MINIATUR SISTEM SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROL PIC16F877

39

MINIATUR SISTEM SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROL PIC16F877 Pipit Sakti Adhi, Abdul Hafid Paronda, Sugeng Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam 45 Bekasi Jl.Cut Meutia No. 83 17113 Telp. 021-88344436, 021-8802015 Ext. 124 Email : [email protected] ABSTRAKS Penerapan solar cell sebagai media untuk menghasilkan energi diharapkan memberikan solusi. Sistem pencarian titik fokus sinar matahari menggunakan motor DC (Direct Current) sebagai penggerak (actuator) dan output yang dihasilkan dari solar cell disimpan dalam accu 12V. Hal ini terjadi jika papan solar cell terus mengikuti gerak arah dari timur menuju ke barat. Motor dc akan bergerak dari arah timur menuju ke arah barat mengikuti arah matahari berdasarkan program timer. Pergerakan papan solar cell dari arah timur menuju kearah barat dengan jarak tempuh 100˚dalam waktu 6 jam terhadap letak geografis setempat, sangat berpengaruh dalam mendapatkan sinar matahari. Rata – rata tegangan yang diperoleh dari pengukuran solar cell dari jam 08.00 – 14.00 sebesar 19.18V, dengan tegangan minimal sebesar 18.74V dan tegangan maksimal sebesar 20.10V. Sedangkan pengisian accu maksimal terjadi jika sinar matahari jatuh tepat, tegak lurus terhadap bidang solar cell sebesar 0.55A. Pergerakan papan solar cell dari timur ke barat atau sebaliknya dibatasi oleh limit switch barat dan limit switch timur. Pada sore hari, jika limit switch barat tertekan maka papan solar cell akan berhenti selama 18 jam dan akan beralih ke posisi awal dengan arah putaran dari posisi barat ke posisi timur. Papan solar cell akan berhenti jika limit switch timur tersentuh dan akan on selama 0.48 detik. Kata kunci : Solar cell, Solar cell mikro, Solar cell timer, accu, motor DC ABSTRACT There are some rural areas that have not enjoyed commercial power PLN, with the application of solar cells as a medium for energy is expected to provide a solution.. The search system of focus sunlight use a DC motor as a driver (actuator) and the output of the solar cell stored in 12V batteries. This happens if the solar cell board follow the direction of motion from the east to the west. Dc motor will move from the east to the west following the direction of the sun based timer program. Movement of the solar cell board from the east to the west with the distance of 100 ˚ within 6 hours of the local geography, is very influential in getting the sunlight. The average voltage obtained from measurements of the solar cell from 8.00 to 14.00 at 19.18V, with a minimum voltage of 18.74V and a maximum voltage of 20.10V. While charging the batteries maximum happen when sunlight falls right, perpendicular to the plane of the solar cell at 0.55A. Movement of the solar cell board from east to west or otherwise is limited by limit switches west and limit switches east. Setting the position of the solar cell to the geographical location of a place at the time of the study, angle of 340 ˚ greatly affect the magnitude of the voltage and current produced by the solar cell output Keywords: Solar cell, Solar cell micro, Solar cell timer, batteries, DC motors PENDAHULUAN Latar Belakang Seiring belum masuknya aliran listrik PLN (Perusahaan Listrik Negara) di daerah. Penulis berfikir dengan adanya teknologi solar cell daerah yang belum adanya aliran listik bisa mendapatkan sumber energi listrik dari sistem solar cell. Dimana solar cell sebagai sumber energi listrik yang disimpan pada accu. Dengan penerapan solar cell sebagai media untuk menghasilkan energi diharapkan memberikan solusi. Pergerakan matahari selalu berubah-ubah pada bulan-bulan tertentu, apakah posisi matahari condong terhadap lintang utara atau lintang selatan. Hal ini menyebabkan sudut penyinaran pada papan solar cell JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

