Perancangan Sistem Kendali Dan Pemantauan Lampu Lalu Lintas Dengan Menggunakan Sumber Tenaga Alternatif Sel Surya

iv ABSTRACT

Development of traffic lights has been fast enough, one of which is with the additional information on how long an interval every lighting condition to facilitate the road users. On the other hand, this condition is still incomplete, because the information or event is only known at that particular location, while the observers or the authorities about it not knowing the truth. In addition, its main resource uses electrical energy (PLN) in which this condition will potentially be one way of triggering the emergence of an energy crisis.

To correct this condition, hence the need for a monitoring system of centralized traffic lights, for each occurrence and lamp condition can be monitored closely. In addition, this centralized system should be able to control each lamp and to provide an adjustable interval. While on the lamp must be able to give information as feedback to the lamp status monitoring system. To anticipate the energy dependence of the distorted line, hence the need for alternative energy, in this case is used solar cells that use solar energy.

With a system of centralized monitoring and control of this, it is expected to handle a damaged condition and to regulate the course of a traffic light system better. While the use of solar cells, it is expected the system to have redundancy systems as a form of anticipated dependence on electrical energy. In the end, a traffic light system is expected to help the user and environmentally friendly way. Keywords: traffic lights, monitoring, control, solar cells, alternative energy, environmentally friendly.

iii  

ABSTRAK

Perkembangan lampu lalu lintas sudah cukup pesat, salah satunya adalah dengan adanya tambahan informasi waktu berapa lama interval setiap kondisi lampu untuk memudahkan pengguna jalan. Pada sisi lain, kondisi ini masih belum lengkap, karena informasi atau kejadian ini hanya diketahui pada saat itu dilokasi tertentu, sementara bagian pemantau atau pihak yang berwenang tentang hal ini tidak mengetahui kejadian sebenarnya. Selain itu, sumber daya utamanya menggunakan energi listrik (PLN) dimana kondisi ini akan berpotensi sebagai salah satu jalan pemicu timbulnya krisis energi. Untuk memperbaiki kondisi ini, maka perlu adanya sebuah sistem monitoring lampu lalu-lintas terpusat, agar setiap kejadian dan kondisi lampu dapat dipantau dengan seksama. Selain itu, sistem terpusat ini harus mampu mengendalikan setiap lampu serta memberikan interval yang dapat diatur. Sementara pada bagian lampu harus mampu memberikan informasi status lampu sebagai feedback kepada sistem pemantau. Untuk mengantisipasi ketergantungan kepada energi lsitrik, maka perlu adanya energy alternative, dalam hal ini digunakanlah sel surya yang memanfaatkan energi matahari. Dengan adanya sistem monitoring dan kendali terpusat ini, maka diharapkan mampu menangani kondisi kerusakan serta dapat mengatur jalannya sistem lampu lalu-lintas dengan lebih baik. Sedangkan dengan digunakannya sel surya, diharapkan sistem memiliki sistem redudansi sebagai bentuk antisipasi ketergantungan kepada energi listrik. Pada akhirnya, sistem lampu lalu-lintas ini diharapkan membantu pengguna jalan dan ramah lingkungan.

Kata kunci: Lampu lalu-lintas, monitoring, kendali, sel surya, energy alternative, ramah lingkungan.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Meningkatnya kebutuhan hidup manusia berakibat pada meningkatnya kebutuhan penyediaan sumber energi listrik. Dikhawatirkan pemenuhan energi listrik ini semakin lama semakin berkurang. Sebagai cara untuk mengurangi krisis energi listrik sehingga dapat membantu pemerintah khususnya PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN), telah dilakukan pemanfaatan sumber daya alam dan segala sesuatu yang dimungkinkan dapat digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik. PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya) merupakan salah satu sumber energi yang paling efektif dan ramah lingkungan, sebab PLTS tidak memerlukan bahan bakar, aman bagi lingkungan dan energinya tidak akan habis karena energi yang dihasilkan bersumber dari cahaya matahari.

Lampu lalu lintas memiliki peranan penting untuk mengatur lalu lintas. Kendaraan di pertigaan, perempatan, persimpangan lampu lalu lintas hanya dikendalikan menggunakan sumber tenaga listrik. Di setiap jalan umum, semua lampu lalu lintas suplai tegangan menggunakan sumber tenaga listrik dari PLN. Ketika sumber tegangan PLN mati maka semua lampu lalu lintas akan mati, sedangkan sebagai fungsi dari pengatur jalannya kendaraan, lampu lalu lintas sangat berperan penting sehingga harus tetap menyala. Dilihat dari kebutuhan tersebut maka harus dicari solusi sehingga lampu lalu lintas akan tetap menyala dengan mengurangi penggunaan sumber tenaga listrik dari PLN.

2 Gambar 1.1Kondisi Perempatan

Untuk memperbaiki kondisi tersebut dengan menerapkan teknologi mikrokontroler sebagai sistem kendali dan pemantauan melalui komunikasi radio untuk memudahkan proses pengiriman dan penerima data, sebagai Tugas Akhir penulis mencoba membuat Perancangan Sistem Kendali dan Pemantauan Lampu Lalu Lintas dengan Menggunakan Sumber Tegangan Alternatif Sel Surya. 1.2 Rumusan Masalah

Perancangan Tugas Akhir ini adalah memanfaatkan sel surya sebagai sumber tegangan listrik alternatif pada penggunaan lampu lalu lintas sehingga dapat membantu agar kebutuhan sumber tegangan tidak sepenuhnya bersumber dari penyediaan tegangan listrik PLN, dengan begitu hal itu dapat menghemat listrik. Selain itu, dapat mengatur apabila sumber tegangan PLN mati maka harus secara otomatis sel surya sebagai sumber tegangan alternatif akan menyalakan lampu, melakukan monitoring kondisi lampu dalam keadaan ON / OFF,

melakukan monitoring masing – masing lampu lalu lintas dalam keadaan aktif sesuai kebutuhan dan merancang kendali yang bisa memberikan umpan balik berupa status tentang kondisi lampu.

1.3 Batasan Masalah

Dalam melakukan perancangan yang akan dibuat ini terdapat beberapa batasan masalah dengan maksud agar pembahasan dapat dilakukan secara terarah dan tercapai sesuai yang diharapkan, diantaranya:

3 1. Jumlah lampu yang digunakan pada perancangan Tugas Akhir sebanyak 12

buah dengan masing – masing daya sebesar 5 Watt (AC).

2. Jumlah sel surya menggunakan 1 buah sel surya untuk 4 tiang lampu lalu lintas dengan daya sebesar 10 watt.

3. Sistem supply terbagi 2 :

- PLN pada pukul 06.00-18.00 AM untuk rangkaian dan lampu,

- Pada pukul 18.00-06.00 PM, rangkaian disuplai dari accumulator yang menerima tegangan dari sel surya. Sementara lampu tetap menggunakan sumber PLN karena bersifat lampu AC.

4. Monitoring kondisi lampu ON/OFF dapat dilihat dibagian status lampu pada simulasi visual basic, bertujuan untuk mengetahui dan memastikan kondisi lampu ON/OFF.

5. Media komunikasi data menggunakan radio frekuensi untuk memudahkan dan

efisiensi dari pengkabelan.

6. Interval pergantian waktu lampu per satu detik dengan kondisi nyala lampu dimulai dari jalan satu hijau, hijau ke kuning, kuning ke merah, dilanjutkan kondisi lampu sama persis di jalan kedua, demikian seterusnya sampai dengan jalan empat, sementara kondisi lampu merah mati, kecuali kondisi lampu pada jalan yang sedang melakukan pergantian kondisi.

1.4 Metode Penelitian

Metodologi penelitian yang dilakukan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini meliputi :

1. Studi Literatur.

Suatu metode pengumpulan data dengan melakukan pembelajaran berbagai macam buku yang mendukung Tugas Akhir ini.

2. Observasi.

Melakukan penelitian langsung di DLLAJ dengan cara mengamati obyek

yang diteliti secara langsung. 3. Perancangan Alat.

4 Mengaplikasikan teori yang didapat dari studi literatur, observasi dan hasil bimbingan, sehingga tersusun suatu perancangan sistem untuk perangkat keras, perangkat lunak dan pengujian sistem.

4. Exsperimental.

Melakukan eksperimental atau pengujian alat, komponen dan cara kerja sistem.

5. Analisis dan Simpulan.

Metode analisa untuk mengetahui hasil dari perancangan sistem yang telah dibuat, apakah sudah berhasil sesuai dengan yang direncanakan atau belum. Selanjutnya akan dilakukan pengujian secara praktis dan jika terdapat kekurangan maka akan dilakukan beberapa perbaikan sistem sehingga akhirnya dapat diambil sebuah simpulan dari penelitian ini.

1.5 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan penulisan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir kearah yang dimaksud, maka digunakan sistematika penulisan laporan yang nantinya akan mempermudah pembahasan, meliputi :

BAB I : Pendahuluan.

Menjelaskan tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II : Tinjauan Pustaka

Menjelaskan tentang pengertian dan fungsi dari masing – masing alat dan komponen yang digunakan.

BAB III : Perancangan

Menjelaskan tentang perancangan dan cara kerja keseluruhan sistem. BAB IV : Hasil dan Pembahasan

Menjelaskan hasil pengujian dan pembahasan, pengamatan ini ditulis untuk membuktikan kebenaran dari teori - teori elektronika yang mendukung dalam perancangan alat.

