Implementasi Mikrokontroler Atmega 8535 pada Panel Surya Statis dan Panel Surya Dinamis Berdasarkan Waktu Menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307
BAB 1
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai latar belakang pemilihan judul skripsi
“Implementasi mikrokontroler atmega 8535 pada panel surya statis dan panel surya
dinamis berdasarkan waktu menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307”, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan.
1.1.Latar Belakang
Perkembangan populasi manusia di dunia mengakibatkan meningkatnya kebutuhan
yang harus disediakan oleh pemerintah. Misalnya yang paling vital yakni kebutuhan
listrik dimana lebih dari separuh pekerjaan dan kebutuhan sehari-hari memerlukan
listrik. Untuk itu pemerintah harus terus berinovasi dalam mengembangkan
pembangkit listrik. Umumnya energi listrik yang diperoleh berasal dari bantuan air
atau angin. Sebenarnya ada sumber energi lain yang dapat digunakan, yaitu
menggunakan energi cahaya matahari (Solar Energy).
Energi matahari dapat dimanfaatkan dengan cara merangkai suatu alat yang
dapat digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Alat yang
dapat digunakan adalah solar sel. Teknologi dengan menggunakan solar sel telah lama
dikenal oleh manusia. Solar sel dengan kemajuan teknologi menjadi sangat umum
sekarang ini. Beberapa pendapat tentang solar sel menurut beberapa peneliti , yakni:
1.
Solar sel adalah alat yang mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik
dan keuntungannya adalah sinar matahari dapat diperoleh setiap hari secara
bebas (Saputra, 2008).
Universitas Sumatera Utara
2
2. Solar sel merupakan energi terbarukan yang menawarkan banyak keuntungan
seperti tanpa memerlukan bahan bakar minyak, tidak menghasilkan polusi dan
biaya perawatan rendah serta tidak menghasilkan noise (Surojo et. al, 2010).
3.
Semakin besar intensitas cahaya matahari yang ditangkap oleh solar cell,
semakin besar daya listrik yang dihasilkan (Zulfi, 2010).
4.
Dengan posisi panel menghadap ke atas dan jika dianggap benda yang
mempunyai permukaan rata maka panel akan mendapat radiasi matahari
maksimum pada saat matahari tegak lurus dengan bidang panel. Pada saat arah
matahari tidak tegak lurus dengan bidang panel atau membentuk sudut Ө maka
panel akan menerima radiasi lebih kecil dengan faktor cos Ө (Yuwono, 2005).
Pada umumnya, solar sel merupakan sebuah hamparan semikonduktor yang dapat
menyerap photon dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Setiap jenis
semikonduktor yang berbeda hanya dapat menyerap photons pada tingkat energi
tertentu saja yang dikenal dengan istilah bandgap. Solar tracker adalah suatu
perangkat yang digunakan untuk mendeteksi cahaya matahari. Implementasi solar sel
saat ini terdiri dari dua jenis, yaitu solar sel statis dan dinamis. Solar sel statis dibuat
dengan cara meletakan solar sel membentuk setengah lingkaran atau dengan membuat
wadah besar yg mengarah ke langit. Sedangkan solar sel dinamis atau sering juga
disebut sebagai solar sel otomatis, dimana wadah solar sel mengikuti arah pergerakan
cahaya matahari atau yang mewakilinya.
Menurut Maulana (2011) agar panel surya menangkap cahaya matahari lebih
maksimal maka bisa dilakukan dengan mengkombinasikan solar tracker untuk
mendeteksi cahaya matahari kemudian menggerakkan panel surya untuk mengikuti
arah pergerakan matahari. kombinasi ini disebut sistem panel surya otomatis (SPSO).
Sedangkan menurut Rif’an (2012) untuk mendapatkan energi paling besar akan
dihasilkan jika sudut deviasi solar tracker sebesar 5 derajat. Untuk mengetahui
perbedaan antara solar sel statis dan dinamis maka dibuatlah suatu perancangan solar
sel untuk membandingkan dan menganalisa hasil yang didapat dari kedua solar sel
tersebut.
