makalah - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._naskah_publikasi.pdfmakalah kendai solar...

15
MAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER PADA SISTEM PLTS BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8535 Disusun Oleh : CAHYO APRILIYANTO S D 4000 900 59 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012

Upload: ngodien

Post on 20-Jun-2018

259 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

MAKALAH

KENDAI SOLAR TRACKER PADA SISTEM PLTS BERBASIS MIKROKONTROLER

ATmega8535

Disusun Oleh :

CAHYO APRILIYANTO S

D 4000 900 59

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

Page 2: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker
Page 3: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker
Page 4: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker
Page 5: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

KENDAI SOLAR TRACKER PADA SISTEM PLTS BERBASIS MIKROKONTROLER

ATmega8535

CAHYO APRILIYANTO S

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

E-mail : [email protected]

ABSTRAKSI

Tujuan utama dari penelitian ini adalah membuat sistem kendali penjejak matahari untuk menggerakan

panel surya yang dapat mengikuti arah pergerakan matahari, sehingga energi listrik yang dihasilkan dapat

maksimal. Untuk mencari arah datangnya sinar matahari, digunakan empat sensor Light Dependent Resistor (LDR)

yang memberikan informasi besar intensitas cahaya yang diterima masing-masing sensor. Pengolahan data-data

intensitas, penentuan arah putaran motor DC dilakukan oleh mikrokontroler ATmega8535. Selanjutnya tegangan

dan arus yang dihasilkan panel surya ditampilkan menggunakan LCD 2x16.

Pengujian dilakukan selama tiga hari pada tempat yang terkena pancaran sinar matahari secara bebas

dari pukul 07.00 – 17.00 WIB dengan menggunakan dua buah panel surya yang sejenis, satu panel surya

menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker dengan posisi menghadap tegak lurus

keatas. Dari hasil pengujian diperoleh data bahwa panel surya menggunakan solar tracker pada pagi hari (pukul

07.00 – 10.00) menghasilkan prosentase tegangan rata-rata lebih besar 9,17 % dan sore hari (pukul 14.00 – 17.00)

menghasilkan prosentase tegangan rata – rata lebih besar 8,25 % dibandingkan dengan panel surya tanpa solar

tracker. Siang hari (pukul 11.00 – 13.00) tegangan yang dihasilkan kedua panel surya relatif sama, panel surya

menggunakan solar tracker hanya menghasilkan prosentase tegangan rata – rata lebih besar 1,6 % dibandingkan

panel surya tanpa solar tracker.

Kata Kunci : Panel Surya, Mikrokontroler ATmega8535, LCD, LDR, Motor DC.

1. PENDAHULUAN

Kawasan Indonesia merupakan salah satu

kawasan yang memiliki banyak sumber energi alam

yang dapat digunakan sebagai energi alternatif untuk

pembangkitan energi listrik. Upaya-upaya eksplorasi

untuk membangitkan energi listrik sangat penting

untuk dilakukan terutama dalam mengatasi krisis

energi listrik yang sedang melanda negara kita.

Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam

pembangkitan energi listrik adalah menghasilkan

jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan

tidak berdampak negatif terhadap lingkungan.

Mengingat negara Indonesia berada dekat garis

khatulistiwa dengan pancaran sinar matahari yang

cukup banyak sepanjang tahun, maka salah satu

sumber energi yang bagus untuk dikembangkan

adalah energi matahari. Pemanfaatan energi matahari

dalam pembangkitan energi listrik telah banyak

dilakukan dengan menggunakan panel surya. Panel

surya yang terpasang selama ini masih bersifat statis

(tidak mengikuti pergerakan matahari). Berdasarkan

kondisi ini, maka panel surya tidak dapat menangkap

cahaya secara maksimal pancaran sinar matahari

sepanjang siang hari. Akibatnya energi listrik yang

dibangkitkan tidak maksimal. Keterbatasan pada

panel surya yang statis tersebut dapat diatasi, maka

pada penelitian ini akan dirancang sebuah panel surya

yang dapat mengikuti arah pergerakan matahari.

