RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN SMARTPHONE BERBASIS MIKROKONTROLER

  

RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN

PANEL SURYA MENGGUNAKAN SMARTPHONE

BERBASIS MIKROKONTROLER

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan

Guna Meraih Gelar Sarjana S-1

  

Oleh :

Septian Tri Kurnianto

102 1311 050

  

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG

2017

  

INTISARI

Energi matahari bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik dan alat

yang dapat menkonversi secara langsung cahaya tersebut menjadi listrik adalah

panel surya. Sistem pengukuran yang umum dilakukan adalah menggunakan

multimeter, tetapi sistem pengukuran ini kurang efisien dan tidak dapat diterapkan

pada setiap kondisi. Oleh karena itu, dirancanglah alat ukur sistem pemantauan

pada panel surya menggunakan smartphone berbasis mikrokontroler. Metode

yang digunakan dalam penelitian ini adalah membandingkan hasil pengukuran

dari multimeter dengan mikrokontroler. Hal ini bertujuan untuk mengetahui

selisih dari nilai pengukuran tersebut. Dari hasil penelitian selisih nilai yang

terbaca oleh sensor terhadap multimeter rata-rata untuk tegangan sebesar 0,101 V,

untuk arus 0,015A dan untuk total energi 1,12wh. Perubahan karateristik panel

surya berupa tegangan, arus dan daya dipengaruhi oleh faktor cuaca, intensitas

cahaya dan suhu panel.

  Kata kunci : Arus, Monitoring, Smarthphone, Tegangan, Total Energi

  

ABSTRACT

Solar energy can be utilized as a source of electrical energy and a tool

that can directly convert light into electricity is a solar panel. Commonly used

measurement systems are multimeter, but these measurement systems are less

efficient and can not be applied in many conditions. Therefore the measuring

system is designed to monitor the solar panels using a smartphone-based

microcontroller. The method used in this study is to compare the measurement

results of multimeter with microcontroller. That is to know the difference of the

measurement value. From the results of research the difference in value read by

the sensor to the multimeter average of for the voltage 0,101 V, for the current

0,015 A and for the total energy 1,12wh. Changes in the characteristics of solar

panels in the form of voltage, current and power are influenced by weather, light

intensity and panel temperature.

  Keywords: Current, Monitoring, Smartphone, Total energy, Voltage

LEMBAR PERSEMBAHAN

  Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “RANCANG BANGUN

SISTEM PEMANTAUAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN

  

SMARTPHONE BERBASIS MIKROKONTROLER”. Penulis menyampaikan

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  

1. Kedua orang tua saya Lastari Aryanto dan Rita yang telah memberikan

semangat dan dukungan selama ini.

  

2. Bapak Wahri Sunanda, S. T., M. Eng. selaku Dekan Fakultas Teknik dan

Dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir dari Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung

  

3. Bapak Rudy Kurniawan S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik

Teknik Elektro Tahun 2013 Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung.

  

4. Bapak Irwan Dinata, S. T., M. T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan

Dosen Pembimbing pendamping Tugas Akhir dari Jurusan Teknik Elektro Universitas Bangka Belitung.

  

5. Dosen dan staf Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bangka

Belitung.

  

6. Keluarga besar yang tak pernah putus asa dalam memberi semangat, doa dan

pengertiannya.

  

7. Rekan seperjuangan Teknik Elektro Angkatan 2013 Danial Ramadhan, Juni

Arjuna, Muhammad Ikhsan, Muhammad kevin, Rosario Grace, Rio Simpa Putra, Rudi, Sugeng Ari Saputro, Sudipto dan kakak tingkat\serta adik tingkat tahun 2011, 2012, 2014, 2015 dan 2016.

  8. The Special Girl, calon pendamping hidup Aprilia, S.E 

KATA PENGANTAR

  Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. atas limpahan

rahmat dan hidayahNya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul:

  “RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN PANEL SURYA MENGGUNAKAN SMARTPHONE BERBASIS MIKROKONTROLER” Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi beberapa

data dalam pengukuran panel surya yaitu arus, tegangan, dan daya. Pada tugas

akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar

sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bangka

Belitung.

  Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini

masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun

mengharapkan saran yang membangun agar penulisan ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan ke depan.

