PZEM-004T : Membedah modbus sensor daya serbaguna [part2]

 

Pada bagian sebelumnya telah dijelaskan standar modbus untuk melakukan pembacaan pada sensor daya Pzem-004T. Contoh kasus yang diberikan adalah untuk membaca input register pada alamat tunggal yaitu tegangan dan frekuensi. Bagaimana jika memanggil pembacaan data dengan 16 byte seperti pengukuran arus ? Mari kita baca datasheet dibawah ini :

Terlihat alamat untuk melihat pengukuran arusnya adalah 0x0001 s/d 0x0002 dimana dipecah menjadi 2 bagian 16 bits / 2 byte. Hasil pada real term seperti ini :

01 04 00 01 00 02 20 0B

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

00 01  = 2 byte alamat address memori  untuk  arus pada 0x0001

00 02  = 2 byte jumlah data yang diminta berupa 2 alamat 

20 0B  = Checksum / CRC 16 modbus

Dan replynya seperti berikut  :

01 04 04 00 26 00 00 1A 4F

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

04     =  jumlah byte data yg di response berjumlah 4 byte

00 26  = 2 byte data arus LSB ( digit belakang)

00 00  = 2 byte data arus MSB ( digit depan)

1A 4F  = Checksum / CRC 16 modbus

Jadi dari data diatas  didapatkan reply 2 byte hexa  0x00 (depan) dan 0x26 (belakang) sehingga angka desimalnya adalah 0 dan 38. Jadi berdasarkan datasheet angka pengukuran arusnya adalah 0,038 ampere atau 38 mA.

Jika ingin merubah ID dari modbus Pzem maka kita harus kembali ke datasheet dimana perintah command yg diberikan adalah 0x06 pada address memori 0x0002.

Slave Address + 0x06 + Register Address High Byte + Register Address Low Byte + Register

Value High Byte + Register Value Low Byte + CRC Check High Byte + CRC Check Low Byte.

Sehingga jika ingin merubah ID pzem menjadi 100 (desimal) atau hexa 0x64 perintahnya seperti berikut :

01 06 00 02 00 64 29 E1

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

06     =  Perintah ubah register/ function 06

00 02  = 2 byte alamat address memori  untuk ID modbus 0x002

00 64  = 2 byte alamat baru 100 ( 0x64)

29 E1  = Checksum / CRC 16 modbus

Reply yg diberikan jika perubahan benar terjadi dan disimpan adalah sama dengan hexa yg dikirim seperti gambar diatas. Dan kini perangkat Pzem nya sudah memiliki ID baru yaitu 100 seperti yg terlihat pada gambar berikut :

 

Sedangkan hal yg perlu diperhatikan selanjutnya adalah perintah untuk mereset jumlah pemakaian energi watt hour menjadi nol dimana pada data sheet diberikan petunjuk dengan menggunakan perintah  ID  + 0x42 + CRC , dimana jika pada alamat 100 seperti gambar dibawah :

 

Pada software pzem PC juga bisa dilihat hasil resetnya :

Lalu sempat terpikir, bagaimana jika tidak mengetahui alamat slave ID dari Pzem ? Ada kok caranya mereset menurut datasheet ...

0xF8 + 0x41 + 0x37 + 0x21 + CRC check high byte + CRC check low byte.   ( 3721 adalah password default ).

Mari kita coba ...

Ternyata response nya gagal.....0xF8 0xC1 artinya gagal melakukan kalibrasi awal....lain kali kita coba lagi

Read More

PZEM-004T : Membedah modbus sensor daya serbaguna [part1]

 

Mungkin, sensor daya serbaguna "pzem" sudah banyak sekali dan mudah menemukan pembahasannya di internet, baik dibahas youtuber dalam dan luar negeri maupun di berbagai forum diskusi elektronika dan IOT. Umumnya yang dibahas adalah penjelasan mengenai script dan library jika pzem digunakan sebagai sensor daya pada arduino maupun esp8266. Namun kali ini sesuai seri pembahasan MODBUS yang saya buat 2 tahun sebelumnya ( klik disini ) maka saya akan mebahas "jeroan" dari protokol modbus yang digunakan Pzem-004T. Pada bagian pertama ini kita akan bahas rangkaian dan dasar modbus yang digunakan.

Karena saya tidak menggunakan arduino, maka kali ini saya akan menghubungkan langsung pzem-004T langsung ke PC melalut USB to TTL seperti panduan setup koneksi perkabelan yang tertulis pada kertas manual. Mdul pzem yang saya dapatkan adalah versi dengan trafo CT dengan arus maksimum 100A dan saya hubungkan ke PC sebagai gambar berikut.