Selanjutnya akan dianalisis unjuk kerjanya dan

dibandingkan dengan unjuk kerja panel surya statis.

Energi alternatif dan yang terbarukan

mempunyai peran yang sangat penting dalam

memenuhi kebutuhan energi. Hal ini disebabkan

penggunaan bahan bakar untuk pembangkit-

pembangkit listrik konvensional dalam jangka waktu

yang panjang akan menguras sumber minyak bumi,

gas dan batu bara yang makin menipis dan juga dapat

mengakibatkan pencemaran lingkungan. Salah

satunya upaya yang telah dikembangkan adalah

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). PLTS

akan lebih diminati karena dapat digunakan untuk

berbagai keperluan dan di berbagai tempat seperti

perkantoran, pabrik, perumahan, dan lainnya.

Indonesia merupakan daerah tropis yang mempunyai

potensi energi matahari sangat besar dengan insolasi

harian rata-rata 4,5 - 4,8 KWh/m²/ hari. Energi listrik

Page 6: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

yang dihasilkan modul surya sangat dipengaruhi oleh

intensitas cahaya matahari yang diterima oleh sistem.

1.1. LDR (Light Dependent Resistor)

LDR adalah komponen elektronika terdiri atas

sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua

buah elektroda pada permukaannya. Kondisi gelap

atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut

menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang

relatif kecil, sehingga sedikit elektron untuk

mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat

cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk,

atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang

besar pada saat gelap atau cahaya redup. Saat cahaya

terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari

atom bahan semikonduktor tersebut. Hal ini

mengakibatkan ada lebih banyak elektron untuk

mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat

cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik,

atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang

kecil pada saat cahaya terang. Simbol dari komponen

LDR dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Simbol LDR

Bentuk dari komponen LDR dapat dilihat pada

Gambar 2.

Gambar 2. Komponen LDR

Karakteristik LDR terdiri atas dua macam yaitu Laju

Recovery dan Respon Spektral:

1. Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan

dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu

ruangan yang gelap, maka bisa diamati bahwa nilai

resistansi dari LDR tidak akan segera berubah

resistansinya pada keadaan ruangan gelap. Namun

LDR akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah

mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery

merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan

nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis

dalam K /detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih

besar dari 200 K /detik (selama 20 menit pertama

mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut

akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah

dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan

waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi

yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

2. Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama

untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh

padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan

sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga,

alumunium, baja, emas, dan perak. Berdasarkan dari

kelima bahan tersebut, maka tembaga merupakan

penghantar yang paling banyak digunakan karena

mempunyai daya hantar yang baik.

1.2. Mikrokontroler AVR ATmega8535 AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce

Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur

Harvard. AVR memiliki keunggulan dibandingkan

dengan mikrokontroler lain, yaitu memiliki kecepatan

eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian

besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih

cepat dibandingkan mikrokontroler MCS51 yang

membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1

instruksi.

AVR memiliki fitur lengkap yaitu ADC

internal, EEPROM internal, Timer/Counter,

watchdog timer, PWM, Port I/O, komunikasi serial,

komparator, dan lain-lain. Fasilitas yang lengkap

dapat digunakan untuk berbagai aplikasi sistem

elektronika seperti robot, peralatan komunikasi, dan

berbagai keperluan lainnya.

1. Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535

Page 7: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Sistem minimum mikrokontroler ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 3

.

Gambar 3. Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535

Secara umum AVR dikelompokkan menjadi 3

kelompok yaitu AT90Sxx, ATmega, dan ATtiny.

Fitur ATmega8535 meliputi :

a). Mikrokontroler AVR 8 bit yang memiliki

kemampuan tinggi, dengan daya relatif rendah.

b). Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16

MIPS pada frekuensi 16MHz.

c). Memiliki kapasitas Flash memory 8 Kbyte,

EEPROM 512 byte dan SRAM 512 byte.

d). Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B,

Port C, dan Port D.

e). CPU yang terdiri atas 32 buah register.

f). Port USART untuk komunikasi serial.

g). Fitur Peripheral.

a. Tiga buah Timer/Counter dengan kemapuan

pembandingan.