BAB V : Simpulan dan Saran

Berisi simpulan dari seluruh pembahasan Tugas Akhir, serta saran dari revisi

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lampu Lalu Lintas

2.1.1 Sejarah Lampu Lalu Lintas

Lampu Lalu Lintas adalah adalah lampu yang mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di persimpangan jalan, tempat penyeberangan pejalan kaki (zebra cross), dan tempat arus lalu lintas lainnya. Lampu ini yang menandakan kapan kendaraan harus berjalan dan berhenti secara bergantian dari berbagai arah. Pengaturan lalu lintas di persimpangan jalan dimaksudkan untuk mengatur pergerakan kendaraan pada masing-masing kelompok pergerakan kendaraan agar dapat bergerak secara bergantian sehingga tidak saling mengganggu antar-arus yang ada.

Lampu lalu lintas telah diadopsi di hampir semua kota di dunia ini. Lampu ini menggunakan warna yang diakui secara universal, untuk menandakan berhenti adalah warna merah, hati-hati yang ditandai dengan warna kuning, dan hijau yang berarti dapat berjalan.

Penemu lampu lalu lintas adalah Garrett Augustus Morgan. Awal penemuan ini diawali ketika suatu hari ia melihat tabrakan antara mobil dan kereta kuda. Kemudian ia berpikir bagaimana cara menemukan suatu pengatur lalu lintas yang lebih aman dan efektif. Sebenarnya ketika itu telah ada sistem pengaturan lalu lintas dengan sinyal stop dan go. Sinyal lampu ini pernah digunakan di London pada tahun 1863. Namun, pada penggunaannya sinyal lampu ini tiba-tiba meledak, sehingga tidak dipergunakan lagi. Morgan juga merasa sinyal stop dan

go memiliki kelemahan, yaitu tidak adanya interval waktu bagi pengguna jalan sehingga masih banyak terjadi kecelakaan. Penemuan Morgan ini memiliki kontribusi yang cukup besar bagi pengaturan lalu lintas, ia menciptakan lampu lalu lintas berbentuk huruf T. Lampu ini terdiri dari tiga lampu, yaitu sinyal stop

6 Lampu kuning inilah yang memberikan interval waktu untuk mulai berjalan atau mulai berhenti. Lampu kuning juga memberi kesempatan untuk berhenti dan berjalan secara perlahan.

2.1.2 Perkembangan Lampu Lalu Lintas

Berikut ini adalah perkembangan lampu lalu lintas :

1. Pada 10 Desember 1868, lampu lalu lintas pertama dipasang di bagian luar Gedung Parlemen di Inggris oleh sarjana lalu lintas, J.P Knight. Lampu ini menyerupai penunjuk waktu (jam) dengan bentuk seperti semapur dan lampu merah dan hijau untuk malam hari. Lampu-lampu tersebut berasal dari tenaga gas.

2. Pada 2 Januari 1869, tiba-tiba lampu tersebut meledak dan melukai seorang polisi sehingga harus dioperasi.

3. Pada awal 1912 Lampu lalu lintas modern ditemukan di Amerika Serikat. Di

Salt Lake City, seorang polisi, Utah, menemukan lampu lintas pertama yang dijalankan dengan tenaga listrik.

4. Pada 5 Agustus 1914, American Traffic Signal Company memasang sistem lampu sinyal di dua sudut jalan di Ohio. Lampu sinyal ini terdiri dari dua warna, merah dan hijau, dan sebuah bel listrik. Lampu ini di desain oleh

James Hoge. Keberadaan bel di sini untuk memberi peringatan jika adanya perubahan nyala lampu. Lampu rancangan Hoge ini dapat dikontrol oleh polisi dan pemadam kebakaran jika ada dalam keadaan darurat.

5. Pada awal tahun 1920, lampu lalu lintas dengan tiga warna pertama dibuat oleh seorang petugas polisi, William Potts, di Detroit, Michigan.

6. Pada tahun 1923, Garrett Morgan mematenkan alat sinyal lampu lalu lintas. 7. Tahun 1917, lampu lalu lintas pertama dijalankan saling berhubungan satu

dengan yang lain. Interkoneksi antarlampu ini dijalankan pada enam persimpangan yang dikontrol secara bersamaan dengan tombol manual.

8. Lampu lalu lintas pertama yang dioperasikan secara otomatis diperkenalkan pada Maret 1922 di Houston, Texas.

9. Di Inggris, lampu lalu litas pertama dioperasikan di Wolverhampton pada tahun 1927.

7 2.1.3 Fungsi Lampu Lalu Lintas

1. Mengurangi tingkat kecelakaan yang diakibatkan oleh tabrakan karena perbedaan arus jalan

2. Menghindari hambatan karena adanya perbedaan arus jalan bagi pergerakan kendaraan.

3. Memfasilitasi persimpangan antara jalan utama untuk kendaraan dan pejalan kaki dengan jalan sekunder sehingga kelancaran arus lalu lintas dapat terjamin.

2.1.4 Pengaturan Lampu Lalu Lintas

Secara default, setiap lampu lalu lintas akan mengatur laju kendaraan yang akan berjalan lurus dan berbelok ke kanan. Sedangkan belok kiri diperbolehkan langsung kecuali ada lampu lalu lintas atau rambu-rambu lalu lintas lain yang mengatur belokan ke kiri. Hal itu telah diatur di Penjelasan UU Lalu Lintas No.14 tahun 1992.

Terdapat dua cara pengoperasian yang digunakan pada lampu lalu lintas, diantaranya :

1. Fixed time traffic signal, yaitu lampu lalu lintas yang pengoperasiaannya menggunakan waktu yang tepat dan tidak mengalami perubahan.

2. Actuated traffic signal, yaitu lampu lalu lintas yang pengoperasiaannya dengan pengaturan waktu tertentu dan mengalami perubahan dari waktu ke waktu sesuai dengan kedatangan kendaraan dari berbagai persimpangan.

2.2 Mikrokontroler BS2p40

BASIC Stamp 2P40 yaitu suatu mikrokontroler yang digunakan sebagai inti atau otak yang mengendalikan suatu sistem perangkat keras atau elektronik dan aplikasi yang membutuhkan sebuah mikrokontroler untuk dapat diprogram. Hal ini dapat mengontrol dan memantau timer, keypads, motor, sensor, switch, relay, lampu, dan banyak lagi. Pemrograman dilakukan dalam bahasa yang mudah dipelajari yaitu bahasa PBASIC.

8

IC BS2p40 sangat berguna bagi user yang memiliki pengalaman

sebelumnya dengan BS2 dan membutuhkan kecepatan lebih, ruang variabel, ruang program, I / O pin, atau dukungan built-in untuk karakter LCD dan I2C dan

protokol 1-Wire. Contoh aplikasinya adalah sebagai pengendali tampilan LED, pengendali diver motor, pengendali gerak robot, tukar menukar data dengan komputer, dan akses memori.

Gambar 2.1Bentuk Fisik Modul BS2P40

2.3 Driver Lampu

Mikrokontroler mampu mengeluarkan tegangan 0V dan 5V. Namun dalam kenyataannya tegangan ini tidak bisa digunakan secara langsung untuk menggerakkan beban. Hal ini disebabkan karena arus yang mampu dilewatkan oleh kaki-kaki mikrokontroler sangat kecil. Untuk itu perlu dipasang piranti yang mampu menguatkan arus, sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan beban.

Piranti ini biasa disebut dengan driver.

Rangkaian driver biasanya terdiri dari transistor daya. Tetapi untuk beban berupa tegangan AC 220V perlu dipasang piranti saklar elektronis yaitu relay.

Mikrokontroler tidak mampu menggerakkan relay secara langsung, untuk itu perlu dipasang transistor. Pada gambar disajikan driver untuk lampu AC 220V

9 2.4 Sensor Phototransistor

Phototransistor merupakan suatu jenis transistor yang sangat peka trahadap cahaya yang ada disekitarnya. Ketika cahaya melewati phototansistor, maka arus

collector ( Ic ) akan meningkat secara drastis dan sebaliknya ketika tidak ada cahaya melewatinya arus collector akan menjadi kecil. Prinsip kerja dari

phototransistor yaitu apabila tegangan mengalir ke lampu maka lampu akan menyala (memancarkan cahaya), apabila cahaya mengenai phototransistor, maka

transistor akan bekerja, secara otomatis collektor akan terhubung ke ground dan

Vout akan bernilai rendah/nol. Begitu pula saat cahaya dari lampu terhalang dan tidak menerangi phototransistor maka phototransistor akan OFF, sehingga Vout

menjadi High/5V. Phototransistor sama seperti prinsip kerja transistor pada umumnya dengan kata lain phototransistor ini akan bekerja seperti saklar dengan parameter cahaya untuk mendapatkan kondisi ON dan OFF.

2.4.1 Kendali Tertutup (Feedback)

Sistem kendali tertutup memanfaatkan variabel yang sebanding dengan selisih respon yang terjadi terhadap respon yang diinginkan. Sistem kontrol memiliki keluaran yang dipengaruhi langsung terhadap aksi pengontrolannya. Kendali tertutup (feedback) merupakan sistem kontrol berumpan-balik. Sinyal kesalahan penggerak yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turunannya) di umpamakan ke mikrokontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati yang diinginkan. Dengan kata lain, istilah (feedback) berarti menggunakan aksi umpan-balik untuk memperkecil kesalahan sistem.

2.5 Radio Komunikasi Transceiver

Kata “transceiver” merupakan kependekan dari transmiter dan receiver, yang berarti pemancar dan penerima. Radio transceiver adalah pesawat pemancar radio sekaligus berfungsi ganda sebagai pesawat penerima radio yang digunakan untuk keperluan komunikasi. Bagian pemancar (transmiter) dan bagian penerima

10 (receiver) dirakit secara terpisah dan merupakan bagian yang berdiri sendiri dan bisa bekerja sendiri. Pada saat ini kedua bagian diintegrasikan/dipekerjakan secara bergantian.