40

berubah–ubah, sehingga menyulitkan dalam memperoleh tegangan yang maksimal. Oleh karena itu diperlukan suatu solusi agar hasil penelitian ini dapat diaplikasikan secara praktis. Identifikasi Masalah Dari latar belakang masalah tersebut dapat diidentifikasikan beberapa masalah sebagai berikut: 1. Membuat timer solar cell dengan menggunakan output tegangan solar cell sebagai tegangan supply accu 12V. 2. Mengimplementasikan mikrokontrol PIC16F877 untuk mengendalikan motor dc dalam pergerakan dari arah timur menuju kearah barat untuk mendapatkan sinar matahari secara penuh. 3. Respon solar cell berkurang saat tejadi perubahan cuaca yang tiba-tiba. Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan yang telah diuraikan di atas, maka peneliti dapat merumuskan masalah “Bagaimana merancang suatu alat yang dapat mengendalikan pergerakan solar cell menggunakan timer sebagai kontrol IC PIC16F877” Batasan Masalah Pembatasan masalah ini bertujuan untuk membatasi penelitian terhadap kasus tersebut agar tidak melebar. Maka penulis perlu membatasi masalah diantaranya : 1. Sistem pencarian titik fokus sinar matahari terdiri dari 1 (satu) panel solar cell 10W dengan satu penggerak motor dc yang bergerak secara clockwise. 2. Tracker solar cell yang digunakan hanya satu aksial. 3. Perancangan miniatur sistem mekanik tidak sepenuhnya sesuai dengan realita rancangan yang diinginkan oleh penulis sendiri, dikarenakan harga sparepart yang sangat mahal, namun pada prinsipnya tidak keluar dari tujuan utama penelitian. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui perbandingan tegangan yang diperoleh menggunakan timer solar cell. 2. Untuk mengetahui pengisian arus yang maksimal pada accu. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini diantaranya : 1. Sistem pencarian titik fokus sinar matahari menggunakan motor dc sebagai penggerak (actuator) dapat digunakan secara maksimal dalam memperoleh tegangan output. 2. Dengan menggunakan IC PIC16F877 sistem indikator level accu dapat diketahui berapa level tegangannya. METODOLOGI PENELITIAN Dalam penelitian miniatur sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 ini, penulis menggunakan metodologi dengan objek sebagai berikut : 1. Pengamatan Pengamatan dilakukan terhadap objek solar cell yang meliputi sistem kerja timer dan hal–hal lain yang berkaitan dengan solar cell. 2. Studi pustaka Berupa pengumpulan data yang didapat dari buku–buku, internet dan literatur lain yang berkaitan dengan permasalahan penelitian. 3. Perancangan sistem Berupa pembuatan alat ( prototype ) miniatur sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 sebagai model objek penelitian. Perancangan sistem penelitian ini terdiri dari : a. Perancangan perangkat keras b. Perancangan perangkat lunak c. Pengujian alat JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

41

Rincian Teknis Yang pertama kali dilakukan pada detil teknis ini adalah menentukan sistem kerja secara global, kemudian merinci tiap–tiap bagian sistem tersebut secara detail. Miniatur sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 secara umum digambarkan seperti bagan berikut : Motor DC

Mikrokontrol PIC16F877

Driver Motor dc Solar cell 10W

Rangkaian Pemutus Accu

Accu 12V dc

Gambar 1 Blok diagram sistem kerja pergerakan papan solar cell Timer Solar Cell Timer solar cell merupakan rangkaian kontrol untuk mengatur pergerakan motor dc supaya intensitas cahaya matahari yang diterima oleh solar cell maksimal. Hal ini terjadi jika papan solar cell terus mengikuti gerak arah dari timur menuju kebarat. Motor dc akan bergerak dari timur kebarat mengikuti arah matahari berdasarkan program timer. Pergerakan papan solar cell dari timur kebarat diilustrasikan pada gambar 2 berikut :

Gambar 2 Pergerakan papan solar cell dari timur kebarat Pergerakan papan solar cell dari timur kebarat atau sebaliknya dibatasi oleh limit switch barat dan timur. Pada sore hari, jika limit switch barat tertekan maka papan solar cell akan berhenti selama 18 jam dan akan beralih ke posisi awal dengan arah putaran dari barat ketimur. Papan solar cell akan berhenti jika limit switch timur tersentuh dan akan on selama 0.48 detik. Pergerakan papan solar cell dari barat ketimur diilustrasikan pada gambar 3 berikut :

JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

42

Gambar 3 Pergerakan papan solar cell dari barat ketimur Untuk menghasilkan sistem seperti yang disebutkan diatas, rangkaian timer solar cell dibuat terdiri dari : a.

Unit driver west Unit ini berfungsi untuk mengatur putaran motor yang menggerakkan papan solar cell kearah barat. PIC16F877/ Timer

Driver ON

Gambar 4 Blok unit driver west b.