  Balunijuk, 19 Juli 2017 Penyusun SEPTIAN TRI KURNIANTO NIM. 102 1311 050

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN.............................................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN.............................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ..........................v

  

INTISARI ............................................................................................................. vi

ABSTRACT .......................................................................................................... vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vii

KATA PENGANTAR.......................................................................................... ix

DAFTAR ISI......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................xv

  

BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................................1

  1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

  1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2

  1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2

  1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................................. 3

  1.6 Keaslian Penelitian.............................................................................................. 3

  1.7 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 5

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI .....................................6

  2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................................. 6

  2.2 Landasan Teori.................................................................................................... 7

  2.2.1 Panel Surya ................................................................................................. 8

  2.2.1.1 Maximum Power Point (Vmp dan Imp).................................................. 9

  2.2.1.2 Open Circuit Voltage (Voc) .................................................................... 9

  2.2.1.3 Short Circuit Current (Isc)...................................................................... 9

  2.2.1.4 Intensitas Cahaya Matahari ..................................................................... 9

  2.2.1.5 Suhu Panel Surya .................................................................................... 9

  2.2.11 Tegangan dan Arus ................................................................................... 22

  

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................31

  3.2.6 Proses Perancangan Alat ........................................................................... 27

  3.2.5 Analisis yang Digunakan .......................................................................... 27

  3.2.4 Teknik Pengumpulan data......................................................................... 27

  3.2.3 Rancangan Penelitian................................................................................ 26

  3.2.2 Model yang Diusulkan .............................................................................. 25

  3.2.1 Variabel yang Dipelajari ............................................................................ 25

  3.2 Langkah Penelitian............................................................................................ 24

  3.1.2 Alat............................................................................................................ 23

  3.1.1 Bahan ........................................................................................................ 23

  3.1 Bahan dan Alat.................................................................................................. 23

  

BAB III METODE PENELITIAN .....................................................................23

  2.2.11.2 Arus................................................................................................... 22

  2.2.11.1 Tegangan........................................................................................... 22

  2.2.10 Multimeter Digital..................................................................................... 21

  2.2.1.6 Shading (bayangan)............................................................................... 10

  2.2.9.6 Button.................................................................................................... 20

  2.2.9.5 Tabel ..................................................................................................... 20

  2.2.9.4 Notification ........................................................................................... 20

  2.2.9.3 Timer ..................................................................................................... 19

  2.2.9.2 History Graph ....................................................................................... 19

  2.2.9.1 Value Display........................................................................................ 19

  2.2.9 Software Blynk.......................................................................................... 18

  2.2.8 LCD (Liquid Crystal Dipslay)16x2 ......................................................... 18

  2.2.7 Modul WI-FI ESP8266 ............................................................................. 17

  2.2.6 Sensor Tegangan ....................................................................................... 16

  2.2.5 Sensor Arus ACS712 ................................................................................ 15

  2.2.4 Sensor Suhu DHT11 ................................................................................. 14

  2.2.3 Arduino Mega 2560 .................................................................................. 11

  2.2.2 Photovoltaic .............................................................................................. 10

  4.1 Spesifikasi panel Surya 10wp ........................................................................... 31

  4.2 Rangkaian pemantauan panel surya .................................................................. 32

  4.3 Hasil pengujian alat untuk pemantauan panel surya ......................................... 35

  4.3.1 Analisis harian pemantauan panel surya tanggal 01-07-2017................... 35

  4.3.2 Analisis mingguan pemantauan panel surya tanggal 01-07-2017............. 47

  

BAB V PENUTUP................................................................................................56

  5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 56

  5.2 Saran ................................................................................................................. 56

  