Jalur kamunikasi radio biasanya dirancang untuk transmisi data digital. Maka data digital tersebut harus terlebih dahulu dinyatakan kedalam sinyal analog sebagai baseband signal. Bila signal baseband ini memiliki frekuensi yang lebih rendah, maka sinyal ini harus digeser ke frekuensi yang lebih tinggi untuk memperoleh transmisi yang efisien. Hal ini dilakukan dengan mengubah-ubah

amplitudo, frekuensi ataupun phase dari frekuensi pembawa yang lebih tinggi yang disebut sinyal pembawa (carrier). Proses ini disebut modulasi. Modulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan. Modulasi memiliki dua macam jenis yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital. Yang termasuk modulasi sinyal analog yaitu :

1. Amplitude Modulation(AM)

2. Frequency Modulation(FM)

3. Phase Modulation (PM)

Pada modulation amplitude (AM) getaran suara kita akan menumpang pada

carrier yang berujud perubahan amplitude dari gelombang pembawa tadi seirama dengan gelombang suara kita. Sedangkan dengan modulation frekuensi (FM)

gelombang suara kita akan menumpang pada gelombang pembawa dan mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa seirama dengan getaran audio

11 2.6 Komunikasi Serial RS232

Komunikasi serial merupakan hal yang penting dalam sistem embedded,

karena dengan komunikasi serial kita dapat dengan mudah menghubungkan

mikrokontroler dengan devais lainnya. Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu RXD dan TXD, RXD berfungsi untuk menerima data dari komputer atau perangkat lainnya, TXD berfungsi untuk mengirim data ke komputer atau perangkat lainnya. Standar komunikasi serial untuk komputer ialah RS-232, RS

-232 mempunyai standar tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232 maka di butuhkan suatu rangkaian level converter, IC yang digunakan bermacam-macam, tetapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC MAX232.

RS-232 merupakan standar komunikasi serial yang didefinisikan sebagai antarmuka antara perangkat terminal data (data terminal equipment) atau DTE

dan perangkat komunikasi data (data communications equipment) atau DCE

menggunakan pertukaran data biner secara serial. Standar RS232 ditetapkan oleh

Electronic Industry Association and Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. Meskipun namanya cukup panjang tetapi standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer.

2.7 Sel Surya (Photovoltaic Cell)

Sel surya / solar cell atau secara tehnical disebut dengan photovoltaic cell merupakan sebuah devicesemikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian diode tipe p dan n, yang mampu merubah energi matahari menjadi energi listrik. Pengertian photovoltaic sendiri merupakan proses merubah cahaya menjadi energi listrik. Kata photovoltaic sebenarnya berasal dari bahasa

yunani photos yang berarti cahaya dan volta yang merupakan nama ahli fisika yang menemukan tegangan listrik.

12 2.7.1 Modul Surya (Solar Module)

Modul Surya (Solar Module) adalah rangkaian array dari sel surya sehingga membentuk dan memiliki permukaan yang luas yang memiliki daya yang lebih besar. Sel Surya sekarang banyak sekali di lirik, karena merupakan sumber energi yang tidak terbatas yang berasal dari matahari. Krisis minyak yang terjadi di seluruh dunia saat ini menjadikan solar cell sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan, karena sama sekali tidak menghasilkan polusi lingkungan. Modul-modul surya ini bisa digabungkan secara seri dan paralel, sesuai dengan kebutuhan beban yang dibutuhkan.

Gambar 2.2Bagian dari Sel Surya Generasi PV Cell (Photovoltaic Cell)

1. Generasi Pertama

Berbahan dasar crystalline silicon. Dipasarkan pada tahun 1970-an. 2. Generasi Ke Dua

Berbahan dasar thin film semiconductor, silicon dan non-silicon. Di pasarkan pada pertengahan tahun 1980-an.

13 3. Generasi Ke Tiga

Berbahan dasar plastic solar cells (organic PV).

Dengan nano technology cells dan multiple junction thin polycrystalline films.

Mempunyai efisiensi yang lebih tinggi.

Sel Surya ini dipakai sebagai Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) yang lebih diminati karena dapat digunakan untuk keperluan apa saja dan dimana saja seperti bangunan besar, pabrik, perumahan dan lainnya. Selain persediaannya tanpa batas, tenaga surya tidak mempunyai dampak buruk terhadap lingkungan dibandingkan bahan bakar lainnya.

2.7.2 Sistem Kerja PLTS

PLTS adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya yang merubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Untuk dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas dan langsung diambil dari matahari di butuhkan sel surya. Tanpa ada penggerak dan tidak memerlukan bahan bakar, sehingga sistem sel surya dikatakan bersih dan ramah lingkungan.

2.7.3 Panel Surya (Solar Panel)

Panel Surya (Solar panel) yaitu penggabungan beberapa modul surya secara seri dan parallel dengan tujuan menghasilkan output yang lebih besar sesuai dengan kebutuhan. Kemudian output dari panel surya dihubungkan ke rangkaian pengontrolan pengisian (charger controller) untuk mengisi baterei. Contoh sel surya (photovoltaic cell) diperlihatkan oleh Gambar 2.3.

14 Gambar 2.3 Bentuk Fisik Sel Surya 10W

2.8 Kontrol Pengisian (Charger Controller)

Kontrol Pengisian (Charger Controller) merupakan suatu alat yang di dalamnya terdapat rangkaian-rangkaian komponen elektronika yang berfungsi untuk mengontrol dan mengatur pengisian pada baterei dengan inputan dari panel surya dan trafo. Pada waktu panel surya mendapatkan energi dari cahaya matahari di siang hari, rangkaian kontrol pengisian ini otomatis bekerja dan mengisi baterei

dengan menjaga tegangan baterei agar tetap stabil.

2.9 Baterei (Accumulator 12V)

Baterei (Accumulator) berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk kimiawi yang dapat dikeluarkan dalam bentuk listrik. Baterei terdiri dari 2 jenis yaitu:

1. Baterei Basah

Baterei Basah sering disebut juga Lead acid battery. Baterei ini memerlukan perawatan. Air accu bisa berkurang, sehingga memerlukan penambahan air accu beberapa bulan sekali. Jika perawatan jarang dilakukan, dan penambahan air accu sering terlambat maka umur baterei

juga akan berkurang. 2. Baterei Kering

Baterei Kering sering disebut juga Maintenance Free battery. Baterei ini tidak memerlukan perawatan dan tidak memerlukan penambahan air accu.

15 Menurut kegunaan baterei juga ada 3 macam yaitu Battery Automotives,

Battery Industry dan Battery Forklift. Battery Industry mempunyai umur yang lebih panjang (heavy duty) dan kapasitas yang lebih besar. Tipe Sealed Acid

Rechargeable mempunyai banyak model, karena tipe ini paling banyak digunakan

untuk keperluan umum.

2.10 Regulator

Regulator beban digunakan untuk menghasilkan beberapa tegangan

keluaran dengan mendapat inputan yang berasal dari catu daya utama atau

baterai.

2.10.1 Komponen Regulator

a. Trafo (Transformator)

Trafo (Transformator) termasuk komponen utama yang dipergunakan untuk membuat rangkaian catu daya (power supply) dimana fungsinya adalah untuk mengubah tegangan listrik. Yang dimaksud dengan mengubah di sini adalah menaikkan atau menurunkan tegangan listrik yang berasal dari jala-jala PLN 110V/220V menjadi tegangan yang sesuai dengan kebutuhan misalnya 5V, 6V, 9V dan 12V.

Berdasarkan fungsinya terdapat 2 macam trafo yaitu : 1. Trafo penaik tegangan (trafo step-up).

2. Trafo penurun tegangan (trafo step-down).

Berdasarkan pemasangan gulungannya ada 3 macam trafo daya yaitu : 1. Trafo tanpa center tap (Non-CT)

2. Trafo dengan center tap (CT)

Berikut merupakan bentuk fisik trafo tanpa center tap (Non-CT) yang memiliki arus 1A diperlihatkan pada gambar 2.4 di bawah ini :

16 Gambar 2.4 Bentuk Fisik Trafo 1 Amp (Non-CT)

b. Dioda

Dioda merupakan jenis komponen pasif yang memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan. Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan dua jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah

deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 V yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik. Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan (+) dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan (–) dengan memberikan bias maju tegangan yang lebih besar dari 0.7 V maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda (bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator. Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh penggunaannya pada rangkaian adaptor,DC power supply(catu daya DC) dsb.

17 Gambar 2.5Dioda (Penyearah)

c. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada power supply),

2. Sebagai filter dalam rangkaian power supply,

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antena,

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon,

5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar.

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian diantaranya :

1. Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.

18 Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalizedpaper dan lainnya.

2. Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari beberapa kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.

3. Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah baterei dan accu. Pada kenyataanya baterei dan accu

adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.

Gambar 2.6Bentuk Fisik Kapasitor Elco 2200µF

2.11 Visual Basic 6.0

Visual Basic 6.0 merupakan salah satu bahasa pemrograman yang dapat digunakan untuk menyusun dan membuat program aplikasi pada lingkungan sistem operasi Windows. Dengan menggunakan Visual Basic 6.0, kemampuan

19

Visual Basic 6.0 akan menjadikan betapa mudahnya menyusun program aplikasi dengan tampilan grafis yang menawan dalam waktu yang relatif singkat. Program aplikasi dapat berupa program database, program grafis, program kendali, dan lain sebagainya.

