Sistem Penerangan Rumah Cerdas Menggunakan Solar Cell Berbasis Mikrokontroller Atmega32
0
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN
SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
VERDIAN ARIEF
NIM : 130821023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
1
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN SOLAR
CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
VERDIAN ARIEF
NIM : 130821023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS
MENGGUNAKAN SOLAR CELL BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA32
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: VERDIAN ARIEF
NIM
: 130821023
Program Studi
: SARJANA (S1) FISIKA EKSTENSI
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan,
Januari 2016
Komisi Pembimbing :
Diketahui/Disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing,
Dr. Marhaposan Situmorang
Drs. Kurnia Brahmana, M.Si
NIP .195510301980031003
NIP. 196009301986011001
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN SOLAR
CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Januari 2016
VERDIAN ARIEF
NIM. 130821023
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah
puji
dan
syukur
penulis
ucapkan
kepada
Allah
Subhanahuwata’ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Shalawat dan Salam kepada
Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa’atnya di kemudian hari.
Amin
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan
terima kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga serta orang- orang yang
mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek Skripsi ini. Pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr. Sutarman beserta jajarannya di lingkungan FMIPA USU.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1 Fakultas
Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc, selaku Sekretaris Program Studi Fisika S1
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana M. Si selaku dosen pembimbing yang telah bersedia
dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Fisika SI Departemen Fisika FMIPA
USU.
6. Ayahanda Imnadir dan Ibunda Asnita, terima kasih atas kasih sayang dan
kepercayaan yang telah kalian berikan kepada anak kalian ini, serta kakak tercinta
Universitas Sumatera Utara
iv
Risye Atmi dan Refit Atmi, terimakasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang
diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan skripsi ini serta buat
seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan
kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang
seperti sekarang.
7. Semua teman-teman seperjuangan angkatan 2013 Ekstensi Fisika Instrumentasi
yang sama-sama merasakan pahit manisnya membuat Skripsi serta selama kuliah
di Universitas Sumatera Utara.
8. Dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang
tidak mampu saya tuliskan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan
saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan,
Januari 2016
Hormat Penulis,
Verdian Arief
NIM.130821023
Universitas Sumatera Utara
v
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN
SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
ABSTRAK
Seiring dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi, maka semakin
tinggi pula kebutuhan manusia akan listrik. Karena hampir semua alat – alat
elektronik membutuhkan listrik dalam penggunaannya. Namun, terbatasnya sumber
daya alam (SDA) yang ada membuat pasokan listrik tidak sebanding dengan
kebutuhan masyarakat. Pemanfaatan solar cell sebagai sumber listrik merupakan
satu diantara pemanfaatan energi yang terbaharui, dikarenakan solar cell terhubung
dengan aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan".
Perancangan alat sistem penerangan rumah cerdas ini terdiri 2 solar cell, 2 baterai,
sistem minimum, dan 6 lampu super LED. Prinsip kerja dari rumah cerdas ini
adalah pengoperasian sistem kerja dari mikrokontroller sebagaimana mengatur
waktu pengisian baterai dari solar cell pada jam 06.00 pagi sampai jam 19.00
malam secara otomatis, dan pengoperasian kedua baterai yang saling bergantian
dari jam 19.00 malam sampai jam 06.00 pagi secara otomatis. Dengan letak posisi
lampu, si pengguna alat ini meletakkan 2 lampu super LED di taman, 2 lampu
super LED di dapur, 1 lampu super LED di garasi dan 1 lampu super LED di teras
sebagai pengujiannya. Berdasarkan hasil perancangan alat, sistem penerangan
rumah cerdas ini yang menggunakan baterai sebagai sumber tegangan acuan untuk
mengaktifkan mikrokontroller yang akan menggerakkan seluruh sistem kendali
dapat berjalan dengan baik. Walaupun hasil pengujian baik dari pengisian baterai
maupun pemakaian baterai adalah tidak stabil. Ketergantungan pengisian baterai
berdasarkan lokasi area pancaran cahaya yang strategi, cuaca yang bagus dan
pergiliran waktu serta pemakaian baterai akibat pemakaian keseharian si pengguna
pada malam hari.
