DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU PADA KELEMBABAN TANAH Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga Surya Mengacu Pada Kelembaban Tanah.
DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU
PADA KELEMBABAN TANAH
TUGAS AKHIR
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUNAIDI
D400 110 046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
2015
DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU
PADA KELEMBABAN TANAH
TUGAS AKHIR
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUNAIDI
D400 110 046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
2015
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “ Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga Surya
Mengacu pada Kelembaban Tanah ” ini diajukan oleh :
Nama
: Junaidi
Nim
: D400 110 046
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata-Satu (S1)
pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada :
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga
Surya Mengacu pada Kelembaban Tanah ini telah disetujui untuk dipertahankan
di hadapan Tim Penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada:
iii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang tidak
pernah lelah memberikan rahmat-Nya kepada setiap makhluk ciptaan-Nya diatas
bumi ini, sholawat serta salam semoga tetap tersanjung dipangkuan nabi besar
Muhammad Saw.
Syukur
Almahdulillah
yang
hanya
pantas
saya
ucapkan
atas
terselesaikannya tugas akhir ini, dalam kesempatan ini penulis megucapkan
terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu diantara lain:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Umar, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Aris Budiman, S.T, M.T. selaku Pembimbing I Tugas Akhir yang telah
memberikan bimbingan dan arahan sehingga tugas akhir ini dapat
terselesaikan.
4. Bapak Hasyim Asy’ari, S.T., M.T., selaku Pembimbing II yang telah
memberikan dukungan, bimbingan, serta arahan dengan sabar sehingga penulis
iv
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5.
Bapak dan Ibu dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
6.
Staf Tata Usaha, Staf akademik maupun non akademik, serta Staf
Laboratorium Teknik Elektro yang telah banyak membantu dan memberikan
kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7.
Teman-temen seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan KMTE, GOS,
Unit Produksi dan ROBOT Universitas Muhammadiyah Surakarta atas
kekeluargaan dan persahabatan yang terjalin selama ini.
8.
Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini yang
tidak dapat penulis sampaikan satu per satu.
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini
memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada
khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan
bersifat membangun.
WassalamualaikumWr. Wb.
Surakarta, 27 Juli 2015
v
Penulis
MOTTO
Hidup itu sederhana, kau pilih satu tujuan dan cobalah untuk meraihnya
(Han Fast furious)
Pilihlah dia yang mencintai dan mengutamakanmu, daripada dia yang kau
cintai tapi menjadikanmu pengemis cinta.
Kemarahanmu tak akan memperbaiki hidupmu. Senyumlah, dan lakukanlah
yang lebih baik.
(Mario Teguh)
Dunia adalah komedi bagi mereka yang memikirkan nya, atau tragedy bagi
mereka yang merasakannya.
(Harace Walpole)
Jadikan hinaan orang sebagai motivasi terbesarmu
(Junaidi)
Jadilah ikan kecil di kolam yang besar
(Junaidi)
vi
PERSEMBAHAN
Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :
Allah SWT. Atas karunia, nikmat, serta rahmat yang tak pernah henti kau
kucurkan padaku.
Ayah, Ibu dan Keluargaku tercinta. Yang mendidik dengan sabar dan ikhlas tanpa
pamrih semoga selalu diberi kesehatan dan rahmat Allah SWT.
Sukmi nur inayati yang selalu menyuport, mendampingi, memberi semangat tanpa
lelah, sabar dan ikhlas serta selalu setia menemani.
Segenap Keluarga Besar KMTE UMS. Terimakasih untuk setiap canda, tawa, sedih
dan duka serta pelajaran berharga yang telah kalian beri.
Teman–teman Teknik Elektro 2011, khususnya pada Didik Rahmadhani, Agung
Siswanto, Danang, Fitriadi, Afif Saputro, Reza Pahlevi, Bugi Anggriawan, Agung
Purnomo, Tarmuji, Mahmud Ari, Arif Eko, Eri dkk.
Kakak tingkat Teknik Elektro 2009, 2010. Sandy, Annas, Arum, Dhimas, Anton,
dan Anta yang membuatku selalu tertawa.
Teman lama dan teman seperjuangan. Ramadhan, Antoni dan Singgih.
Segenap keluarga Duck Diction Merch yang telah memberi banyak dukungan,
motivasi dan pengalaman hidup. Bebek, Mohan, Ines dkk.