Visual Basic 6.0 adalah bahasa pemrograman yang bekerja dalam ruang lingkup MS-Windows. Kemampuannya dapat dipakai untuk merancang program aplikasi yang berpenampilan seperti program lainnya berbasis MS-Windows. Kemampuan Visual Basic 6.0 secara umum adalah menyediakan komponen-komponen yang memungkinkan membuat program aplikasi yang sesuai dengan tampilan dan cara kerja MS-Windows. Visual Basic yang dikembangkan oleh

Microsoft sejak tahun 1991 merupakan pengembangan dari pendahulunya yaitu bahasa pemrograman BASIC (Baginners All-purpose Symbolic Instruction Code) yang dikembangkan pada era 1950-an. Visual Basic merupakan salah satu

development tool yaitu alat bantu untuk membuat berbagai macam program

object, khususnya yang menggunakan sistem operasi Windows, juga salah satu bahasa pemrograman object yang mendukung object (Object Oriented

Programming = OOP). Dalam pemrograman berbasis obyek (OOP) dikenal

beberapa istilah seperti object, property, method dan event. Berikut keterangan mengenai hal tersebut diatas :

a. Object adalah komponen didalam sebuah program.

b. Property adalah karakteristik yang dimiliki oleh object. c. Method adalah aksi yang dapat dilakukan oleh object.

d. Event adalah kejadian yang dapat dialami oleh object.

Seperti program berbasis Windows lainnya, Visual Basic terdiri dari banyak jendela (Windows) ketika kita akan melalui Visual Basic sekumpulan Windows

yang saling berkaitan inilah yang disebut dengan Integrated Development Environment (IDE). Program yang berbasis Windows bersifat Event-Driven, artinya program bekerja berdasarkan event yang terjadi pada object didalam program tersebut, misalnya jika seorang user mengklik sebuah tombol maka program akan memberikan “reaksi” terhadapat event klik tersebut. Program akan memberikan reaksi sesuai dengan kode-kode program yang dibuat untuk suatu

20 Untuk memulai program Visual Basic 6.0, pertama-tama kita akan dihadapkan untuk memilih program aplikasi yang akan digunakan. Berikut ini tampilan awal saat akan memulai program Visual Basic6.0

Gambar 2.7Tampilan Awal Visual Basic 6.0

Tampilan Itegrated Development Environment (IDE) pada sebuah project Visual Basic dengan sebuah form, label, text dan command button terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.8 Tampilan IDE Visual Basic Menu Pilihan pada Visual Basic :

1. Menu Bar/Toolbar

21

3. Project Window

4. Properti Window

5. Form

6. Code Window

Beberapa keuntungan menggunakan Visual Basic 6.0 dari pada bahasa pemrograman yag lain diantaranya :

1. Tampilan grafis (under Windows) sehingga lebih “bersahabat”. Cara pemrograman relatif lebih mudah sehingga cocok untuk segala tingkat

programmer.

2. Hubungan dengan perangkat luar (hardware) tidak begitu rumit sehingga cukup mudah untuk meng-implementasikan sebagai pengendali peralatan elektronik.

22 BAB III PERANCANGAN

3.1 Secara Umum

Pada bab ini akan dibahas tentang perancangan alat yang meliputi diagram blok sistem dengan penjelasan dan cara kerja dari masing-masing sistem per blok, yang digunakan pada Perancangan Sistem Kendali dan Pemantauan Lampu Lalu Lintas dengan Menggunakan Sumber Tegangan Alternatif (Sel Surya).

3.1.1 Diagram Blok Sistem

Diagram blok sistem secara keseluruhan diperlihatkan pada Gambar 3.1 Solar

Cell

Trafo

Controll

Charger Accumulator

Basic Stamp

Driver

Lampu Lampu Sensor

Radio Tranceiver

Radio

Tranceiver Max 232

PC / Interfacing

Feedback

23 3.1.2 Penjelasan dan Cara Kerja Per Blok Sistem

Dari Gambar 3.1 dapat diuraikan penjelasan cara kerja tiap-tiap blok sistem sebagai berikut :

1. Trafo (Transformator) digunakan sebagai sumber tegangan listrik apabila

baterei dalam keadaan low (0) sehingga sel surya tidak bekerja, maka secara otomatis trafo akan menyalakan lampu.

2. Panel Surya (Solar Panel) digunakan sebagai tegangan listrik cadangan (alternatif) apabila trafo mati, maka secara otomatis sel surya akan melakukan pengisian terhadap baterei sehingga dapat menyalakan lampu.

3. Kontrol Pengisian (Charger Controller) digunakan untuk menjaga agar

baterei tidak kelebihan (over charger) dengan begitu maka umur dari baterei

akan bertambah lama.

4. Baterei (Accumulator 12V) digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk

kimiawi yang dapat dikeluarkan dalam bentuk listrik.

5. Lampu 5 Watt digunakan sebagai objek untuk perancangan lampu lalu lintas.

6. Driver Lampu digunakan sebagai piranti yang mampu menguatkan arus pada

mikrokontroler, sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan beban. 7. Mikrokontroler BS2P40 digunakan sebagai inti atau otak yang

mengendalikan keseluruhan sistem melalui pemrograman.

8. Sensor digunakan untuk memberikan status pada mikrokontroler

apakah lampu menyala atau mati yang kemudian status tersebut dikirim ke PC, atau sebagai kendali yang bisa memberikan umpan balik berupa status tentang kondisi lampu.

9. IC MAX 232 digunakan sebagai driver tegangan untuk mengkonversikan

tegangan hardware sehingga terbaca ke PC. Atau bisa dikatakan sebagai antarmuka antara perangkat terminal data dan perangkat komunikasi data. 10. Radio transceiver (TX/RX) digunakan sebagai media pemancar (transmitter)

24 3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

3.2.1 Perancangan Mekanik

a. Bentuk

Bentuk dari maket perempatan lampu lalu lintas yang digunakan pada perancangan tugas akhir ini dapat dilihat pada Gambar 3.2

60 cm

60 cm

60 cm Tinggi = 15 cm

Lebar = 5 cm

Gambar 3.2 Perempatan Lampu Lalu Lintas

b. Dimensi

Ukuran maket atau simulasi yang digunakan terbuat dari bahan akrilik dengan ukuran sebagai berikut :

- Panjang simulasi perempatan = 60 cm - Lebar simulasi = 60 cm

- Tinggi tiang lampu = 15 cm - Lebar tiang lampu = 5 cm

25 3.2.2 Perancangan Sistem Minimum

Mikrokontroler yang digunakan yaitu jenis BS2P40 karena memenuhi jalur

input/output yang dibutuhkan, tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232

dengan konektor DB9 dan kemudahan dalam pemrograman karena menggunakan bahasa pemrograman basic.

Berikut adalah spesifikasi mikrokontroler BASIC Stamp2P40 :

1. Mikrokontroler BASIC Stamp 2P40 Intrepreter Chip (PBASIC48W/P40).

2. 8 X 2Kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4.000 instruksi.

3. Kecepatan prosesor 20 MHz Turbo dengan kecepatan eksekusi program hingga 12.000 instruksi per detik.

4. RAM sebesar 38 byte (12 I/O, 26 variabel) dengan Scratch Pad sebesar 128 byte.

5. Jalur input/output sebanyak 32 pin dengan kemampuan source/sink arus sebesar 30 mA per pin dan 60 mA per 8 pin.

6. Jumlah instruksi yang didukung: 55.

7. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9.

8. Tegangan input 9 - 12 VDC dan tegangan output 5 VDC. Berikut ini jumlah I/O yang digunakan sesuai kebutuhan :

Tabel 3.1Penggunaan I/O I/O

Keperluan / Penggunaan

0-11 Lampu

12-13 Komunikasi (TX/RX)

0-11 Sensor

26 Jalur I/O dan deskripsi pin yang dipakai dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3.2 Jalur dan Deskripsi Pin I/O ALOKASI PIN J1[Main]

ALOKASI PIN J2 [Aux]

OUTPUT (Data/Lampu)

Radio Frekuensi

TX / RX INPUT

(Status/Sensor)

PIN 0 PIN 12 PIN 0

PIN 1 PIN 13 PIN 1

PIN 2 PIN 2

PIN 3 PIN 3

PIN 4 PIN 4

PIN 5 PIN 5

PIN 6 PIN 6

PIN 7 PIN 7

PIN 8 PIN 8

PIN 9 PIN 9

PIN 10 PIN 10

PIN 11 PIN 11

Terdapat dua alokasi PIN pada mikrokontoler yang digunakan, yaitu alokasi PIN J1 [Main] dan alokasi PIN J2 [Aux]. Pada perancangannya, digunakan 12 PIN pada alokasi PIN J1 [Main] untuk output data atau lampu dan 2 PIN untuk digunakan radio pengirim dan radio penerima (TX/RX). Digunakan 12 PIN pada alokasi PIN J2 [Aux] untuk input status atau sensor.

27 Deskripsi pin yang dipakai berdasarkan alokasi pin, lampu, warna, dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3.3 Deskripsi Pin Berdasarkan Alokasi Pin, Lampu dan Warna No Alokasi PIN Jalan Warna PIN

1

J1

Merah 0

2 Kuning 1

3 Hijau 2

4

J2

Merah 3

5 Kuning 4

6 Hijau 5

7

J1 (Main) untuk Lampu

J3

Merah 6

8 Kuning 7

9 Hijau 8

10

J4

Merah 9

11 Kuning 10

12 Hijau 11

13 TX 12

14 RX 13

15

J1

Merah 0

16 Kuning 1

17 Hijau 2

18

J2

Merah 3

19 Kuning 4

20

J2 (Aux)

untuk Sensor Hijau 5 21

J3

Merah 6

22 Kuning 7

23 Hijau 8

24

J4

Merah 9

25 Kuning 10

26 Hijau 11

Tabel 3.4 Keterangan Tabel 3.3 J1 : Jalan ke-1

J2 : Jalan ke-2 J3 : Jalan ke-3 J4 : Jalan ke-4

28 Siklus pergantian kondisi setiap lampu berdasarkan warna pada masing-masing jalan, dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3.5 Pergantian Warna Lampu Pada Masing-Masing Jalan

Siklus

J1 J2 J3 J4

H1 K1 M1 H2 K2 M2 H3 K3 M3 H4 K4 M4

1 ON OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

2 OFF ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

3 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

4 OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF ON

5 OFF OFF ON OFF ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON

6 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

7 OFF OFF ON OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF ON

8 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF ON OFF OFF OFF ON

9 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

10 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON ON OFF OFF

11 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF ON OFF

12 OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON OFF OFF ON

Tabel 3.6 Keterangan Tabel 3.5 Siklus : Urutan lampu

J1 : Jalan ke-1 J2 : Jalan ke-2 J3 : Jalan ke-3 J4 : Jalan ke-4 H1 : Hijau ke-1 K1 : Kuning ke-1

M1 : Merah ke-1 H2 : Hijau ke-2 K2 : Kuning ke-2

M2 : Merah ke-2 H3 : Hijau ke-3 K3 : Kuning ke-3

M3 : Merah ke-3 H4 : Hijau ke-4 K4 : Kuning ke-4

29 3.2.3 Sensor

Sensor yang digunakan yaitu jenis phototransistor. Alasan pemilihan sensor

ini karena phototransistor merupakan suatu jenis transistor yang sangat peka terhadap cahaya yang ada disekitarnya, dalam hal ini cahaya lampu. Selain itu, digunakan sensor jenis phototransistor sebagai kendali yang bisa memberikan umpan balik berupa status tentang kondisi lampu.

Pada perancangan Tugas Akhir ini menggunakan sensor phototransistor

sebanyak 12 buah sesuai dengan kebutuhan dari jumlah lampu yang digunakan, dengan memberikan masing-masing resistansi untuk membatasi jumlah arus yang mengalir pada rangkaian.

a. Bentuk

Pada Gambar 3.3 dapat dilihat bentuk dari sensor phototransistor dan

resistor yang digunakan pada perancangan lampu.

Gambar 3.3 Phototransistor dan Resistor 120KΩ

b. Skema Rangkaian

Pada Gambar 3.4 dapat dilihat skema rangkaian dari sensorphototransistor

30 Gambar 3.4 Skema Rangkaian Sensor

c. Cara kerja Sensor

Ketika cahaya melewati phototansistor, maka arus collector ( Ic ) akan meningkat secara drastis dan sebaliknya ketika tidak ada cahaya melewatinya arus

collector akan menjadi kecil. Apabila tegangan mengalir ke lampu maka lampu akan menyala (memancarkan cahaya), apabila cahaya mengenai phototransistor

maka transistor akan bekerja, secara otomatis collector akan terhubung ke ground

dan Vout akan bernilai rendah/nol. Begitu pula saat cahaya dari lampu terhalang dan tidak menerangi phototransistor maka phototransistor akan OFF, sehingga

Vout menjadi High/5Volt. Phototransistor sama seperti prinsip kerja transistor

pada umumnya dengan kata lain phototransistor ini akan bekerja seperti saklar dengan parameter cahaya untuk mendapatkan kondisi ON dan OFF.

3.2.4 Sel Surya (Solar Cell) a. Skema

Pada Gambar 3.5 dapat dilihat skema dari Solar Cell yang digunakan dalam perancangan sistem.

31 Gambar 3.5 Bentuk Fisik Sel Surya 10W (Depan dan Belakang)

b. Jenis

Solar cell yang digunakan adalah jenis monokristal (Mono-crystalline) yang merupakan panel paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

c. Cara kerja

Cara kerja konversi tenaga surya menjadi tenaga listrik melalui solar cell

adalah melalui tahapan proses berikut: 1. Absorpsi cahaya dalam semikonduktor,

2. Membangkitkan serta memisahkan muatan positif dan negatif bebas ke daerah-daerah lain dari sel surya, untuk membangkitkan serta memisahkan tegangan dalam sel surya,

3. Memindahkan muatan-muatan yang terpisah tersebut ke terminal-terminal listrik dalam bentuk aliran tenaga listrik.

Jumlah Solar Cell yang digunakan dalam perancangan alat ini sebanyak 1 buah dengan tenaga maksimum 10 watt, arus maksimum sekitar 0,59A dan tegangan maksimum 16,8V yang memenuhi beban 12 buah lampu yang digunakan dengan masing-masing beban lampu 12 V.

d. Photovoltaic Module

1. Model CN - 10/12

2. Rated Maximum Power 10 W

32 4. Rated Operating Voltage 17.10 V

5. Short-Circuit Current 0.60 A 6. Open-Circuit Voltage 21.40 V

7. Weight 1.8 Kg

8. Dimension 450 x 240 x 40 mm 9. Maximum System Voltage 200 V

3.2.5 Kontrol Pengisian (Charger Controller) a. Cara kerja

Tegangan output yang dihasilkan oleh solar cell jelas masih kurang rata dan faktor riple-nya masih besar. Tegangan DC seperti ini kurang baik bila dipakai untuk pengisian baterei. Oleh sebab itu, perlu adanya suatu alat yang dapat menjaga agar

baterei tidak mudah rusak, yaitu dengan kontrol pengisian (charger controller).

Dapat diuraikan fungsi umum tiap-tiap komponen yang digunakan pada sistem kontrol pengisian sebagai berikut :

1. Diode berfungsi sebagai pengaman agar tidak terjadi arus balik pada panel surya dan trafo.

2. Switching Transistors (a) merupakan pensaklaran (switching) yang cepat dengan daya yang rendah. Selain itu juga switching transistors berfungsi sebagai driver (penggerak) relay. Relay berfungsi sebagai pemilih/pemindah dua buah input tegangan, yaitu antara panel surya dan trafo secara otomatis. Skema rangkaian switching transistors (a) diperlihatkan pada gambar 3.6

33 3. Filter dan Stabilizer DC 12V berfungsi untuk menyaring dan menstabilkan tegangan yang keluar dari panel surya atau trafo. Skema rangkaian filter dan stabilizer DC 12V diperlihatkan pada gambar 3.7

Gambar 3.7 Skema Rangkaian Filter dan Stabilizer DC 12V

4. Operational Amplifier (UA741CN) pada rangkaian kontrol pengisian

menggunakan UA741CN atau 741 op-amp merupakan sebuah IC Comparator

(Pembanding Tegangan). Pada Op-Amp tersebut terdapat rangkaian inverting amplifier karena sinyal input dimasukkan pada input inverting (negatif) dan

fasa output yang dihasilkan berbeda dengan fasa input.

Gambar 3.8 Skema Rangkaian Op-Amp (UA741CN)

5. Switching Transistors (b) berfungsi sebagai pensaklaran (switching) yang cepat dengan daya yang rendah. Selain itu juga switching transistors

berfungsi sebagai driver (penggerak) relay. Relay berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan pengisian secara otomatis.

34 Skema rangkaian switching transistors (b) diperlihatkan pada Gambar 3.9

Gambar 3.9 Skema Rangkaian Switching Transistors (b)

Selain komponen dalam blok rangkaian di atas, dalam rangkaian kontrol pengisian ini juga terdapat sejumlah komponen-komponen yang perlu diperhatikan seperti:

1. Potensiometer 10K berfungsi sebagai kalibrasi untuk mengontrol dan mengatur proses pengisian baterei.

2. LED (Merah-Biru) merupakan indikator dari proses pengisian, jika tegangan input berada pada 13,2-13,5 Volt maka LED akan nyala (kedap-kedip) dan melakukan proses pengisian baterei, bila tegangan input 13,2 Volt maka LED

tersebut mati dan tidak terjadi proses pengisian baterei.

3. LED (Kuning) merupakan indikator dari pengontrolan dan pengaturan pengisian baterei.

4. LED (Hijau1) merupakan indikator dari output panel surya. 5. LED (Merah1) merupakan indikator dari output trafo.

6. LED (Hijau2 & merah2) merupakan indikator pengisian dari panel surya. 7. LED (Merah2) merupakan indikator pengisian dari trafo.

Pada waktu panel surya mendapatkan energi dari cahaya matahari di siang hari, rangkaian kontrol pengisian ini otomatis bekerja dan mengisi baterei dengan menjaga tegangan baterei agar tetap stabil. Bila yang digunakan baterei 12V, maka rangkaian ini akan menjaga agar tegangan charger 12 ±10%, tegangan

35 tersebut, rangkaian ini otomatis akan menghentikan proses pengisian baterei tersebut. Sebaliknya apabila tegangan baterei turun/drop hingga 11V, maka kontrol akan memutus tegangan sehingga baterei tidak sampai habis.

Secara keseluruhan fungsi dari kontrol pengisian ini yaitu dapat menjaga agar baterei tidak kelebihan (over charger) dengan begitu maka umur dari baterei

akan bertambah lama. b. Skema

Skema sistem keseluruhan dari kontrol pengisian (Charger Controller) diperlihatkan pada Gambar 3.10

36 3.2.6 Sumber Tegangan

a. Jenis Baterei

Baterei yang digunakan untuk pengisian solar cell ini adalah jenis baterei

kering yang biasa dipakai untuk keperluan industri dengan tipe Lead Acid Battery

karena tipe ini banyak digunakan untuk keperluan umum. Baterei ini bekerja sebagai sumber tegangan DC untuk mensuplai tegangan lampu pada perancangan lampu lalu lintas.

Gambar 3.11 Bentuk Fisik Lead Acid Battery 7,2 Ah/12V b. Jumlah

Jumlah baterei yang digunakan dalam perancangan ini sebanyak 1 buah dengan besar tegangan maksimum 12V / 7.2 Ah.

c. Skema Regulator

Regulator pada perancangan sistem berasal dari catu daya utama (trafo)

yang digunakan untuk mensuplai tegangan pada pengisian baterai 12V dengan menggunakan IC 7812. Agar mikrokontroler bisa melakukan pemrograman dan

monitoring lampu maka digunakan IC 7805 sebagai masukan regulator ke mikrokontroler. Hal ini dilakukan karena mikrokontroler hanya mampu menghasilkan tegangan 5V.

Skema keseluruhan dari sistem rangkaian regulator dapat dilihat pada Gambar 3.12

37

Gambar 3.12 Skema Rangkaian Regulator

3.2.7 Modul Komunikasi Serial

a. Skema

Skema dari modul komunikasi serial RS-232 dengan menggunakan IC MAX 232 dapat dilihat pada Gambar 3.13

Gambar 3.13 Skema Rangkaian RS-232 Menggunakan IC MAX 232

b. Cara Kerja

Konektor pada komputer (DB-9) akan mengeluarkan data dalam level

tegangan RS-232. Supaya data yang dikirim dapat diterima oleh PC, maka dibutuhkan suatu penghubung untuk menyamakan masing-masing level tegangan. Rangkaian tersebut dirancang dengan sebuah IC MAX 232.

38 Kegunaan IC MAX 232 adalah sebagai driver, IC MAX 232 ini berfungsi merubah/mengkonversi tegangan atau kondisi logika TTL dari hardware agar sesuai dengan tegangan pada komputer . IC yang dipakai pada sistem ini memiliki 16 pin. IC ini memerlukan komponen tambahan berupa kapasitor agar dapat dihubungkan dengan port serial PC dan terminal TTL. Kapasitor pada rangkaian

IC MAX 232 berfungsi sebagai charge – pump untuk menyuplai muatan ke bagian pengubah tegangan. Sistem ini dioperasikan dengan catu daya 5 V.

c. Jenis IC

Jenis IC yang digunakan pada modul komunikasi serial RS-232 adalah IC MAX 232, karena RS-232 mempunyai standar tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232 maka di butuhkan suatu rangkaian level converter, IC yang digunakan bermacam-macam, tetapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC MAX 232.

Gambar 3.14 IC MAX 232

3.2.8 Radio

Pada perancangan ini, media komunikasi yang digunakan yaitu melalui frekuensi radio (RF). Untuk melakukan komunikasi melalui frekuensi radio menggunakan jenis YS-1020UB.

39

YS-1020UB merupakan modul komunikasi yang sangat aman dan mudah digunakan, radio ini mempunyai 8 kanal dengan frekuensi yang berbeda-beda, frekuensi yang digunakan pada sistem ini adalah 433 Mhz pada kanal 6. Jarak jangkauan komunikasi dari radio ini maksimal sekitar 800 meter pada baudrate

9600 bps.

Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan konfigurasi pin-pin pada radio

YS-1020UB menggunakan modulasi FM (Frekuensi Modulation).

Tabel 3.7 Pin-Pin Modul Radio YS-1020UB

PIN Nama PIN Fungsi Level

1 GND Ground

2 Vcc Tegangan Input +3.3 s/d 5.5 V

3 RXD/TTL Input Serial Data TTL

4 TXD/TTL Output Serial Data TTL

5 DGND Digital Grounding

6 A(TXD) Aof RS-485 or TXD of RS-232 A (RXD)

7 B(RXD) B of RS-485, RXD or RS-232 B (TXD)

8 SLEEP Sleep Control (Input) TTL

9 Test Testing

3.2.9 Lampu

a. Jenis

Jenis lampu yang digunakan sebagai objek pada perancangan lampu lalu lintas yaitu lampu AC dengan besar daya 5 Watt.

40 b. Jumlah

Banyaknya lampu yang digunakan pada perancangan lampu lalu lintas sebanyak 12 buah, dengan masing-masing lampu memiliki besar daya 5 Watt.

3.2.10 Driver Lampu

a. Skema

Skema sistem rangkaian driver lampu diperlihatkan pada Gambar 3.17

Gambar 3.17 DriverLampu b. Cara Kerja

Pada rangkaian driver lampu Gambar 3.17, digunakan transistor FCS9012

untuk menggerakkan transistor TIP 31. Hal ini dilakukan karena arus dari

mikrokontroler terlalu kecil. Sementara itu transistor TIP 31 digunakan untuk menggerakkan relay.

Cara kerja dari rangkaian ini adalah jika diberikan logika low atau 0V dari

portmikrokontroller, maka T1 PNP akan bekerja atau terhubung maka pada basis T2 NPN akan berlogika high, sehingga T2 NPN akan bekerja atau terhubung. Maka jika T2 terhubung relay akan mendapatkan suplai tegangan 12 VDC. Setelah relay ON, maka pada titik NO (Normaly open) akan menutup dan akan terhubung dengan phase 220 VAC dan akan ada arus yang mengalir ke lampu 1 sehingga lampu 1 menyala.

Sebaliknya jika port mikrokontroler mengeluarkan logika high (1), keadaan ini akan membuat T1 PNP tidak akan bekerja dikarenakan transistor PNP aktif

41 membuat relay bekerja. Dengan ini keluaran pada relay akan terhubung ke NC

(Normally Close), sehingga lampu 1 tidak akan menyala karena tidak terhubung dengan tegangan phase 220 VAC. Resistor 1 dan resistor 2 ini adalah untuk pembatas arus basis transistor, besanya nilai resistor ini dapat dicari dengan cara matematis yaitu dengan cara melihat nilai HFE tiap-tiap transistor dari data sheet. 3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

1.3.1 Perancangan Algoritma Keseluruhan (flowchart)

Berikut ini adalah algoritma keseluruhan dari perancangan sistem kendali dan pemantauan lampu lalu lintas dengan menggunakan tegangan alternatif sel surya.

Mulai

Selesai Inisialisasi Variabel

-Baca Data Jam -Baca Data Kondisi Jalan

Apakah Jam >= 06.00 AM atau Jam <= 18.00 PM ?

Mode = PLN

- Supply Rangkain dan lampu menggnukanan PLN - Aktifkan Charger Controller

Driver Lampu

Lampu

Sensor Lampu

Kirim Status Tiap Lampu

Stop Charger Controller

Mode = Accu - Rangkaian = Accu - Lampu = SolarCell

Tidak

Baca Data Serial

Ya

Gambar 3.18 Flowchart pada Mikrokontroler BSP420

42

Mulai

Inisialisasi Variabel

Tunggu Penekanan Tombol

Apakah Tombol ON ditekan?

Buka Koneksi

Aktifkan Timer

Kirim Data Untuk Tiap Lampu

Baca Data Buffer Serial Input

Apakah Ada Data di Buffer Serial?

Ambil Data Lampu

Munculkan distatus Lampu

Apakah Tombol Pause ditekan ?

Tutup Koneksi

Stop Timer

Apakah Tombol Stop ditekan?

Selesai ya

tidak

Tidak

tidak

Tidak

Ya

43 1.3.2 DeklarasiVariabel dan Tipe Data

Tabel 3.8 Variabel dan Tipe Data Variabel Tipe Data Keterangan

BIT Single bits Range 0-1

NIB

Half a byte, 4

bits Range 0-15

BYTE

Single

byte Range 0-255

WORD Two bytes Range 0-65535

1.3.3 Perancangan Interface di Visual Basic 6.0

Tidak hanya pada mikrokontroler, perancangan juga dilakukan pada perangkat lunak dikomputer untuk membuat sebuah program antarmuka (interface) dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0.

Perancangan pada perangkat lunak ini difokuskan pada pembuatan program antarmuka (interface) yang mampu menyampaikan informasi yang sesuai. Selain itu, program yang dibuat ini harus bisa berkomunikasi dengan perangkat keras lainnya pada baudrate tertentu.

Dalam membuat program antarmuka (interface), sistem ini menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. adapun beberapa keunggulan dari bahasa pemrograman ini adalah :

1. Visual Basic 6.0 mudah digunakan.

2. Fasilitas dan fitur-fitur grafis yang diperlukan untuk program antarmuka (interface) tersedia.

3. Program Visual Basic berbasiskan Windows, sehingga program akan mudah untuk dipahami dan dimengerti.

4. Pemrograman ini mempunyai database sendiri yang digunakan untuk menyimpan data.

Program ini akan berguna saat terjadi penerimaan data dari kondisi lampu. Data yang masuk akan disimpan secara otomatis dalam sebuah database untuk mengetahui status kondisi lampu ON atau OFF pada program Visual Basic 6.0,

44 inisialisasi variabel (timer, baudrate), kemudian cek apakah ada data yang masuk, jika ada data yang masuk maka data-data yang dikirimkan akan ditampilkan pada komputer. Selanjutnya user dapat mengetahui kondisi lampu lalu lintas dalam keadaan aktif. Interface yang ditampilkan dapat dilihat pada Gambar 3.20

45

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Pengujian dan Analisis

Pengujian ini bertujuan untuk mengukur fungsional hardware dan software

dalam sistem yang akan dibangun. Pengujian ini untuk memeriksa fungsi dari dari tiap unit hardware yang akan digunakan. Setelah diketahui berfungsi, maka dilakukan pengukuran untuk tiap hardware tersebut untuk mengetahui unjuk kerjanya. Data dari setiap hasil pengujian disimpan, dan dilakukan analisa untuk keperluan selanjutnya.

4.1.1 Pengujian Hardware Secara Modular a. Pengujian Keluaran Catu Daya

Power supply sebagai sumber tegangan sangat diperlukan bagi komponen-komponen. Perancangan ini menggunakan trafo 1 Ampere dengan satu buah dioda

bridge sebagai penyearah, serta kapasitor 2200 uF/16 Volt sebagai penampung dan pembangkit tegangan.