Informasi solar sel sudah cukup banyak dijumpai dalam beberapa artikel namun
kebanyakan ditemukan hanya membahas salah satu dari jenis solar sel yakni statis
atau dinamis. Namun untuk perbandingan efisiensinya sendiri masih sedikit. Selama
Universitas Sumatera Utara
3
ini untuk mengetahui perbedaan antara solar sel statis dengan dinamis yaitu dengan
membandingkan antara satu artikel mengenai solar sel statis dan artikel lainnya
mengenai solar sel dinamis. Hal ini dapat menyebabkan hasil yg berbeda dikarenakan
hasilnya dipengaruhi oleh waktu, tempat dan kondisi cuaca yang berbeda.
Namun hal itu akan dipermudah dengan dibangunnya sebuah sistem solar sel
dengan konsep yang kompleks yang dipengaruhi oleh kondisi yang sama sehingga
hasilnya akurat sebagai bahan perbandingan yaitu sebuah simulasi solar sel statis dan
dinamis dalam satu wadah menggunakan mikrokontroler atmega 8535.
1.2.Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang tersebut yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini
adalah bagaimana mengimplementasikan mikrokontroler atmega 8535 pada solar sel
statis dan dinamis serta mengetahui hasil keluaran yang diperoleh dari masing-masing
alat tersebut. Dipilihnya sistem mikrokontroler ini karena sistem mikrokontroler
merupakan sistem yang handal, membutuhkan biaya yang murah dan bisa dirancang
untuk alat yang portable.
1.3.Ruang Lingkup Penelitian
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Menggunakan mikrokontroler atmega 8535.
2. Solar sel dinamis tidak menggunakan sensor pendeteksi cahaya melainkan
menggunakan timer.
3. Penentuan arah mata angin (timur dan barat) sudah diketahui.
4. Sistem solar sel yang dibuat merupakan simulator yang terdiri dari :
a. Rangkaian solar sel
b. Display arus, tegangan dan sudut perputaran servo berbasis LCD dan
dekstop.
5. Menggunakan bahasa pemrograman C
Universitas Sumatera Utara
4
1.4.Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat solar sel statis dan solar sel dinamis dengan
bantuan mikrokontroler atmega 8535 serta membandingkan arus dan tegangan yang
dihasilkan oleh kedua perangkat tersebut.
1.5.Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa mikrokontroler atmega
8535 dapat digunakan untuk membuat solar sel statis dan dinamis serta memberikan
informasi besarnya perbedaan arus dan tegangan yang dihasilkan.
1.6.Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
1.
Studi Literatur
Penulis melakukan studi kepustakaan melalui penelitian berupa buku, jurnal
maupun artikel-artikel yang relevan mengenai Solar Tracker.
2.
Analisis dan Perancangan
Perancangan sistem dimulai dengan tahap mengindentifikasikan masalah,
memahami kerja sistem yang akan dibuat, merancang dan membuat laporan
tentang hasil analisis, dan Perancangan yang dimaksud adalah dengan
membuat interface sistem dan menggambarkan sistem dengan menggunakan
flowchart dan UML .
3.
Implementasi
Metode ini dilaksanakan dengan mengimplementasikan rancangan sistem
yang telah dibuat pada impelementasi sistem menggunakan bahasa
pemrograman C.
4.
Pengujian
Metode ini dilaksanakan dengan melakukan pengujian terhadap sistem yang
telah dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
5.
Dokumentasi
Setelah seluruh metode sudah dilakukan dengan sempurna, maka selanjutnya
metode dokumentasi dilakukan, dengan cara membuat laporan hasil analisa
kedalam format penulisan tugas akhir yang disertai dengan adanya
kesimpulan.
1.7.Sistematika Penulisan
Adapun langkah-langkah dalam menyelesaikan penelitian ini adalah sebagai berikut :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Bab ini akan menjelaskan mengenai latar belakang pemilihan judul skripsi
“Implementasi mikrokontroler atmega 8535 pada solar sel statis dan dinamis
terhadap panel surya”, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori-teori yang berkaitan dengan perancangan
hardware.
BAB 3 : ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini menjelaskan analisis dan perancangan sistem kerja perangkat keras
yang dibuat dengan mikrokontroler atmega 8535.
BAB 4 : IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini berisi implementasi perancangan sistem dari hasil analisis dan
perancangan yang sudah dibuat, serta menguji sistem untuk menemukan
kelebihan dan kekurangan pada sistem yang dibuat.