Unit driver east Unit ini berfungsi untuk mengatur putaran motor yang menggerakkan papan solar cell kearah timur. PIC16F877/ Scan

Driver ON

Gambar 5 Blok unit driver east c.

Unit pembatas Fungsi ini adalah untuk membatasi pergerakan dari papan solar cell yang digerakkan oleh motor

DC. Limit switch timur

PIC16F877/ Timer

Motor dc STOP

Limit switch barat

Gambar 6 Blok unit pembatas Penjelasan Rangkaian Timer Solar Cell Timer solar cell dilengkapi dengan sistem delay yang bertujuan untuk menghindari nyala dan mati motor dc secara tiba–tiba pada saat sore hari setelah matahari tidak ada. Jika limit switch barat tertekan akan berhenti selama 18 jam dan akan beralih ke posisi awal. Dengan arah putaran dari barat ketimur dan berhenti bila limit switch timur tertekan, maka akan on selama 0.48 detik. Implementasi Sistem Elektronik Pada bagian ini akan mengimplementasikan detail-detail sistem kontrol yang telah ditentukan dalam sebuah rangkaian elekrtonik. Rancangan sistem elektronik pada bab ini di bagi menjadi : 1. Rangkaian Kontrol PIC16F877 2. Rangkaian Driver 3. Rangkaian Pemutus Accu 4. Rangkaian Level Tegangan Accu 5. Rangkaian Indikator Accu JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

43

Rangkaian Kontrol PIC16F877

Gambar 7 Rangkaian kontrol PIC16F877 Rangkaian Driver Rangkaian driver dirancang untuk mengaktifkan motor dc sebagai penggerak papan solar cell supaya dapat berputar clockwise maupun unclockwise. Gerakan motor dc ini menyesuaikan input program yang bekerja berdasarkan timer. Rangkaian driver ini diperlukan untuk memberikan pemisahan tegangan kontrol sebesar +5V yang dihasilkan dari keluaran mikrokontrol menjadi tegangan sesuai yang dibutuhkan oleh motor dc tersebut. Untuk merealisasikan ide ini dilakukan dengan menggunakan mosfet yang memanfaatkan tegangan kecil dari mikrokontrol sebagai pemicu untuk menggerakkan motor dc. Metode clockwise maupun unclockwise pada cara kerja motor dc dilakukan dengan membalik arah arus yang melalui motor dc, hal ini direalisasikan dengan menempatkan empat buah mosfet sebagai pembentuk arah arus.

Sumber : Fahmizaleeits, http://fahmizaleeits.wordpress.com, 18, 09, 2013 Gambar 8 Rangkaian driver Rangkaian ini terdiri dari dua buah mosfet kanal P dan dua buah mosfet kanal N. Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan mengatur on–off ke empat mosfet tersebut untuk menggerakkan motor dc yang akan dikendalikan. Bagian atas rangkaian akan dihubungkan dengan sumber tegangan +12V, sedangkan bagian bawah rangkaian akan dihubungkan dengan sumber daya kutub negatif. Pada saat mosfet Q1 IRF9540N dan mosfet Q4 IRFZ44N on sedangkan mosfet Q2 IRF9540N dan mosfet Q3 IRFZ44N off, maka sisi kiri dari gambar motor akan terhubung dengan kutub positif dari catu daya, sedangkan sisi sebelah JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

44

kanan motor akan terhubung dengan kutub negatif dari catu daya sehingga motor dc akan bergerak clockwise dijelaskan pada gambar berikut :

Sumber : Fahmizaleeits, http://fahmizaleeits.wordpress.com, 18, 09, 2013 Gambar 9 Konfigurasi mosfet Q1 & Q4on, Q2 & Q4 off Sebaliknya, jika mosfet Q2 IRF9540N dan mosfet Q3 IRFZ44N on sedangkan mosfet IRF9540N dan mosfet IRFZ44N off, maka sisi kanan motor akan terhubung dengan kutub positif dari catu daya sedangkan sisi kiri motor akan terhubung dengan kutub negatif dari catu daya. Maka motor dc akan bergerak unclockwise dijelaskan pada gambar berikut :