Penulis awalnya kesulitan untuk mengakses pzem-004T secara serial melalui tools pada PC, namun setelah membaca skematik dari pzem-004T dapat disimpulkan bahwa IC procesor dari pzem V9881D mendapatkan suply tegangan DC dari sisi mains atau ac yang akan diukur.

Jadi ilmu yang didapat dari membaca skematik adalah bahwa pzem-004T yang original hanya bisa mengukur tegangan AC dari 80 volt - 260 volt sehingga tidak bisa mengukur daya pada tegangan ac dibawah 80 volt. Hal ini banyak dikeluhkan orang sehingga ada salah satu video youtube yang saya sempat liat merubah sumber tegangan dari input dc zener dikiri IC regulator 7133 menjadi berasal dari 5 volt usb to serial. Hasilnya pun kini bisa melakukan pengukuran dari 0 volt sampai dengan 260 volt. 

Keluhan yang lain dari alat yang baru saya dapatkan ini mungkin berupa kerusakan produksi dimana solderan pada optocoupler / optoisolator yang tidak bagus sehingga sempat membuat kebingungan akibat aliran data yang tekadang putus nyambung. Dengan melakukan penyolderan ulang hal ini dapat diatasi secara tuntas.

Untuk melakukan pengetesan awal maka pembaca dapat mengunduh software test pzem di link ini : klik disini.

Dari software ini juga bisa dilakukan perubahan parameter dan mereset nilai penggunaan energi.

Dari pabriknya china sana sensor ini diseting dengan alamat atau device ID 1 dan dengan menggunakan software ini ID modbus nya bisa diubah jika ingin menggunakan beberapa sensor secara bersamaan.

Lalu bagaimana cara membaca pengukuran sensor ini ? Tenang saja, jika belum paham mengenai cara akses dan baca protokol modbus bisa membaca tulisan saya sebelumnya disini. Jadi kita perlu unduh software serial terminal bernama real term yang cukup kompleks namun sangat bermanfaat untuk membedah berbagai protokol serial. Perhatikan urutan gambar berikut dan bisa langsung dipraktekkan juga.

Untuk memudahkan pemahaman awal pembaca yang mungkin kebingungan, maka saya akan coba menjabarkan modbus untuk mendapatkan nilai tegangan AC nya yang sesuai berdasarkan manualnya dimana memiliki address 0x000. Perintahnya seperti berikut ini :

01 04 00 00 00 01 31 CA

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

00 00  = 2 byte alamat address memori  untuk tegangan pada 0x0000

00 01  = 2 byte jumlah data yang diminta berupa 1 alamat saja

31 CA  = Checksum / CRC 16 modbus

Sedangkan reply dari pzem adalah sebagai berikut :

01 04 02 09 03 FF 61

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

02     =  jumlah byte data yg di response 

09 03  = 2 byte data tegangan dalam hexa

FF 61  = Checksum / CRC 16 modbus

Jika menggunakan kalkulator merubah Hexa ke Decimal, maka nilai tegangan 0x0903 ini sama dengan nilai 2307 yang memiliki arti tegangan yang diukur oleh pzem-004T adalah 230,7 volt. Lalu bagaimana jika ingin membaca nilai frekuensi jala-jala / mains ?

01 04 00 07 00 01 80 0B

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

00 07  = 2 byte alamat address memori  untuk frekuensi pada 0x0007

00 01  = 2 byte jumlah data yang diminta berupa 1 alamat saja

80 0B  = Checksum / CRC 16 modbus

Replynya bagaimana ?

01 04 02 01 F4 B9 27

01     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah membaca input register/ function 04

02     =  jumlah byte data yg di response 

01 F4  = 2 byte data frekuensi dalam hexa

B9 27  = Checksum / CRC 16 modbus

Jika dirubah nilai frekuensi hexa 0x01F4 dalam decimal bernilai 500 dengan kata lain 50,0 hz. Pada bagian selanjutnya saya akan jelaskan cara merubah parameter lainnya pada pzem-004T dan melakukan reset ketika ID dari modbusnya tidak diketahui.

Read More

Ketika Petir Menyambar Dan Alat Elektronik Jadi Mati - Apa Sih Biasanya yg Rusak ?

