RANCANG BANGUN SOLAR TACKER SYSTEM DUAL AXIS BERBASIS ATMEGA 2560

ABSTRAK

RANCANG BANGUN SOLAR TACKER SYSTEM DUAL AXIS BERBASIS ATMEGA 2560

Oleh Andri Gunawan

Penggunaan panel surya saat ini sangatlah banyak, pemanfaatanya seperti penggunaan sumber lampu jalan dan lampu merah. Namun pemasangan panel surya masih diletakkan begitu saja menghadap satu arah, hal ini mengakibatkan energi yang dihasilkan panel surya tidak secara maksimal karena hanya pada waktu tertentu saja panel surya mendapatkan cahaya matahari. Supaya energi yang dihasilkan dan pemanfaatan panel surya lebih dimaksimalkan lagi, maka dibuat sebuah alat yang mampu mengikuti arah matahari dan membuat panel surya itu mrenghadap kearah matahari. Alat ini menggunakan 9 sensor yang dihadapkan pada posisi derajat matahari, yaitu untuk sumbu y pada sudut 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1350 , 1500. Pada sumbu x terpasang 5 sensor yairu 500, 650, 900, 1150,`1300. Pada alat ini terdapat sensor arus yang berfungsi untuk membaca output arus yang dihasilkan pada panel surya, dan terdapat sensor tegangan yang berfungsi untuk membaca output tegangan pada panel surya, arus dan tegangan yang terbaca oleh sensor kemudian disimpan pada memori card. Kata kunci: Energi, Panel Surya, Photodioda, Data Logger.

ABSTRACT

DESIGN AND DUAL AXIS SOLAR TRACKER SYSTEM BASED ATMEGA 2560

By

Andri Gunawan

The use of solar panels is currently very much, the one of use for a street light source. However, the installation of solar panels was placed just facing one direction, it causes the energy generated by the solar panels are not optimal cause only at certain times of solar panels receive sunlight. So that the energy produced and maximized utilization of solar panels over again, then created a tool that is able to follow the movements of the sun and make the solar panel facing towards the sun. This tool uses a sensor 9 and 5 sensors are exposed to the sun-degree position, for the y-axis at an angle of 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1350, 1500. On the x-axis sensor 5 is installed at 500, 650, 900, 1150, 1300 . In this tool there is a current sensor that is used to read the output current is generated on solar panels, and there is a voltage sensor that used to read the output voltage of the solar panel, then the current and voltage read by the sensor then stored on the memory card.

RANCANG BANGUN

SOLAR TRACKER SYSTEM

DUAL AXIS

BERBASIS ATMEGA 2560

Oleh

Andri Gunawan

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sendang Retno pada tanggal 29 Oktober 1992, sebagai anak ke dua dari tiga bersaudara, dari Bapak Karmono dan Ibu Sutiyem.

Pendidikan formal penulis dimulai dari Sekolah Dasar (SD) Negeri Sendang Retno pada tahun 1998 - 2004, kemudian lanjut pada Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 2 Sendang Agung pada tahun 2004 – 2007, kemudian lanjut di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) YPT Pringsewu Bandar Lampung pada tahun 2007 – 2010.

Tahun 2010, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Unila Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (Himatro) sebagai Sekretaris Departemen Sosek pada periode 2011-2012 dan sebagai Kepala Divisi Minat dan Bakat pada periode 2012-2013. Kemudian penulis menjadi Asisten Laboratorium Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro pada tahun 2013-2014. Penulis juga telah melaksanakan Kerja Praktik (KP) di PLTP Ulu Belu, selama 40 Hari yakni 15 Februari – 20 Maret 2013. Pada pelaksanaan Kerja Praktik penulis ditempatkan di Divisi Maintaince mesin dan listrik.

PERSEMBAHAN

Dengan Ridho Allah SWT, teriring shalawat kepada Nabi Muhammad SAW Karya tulis ini kupersembahkan untuk:

Ayah dan Ibuku Tercinta Karmono & Sutiyem Kakak dan adikku Tersayang

Nofri Haryadi, A.Md. Heni Lestari, S.Pd. & Yeni Wulandari Orang yang selalu memotivasiku

Resalina Oktaria Teman-teman kebanggaanku Rekan-rekan Jurusan Teknik Elektro

Almamaterku Universitas Lampung

Bangsa dan Negaraku Republik Indonesia

Penelitian

Solat Tracker System

merupakan bagian dari

Program Hi-Link UNILA

“Optimalisasi Produksi dan Peningkatan Kualitas Perikanan dan

Peningkatan Kualitas Produk Perikanan dalam

Mendukung Program Minapolitan

MOTO

“

Kegagalan Adalah Keberhasilan yang Tertunda

.”