Kakak dan adikku tercinta yang selalu menyuport saya, walau jauh disana, Eko,
Dwi, Fitri, Anton dan Tami.
Tidak lupa untuk mantan pacar yang telah memberi sedikit hinaan sehingga saya
termotivasi untuk segera menyelesaikan kuliah.
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.............................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ..........................................................................................
iv
MOTTO ................................................................................................................
vi
PERSEMBAHAN .................................................................................................
vii
DAFTAR ISI .........................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................
xii
DAFTAR KONTRIBUSI......................................................................................
xiii
ABSTRAKSI ........................................................................................................
xv
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah..................................................................................
3
1.3 Batasan Masalah ....................................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Telaah Penelitian ..................................................................................
viii
5
2.2 Landasan Teori .....................................................................................
6
2.2.1 Sejarah Sel Surya .........................................................................
6
2.2.2 Spesifikasi Sel Surya ...................................................................
8
2.2.2.1 Dasar Sel Surya .................................................................
8
2.2.2.2 Perkembangan Sel Surya...................................................
8
2.2.2.3 Faktor Pengoperasian Sel Surya........................................
9
2.2.3 Arus dan Tegangan ......................................................................
11
2.2.3.1 Daya ..................................................................................
13
2.2.4 Aki (Accu)....................................................................................
14
2.2.5 Arduino ........................................................................................
15
2.2.6 Pompa Air .................................................................................. .
16
2.2.6.1 Pompa Air Tenaga Surya ..................................................
17
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Prosedur Penelitian ...............................................................................
19
3.1.1 Persiapan yang Dilakukan .............................................................
19
3.1.2 Bahan dan Peralatan ......................................................................
19
3.1.2.1 Bahan ................................................................................
19
3.1.2.2 Peralatan Pendukung .........................................................
20
3.1.3 Waktu dan Tempat ........................................................................
20
3.1.3.1 Pengambilan Data .............................................................
21
3.2 Alur Penelitian ......................................................................................
21
3.2.1 Desain Penyiram Taman Otomatis ...............................................
21
ix
3.2.2 Urutan Penelitian ...........................................................................
22
3.2.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................
24
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .....................................................................................
32
4.2 Analisa ..................................................................................................
35
BAB V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...........................................................................................
39
5.2 Saran .....................................................................................................
40
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
41
LAMPIRAN ..........................................................................................................
42
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Aki (accu) ...................................................................................... ....
15
Gambar 2.2 Arduino Uno R3 ................................................................................
15
Gambar 2.3 Sistem pompa air tenaga surya tipe Battery-coupling .......................
17
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................
24
Gambar 4.1 Sel Surya Green Pro 100 Wp.............................................................
26
Gambar 4.2 Solar Charge Controller PWM..........................................................
27
Gambar 4.3 Accu GS Astra 12n9-4b-1................................................................... 28
Gambar 4.4 Rangkaian Relay .............................................................................
28
Gambar 4.5 Scrip Program Arduino Uno............................................................
29
Gambar 4.6 Sensor Kelembaban tanah................................................................
30
Gambar 4.7 Solar Power Inverter ........................................................................
31
Gambar 4.8 Pompa air aquarium 60 Watt...........................................................
31
Gambar 4.9 Sprinkler Penyiram Taman...............................................................
32
Gambar 4.10 Diagram Sistem Rangkaian............................................................
33
Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap Arus dan Tegangan
Panel Surya............................................................................................................. 38
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap Ketahanan Aki.... 38
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi panel surya ..........................................................................
19
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pompa Air dengan Ketinggian Pompa Air 2,5 Meter.. 34
xii
DAFTAR KONTRIBUSI
Tugas Akhir ini bermula dari ketertarikan penulis terhadap pembangkitan
energi alternatif terbarukan yang kedepannya memiliki prospek dan manfaat yang
besar untuk dikembangkan. Ide tugas akhir ini berasal dari Bapak Hasyim Asy’ari,
S.T., M.T., Beliau menawarkan judul tugas akhir mengenai pemanfaatan energi
alternatif. Setelah berkonsultasi dan diberikan penjelasan, akhirnya penulis berniat
untuk melakukan penelitian. Beliau juga menyetujui untuk menjadi pembimbing
dalam tugas akhir ini.
Setelah beberapa kali berkonsultasi mengenai judul tugas akhir dan teknis
penelitian, akhirnya penulis memutuskan untuk membuat proposal tugas akhir
sekaligus meminta kesediaan Bapak Aris Budiman, ST. MT. untuk menjadi
pembimbing dalam penelitian ini. Setelah seminar proposal dibuat dan disetujui
untuk ditindaklanjuti sebagai Tugas Akhir penulis memulai penelitian mengenai
energi terbarukan berupa panel surya ini.
Penelitian ini dilakukan di desa gumpang kecamatan kartasura tepatnya di
lapangan gumpang. Bahan-bahan yang dipergunakan seperti sel surya, milik temanteman satu kost. dan untuk peralatan lain meminjam dari Bapak Hasyim Asy’ari, ST.
MT, Laboratorium Teknik Elektro, dan untuk kekurangannya diperoleh melalui
pembelian. Pengambilan data dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan seluruh
data yang diperlukan dalam penelitian ini.
xiii
Setiap ada perubahan penulis selalu berkonsultasi dengan pembimbing, hingga
akhirnya seluruh data yang diperlukan terkumpul. Kemudian penulis menganalisa
data yang terkumpul. Hasil pengujian dan analisa disusun dalam sebuah laporan
Tugas Akhir.
Demikian daftar kontribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.
Surakarta, 27 Juli 2015
xiv
ABSTRAKSI
Berbagai penelitian dilakukan untuk mengolah energi matahari yang berlimpah luas
di dunia, terlebih di Indonesia yang merupakan negara tropis. Sekarang ini penggunaan
panel surya mulai dikembangkan sebagai salah satu alternatif sumber pembangkit energi
listrik. Para peneliti mencari cara untuk memanfaatkan panel surya sebagai alat yang dapat
meringankan dan berguna bagi masyarakat seperti penyiram taman yang bekerja secara
otomatis dengan mempertimbangkan kelembaban tanah. Penelitian ini bertujuan untuk
membuat desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah.
Pada penyiram taman otomatis tenaga surya metode yang dilakukan adalah
merancang tempat untuk peletakan panel surya pada ketinggian 2 meter diatas permukaan
tanah dengan sudut kemiringan 300, pemasangan sprinkler di daerah tanaman berada agar
tanaman dapat tersirami air secara menyeluruh, dan pemasangan sensor kelembaban tanah
di permukaan tanah dengan jarak 1 meter dengan harapan sensor dapat bekerja sesuai nilai
kelembaban tanah. Cara pengamatan yang dilakukan adalah pengambilan data terkait nilai
tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel surya, debit air, variasi semburan air dan
lama waktu pompa air agar dapat menyuplai. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran
ini antara lain: luxmeter, digunakan untuk mengukur intensitas cahaya. Amperemeter,
digunakan untuk mengukur arus DC. Multitester, digunakan untuk mengukur tegangan dan
arus AC. Stopwatch, digunakan untuk menghitung lamanya waktu.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa, pompa air aquarium dapat menyala dan mati
secara otomatis tanpa perantara manusia, hal ini karena adanya sensor kelembaban tanah,
apabila sensor menunjukkan nilai diatas 700 maka arduino uno akan menyalurkan daya
output menuju rangkaian relay sehingga pompa air menyala. Sebaliknya, jika sensor
kelembaban menunjukkan nilai kurang dari 700 maka arduino uno tidak menyalurkan daya
output menuju rangkaian relay sehingga sumber DC dari baterai tidak dapat disalurkan ke
pompa air. Pengujian pompa air tanpa menggunakan panel surya mampu menghidupkan
pompa air aquarium selama 25 menit. Hal ini karena secara penuh energi disuplai oleh aki
(accu). Sedangkan saat menggunakan panel surya untuk intensitas tertinggi yang didapat
saat penelitian adalah 102.000 lux, mampu menghidupkan pompa air aquarium selama 55
menit. Pompa air aquarium dapat bekerja lebih lama dengan selisih waktu 30 menit
dibanding tanpa menggunakan panel surya.
Kata kunci : penyiram taman otomatis, panel surya, arduino, sensor kelembaban
tanah.
xv
PADA KELEMBABAN TANAH
TUGAS AKHIR
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUNAIDI
D400 110 046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
2015
DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU
PADA KELEMBABAN TANAH
TUGAS AKHIR
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUNAIDI
D400 110 046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA
2015
i
LEMBAR PERSETUJUAN
Tugas Akhir dengan judul “ Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga Surya
Mengacu pada Kelembaban Tanah ” ini diajukan oleh :
Nama
: Junaidi
Nim
: D400 110 046
Guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata-Satu (S1)
pada Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta, telah diperiksa dan disetujui pada :
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga
Surya Mengacu pada Kelembaban Tanah ini telah disetujui untuk dipertahankan
di hadapan Tim Penguji Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada:
iii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang tidak
pernah lelah memberikan rahmat-Nya kepada setiap makhluk ciptaan-Nya diatas
bumi ini, sholawat serta salam semoga tetap tersanjung dipangkuan nabi besar
Muhammad Saw.
Syukur
Almahdulillah
yang
hanya
pantas
saya
ucapkan
atas
terselesaikannya tugas akhir ini, dalam kesempatan ini penulis megucapkan
terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu diantara lain:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Umar, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Aris Budiman, S.T, M.T. selaku Pembimbing I Tugas Akhir yang telah
memberikan bimbingan dan arahan sehingga tugas akhir ini dapat
terselesaikan.
4. Bapak Hasyim Asy’ari, S.T., M.T., selaku Pembimbing II yang telah
memberikan dukungan, bimbingan, serta arahan dengan sabar sehingga penulis
iv
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
5.
Bapak dan Ibu dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
6.
Staf Tata Usaha, Staf akademik maupun non akademik, serta Staf
Laboratorium Teknik Elektro yang telah banyak membantu dan memberikan
kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7.
Teman-temen seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan KMTE, GOS,
Unit Produksi dan ROBOT Universitas Muhammadiyah Surakarta atas
kekeluargaan dan persahabatan yang terjalin selama ini.
8.
Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini yang
tidak dapat penulis sampaikan satu per satu.
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini
memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada
khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan
bersifat membangun.
WassalamualaikumWr. Wb.
Surakarta, 27 Juli 2015
v
Penulis
MOTTO
Hidup itu sederhana, kau pilih satu tujuan dan cobalah untuk meraihnya
(Han Fast furious)
Pilihlah dia yang mencintai dan mengutamakanmu, daripada dia yang kau
cintai tapi menjadikanmu pengemis cinta.
Kemarahanmu tak akan memperbaiki hidupmu. Senyumlah, dan lakukanlah
yang lebih baik.
(Mario Teguh)
Dunia adalah komedi bagi mereka yang memikirkan nya, atau tragedy bagi
mereka yang merasakannya.
(Harace Walpole)
Jadikan hinaan orang sebagai motivasi terbesarmu
(Junaidi)
Jadilah ikan kecil di kolam yang besar
(Junaidi)
vi
PERSEMBAHAN
Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :
Allah SWT. Atas karunia, nikmat, serta rahmat yang tak pernah henti kau
kucurkan padaku.
Ayah, Ibu dan Keluargaku tercinta. Yang mendidik dengan sabar dan ikhlas tanpa
pamrih semoga selalu diberi kesehatan dan rahmat Allah SWT.
Sukmi nur inayati yang selalu menyuport, mendampingi, memberi semangat tanpa
lelah, sabar dan ikhlas serta selalu setia menemani.
Segenap Keluarga Besar KMTE UMS. Terimakasih untuk setiap canda, tawa, sedih
dan duka serta pelajaran berharga yang telah kalian beri.
Teman–teman Teknik Elektro 2011, khususnya pada Didik Rahmadhani, Agung
Siswanto, Danang, Fitriadi, Afif Saputro, Reza Pahlevi, Bugi Anggriawan, Agung
Purnomo, Tarmuji, Mahmud Ari, Arif Eko, Eri dkk.
Kakak tingkat Teknik Elektro 2009, 2010. Sandy, Annas, Arum, Dhimas, Anton,
dan Anta yang membuatku selalu tertawa.
Teman lama dan teman seperjuangan. Ramadhan, Antoni dan Singgih.
Segenap keluarga Duck Diction Merch yang telah memberi banyak dukungan,
motivasi dan pengalaman hidup. Bebek, Mohan, Ines dkk.
Kakak dan adikku tercinta yang selalu menyuport saya, walau jauh disana, Eko,
Dwi, Fitri, Anton dan Tami.
Tidak lupa untuk mantan pacar yang telah memberi sedikit hinaan sehingga saya
termotivasi untuk segera menyelesaikan kuliah.
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.............................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ..........................................................................................
iv
MOTTO ................................................................................................................
vi
PERSEMBAHAN .................................................................................................
vii
DAFTAR ISI .........................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................
xi
DAFTAR TABEL .................................................................................................
xii
DAFTAR KONTRIBUSI......................................................................................
xiii
ABSTRAKSI ........................................................................................................
xv
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah..................................................................................
3
1.3 Batasan Masalah ....................................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Telaah Penelitian ..................................................................................
viii
5
2.2 Landasan Teori .....................................................................................
6
2.2.1 Sejarah Sel Surya .........................................................................
6
2.2.2 Spesifikasi Sel Surya ...................................................................
8
2.2.2.1 Dasar Sel Surya .................................................................
8
2.2.2.2 Perkembangan Sel Surya...................................................
8
2.2.2.3 Faktor Pengoperasian Sel Surya........................................
9
2.2.3 Arus dan Tegangan ......................................................................
11
2.2.3.1 Daya ..................................................................................
13
2.2.4 Aki (Accu)....................................................................................
14
2.2.5 Arduino ........................................................................................
15
2.2.6 Pompa Air .................................................................................. .
16
2.2.6.1 Pompa Air Tenaga Surya ..................................................
17
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1 Prosedur Penelitian ...............................................................................
19
3.1.1 Persiapan yang Dilakukan .............................................................
19
3.1.2 Bahan dan Peralatan ......................................................................
19
3.1.2.1 Bahan ................................................................................
19
3.1.2.2 Peralatan Pendukung .........................................................
20
3.1.3 Waktu dan Tempat ........................................................................
20
3.1.3.1 Pengambilan Data .............................................................
21
3.2 Alur Penelitian ......................................................................................
21
3.2.1 Desain Penyiram Taman Otomatis ...............................................
21
ix
3.2.2 Urutan Penelitian ...........................................................................
22
3.2.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................
24
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .....................................................................................
32
4.2 Analisa ..................................................................................................
35
BAB V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...........................................................................................
39
5.2 Saran .....................................................................................................
40
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
41
LAMPIRAN ..........................................................................................................
42
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Aki (accu) ...................................................................................... ....
15
Gambar 2.2 Arduino Uno R3 ................................................................................
15
Gambar 2.3 Sistem pompa air tenaga surya tipe Battery-coupling .......................
17
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................
24
Gambar 4.1 Sel Surya Green Pro 100 Wp.............................................................
26
Gambar 4.2 Solar Charge Controller PWM..........................................................
27
Gambar 4.3 Accu GS Astra 12n9-4b-1................................................................... 28
Gambar 4.4 Rangkaian Relay .............................................................................
28
Gambar 4.5 Scrip Program Arduino Uno............................................................
29
Gambar 4.6 Sensor Kelembaban tanah................................................................
30
Gambar 4.7 Solar Power Inverter ........................................................................
31
Gambar 4.8 Pompa air aquarium 60 Watt...........................................................
31
Gambar 4.9 Sprinkler Penyiram Taman...............................................................
32
Gambar 4.10 Diagram Sistem Rangkaian............................................................
33
Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap Arus dan Tegangan
Panel Surya............................................................................................................. 38
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap Ketahanan Aki.... 38
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi panel surya ..........................................................................
19
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pompa Air dengan Ketinggian Pompa Air 2,5 Meter.. 34
xii
DAFTAR KONTRIBUSI
Tugas Akhir ini bermula dari ketertarikan penulis terhadap pembangkitan
energi alternatif terbarukan yang kedepannya memiliki prospek dan manfaat yang
besar untuk dikembangkan. Ide tugas akhir ini berasal dari Bapak Hasyim Asy’ari,
S.T., M.T., Beliau menawarkan judul tugas akhir mengenai pemanfaatan energi
alternatif. Setelah berkonsultasi dan diberikan penjelasan, akhirnya penulis berniat
untuk melakukan penelitian. Beliau juga menyetujui untuk menjadi pembimbing
dalam tugas akhir ini.
Setelah beberapa kali berkonsultasi mengenai judul tugas akhir dan teknis
penelitian, akhirnya penulis memutuskan untuk membuat proposal tugas akhir
sekaligus meminta kesediaan Bapak Aris Budiman, ST. MT. untuk menjadi
pembimbing dalam penelitian ini. Setelah seminar proposal dibuat dan disetujui
untuk ditindaklanjuti sebagai Tugas Akhir penulis memulai penelitian mengenai
energi terbarukan berupa panel surya ini.
Penelitian ini dilakukan di desa gumpang kecamatan kartasura tepatnya di
lapangan gumpang. Bahan-bahan yang dipergunakan seperti sel surya, milik temanteman satu kost. dan untuk peralatan lain meminjam dari Bapak Hasyim Asy’ari, ST.
MT, Laboratorium Teknik Elektro, dan untuk kekurangannya diperoleh melalui
pembelian. Pengambilan data dilakukan beberapa kali untuk mendapatkan seluruh
data yang diperlukan dalam penelitian ini.
xiii
Setiap ada perubahan penulis selalu berkonsultasi dengan pembimbing, hingga
akhirnya seluruh data yang diperlukan terkumpul. Kemudian penulis menganalisa
data yang terkumpul. Hasil pengujian dan analisa disusun dalam sebuah laporan
Tugas Akhir.
Demikian daftar kontribusi penulis buat dengan sejujur-jujurnya.
Surakarta, 27 Juli 2015
xiv
ABSTRAKSI
Berbagai penelitian dilakukan untuk mengolah energi matahari yang berlimpah luas
di dunia, terlebih di Indonesia yang merupakan negara tropis. Sekarang ini penggunaan
panel surya mulai dikembangkan sebagai salah satu alternatif sumber pembangkit energi
listrik. Para peneliti mencari cara untuk memanfaatkan panel surya sebagai alat yang dapat
meringankan dan berguna bagi masyarakat seperti penyiram taman yang bekerja secara
otomatis dengan mempertimbangkan kelembaban tanah. Penelitian ini bertujuan untuk
membuat desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah.
Pada penyiram taman otomatis tenaga surya metode yang dilakukan adalah
merancang tempat untuk peletakan panel surya pada ketinggian 2 meter diatas permukaan
tanah dengan sudut kemiringan 300, pemasangan sprinkler di daerah tanaman berada agar
tanaman dapat tersirami air secara menyeluruh, dan pemasangan sensor kelembaban tanah
di permukaan tanah dengan jarak 1 meter dengan harapan sensor dapat bekerja sesuai nilai
kelembaban tanah. Cara pengamatan yang dilakukan adalah pengambilan data terkait nilai
tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel surya, debit air, variasi semburan air dan
lama waktu pompa air agar dapat menyuplai. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran
ini antara lain: luxmeter, digunakan untuk mengukur intensitas cahaya. Amperemeter,
digunakan untuk mengukur arus DC. Multitester, digunakan untuk mengukur tegangan dan
arus AC. Stopwatch, digunakan untuk menghitung lamanya waktu.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa, pompa air aquarium dapat menyala dan mati
secara otomatis tanpa perantara manusia, hal ini karena adanya sensor kelembaban tanah,
apabila sensor menunjukkan nilai diatas 700 maka arduino uno akan menyalurkan daya
output menuju rangkaian relay sehingga pompa air menyala. Sebaliknya, jika sensor
kelembaban menunjukkan nilai kurang dari 700 maka arduino uno tidak menyalurkan daya
output menuju rangkaian relay sehingga sumber DC dari baterai tidak dapat disalurkan ke
pompa air. Pengujian pompa air tanpa menggunakan panel surya mampu menghidupkan
pompa air aquarium selama 25 menit. Hal ini karena secara penuh energi disuplai oleh aki
(accu). Sedangkan saat menggunakan panel surya untuk intensitas tertinggi yang didapat
saat penelitian adalah 102.000 lux, mampu menghidupkan pompa air aquarium selama 55
menit. Pompa air aquarium dapat bekerja lebih lama dengan selisih waktu 30 menit
dibanding tanpa menggunakan panel surya.
Kata kunci : penyiram taman otomatis, panel surya, arduino, sensor kelembaban
tanah.
xv