 

Indonesia merupakan negara kepulauan dengan iklim yang dominan adalah hutan hujan tropis dimana tingkat awan nya cukup tinggi. Keadaan ini menyebabkan kondisi yang cocok untuk terjadinya badai petir sepanjang tahun terutama saat daerahnya mengalami musim hujan. Ini mengakibatkan sering terjadinya hazard atau bencana tersambar petir dan berdampak pada perangkat yang sering terhubung ke luar seperti TV, radio, parabola dan lain sebagainya. Walau dengan penambahan alat "penangkal petir" namun tetap saja kondisi kurang menguntungkan bisa terjadi saat perawatan instalasi groundingnya tidak diperhatikan secara teratur.

Dari mana petir bisa masuk ke perangkat elektronika?

Berbagi pengalaman yang cukup buruk bagi penulis waktu kecil, saat itu terjadi hujan berpetir yang lumayan membuat takut. Ayah menyuruh saya untuk segera mencabut perangkat TV dan radio yang terhubung ke antena luar. Dan terkejutnya pada pagi harinya mendapati speaker tape deck tidak berbunyi dan curiganya ada jejak terbakar di belakang speaker. 

Ternyata ujung kabel antena yang saya copot kemarin bergelantungan di dekat speaker dan   berhasil mencari jalannya menuju coil atau spool speaker  sehingga menjadi terbakar dan putus. Untung saja dengan hanya mengganti spool speaker nya dapat berfungsi kembali. Jadi berpikir keras saat saya kecil itu, kenapa yang tersambar pohon kelapa yg berjarak ratusan meter bisa merusak speaker saya ?

Perhatikan power supply TV LED Sharp diatas yang tersambar petir. Pasti anda berpikir petir menyambar antena tv nya karena itu umumnya yang akan ada dipikirkan orang. Namun petir kali ini tidak menyambar dari antena karena yang dipakai adalah antena indoor. Tentunya kalau yang tersambar petir antenanya saya akan langsung menyuruh teman saya ini membuang TV nya dan beli baru saja, namun ini yang terbakar di bagian PSU switching nya. 

Penelusuran saya dan kawan ini (karena penasaran saya saja sih) kemudian menuju ke mencari kenapa yang rusak di primary switching nya, yaitu fuse dan 2 diode jebol berakhir di IC pwm serta mosfet yang short ? Sedangkan perbaikannya cukup mudah seperti halnya perangkat TV atau elektronika yang mengalami mati mosfet atau ic pwm, dimana saya cukup menggantinya dengan modul ajaib berupa GACUN 3 Kabel (akan dibahas selnjutnya). Berarti ada yang salah di dekat colokan listrik menuju TV.

Dan daripada berlama-lama menganalisa saya kemudian berpatokan pada pengalaman saya masa kecil dulu dengan mencari jalur keluar terdekat dari stop kontak pada TV. Benar saja saya melihat jika penangkal petir dirumahnya berada tepat diatas jalur kabel stop kontak tersebut dan konektor kabel grounding dari penangkal petir ini sepertinya sudah berkarat parah. Yah karena kami bapak-bapak yang takut ketinggian maka diskusi berakhir disitu toh TV nya sudah nyala kembali dan lanjut menonton sidang bapak FS  yang  lagi heboh.

 

Beberapa hari kemudian saya teringat jika pernah mengganti adaptor / psu dari perangkat switch POE CCTV yang juga mati setelah gedung yg saya kelola tersambar petir. Lalu dengan semangat KEPO pingin tahu kerusakan 6 bulan yg lalu itu saya bongkar dan mendapati kerusakan yang cukup parah dibagian secondary / cold / output dari psu 48 volt ini. Lokasi keluar dari petir (yang hangus paling parah ) tetap berada dilokasi sama yaitu dekat ic PWM, namun sebelum saya bongkar saya masih bisa mencolokkan PSU ini ke PLN dan mendapati lampunya redup dengan keluaran 1 volt saja, tanpa adanya kejadian MCB / Sekring di rumah "njeglek" seperti TV sharp yang terdahulu.

Berarti ini kejadian serupa namun tak sama dimana yang terjadi adalah pecahnya transistor feedback dan optocoupler yang juga berfungsi memberi umpan ke ic pwm. Namun kebingungan terbesit di pikiran kenapa kamera CCTV tidak ada yang mati jika yang rusak adalah output dari PSU ini? Berarti ada jaur DC POE yang mungkin pengamannya kurang bagus sehingga mengalirkan tegangan kembali ke POE. Anehnya lagi Switch nya masih berjalan normal ketika PSU DC 48 volt ini diganti. Amazing sekali pengamanan port LAN dari switch POE ini bisa melewatkan tegangan petir langsung menjebol PSU nya. 