Sumber : Fahmizaleeits, http://fahmizaleeits.wordpress.com, 18, 09, 2013 Gambar 10 Konfigurasi mosfet Q1 & Q4 off, Q2 & Q3 on Konfigurasi lainnya adalah apabila mosfet Q1 IRF9540N dan mosfet Q2 IRF9540N sedangkan mosfet Q3 IRFZ44N dan mosfet Q4 IRFZ44N off. Konfigurasi ini akan menyebabkan sisi kiri dan sisi kanan motor dc terhubung pada kutub yang sama yaitu kutub positif sehingga tidak ada perbedaan tegangan diantara dua buah polaritas motor, sehingga motor akan diam. Konfigurasi seperti ini disebut dengan konfigurasi break. Konfigurasi yang harus dihindari adalah pada saat mosfet Q1 IRF9540N dan mosfet Q3 IRFZ44N on secara bersamaan atau mosfet IRF9540N dan mosfet IRFZ44N on secara bersamaan. Pada konfigurasi ini akan terjadi hubungan arus singkat antara kutub positif catu daya dengan kutub negatif catu daya. Tabel 1 Konfigurasi Pengujian Mosfet Q1 Q2 Q3 Q4 1

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

Aksi Motor DC bergerak clockwise Motor DC bergerak unclockwise Motor DC break

Pada output driver dipasangkan dioda fast switching untuk mengamankan mosfet dari arus balik yang dihasilkan motor dc. Sebenarnya di dalam mosfet sendiri sudah memiliki dioda, tetapi untuk lebih mengamankan lagi dipasangkan dioda di luar mosfet. JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

45

Rangkaian Pemutus Accu Untuk blok output ini menggunakan transistor dengan tipe BC547. Transistor ini mempunyai karakteristik di antaranya sebagai berikut : - Tegangan basis-kolektor maksimalnya adalah 50V - Tegangan kolektor-emitor maksimalnya adalah 45V - Arus kolektor cut off adalah 5 µA - hfe atau ß nya adalah 800

Gambar 11 Rangkaian pemutus accu 12V Rangkaian ini berfungsi untuk melakukan pengisian pada accu. Batas tegangan yang digunakan untuk melakukan pengisian accu adalah 12V. Accu dapat rusak jika tegangan pengisiannya melebihi batas tegangan atau accu diisi dalam waktu yang sangat lama. Rangkaian ini dapat memutus jalur pengisian secara otomatis jika tegangan pada accu telah mencapai batas tegangan sebesar 12V. Bila pengisian accu sudah mencapai 12V, maka transistor BC547 akan aktif sehingga akan memutus relay. Besarnya arus basis yang masuk ke transistor BC547 adalah : Dimana : Vcc = 12V Rb = 10K Vbe = 0.7 untuk transistor silicon Rc = 400Ω hambatan pada relay Ditanya : Ib…….mA Ic…….mA Jawab: 𝑉𝑐𝑐−𝑉𝑏𝑒 𝐼𝑏 = (1) 𝑅𝑏

𝐼𝑏 =

12𝑉 − 0.7𝑉 10𝐾

11.3𝑉 10𝐾 𝐼𝑏 = 1.13 𝑚𝐴 𝐼𝑏 =

𝐼𝑐 =

𝑉𝑐𝑐 𝑅𝑐

(2)

12𝑉 400Ω 𝐼𝑐 = 30 𝑚𝐴

𝐼𝑐 =

Rangkaian Level Tegangan Accu Suatu rangkaian yang berfungsi sebagai pengatur tegangan ke mikro kontrol PIC16F877 disini tegangan yang diset maksimal adalah 3V.


46

Gambar 12 Rangkaian level tegangan accu Rangkaian Indikator Accu Suatu idikator tegangan yang dapat dilihat berapa level tegangan accu pada saat accu kondisi hig atau low, disini indikator tegangan 1V sampai 12V.

