Paradigma pemanfaatan energi terbarukan telah menjadi titik fokus penting dalam kerangka energi kontemporer di seluruh dunia. Banyak negara di dunia yang bergantung pada sumber energi tak terbarukan untuk pembangkit listrik, yang dapat menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan. Mengingat ketersediaan bahan bakar fosil yang terbatas, ditambah dengan upaya meminimalkan emisi energi.
Sistem arsitektur LoRaWAN diilustrasikan pada Gambar 1. Diagram menampilkan tiga node atau klien berbeda. Node ini memanfaatkan modul LoRa RFM9x dan salah satunya memanfaatkan Arduino R4. Selanjutnya, data yang diterima dari node tersebut dikirim ke gateway LoRaWAN.
Gateway LoRaWAN menggunakan Raspberry Pi 4, dikonfigurasi sedemikian rupa. Sehingga dapat mengumpulkan data dari node atau klien, yang kemudian dikirim ke server menggunakan protokol MQTT. MQTT dipilih karena sifatnya yang ringan dan terukur. Setelah mencapai server, data mengalami proses pemisahan dan penyaringan sebelum disimpan dalam database MySQL.
Data yang disimpan ditampilkan secara dinamis pada layanan web secara real-time. Transmisi ke layanan web terjadi melalui protokol HTTP, memungkinkan akses pemantauan untuk server, tim manajemen, dan pengguna. LoRaWAN membutuhkan gateway untuk menghubungkan antara Lora Client dan LoRa Server, oleh karena itu Raspberry Pi bertindak sebagai gateway untuk menghubungkan keduanya.
Metode dan Hasil
Untuk mengevaluasi efektivitas LoRaWAN dan WLAN dalam konteks mikrogrid PV berbasis IoT, percobaan dilakukan dalam berbagai kondisi lingkungan dan beban jaringan. Throughput, latensi, dan konsumsi daya diukur dalam skenario transmisi data yang berbeda. Kinerja masing-masing teknologi dalam menangani aliran data secara simultan dari beberapa sensor juga dievaluasi.
Grafik yang ditampilkan pada Gambar 6 menunjukkan tren nilai latensi dari area pengujian LoRa, yang menunjukkan bahwa seiring bertambahnya jarak, nilai latensi juga meningkat. Grafik komunikasi latensi dengan beban daya yang digunakan adalah kipas portable dengan input 10 watt dan output 5 watt yang secara visual merepresentasikan bagaimana kinerja jaringan atau sistem komunikasi mempengaruhi output PV 20 volt, 2 ampere pada beban kipas.
Namun terkadang latensi WLAN kurang stabil karena sinyal internet yang lemah dan jarak yang jauh antara titik akses WiFi dan klien. Kondisi tersebut sedikit mengganggu pengiriman data ke broker MQTT. Untuk data lebih rinci, silakan lihat Tabel I.
Evaluasi LoRaWAN dan WLAN untuk pemantauan mikrogrid fotovoltaik berbasis IoT telah memberikan wawasan berharga mengenai efektivitas dan penerapannya dalam memantau sumber energi terbarukan. Teknologi LoRaWAN dan WLAN menunjukkan kelebihan dan keterbatasan yang berbeda dalam konteks penelitian ini.
Dari hasil percobaan dan analisis pada bagian sebelumnya, diperoleh hasil bahwa komunikasi dengan LoRaWAN memiliki rasio packet loss yang lebih kecil yaitu hanya 0,5% dan memiliki efektivitas, stabilitas, dan jarak yang lebih baik namun memiliki latensi yang sedikit lebih rendah yaitu 0,9 detik dibandingkan WLAN. Meskipun WLAN memiliki latensi yang lebih kecil yaitu 0,05 detik, namun terkadang WLAN mengalami kendala karena ketidakstabilan dan kehilangan paket yang lebih tinggi yaitu 1%. Oleh karena itu, di perkotaan, teknologi LoRaWAN menjadi solusi yang lebih baik, sesuai data yang telah disebutkan.
Penulis: Erwin Sutanto, S.T., M.Sc.
Informasi detail: https://ieeexplore.ieee.org/document/10459411