1) 2 (dua) buah Timer/Counter 8 bit dengan

prescaler terpisah dengan Mode Compare.

2) 1 (satu) buah Timer/Counter 16 bit dengan

prescaler terpisah, Mode Compare, dan

Mode Capture.

b. Real Time Counter dengan Oscillator tersendiri.

c. 4 channel PWM.

d. 8 channel, 10-bit ADC.

e. Byte-oriented Two-wire Serial Interface.

f. Programmeble Serial USART.

g. Watchdog Timer dengan internal Oscillator.

h. On-chip Analog Comparator.

2. Konfigurasi Pin ATmega8535

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan

40 pin DIP (Dual In-line Package) dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

Gambar 4. Konfigurasi Pin ATmega8535

Page 8: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40

pin DIP (Dual In-line Package) dapat kita lihat pada

Gambar 2.4 dapat dijelaskan fungsi dari masing-

masing pin ATmega8535 sebagai berikut :

a). VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai

masukan catu daya.

b). GND merupakan pin ground.

c). Port A(PA0..PA7) merupakan pin input/output

dua arah dan pin masukan ADC.

d). Port B(PB0..PB7) merupakan pin input/output

dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dilihat

pada Tabel 1.

Tabel 1. Pin Port B

Pin Fungsi Khusus

PB 7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB 6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave

Output)

PB 5 MOSI (SPI Bus Master Input/Slave

Input)

PB 4 SS (SPI Slave Select Input)

PB 3

AIN1 (Analog Comparator Negative

Input)

OCO (Timer/Conuter0 output compare

match Output)

PB 2 AIN0 (Analog Compare Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 input)

PB 1 T1 (Timer/Counter1 External Counter

Input)

PB 0

T0 T1 (Timer/Counter0 External Counter

Input)

XCK (USART External Clock

Input/Output)

e). Port C(PC0..PC7) merupakan pin input/output

dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dilihat

pada Tabel 2.

Tabel 2. Pin Port C

Pin Fungsi Khusus

PC 7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin2)

PC 6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin1)

PC 5 TD1 (JTAG Test Data In)

PC 4 TD0 (JTAG Test Data Out)

PC 3 TMS (JTAG Mode Select)

PC 2 TCK (JTAG Test Clock)

PC 1 SDA (Two-wire Serial Bus Data

Input/Output Line)

PC 0 SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

f). Port D(PD0..PD7) merupakan pin input/output

dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dilihat

pada Tabel 3.

Tabel 3. Pin Port D

Pin Fungsi Khusus

PD 7 OC2 (Timer/Counter2 Output Compare

Match Output)

PD 6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD 5 OC1A (Timer/Counter 1 Output Compare

A Match Output)

PD 4 OC1B (Timer/Counter 1 Output Compare

B Match Output)

PD 3 INT1 (Internal Interrupt 1 Input)

PD 2 INT0 (Internal Interrupt 0 Input)

PD 1 TXD (USART Output Pin)

PD 0 RXD (USART Input Pin)

g). RESET merupakan pin yang digunakan untuk

me-reset mikrokontroler.

h). XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan

clock eksternal.

i). AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk

ADC.

j). AREF merupakan pin masukan tegangan

referensi ADC.

1.3. Sel Surya

Sel surya merupakan suatu devais semikonduktor

yang dapat menghasilkan listrik jika diberikan

sejumlah energi cahaya. Sel surya merupakan

komponen yang umumnya terbuat dari bahan

semikonduktor. Bahan multicrystalline silicon yang

paling banyak dipakai dalam industri sel surya.

Multicrystalline dan monocrystalline silicon

menghasilkan efisiensi yang relatif lebih tinggi

daripada amorphous silicon, sedangkan amorphus

silicon dipakai karena biaya yang relatif lebih rendah.