Pada sistem yang dibuat dibutuhkan sumber tegangan sebesar 5 Volt untuk mikrokontroller dan max-232. Maka digunakan LM7805 untuk mendapatkan tegangan 5 Volt setelah diukur menggunakan AVO meter ternyata tegangan yang dihasilkan oleh LM7805 adalah 5 Volt, tegangan ini sesuai dengan yang diharapkan untuk mikrokontroller dan max-232.

IC regulator sudah mengeluarkan tegangan sesuai batas tegangan yang sesuai dari datasheet. Berdasarkan hasil pengukuran ini, maka rangkaian regulator sudah berfungsi dengan baik. Unit ini akan digunakan untuk mensuplai semua unit yang akan dibangun dalam sistem kendali lampu lalu lintas ini.

b. Pengujian Sel Surya

Berikut ini adalah data hasil pengujian sel surya, dimana dilakukan di kampus IV lantai 5 (Area Lab Elektronika) UNIKOM, pada tanggal 26 Juli 2011. Pengujian dilakukan satu hari dengan mewakili kondisi sinar matahari disiang

46 hari. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keberfungsian dan unjuk kerjanya. Pengujian ini dilakukan dengan cara memberikan sumber cahaya matahari terhadap area sel surya. Data hasil pengujian adalah sebagai berikut:

Kondisi solar cell tidak terkena sinar matahari (posisi solar cell terbalik), tegangan terukur adalah 262.3 mV – 263.7 mV.

Kondisi solar cell terkena sinar matahari, didapat data hasil pengukuran selama 10 menit adalah sebagai berikut:

Tabel 4.1Hasil Pengujian Sel Surya T (Menit) Tegangan Terukur

1 17.14 V

2 17.54 V

3 17.52 V

4 17.39 V

5 17.95 V

6 18.02 V

7 17.95 V

8 17.97 V

9 17.56 V

10 17.95 V

Keterangan :

T (Menit) : Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk pengukuran sel surya

V (Volt) : Tegangan yang dihasilkan solar cell ketika mendapatkan energi dari sinar matahari.

Perubahan posisi atau kemiringan solar cell saat dilakukan pengujian akan berpengaruh terhadap daya serap cahaya. Nilai tegangan akan berubah ketika ada perubahan intensitas cahaya matahari. Dengan demikian, menempatkan area solar cell terkena cahaya atau tidak bertujuan untuk mengetahui solar cell berfungsi atau tidak berfungsi.

Berdasarkan hasil pengujian diatas yang dilakukan per satu menit selama waktu 10 menit, tegangan yang didapat sesuai dengan karakteristik modul

photovoltaic (Rated Operating Voltage = 17,10 V). Tegangan kerja normal dari tegangan 17.14 V sampai dengan 17.95 V, maka dapat diketahui fungsi solar cell

47 Berikut ini adalah tabel hasil pengujian proses pengisian accumulator

menggunakan sumber tegangan dari solar cell.

Kondisi tegangan awal pada accumulator sebelum proses charging adalah 7,4 Volt (Layak untuk dilakukan charging), bertujuan untuk memenuhi tegangan maksimum accumulator sebesar 12 Volt.

Tabel 4.2Proses Pengisian Accumulator menggunakan solar cell T

(Menit)

Tegangan Terukur

1 7.44 V

2 8.12 V

3 8.31 V

4 8.42 V

5 8.51 V

6 8.59 V

7 8.66 V

8 8.70 V

9 8.77 V

10 8.84 V

11 8.89 V

12 8.96 V

13 9.02 V

14 9.08 V

15 9.20 V

16 9.27 V

17 9.33 V

18 9.37 V

19 9.40 V

20 9.46 V

21 9.50 V

22 9.53 V

23 9.56 V

24 9.60 V

25 9.65 V

26 9.70 V

27 9.77 V

28 9.87 V

29 9.94 V

48

31 10.08 V

32 10.14 V

33 10.18 V

34 10.22 V

35 10.26 V

36 10.29 V

37 10.33 V

38 10.36 V

39 10.41 V

40 10.44 V

41 10.47 V

42 10.51 V

43 10.55 V

44 10.57 V

45 10.59 V

46 10.62 V

47 10.66 V

48 10.69 V

49 10.74 V

50 10.79 V

51 10.83 V

52 10.86 V

53 10.91 V

54 10.99 V

55 11.04 V

56 11.08 V

57 11.15 V

58 11.19 V

59 11.22 V

60 11.28 V

61 11.30 V

62 11.33 V

63 11.37 V

64 11.41 V

65 11.46 V

66 11.48 V

67 11.51 V

68 11.55 V

69 11.58 V

70 11.59 V

49

72 11.66 V

73 11.69 V

74 11.75 V

75 11.79 V

76 11.85 V

77 11.89 V

78 11.94 V

79 11.97 V

80 12.01 V

Keterangan :

T (Menit) : Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk proses charging

V (Volt) : Tegangan yang didapat oleh accumulator dari hasil charging sumber tegangan solar cell.

Pengisian ini tergantung kondisi tingkat kecerahan. Jika solar cell

mendapatkan sinar matahari pada terik cuaca tinggi, maka tegangan yang didapat akan besar dan cepat diterima. Sebaliknya, jika cuaca mendung atau solar cell

kurang mendapatkan sinar matahari, maka tegangan yang didapat selama proses pengisian accumulator akan menurun dan lambat. Hal ini teruji dari hasil pengujian proses pengisian accumulator menggunakan sumber tegangan solar cell

pada Tabel 4.2.

a. Pengujian Control Charger

Pengujian ini bertujuan untuk melihat fungsionalitas dari unit ini, apakah dapat melakukan pengisian accumulator atau tidak. Setelah dilakukan pengujian, maka didapatkan hasilnya bahwa alat ini berfungsi dengan benar dan dapat mengisi accumulator.

b. Pengujian Radio Komunikasi Wireless dengan Modul Radio YS-1020UB Pengukuran jarak komunikasi wireless dengan modul radio YS-1020UB

50 Tabel 4.3 Hasil Percobaan Pengukuran Jarak Komunikasi

Jarak Data Status Lampu Tanggal 800 m Data diterima 02/6/2011 700 m Data diterima 02/6/2011 600 m Data diterima 02/6/2011 500 m Data diterima 02/6/2011 400 m Data diterima 02/6/2011 300 m Data diterima 02/6/2011 200 m Data diterima 02/6/2011 100 m Data diterima 02/6/2011

Pengujian dilakukan di Dago Pakar Bandung pada tanggal 2 Juni 2011. Data dapat diterima dengan normal pada jarak 100 meter sampai dengan 600 meter. Sedangkan pada jarak 700 meter sampai dengan 800 meter, data yang diterima lambat. Hal ini dikarenakan jarak berpengaruh pada sinyal komunikasi. Selain itu, radio jenis ini bekerja dengan menerapkan metoda FM, dimana sinyal akan dapat ditransmisikan selama antara pemancar dan penerima tidak ada penghalang. Jika terdapat penghalang, misalnya pohon, gedung atau gunung, maka sinyal akan terhalang dan komunikasi jadi terputus. Sehingga data akan diterima dengan normal selama kondisi lapangan dalam keadaan terbuka tanpa penghalang (line of sight).

c. Pengujian Driver Lampu

Untuk dapat mengontrol rangkaian sakelar 1 sampai 12, mikrokontroler harus mengirimkan data sinyal pulsa ”0” dan ”1”. Jika mikrokontroler memberikan data sinyal pulsa ”0” maka rangkaian sakelar digital berada dalam keadaan tidak aktif, tapi bila ada sinyal pulsa ”1” yang dikirimkan oleh mikrokontroler, maka rangkaian sakelar digital akan aktif. Relay yang digunakan pada rangkaian sakelar ini mempunyai supply tegangan sebesar 5 Volt dc untuk dapat menggerakkan relay.

51 Gambar 4.1 Pengukuran Driver Lampu

Rangkaian saklar digital ini dibentuk oleh komponen resistor, transistor 2N3904, diode 1N4002, dan relay dc 5 Volt. Resistor pada kaki basis akan membatasi arus yang akan masuk ke transistor. Diode 1N4002 berfungsi untuk menahan tegangan balik dari relai dari kondisi aktif ke kondisi tidak aktif. Saat transistor Q1 berada dalam kondisi saturasi, tegangan pada kolektor-emiter (VCE)

mendekati nol. Transistor Q1 mempunyai β = 100 sehingga arus basis dapat

dihitung untuk mendapatkan suatu kondisi transistor dalam keadaan saturasi. Untuk mengetahui nilai arus IC, dilakukan pengukuran terlebih dahulu

terhadap tahanan pada relay atau R(relai). Selanjutnya IC dapat dicari dengan rumus

seperti di bawah ini.

( ) ( ) ( ) 5 50 100 50 0, 5 100 relai C relai C B sat V V I mA R I mA I mA

Arus basis IB pada transistor Q1 adalah

1

5 0, 7 470 4,3 0, 0091 470 9,1 C B B B

V VBE V V

I R V I A I mA +

-0 V

12 V

on off 5 V

470 ohm 1N4002

Logic.

52 Dari perhitungan di atas didapatkan bahwa IB > IB(sat), maka arus IB akan

membuat transistor Q1 ada dalam keadaan saturasi sehingga arus akan mengalir

menuju relai yang akan meyebabkan swicth tertutup dan lampu akan terhubung tegangan PLN, dalam hal ini lampu dapat menyala.Relai dapat bekerja dengan baik jika perbedaan antara IB dengan IB(sat) lebih dari 1 ( IB– IB(sat) > 0,1).

d. Pengujian Phototransistor (Sensor)

Gambar 4.3 Pengujian RangkaianPhototransistor

Berdasarkan skema rangkaian diatas, setelah dilakukan pengujian terhadap sensor tersebut, maka sistem berfungsi dengan baik. Pada saat phototransistor terkena cahaya, maka arus akan mengalir ke basis dan mengakibatkan terjadinya saturasi, sehingga titik kerja keluaran menjadi nol (low). Pada saat phototrasnsistor tidak terkena cahaya, maka mengakibatkan cut-off dan tegangan keluaran menjadi 4,9 Volt (high). Berdasarkan hasil pengujian ini, maka sistem sudah berfungsi dengan baik.

