Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Data Logger Parameter Panel Surya

DATA LOGGER PARAMETER PANEL SURYA

Oleh
Yansen
NIM : 612005054

Tugas Akhir
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga

Januari 2013

DATA LOGGER PARAMETER PANEL SURYA
Oleh
Yansen
NIM : 612005054


Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan
untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga

Disahkan oleh

Pembimbing I

Pembimbing II

Daniel Santoso, M.S.

Ir. F. Dalu Setiaji, M.T.


Tanggal : …………..

Tanggal : ……………..

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan dibawah ini:
NAMA

: Yansen

NIM

: 612005054

JUDUL SKRIPSI

: Data Logger Parameter Panel Surya

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata

ditemukan unsur plagiat didalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi
apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, 22 Februari 2013

Yansen

INTISARI

Data Logger Parameter Panel Surya merupakan sebuah perangkat yang

dirancang untuk mengukur parameter panel surya (tegangan, arus, intensitas cahaya,
dan suhu) secara otomatis. Data parameter yang terukur dikirim melalui radio
frequency.

Perangkat terdiri dari dua buah modul, yaitu modul pengukur parameter panel
surya, dan modul penerima. Modul pengukur parameter panel surya mengukur panel
surya dan mengirimkan parameter yang terukur melalui radio frequency. Modul
penerima berfungsi menerima data parameter yang terukur dan menampilkan data
parameter dalam bentuk grafik.

Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian modul sensor tegangan, sensor
arus, sensor intensitas cahaya, sensor suhu, radio frequency, dan aplikasi desktop. Ralat
pengukuran sensor tegangan mencapai 0,6 %, 8,16 % untuk sensor arus, 4,74 % untuk
sensor intensitas cahaya, dan 0,79 % untuk sensor suhu. Ralat tiap sensor didapat
dengan cara membandingkan tiap sensor dengan alat ukur acuan. Sensor tegangan dan
sensor arus dibandingkan dengan multimeter Fluke 287, sensor intensitas cahaya
dibandingkan dengan Light Meter LX-100 dan sensor suhu dibandingkan dengan hygrothermometer digital. Jarak pengiriman data parameter menggunakan radio frequency

maksimal sebesar 100 meter pada area bebas halangan (line of sight) dan 35 meter
ketika terdapat halangan.

i

ABSTRACT

A Solar Panel Parameter Data Logger is a device designed to measure solar
panel parameters (voltage, current, light intensity, and temperature) automatically. The
measured data parameters are sent via radio frequency.
The device consists of two modules: a solar panel parameter measuring module
and a receiver module. A parameter measurer module measures the solar panel

parameters and sends the measured parameters via radio frequency. A receiver module
obtains the data and displays the measured parameter data in a graphic form.
The conducted examination includes a module voltage sensor, current sensor,
light intensity sensor, temperature sensor, radio frequency, and desktop application. The
error measurement for a voltage sensor is 0.6%, 8.16% for the current sensor, 4.74% for
the light intensity sensor, and 0.79% for the temperature sensor. Each error is obtained
by comparing each sensor with a measuring device reference. The voltage sensor and
current sensor are compared with a multimeter Fluke 287, light sensor intensity
compared to an LX-100 Light Meter, and a temperature sensor compared with a digital
hygro-thermometer. The distance of maximum data transmission parameters using radio
frequency is a 100-meter line of sight and a 35-meter line of sight when there are
obstacles.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus, oleh karena kuasa
dan kehendakNya tugas akhir ini dapat selesai dengan baik sebagai syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Terima kasih saya ucapkan kepada kedua Orang Tua penulis, dan kedua Kakak
penulis, Diana dan Dedi, terima kasih atas segala yang telah diberikan, baik berupa doa,
perhatian, dukungan dan motivasi serta semangat bagi penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
Bapak Dalu dan Bapak Daniel, penulis ucapkan banyak terima kasih karena
senantiasa meluangkan waktu dalam membimbing dan memberi arahan, saran ke arah
yang lebih baik. Pimpinan fakultas dan segenap staff FTEK, terima kasih atas segala
kesempatan dan peluang yang diberikan.
Teman-teman yang sudah lulus terlebih dahulu dan mendapatkan Gelar ST,
Widji, Yohan, dan Onne sehingga membuat penulis semakin termotivasi untuk segera
menyelesaikan tugas akhir ini dan teman-teman seperjuangan Ruri, Eko, Rhea,
Kuncoro, Herditya, Patria, T-pos, Ius, Herry, dan teman-teman lab skripsi lainnya
terima kasih atas kebersamaan dan perjuangan kita selama kuliah.
Akhir kata, semoga tugas akhir yang telah dikerjakan dapat bermanfaat dan
memberi inspirasi bagi siapapun yang membacanya.