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan
saran-saran yang diharapkan dapat bermanfaat dalam pengembangan
penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai latar belakang pemilihan judul skripsi
“Implementasi mikrokontroler atmega 8535 pada panel surya statis dan panel surya
dinamis berdasarkan waktu menggunakan Real Time Clock (RTC) DS1307”, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan.
1.1.Latar Belakang
Perkembangan populasi manusia di dunia mengakibatkan meningkatnya kebutuhan
yang harus disediakan oleh pemerintah. Misalnya yang paling vital yakni kebutuhan
listrik dimana lebih dari separuh pekerjaan dan kebutuhan sehari-hari memerlukan
listrik. Untuk itu pemerintah harus terus berinovasi dalam mengembangkan
pembangkit listrik. Umumnya energi listrik yang diperoleh berasal dari bantuan air
atau angin. Sebenarnya ada sumber energi lain yang dapat digunakan, yaitu
menggunakan energi cahaya matahari (Solar Energy).
Energi matahari dapat dimanfaatkan dengan cara merangkai suatu alat yang
dapat digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Alat yang
dapat digunakan adalah solar sel. Teknologi dengan menggunakan solar sel telah lama
dikenal oleh manusia. Solar sel dengan kemajuan teknologi menjadi sangat umum
sekarang ini. Beberapa pendapat tentang solar sel menurut beberapa peneliti , yakni:
1.
Solar sel adalah alat yang mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik
dan keuntungannya adalah sinar matahari dapat diperoleh setiap hari secara
bebas (Saputra, 2008).
Universitas Sumatera Utara
2
2. Solar sel merupakan energi terbarukan yang menawarkan banyak keuntungan
seperti tanpa memerlukan bahan bakar minyak, tidak menghasilkan polusi dan
biaya perawatan rendah serta tidak menghasilkan noise (Surojo et. al, 2010).
3.
Semakin besar intensitas cahaya matahari yang ditangkap oleh solar cell,
semakin besar daya listrik yang dihasilkan (Zulfi, 2010).
4.
Dengan posisi panel menghadap ke atas dan jika dianggap benda yang
mempunyai permukaan rata maka panel akan mendapat radiasi matahari
maksimum pada saat matahari tegak lurus dengan bidang panel. Pada saat arah
matahari tidak tegak lurus dengan bidang panel atau membentuk sudut Ө maka
panel akan menerima radiasi lebih kecil dengan faktor cos Ө (Yuwono, 2005).
Pada umumnya, solar sel merupakan sebuah hamparan semikonduktor yang dapat
menyerap photon dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Setiap jenis
semikonduktor yang berbeda hanya dapat menyerap photons pada tingkat energi
tertentu saja yang dikenal dengan istilah bandgap. Solar tracker adalah suatu
perangkat yang digunakan untuk mendeteksi cahaya matahari. Implementasi solar sel
saat ini terdiri dari dua jenis, yaitu solar sel statis dan dinamis. Solar sel statis dibuat
dengan cara meletakan solar sel membentuk setengah lingkaran atau dengan membuat
wadah besar yg mengarah ke langit. Sedangkan solar sel dinamis atau sering juga
disebut sebagai solar sel otomatis, dimana wadah solar sel mengikuti arah pergerakan
cahaya matahari atau yang mewakilinya.
Menurut Maulana (2011) agar panel surya menangkap cahaya matahari lebih
maksimal maka bisa dilakukan dengan mengkombinasikan solar tracker untuk
mendeteksi cahaya matahari kemudian menggerakkan panel surya untuk mengikuti
arah pergerakan matahari. kombinasi ini disebut sistem panel surya otomatis (SPSO).
Sedangkan menurut Rif’an (2012) untuk mendapatkan energi paling besar akan
dihasilkan jika sudut deviasi solar tracker sebesar 5 derajat. Untuk mengetahui
perbedaan antara solar sel statis dan dinamis maka dibuatlah suatu perancangan solar
sel untuk membandingkan dan menganalisa hasil yang didapat dari kedua solar sel
tersebut.
