RANCA ANG BA ANGUN N POMP PA OTO OMATIS PADA A 2 PENY YIRAM TANAM T MAN SE ELUAS 9m DE ENGAN N SOLAR S CELL SEBAG S GAI CAT TU DAY YA LAPORA AN TUGA AS AKHIR R
Disusun D Sebagai Syarat M Menyelesaikkan kan Program Diploma 3 Pendidik
Oleh :
AYU ELISA E Br SIMANJUN S NTAK NIM. 1005032055 5
DAHLIA A NIM. 10005032058
DY SILITONGA DEDD NIM. 1005032059 9
PATRIO OT P HUTABARAT NIM. 10005032088
PROGR RAM ST TUDI TE EKNIK L LISTRIK K JUR RUSAN TEKNIK K ELEKT TRO POL LITEKN NIK NEG GERI ME EDAN 2013
ABSTRAK Rancang Bangun Pompa Otomatis Pada Penyiram Tanaman Seluas 9m2 Dengan Solar Cell Sebagai Catu Daya. Air merupakan komponen terpenting dan sangat mempengaruhi proses pertumbuhan tanaman. Pada lahan pertanian yang cukup luas, pengadaan air pada setiap tumbuhan masih dilakukan secara manual yaitu dengan menyiramnya satu persatu. Hal tersebut sangat menyita waktu dan tenaga para petani. Sama hal nya dengan listrik yang merupakan energi yang mempunyai peran penting dalam kehidupan manusia. PT. PLN sebagai penyedia energi listrik sekarang ini mengalami kesulitan untuk mencukupi kebutuhan energi listrik nasional, terlebih untuk penyedian listrik pada daerah terbuka. Permasalahan yang akan dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah perancangan pompa otomatis pada penyiram tanaman dan penggunaan solar cell sebagai sumber energi terbarukan serta menghitung besar kapasitas komponen yang akan digunakan seperti : solar cell, BCR, dan baterai. Tujuan yang ingin dicapai dalam laporan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui penggunaan solar cell sebagai catu daya, dan penggunaan pompa otomatis untuk menyiram tanaman yang tingginya ±1m (sayuran, umbi-umbian dan pembibitan), serta mengetahui bagaimana sensor bekerja untuk mendeteksi kadar air dalam tanah. Hasil analisa yang diperoleh setelah melakukan pengujian alat yaitu proses pengkonversian sinar matahari menjadi energi listrik sangat tergantung kepada tingkat kecerahan matahari. Baterai tidak dapat terisi penuh 100 % karena terjadi rugi-rugi pada saat pengisian baterai, sehingga hanya terisi 80% saja. Daya tembak sprinkle yang telah dicoba yaitu ±1.5m dengan perputaran 360°. Hasil yang dapat disimpulkan adalah sensor mendeteksi kadar air dalam tanah dengan sangat baik. Perancangan pompa otomatis pada penyiram tanaman ini sangat membantu para petani dalam masalah pengadaan air pada setiap tanaman dan juga tidak memerlukan sumber energi listrik dari PLN.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3 di Politeknik Negeri Medan. Adapun judul tugas akhir ini adalah : “Rancang Bangun Pompa Otomatis Pada Penyiram Tanaman Seluas 9m2 Dengan Solar Cell Sebagai Catu Daya”. Pada laporan ini penulis akan memaparkan Penggunaan Solar Cell Sebagai Pengganti Sumber Listrik PLN Untuk Mengoperasikan Pompa. Selama menyusun laporan tugas akhir ini, penulis banyak menemukan kendala yang sulit untuk diselesaikan. Namun, atas bantuan dari berbagai pihak, akhirnya kendala-kendala tersebut dapat diatasi. Atas bantuan dan bimbingan yang penulis terima selama pengerjaan laporan tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ir. Rina Anugrahwaty, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Suparmono, S.T,M.T, selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 4. Sutan Pardede, S.T,M.T, selaku Kepala Bengkel Program Studi Teknik Listrik. 5. Ir. Juli Iriani, M.T, selaku Dosen Pembimbing penulis. 6. Seluruh staf dan pengajar Program Studi Teknik Listrik. 7. Keluarga penulis yang tercinta yang telah banyak memberikan dorongan serta bantuan materi maupun moril kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Medan. 8. Teman – teman penulis yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Walaupun penulis telah berusaha semaksimal mungkin namun penulis juga menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih memiliki kekurangan baik segi material laporan itu sendiri maupun segi penyusunannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca guna penyempurnaan isi laporan ini.
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya dan melihatnya.
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN .................................. Error! Bookmark not defined. LEMBAR PENGESAHAN ................................... Error! Bookmark not defined. ABSTRAK ............................................................................................................... 2 KATA PENGANTAR ............................................................................................. 3 DAFTAR ISI............................................................................................................ 5 DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... 8 DAFTAR TABEL .................................................................................................... 9 DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................... 10 BAB I PENDAHULUAN ................................... Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang ............................... Error! Bookmark not defined. 1.2. Rumusan Masalah .......................... Error! Bookmark not defined. 1.3. Batasan Masalah ............................. Error! Bookmark not defined. 1.4. Tujuan............................................. Error! Bookmark not defined. 1.5. Manfaat Penulisan Laporan ............ Error! Bookmark not defined. 1.6. Teknik Pengumpulan Data ............. Error! Bookmark not defined. BAB II DASAR TEORI ....................................... Error! Bookmark not defined. 2.1. Solar Cell ........................................ Error! Bookmark not defined. 2.1.1 Sejarah Solar Cell ................. Error! Bookmark not defined. 2.1.2 Pengertian Solar Cell ............ Error! Bookmark not defined. 2.1.3 Prinsip Kerja Solar Cell ........ Error! Bookmark not defined. 2.1.4 Kelebihan Dan Kekurangan Solar CellError! Bookmark not defined. 2.1.5 Jenis Sel Surya ...................... Error! Bookmark not defined. 2.1.6 Faktor Pengoperasian Solar CellError! Bookmark not defined.
