PZEM-004T : Terhubung ke Internet melalui Node Red, apakah aman ?

 

Node red pada dasarnya ditujukan pada penggunaan kontrol internal dari suatu sistem dimana jaringan komputernya cukup berupa intranet saja. Ini mungkin terlihat tidak menarik dijaman serba IOT namun dari banyak kejadian penyusupan hacker ke dalam kontrol berbasis internet akan sangat berbahaya. Ingat kejadian ini ?

Wah berbahaya juga ya? Jadi yang aman apa ya ? Security dan kecepatan serta kenyamanan akses juga menjadi pertimbangan dimana keduanya saling berbanding terbalik, mau cepat ya ujungnya tidak bisa terlalu ketat tingkat keamanannya. 

Namun kali ini saya tidak akan terlalu jauh membahas keamanan dari node-red karena mungkin akan melenceng jauh dari pembahasan saya di elektronika. Jadi saya akan membahas 2 cara membawa pengukuran pzem-004t  berbasis node red ( bisa dibaca sebelumnya disini ) menuju ke luar internet.

Menggunakan MQTT

Cara ini sudah pernah saya tulis beberapa tahun lalu, jadi jika ingin mempelajarinya secara mendasar dapat dibaca kembali disini. Setupnya pada node-red cukup sederhana namun hasilnya dapat dihandalkan.

Menggunakan VPN  ZeroTier One

Cara ini cukup beresiko karena meminjam jaringan orang lain sebagai VPN nya walau dari iklannya ZeroTier dibilang akan aman-aman saja. Namun untuk skala belajar di sekolah atau kampus mungkin ini menjadi solusinya. Jadi setelah kamu mendaftarkan akun di Zerotier.com dan membuat networknya, maka dapat menginstall softwarenya di node manapun dan yg terpenting pada PC tempat menginstall Node Red. Jadi semua PC, smartphone android dan linux sekalipun dapat dibuat menjadi 1 jaringan VPN, walau menggunakan jaringan seluler atau dibelakang wifi sekalipun.

Setelah terkoneksi antar network zerotier dengan node PC dan Smartphone android seperti contoh gambar diatas, maka dapat dilakukan pengetesan dengan ping antara node yang terhubung.

Nah jika sudah terhubung antar node ini maka resmilah hubungan yang  "terlarang" antara pzem-nodered-internet dalam melakukan penghitungan daya pada suatu sistem kelistrikan arus AC. Alamat web UI node red yg biasanya http://localhost:1880/ui kini dapat diakses dari jaringan vpn zero tier one dengan alamat http://ip pc node red :1880/ui

Read More

PZEM-004T : Menghubungkan ke grafik PC melalui Node-Red

 

Sebelum melanjutkan praktek pzem ke pc dibawah ini, ada baiknya membaca terlebih dahulu tulisan saya terdahulu mengenai node-red dan modbus, sehingga lebih mudah memahaminya. Saya tidak akan mengulang kembali cara instalasi node red pada pc berbasis windows maupun linux, namun langsung mengingatkan agar jangan lupa menginstall package pada palletes atau npm node js yang berhubungan dengan komunikasi modbus.

Seperti pada pembahasan pzem-004T sebelumnya pada bagian 1 dan bagian 2, untuk membaca tegangan pada pengukuran energi menggunakan pzem-004T adalah dengan akses pembacaan pada alamat 0x0000. Dan dengan menggunakan node-red ini menjadi cukup mudah dilakukan, yaitu menggunakan console debug seperti gambar dibawah ini :

Dan jika perkabelan pada pzem vs usb to serial benar maka pada console debug akan muncul output tegangan.

 

Selanjutnya kita pun dapat merubah parameter pembacaan dengan menampilkan ke semua data yang bisa diperoleh pada Pzem-004T.

Pada gambar diatas dapat dilihat dengan mudahnya dapat mengambil data pengukuran pzem dan kesemuanya dalam satu array yang urut. Jadi jika disandingkan dengan pengukuran dari software bawaan pzem, maka gambarnya sperti ini.

Selanjutnya dengan sedikit pemrograman maka array tadi bisa dipecah dan ditampilkan pada grafik html atau web. Untuk memulainya ada baiknya dibaca dulu pembahas penulisan grafik web UI disini.

Dan hasilnya bisa dilihat seperti berikut  pada alamat browser http://localhost:1880/ui .

Script pada function  untuk merubah array modbus menjadi nilai tegangan seperti ini :

Jadi dengan kreatifitas yang tidak terbatas pada node-red maka akan sangat mudah membuat Man Machine Interface berbasis web ke perangkat sensor maupun aktuator berbasis modbus.

 

Read More

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