rancang bangun solar tracker dengan sensor ldr …

RANCANG BANGUN SOLAR TRACKER DENGAN SENSOR

LDR BERBASIS MIKRIKONTROLER ATMEGA 8

TUGAS AKHIR

MARSELLA BR GINTING

152408007

PROGRAM STUDI D-III FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018




TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh

Ahli Madya

MARSELLA BR GINTING

152408007

PROGRAM STUDI D-III FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM


MEDAN

2018


i

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Solar Tracker Dengan Sensor LDR

Berbasis Mikrokontrler ATmega 8

Katagori : Laporan Tugas Akhir

Nama : Marsella Ginting

Nim : 152408007

Program Studi : D-III Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Ilmu Pengetahuan Alam

Mengetahui,

Medan, Juli 2018


ii

PERNYATAAN



TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 26 Juni 2018

Marsella Br.Ginting

NIM. 152408007


iii



ABSTRAK

Peningkatan populasi manusia menuntut sumber daya alam untuk memenuhi

berbagai kebutuhan. Misalnya: kebutuhan energy listrik yang sangat mempengaruhi

perkembangan dan teknologi suatu wilayah. Pembuatan Laporan Tugas Akhir ini

bertujuan agar penulis dapat membuat rancang bangun alat pembangkit lsitrik

dengan menggunakan solar cell yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Telah dilakukan perancangan Solar Tracker menggunakan empat buah sensor LDR

untuk mengindera arah gerak matahari. Solar Tracker digunakan untuk

menggerakkan sel surya agar mengikuti arah gerak matahari. Rangkaian elektronik

terdiri dari rangkaian catudaya, rangkaian mikrokontroler ATMega8, LCD,

Rangkaian driver motor servo, dan rangkaian sensor LDR. Rancangan mekanik

menggunakan dua sumbu putar dengan motor servo sebagai penggerak agar sel surya

dapat mengikuti gerak semu harian matahari (dalam arah timur-barat) dan gerak

semu tahunan matahari (dalam arah utara-selatan).

Kata Kunci : Sensor LDR, Motor Servo, Solar Cell, Mikrokontroler ATMega8,

LCD, dan Pembagi Tegangan


iv

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada TYM, dengan dilimpahkan berkat-

Nya penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Ucapan Terima kasih penulis

sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam

menyelesaikan Laporan Akhir ini yaitu kepada:

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang,MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III

Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Dra. Manis Sembiring,M.Si selaku Pembimbing yang telah

membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan

Laporan Tugas Akhir.

4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa

dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.

6. Kakak-kakak saya tercinta yang telah memberikan motivasi dalam


7. Senior kami Faturrahman yang telah memberikan bantuan berupa Ilmu

dan Motivasi dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.

8. Sahabat Saya Diana Feronika Sihombing, Paulus Purba, Sura Pensika

Saragih yang telah memberikan Dorongan Semangat dan Motivasi dalam


9. Rekan-rekan Fisika Instrumentasi D-III yang memberikan bantuan

penulisan untuk menyelesaikan Laporan.

Akhir kata, semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan Mahasiswa

dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan tentang Laporan Tugas Akhir.


v

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PERSETUJUAN…………………………………….. i

PERNYATAAN………………………………………………….. ii

ABSTRAK..................................................................................... iii

PENGHARGAAN...................................................................... iv

DAFTAR ISI.................................................................................. v

DAFTAR GAMBAR.................................................................... viii

DAFTAR TABEL………………………………………………… x

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………. 1

1.1.Latar Belakang………………………………………. 1

1.2.Rumusan Masalah…………………………………… 2

1.3.Tujuan Penulisan……………………………………. 2

1.4.Batasan Masalah……………………………………. 3

1.5.Metode Penulisan…………………………………… 3

1.6.Sistematika Penulisan………………………………… 4

BAB II LANDASAN TEORI…………………………………….. 5

2.1.Mikrokontroler AVR Atmega 8……………………... . 5

2.1.1.Kelebihan Sistem dengan Mikrokontroler........... .. 5

2.1.2.Mikrokontroler Atmega 8……………………….. 8

2.1.3. Konfigurasi Pin Atmega 8 ………………………. 9

2.1.4.Peta Memori Atmega 8…………………………… 13


vi

2.1.5.Timer/Counter 0………………………..………….. 14

2.1.6.Konfigurasi Serial Atmega 8…….……………….. 14

2.1.6.1.Clock Generator……………………………. 15

2.1.6.2.USART Transmitter………………………….. 15

2.1.6.3.USART Receiver……………………………… 16

2.1.7.Sistem Minimum Atmega 8………………………... 16

2.2.Motor Servo………………..…………………………… 16

2.2.1.Keunggulan Motor Servo………….…………… … 17

2.2.2.Kelemahan Motor Servo………………………….. 17

2.2.3.Aplikasi Motor Servo……………………………… 17

2.2.4.Komponen Penyusun Motor Servo……………….. 18

2.2.5.Cara Mengendalikan Motor Servo………………. 19

2.3.Driver Motor……………………………………………. 19

2.3.1. Driver H-Bridge Motor DC……………………… 20

2.3.2. Driver Relay Motor DC …………………………. 21

2.4.Solar Tracking………………………………………….. 21

2.5. Sel Surya / Solar cell ………………………………….. 22

2.5.1. Prinsip kerja panel surya….................................. … 23

2.5.2. Struktur panel surya……………………………… 24

2.5.3.Generasi panel surya…………………………….. .... 26

2.5.3.1.Generasi Pertama Sel Surya Berbasis Wafer 26

2.5.3.2.Generasi kedua Thin Film…………………… 27

2.5.3.3.Generasi ketiga Sel Fotovoltaik…………….. 27

2.5.3.4.Generasi keempat Sel Fotovoltaik Komposit 28


vii

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN………………. 19

3.1.Diagram Blok Sistem………………………………… 19

3.1.1.Fungsi-Fungsi Diagram Blog……………………. 30

3.2.Rangkaian Mikrokontroler Atemega8……………... 30

3.3.Rancangan Rangkaian LCD……....... ……………… 31

3.4.Rangkaian LDR………………………………………. 32

3.5.Rangkaian Motor Servo ……………………………. 33

3.6.Rangkaian Solar Cell ……………………………….. 35

3.7.Rangkaian Pembagi Tegangan……………………… 36

3.8.Flowchat Sistem …………………………………….. 37

BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL……………………………. 38

4.1.Program pengujian Mikrokontroller ATMega8…... . 38

4.2 Program Pengujian LCD……………………………… 38

4.3.Program motor Servo………………………………….. 39

4.4.Program solar cell……………………………………… 40

4.5.Program 4 LDR dan Program Pembagi Tegangan…. 40

BAB V PENUTUP…………………….…………………………. 44

5.1.Kesimpulan…………………………………………… 44

5.2.Saran………………………………………………..... 45

DAFTAR PUSATAKA………………………………………….. 46

LAMPIRAN 1……………………………………………………… 47

LAMPIRAN 1……………………………………………………… 49


viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1.Mikrokontroler ATmega8…………………………………. 8

