edge. Jurnal Teknologi Informasi dan Elektro, 16(1), 33–42.

Rahman, H., Pratama, Y., & Setiawan, D. (2022). Analisis beban komunikasi jaringan pada sistem monitoring IoT berbasis cloud. Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, 11(2), 112–122.

Ramadani, F., & Hutapea, J. (2023). Rancang bangun sistem akuisisi data sensor suhu dan kelembapan berbasis BME280 untuk aplikasi PV. Jurnal Sains dan Teknologi Elektro, 11(1), 38–46.

Saputra, B., Wulandari, R., & Anggraini, P. (2021). Rancang bangun sistem monitoring panel surya berbasis ESP8266 dan platform IoT. Jurnal Rekayasa Elektrika, 17(4), 256–264.

Satria, B. (2022). IoT monitoring suhu dan kelembaban udara dengan NodeMCU ESP8266. Sudo Jurnal Teknik Informatika, 1(3), 136–144. https://doi.org/10.56211/sudo.v1i3.95

Satria, B., Alam, H., & Rahmaniar, R. (2023). Sistem pemantauan mutu udara berbasis perangkat cerdas. Jurnal Ekonomi, 12(1), 1745–1752.

Siahaan, R., & Tambunan, E. (2022). Analisis efisiensi transmisi data pada jaringan sensor nirkabel berbasis edge computing. Jurnal Jaringan Komputer dan Telekomunikasi, 10(2), 121–130.

Tarigan, D., & Sembiring, A. (2024). Penerapan TinyML pada mikrokontroler ESP32-S3 untuk klasifikasi data sensor secara real-time. Jurnal Kecerdasan Buatan dan Sistem Cerdas, 4(1), 27–36.

Wibowo, A., Kurniawan, E., & Maulana, I. (2023). Sistem monitoring daya panel surya real-time menggunakan ESP32 dan database cloud. Jurnal Teknik Elektro Terapan, 8(1), 19–28.