Gambar 13 Rangkaian indikator accu Tabel 2 Indikator accu No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Input Accu 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V 11V 12V

LED Red Red Red Red Orange Orange Orange Orange Yellow Yellow Yellow Green

Input Mikro Pin 19/ RD 0 Pin 20/ RD 1 Pin 21/ RD 2 Pin 22/ RD 3 Pin 27/ RD 4 Pin 28/ RD 5 Pin 29/ RD 6 Pin 30/ RD 7 Pin 15/ RC 0 Pin 35/ RB 2 Pin 17/ RC 2 Pin 18/ RC 3

Flowchart Miniatur Sistem Solar Cell Berbasis Mikrokontrol PIC16F877 Agar perancangan perangkat lunak dapat berfungsi dengan baik maka perlu dibuat flowchart sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 terlebih dahulu sebagai acuan di dalam merancang pemrograman. Flowchart miniatur sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 ditunjukkan sebagai gambar 14 berikut :


47

START

Check Accu

On On/ Off

Off

No Unclockwi se

Manual

Automatic

Setting

Clock Tunda on 59.52 detik Tunda off 0.48 detik Yes

Clockwise

Limit switch barat

Delay off 18 jam

Scan

Limit switch timur

On On/ Off Off STOP

Gambar 14 Flowchart miniatur sistem solar cell berbasis mikrokontrol PIC16F877 ANALISA DAN PEMBAHASAN Beberapa data yang diolah dalam analisis dan pengujian ini, adalah sebagai berikut : 1. Perhitungan Timer Solar Cell 2. Perhitungan Daya Pada Modul Solar Cell 3. Data Pengujian Tegangan Solar Cell 4. Data Pengujian Accu 5. Data Pengujian Pengukuran ADC (Analog to Digital Converter) Perhitungan Timer Solar Cell Tujuan perancangan ini adalah untuk mengetahui apakah motor dc penggerak papan solar cell bergerak, yang diatur dengan timer IC PIC16F877 dari arah timur kearah barat sesuai intensitas cahaya JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

48

yang diterima. Untuk itu, panel solar cell diletakkan pada posisi yang memungkinkan mendapatkan sinar matahari secara langsung. Kecepatan lintasan papan solar cell dapat dihitung sebagai berikut : ∅ 𝑣𝑝𝑐 = (3) 𝑡

dimana : vpc Ø t

= Kecepatan lintasan papan solar cell (˚/detik) = Besarnya sudut yang dilintasi ( ˚ ) = Lama waktu yang dibutuhkan (detik)

Perhitungan secara real : 100˚ 6 𝑗𝑎𝑚 100˚ 𝑣𝑝𝑐 = 6 𝑥 60 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 100˚ 𝑣𝑝𝑐 = 360 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0.28°/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0.004°/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 𝑣𝑝𝑐 =

Jadi kecepatan lintasan papan solar cell sebesar 0.004 ˚/ detik Perhitungan secara demo : 100˚

𝑣𝑝𝑐 = 5 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 28°/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0.33°/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

Jadi kecepatan lintasan papan solar cell sebesar 0.33 ˚/ detik Metode penempatan papan solar cell menggunakan kompas, ditaruh pada posisi 000˚. Pada saat penelitian posisi papan solar cell dihadapkan kearah 060˚ dengan sudut kemiringan papan solar cell sebesar 45˚ terhadap tempat kedudukan (kotak penyangga), sebagaimana yang ditampilkan pada gambar 16 dan data diambil pada tanggal 19 September 2013. Pergeseran dari posisi 000˚menuju ke sudut 340˚ sebesar 20˚dapat dilihat pada gambar 15 berikut ini: U 0 340 20˚ B

270

90

T

180

Gambar 15 Metode pengambilan sudut menggunakan kompas Berikut posisi papan solar cell menggunakan kompas :

Gambar 16 Posisi papan solar cell menggunakan kompas JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

49

Keterangan : North South West East

= Utara = Selatan = Barat = Timur = Posisi papan solar cell

Perhitungan Daya Pada Modul Solar Cell Untuk menghitung nilai FF dapat dihitung sebagai berikut : Vmp x Imp 𝐹𝐹 = Voc x Isc Manual book solar cell : dimana : Vmp = Tegangan pada titik kerja maksimun dalam Volt (V) Imp = Arus pada titik kerja maksimum dalam Ampere (A) Voc = Open circuit voltage dalam Volt (V) Isc = Short circuit current dalam Ampere (A)

(4)

17V x 0.59A

𝐹𝐹 = 21.5V x 0.68A 𝐹𝐹 = 0.68 Untuk menghitung nilai daya maksimal hasilnya dapat dihitung sebagai berikut : 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑂𝐶 𝑥𝐼𝑆𝐶 𝑥𝐹𝐹 𝑃𝑖𝑛 = (𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎)𝑥(𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑑𝑢𝑙)