2.2.Konfigurasi Pin Atmega8…………………………………… 9

2.3.Blok Diagram ATmega8..………………………………….. 11

2.4.Status Register ATmega8…………………………………… 12

2.5.Peta Memori ATmega8……………………………………… 13

2.6.Blok USART …………………………………………………. 15

2.7.Sistem Minimum ATmega8…………………………………. 16

2.8.Bentuk Motor Servo ………………………………………… 17

2.9.Contoh motor servo 180o yang sering digunakan untuk kaki robot 18

2.10.Bentuk pulsa kendali motor servo………….. ……………… 19

2.11.Rangkaian Driver Motor H-bridge …………………..….. 20

2.12.Rangkaian Driver Relay Motor DC...……………………. 21

2.13.Junction antara semikonduktor…………………………... 23

2.14.Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction 24

2.15.Struktur Panel Surya.…….……………………………….. 25

2.16.Generasi Pertama Panel Surya berbasis Wafer…………. 26

2.17.Generasi Kedua Panel Surya berbasis Wafer.…………… 27

3.1.Diagram Blok Rangkaian …………..……………………… 29

3.2.Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMEGA8… 30

3.3.Rangkaian LCD…………………………………………….. 31


ix

3.4.Rangkaian LDR…………………………………………….. 32

3.5.Rangkaian Motor Servo……………………………………… 33

3.6.Rangkaian Solar Cell…………………………………………. 35

3.7.Rangkaian Pembagi Tegangan………………………………. 36

3.8.Flowchart Sistem………………………………………………. 37


x

DAFTAR TABEL

Halaman

4.6Data Pengujian Solar Tracker …………………………… 43


xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 .…………………………………….………… 47

Lampiran 2 ……………………………………………….. 49

Lampiran 3 ……………………………………………….. 53


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Listrik telah menjadi bagian yang tidak terpisahkan dalam kehidupan masyarakat

modern. Hampir semua aktivitas manusia, baik di rumah tangga, perkantoran, mau

pun industry sangat bergantung pada listrik. Listrik dapat dibangkitkan dengan

menggunakan generator listrik. Lebih dari 99% energy listrik yang digunakan

sekarang dihasilkan oleh generator listrik dalam bentuk arus bolak-balik yang mudah

disalurkan dalam rentang jarak yang jauh.

Pemanfaatan energy surya sebagai sumber energy alternative bagi pemenuhan

kebutuhan listrik di Indonesia sangatlah tepat mengingat letak geografis yang berada

di daerah tropis dengan panas matahari tersedia sepanjang tahun. Keadaan alam

Indonesia yang relative sulit dijangkau oleh jaringan listrik terpusat menyebabkan

pilihan terhadap energy surya merupakan suatu keharusan.

Ada dua macam teknologi pemanfaatan energy surya yaitu teknologi energy

surya termal dan energy surya fotovoltaik. Energi surya termal di Indonesia pada

umumnya digunakan untuk proses pengeringan hasil pertanian dan hasil kelautan,

sedangkan energy surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik

terutama di daerah terpencil. Teknologi energy surya fotovoltaik (photovoltaic)

adalah teknologi pemanfaatan energy surya dengan cara mengonversi energy tersebut

menjadi arus listrik dengan menggunakan piranti semi konduktor yang disebut sel

surya (solar cell). Alat yang digunakan untuk mengikuti arah gerak matahari dikenal

sebagai solar tracker. Arah gerak matahari tersebut dapat diikuti dengan mengindera

perubahan arah cahaya yang dipancarkannya. Sensor-sensor cahaya yang lazim

digunakan pada beberapa penelitian terdahulu adalah foto diode dan LDR (Light

Dependent Resistors).

Dalam kesempatan ini penulis mencoba membuat suatu alat menggunakan

Solar Tracker untuk Tugas Akhir dengan beberapa aplikasi diantaranya

Mikrokontroler ATMega8 dan sensor LDR. Dimana Solar Tracker tersebut berguna

untuk menghitung tegangan sel surya/matahari dengan tegangan yang maksimal

dimana. Solar tracker ini bekerja dengan menggunakan empat buah sensor LDR

(Light Dependent Resistor) dan dua motor servo. Sistem ini dikendalikan oleh


2

Arduino Uno yang menjalankan program yang ditanamkan oleh software Arduino

IDE (Integrated Development Environment).

Hasil pengujian di bawah sinar matahari menunjukkan perbandingan

tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc) dari sel surya yang

terpasang pada solar tracker terhadap sel surya yang posisinya tetap. Sel surya yang

terpasang pada sun tracker menghasilkan tegangan rangkaian terbuka rata – rata

5,97% lebih besar dari sel surya yang posisinya tetap dan nilai tertinggi

perbandingannya adalah 8,73% lebih besar. Arus hubung singkat yang dihasilkan sel

surya pada solar tracker rata-rata 25,36% lebih besar dari arus sel surya pada posisi

tetap dan nilai perbandingan tertinggi yang diperoleh dari pengujian adalah 90,09%

lebih besar. Untuk itulah penulis mencoba untuk membuat suatu alat dan penulisan

Tugas Akhir dengan judul “Rancang Bangun Solar Tracker dengan Sensor LDR

Berbasis Mikrokontroler Atmega 8”.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang dibahas dalam Tugas Akhir ini adalah:

1. Bagaimana cara menggerakkan motor servo sesuai gerak matahari?

2. Bagaimana cara merancang solar tracker untuk mendapatkan efesiensi yang

besar?

1.3 Tujuan Penulisan

Adanya Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini sebagai berikut:

1. Dapat mengetahui bagaimana cara kerja Solar Tracker untuk menghasilkan

tegangan yang maksimum

2. Agar lebih mengerti tentang fungsi sensor LDR dalam alat ini

3. Agar lebih mengerti tentang fungsi Mikrokontroler ATMega8 dalam alat ini

4. Menerapakan dan mengaplikasikan ilmu tentang mikrokontroler yang telah

dipelajari selama menempuh pendidikan.


3

1.4 Batasan Masalah

Dalam perencanaan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah sebaai

berikut:

1. Rangkaian Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler ATMega8

2. Solar tracking system ini nantinya dikontrol oleh mikrokontroler arduino

Uno, Arduino Uno adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-

source, diturunkan dari Wiring plat form, dirancang untuk memudahkan

penggunaan elektronik dalam berbagai bidang.

3. Motor yang digunakan adalah Motor servo yang berguna sebagai penggerak

tanpa melakukan tinjauan mengenai ukuran atau spesifikasi motor servo yang

sesuai untuk beban tertentu.

4. Sensor yang dipakaiadalah sensor LDR (Light Dependent Resistor) adalah

jenis resistor yang nilai resistan sinyal tergantung pada intensitas cahaya yang

diterimanya.

5. Aplikasi computer yang digunakan adalah aplikasi Arduiono

6. IC jam yang digunakan adalah IC jam RTC yang berfungsi sebagai sumber

data waktu baik berupa data jam, hari, bulan maupun tahun.

1.5 Metodologi Penulisan

Langkah yang akan ditempuh dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini

diantaranya adalah:

a. Study Literatur

Pencarian dan pengumpulan literatur-literatur dan kajian-kajian yang berkaitan

dengan masalah-masalah yang ada dalam Tugas Akhir baik berupa artikel, buku

referensi, internet dan sumber-sumber lain.

b. Analisa Masalah

Menganalisa semua permasalahan yang ada berdasarkan sumber-sumber yang ada

dan berdasarkan pengamatan terhadap masalah tersebut.

c. Perancangan dan realisasi alat

Membuat perancangan alat berdasarkan parameter yang diinginkan kemudian

merealisasikan rancangan tersebut.

d. Simulasi Sistem


4

Setelah tahap perancangan berdasarkan standar yang ada, tahap selanjutnya adalah

Melakukan simulasi system untuk melihat kinerja system tersebut.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan penulisan laporan ini, penulis membuat

susunan bab-bab yang membentuk laporan ini dalam sistematika penulisan laporan

dengan urutan sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan

penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk

pembahasan dan cara kerja dari rangkaian dan bahasa pemrograman yang digunakan,

serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

Bab ini berisikan tentang proses perancangan dan pembuatan alat. Mulai dari

perancangan dan pembuatan system secara hardware atau software.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan system kerjaalat,

penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai

program yang diisikan miktokontroler ATMega8.