Kata Kunci : Mikrokontroller, Solar cell, Baterai, Lampu super LED (Light
Emitting Diode).
Universitas Sumatera Utara
vi
Intelligent Home Lighting System Using Solar Cell Based Microcontroller
ATMEGA32
ABSTRAC
Along with the rapid development of technology, the higher the human
need for electricity. Because almost all of the tools - an electronic device needs
electricity in use. However, limited natural resources (SDA) that is making the
power supply is not comparable with the needs of the community. Utilization of
solar cell as a power source, is among the utilization of renewable energy, because
solar cell is connected with the flow of energy derived from "natural processes are
sustainable". The design tool intelligent home lighting system comprises two solar
cell, 2 batteries, the minimum system, and 6 super LED lamps. The working
principle of this smart house is the work of a microcontroller system operation as
set battery charging time of solar cell at 06.00 am to 19.00 night automatically, and
the operation of the battery turns from 19.00 pm to 06.00 am automatically. With
the location of the position lights, the users of these tools put two super LED lights
in parks, 2 super LED lights in the kitchen, 1 super LED lamp in the garage and 1
super LED lamp on the porch as testing. Based on the results of the design tool,
this intelligent home lighting system that use battery as a source of reference
voltage to enable the microcontroller that will move the entire control system can
be run properly. Although the test results either from the battery charging and
discharging is unstable. Dependence battery charging area based on the location of
the light that strategy, the weather was nice and rotation time as well as battery
consumption due to daily usage of the user at night.
Keywords: Microcontroller, Solar cells, battery, light super LED (Light
Emitting Diode).
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Persetujuan ........................................................................................
Pernyataan .........................................................................................
Penghargaan .....................................................................................
Abstrak .............................................................................................
Abstract .............................................................................................
Daftar Isi ...........................................................................................
Daftar Gambar ..................................................................................
Daftar Tabel ......................................................................................
Daftar Grafik .....................................................................................
Daftar Lampiran ................................................................................
Halaman
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
xiv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................
1.1 Latar belakang ................................................................
1.2 Rumusan masalah ...........................................................
1.3 Batasan masalah .............................................................
1.4 Tujuan penelitian ............................................................
1.5 Manfaat penelitian ...........................................................
1
1
2
2
3
3
BAB II LANDASAN TEORI ..........................................................
2.1 Defenisi Umum Solar Cell .............................................
2.1.1 Jenis – jenis Panel Surya .......................................
2.1.1.1 Monokristal ..............................................
2.1.2 Prinsip Kerja Solar Cell .........................................
2.2 Solar Charge Controller ..................................................
2.2.1 Fungsi Solar Charge Controller ............................
2.3 Baterai ............................................................................
2.3.1 Cara Kerja Baterai Aki .........................................
2.3.2 Cara Pengisian Baterai Aki ..................................
2.4 Driver ..............................................................................
4
4
4
4
6
11
12
12
13
15
16
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM ...................
3.1 Diagram blok ..................................................................
3.2 Fungsi Masing – masing Blok ........................................
3.3 Gambar Rangkaian Sistem Kendali ...............................
3.3.1 Flowchart Sistem Kendali .....................................
3.4 Perancangan Skema Rangkaian .....................................
3.4.1 Perancangan Rangkaian Solar Cell .......................
3.4.2 Perancangan Rangkaian Solar Charge Controller ..
18
18
19
20
21
23
23
25
Universitas Sumatera Utara
viii
3.4.3 Perancangan Rangkaian Baterai .............................
3.4.4 Perancangan Rangkaian PC ...................................
3.4.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMega32
..................................................................................... 28
3.4.6 Perancangan Rangkaian Driver ..............................
3.4.7 Perancangan Rangkaian Super Led ........................
26
28
..
30
31
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM ...........................
4.1 Pengujian Pengisian Baterai dari Solar Cell ..................
4.1 Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu Super LED
........................................................................................... …
33
33
36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................
5.1 Kesimpulan .....................................................................
5.2 Saran ...............................................................................
43
43
44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................
45
LAMPIRAN .....................................................................................
46
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Monokristal ................................................................................