Selain dari bahan nonorganik di atas dipakai

pula molekul-molekul organik walaupun masih dalam

tahap penelitian. Sebagai salah satu ukuran performansi

sel surya adalah efisiensi. Yaitu prosentasi perubahan

energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Ini

merupakan efisiensi yang terbesar yang pernah dicapai.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu sel surya

sangat kecil, maka beberapa sel surya harus

digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen

yang disebut panel surya.

Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri

sel surya saat ini sudah dalam bentuk panel surya. Pada

aplikasinya tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu

panel surya masih cukup kecil (rata-rata maksimum

tenaga listrik yang dihasilkan 130 W), maka dalam

pemanfaatannya beberapa panel digabungkan dan

terbentuklah apa yang disebut array. Sebagai contoh

untuk menghasilkan listrik sebesar 3 KW dibutuhkan

array seluas kira-kira 20 - 30 meter persegi. Secara

lebih jelas lagi dengan memakai panel produksi Sharp

Page 9: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

yang bernomor seri NE-J130A yang mempunyai

efisiensi 15.3% diperlukan luas 23.1 meter persegi

untuk menghasilkan listrik sebesar 3 KW. Besarnya

kapasitas PLTS yang ingin dipasang menambah luas

area pemasangan.

Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik

dengan komponen semikonduktor dioda. Ketika cahaya

bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan

semi-konduktor, maka terjadi pelepasan elektron.

Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan

menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang

berbeda, maka terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada

bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor

menyebabkan aliran medan listrik. Aliran medan listrik

ini menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran

awal dan akhir untuk digunakan pada peralatan listrik.

Untuk memperkenalkan cara kerja sel surya secara

umum, Gambar 5 menjelaskan segalanya tentang proses

cara kerja sel surya merubah cahaya matahari menjadi

energi listrik.

Gambar 5. Cara Kerja Sel Surya

Contoh dari sel surya yang telah disusun menjadi panel

surya yang beredar di pasaran dapat dilihat pada

Gambar 6.

Gambar 6. Panel Surya

1.4. LCD 2x16

LCD adalah alat yang dibuat pabrik yang sudah

standar dapat menampilkan karakter dua baris dengan

tiap baris 16 karakter. Bentuk dari LCD 2x16 dapat

dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. LCD 2 x 16

Parameter :

Layar hijau : Kontras dan tampilan karakter satu warna

( hitam sampai dengan abu – abu ).

Layar biru : Kontras abu – abu dan tamilan karakter

putih.

Cara kerja :

Karena LCD sudah dilengkapi perangkat pengontrol

sendiri yang menyatu dengan LCD, maka kita tinggal

mengikuti aturan standar yang telah disimpan dalam

pengontrol tersebut. Deskripsi dari pin LCD 2x16

dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Deskripsi Pin LCD 2 x 16

Pin Simbol Kemungkinan Fungsi

1 Vss - (GND)

2 Vdd/Vcc - (+5V)

3 Vee - Contrast

4 RS 0/1

0 = Instruction

input / 1 =

Data input

5 R / W 0 / 1

0 = Write to

LCD module /

1 = Read from

LCD module

6 E 1, 1-->0 Enable signal

7 DB0 0 / 1 Data pin 0

8 DB1 0 / 1 Data pin 1

9 DB2 0 / 1 Data pin 2

10 DB3 0 / 1 Data pin 3

11 DB4 0 / 1 Data pin 4

12 DB5 0 / 1 Data pin 5

13 DB6 0 / 1 Data pin 6

14 DB7 0 / 1 Data pin 7

15 VB+ - Back light

(+5V)

16 VB- - Back light

(GND)

Page 10: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Tabel 4 menjelaskan deskripsi dari masing - masing pin

LCD 2x16 yang digunakan untuk menampilkan data

yang diperoleh dari pengukuran sebuah obyek.