“

Semangat, Mandiri, Bersih, Bekerja Keras dan

Teliti.

”

“Satu

-satunya sumber pengetahuan adalah

pengalaman”

(Albert Einstein)

“

Allah tidak membebani seseorang itu melainkan

sesuai dengan

kemampuannya.”

SANWACANA

Bismillahirahmanirrahim…

Dengan mengucapkan Alhamdulillah penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya telah memberikan kekuatan dan kemampuan berpikir kepada penulis dalam penyelesaian penulisan Tugas Akhir ini sehingga laporan ini dapat selesai tepat pada waktunya. Shalawat serta salam tak lupa penulis sampaikan kepada Rasulullah SAW.

Skripsi berjudul “ Rancang Bangun Solar Tracker System Dual Axis Berbasis

ATMega 2560” telah berhasil diselesaikan. Dan merupakan salah satu syarat

untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada jurusan Teknik Elektro di Universitas Lampung.

Tugas akhir ini dibuat dengan berbagai observasi dan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu menyelesaikan tantangan dan hambatan selama mengerjakan tugas akhir ini. Oleh karena itu dalam kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Suharno, M.Sc, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik.

2. Dr. Ing. Ardian Ulfan, S.T., M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Pembimbing Pendamping tugas akhir saya yang telah meluangkan waktunya

untuk memberi arahan, bimbingan, saran serta kritikan yang bersifat membangun dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

3. Dr. Herman Halomoan Sinaga, S.T., M.T. .selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro.

4. Dr. Eng. Lukmanul Hakim, S.T., M.Sc. selaku Pembimbing utama yang telah memberikan masukan, saran, dan arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 5. Dr. Ir. Sri Ratna Sulistiyanti, M.T. selaku Pembimbing sekaligus Kepala

Laboratorium Teknik Elektronika yang telah memberikan masukan, saran, dan arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini dan sebagai orang tua saya di Laboratorium Teknik Elektronika.

6. Dr. Ahmad Saudi Samosir, S.T., M.T.. sebagai Penguji Tugas Akhir, yang telah memberikan masukan, saran serta kritikan yang bersifat membangun dalam Tugas Akhir ini.

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung, atas pengajaran dan bimbingannya yang telah diberikan kepada penulis selama menjadi mahasiswa Teknik Elekto Universitas Lampung.

8. Mbak Ning, Mas Daryono dan seluruh jajarannya atas semua bantuannya dalam menyelesaikan urusan administrasi di Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung.

9. Kedua orang tua penulis, yang sangat penulis cintai dan sayangi yang telah

memberikan do’a, dorongan moril, cinta, kasih sayang dan semangat serta

pengorbanannya sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini. 10. Asisten Laboratorium Teknik Elektronika: Ka Agung, Jerry, Yudi, Mba

Yogi, Bella, Gusti, Desi, Windy, Jull, Arip, Nando, Roy, Reza, dan ridho atas canda tawa dan kebersamaannya menimba ilmu di LAB ELEKTRONIKA tercinta.

11. Asisten Laboratorium Terpadu Teknik Elektro:Novitiyono, Rizki Alandani, Mas Eko, Oka, Aris, Mba Rany, Mba Mardiah, Mba Nisa, dan lain-lainnya atas dukungannya.

12. Resalina Oktaria yang selalu memotivasi penulis agar menjadi lebih baik lagi. 13. Teman-teman Elektro 2010: Kiki, Devi, Novia, Ayu, Muth, Dian, Kuplek, Ucup, Fendi, Yudi, Reynold, Jerry, Mahendra, Victor, HakiAyah Sofyan, Seto, Afrijal, Aji, Sam, Maulana, Jaya, dan lain-lainnya atas kebersamaan kalian semua, dari penulis berada di bangku kuliah sampai penyelesaian Tugas Akhir ini, bagi penulis kalian sahabat Elektro yang luar biasa.

14. Teman-teman KKN Labuhan Ratu: Ines, Ika, Juna, Nicko, Nisa, April, Cici, Ayu, Aya.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu per satu yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah sampai dengan terselesaikannya tugas akhir ini.

16. Almamater tercinta, atas kisah hidup yang penulis dapatkan semasa kuliah. Semoga Allah SWT membalas kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis meminta maaf atas segala kesalahan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kebaikan dan kemajuan di masa mendatang.

Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, dan dapat menambah khasanah ilmu pengetahuan.