5
2.2 Diagram Kerja Solar Cell ...........................................................
7
2.3 Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri
untuk memperbesar total daya output .......................................
8
2.4 PN Junction Solar Cell ................................................................
9
2.5 Solar Charge Controller ..............................................................
11
2.6 Baterai .........................................................................................
12
2.7 Sel Baterai ..................................................................................
13
2.8 Ion Senyawa Baterai....................................................................
15
2.9 Relay............................................................................................
17
3.1 Diagram Blok Rangkaian ............................................................
18
3.2 Rangkaian Skematik Sistem Kendali ..........................................
20
3.3 Flowchart Sistem Kendali ...........................................................
22
3.4 Rangkaian Skematik Solar Cell...................................................
24
3.5 Rangkaian Solar Charger Controller ...........................................
25
3.6 Rangkaian Skematik Baterai .......................................................
27
3.7 Rangkaian Skematik Mikrokontroller ATMega32 .....................
29
3.8 Rangkaian Skematik Driver ........................................................
30
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
4.1 Hasil Data Pengujian Baterai dari Solar Cell ..............................
34
4.2 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Penuh ...........................................................
37
4.3 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ..........................................................................
39
4.3.1 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ................................................................
40
4.3.2 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ................................................................
40
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik
Halaman
4.1 Hasil Percobaan dari Tegangan Input Baterai I dan Tegangan Output
Solar Cell I pada Posisi Horizontal ...........................................
34
4.2 Hasil Percobaan dari Tegangan Input Baterai II dan Tegangan Output
Solar Cell II pada Posisi Horizontal ..........................................
35
4.3 Hasil Perbandingan dari Tegangan Output Baterai I dan Tegangan
Output baterai II pada posisi horizontal secara operasi penuh ...
38
4.4 Hasil Perbandingan dari Arus Lampu I dan Arus Lampu II pada
posisi Horizontal secara Operasi Penuh .....................................
38
4.5 Hasil Perbandingan dari Tegangan Output Baterai I dan Tegangan
Output Baterai II pada Posisi Horizontal secara Fruktuasi ........
41
4.6 Hasil Perbandingan dari Arus Lampu I dan Arus Lampu II pada
posisi Horizontal secara Fruktuasi .............................................
41
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Rangkaian Lengkap Mikrokontroller .............................................. .
46
2. Gambar Rangkaian Sistem Kendali ............................................... .
47
3. Gambar Layout Sistem Kendali ...................................................... .
47
4. Gambar Alat Keseluruhan dari Solar Cell ....................................... .
48
5. Gambar Alat Keseluruhan dai Solar Cell Ketika LCD Tampil ....... .
48
6. Konfigurasi Program Pengoperasian Solar Cell...............................
49
7. Konfigurasi Program Pengoperasian Baterai ...................................
54
8. Konfigurasi Program Menghitung Data Komputer (Assembly)……
63
9. Konfigurasi Program Menghitung Data Komputer (Visual Basic)….
73
Universitas Sumatera Utara
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN
SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
VERDIAN ARIEF
NIM : 130821023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
1
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN SOLAR
CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
VERDIAN ARIEF
NIM : 130821023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
: SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS
MENGGUNAKAN SOLAR CELL BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA32
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: VERDIAN ARIEF
NIM
: 130821023
Program Studi
: SARJANA (S1) FISIKA EKSTENSI
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
(MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan,
Januari 2016
Komisi Pembimbing :
Diketahui/Disetujui oleh
Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing,
Dr. Marhaposan Situmorang
Drs. Kurnia Brahmana, M.Si
NIP .195510301980031003
NIP. 196009301986011001
Universitas Sumatera Utara
ii
PERNYATAAN
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN SOLAR
CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Januari 2016
VERDIAN ARIEF
NIM. 130821023
Universitas Sumatera Utara
iii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah
puji
dan
syukur
penulis
ucapkan
kepada
Allah
Subhanahuwata’ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Shalawat dan Salam kepada
Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa’atnya di kemudian hari.
Amin
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan
terima kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga serta orang- orang yang
mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek Skripsi ini. Pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr. Sutarman beserta jajarannya di lingkungan FMIPA USU.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1 Fakultas
Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc, selaku Sekretaris Program Studi Fisika S1
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Drs. Kurnia Brahmana M. Si selaku dosen pembimbing yang telah bersedia
dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Fisika SI Departemen Fisika FMIPA
USU.