BAB 5 PENUTUP

Dalam bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alatatau pun data yang

dihasilkan dari alat. Bab ini juga merupakan akhir dari penulisan laporan proyek ini.


5

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR Atmega8

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol

rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya.

Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O

tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah

terintegrasi di dalamnya.

Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan

I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas.

Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash

PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan

ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan

teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut

memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system

programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory

konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan

mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

2.1.1 Kelebihan Sistem Dengan Mikrokontroler

Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly

dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem

menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa

assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi

dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan

banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu

banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf

kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.

Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O

terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat

dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai

dengan kebutuhan sistem.


6

Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer

sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah

instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan

mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak

perintah.

Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori

dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.

Jenis-Jenis Mikrokontroler secara umum mikrokontroler terbagi menjadi 3

keluarga besar yang ada di pasaran. Setiap keluarga memepunyai cirri khas dan

karekteriktik sendiri sendiri, berikut pembagian keluarga dalam mikrokontroler:

1. Keluarga MCS51

Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler

CISC.Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Mikrokontroler

ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi

mikrokontroler chip tunggal, sebuah mode perluasan telah mengizinkan sebuah

ROM luar 64KB dan RAM luar 64KB diberikan alamat dengan cara jalur pemilihan

chip yang terpisah untuk akses program dan memori data.Salah satu

kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin

pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat

dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM.

Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic

Control).

2. AVR

Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR

merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode

instruksinya dikemas dalam satu siklus clock.AVR adalah jenis mikrokontroler yang

paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.Secara umum,

AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas.Pada dasarnya yang membedakan masing-

masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya.Keempat kelas tersebut

adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan

AT86RFxx.


7

3. PIC

PIC ialah keluarga mikrokontroler tipe RISC buatan Microchip Technology.

Bersumber dari PIC1650 yang dibuat oleh Divisi Mikroelektronika General

Instruments. Teknologi Microchip tidak menggukana PIC sebagai akronim,melaikan

nama brandnya ialahPICmicro. Hal ini karena PIC singkatan dari Peripheral Interface

Controller, tetapi General Instruments mempunyai akronim PIC1650 sebagai

Programmabel Intelligent Computer.PIC pada awalnya dibuat menggunakan

teknologi General Instruments 16 bit CPU yaitu CP1600. * bit PIC dibuat pertama

kali 1975 untuk meningkatkan performa sistem peningkatan pada I/). Saat ini PIC

telah dilengkapi dengan EPROM dan komunikasi serial, UAT, kernel kontrol motor

dll serta memori program dari 512 word hingga 32 word. 1 Word disini sama dengan

1 instruki bahasa assembly yang bervariasi dari 12 hingga 16 bit, tergantung dari tipe

PIC micro tersebut. Silahkan kunjungi www.microchip.com untuk melihat berbagai

produk chip tersebut.Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable

Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable

Intelligent Computer.PIC termasuk keluarga mikrokonktroler berarsitektur Harvard

yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi

Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640. Sekarang Microhip

telah mengumumkan pembuatan PIC-nya yang keenam.PIC cukup popular

digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang

rendah, ketersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar, serta

pemrograman (dan pemrograman ulang) melalui hubungan port serial yang terdapat

pada komputer.

Yang digukanakan adalah mikrokontroler AVR ATMega 8.AVR merupakan

salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnyaterdapat berbagai macam

fungsi.Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51

adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillatoreksternal karena di dalamnya

sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki

Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya

dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk

beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar

128 byte sampai dengan 512 byte.


8

AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC

yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan

konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan

maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L

perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja.

Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7

- 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada

tegangan antara 4,5 – 5,5 V.

2.1.2 Mikrokontroler ATmega8

Gambar 2.1. Mikrokontroler ATmega8

Mikrokontroler ini diproduksi oleh atmel dari seri AVR.Untuk seri AVR ini

banyak jenisnya, yaitu ATmega8, ATmega8535, Mega8515, Mega16, dan lain-lain.

Beberapa fitur dari ATmega8 adalah sebagai berikut :

1. 8 Kbyte Flash Program

2. 12 Kbyte EEPROM

3. 1 Kbyte SRAM

4. 2 timer 8 bit dan 1 timer 16 bit

5. Analog to digital converter

6. USART

7. Analog comparator

8. Two wire interface (I2C)


9

2.1.3 Konfigurasi Pin Atmega8

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Atmega8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsiyang

berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akandijelaskan

fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.

VCC

Merupakan supply tegangan digital.

GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.

Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B

adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan

sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O

dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pinyang terdapat pada port B

yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor

diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator

amplifier) dan input kerangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse

bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat

digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada

pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jikasumber


10

clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapatdigunakan sebagai I/O

atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2

dan TOSC1) digunakan untuk saluran inputtimer.

Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam

masingmasing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari

pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki

karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus

(source).

RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O.

Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port

C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan

berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah

dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan

untuk ADC. Untuk pin ini harusdihubungkan secara terpisah dengan VCC karena

pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan

tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika

ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low passfilter.

AREF

Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC. AVR status register

mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi

instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai

kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian.

Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan

instruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan

peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat.

Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi

dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun

hal tersebut harus dilakukan melalui software. Berikut adalah gambar status register.


11

Gambar 2.3. Blok Diagram ATmega8

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil

dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk

altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa

pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logic Unit)

hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Instruction

Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan

kebutuhan instruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan

peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat.

Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi


12

dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun

hal tersebut harus dilakukan melalui software. Berikut adalah gambar status register.

Gambar 2.4. Status Register ATmega8

1. Bit 7(I)

Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set agar semua perintah

interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan di jelaskan

pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik

yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan. Bit ini akan

dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interup dijalankan dan akan

di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat diset dan di-reset melalui

aplikasi dan intruksi SEI dan CLL.

2. Bit 6(T)

Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit Load) and

BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah

dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke

dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini

dapat disalin ke dalam bit di dalam register pada Register File dengan

menggunakan perintah BLD.

3. Bit 5(H)

Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam

beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD.

4. Bit 4(S)

Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah ekslusif di antara Negative

Flag (N) dan two’s Complement Overflow Flag (V).

5. Bit 3(V)

Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi

aritmatika dua komplemen.


13

6. Bit 2(N)

Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negative di

dalam sebuah fungsi logika atai aritmatika.

7. Bit 1(Z)

Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah jasil nol “0” dalam

sebuah fungsi aritmatika atau logika.

8. Bit 0(C)

Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sisa dalam

sebuah aritmatika atau logika.

2.1.4 Peta Memori ATmega8

Gambar 2.5. Peta Memori ATmega8

Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu :

1. Memori Flash

Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash

menunjukan jenis ROM yng dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. Memori

flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian

aplikasi adalah bagian kode-kode program apikasi berada.Bagian boot adalah

bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat eprogram untuk

menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader, misalnya melalui

USART.

2. Memori Data

Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program.

Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu :


14

32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk

membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam instruksi

assembler setiap instruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya

digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat

memperingan kerja ALU.Dalam istilah processor komputer sahari-hari GPR

dikenal sebagai “chace memory”.

I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang difungsikan khusus

untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port,

timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontrol

MCS51 dikenal sebagi SFR(Special Function Register).

