Diagram Blok Sistem Rangkaian Flowchart

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Blok Sistem Rangkaian

ARAH CAHAYA TIMUR ARAH CAHAYA BARAT LDR LDR LDR LDR ARAH CAHAYA UTARA ARAH CAHAYA SELATAN A D ATMEGA 8535 DHT-11 PENGUAT PENGUAT MOTOR MOTOR OUTPUT AXIS X OUTPUT AXIS Y Solar Cell RTC RTC DHT-11 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Rancangan sistem dapat digambarkan berupa diagram blok di atas yaitu konfigurasi sistem dan aliran input output sistem. Pada rancangan ini terdapat input,proses,output dan display. Input sistem berasal dari kuat cahayaintensitas yang diperoleh dari matahari dan diubah menjadi besaran listrik oleh sensor dan sel surya. Besaran yang diterima oleh 4 buah sensor digunakan untuk mengatur arah panel ke arah dimana cahaya paling optimal. Dengan demikian data yang diperoleh sensor diproses olek mikrokontroller dengan mendekati perbedaan intensitas akibat arah atau sudut cahaya yang diterima oleh sensor. Proses tersebut Universitas Sumatera Utara membuat mikrokontroller mengarahkan panel dengan menggerakkan motor ke posisi yang paling tinggi intensitas cahaya nya. Dengan demikian output sistem adalah prosees atau arah panel pada Axis X dan Axis Y. Output lain dari sistem adalah energi yang dihasilan oleh panel berupa tegangan dan arus. Sedangkan display menunjukkan besar tegangan yang diperoleh dari panel. Sensor temperature eand Humidity DHT-11 berfungsi untuk menangkap atau mendapatkan nilai Suhu dan kelembapan panel solar cell pada saat tersebut. Modul RTC –pewaktu, dapat berfungsi sebagai jam, untuk membatasi pergerakan solar tracker, pada saat malam hari , mikrokontroller akan mendapat nilai jam dari modul RTC, pada saat malam hari, mikrokontroller akan berhenti menggerakkan solar tracker untuk menghemat energi, jika sudah pagi hari atau matahari terbit, maka mikrokontoller akan mulai menggerakkan panel surya lagi.

3.2 Perancangan Sistem dan Realisasi Rangkaian

3.2.1 Sistem Hardware pada Alat Solar Tracking Dual Axis

Perancangan Hardware yaitu mekanis sistem penggerakpengarah panel. Dimana sistem dirancang dengan menggunakan 2 buah motor steper untuk Axis X dan Y. Masing masing motor memiliki poros masing masing untuk menggerakkan Axis. Dimana sebagai Rangkapenyangga dibuat dari bahan acliryc transparan. Mekanik dirancang sedemikian rupa sehingga putaran motor akan menggerakkan poros untuk memutar salah satu Axis. Untuk memperkuat torsi motor digunakan gear plastik dengan perbandingan tertentu. Sehingga cukup kuat untuk menggerakkan beban. Dua motor tersebut bekerja bersamaan untuk mencari arah atau sudut yang paling optimal. Sensor diletakkan pada pusat atau titik tengah panel karena titik tersebut paling optimal bagi sensor untuk mendeteksi titik fokus atau arah sinar. Berikut adalah gambar foto nyata hasil rancangan mekani pengarah panel.

3.2.2 Pengambilan Data Pergeseran Sudut Cahaya Matahari

Pengambilan data posisi sudut cahaya matahari sangat diperlukan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pergeseran sudut cahaya matahari pada selang waktu tertentu. Pengambilan data ini dilakukan pukul 08.00 hingga Universitas Sumatera Utara V in R 1 R 2 V out 18.00 WIB. Hasil yang diperoleh pada langkah ini digunakan untuk perhitungan besar pergeseran arah panel sel surya dimana yang memiliki intensitas yang paling tinggi.

3.2.3 Rangkaian Pengkondisi Signal Panel Surya

Rangkaian pengkondisi Signal ini berfungsi untuk menurunkan tegangan keluaran yang dihasilkan oleh panel surya agar dapat dibaca oleh mikrokontroller karena maksimal masukan ADC mikrokontroller adalah 5 volt. Kemudian di dalam mikrokontroller ini menggunakan tegangan referensi sebesar 5 volt atau di bawahnya. Rangkaian pengkondisi Signal ditunjukkan pada gambar. Gambar 3.2 Rangkaian Pengkonsisi Signal Panel Surya Besar R 1 dan R 2 disesuaikan dengan tegangan maksimum dari sumber tegangan yang diukur. Kemudian disesuaikan dengan tegangan masukan maksimal dari ADC. Pada panel surya mempunyai V out maksimal 10.000 Volt. Dan pada mikrokontroller menguunakan tegangan referensi sebesar 5 Volt. Agar dapat dibaca oleh mikrokotroller telah diset masukan yang masuk ke ADC tidak melebihi 5 volt. Universitas Sumatera Utara Maka nilai R 1 = 10k dan R 2 = 5k jika di masukkan ke dalam persamaan adalah sebagai berikut: = 2 1 + 2 = 5000 10000 + 5000 10 = 3,3

