Implementasi Sistem Web Server Lokal Berbasis ESP-IDF dengan Finite State Machine untuk Monitoring Energi Listrik Rumah Tangga

Abstract

Pemantauan energi listrik rumah tangga secara real-time memerlukan sistem yang responsif dan mampu beroperasi secara mandiri tanpa ketergantungan pada infrastruktur cloud eksternal. Penelitian ini mengimplementasikan dan mengevaluasi sistem web server lokal berbasis ESP-IDF pada mikrokontroler ESP32-S3 dengan penerapan Finite State Machine (FSM) untuk manajemen sesi klien WebSocket. Sistem dirancang menggunakan arsitektur multitasking FreeRTOS pada prosesor dual-core untuk menjalankan pembacaan sensor PZEM-004T, pencatatan data log energi listrik harian ke LittleFS, pelayanan permintaan HTTP, dan transmisi data real-time melalui WebSocket secara paralel. Evaluasi mencakup tiga aspek, yaitu waktu respons penyajian data log, performa komunikasi real-time (latensi, jitter, RSSI, dan throughput), serta stabilitas penggunaan RAM pada koneksi multiclient. Hasil pengujian menunjukkan waktu respons rata-rata 45,83 ms, latensi 24,67–47,47 ms, dan RSSI −47,87 hingga −71,47 dBm, dengan temuan bahwa penghalang fisik memberikan dampak degradasi lebih signifikan dibandingkan jarak. Koneksi WebSocket tetap aktif tanpa pemutusan meskipun throughput mencapai 540,83 KB pada beban puncak. Manajemen sesi klien WebSocket berbasis FSM berhasil mendaur ulang seluruh soket secara instan, sehingga penggunaan memori RAM tetap stabil tanpa indikasi kebocoran memori, dengan konsumsi heap maksimal sebesar 151,69 KB dari kapasitas heap yang tersedia sebesar 292,3 KB dan konsumsi PSRAM maksimal sebesar 108,56 KB dari kapasitas total 8 MB.