3. EEPROM

EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off),

digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu

daya.

2.1.5 Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber

pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan

kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer/counter dapat digunakan untuk :

1. Timer/counter biasa

2. Clear Timer on Compare Match (selain Atmega 8)

3. Generator frekuensi (selain Atmega 8)

4. Counter pulsa eksternal

2.1.6 Komunikasi Serial Pada ATmega8

Mikrokontroler AVR Atmega 8 memiliki Port USART pada Pin 2 dan Pin 3

untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroler dengan mikrokontroler

ataupun mikrokontroler dengan komputer. USART dapat difungsikan sebagai

transmisi data sinkron, dan asinkron. Sinkron berarti clock yang digunakan antara

transmiter dan receiver satu sumber clock. Sedangkan asinkron berarti transmiter dan

receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga blok

yaitu clock generator, transmiter, dan receiver.


15

Gambar 2.6. Blok USART

2.1.6.1 Clock Generator

Clock generator berhubungan dengan kecepatan transfer data (baud rate),

register yang bertugas menentukan baud rate adalah register pasangan.

2.1.6.2. USART Transmitter

Usart transmiter berhubungan dengan data pada Pin TX. Perangkat yang

sering digunakan seperti register UDR sebagi tempat penampungan data yang akan

ditransmisikan. Flag TXC sebagai akibat dari data yang ditransmisikan telah sukses

(complete), dan flag UDRE sebagai indikator jika UDR kosong dan siap untuk diisi

data yang akan ditransmisikan lagi.


16

2.1.6.3. USART Receiver

Usart receiver berhubungan dengan penerimaan data dari Pin RX. Perangkat

yang sering digunakan seperti register UDR sebagai tempat penampung data yang

telah diterima, dan flag RXC sebagi indikator bahwa data telah sukses (complete)

diterima.

2.1.7. Sistem Minimum ATmega8

Rangkaian Sistem Minimum berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh

sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian sistem minimum adalah

Mikrokontroler ATMega8. Pada Mikrokontroler semua program didownload,

sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Sistem minimum

(sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan

untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sistem minimum kemudian bisa

dihubungkan dengan rangkaian lampu led berjalan, motor dc, dan lain-lain untuk

menjalankan fungsi tertentu

Gambar 2.7.Sistem Minimum ATmega8

2.2 .Motor servo

Motor Servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di

mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di

dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear,

potensiometer, dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan


http://zonaelektro.net/tag/motor-servo/

17

batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur

berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor servo.

Gambar 2.8. Bentuk Motor Servo

2.2.1.Keunggulan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah :

Tidak bergetar dan tidak ber resonansi saat beroperasi.

Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.

Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang

dipakai.

Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

2.2.2.Kelemahan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah :

Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi.

Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.

Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang

dipakai.

Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

2.2.3.Aplikasi Motor Servo

Motor servo dapat dimanfaatkan pada pembuatan robot, salah satunya

sebagai penggerak kaki robot. Motor servo dipilih sebagai penggerak pada kaki

robot karena motor servo memiliki tenaga atau torsi yang besar, sehingga dapat


http://zonaelektro.net/tag/motor-servo/

http://zonaelektro.net/tag/penggunaan-motor-servo/

http://zonaelektro.net/tag/penggunaan-motor-servo/

18

menggerakan kaki robot dengan beban yang cukup berat. Pada umumnya motor

servo yang digunakan sebagai pengerak pada robot adalah motor servo 180o.

Gambar 2.9.Contoh motor servo 180o yang sering digunakan untuk kaki

robot

2.2.4.Komponen Penyusun Motor Servo

Motor servo pada dasarnya dibuat menggunakan motor DC yang dilengkapi

dengan controler dan sensor posisi sehingga dapat memiliki gerakan 0o, 90

o,

180o atau 360

o. Berikut adalah komponen internal sebuah motor servo 180

o.

Tiap komponen pada motor servo diatas masing-masing memiliki fungsi

sebagai controler, driver, sensor, girbox dan aktuator. Pada gambar diatas terlihat

beberapa bagian komponen motor servo. Motor pada sebuah motor servo

adalah motor DC yang dikendalikan oleh bagian controler, kemudian komponen


http://zonaelektro.net/tag/komponen-motor-servo/

http://zonaelektro.net/tag/motor-servo-adalah/

http://zonaelektro.net/tag/motor-servo-adalah/

19

yang berfungsi sebagai sensor adalah potensiometer yang terhubung pada sistem

girbox pada motor servo.

2.2.5.Cara Mengendalikan Motor Servo

Untuk menjalankan atau mengendalikan motor servo berbeda dengan motor

DC. Karena untuk mengedalikan motor servo perlu diberikan sumber tegangan dan

sinyal kontrol. Besarnya sumber tegangan tergantyung dari spesifikasi motor servo

yang digunakan. Sedangkan untuk mengendalikan putaran motor servo dilakukan

dengan mengirimkan pulsa kontrol dengan frekuensi 5o Hz dengan periode 20ms dan

duty cycle yang berbeda. Dimana untuk menggerakan motor servo sebesar

90o diperlukan pulsa dengan ton duty cycle pulsa posistif 1,5ms dan unjtuk bergerak

sebesar 180o diperlukan lebar pulsa 2ms. Berikut bentuk pulsa kontrol motor servo

dimaksud.

Gambar 2.10.Bentuk pulsa kendali motor servo

2.3.Driver Motor

Driver motor ini berguna untuk menggerakkan dan mengontrol motor DC

dengan memberikan sinyal masukan. Ada beberapa macam driver motor DC yang

biasa kita pakai seperti menggunakan relay yang diaktifkan dengan transistor sebagai

saklar. Dengan berkembangnya dunia IC, sekarang sudah ada H-Bridge yang

dikemas dalam satu IC dimana memudahkan kita dalam pelaksanaan hardware dan

kendalinya apalagi jika menggunakan mikrokontroler. Dalam pemakaian jenis driver

yang akan digunakan baik rangkaian driver motor dengan rangkaian transistor untuk

membuat H-brigde atau menggunakan IC yang didalamnya mewakili driver H-bridge

disesuaikan dengan kebutuhan dari motor yang dipakai. Dalam alat ini menggunakan

dua jenis driver untuk menggerakkan motor DC yaitu driver motor H-Bridge dan

driver relay.


http://zonaelektro.net/motor-servo/

http://zonaelektro.net/motor-servo/pulsa-kendali-motor-servo/

20

2.3.1 Driver H-Bridge Motor DC

Pada driver motor H-Bridge ini terdapat komponen transistor dan dioda.

Transistor pada rangkaian driver motor DC H-Bridge berfungsi sebagai saklar

elektronik untuk mengalirkan arus ke motor DC secara bridge. Daya maksimum

pengendalian motor DC dengan metode bridge ini ditentukan oleh kapasitas

maksimum transistor mengalirkan arus listrik.

Dioda yang dipasang parallel secara reverse pada kolektro – emitor transistor

berfungsi sebagai clamper dioda. Clamper dioda berfungsi untuk melindungi

transistor dari lonjakan tegangan balik induksi dari motor DC. Pada rangkaian H-

Bridge terdapat dua input dari mikrokontroler yang akan menentukan arah putaran

motor. Kedua jalur input tersebut dapat diberikan sinyal input berupa logika

HIGH dan LOW berdasarkan sinyal yang dikirim oleh mikrokontroler.