Salatiga, Januari 2013

Penulis


iii

DAFTAR ISI
INTISARI .......................................................................................................................... i
ABSTRACT...................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... iii
DAFTAR ISI.................................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL............................................................................................................ ix
BAB I ................................................................................................................................ 1
PENDAHULUAN ............................................................................................................ 1
1.1.

Tujuan ................................................................................................................ 1

1.2.

Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1

1.3.


Spesifikasi Alat .................................................................................................. 3

1.4.

Sistematika Penulisan......................................................................................... 4

BAB II............................................................................................................................... 5
DASAR TEORI ................................................................................................................ 5
2.1.

Mikrokontroler AVR ATMega32 ...................................................................... 5

2.2.

Perangkat Sensor ................................................................................................ 6

2.2.1.

Sensor Tegangan ......................................................................................... 7


2.2.2.

Sensor Arus ACS712 .................................................................................. 8

2.2.3.

Sensor Intensitas Cahaya ............................................................................ 9

2.2.4.

Sensor Suhu LM35 ................................................................................... 10

2.3.

Radio frequency YS1020 ................................................................................. 10

2.4.

RTC .................................................................................................................. 11


2.5.

MMC ................................................................................................................ 12

BAB III ........................................................................................................................... 13
PERANCANGAN .......................................................................................................... 13

iv

3.1.

Cara Kerja Alat ................................................................................................ 15

3.2.

Panel Surya....................................................................................................... 15

3.3.


Perancangan Perangkat Keras .......................................................................... 15

3.3.1.

Modul Mikrokontroler .............................................................................. 15

3.3.2.

Modul Sensor ............................................................................................ 17

3.3.2.1.

Sensor Tegangan ............................................................................... 17

3.3.2.2.

Sensor Arus ....................................................................................... 19

3.3.2.3.

Sensor Cahaya ................................................................................... 19

3.3.2.4.

Sensor Suhu ....................................................................................... 20

3.3.3.

Modul RTC ............................................................................................... 21

3.3.4.

Modul RF .................................................................................................. 21

3.3.5.

MMC ......................................................................................................... 24

3.3.6.

Modul Regulator ....................................................................................... 25

3.4.

Perancangan Perangkat Lunak ......................................................................... 26

3.3.7.

Perangkat Lunak Mikrokontroler.............................................................. 27

3.3.8.

Perangkat Lunak PC ................................................................................. 28

BAB IV ........................................................................................................................... 29
PENGUJIAN DAN ANALISIS ...................................................................................... 29
4.1.

Pengujian Modul Sensor .................................................................................. 29

4.1.1

Sensor Tegangan ....................................................................................... 29

4.1.2

Sensor Arus ............................................................................................... 31

4.1.3

Sensor Cahaya........................................................................................... 32

4.1.4

Sensor Suhu .............................................................................................. 35

4.2.

Pengujian Modul RF ........................................................................................ 36

4.3.

Pengujian MMC ............................................................................................... 37

4.4.

Pengujian Catu Daya ........................................................................................ 38

4.5.

Perangkat Lunak Aplikasi Desktop .................................................................. 39
v

4.6.

Pengujian Alat Secara Keseluruhan ................................................................. 41

BAB V ............................................................................................................................ 45
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................................... 45
5.1.

Kesimpulan ...................................................................................................... 45

5.2.