Bandar Lampung, Desember 2015 Penulis,

xvi

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... xvi

DAFTAR GAMBAR ... xviii

DAFTAR TABEL ... xxi

1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 3

1.3 Manfaat Penelitian ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Rumusan Masalah ... 3

1.6 Hipotesis ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 4

2 TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Energi Matahari ... 6

2.2 Faktor Pengaruh Output Panel surya ... 7

2.2.1 Suhu pada Panel Surya ... 7

2.2.2 Radiasi Matahari ... 8

2.2.3 Kecepatan Angin Bertiup ... 8

2.2.4 Keadaan Atmosfir Bumi ... 8

2.2.5 Orientasi Panel Atau Larik Panel surya ... 8

2.2.6 Posisi Letak Panel surya Terhadap Matahari ... 9

3 METODE PENELITIAN ... 10

xvii

3.2. Alat dan Bahan ... 10

3.3. Spesifikasi Alat ... 11

3.4. Metode Kerja ... 14

3.4.1. Diagram Alir Penelitian ... 14

3.4.2. Perancangan Model Sistem ... 15

3.4.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 16

3.4.4. Perancangan Cara Kerja Sistem ... 18

3.4.5. Perancangan Program Perangkat Lunak ... 18

3.4.6. Pembuatan Alat ... 18

3.4.7. Pengujian Alat ... 19

3.4.8. Penulisan Laporan ... 19

4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 20

4.1 Hasil ... 20

4.1.1 Kontruksi Keseluruhan Alat ... 20

4.1.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem... 21

4.1.2.1 Hasil Pengujian Sub Sistem ... 22

4.1.2.2 Pengujian Sumber Tegangan DC ... 22

4.1.2.3 Pengujian Komunikasi Serial Arduino ... 23

4.1.2.4 Pengujian Sensor Arus ... 24

4.1.2.5 Pengujian Sensor Tegangan ... 26

4.1.2.6 Pengujian sensor Photodioda ... 27

4.1.2.7 Pengujian Data Logger ... 29

4.1.2.8 Pengujian Motor Servo ... 30

4.1.2.9 Pengujian Alat Secara Keseluruhan ... 41

4.1.3 Hasil Pengukuran Tegangan, Arus, dan Daya Panel Surya dengan Solar Tracker. ... 42

4.2 Pembahasan ... 46

5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 50

5.1 Kesimpulan ... 50

5.2 Saran ... 51

DAFTAR PUSTAKA ... 52

xviii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2. 1 Kurva Efek Perubahan Intensitas Cahaya Matahari. ... 7

Gambar 3. 1 Name Plate Panel Surya yang digunakan ... 12

Gambar 3. 2 Motor servo 1 ... 13

Gambar 3. 3 Motor servo 2 ... 13

Gambar 3. 4. Diagram alir penelitian ... 14

Gambar 3. 5 Blok diagram keseluruhan sistem. ... 15

Gambar 3. 6 Skematik konfigurasi Arduino Mega 2560 dengan Sensor ACS712, Sensor Tegangan , dan LCD. ... 16

Gambar 3. 7 Pemasangan sensor pada sumbu y ... 17

Gambar 3. 8 Pemasangan sensor pada sumbu x ... 17

Gambar 4.1 Konstruksi Solar tracker system Dual Axis 20 Gambar 4.2 Rangkaian Arduino Mega 2560, Sensor Tegangan, Sensor Arus, 21

Gambar 4.3 Rangkaian Sumber Tegangan dan Sensor Photodioda 21 Gambar 4.4 Pengujian Regulator 22

Gambar 4.5 Rangkaian skematik Regulator Tegangan 22

Gambar 4.6 Rangkaian komunikasi serial arduino dengan menghubungkan langsung

xix

Gambar 4.7 Serial monitor arduino pengujian komunikasi serial. 23

Gambar 4.8 Modul sensor arus ACS712 5A 24 Gambar 4.9 Skematik sensor arus ACS712 5A 24 Gambar 4.10 Hasil Uji Serial Monitor program Sensor Arus ACS712 5A 25 Gambar 4.11 Rangkaian Sensor Arus ACS712 5A dengan Arduino Mega 2560 25 Gambar 4.12 Rangkaian Sensor Tegangan dengan Arduino mega 2560 26

Gambar 4.13 Hasil Uji Serial Monitor program Sensor Tegangan 26 Gambar 4.14 Rangkaian Sensor potodioda. 27

Gambar 4.15 Rangkaian Skematik Sensor 27

Gambar 4.16 Posisi Sensor Photodioda 28 Gambar 4.17 Rangkaian komunikasi Arduino Mega 2560 dan Data Logger Shield ke

laptop melalui kabel USB 29

Gambar 4.18 Hasil Uji penyimpanan data logger 29 Gambar 4. 19 Variable Pulse Width Control Servo Position 30 Gambar 4.20 Motor Servo 1, sudut 30° 31