Untuk mengendalikan motor DC dengan rangkaian dasar H-Bridge ini kedua

line input tersebut tidak boleh berlogika sama. Dengan kombinasi logika input HIGH

dan LOW pada kedua line input rangkaian H-Bridge ini kita dapat mengendalikan

motor DC secara searah jarum jam atau clock wise (CW) dan berlawanan arah jarum

jam atau counter clock wise (CCW). Untuk lebih jelas dapat dilihat skema rangkaian

dasar kontrol motor DC H-Bridge pada gambar 2.8 di bawah ini. Rangkaian driver

H-Bridge ini digunakan untuk menggerakkan motor DC pada selang pengisian yang

dapat membuat gerakkan turun dan naik.

Gambar 2.11. Rangkaian Driver Motor H-bridge


21

2.3.2 Driver Relay Motor DC

Pada rangkaian driver relay motor DC alat terdapat konponen IC ULN2003

dan juga relay.

IC ULN2003 berfungsi sebagai penguat daya (arus/tegangan) sehingga dapat

menggerakkan relay karena sinyal yang diterima dari mikrokontoler tidak dapat

mencukupi.

Relay berfungsi sebagai switching elektronik yng akan menggerakkan motor

DC (Motor Power Window). Gambar rangkaian dari rangkaian driver relay dapat

dilihat pada gambar.

Gambar 2.12. Rangkaian Driver Relay Motor DC

2.4 Solar Tracking

Ialah suatu kegiatan untuk mengikuti jejak suatu objek adapun jenis Solar

tracker yaitu: 1. Polar Tracker Polar tracker merupakan Metode yang secara

ilmiah dikenal sebagai metode standar pemasangan struktur dukungan teleskop .

sumbu tunggal miring sejajar dengan bintang kutub . Oleh karena itu disebut

selaras sumbu tracker tunggal polar ( Pasat ) . Dalam pelaksanaannya tertentu

dari tracker sumbu tunggal miring , sudut kemiringan sama dengan situs lintang .

Hal ini sejalan sumbu tracker rotasi dengan sumbu bumi rotasi. Pelacak tersebut

juga dapat disebut sebagai "tracker sumbu tunggal", karena hanya satu me 14

Horisontal Axis tunggal dapat dibagi antara pelacak untuk menurunkan biaya

instalasi. Alat ini kurang efektif di lintang yang lebih tinggi.


22

Keuntungan utama adalah kekokohan yang melekat pada struktur pendukung

dan kesederhanaan mekanisme. Karena panel horisontal, mereka dapat kompak

ditempatkan pada tabung poros tanpa bahaya diri-bayangan dan juga perawatan

yang mudah. Untuk mekanisme aktif, kendali tunggal dan motor dapat digunakan

untuk menjalankan beberapa baris dari panel. (wikipedia, 2016) 3. Vertical Axis

Sumbu rotasi untuk vertical axle tracker dibuat tegak lurus dengan tanah. Pelacak

ini bergerak dari Timur ke Barat selama sehari. Pelacak tersebut lebih efektif di

lintang tinggi daripada pelacak sumbu horizontal.Pelacak tersebut disesuaikan

dengan sudut tetap atau (musimnya) cocok untuk garis lintang tinggi, di mana

matahari tidak terlalu tinggi, tetapi yang menyebabkan hari yang panjang di

musim panas, dengan perjalanan matahari melalui garis bujur bumi.

Metode ini telah digunakan dalam pembangunan rumah silinder di Austria

(lintang di atas 45 derajat utara) yang berputar secara keseluruhan untuk melacak

matahari, dengan panel vertikal dipasang di salah satu sisi bangunan. Vertikal

Axis Pelacak tunggal biasanya memiliki modul yang berorientasi pada sudut

sehubungan dengan sumbu rotasi. Sebagai trek modul, menyapu kerucut yang

rotationally setangkup sekitar sumbu rotasi.

2.5 Sel Surya / Solar cell

Sel surya adalah kumpulan sel fotovoltaik yang dapat mengkonversi sinar

matahari menjadi listrik. Ketika memproduksi panel surya, produsen harus

memastikan bahwa sel-sel surya saling terhubung secara elektrik antara satu

dengan yang lain pada sistem tersebut. Sel surya juga perlu dilindungi dari

kelembaban dan kerusakan mekanis karena hal ini dapat merusak efisiensi panel

surya secara signifikan, dan menurunkan masa pakai dari yang diharapkan

(Zahaedi.A.1998).

Sel surya biasanya memiliki umur 20 tahun yang biasanya dalam jangka

waktu tersebut pemilik panel surya tidak akan mengalami penurunan efisiensi

yang signifikan. Namun, meskipun dengan kemajuan teknologi mutahir, sebagian

besar panel surya komersial saat ini hanya mencapai efisiensi 15% dan hal ini

tentunya merupakan salah satu alasan utama mengapa industri energi surya masih

tidak dapat bersaing dengan bahan bakar fosil. Panel surya komersial sangat

jarang yang melampaui efisiensi 20%.


23

Panel surya sangat mudah dalam hal pemeliharaan karena tidak ada bagian

yang bergerak. Satu-satunya hal yang harus dikhawatirkan adalah memastikan

untuk menyingkirkan segala hal yang dapat menghalangi sinar matahari ke panel

surya tersebut.

2.5.1 Prinsip kerja panel surya

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu

junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri 16

dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.

Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan

semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur

atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan

mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan

material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk

mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi

dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Gambar 2.13. Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan

tipe-n (kelebihan elektron).

Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga

elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk 17 menghasilkan


24

listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan

elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk

kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada

semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk

medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction

ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak

negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole

bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan

pada gambar dibawah.

Gambar 2.14. Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction

2.5.2 Struktur panel surya

Sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya

pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi

satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang

berbeda pula . Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel

surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material

silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya

generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).


25

Gambar 2.15. Struktur Panel Surya.

a. Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya.

Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik

karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga

umumnya 19 digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau

molybdenum. Untuk sel surya dye-sensitized (DSSC) dan sel surya organik,

substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material

yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan seperti

indium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

b. Material semikonduktor

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang

biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya

generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis.

Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar

matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah

material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan

untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan

dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS),

CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping

materialmaterial semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam

penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).

Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari

dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material

yang disebutkan diatas) dan tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll) yang membentuk


26

p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. 20

Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel

surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.

c. Kontak metal / contact grid

Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material

semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif

transparan sebagai kontak negatif.

d. Lapisan antireflektif

Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang

terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh

lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material

dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang

menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga

meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

e. Enkapsulasi / cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya

dari hujan atau kotoran.( Tekhnologi surya, 2015)

2.5.3 Generasi panel surya

2.5.3.1 Generasi Pertama Sel Surya Berbasis Wafer

Gambar 2.16 Generasi Pertama Panel Surya berbasis Wafer.

Sel fotovoltaik generasi pertama terdiri dari area besar, lapisan kristal

tunggal, tunggal dioda pn junction, mampu menghasilkan energi listrik yang

dapat digunakan dari sumber cahaya dengan panjang gelombang sinar matahari.

Sel-sel ini biasanya dibuat dengan menggunakan proses difusi dengan wafer


27

silikon. Ini wafer silikon – Sel surya berbasis teknologi dominan dalam produksi

komersial sel surya, akuntansi lebih dari 85% dari pasar sel surya terestrial.

2.5.3.2 Generasi kedua Thin Film

Gambar 2.17. Generasi Kedua Panel Surya berbasis Wafer.