1.5. Motor DC

Motor DC merupakan peralatan elektromekanik

dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik

menjadi tenaga mekanik. Secara umum, kecepatan

putaran poros motor DC akan meningkat seiring

dengan meningkatnya tegangan yang diberikan.

Dengan demikian, putaran motor DC akan berbalik

arah jika polaritas tegangan yang diberikan juga

dirubah.

Gambar 8. Motor DC

Motor gear DC tidak dapat dikendalikan langsung oleh

mikrokontroler, karena kebutuhan arus yang besar

sedangkan keluaran arus dari mikrokontroler sangat

kecil. Motor driver merupakan alternatif yang dapat

digunakan untuk menggerakkan motor DC.

1.6. Driver Motor L298

L298 adalah IC yang dapat digunakan sebagai

driver motor DC. IC ini menggunakan prinsip kerja H-

Bridge. Tiap H-Bridge dikontrol menggunakan level

tegangan yang berasal dari output mikrokontroler.

L298 dapat mengontrol 2 buah motor DC. Tegangan

yang dapat digunakan bisa mencapai tegangan 46

VDC dan arus 5 A untuk setiap kanalnya. Berikut ini

bentuk IC L298 yang digunakan sebagai motor driver.

Gambar 9. IC Driver Motor L298

2. METODE PENELITIAN

Penulis menggunakan beberapa metode penelitian

untuk mengarahkan penelitian (perancangan) ini agar

tujuan penelitian yang telah ditentukan dapat tercapai

Bahan – bahan yang digunakan untuk membuat sistem

ini sebagai berikut :

a). Sensor LDR, digunakan untuk mendeteksi posisi

matahari.

b). Panel surya, yang digunakan untuk merubah energi

matahari menjadi energi listrik.

c). Mikrokontoler ATmega8535.

d). LCD 2x16, untuk menampilkan hasil pengukuran

secara digital.

e). Motor DC sebagai penggerak posisi panel surya.

Flow Chart

Mulai

Pembuatan Proposal

Pengumpulan Data

Pembuatan Alat

Pengujian Alat

Apakah Alat

Bekerja Dengan

Baik

Analisis Data

Selesai

Ya

Perbaikan Alat

Tidak

Gambar 10. Flowchart penelitian

3. HASIL PENELITIAN DAN ANALISA

1. Analisis atau Pembahasan Alat

Analisa dari perancangan alat yang akan diuji

yaitu meliputi :

a). Analisis Rangkaian Power Supply.

Tabel 5. Pengukuran Keluaran Power Supply

Tegangan

Input

(Vi) DC

Tegangan

Output

(Vo) DC

Arus Keterangan

6 volt 4.8 volt 2.86 A

Untuk

mensupply

Sensor, LCD

Page 11: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Tegangan

Input

(Vi) DC

Tegangan

Output

(Vo) DC

Arus Keterangan

ATmega8535

b). Analisis Rangkaian Mikrokontroler AVR

ATmega8535.

Tabel 6. Pengujian Pin Mikrokontroler Port A

Port A Pengukuran

Motor nyala 4.8 volt

Motor mati 0,0 volt

Tabel 7. Pengujian Pin Mikrokontroler Port B

Port A Pengukuran

Motor nyala 4.8 volt

Motor mati 0,0 volt

Tabel 8. Pengujian Pin Mikrokrontroler Port C

Port C Pengukuran

Motor nyala 4.8 volt

Motor mati 0,0 volt

Tabel 9. Pengujian Pin Mikrokrontroler Port D

Port D Pengukuran

Motor nyala 4.8 volt

Motor mati 0,0 volt

c). Analisis Sensor Cahaya

Gambar 12. Rangkaian Sensor Cahaya

Tabel 10. Hasil Pengujian Sensor

Tegangan Sensor Cahaya Motor

1

Motor

2 S1 S2 S3 S4

0.61 V 0.51 V 0.62 V 0.51 V Diam Diam

0.61 V 0.51 V 2.50 V 2.21 V Putar

Kanan

Putar

Naik

2.52 V 2.21 V 0.62 V 0.51 V Putar

Kiri

Putar

Turun

d). Analisis Rangkaian Driver Motor

Pengujian driver motor untuk menggerakkan

motor. Pengujian ini berlaku untuk kedua motor

(motor kiri dan motor kanan). Gambar 13 rangkaian

driver motor DC menggunakan IC L298. Hasil

pengujian driver motor dapat dilihat pada Tabel 11.

Gambar 13. Rangkaian Driver Motor

Tabel 11. Hasil Pengujian Driver Motor

Enable IN

+

IN

-

Kondisi

Motor

Keterangan

0 x x Tidak

Berputar Berhasil

1

0 0 Tidak

Berputar Berhasil

0 1 Berputar Berhasil

1 0 Berputar

Berlawan

Arah

Berhasil

1 1 Tidak

Berputar Berhasil

Tabel 12. Hasil Pengujian Motor DC

Tegangan Arus Kondisi

Motor Motor

1

Motor

2

Motor

1

Motor

2

0 0 0 0 Mati

2.12 V 5.24 V 1.08 A 3.54

A Berputar

2. Hasil Penelitian

Hasil penelitian diambil sample selama tiga hari

berturut – turut pada musim kemarau dengan

menempatkan panel surya di luar ruangan yang bebas

menerima pancaran sinar matahari. Pengambilan hasil

penelitian di lakukan dengan cara memasang dua buah

Page 12: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

panel surya yang sejenis dengan selisih output

tegangan kedua panel surya kurang lebih 0,4 Volt.

Satu panel surya menggunakan solar tracker dan satu

panel surya tanpa solar tracker yang menghadap

tegak lurus keatas. Beban yang digunakan ketika

pengukuran berupa resistor bernilai 10KΩ. Hasil dari

dua keadaan tersebut dapat dilihat pada Tabel 13 –

Tabel 15.

Tabel 13. Hasil Pengukuran Panel Surya Hari

Pertama

Pukul

Menggunakan

solar tracker

Tanpa solar

tracker

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

07:00 18.02 1.80 16.20 1.62

08:00 18.60 1.86 16.78 1.67

09:00 18.45 1.84 16.67 1.65

10:00 19.12 1.91 17.85 1.78

11:00 19.46 1.94 19.32 1.92

12:00 19.50 1.95 19.41 1.94

13:00 19.55 1.98 19.42 1.94

14:00** 15.05 1.50 14.68 1.46

15:00 18.57 1.86 17.03 1.70

16:00 18.25 1.82 16.32 1.63

17:00 17.28 1.73 15.27 1.51

Keterangan :

* = Sedikit berawan

** = Berawan tebal

Gambar 14. Grafik Pengukuran Panel Surya Hari

Pertama

Tabel 14. Hasil Pengukuran Panel Surya Hari

Kedua

Pukul

Menggunakan

solar tracker

Tanpa solar

tracker

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

07:00 17.80 1.78 16.03 1.60

Pukul

Menggunakan

solar tracker

Tanpa solar

tracker

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

08:00 18.31 1.83 16.80 1.68

09:00 18.75 1.88 17.50 1.74

10:00 19.15 1.91 18.34 1.83

11:00 19.63 1.96 19.52 1.95

12:00 19.45 1.94 19.25 1.92

13:00** 15.28 1.52 14.98 1.50

14:00 18.34 1.84 17.05 1.70

15:00* 16.04 1.60 15.56 1.55

16:00 17.84 1.78 15.97 1.58

17:00 17.18 1.71 15.21 1.52

Keterangan :

* = Sedikit berawan

** = Berawan tebal

Gambar 15. Grafik Pengukuran Panel Surya Hari

Kedua

Tabel 15. Hasil Pengukuran Panel Surya Hari

Ketiga

Pukul

Menggunakan

solar tracker

Tanpa

solar tracker

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

07:00 18.26 1.82 16.33 1.63

08:00 18.06 1.81 16.21 1.61

09:00 18.55 1.84 17.20 1.72

10:00 19.21 1.92 18.05 1.80

11:00* 17.67 1.76 17.45 1.69

12:00 19.56 1.96 19.34 1.93

13:00* 16.13 1.61 15.78 1.57

14.00 19.08 1.90 18.03 1.79

15:00 18.79 1.86 17.22 1.72

16:00 17.98 1.80 16.15 1.60

17:00 16.15 1.61 14.91 1.50

14.00 19.08 1.90 18.03 1.79

15:00 18.79 1.86 17.22 1.72

Page 13: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Pukul

Menggunakan

solar tracker

Tanpa

solar tracker

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

Tegangan

(Volt)

Arus

(mA)

16:00 17.98 1.80 16.15 1.60

17:00 16.15 1.61 14.91 1.50

Keterangan :

* = Sedikit berawan

** = Berawan tebal

Gambar 16. Grafik Pengukuran Panel Surya Hari

Ketiga

Dilihat dari Tabel 13 – Tabel 15 terjadi perbedaan

output tegangan ataupun arus antara panel surya

menggunakan solar tracker dan panel surya tanpa solar

tracker. Tegangan ataupun arus yang dihasilkan panel

surya menggunakan solar tracker akan memiliki nilai

yang lebih besar dibandingkan dengan panel surya tanpa

solar tracker.

Nilai rata – rata keluaran panel surya selama tiga

hari berdasarkan pembagian waktu pagi, siang dan sore

hari dapat dilihat pada Tabel 16 – Tabel 18. Pagi hari

dari pukul 07.00 – 10.00 , siang hari dari pukul 11.00 –

13.00, dan sore hari dari pukul 14.00 – 17.00.

Tabel 16. Hasil Pengukuran Rata – Rata Pagi Hari

Pukul

Menggunakan

Solar Tracker

Tanpa

Solar Tracker Prosentase

Perbedaan

Tegangan V

(Volt)

I

(mA)

V

(Volt)

I

(mA)

07:00 18.03 1.80 16.17 1.61

Lebih

besar 11.5

%

mengguna

kan solar

tracker

08:00 18.32 1.83 16.59 1.65

Lebih

besar 10.4

%

mengguna

kan solar

tracker

09:00 18.58 1.85 17.13 1.69 Lebih

Pukul

Menggunakan

Solar Tracker

Tanpa

Solar Tracker Prosentase

Perbedaan

Tegangan V

(Volt)

I

(mA)

V

(Volt)

I

(mA) besar 8.6

%

mengguna

kan solar

tracker

10:00 19.16 1.92 18.05 1.80

Lebih

besar 6.2

%

mengguna

kan solar

tracker

Gambar 17. Grafik Pengukuran Rata - Rata Pagi

Hari

Tabel 17. Hasil Pengukuran Rata – Rata Siang Hari

Pukul

Menggunakan

Solar Tracker

Tanpa

Solar Tracker

Prosentas

e

Perbedaa

n

Tegangan

V

(Volt)

I

(mA)

V

(Volt)

I

(mA)

11:00 18.92 1.90 18.61 1.85

Lebih

besar 1.6

%

menggun

akan

solar

tracker

12:00 19.51 1.95 19.22 1.93

Lebih

besar 1.5

%

menggun

akan

solar

tracker

13:00 16.98 1.71 16.69 1.65

Lebih

besar 1.7

%

menggun

akan

solar

tracker

Page 14: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

Gambar 18. Grafik Pengukuran Rata - Rata Siang

Hari

Tabel 18. Hasil Pengukuran Rata – Rata Sore Hari

Pukul

Menggunakan

Solar Tracker

Tanpa

Solar Tracker Prosentase

Perbedaan

Tegangan V

(Volt)

I

(mA)

V

(Volt)

I

(mA)