(5) (6)

dimana : Pmax = Daya maksimal dalam Watt (W) Voc = Open circuit voltage dalam Volt (V) Isc = Short circuit current dalam Ampere (A) FF = Fiil Factor Intensitas cahaya dalam Watt/ m2 (W/m2) Luas area modul dalam meter2 (m2) 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 21.5𝑉 𝑥 0.68𝐴 𝑥 0.68 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 9.94 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑃𝑖𝑛 = 1000𝑊⁄𝑚2 𝑥 0.11𝑚2 = 110 𝑊𝑎𝑡𝑡

Untuk menghitung efisiensi hasilnya dapat dihitung sebagai berikut : 𝜇=

dimana : Pmax Pin

𝜇=

Pmax Pin

𝑥100%

(7)

= Daya maksimal dalam Watt (W) = (intensitas cahaya) x (luas area modul) 9.94 𝑊𝑎𝑡𝑡 𝑥100% = 9% 110 𝑊𝑎𝑡𝑡

Data Pengujian Tegangan Solar Cell Pengujian tegangan solar cell dimaksudkan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh solar cell. pengambilan data dimulai dari posisi minimal solar cell jam 08.00 pagi dan posisi maksimal jam 14.00 sore. JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

50

Tabel 3 Data pengujian tegangan solar cell menggunakan timer solar cell pengukuran hari ke-1 No

Jam

1 2 3 4 5 6

09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00

Tegangan Solar Cell (V) 18.94 V 18.99 V 19.03 V 20.10 V 18.75 V 19.20 V

Kondisi Cuaca Panas Panas Panas Panas Panas Panas

22,00 20,10 19,20 18,9418,9919,03 18,75

20,00 18,00 1

2

3

4

5

6

Tegangan Solar Cell (V)

Jam Gambar 18 Grafik pengujian tegangan solar cell menggunakan timer solar cell Dari grafik dapat dilihat bahwa secara umum pada kondisi cuaca panas, tegangan yang dihasilkan solar cell akan mencapai puncak saat tengah hari jam 12.00 sebesar 20.10V. Tabel 4 Data pengujian tegangan solar cell menggunakan timer solar cell pengukuran hari ke-2 No

Jam

1 2 3 4 5 6

09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00


Kondisi Cuaca Panas Panas Panas Panas Panas Panas

22,00 20,05 19,25 19,22 19,14 18,80 18,74

20,00 18,00 1

2

3

4

5

6

Tegangan Solar Cell (V)

Jam Gambar 19 Grafik pengujian tegangan solar cell menggunakan timer solar cell Dari grafik dapat dilihat bahwa secara umum pada kondisi cuaca panas, tegangan yang dihasilkan solar cell akan mencapai puncak saat tengah hari jam 13.00 sebesar 20.05V.


51

Data Pengujian Accu Pengujian accu dimaksudkan untuk mengetahui berapa Volt pada saat accu diisi oleh solar cell. Tabel 5 Pengujian tegangan accu menggunakan timer solar cell pengukuran hari ke-1 No

Jam

1 2 3 4 5 6

09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00


Arus (A) 0.44 A 0.42 A 0.41 A 0.43 A 0.51 A 0.50 A

Tegangan Accu (V) 7.28 V 10.66 V 11.41 V 11.42 V 11.66 V 11.69 V

Gambar 20 Grafik pengujian accu menggunakan timer solar cell Pengisian arus accu dari jam 08.00 – 14.00 dengan intensitas cahaya matahari maksimal dan jatuhnya cahaya pada bidang solar cell sebesar 0.51A. Tabel 6 Pengujian tegangan accu menggunakan timer solar cell pengukuran hari ke-2 No

Jam

1 2 3 4 5 6

09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00


Arus Tegangan (A) Accu (V) 0.49 A 6.80 V 0.51 A 7.38 V 0.47 A 11.42 V 0.44 A 11.54 V 0.55 A 11.72 V 0.50 A 11.82 V

Gambar 21 Grafik pengujian accu menggunakan timer solar cell JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

52

Pengisian arus accu dari jam 08.00 – 14.00 dengan intensitas cahaya matahari maksimal dan jatuhnya cahaya pada bidang solar cell sebesar 0.55A. Data Pengujian Pengukuran ADC Pengujian rangkaian ADC dimaksudkan untuk input mikrokontrol supaya diolah agar dapat ditampilkan pada indikator berapa level tegangan yang disimpan pada accu sebagai indikator menggunakan display LED 1V – 12V.