Sel-sel ini didasarkan pada penggunaan tipis epitaksi (epitaksi mengacu pada

metode penyetoran film monocrystalline pada substrat monocrystalline) deposito

semikonduktor pada wafer kisi-cocok. (Pencocokan struktur kisi antara dua

bahan semikonduktor yang berbeda, memungkinkan pembentukan daerah

perubahan celah pita dalam materi tanpa memperkenalkan perubahan dalam

struktur kristal).

Ada dua kelas sel fotovoltaik epitaxial – ruang dan terestrial. Ruang sel

biasanya memiliki efisiensi yang lebih tinggi (28-30%) dalam produksi, tetapi

memiliki biaya yang lebih tinggi per watt. Meskipun sel tipis-film telah

dikembangkan menggunakan lebih rendah-biaya proses, mereka memiliki

efisiensi yang lebih rendah (7-9%). Saat ini ada beberapa teknologi dan bahan

semikonduktor diselidiki atau di produksi massal.Contoh termasuk silikon amorf,

silikon polikristal, mikro-kristal silikon, telluride kadmium, tembaga indium

selenide / sulfida antara lain. Sebuah keuntungan dari teknologi film tipis

berkurang massa yang memungkinkan panel pas pada bahan cahaya atau

fleksibel, bahkan pada tekstil. Sel surya generasi kedua sekarang terdiri dari

segmen kecil dari pasar fotovoltaik terestrial, dan sekitar 90% dari pasar ruang.

2.5.3.3 Generasi ketiga Sel Fotovoltaik

Meningkatkan kinerja sambil menjaga biaya rendah generasi berikutnya sel

bertujuan untuk meningkatkan kinerja listrik yang rendah dari sel-sel generasi

kedua sambil menjaga biaya rendah. Mereka tidak bergantung pada pn junction


28

tradisional untuk memisahkan foto-pembawa muatan yang dihasilkan. Beberapa

pendekatan yang digunakan dalam ini adalah Multijunction sel, nano – sel kristal,

pewarna – sel peka, sel polimer, Memodifikasi spektrum kejadian (konsentrasi),

Sue generasi termal kelebihan untuk meningkatkan tegangan, Untuk aplikasi

ruang kuantum baik perangkat (titik kuantum, kuantum tali , dll) dan perangkat

menggabungkan nanotube karbon sedang diteliti – dengan potensi efisiensi

produksi hingga 45%.

2.5.3.4 Generasi keempat Sel Fotovoltaik Komposit

Ini generasi hipotetis sel surya dapat terdiri dari teknologi fotovoltaik

komposit, di mana polimer dengan nano-partikel dapat dicampur bersamasama

untuk membuat lapisan multi-spektrum tunggal. Multi-spektrum lapisan dapat

ditumpuk untuk membuat sel-sel multi-spektrum matahari yang lebih efisien dan

lebih murah. 24 Dari empat generasi yang tercantum di atas, dua yang pertama

telah dikomersialisasikan. Massal dari modul fotovoltaik digunakan sejauh terdiri

dari kristal silikon. Efisiensi dari modul silikon kristal bervariasi 17-22%,

meskipun batas teoritis adalah sekitar 29%. Menggunakan modul ini, peternakan

matahari yang besar terhubung ke grid, pembangkit listrik mandiri untuk

menggemparkan desa-desa dan daerah kecil telah didirikan .


29

BAB 3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1. Diagram Blok Rangkaian

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian

Servo y

Solar Cell

LDR

LDR

LDR

Pembagi

Teganga

n

Pembagi

Teganga

n

Pembagi

Teganga

n

ATMEGA 8

LCD

Servo x

Pembagi

Teganga

n

LDR


30

3.1.1 Fungsi Tiap Blok

1. Blok LDR : Input penanda intensitas cahaya matahari

2. Blok Mikrokontroler ATMega8 : Sebagai pusat kendali system

3. Blok Pembagi Tegangan : Pengondisi signal LDR

4. Blok LCD : Sebagai pemberitahu melalui tampilan layar

5. Blok Solar Cell : Objek yang digerakkan

6. Blok Servo X : Servo yang bergerak pada sumbu X

7. Blok Servo Y : Servo yang bergerak pada sumbu Y

3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega8

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat pada gambar

3.2 di bawah ini :

Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum Mikrokontroler ATMEGA8


31

Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input

dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis

Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.

Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.

Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.

Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :

1. PortC.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)

2. Port A.1, Port B.1 –Port B.4 digunakan sebagai data input basis transistor

pada driver relay.

3.3. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Gambar 3.3. Rangkaian LCD

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display)

16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat

memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver

untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.

Pemasangan potensio sebesar 10 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.


32

Gambar 3.3 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke

mikrokontroler.

Dari gambar 3.3, rangkaian ini terhubung ke PB.1 - PB.7, yang merupakan

pin I/O dua arah dan pin, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus

sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD

display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller Atmega8.

3.4. Rangkaian LDR (Light Dependent Resistor)

Gambar 3.4. Rangkaian LDR

Rangkaian LDR ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebgai

pengondisian sinyal. Nilai R1 yang digunakan adalah 10 K dan R2 LDR. LDR range

resistansi LDR sekitar dari 200 Ohm – 10M. output rangkaian LDR dihubungkan ke

pada pin ATmega 25,26,27,28.

Aplikasi rangkaian sensor cahaya ini bisa kita lihat pada Lampu taman, ketika

mulai malam maka lampu akan di hidupkan otomatis, namun ketika hari terang,

lampu padam. Rangkaian ini akan mempermudah kita dalam mengelola taman.

Jika kita lihat lampu jalan raya, dia juga menggunakan system rangkaian ini.

Dia menggunakan LDR kemudian trigger ke Transistor, transistor yang akan

mengaktifkan relay untuk drive Lampu AC nya, sehingga ketika malam tiba, Lampu


33

jalan akan menyala Otomatis dan ketika hari sudah mulai Terang, Lampu akan

Padam secara otomatis. Bayangkan jika jumlah lampu jalan yang ribuan itu di

hidupkan atau di matikan secara manual, maka dapat dibayangkan betapa sulit nya

mengontrol itu semua.

Rangkaian sensor ini juga bisa di gunakan untuk mendeteksi kerusakan pada

lampu pada kendali otomatis, dia sebagai feed back nanti nya. Contoh nya adalah

ketika kita menghidupkan lampu jarak jauh, kemudian lampu di aktifkan, maka

sensor cahaya akan mendeteksi, apakah ada cahaya, jika tidak ada cahaya maka

berarti ada kerusakan pada system, apakah lampu nya yang rusak, atau driver lampu

ac nya yang rusak, ini yang pernah saya temui ketika membuat menghidupkan lampu

dengan SMS.

3.5. Rangkaian Motor Servo

Gambar 3.5. Rangkaian Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana

posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di

dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear,

potensiometer dan rangkaian kontrol. Motor servo biasanya hanya bergerak

mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor

stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat


34

dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk

bagian kaki, lengan atau bagianbagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan

membutuhkan torsi cukup besar. Motor servo adalah motor yang berputar lambat,

dimana biasanya ditunjukkan oleh rate putarannya yang lambat, namun demikian

memiliki torsi yang kuat karena internal gearnya.

Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :

3 jalur kabel : power, ground, dan control

Sinyal control mengendalikan posisi

Operasional dari servo motor dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20

ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range

sudut maksimum.

Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback

control.

A. JENIS-JENIS MOTOR SERVO:

Motor Servo Standar 180°

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW)

dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi

sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.

Motor Servo Continuous

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa

batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).

B. KEGUNAAN MOTOR SERVO

Kebanyakan motor servo digunakan sebagai :

• Manipulators.

• Moving camera’s.

• Robot arms.


35

3.6. Rangkaian Solar Cell

Gambar 3.6. Rangkaian Solar Cell

Solar cell merupakan suatu panel yang terdiri dari beberapa sel dan beragam

jenis. Penggunaan solar cell ini telah banyak di gunakan di negara-negara

berkembang dan negara maju dimana pemanfaatannya tidak hanya pada lingkup

kecil tetapi sudah banyak digunakan untuk keperluan industri sehingga energi

matahari dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif. Energi matahari

mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan energi lain. Keuntungan yang

dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup besar, kontinyu, tidak menimbulkan polusi,

terdapat dimana-mana dan tidak mengeluarkan biaya.

a. Klasifikasi Energi Matahari.

Solar Energy Panel dari NASA National Aeronautic and Space

Administration) tahun 1997 mengklasifikasikan penggunaan energi matahari

ke dalam dua sistem koleksi yaitu sistem koleksi alamiah dan sistem koleksi

teknologi.

b. Radiasi Surya.

Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan pemantulan

oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer

menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek ( ultraviolet )

sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap sebagian radiasi dengan

panjang gelombang yang lebih panjang ( infra merah ). Selain pengurangan


36

radiasi bumi langsung (sorotan) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi

yang dipancarkan oleh molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam

atmosfer.

Manfaat Sloar Cell

Keuntungan dari sisi ekonomi pemanfaatan solar cell antara lain :

Hemat, karena tidak perlu memerlukan bahan bakar;

Dapat dipasang dimana saja dan dapat dipindahkan sesuai dengan yang

dibutuhkan;

Dapat diterapkan secara sentralisasi (PLTS ditetapkan di suatu area dan listrik

yang dihasilkan disalurkan melalui jaringan distribusi ketempat-tempat yang

membutuhkan) maupun desentralisasi (setiap system berdiri

sendiri/individual, tidak memerlukan jaringan distribusi);

Bersifat moduler. Kapasitas listrik yang dihasilkan dapat disesuaikan dengan

cara merangkai modul secara seri dan parallel;

Dapat dioperasikan secara otomatis maupun menggunakan operasi;

Tanpa suara dan tidak menimbulkan operasi lingkungan.

3.7. Rangkaian Pembagi Tegangan

Gambar 3.7. Rangkaian Pembagi Tegangan

Biasanya digunakan untuk membagi tegangan atau mengkonversi dari

resistensi menjadi sebuah tegangan. Pada rangkaian ini digunakan sebagai

pengkodisian sinyal. Biasanya fungsi dari pembagi tegangan ini untuk mengubah

atau mengkonversikan dari tegangan tegangan yang lebih besar untuk memberi bias

kepada komponen yang aktif dalam rangkaian tersebut.


37

3.8 FLOWCHART SYSTEM

Start

Inisialisasi

Set Servo

If s2&s4=1

If s2&s3=1

If s1&s2=1

If s1&s4=1

If

s1&s2&s3&s4'

=1

Servo berhenti

selesai

Servo kearah

timur

Servo kearah

selatan

Servo kearah

barat

Servo kearah

utara

Ya

Tidak

Ya

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Gambar 3.8 Flowchart Sistem


38

BAB 4

PENGUJIAN DAN HASIL

4.1. Program pengujian Mikrokontroller ATMega8

Pemograman menggunakan mode ISP (In System Programming)

mikrokontroler harus dapat deprogram pada papan rangkaian dan rangkaian

mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini

berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program

downloader yaitu Atmega8.

void setup() {

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

delay(1000);

}

Atemega8 mengunakan Kristal dengan frekuensi 8 Mhz,apabila Chip

Signature sudah dikenali baik dan dalam waktu singkat, bias dikatakan rangkaian

mikrokontroler bekerja baik dengan mop ISP-nya.

4.2. Program Pengujian LCD

Bagian ini hanya terdiri darisebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang

berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan.

LCD di hubungkan langsung ke port B dari mikrokontroler yang berfungsi

mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alphabet dan

numeric pada LCD.display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS, dan RW:

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa

anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka

melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set (high) pada dua jalur

control yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Red/White. Ketika RW

berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD.


39

Ketika RW berlogika high (1), maka program akan melakukan pembacaan memori

dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low (0).

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat program

untuk menampilkan karakter pada display LCD. Adapun program yang diberikan ke

mikrokontroler untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai

berikut:

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);

void setup() {

lcd.begin(16, 2);

lcd.print("hello, world!");

}

void loop() {

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print(millis() / 1000);

}

4.3. Program motor Servo

Dalam pengujian ini digunakan motor servo standar 1800 dimana, motor

servo jenis ini hanya bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-

masing sudut mencapai 900 sehingga total defleksi sudut dari kanan-tengah-kiri

adalah 1800. Berikut adalah programnya:

#include <Servo.h>

Servo myservo;

int pos = 0;

void setup() {

myservo.attach(9);

}

void loop() {

for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {


40

myservo.write(pos);

delay(15);

}

for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {

myservo.write(pos);

delay(15);

}

}

4.4. Program solar cell

Pengujian solar cell ini dilakukan untuk mengetahui tegangan output dari

solar cell dan juga untuk mengetahui kondisi solar cell baik atau tidaknya. Untuk

mengetahui tegangan dari solar cell dapat menghubungkan pin positif solar cell dan

dihubungkan ke pin ADC (Analog Digital Converter). Untuk membaca tegangan

output dari solar cell dapat mengunakan program sebagai berikut:

void setup() {

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

intsensorValue = analogRead(A0);

Serial.println(sensorValue);

delay(1);

}

4.5 Program 4 LDR dan Program Pembagi Tegangan

Pada rangkaian LDR dirangkai dengan resistor 10 K. R1 yaitu resistor 10

K, R2 yaitu LDR.keduanya dirangkai dengan rangkaian pembagi tegangan yang

bertujuan untuk mengetahui arah cahaya matahari. Pada rangkaian ini terdapat 4


41

buah rangkaian pembagi tegangan. Untuk mengetahui output dari rangkaian pembagi

tegangan tersebut menggunakan program sebagai berikut:

Program 4 LDR

int s1,s2,s3,s4;

Void main(){

Serial.begin(9600);

}

Void loop(){

s1=analogRead(A0);

s2=analogRead(A1);

s3=analogRead(A2);

s4=analogRead(A3);

Serial.print(s1);

Serial.print(" ");

Serial.print(s2);

Serial.print(" ");

Serial.print(s3);

Serial.print(" ");

Serial.println(s4);

Serial.println();

}

Program Pembagi Tegangan

int tegangan;

Void main(){


42

Serial.begin(9600);

}

Void loop(){

tegangan=analogRead(A3);

Serial.print(tegangan);

Serial.print(" ");

Serial.println();

}

CARA KERJA ALAT:

Hanya mendeteksi arah cahaya. Menggunakan 2 servo yaitu servo x dan y, 1

servo menggerakkan ke sumbu x dan 1 servo lagi menggerakkan ke sumbu y.

sumbu x untuk menentukan arah dari timur kebarat,sumbu y untuk

menentukan dari utara keselatan. Jika cahaya dating dari barat maka servo x

akan memuta rkan solar cell kea rah barat. Jika cahaya datang dari utara maka

servo y akan memutarkan solar cell kearah utara. Begitu sebaliknya


43

Table 4.6 Data Pengujian Solar Tracker

No

Sensor 1

(Volt)

Sensor 2

(Volt)

Sensor 3

(Volt)

Sensor 4

(Volt)

Sudut Servo

Timur Barat

(derajat)