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................57

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 2. 1 Modul Panel Surya (Wilkipedia, 2017).......................................................... 7 Gambar 2. 2 Modul I-V Curve (panelsurya.com) ............................................................... 8 Gambar 2. 3 grafik pengaruh perubahan suhu panel (panelsurya.com).............................. 9 Gambar 2. 4 Pengaruh shading terhadap efisiensi panel surya (panelsurya.com) ............ 10 Gambar 2. 5 Board Arduino.............................................................................................. 12 Gambar 2. 6 Software Arduino ......................................................................................... 14 Gambar 2. 7 Sensor suhu DHT11 ..................................................................................... 15 Gambar 2. 8 Sensor Arus ACS712 ................................................................................... 16 Gambar 2. 9 Sensor Tegangan .......................................................................................... 17 Gambar 2. 10 Modul Wi-Fi ESP8266............................................................................... 18 Gambar 2. 11 Liquid Crystal Display 16x2 ...................................................................... 18 Gambar 2. 12 Widget Value Display pada Blynk ............................................................ 19 Gambar 2. 13 Widget History Graph pada Blynk............................................................. 19 Gambar 2. 14 Widget Timer pada Blynk.......................................................................... 20 Gambar 2. 15 Widget Notification pada Blynk ................................................................. 20 Gambar 2. 16 Widget tabel pada Blynk ............................................................................ 20 Gambar 2. 17 Widget button pada Blynk .......................................................................... 20 Gambar 2. 18 Multimeter Digital...................................................................................... 21 Gambar 3. 1 Flowchart proses pelaksanaan penelitian..................................................... 24 Gambar 3. 2 Blok Diagram rancang alat ukur karateristik panel surya (Display ............. 25 Gambar 3. 3 Arsitektur perancangan alat ukur berbasis arduino ...................................... 26 Gambar 3. 4 Desain Box panel surya................................................................................ 28 Gambar 3. 5 Desain Box alat pemantauan panel surya ..................................................... 28 Gambar 3. 6 Menu login pada Blynk............................................................................... 29 Gambar 3. 7 Menu new project pada Blynk ..................................................................... 29 Gambar 3. 8 Menu widget Box pada Blynk ...................................................................... 30 Gambar 3. 9 Hasil pembuatan interface pemantauan panel surya pada Blynk ............... 30 Gambar 4. 1 Rangakaian pemantauan panel surya ........................................................... 32 Gambar 4. 2 Pengujian alat dan multimeter menggunakan sumber power supply ........... 32 Gambar 4. 3 Lokasi Pemantaun panel surya (Google Maps, 2017).................................. 33 Gambar 4. 4 Hasil pengukuran energi matahri menggunakan solar meter .............. 33 Gambar 4. 5 Proses pengujian alat.................................................................................... 33 Gambar 4. 6 Pengujian dengan multimeter....................................................................... 34 Gambar 4. 7 Hasil Interface pemantauan panel surya tanggal 01-07-2017 pada ............. 35 Gambar 4. 8 Setting timer pada blynk............................................................................... 36 Gambar 4. 9 Karateristik Tegangan (v) terhadap waktu(t) ............................................... 39 Gambar 4. 19 karateristik perbandingan pembacaan alat dengan multimeter .................. 40 Gambar 4. 11 Karateristik Arus (A) terhadap waktu(t) .................................................... 42 Gambar 4. 12 Karateristik perbandingan pembacaan alat dengan multimeter ................. 43 Gambar 4. 13 Karateristik daya (p) terhadap waktu(t) ..................................................... 45 Gambar 4. 14 Karateristik perbandingan pembacaan alat dengan multimeter ................. 46

  Gambar 4. 15 Karateristik Tegangan rata-rata (v) terhadap waktu (t) .............................. 49 Gambar 4. 16 Karateristik perbandingan pembacaan alat rata-rata dengan..................... 49 Gambar 4. 17 Karateristik Arus rata-rata (a) terhadap waktu (t) ...................................... 51 Gambar 4. 18 Karateristik perbandingan pembacaan alat rata-rata dengan...................... 52 Gambar 4. 19 Karateristik total energi (wh) terhadap waktu (t) ...................................... 54 Gambar 4. 20 Karateristik Grafik pembacaan sensor terhadap multimeter ...................... 55

  

DAFTAR TABEL

  Tabel 2. 1 Fungsi Pin-pin Sensor Arus ............................................................................. 16 Tabel 4. 1 Spesifikasi panel surya 10 wp.......................................................................... 28 Tabel 4. 2 Hasil pengujian alat menggunakan power supply............................................ 33 Tabel 4. 3 Hasil pemantauan harian panel suya pada tanggal 01-07-2017 ....................... 37 Tabel 4. 4 Hasil pemantauan sensor tegangan dan multimeter tanggal 01-07-2017......... 38 Tabel 4. 5 Hasil pemantauan sensor arus dan multimeter tanggal 01-07-2017 ................ 41 Tabel 4. 6 Hasil pemantauan daya dan multimeter tanggal 01-07-2017........................... 44 Tabel 4. 7 Hasil pemantauan mingguan panel suya pada tanggal 26-06-2017 ................. 47 Tabel 4. 8 Hasil pemantauan sensor tegangan rata-rata dan multimeter rata-rata ............ 48 Tabel 4. 9 Hasil pemantauan sensor arus rata-rata dan multimeter rata-rata .................... 50 Tabel 4. 10 Hasil pemantauan total energi dan multimeter tanggal 26-06-2017 .............. 53