Gambar 4.21 Motor Servo 1, sudut 45° 32

Gambar 4.22 Motor Servo 1, sudut 60° 32

Gambar 4.23 Motor Servo 1, sudut 75° 33

Gambar 4.24 Motor Servo 1, sudut 90° 34

Gambar 4.25 Motor Servo 1, sudut 105° 34

Gambar 4.26 Motor Servo 1, sudut 120° 35

Gambar 4.27 Motor Servo 1, sudut 135° 36

Gambar 4.28 Motor Servo 1, sudut 150° 36

Gambar 4.29 Motor Servo 2, sudut 50° 37

Gambar 4.30 Motor Servo 2, sudut 70° 38

Gambar 4.31 Motor Servo 2, sudut 90° 39

xx

Gambar 4.33 Motor Servo 2, sudut 130° 40

Gambar 4.34 Pengujian alat secara keseluruhan 42

Gambar 4.35 Pengukuran tegangan, arus, dan daya dengan solar tracker system 43 Gambar 4.36 Grafik Pengukuran Tegangan dengan solar tracker system 43 Gambar 4.37 Grafik Pengukuran arus dengan solar tracker system 44 Gambar 4.38 Grafik Pengukuran daya pada Panel Surya dengan Solar tracker system 45

xxi

DAFTAR TABEL

1

1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Sistem kontrol memegang peranan penting untuk membantu pekerjaan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Saat ini kemajuan teknologi di dunia elektronika dan sistem pengontrolan sangat pesat, sehingga manusia dapat meringankan pekerjaannya dengan memanfaatkan teknologi yang berkembang saat ini. Berdasarkan pengelompokan secara umum, sistem kontrol dibedakan menjadi dua yaitu pengontrolan secara manual dan pengontrolan secara otomatis. Pengontrolan secara manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak langsung. Sedangkan pengontrolan secara otomatis adalah pengontrolan-pengontrolan yang dilakukan oleh mesin-mesin atau peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya di bawah pengawasan manusia. Salah satunya adalah solar tracker system.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) dengan sistemnya yang modular dan mudah dipindahkan serta bersifat bersih dan ramah lingkungan merupakan salah satu solusi yang dapat dipertimbangkan sebagai salah satu pembangkit listrik alternatif. Alasan lain pemilihan PLTS sebagai pembangkit listrik alternatif ialah Indonesia mempunyai sumber energi surya yang berlimpah dengan intensitas

2 radiasi matahari rata-rata sekitar 4,8 kW/m2 perhari di seluruh wilayah, karena letak Indonesia yang berada di garis khatulistiwa.(sumber: Rahardjo,I. 2010).

Dalam penggunaannya, panel surya banyak dipasang static dan tidak memperhitungkan titik optimal pancaran sinar matahari. Hal ini menyebabkan intensitas matahari yang diterima kurang optimal. Untuk memaksimalkan penyerapan intensitas cahaya matahari dalam pembentukan sudut tegak lurus antara panel surya dengan arah datangnya sinar matahari. Oleh karena itu perlu dibuat suatu model alat yang dapat diimplementasikan pada sistem panel surya yang dapat mengikuti arah pergerakan matahari berdasarkan perhitungan waktu edar matahari. Alat yang akan dibuat dapat memaksimalkan output panel surya . Oleh karena itu dilakukan penelitian tentang rancang bangun solar tracker system dual axis berbasis ATMega2560.

Adapun penelitian-penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan rancang bangun solar tracker system adalah sebagai berikut pada Tabel 1:

Tabel 1 penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan solar tracker system

No Nama Judul Asal peneliti Tahun

1 Hendry Eko Hardianto

Perancangan Prototype Penjejak Cahaya Matahari pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Universitas Bengkulu

2012

2 Dhanabal,R

Comparison of Efficiencies of Solar tracker systems with static panel single axis Tracking System

and Dual Axis Tracking System with Fixed Mount

SENSE VIT UNIVERSITY

2013

3 Yudhy Wiranatha JK

Rancang Bangun Penggerak Otomatis Panel surya Menggunakan Sensor Photodioda

Berbasis Mikrokontroller ATMEGA16

Universitas

3 1.2Tujuan Penelitian

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah membuat suatu rancang bangun solar tracker system dual axis berbasis ATMega2560.

1.3Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah menghasilkan sebuah alat solar tracker system dual axis.

1.4Batasan Masalah

Beberapa hal yang jadi batasan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini : 1. Hanya membahas solar tracker system.

2. Mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega2560. 3. Pengendali solar tracker system bergerak dual axis.

1.5Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang sebuah sistem kontrol yang digunakan pada solar tracker menggunakan mikrokontroller ATMega2560.

2. Bagaimana merancang sebuah sistem pengukuran arus dan tegangan pada panel surya, untuk selanjutnya disimpan ke data logger.

4 1.6Hipotesis

Solar tracker bergerak mengikuti arah matahari berdasarkan sensor photodioda, solar tracker akan bergerak menggunakan motor servo yang diinstruksikan oleh mikrokontroller. Hasil data pengukuran berupa daya output panel surya yang tersimpan di memory card .

1.7Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini disusun secara sistematis dengan urutan sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN

Menjelaskan tugas akhir secara umum, berisi latar belakang, tujuan, mamfaat penelitian, batasan masalah, perumusan masalah, hipotesis dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini menjelaskan secara umum tentang teori dasar yang behubungan dengan peralatan yang akan dibuat, serta hal-hal yang berhubungan dengan aplikasi alat.

BAB III METODE PENELITIAN

Dimana berisi tentang langkah-langkah yang akan dilakukan dalam penelitian, diantaranya waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, komponen dan perangkat penelitian, prosedur kerja dan perancangan serta metode penelitian.

5 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bagian yang berisi hasil dari pengujian dan menganalisis kerja alat.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang satu kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan dan pengujian, serta saran-saran untuk pegembangan penelitian lebih lanjut.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

6

2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1Energi Matahari

Intensitas radiasi matahari di luar atmosfer bumi bergantung jarak matahari dengan bumi. Jarak antara matahari dan bumi setiap tahunya bervariasi antara 1,47 x 108 km sampai 1,52 x 108 km dan hasilnya besar pancaran E0 naik turun antara 1325 W/m2 sampai 1412 W/m2. Nilai rata-ratanya disebut konstanta matahari dengan nilai E0 = 1367 W/m2 . Pancaran ini tidak dapat mencapai ke permukaan bumi, karena atmosfer bumi mengurangi intensitas radiasi yang melewati pemantulan, penyerapan oleh ozon, uap air, oksigen, karbondioksida, dan penyebaran disebabkan oleh molekul udara, partikel debu atau polusi. Pancaran bisa mencapai 1000 W/m2 di permukaan bumi pada kondisi siang hari dengan cuaca cerah. Intensitas radiasi matahari terbesar terjadi pada sebagian hari—hari yang berawan dan cerah.

2.1.1 Efek Perubahan Intensitas Cahaya Matahari

Apabila jumlah cahaya matahari yang diterima Panel surya berkurang atau intensitas cahayanya melemah seperti Gambar 2.1, maka akan terjadi penurunan output tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel surya. Penurunan tegangan

7 pada panel surya relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listrik yang dihasilkan pada panel surya.

Gambar 2. 1Kurva Efek Perubahan Intensitas Cahaya Matahari. ( sumber: Mintorogo, D.S , 2010 )

2.2 Faktor Pengaruh Output Panel surya

Faktor yang mempengaruhi besarnya nilai output yang dihasilkan oleh panel surya adalah :

2.2.1 Suhu pada Panel Surya

Pada kondisi suhu panel tetap normal di 25º C panel surya akan dapat menghasilkan listrik secara maksimum, ketika suhu pada panel mengalami kenaikan dari suhu normal, maka akan mempengaruhi kinerja panel surya itu sendiri dengan melemahnya tegangan yang didapat . Setiap kenaikan suhu panel surya 1º C dari 25º C akan berkurang sekitar 0.4% total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah dua kali lipat untuk kenaikan suhu panel surya per 10º C. Kecepatan angin di sekitar lokasi panel surya dapat membantu mendinginkan suhu permukaan kaca panel surya. (Mintorogo, 2000).

8 2.2.2 Radiasi Matahari

Radiasi matahari setiap lokasi bervariasi, dan sangat tergantung pada keadaan spektrum intensitas radiasi matahari ke bumi. Intensitas radiasi matahari akan banyak berpengaruh pada arus dibandingkan pada tegangan. (Mintorogo, 2000).

2.2.3 Kecepatan Angin Bertiup

Kondisi tiuapan angin pada wilayah larik panel surya sangat berpengaruh terhadap kondisi suhu panel surya karena kecepatan angin yang bertiup di sekitar wilayah panel surya dapat membantu mendinginkan suhu pada permukaan panel surya. (Mintorogo, 2000).

2.2.4 Keadaan Atmosfir Bumi

Keadaan atmosfir bumi yang berawan, mendung berpengaruh terhadap sinar matahari yang dihasilkan sehingga dapat mengurangi kinerja dari panel surya atau output yang dihasilkan tidak secara maksimal. (Mintorogo, 2000).