Sudut Servo

Utara Selatan

(derajat)

1 0.86 0.9 4.13 2.6 87 60

2 1.47 0.86 4.11 2.5 86 60

3 1.68 0.83 4.1 2.51 85 60

4 1.12 0.83 4.11 2.49 84 59

5 1.95 0.77 4.06 2.37 83 59

6 1.08 0.8 4.08 2.36 82 58

7 1.16 0.8 4.07 2.35 81 58

8 1.81 0.78 4.03 2.18 80 58

9 0.54 0.8 4.04 2.15 79 57

10 0.52 0.77 3.98 1.97 78 57

11 0.61 0.89 1.57 0.4 77 57

12 2.60 3.63 1.87 0.64 77 57

13 2.60 3.64 1.88 0.61 78 58

14 2.95 1.28 2.11 2.71 79 59

15 2.82 1.31 2.25 2.74 78 58

16 2.84 1.34 2.35 2.74 77 57

17 2.80 1.27 2.22 2.7 76 56

18 2.79 1.21 2.17 2.69 75 55

19 2.81 1.14 2.13 2.7 74 54

20 2.79 1.2 2.16 2.67 73 53

21 2.74 1.07 1.94 2.56 72 52

22 2.70 1.02 1.79 2.24 71 51

23 2.72 1.09 1.87 2.27 70 50

24 2.78 0.85 1.58 2.48 69 49

25 2.73 0.87 1.53 2.04 68 48

26 2.69 2.99 1.34 2 67 47

27 2.63 4.18 1.41 1.95 68 46

28 2.62 4.16 1.39 1.94 69 45

29 2.64 4.17 1.34 1.96 70 44

30 2.63 4.16 1.27 1.96 71 43

31 3.27 4.11 4.1 0.49 79 43

32 0.68 4.08 4.18 0.52 80 44

33 0.63 4.08 4.18 0.45 80 45

34 0.60 4.09 4.18 0.45 80 46

35 0.60 4.07 4.18 0.43 80 47

36 0.60 4.08 4.17 0.43 80 48


44

BAB 5

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian

dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

Sel surya sebagai penangkap energi matahari dirangkai menjadi sistem

pengendali sel surya (solar tracker). Energi listrik yang dihasilkan dari solar

tracker akan maksimal apabila sel surya selalu tegak lurus terhadap arah fokus

datangnya sinar matahari. Dengan kata lain, sel surya harus mengikuti arah

pergerakan cahaya matahari.

Sensor LDR digunakan 4 buah, empat buah diantaranya diletakkan pada

kondisi keempat penjuru mata-angin. Kepekaan paling kuat dari LDR

tersebut akan diikuti oleh pergerakan solar cell hingga terdapat nilai

maksimum. Dengan kondisi ini maka solar cell akan selalu mendapatkan

sinar matahari secara optimal disepanjang hari.

Aplikasi mikrokontroller Atmega 8 pada alat ini berfungsi sebagai

penerjemah data longer pada rangkaian LDR untuk mengatur arah putaran

motor servo penggerak solar tracker. Untuk aplikasi ini menggunakan 2

servo, satu menggerakkan ke sumbu x, dan satu lg menggerakkan ke sumbu

y. Alat tersebut hanya mendeteksi arah gerak cahaya.

Didalam sebuah IC mikrokontroler sudah terdapat kebutuhan minimal agar

mikroprosesor dapat bekerja yaitu meliputi mikroprosesor, ROM, RAM, I/O

dan clock. Dengan inputan sensor yang membaca perubahan Alam dan diolah

oleh mikrokontroler. Kecepatan dan ketepatan dalam pengaksesan system

pengontrolan sangat memadai dalam penghematan waktu.


45

5.2 SARAN

Dari hasil Laporan Tugas Proyek ini saran yang dapat diberikan yaitu untuk

diaplikasikan dan menambahkan data longer ke komputer, dan mengaplikasikannya

ke skala besar.


46

DAFTAR PUSTAKA

Efendi, Bhactiar, S,T.,M.Kom. 2012. Dasar Mikrokontroler ATMega8535 dengan

CAVR.

Yogyakarta : CV BUDI UTAMA

Dharmawan, Hari Arief. 2017. Mikrokontroler Konsep Dasar dan Praktis. Malang:

UBMedia

Ibnu, Malik, Moh, ST. 2009. Aneka Proyek Mikrokontroler PIC16F84A

Jakarta: PT Gramedia

Kadir, Abdul. 2017. Pemrograman Arduino & Android Menggunakan App Inventor

Jakarta: PT Elex Media Komputindo

Sakti, Setyawan, P. 2017. Pengantar Teknologi Sensor Prinsip Dasar Sensor Besaran

Mekanik.

Malang: UBMedia

http://inspirasielekro.wordpress.com/2017/08/18/ringkasan-mikrokontroler-

atmega8/amp/

Di akses Pada Tanggal 28 April 2018

http://KHALID%20FADHLULLAH.html


http://elekronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/


http://amp/s/elektroku.com/amp/tuturial-program-motor-servo-menggunakan-arduino


http://www.instrument.itb.ac.id/produk-inovasi/solar-tracker-mppt



http://inspirasielekro.wordpress.com/2017/08/18/ringkasan-mikrokontroler-atmega8/amp/

http://inspirasielekro.wordpress.com/2017/08/18/ringkasan-mikrokontroler-atmega8/amp/

http://elekronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/

http://amp/s/elektroku.com/amp/tuturial-program-motor-servo-menggunakan-arduino

http://www.instrument.itb.ac.id/produk-inovasi/solar-tracker-mppt

LAMPIRAN 1


LAMPIRAN 2


#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);

#include <Servo.h>

Servo timur_barat;

Servo selatan_utara;

int v_ref = 300;

unsigned long previousMillis = 0;

const long interval = 1000;

int tb=90;

int su=60;

float solar;

int data_solar;

int s1,s2,s3,s4;

void setup() {

Serial.begin(9600);

timur_barat.attach(9);

selatan_utara.attach(10);

lcd.begin(16, 2);

}

void loop() {

data_solar=analogRead(A4);

solar=data_solar*0.004887;

s1=analogRead(A0);

s2=analogRead(A1);

s3=analogRead(A2);

s4=analogRead(A3);

Serial.print(s1);


Serial.print(" ");

Serial.print(s2);

Serial.print(" ");

Serial.print(s3);

Serial.print(" ");

Serial.println(s4);

Serial.println();

unsigned long currentMillis = millis();

if (currentMillis - previousMillis >= interval) {

previousMillis = currentMillis;

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print(" Solar Tracker ");

lcd.setCursor(4,1);

lcd.print(solar,1);

lcd.print(" Volt");

}

if (s1 > v_ref){s1=0;} else {s1=1;}

if (s2 > v_ref){s2=0;} else {s2=1;}

if (s3 > v_ref){s3=0;} else {s3=1;}

if (s4 > v_ref){s4=0;} else {s4=1;}

if (s1==0 && s2==1 && s3==1 && s4==0){su--;}

if (s1==1 && s2==0 && s3==0 && s4==1){su++;}

if (s1==1 && s2==1 && s3==0 && s4==0){tb--;}

if (s1==0 && s2==0 && s3==1 && s4==1){tb++;}

if (s1==0 && s2==0 && s3==0 && s4==0){tb=90;su=60;}


if (tb<0){tb=0;} else if (tb>180){tb=180;}

if (su<30){su=30;}else if (su>90){su=90;}

timur_barat.write(tb);

selatan_utara.write(su);

delay(10);

}


rancang bangun solar tracker dengan sensor ldr …

Documents