Gambar 22 Pengujian pengukuran ADC Tabel 7 Data Pengukuran ADC

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Input Tegangan Accu (V) 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10 V 11 V 12 V

Output Tegangan ADC Min (V) 0.00 V 0.18 V 0.45 V 0.71 V 0.99 V 1.25 V 1.52 V 1.80 V 2.06 V 2.31 V 2.60 V 2.87 V

Output Tegangan ADC Max (V) 0.17 V 0.44 V 0.70 V 0.98 V 1.24 V 1.51 V 1.79 V 2.05 V 2.30 V 2.59 V 2.86 V 3.00 V

Gambar 22 Grafik Data pengukuran ADC JREC Journal of Electrical and Electronics Vol. 3 No. 2

53

KESIMPULAN Setelah dilakukan proses perancangan, pembuatan, dan pengujian dari penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Rata–rata tegangan yang diperoleh dari pengukuran solar cell mulai jam 08.00 – 14.00 WIB sebesar 19.18V, dengan tegangan minimal sebesar 18.74V dan tegangan maksimal sebesar 20.10V 2. Pengisian accu maksimal terjadi jika sinar matahari jatuh tepat tegak lurus terhadap bidang solar cell sebesar 0.55A. 3. Pengaturan posisi solar cell terhadap letak geografis suatu tempat pada saat penelitian, sebesar 340˚ sangat mempengaruhi besarnya tegangan dan arus output yang dihasilkan solar cell. SARAN Dalam pengalaman yang didapat selama penelitian ini dan untuk mengembangkan prinsip kerja dari alat yang telah dibuat, maka beberapa saran yang diajukkan adalah : 1. Dilengkapi dengan LCD (Liquid Crystal Display) sebagai tampilan tegangan accu. 2. Untuk tingkat pergerakan lebih akurat dalam mendeteksi sinar matahari digunakan sebuah motor servo. 3. Menambah kapasitas ampere accu yang lebih besar untuk menampung arus dari solar cell, supaya lebih tahan lama apabila diberi beban. 4. Penambahan inverter dari tegangan DC to AC (Alternating Current) sebagai back up listrik pada saat pemadaman listrik PLN. DAFTAR PUSTAKA [1] Anoname, Microchip Technology Inc, Data Sheet PIC 16F87x, 2003 [2] Chattopadhyay,D., Dasar Elektronika.Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia, 1989 [3] Edu, Laros, Artikel Pembelajaran Mikrokontrol MCS-51, 2007 [4] Hardiyanto,DedyDomo.,Pemanfaatan Mikrokontroler Sebagai Pengendali ,Solar Tracker Untuk Mendapatkan Energi Maksimal.Tugas Akhir.Universitas Katolik Soegijapranata, 2007 [5] Herman Dwi Surjono,Elektronika Teori dan Penerapan. Jawa Timur : Penerbit Cerdas Ulet Kreatif, 2007 [6] Malvino, Prinsip-prinsip Elektronika , Penerbit Erlangga, Jilid I, 1995. [7] Malvino, Prinsip-prinsip Elektronika , Penerbit Erlangga, Edisi kedua, 1996. [8] Oklilas,Bahan Ajar Elektronika Dasar,Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta, 1989 [9] Suriadi, Mahdi Syukri,”Perumahan di Banda Aceh.Jurnal Rekayasa Elektronika,9 (2):77-80 [10] Rusdianto, Penerapan Konnsep Dasar Listrik dan Elektronika, Penerbit Kanisius, 1999. [11] Soedjoro, Merakit Elektronika, Penerbit Effhar Semarang, 2003. [12] Suriadi, Mahdi Syukri,”Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya(PLTS) Terpadu Menggunakan Software PVSYST Pada Komplek, 2010 [13] Tooley, Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi, Penerbit Erlangga, Edisi kedua, 2002. [14] Wenthues, Jonathan, Manual LDMicro, 2004 [15] CV.Anek Surya [http://anekasurya.indonetwork.co] (18 September 2013) [16] Fahmizaleeits.2011.[http://fahmizaleeits.wordpress.com] (18 September 2013) [17] Hamonangan, Aswan.2008.[www.electroniclab.com] (16 September 2013) [18] PT.Omron [www.omron.com] (18 September 2013)


MINIATUR SISTEM SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROL PIC16F877

Recommend Documents