Saran Pengembangan ....................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 47
LAMPIRAN A. DOKUMENTASI ALAT ..................................................................... 48

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATMega32. ........................................................................ 5
Gambar 2.2. Rangkaian dasar pembagi tegangan. ............................................................ 7
Gambar 2.3. Pin ACS712 ................................................................................................. 8
Gambar 2.4. Untai LDR. ................................................................................................... 9
Gambar 2.5. Untai LM35 ................................................................................................ 10
Gambar 2.6. Modul radio frequency ............................................................................... 11
Gambar 2.7. Pin IC DS1307 ........................................................................................... 11
Gambar 2.8. Contoh MMC ............................................................................................. 12
Gambar 3.1. Blok sistem secara keseluruhan ................................................................. 13
Gambar 3.2. blok diagram modul pada panel surya. ...................................................... 14
Gambar 3.3. Blok diagram modul pada PC. ................................................................... 14
Gambar 3.4. Modul mikrokontroler ................................................................................ 16
Gambar 3.5. Pembagi Tegangan ..................................................................................... 17
Gambar 3.6. Sensor Tegangan Paralel Rin ADC............................................................ 18
Gambar 3.7. Sensor arus dan sensor tegangan................................................................ 19
Gambar 3.8. Sensor cahaya............................................................................................. 19
Gambar 3.9. LM35.......................................................................................................... 20
Gambar 3.10. Modul RTC .............................................................................................. 21
Gambar 3.11. Instalasi YS-1020UB ............................................................................... 22
Gambar 3.12. Rangkaian Komunikasi Serial.................................................................. 23
Gambar 3.13. Konfigurasi pin YS-1020 dengan serial DB-9. ........................................ 24
Gambar 3.14. Pin MMC dan SD..................................................................................... 25
Gambar 3.15. Konfigurasi pin MMC ke Mikrokontroler ............................................... 25
Gambar 3.16. Regulator LM317 ..................................................................................... 26
vii

Gambar 3.17. Diagram alir perangkat lunak mikrokontroler ......................................... 27
Gambar 3.18. Perangkat lunak PC .................................................................................. 28
Gambar 4.1. Hasil pengujian sensor tegangan ................................................................ 31
Gambar 4.2. Hasil pengujian sensor arus ....................................................................... 32
Gambar 4.3. Kalibrasi LDR ............................................................................................ 34
Gambar 4.4. Data RF yang ditampilkan pada terminal. ................................................. 36
Gambar 4.5. Besar data yang tersimpan pada MMC ...................................................... 37
Gambar 4.6. Data yang tersimpan pada “dataMMC” ..................................................... 38
Gambar 4.7. Tampilan awal aplikasi desktop(bagian kiri menampilkan tiga parameter
yaitu tegangan suhu dan intensitas cahaya panel surya, bagian kanan menampilkan
parameter arus panel surya). .......................................................................................... 39

Gambar 4.8 Tampilan parameter dalam bentuk teks. ..................................................... 39
Gambar 4.9. Hasil pengujian data parameter dalam bentuk teks.................................... 39
Gambar 4.10. Pilih Port Serial ........................................................................................ 40
Gambar 4.11. Window Dialog. ....................................................................................... 40
Gambar 4.12. Tampilan Grafik Perangkat Lunak ........................................................... 40
Gambar 4.13. Data parameter pada “data.txt”. ............................................................... 41
Gambar 4.14. Alat yang Dirancang (a), modul pengukur, (b), modul penerima ............ 42
Gambar 4.15. Data pengambilan pada “data.txt” (a), pengambilan awal, (b),
pengambilan akhir........................................................................................................... 42
Gambar 4.16. Pengujian Alat perangkat lunak desktop, (a), pergantian beban, (b),
perubahan grafik, (c), penekanan tombol clear............................................................... 44
Gambar A. 1. Modul YS-1020........................................................................................ 48
Gambar A. 2. Panel Surya SRM-050D ........................................................................... 48
Gambar A.3. Modul Data Logger ................................................................................... 49

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tabel konfigurasi pin ATMega32 ................................................................... 6
Tabel 2.2. Konfigurasi pin ACS712 ................................................................................. 8
Tabel 2.3. Konfigurasi pin IC DS1307 ........................................................................... 11
Tabel 3.1. Konfigurasi pin mikrokontroler ..................................................................... 17
Tabel 3.2. Konfigurasi pin YS-1020UB ......................................................................... 23
Tabel 4.1. Pengujian Sensor Tegangan. .......................................................................... 30
Tabel 4.2. Pengujian sensor arus. ................................................................................... 31
Tabel 4.3. Sensor cahaya dalam nilai ADC. ................................................................... 33
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sensor Cahaya ..................................................................... 35
Tabel 4.5. Pengujian Sensor Suhu. ................................................................................. 36

ix