53 4.1.2 Pengujian Integrasi

Gambar 4.3 Tampilan Utama Sistem Interfacing

Pada sistem interfacing ini, dapat dilihat pada area sebelah kiri dimana terdapat empat buah lampu lalu lintas diperempatan, dengan masing-masing jalan memiliki tiga buah lampu. Fungsi dari area ini yaitu untuk mengendalikan jalannya sistem lampu lalu-lintas. Kemudian dapat dilihat pada area sebelah kanan, berfungsi untuk memonitor kondisi lampu, sebagai bentuk kendali tertutup yang bertujuan agar sistem dipastikan bekerja dengan benar.

Cara kerja dari tampilan interfacing di VB 6.0 ini yaitu dengan memulai penekanan tombol ON yaitu untuk menjalankan simulasi. Selanjutnya akan dapat diketahui pada bagian status sistem penggunaan sumber tegangan secara bergantian, yaitu menggunakan PLN dan sel surya, dimana sistem akan menggunakan sumber energi berdasarkan pewaktuan. Hasilnya sebagai berikut :

54 Gambar 4.4 Ketika Sistem Memilih PLN

Dapat dilihat pada gambar diatas, yaitu tampilan interfacing ketika sistem memilih PLN, dimana lampu lalu lintas aktif menggunakan sumber tegangan dari PLN yaitu pada pukul 06.00 AM sampai dengan 18.00 FM.

55 Dapat dilihat pada gambar diatas, yaitu tampilan interfacing ketika sistem memilih Sel Surya, dimana lampu lalu lintas aktif menggunakan sumber tegangan dari Sel Surya yaitu pada pukul 18.00 FM sampai dengan 06.00 AM.

Terdapat tombol pause pada tampilan interfacing di VB 6.0. Fungsi dari tombol ini yaitu sebagai waktu tunda, dimana sistem akan dapat dikendalikan user

untuk melakukan penghentian sejenak yang kemudian sistem akan melanjutkan

running kembali ketika tombol ON ditekan. Selanjutnya user dapat menghentikan sistem dengan menekan tombol OFF.

Gambar 4.6 Pengujian Status Lampu

Gambar diatas yaitu tampilan interfacing dari hasil pengujian status lampu.

User dapat memastikan kondisi lampu nyala atau mati dengan cara memperhatikan area sebelah kanan yang merupakan status dari setiap lampu pada masing – masing jalan.

Tabel 4.4Hasil Pengujian Sistem Kendali Berdasarkan Waktu

No Waktu Sumber Daya Keterangan

1 06.00 – 18.00 WIB PLN Berhasil

2 18.00 – 06.00 WIB Sel Surya Berhasil

Berdasarkan kondisi ini, maka sistem kendali dan monitoring lampu lalu-lintas sudah berfungsi dengan benar.

57

cuaca tinggi, maka tegangan yang didapat akan besar dan cepat diterima.

Sebaliknya, jika cuaca mendung atau

solar cell

kurang mendapatkan sinar

matahari, maka tegangan yang didapat selama proses pengisian

accumulator

akan menurun dan lambat. Data keberhasilan teruji dari hasil pengujian

proses pengisian

accumulator

menggunakan sumber tegangan

solar cell

pada Tabel 4.2.

5.

Dengan adanya sistem kendali tertutup

(feedback)

, maka akan lebih dapat

memastikan sistem lampu lalu lintas dapat berfungsi dengan benar, karena

dapat dimonitor pada

software interfacing.

6.

Komunikasi radio sudah berhasil, data status lampu dapat diterima dengan

normal, tetapi jika ada penghalang misalnya terhalang gedung, pohon, maka

akan mengurangi kualitas sinyal yang dipancarkan/diterima.

1.2

SARAN

Untuk memperbaiki kekurangan sistem ini, maka penulis memberikan saran

sebagai berikut :

1.

Pemilihan

solar cell

harus tepat, untuk memenuhi kebutuhan cadangan

sumber daya yang lebih baik.

2.

Sistem komunikasi radio harus memiliki jarak jangkau yang jauh sebagai

kebutuhan komunikasi untuk media

monitoring.

3.

Prediksi kemungkinan

solar cell

mengalami kerusakan, maka harus

digunakan sensor tegangan

accumulator

sebagai indikator.

4.

Sensor yang digunakan bisa ditambahkan menggunakan kamera dan

image

prosesing

agar pemantauan kebih akurat.

   

PERANCANGAN SISTEM KENDALI DAN PEMANTAUAN

LAMPU LALU LINTAS MENGGUNAKAN SUMBER

TEGANGAN ALTERNATIF SEL SURYA

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Sistem Komputer Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

Oleh Dewi Puspita

10206015

Pembimbing Agus Mulyana, M.T Wendi Zarman, M.Si

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2011

58  

DAFTAR PUSTAKA

[1] Malvino, Paul Albert, Ph.D dan Hanapi Gunawan. (1992). Prinsip-prinsip Elektronik. Jakarta : Erlangga.

[2] Budiharto, Widodo & Rizal, Gamayel. (2007). 12 Proyek Mikrokontroler Untuk Pemula. Jakarta : Elex Media Komputindo.

[3] Rusmadi, Dedi. (2001). Aneka Catu Daya (Power Supply). Bandung : CV. Pionir Jaya.

[4] Pudjanarsa, Astu & Nursuhud Djati. (2006). Mesin Konversi Energi. Yogyakarta : C.V Andi Offset (Penerbit Andi).

[5] Supatmi, Sri. (2009). Perancangan Driver Lampu. Bandung : Tugas Akhir. [6] http://octopart.com/bs2p40-parallax-684849 (Diakses : 20 Oktober 2010) [7] http://panelselsurya.com/index.php/panel-sel-surya (Diakses : 02

November 2010)

[8] http://id.wikipedia.org/wiki/Transformator#Prinsip_kerja (Diakses : 14 November 2010)

[9] http://www.e-dukasi.net/mapok/mp_full.php?id=286 (Diakses : 13 Januari 2011)

[10] http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener36b.html (Diakses : 19 Maret 2011)

[11] http://www.vb6.us/ (Diakses : 15 Juni 2011)

v  

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr, wb.

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhr, yang berjudul “Perancangan Sistem Kendali dan Pemantauan Lampu Lalu Lintas dengan Menggunakan Sumber Tegangan Alternatif Sel Surya”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan program Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Komputer, program studi Ilmu Komputer Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM) Bandung.

Pada kesempatan ini perkenankan Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah turut serta memberikan petunjuk, dorongan serta motivasi dalam menyelesaikan tugas Akhir ini. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT, sesungguhnya paling utama yang mengatur semuanya, memberikan ridho-Nya, rahmat serta hidayah-Nya, kesehatan fisik maupun mental terhadap penulis sehingga terselesainya Tugas Akhir ini.

2. Orang tua, yang tidak pernah lelah memberikan dukungan, dorongan, semangat, berupa moril maupun materil sehingga memotivasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Ibu Sri Nurhayati, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer, Universitas Komputer Indonesia.

4. Bapak Yeffry Handoko Putra, MT selaku dosen wali sekaligus pembimbing yang telah memberikan arahan dan motivasi selama penulis menuntut ilmu di Jurusan Teknik Komputer, Universitas Komputer Indonesia..

5. Bapak Agus Mulyana, M.T selaku pembimbing satu pada Tugas Akhir, yang telah memberikan arahan, motivasi dan petunjuk sehingga terselesainya Tugas Akhir ini.

vi  

6. Bapak Wendi Zarman, M.Si selaku pembimbing dua pada Tugas Akhir, yang telah memberikan arahan, motivasi dan petunjuk sehingga terselesainya Tugas Akhir ini.

7. Teman-teman, khususnya anak seperjuangan 06-TK1. Seluruh anak-anak 06-TK2, angkatan 2004, 2005, 2007, 2008 yang telah memberikan semangat, dorongan dan membantu penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhr ini.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, hal ini disebabkan keterbatasan, kemampuan dan kesempatan yang penulis miliki. Untuk itu penulis sangat mangharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya konstruktif demi penyempurnaan Tugas Akhir yang lebih sempurna dimasa yang akan datang. Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapa saja pada umumnya dan penulis khususnya. Amin.

Wassalamualaikum wr, wb. Bandung, 01 Agustus 2011

DATA RIWAYAT HIDUP

Dewi Puspita. Lahir di Bandung tanggal 27 November

1987. Menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD

Negeri Babakan Tiga Ciwidey (2000), menyelesaikan

pendidikan sekolah lanjut tingkat pertama di SLTP Negeri 1

Ciwidey (2003), menyelesaikan pendidikan sekolah lanjut

tingkat akhir di SMA Negeri 1 Ciwidey (2006), dan

melanjutkan studi S1 pada Jurusan Teknik Komputer di

Universitas Komputer Indonesia (2006). Mengerjakan

Tugas Akhir dengan judul

“ Perancangan Sistem Kendali dan Pemantauan Lampu

Lalu Lintas dengan Menggunakan Sumber Tegangan Alternatif Sel Surya”

mulai

September 2010 – Agustus 2011. Pernah menjadi anggota Divisi Robotika

Universitas Komputer Indonesia.

e-mail

:

pusvietha87@yahoo.com

pblue10@gmail.com

Alamat

: Jl. Otong Kardana No. 67