3.2.4 Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535

Mikrokontroller ATMega 8535 merupakan mikrokontroller yang dirancang singe chip sehingga perlu komponen tambahan sebagai pembangkit clock internal. Komponen tersebut yaitu sebuah kristal 11,0592 MHz dan dua buah kapasior 22pf sebagai pembangkit clock internal on chip osilator agar sistem dapat bekerja dengan baik. Gambar 3.3 memperlihatkan rangkaian dari sistem minimum mikrikontroller ATMega 8535 yang digunakan. Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535 Port IO yang digunakan pada mikro ATMega 8535 adalah pada pin A.0, A.1, A.2, A.3 dan A.4 yaitu masukan analog dari sensor. Masing-masing untuk Axis X pada A.0 dan A.1. Sedangkan Axis Y pada A.2 dan A.3. Untuk A.4 adalah masukan dari tegangan panel. Output mikrokontroller diprogram pada port B, yaitu untuk menggerakkan motor stepper Axis X dan Axis Y. Universitas Sumatera Utara 12 Volt Motor Stepper BD 139 Mikrokontroller

3.2.5 Subroutin Pengaturan Motor Steper

Motor steper dalam sistem berfungsi sebagai penggerak mekais dimana motor steper merupakan sejenis motor DC yang digerakkan secara langkah demi langkah. Motor steper dikendalikan oleh driver yaitu penguat arus. Jenis motor steper yang digunakan adalah motor steper 4 fasa unipolar tipe magnet per magnet dengan demikian motor memiliki 4 komponen untuk diberi arus agar motor dapat digerakkan. Pemberian arus pada tiap kumparan secara beraturan akan menyebabkan motor berputar. Putaran motor yang digunakan untuk menggerakkan mekanik pengarah panel. Rancangan ini menggunakan 2 buah motor untuk masing-masing Axis. Output motor dihubungkan dengan porors melalui beberapa gear yang bertujuan memperkuat torsi putaran motor. Resolusi putaran motor yang digunakan dalam rancangan ini adalah 1,8 o step. Sehingga untuk mendapat 1 putaran dibutuhkan 200 step. Motor dikendalikan oleh mikrokontroller melalui penguat transistor.

3.2.6 Rangkaian Penguat ArusDriver

Rangkaian penguat berfungsi menguatkan arus agar mikrokontroller dapaat mengendalikan beban yang lebih besar. Dalam hal ini adalah mekanis yaitu motor stepper. Penguat dibuat dengan menggunakan transistor npn yaitu dengan konfigurasi common emiter. Terdapat 4 buah transistor untuk motor steper. Transistor bekerja onof atau switching diamana pada saat logika 0 akan menyebabkan transistor OFF. Pemberian logika input dikendalikan oleh mikrokontroller. Gambar 3.4 Rangkaian Penguat ArusDriver Universitas Sumatera Utara

3.2.7 Rangkaian Sensor DHT-11

Rangkaian sensor Suhu dan kelembapan menggunakan sensor DHT-11, sensor ini telah terintegrasi dalam 1 modul sehingga hanya perlu diberi supply saja tanpa perlu rangkaian tambahan lagi. Untuk berkomunikasi dengan mikrokontroller, sensor DHT cukup dihubungkan dengan 1 pin mikrokontroller dan menggunakan komunikasi 1-wire. Gambar 3.5 Rangkaian Sensor DHT

3.2.8 Perancangan Sistem RTC DS 1307

RTC adalah jenis pewaktu yang bekerja berdasarkan waktu yang sebenarnya atau dengan kata lain berdasarkan waktu yang ada pada jam kita. Agar dapat berfungsi, pewaktu ini membutuhkan dua parameter utama yang harus ditentukan, yaitu pada saat mulai start dan pada saat berhenti stop. Gambar 3.6 Antarmuka Bagian RTC DS1307 Universitas Sumatera Utara RTC digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan system. Kerja system berpatokan pada nilai waktu yang diberikan oleh RTC. Pada saat pagi hari,saat matahari sudah terbit pada kira-kira jam 6 sesuai dengan nilai yang diberikan oleh RTC, maka system akan mulai aktif dan menjejak matahari, sedangkan jika RTC memberikan nilai waktu setengah 7 ke sistem, maka system akan off dan tidak menjejak matahari lagi Gambar 3.7 Rangkaian Aplikasi Modul RTC DS1307 Yang Dihubungkan Ke Mikrokontroller ATMega 8535 Universitas Sumatera Utara

3.3 Flowchart

Start Inisiali Sistem dan Nilai awal Baca Sensor Axis Y Konparasi level Axis Y if V3 V4 if V3 V4 Gerakkan Panel ke arah Utara Gerakkan Panel ke Arah Selatan Baca Tegangan Panel Stop Tampilkan Tegangan Panel pada LCD RTC 06:30 RTC 18:30 Tidak Ya Ya Tidak Ya Panel Diam Baca Sensor Axis X Komparasi Sensor Axis X if V1V2 Gerakkan Panel ke arah Barat if V1V2 Gerakkan Panel ke arah Timur Tidak Ya Ya A A Tidak Ya Tidak Gambar 3.8 Flowchart Sistem Universitas Sumatera Utara BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi implementasi perancangan sistem dari hasil analisis dan perancangan yang sudah dibuat, serta menguji sistem untuk menemukan kelebihan dan kekurangan pada sistem yang dibuat.

4.1 Implementasi Sistem