2.2.5 Orientasi Panel Atau Larik Panel surya

Orientasi dari rangkaian panel surya ke arah matahari secara optimum sangat penting agar panel atau deretan panel surya dapat menghasilkan energi secara maksimum. Sebagai lokasi yang terletak di belahan Utara, maka deretan panel surya sebaiknya diorientasikan ke Selatan, orientasi ke Timur Barat walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari deretan panel surya, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum. (Mintorogo, 2000).

9 2.2.6 Posisi Letak Panel surya Terhadap Matahari

Posisi panel surya sangat berpengaruh akan output yang dihasilkan, karena pancaran sinar matahari yang langsung jatuh ke titik pusat panel surya akan menghasilkan energi secara maksimum. (Mintorogo, 2000).

10

2 METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari 2015 hingga Oktober 2015

di Laboratorium Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Lampung.

3.2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini terdiri dari komponen analog, komponen digital, modul kit, bahan pembuat kotak sensor dan sistem unit utama serta perangkat lunak sebagai berikut:

1. Panel surya 2. Aki

3. Arduino MEGA2560 4. Data logger shield 5. ACS712

6. Memory Card 7. Resistor 8. Kapasitor

9. LED

10. Header 11. Black housing

11

12. Kabel Pelangi 13. IC LM7805 14. Battery 15. Saklar 16. Acrylic 17. PCB

18. Laptop Pribadi

19. Perangkat lunak Arduino 1.5.7 20. Perangkat lunak Diptrace 2011

3.3. Spesifikasi Alat

Spesifikasi alat ini adalah sebagai berikut: 1. Panel surya 350x538x35(mm)

2. Sumber tegangan battery ±12,8 Vdc.

3. Menggunakan ATMega2560 sebagai pemproses data.

4. Menggunakan sensor ACS712 sebagai pendeteksi arus keluaran panel surya. 5. Menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai proses untuk membaca

tegangan keluaran dari panel surya.

6. Menggunakan LCD sebagai media penampil data.

7. Menggunakan data logger shield sebagai pemproses penyimpanan data ke memori card.

8. Menggunakan laptop sebagai input program ke mikrokontroler.

9. Panel surya yang digunakan untuk pengambilan data pada penelitian solar tracker adalah sebagai berikut:

12

Daya maksimal : 20 Watt Tegangan : 21 Volt

Arus : 1,29 Ampere

Berat : 2,5 kg

Diameter : 350 x 538 x 35 (mm)

Gambar 3.1Name Plate Panel Surya yang digunakan

10. Motor servo yang digunakan adalah sebagai berikut :

Tegangan : 6~7.4V

Torsi : 20kg (6V) 25kg (7.4V) Kecepatan : 0.18sec/60° 0.16sec/60° Dimensi : 40 x 20 x 38mm

13

Gambar 3.2 Motor servo 1

Type : Analog Gear Type : Metal

Bearing : Dual Ball Bearing Type Motor : Carbon Brushed Weight : 137g (4.84oz)

Torque : 23.8kg.cm @ 4.8v / 30.0kg.cm @ 6v Speed : 0.27sec 60°@ 4.8v / 0.22sec 60° @ 6v

14

3.4. Metode Kerja

3.4.1.Diagram Alir Penelitian

Proses penyelesaian tugas akhir ini melalui beberapa langkah yang dilakukan, secara umum langkah-langkah tersebut digambarkan dalam diagram alir yang terlihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3. 4. Diagram alir penelitian

Komponen Tersedia?

Mulai

Perancangan Sistem

Pemilihan dan Pencarian Komponen

YA

Pengujian Alat Secara Keseluruhan Konsep

Perancangangan

Perancangan instrumen Tidak

Realisasi Perancangan

Alat Bekerja?

Ya Selesai

15

3.4.2.Perancangan Model Sistem

Secara keseluruhan sistem dapat digambarkan dengan diagram seperti pada Gambar 3.5.

.

Gambar 3.5 Blok diagram keseluruhan sistem.

Gambar 3.5 menunjukkan sketsa perangkat keras pendukung sistem. Panel surya adalah obyek yang akan diukur oleh sensor arus ACS712 dan sensor tegangan setelah output panel surya terbaca oleh sensor, sinyal akan dikirimkan ke Arduino

Panel Surya

BCR

ACCU

ACS712 5A

Sensor Tegangan

Arduino mega 2560 Photodioda

Servo

Data Logger

16

untuk diproses perubahan data sinyal analog ke sinyal digital, setelah data diubah menjadi sinyal digital data akan ditampilkan ke layar LCD dan disimpan ke memory card melalui data logger shield.