Informasi solar sel sudah cukup banyak dijumpai dalam beberapa artikel namun
kebanyakan ditemukan hanya membahas salah satu dari jenis solar sel yakni statis
atau dinamis. Namun untuk perbandingan efisiensinya sendiri masih sedikit. Selama
Universitas Sumatera Utara
3
ini untuk mengetahui perbedaan antara solar sel statis dengan dinamis yaitu dengan
membandingkan antara satu artikel mengenai solar sel statis dan artikel lainnya
mengenai solar sel dinamis. Hal ini dapat menyebabkan hasil yg berbeda dikarenakan
hasilnya dipengaruhi oleh waktu, tempat dan kondisi cuaca yang berbeda.
Namun hal itu akan dipermudah dengan dibangunnya sebuah sistem solar sel
dengan konsep yang kompleks yang dipengaruhi oleh kondisi yang sama sehingga
hasilnya akurat sebagai bahan perbandingan yaitu sebuah simulasi solar sel statis dan
dinamis dalam satu wadah menggunakan mikrokontroler atmega 8535.
1.2.Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang tersebut yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini
adalah bagaimana mengimplementasikan mikrokontroler atmega 8535 pada solar sel
statis dan dinamis serta mengetahui hasil keluaran yang diperoleh dari masing-masing
alat tersebut. Dipilihnya sistem mikrokontroler ini karena sistem mikrokontroler
merupakan sistem yang handal, membutuhkan biaya yang murah dan bisa dirancang
untuk alat yang portable.
1.3.Ruang Lingkup Penelitian
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Menggunakan mikrokontroler atmega 8535.
2. Solar sel dinamis tidak menggunakan sensor pendeteksi cahaya melainkan
menggunakan timer.
3. Penentuan arah mata angin (timur dan barat) sudah diketahui.
4. Sistem solar sel yang dibuat merupakan simulator yang terdiri dari :
a. Rangkaian solar sel
b. Display arus, tegangan dan sudut perputaran servo berbasis LCD dan
dekstop.
5. Menggunakan bahasa pemrograman C
Universitas Sumatera Utara
4
1.4.Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah membuat solar sel statis dan solar sel dinamis dengan
bantuan mikrokontroler atmega 8535 serta membandingkan arus dan tegangan yang
dihasilkan oleh kedua perangkat tersebut.
1.5.Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa mikrokontroler atmega
8535 dapat digunakan untuk membuat solar sel statis dan dinamis serta memberikan
informasi besarnya perbedaan arus dan tegangan yang dihasilkan.
1.6.Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
1.
Studi Literatur
Penulis melakukan studi kepustakaan melalui penelitian berupa buku, jurnal
maupun artikel-artikel yang relevan mengenai Solar Tracker.
2.
Analisis dan Perancangan
Perancangan sistem dimulai dengan tahap mengindentifikasikan masalah,
memahami kerja sistem yang akan dibuat, merancang dan membuat laporan
tentang hasil analisis, dan Perancangan yang dimaksud adalah dengan
membuat interface sistem dan menggambarkan sistem dengan menggunakan
flowchart dan UML .
3.
Implementasi
Metode ini dilaksanakan dengan mengimplementasikan rancangan sistem
yang telah dibuat pada impelementasi sistem menggunakan bahasa
pemrograman C.
4.
Pengujian
Metode ini dilaksanakan dengan melakukan pengujian terhadap sistem yang
telah dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
5.
Dokumentasi
Setelah seluruh metode sudah dilakukan dengan sempurna, maka selanjutnya
metode dokumentasi dilakukan, dengan cara membuat laporan hasil analisa
kedalam format penulisan tugas akhir yang disertai dengan adanya
kesimpulan.
1.7.Sistematika Penulisan
Adapun langkah-langkah dalam menyelesaikan penelitian ini adalah sebagai berikut :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Bab ini akan menjelaskan mengenai latar belakang pemilihan judul skripsi
“Implementasi mikrokontroler atmega 8535 pada solar sel statis dan dinamis
terhadap panel surya”, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori-teori yang berkaitan dengan perancangan
hardware.
BAB 3 : ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini menjelaskan analisis dan perancangan sistem kerja perangkat keras
yang dibuat dengan mikrokontroler atmega 8535.
BAB 4 : IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini berisi implementasi perancangan sistem dari hasil analisis dan
perancangan yang sudah dibuat, serta menguji sistem untuk menemukan
kelebihan dan kekurangan pada sistem yang dibuat.
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan
saran-saran yang diharapkan dapat bermanfaat dalam pengembangan
penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara