RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI KIPAS DAN LAMPU BERTENAGA SURYA BERBASIS ANDROID
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
WIDIA WITRIANTI 0612 3033 0261
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
i
RANCANG BANGUN SISTEM KENDALI KIPAS DAN LAMPU BERTENAGA SURYA BERBASIS ANDROID
LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : WIDIA WITRIANTI 0612 3033 0261
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Suroso,M.T. NIP. 196207191993031003
Sholihin, S.T.,M.T. NIP. 197404252001121001
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi
Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 196212071991031001
Ciksadan,S.T,.M.Kom NIP. 196809071993031003
ii
MOTO
Berusahalah jangan sampai terlengah walau sedetik saja, karena atas kelengahan kita tak akan bisa dikembalikan seperti semula. Janganlah larut dalam satu kesedihan karena masih ada hari esok yang menyongsong dengan sejuta kebahagiaan. Orang-orang yang suka berkata jujur mendapatkan tiga hal, kepercayaan, cinta, dan rasa hormat.(Ali Bin Abi Thalib)
Kupersembahkan Kepada : Allah SWT Nabi Muhammad SAW Orang tuaku Tercinta, Bapak Warsito dan Ibu Noviati Safitri Saudaraku
Tersayang,
Fajri
Indra
Gunawan Sahabat – Sahabat Seperjuangan 6 TA Rekan-rekan Teknik Elektro Polsri Almamaterku
iii
ABSTRAK RANCANG
BANGUN
SISTEM
KENDALI
KIPAS
DAN
LAMPU
BERTENAGA SURYA BERBASIS ANDROID (2015 : xii + 40 halaman + 27 gambar + 5 tabel + 9 lampiran) Widia Witrianti 061230330261 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI Pada laporan akhir ini bertujuan untuk merancang alat yang mempunyai sistem kendali jarak jauh tanpa kabel dengan panel surya sebagai sumber energinya. Panel surya yang digunakan adalah panel surya dengan kapasitas 50 Watt yang akan mengkonversikan energi matahari menjadi energi listrik. Energi listrik yang telah dikonversikan akan disimpan pada sebuah baterai dengan kapasitas 12 Volt 7,2 Ampere untuk menyalakan beberapa beban seperti lampu, kipas dan sebuah terminal tambahan. Kemudian untuk pengaktifan masing-masing beban ini dilakukan oleh sebuah aplikasi pada smartphone android terhadap modul Bluetooth HC-06 yang terhubung pada rangkaian sistem minimum. Rangkaian sistem minimum sendiri menggunakan modul arduino uno dengan mikrokontroler ATMega328 yang nantinya akan memberikan perintah pada rangkaian driver relay untuk menghidupkan atau mematikan beban tersebut. Rangkaian driver sendiri menggunakan tiga buah relay 12 Volt dc yang akan aktif saat mendapat tegangan dari rangkaian sistem minimum. Arus searah yang dihasilkan oleh panel surya akan diubah oleh sebuah inverter. Ini dilakukan karena beban pada alat memerlukan arus bolak-balik. Kata kunci : Panel Surya, ATMega328, Modul Bluetooth HC-06.
iv
ABSTRACT DESIGN OF FAN AND LAMP CONTROL SYSTEM SOLAR POWERED BASED ANDROID (2015 : xii + 40 pages + 27 images + 5 tables + 9 attachments)
Widia Witrianti 061230330261 ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT TELECOMMUNICATIONS ENGINEERING STUDY In this final report aims to design a tool that has a wireless remote control system with solar panels as a energy source. Solar panels used was solar panels with a capacity of 50 Watt that would convert solar energy into electrical energy. Electrical energy has been converted which will be stored in a battery with a capacity of 12 Volt 7,2 Ampere for powering multiple loads such as lights, fan and an additional terminal. Then for activation of each load is performed by an application of the android smartphone toward Bluetooth module HC-06 which connected on a series of minimum. A series of minimum system own use arduino uno module by using a microcontroller ATMega328 which will give orders on the relay driver circuit to turn on or turn off the load. The series driver own use the three relay 12 volts dc that will active even when got the tension of a series of minimum system. Direct current which is produced by solar panel will be converted by an inverter. This is done because the load on the tools requires an alternating current. Keywords: solar panels, ATMega328, Bluetooth Module HC-06.
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji dan syukur saya ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat-Nya, karena berkat rahmat dan karunia-Nya maka penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Kendali Kipas dan Lampu Bertenaga Surya Berbasis Android”. Shalawat dan salam agar selalu tercurah kepada Rasulullah SAW, beserta keluarga dan para sahabat. Penyusunan Laporan Akhir ini adalah syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomnikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : Bapak Ir. Suroso, M.T. Selaku Pembimbing I Bapak Sholihin,S.T,.M.T. Selaku Pembimbing II Kemudian terima kasih juga atas segala bantuan, dukungan dan kerjasama yang telah diberikan, antara lain kepada: 1. Bapak RD Kusumanto,S.T.,M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Ciksadan,S.T,.M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Dosen dan Teknisi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah membantu memberikan saran dan mengajarkan banyak hal tentang penyusunan Laporan Akhir ini. 6. Bapak, Ibu dan Saudaraku yang senantiasa memberikan doa serta dukungan
vi
yang tulus untuk keberhasilan penulis. 7. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Telekomunikasi tahun angkatan 2012 POLSRI khususnya teman-teman kelas 6 TA. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam pembuatan Laporan Akhir ini. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak. Semoga Laporan Akhir ini dapat memberikan tambahan ilmu dan bermanfaat bagi yang membacanya. Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih atas semua bantuan dan dukungan yang telah berikan kepada penulis, semoga Allah SWT selalu berkenan memberikan balasan yang setimpal atas bantuan yang telah diberikan, Amin.
Palembang, Juni 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL...........................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ii MOTO .................................................................................................................iii ABSTRAK ..........................................................................................................iv ABSTRACT ........................................................................................................v KATA PENGANTAR .......................................................................................vi DAFTAR ISI ......................................................................................................viii DAFTAR TABEL ...............................................................................................x DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xi DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................1 1.1
Latar Belakang ...........................................................................................1
1.2
Perumusan Masalah ...................................................................................2
1.3
Pembatasan Masalah ..................................................................................2
1.4
Tujuan dan Manfaat ...................................................................................2 1.4.1 Tujuan ...............................................................................................2 1.4.2 Manfaat .............................................................................................2
1.5
Metode Penulisan .......................................................................................3
1.6
Sistematika Penulisan ................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................5 2.1
Perangkat Keras dan Perangkat Lunak ......................................................5
2.2
Sistem Kendali ...........................................................................................6 2.2.1 Macam-macam Sistem Kendali ........................................................7
2.3
Sistem Operasi Android .............................................................................8
2.4
Panel Surya ................................................................................................................................. 11
viii
2.5
Solar Charge Controller ............................................................................12
2.6
Baterai ........................................................................................................13
2.7
Inverter ......................................................................................................14
2.8
Beban (Load)..............................................................................................15
2.9
Mikrokontroler Arduino .............................................................................16
2.10 Bluetooth ....................................................................................................18 2.10.1 Teknologi Bluetooth ......................................................................19 2.10.2 Perkembangan Teknologi Bluetooth ................................................. 20
BAB III RANCANG BANGUN ALAT .............................................................23 3.1
Tujuan Perancangan ...................................................................................23
3.2
Langkah-Langkah Perancangan .................................................................24 3.2.1. Perancangan Elektronik ................................................................24 3.2.2. Perancangan Mekanik ...................................................................31
BAB IV PEMBAHASAN ...................................................................................33 4.1
Tujuan Pengukuran ...................................................................................33
4.2
Alat-Alat yang Digunakan ........................................................................33
4.3
Langkah-langkah Pengukuran ....................................................................33
4.4
Titik Pengukuran Rangkaian ......................................................................34
4.5
Hasil Pengukuran .......................................................................................36
4.6
Cara Kerja Alat ..........................................................................................37
4.7
Analisa........................................................................................................38
4.8
Spesifikasi Alat ..........................................................................................39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................40 5.1
Kesimpulan ................................................................................................40
5.2
Saran ...........................................................................................................40
Daftar Pustaka Lampiran
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran Rangkaian Power Supply ............................ 36 Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengukuran Rangkaian Sistem Minimum ....................... 36 Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengukuran Pin Output Rangkaian Sistem Minimun...... 36 Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengukuran Input Rangkaian Driver ............................... 36 Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengukuran Relay Rangkaian Driver .............................. 37
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Kontrol Lup Terbuka ........................................................... 7 Gambar 2.2 Sistem Kontrol Lup Tertutup .......................................................... 8 Gambar 2.3 Logo Android................................................................................................................. 9 Gambar 2.4 Panel Surya ...................................................................................... 12 Gambar 2.5 Solar charge controller .................................................................... 13 Gambar 2.6 Baterai UPS 12 V 7,2 A .................................................................. 14 Gambar 2.7 Inverter ............................................................................................ 15 Gambar 2.8 Sebuah Instalasi Solar dengan Beban DC dan AC .......................... 16 Gambar 2.9 Mikrokontroler Arduino .................................................................. 17 Gambar 2.10 Konfigurasi Pin Arduino ............................................................... 17 Gambar 2.11 Lambang Bluetooth ....................................................................... 19 Gambar 2.12 Alokasi Frekeunsi Radio ............................................................... 20 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Kendali Kipas Dan Lampu Bertenaga Surya Berbasis Android……………………………………………………………......24 Gambar 3.2 Skema Rangkaian Power Supply .................................................... 25 Gambar 3.3 Tata Letak Komponen Rangkaian Power Supply ........................... 26 Gambar 3.4 Jalur PCB Komponen Rangkaian Power Supply ............................ 26 Gambar 3.5 Skema Rangkaian Sistem Minimum ............................................... 27 Gambar 3.6 Jalur PCB Rangkaian Sistem Minimum ......................................... 27 Gambar 3.7 Modul Rangkaian Sistem Minimum dengan Bluetooth HC-06 ...... 28 Gambar 3.8 Skema Rangkaian Driver ................................................................ 28 Gambar 3.9 Layout Komponen Rangkaian Driver ............................................. 29 Gambar 3.10 Jalur PCB Rangkaian Driver ......................................................... 29 Gambar 3.11. Box Rangkaian Papan PCB .......................................................... 32 Gambar 3.12. Box Alat ....................................................................................... 32 Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Power Supply ................................... 34 Gambar 4.2 Titik Pengukuran Rangkaian Sistem Minimum .............................. 34 Gambar 4.3 Titik Pengukuran Rangkaian Driver ............................................... 35
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 2 Lembar Konsultasi Laporan Akhir Lampiran 3 Lembar Peminjaman Alat Laboratorium Lampiran 4 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 5 Lembar Revisi Laporan Akhir Lampiran 6 Lembar Bukti Penyerahan Hasil Karya / Rancang Bangun Lampiran 7 Datasheet Mikrokontroler ATMega328 Lampiran 8 Datasheet Modul Bluetooth HC-06 Lampiran 9 Gambar Alat
xii