3.4.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

1. Perancangan Unit Sistem Utama

Unit sistem utama merupakan rangkaian mikrokontroler untuk memproses data sensor dan mengirim data melalui data logger shield. Perancangan unit sistem utama dilakukan dengan membuat skematik konfigurasi Arduino Mega dengan sensor ACS712 dan sensor tegangan, adapun skematiknya pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Skematik konfigurasi Arduino Mega 2560 dengan Sensor ACS712, Sensor Tegangan , dan LCD.

Gambar 3.6 terdiri dari konfigurasi Arduino dengan sensor ACS712, sensor tegangan, dan LCD. Arduino Mega merupakan papan mikrokontroler yang dikeluarkan oleh Arduino dengan chip mikrokontroler ATmega 2560 16AU.

17

Sinyal sensor ACS712 dan sensor tegangan terhubung pada pin Analog 1—2. LCD terhubung pada pin digital 7—12.

2. Perancangan Sensor Photodioda

Gambar 3.7Pemasangan sensor pada sumbu y

Gambar 3.8 Pemasangan sensor pada sumbu x

sensor 7, 1200 sensor 6, 1050

Sensor 1350 sensor 5, 900

sensor 1, 300 _{Sensor 9, 150}0

sensor 2, 450

sensor 3, 600

sensor 4, 750

sensor 1, 50

sensor 2, 700

sensor 3, 900

sensor 4, 1100

18

3.4.4.Perancangan Cara Kerja Sistem

Cara kerja sistem dirancang untuk memproses sinyal analog yang di hasilkan oleh ACS712 kemudian akan dikonversikan menjadi sinyal digital melalui Arduino Mega 2560 , setelah data dikonversikan menjadi sinyal digital data yang telah di dapat akan diolah atau direkam oleh data logger shield yang berfungsi untuk menyimpan data yang telah didapat oleh sensor. Data pengukuran akan tersimpan pada data Logger dan dapat dicetak dalam File dengan format txt.

3.4.5.Perancangan Program Perangkat Lunak

Program perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini. Pertama program menggunakan perangkat lunak Arduino 1.5.7

3.4.6.Pembuatan Alat

Pada tahapan ini dilakukan realisasi dari rangkaian skematik yang telah dibuat. Realisasi pembuatan alat dilakukan pertama kali dengan menggunakan project board, jika rangkaian telah bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan maka rangkaian dibuat ke dalam bentuk PCB (Printed Circuit Board). Namun jika ada beberapa fungsi yang tidak bekerja maka akan dilakukan peninjauan ulang terhadap rancangan rangkaian skematik baik itu berupa peninjauan terhadap pemilihan jenis komponen dan program yang ada pada mikrokontroler tersebut.

19

3.4.7.Pengujian Alat

Pada tahapan ini, dilakukan pengujian alat, kemudian melakukan pengamatan dengan melihat dan menyimpan hasil data yang didapat dari pengukuran. Dari hasil data pengamatan dilakukan analisa dan pembahasan serta menyimpulkan yang kemudian dituliskan pada laporan.

3.4.8. Penulisan Laporan

Dalam tahap ini dilakukan penulisan atas data-data yang diperoleh dari hasil pengujian. Data-data tersebut dianalisa untuk kemudian dilakukan pengambilan kesimpulan.

50

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil analisis dan pembahasan adalah:

1. Solar tracker system dual axis ATMega 2560 telah dibuat untuk mengoptimalkan penyerapan energi oleh panel surya.

2. Alat ini dapat melakukan pembacaan arus dan tegangan keluaran panel surya tanpa menggunakan multimeter.

3. System ini dapat mengontrol dua motor servo sebagai penggerak utama dalam pergerakan panel surya.

51

5.2Saran

1. Solar tracker system disini sudah mampu bekerja dengan baik. Namun untuk proses kalibrasi motor servo harus dilakukan dengan lebih teliti dan untuk penelitian selanjutnya menggunakan motor dc karena motor dc mampu bekerja dengan torsi yang besar.

2. _{Untuk penelitian selanjutnya dapat ditambahkan pengaturan atau rangkaian}

tambahan untuk menahan gerak motor servo, agar daya yang digunakan lebih efisien.

DAFTAR PUSTAKA

Dhanabal, R. 2013.Comparison of Efficiencies of Solar tracker systems with Static Panel Single-Axis tracking System and Dual-Axis Tracking System with Fixed Mount. India, Vit University.

Hardiyanto, H.E. 2012. Perancangan Prototype Penjejak Cahaya Matahari pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Bengkulu, Universitas Bengkulu.