14:00 17.49 1.75 16.48 1.63

Lebih besar

6.1 %

menggunaka

n solar

tracker

15:00 17.81 1.78 16.60 1.67

Lebih besar

2.4 %

menggunaka

n solar

tracker

16:00 18.02 1.80 16.12 1.60

Lebih besar

11.7 %

menggunaka

n solar

tracker

17:00 17.07 1.70 15.12 1.51

Lebih besar

12.8 %

menggunaka

n solar

tracker

Gambar 19. Grafik Pengukuran Rata - Rata Sore Hari

Dari data Tabel 16 - 18 dapat dihitung besarnya

prosentase tegangan antara panel surya menggunakan

solar tracker dengan panel surya tanpa solar tracker.

a). Prosentase Tegangan Rata – Rata Pagi Hari

(Pukul 07.00 – 10.00)

= 11.5%+10.4%+8.6%+6.2%

4= 9.17 %

b). Prosentase Tegangan Rata – Rata Siang Hari

(Pukul 11.00 – 13.00)

= 1.6%+1.5%+1.7%

3= 1.6 %

c). Prosentase Tegangan Rata – Rata Sore Hari

(Pukul 14.00 – 17.00)

= 6.1%+2.4%+11.7%+12.8%

4= 8.25 %

Panel surya dengan menggunakan solar tracker

menghasilkan tegangan rata-rata sekitar 9.17 %

pada pagi hari, 1.6 % pada siang hari dan 8.25

% sore hari lebih besar daripada panel surya

tanpa solar tracker.

4. KESIMPULAN

Dalam penelitian Tugas Akhir, Penulis dapat

mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Telah terbentuk sebuah alat solar tracker untuk

menggerakan panel surya mengikuti arah matahari

menggunakan sensor LDR dan berbasis

mikrokontroler ATmega8535 dengan tampilan LCD

sebagai penunjuk nilai tegangan dan arus panel

surya.

2. Dari hasil pengujian selama tiga hari diperoleh data

bahwa panel surya menggunakan solar tracker

menghasilkan prosentase tegangan rata-rata lebih

besar 9.17 % pada pagi hari (pukul 07.00 –

10.00),dan sore hari (pukul 14.00 – 17.00)

menghasilkan tegangan rata – rata lebih besar 8.25 %

dibandingkan dengan panel surya tanpa solar

tracker. Sedangkan siang hari (pukul 11.00 – 13.00)

tegangan antara panel surya menggunakan solar

tracker dengan panel surya tanpa solar tracker relatif

sama, dimana panel surya menggunakan solar

tracker hanya menghasilkan tegangan rata – rata

lebih besar 1.6 %.

DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler

AVR ATmega8535. Informatika. Bandung.

Arif, Masyuri Aliansyah. 2011. Penjejak Arah Sinar

Matahari Untuk Panel Surya Berbasis

Mikrokontroler AT89S51.

http://karya-ilmiah.um.ac.id/index.php/TA-

elektro/article/view/13587 (12 januari 2012, 10.00

WIB)

Eduardo, Lorenzo, SolarElectricity.

Page 15: MAKALAH - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/21901/21/02._Naskah_Publikasi.pdfMAKALAH KENDAI SOLAR TRACKER ... menggunakan solar tracker dan satu panel tanpa menggunakan solar tracker

http://www.books.google.co.id/books?id=lYc53x

ZyxZQC&printsec=frontcover&dq=Solar+Electri

city (2 januari 2012, 16.00 WIB)

Purnama, Mahir. 2011. Hybrid Sistem Pembangkit

Lstrik Tenaga Surya Dengan Jala-Jala Listrik PLN

Untuk Instalasi Rumah Tangga.

Skripsi. Fakultas Teknik UMS.

Solichin, Achmad. 2003. Pemrograman Bahasa C.

ANDI. Yogyakarta.

Susilo, Danang. 2010. Penjejak Matahari Berbasis

Sensor.

http://repo.eepis-edu/333/ (2 januari 2012, 16.00

WIB)

Tim Lab. Mikroprosesor BLPT. 2007. Pemrograman

MikrokontrolerAT89S51 dengan Bahasa C/C++

dan Assembler. ANDI. Yogyakarta.