2.2 Battery Control Regulator (BCR) .. Error! Bookmark not defined. 2.3 Baterai (Accu) ................................ Error! Bookmark not defined. 2.4 Inverter ........................................... Error! Bookmark not defined. 2.5 Relay............................................... Error! Bookmark not defined. 2.6 Sensor Basah Kering ...................... Error! Bookmark not defined. 2.7 Timer .............................................. Error! Bookmark not defined. 2.8 Pompa Air ...................................... Error! Bookmark not defined. 2.9 Sprinkle .......................................... Error! Bookmark not defined. 2.10 MCB (Mini Circuit Breaker) .......... Error! Bookmark not defined. 2.11 Kabel .............................................. Error! Bookmark not defined. BAB III PERANCANGAN POMPA OTOMATIS PADA PENYIRAM TANAMAN DENGAN SOLAR CELL SEBAGAI CATU DAYAError! Bookmark not defined. 3.1. Blok Diagram Pompa Otomatis Pada Penyiram Tanaman Dengan Solar Cell Sebagai Catu Daya ......................... Error! Bookmark not defined. 3.2 Perancangan Rangkaian Kendali Pompa OtomatisError! Bookmark not defined. 3.2.1 Diagram Alir Pengendali ...... Error! Bookmark not defined. 3.2.2 Diagram Rangkaian PengendaliError! Bookmark not defined. 3.3 Perancangan Alat............................ Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Prinsip Kerja Alat ................. Error! Bookmark not defined. 3.3.2 Pemilihan Komponen ........... Error! Bookmark not defined. 3.4 Alat Dan Bahan .............................. Error! Bookmark not defined. BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ......... Error! Bookmark not defined. 4.1. Rangkaian Pengawatan Pompa Otomatis Pada Penyiram Tanaman Dengan Solar Cell Sebagai Catu daya .................. Error! Bookmark not defined. 4.2. Pengujian Rangkaian Pengendali ... Error! Bookmark not defined. 4.3. Pengujian Tegangan Open Circuit Panel SuryaError! Bookmark not defined.
4.4. Pengujian Pengisian Baterai ........... Error! Bookmark not defined. 4.5. Pengujian Pengosongan Baterai Pada Beban PenuhError! Bookmark not defined. 4.6. Pengujian Daya Tembak Air .......... Error! Bookmark not defined. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............... Error! Bookmark not defined. 5.1. Kesimpulan..................................... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran ............................................... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ............................................ Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Bentuk Fisik Sel Surya (Solar Cell) .. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 2 Panel Surya Polykristal ..................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 3 Panel Surya Monokristal ................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 4 Panel Surya Amourphous.................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 5 Panel Surya Coumpound pada Satelit Komunikasi Luar AngkasaError! Bookmark not defined. Gambar 2. 6 Battery Control Regulator (BCR) ..... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 7 Baterai ............................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 8 Inverte .............................................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 9 Relay ................................................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 10 Skema Relay Elektromekanik ......... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 11 Rangkaian dan Simbol Relay .......... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 12 Sensor Kelembaban Tanah.............. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 13 Timer ............................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 14 Pompa Air (Water Pump) ............... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 15 Sprinkle ........................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 16 MCB (Mini Circuit Breaker)........... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 17 Kabel NYAF ................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 18 Kabel NYM .................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 1 Blok Diagram .................................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 2 Diagram Alir Pengendali ................. Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 3 Rangkaian Pengendali ....................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 4 Lahan Percobaan ............................... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 5 Sel Surya sebagai Komponen Utama PLTSError! Bookmark not defined. Gambar 4. 1 Rangkaian Pengawatan ..................... Error! Bookmark not defined. Gambar 4. 2 Rangkaian Pengujian Tegangan Open Circuit Panel SuryaError! Bookmark not defined. Gambar 4. 3 Grafik Pengukuran Tegangan Open Circuit Panel SuryaError! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Rangkaian Pengujian Pengisian BateraiError! Bookmark not defined. Gambar 4. 5 Grafik Pengukuran Pengisian BateraiError! Bookmark not defined. Gambar 4. 6 Rangkaian Pengujian Pengosongan Baterai Pada Beban PenuhError! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Jenis Bahan Pembuatan Solar Panel ..... Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 3 Technical Data ...................................... Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 4 Tabel Kuat Hantar Arus NYAF ............ Error! Bookmark not defined. Tabel 2. 5 Tabel Kuat Hantar Arus NYM.............. Error! Bookmark not defined. Tabel 3. 1 Alat Yang Digunakan ........................... Error! Bookmark not defined. Tabel 3. 2 Bahan Yang Digunakan ........................ Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 1 Data Pengukuran Tegangan Open Circuit Panel Surya Hari PertamaError! Bookmark not defined. Tabel 4. 2 Data Pengukuran Tegangan Open Circuit Panel surya Hari KeduaError! Bookmark not defined. Tabel 4. 3 Data Pengukuran Tegangan Open Circuit Panel Surya Hari KetigaError! Bookmark not defined. Tabel 4. 4 Data Pengukuran Pengisian Bateraia .... Error! Bookmark not defined. Tabel 4. 5 Data Pengukuran Pengosongan Baterai Pada BebanError! Bookmark not defined.
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 ........................................................ Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN 2 ........................................................ Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN 3 ........................................................ Error! Bookmark not defined.