Mintorogo, D.S. 2000. Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells) pada Perumahan dan Bangunan Komersial, dalam Jurnal Dimensi Teknik Arsitektur, vol 28 no 2 Desember 2000, h. 129-141.

Wiranatha, Y. 2014. Rancang Bangun Penggerak Otomatis Panel Surya Menggunakan Sensor Photodioda Berbasis Mikrokontroller ATMega 16. Lampung, Universitas Lampung.

Sinyal sensor ACS712 dan sensor tegangan terhubung pada pin Analog 1—2. LCD terhubung pada pin digital 7—12.

2. Perancangan Sensor Photodioda

Gambar 3.7 Pemasangan sensor pada sumbu y

Gambar 3.8 Pemasangan sensor pada sumbu x

sensor 7, 1200 sensor 6, 1050

Sensor 1350 sensor 5, 900

sensor 1, 300 _{Sensor 9, 150}0

sensor 2, 450

sensor 3, 600

sensor 4, 750

sensor 1, 50

sensor 2, 700

sensor 3, 900

sensor 4, 1100

3.4.4.Perancangan Cara Kerja Sistem

Cara kerja sistem dirancang untuk memproses sinyal analog yang di hasilkan oleh ACS712 kemudian akan dikonversikan menjadi sinyal digital melalui Arduino Mega 2560 , setelah data dikonversikan menjadi sinyal digital data yang telah di dapat akan diolah atau direkam oleh data logger shield yang berfungsi untuk menyimpan data yang telah didapat oleh sensor. Data pengukuran akan tersimpan pada data Logger dan dapat dicetak dalam File dengan format txt.

3.4.5.Perancangan Program Perangkat Lunak

Program perangkat lunak yang digunakan pada penelitian ini. Pertama program menggunakan perangkat lunak Arduino 1.5.7

3.4.6.Pembuatan Alat

Pada tahapan ini dilakukan realisasi dari rangkaian skematik yang telah dibuat. Realisasi pembuatan alat dilakukan pertama kali dengan menggunakan project board, jika rangkaian telah bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan maka rangkaian dibuat ke dalam bentuk PCB (Printed Circuit Board). Namun jika ada beberapa fungsi yang tidak bekerja maka akan dilakukan peninjauan ulang terhadap rancangan rangkaian skematik baik itu berupa peninjauan terhadap pemilihan jenis komponen dan program yang ada pada mikrokontroler tersebut.

3.4.7.Pengujian Alat

Pada tahapan ini, dilakukan pengujian alat, kemudian melakukan pengamatan dengan melihat dan menyimpan hasil data yang didapat dari pengukuran. Dari hasil data pengamatan dilakukan analisa dan pembahasan serta menyimpulkan yang kemudian dituliskan pada laporan.

3.4.8. Penulisan Laporan

Dalam tahap ini dilakukan penulisan atas data-data yang diperoleh dari hasil pengujian. Data-data tersebut dianalisa untuk kemudian dilakukan pengambilan kesimpulan.

5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil analisis dan pembahasan adalah:

1. Solar tracker system dual axis ATMega 2560 telah dibuat untuk mengoptimalkan penyerapan energi oleh panel surya.

2. Alat ini dapat melakukan pembacaan arus dan tegangan keluaran panel surya tanpa menggunakan multimeter.

3. System ini dapat mengontrol dua motor servo sebagai penggerak utama dalam pergerakan panel surya.

5.2Saran

1. Solar tracker system disini sudah mampu bekerja dengan baik. Namun untuk proses kalibrasi motor servo harus dilakukan dengan lebih teliti dan untuk penelitian selanjutnya menggunakan motor dc karena motor dc mampu bekerja dengan torsi yang besar.

2. _{Untuk penelitian selanjutnya dapat ditambahkan pengaturan atau rangkaian} tambahan untuk menahan gerak motor servo, agar daya yang digunakan lebih efisien.

DAFTAR PUSTAKA

Dhanabal, R. 2013.Comparison of Efficiencies of Solar tracker systems with Static Panel Single-Axis tracking System and Dual-Axis Tracking System with Fixed Mount. India, Vit University.

Hardiyanto, H.E. 2012. Perancangan Prototype Penjejak Cahaya Matahari pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Bengkulu, Universitas Bengkulu. Mintorogo, D.S. 2000. Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells) pada

Perumahan dan Bangunan Komersial, dalam Jurnal Dimensi Teknik Arsitektur, vol 28 no 2 Desember 2000, h. 129-141.

Wiranatha, Y. 2014. Rancang Bangun Penggerak Otomatis Panel Surya Menggunakan Sensor Photodioda Berbasis Mikrokontroller ATMega 16. Lampung, Universitas Lampung.