Jadi para pembaca setia blog ini, jangan sekali-kali meremehkan kemampuan petir untuk mencari jalur "ajaib" pada jaringan kelistrikan menuju perangkat elektronika di rumah maupun dimana saja. Dengan perangkat grounding yang tepat dan terawat baik setidaknya mengurangi resiko hazard dari kejadian sambaran petir di lingkungan kita.

Read More

Pentingnya Balun Pada Driven Antena UHF di Era TV Digital, Begini Cara Merangkai

 

Seperti yang dipelajari pada teori propagasi sinyal, antena penerima TV UHF pada dasarnya merupakan dipole setengah panjang gelombang yang memiliki cara kerja kasarnya seperti pada gambar diatas. Jadi semisal siaran pada kanal 35 UHF atau frekuensi 586 Mhz maka panjang dipole yang digunakan sekitar 25 cm. Namun dapat diperhatikan ketika kabel pembawa yang digunakan balance 300 ohm ( berbentuk pipih biasanya pada antena tv era 80an ) maka akan terjadi sedikit kekurangan yaitu adanya radiasi elektromagnetik saling "menghilangkan" akibat perbedaan polaritas dari kedua elemen sinyal pada kabel dimana sinyal 1/4 lambda berada pada phase yang berlawanan polaritas dan ujungnya sinyal melemah pada penerimaan dan kemungkinan yg tersisa hanya noise gangguan saja.

Kemudian munculah feed cable yang lebih tahan terhadap noise yaitu coaxial 75 ohm dimana anyaman konduktor luar yang terbubung dengan ground akan 100% menghilangkan noise yang muncul di antena. Namun sesuai gambar diatas maka akan terjadi tidak "match" nya impedansi dipole dengan kabel akibat unbalance feed. Secara orang awam dapat digambarkan adanya dipole yg mubaszir pada 1/4 lambda.  Lalu bagaimana memanfaatkan sinyal 1/4 lambda yang terbuang ke ground ? Disinilah teori dan praktek para jenius era tahun 40-50 an menggunakan prinsip "delay" menggunakan perangkat tambahan yang dipanggil dengan istilah BALUN.

Untuk membahas teori bisa membaca pada bagian sebelumnya disini.

Para jenius berpikir dengan men "delay" sinyal 1/4 lambda pada dipole dengan memberikan kabel sepanjang 1/2 lambda dan memfeedkannya kembali ke transmisi coax. Dapat dilihat pada balun PCB pada gambar kiri atas terdapat jalur pcb yang di zig-zag sedemikian rupa untuk membuat balun. Sedangkan pada balun transformer di kanan delaynya diberikan secara elektromagnetik melalui prinsip induksi. Memang sangat teoritis namun kita sebagai orang lapangan harus paham dan yang terpenting bisa merangkainya secara benar. Perangkat yang membuat "BALance menjadi UNbalance" ini sering dinamakan BALUN 4:1  karena secara teoritis Z impedance dipole 300 ohm dirubah menjadi match dengan impedance kabel coax 75 ohm..

Gambar diatas merupakan balun UHF yang banyak beredar dipasaran dengan harga murah sekitar 5000 rupiah saja namun banyak yg memasangnya asal-asalan. Saya mencontohkan saja pemasangan balun UHF sesuai standar yg dipakai produsen antena terkenal PF antena:

1. Pisahkan antara kabel arah simpul atas dan kabel simpul bawah, sebaiknya disepakati apakah akan menggunakan simpul beda warna atau sama warna. Kalau saya lebih memilih simpul atas sama warna dan simpul bawah beda warna.

2. Kabel arah atas, 2 kabel sama warna (semisal putih) di sambung /solder sedangkan sisanya yang berwarna merah masing-masing masuk ke elemen dipole/driven

3. Kabel arah bawah di gabungkan/simpul secara beda warna sehingga menjadi 2 simpul dan dihubungkan menuju TV atau STB melalui kabel coaxial

Dengan menggunakan balun yang tepat maka cukup menggunakan antena indoor seperti ini saja untuk mendapatkan tangkapan yang cukup bagus.

Terbukti dengan jarak sekitar 25 km dari pemancar dapat diterima dengan kualitas yang sangat memuaskan. Selamat Mencoba.

Read More