6. Ayahanda Imnadir dan Ibunda Asnita, terima kasih atas kasih sayang dan
kepercayaan yang telah kalian berikan kepada anak kalian ini, serta kakak tercinta
Universitas Sumatera Utara
iv
Risye Atmi dan Refit Atmi, terimakasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang
diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan skripsi ini serta buat
seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan
kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang
seperti sekarang.
7. Semua teman-teman seperjuangan angkatan 2013 Ekstensi Fisika Instrumentasi
yang sama-sama merasakan pahit manisnya membuat Skripsi serta selama kuliah
di Universitas Sumatera Utara.
8. Dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang
tidak mampu saya tuliskan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan
saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan,
Januari 2016
Hormat Penulis,
Verdian Arief
NIM.130821023
Universitas Sumatera Utara
v
SISTEM PENERANGAN RUMAH CERDAS MENGGUNAKAN
SOLAR CELL BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
ABSTRAK
Seiring dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi, maka semakin
tinggi pula kebutuhan manusia akan listrik. Karena hampir semua alat – alat
elektronik membutuhkan listrik dalam penggunaannya. Namun, terbatasnya sumber
daya alam (SDA) yang ada membuat pasokan listrik tidak sebanding dengan
kebutuhan masyarakat. Pemanfaatan solar cell sebagai sumber listrik merupakan
satu diantara pemanfaatan energi yang terbaharui, dikarenakan solar cell terhubung
dengan aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan".
Perancangan alat sistem penerangan rumah cerdas ini terdiri 2 solar cell, 2 baterai,
sistem minimum, dan 6 lampu super LED. Prinsip kerja dari rumah cerdas ini
adalah pengoperasian sistem kerja dari mikrokontroller sebagaimana mengatur
waktu pengisian baterai dari solar cell pada jam 06.00 pagi sampai jam 19.00
malam secara otomatis, dan pengoperasian kedua baterai yang saling bergantian
dari jam 19.00 malam sampai jam 06.00 pagi secara otomatis. Dengan letak posisi
lampu, si pengguna alat ini meletakkan 2 lampu super LED di taman, 2 lampu
super LED di dapur, 1 lampu super LED di garasi dan 1 lampu super LED di teras
sebagai pengujiannya. Berdasarkan hasil perancangan alat, sistem penerangan
rumah cerdas ini yang menggunakan baterai sebagai sumber tegangan acuan untuk
mengaktifkan mikrokontroller yang akan menggerakkan seluruh sistem kendali
dapat berjalan dengan baik. Walaupun hasil pengujian baik dari pengisian baterai
maupun pemakaian baterai adalah tidak stabil. Ketergantungan pengisian baterai
berdasarkan lokasi area pancaran cahaya yang strategi, cuaca yang bagus dan
pergiliran waktu serta pemakaian baterai akibat pemakaian keseharian si pengguna
pada malam hari.
Kata Kunci : Mikrokontroller, Solar cell, Baterai, Lampu super LED (Light
Emitting Diode).
Universitas Sumatera Utara
vi
Intelligent Home Lighting System Using Solar Cell Based Microcontroller
ATMEGA32
ABSTRAC
Along with the rapid development of technology, the higher the human
need for electricity. Because almost all of the tools - an electronic device needs
electricity in use. However, limited natural resources (SDA) that is making the
power supply is not comparable with the needs of the community. Utilization of
solar cell as a power source, is among the utilization of renewable energy, because
solar cell is connected with the flow of energy derived from "natural processes are
sustainable". The design tool intelligent home lighting system comprises two solar
cell, 2 batteries, the minimum system, and 6 super LED lamps. The working
principle of this smart house is the work of a microcontroller system operation as
set battery charging time of solar cell at 06.00 am to 19.00 night automatically, and
the operation of the battery turns from 19.00 pm to 06.00 am automatically. With
the location of the position lights, the users of these tools put two super LED lights
in parks, 2 super LED lights in the kitchen, 1 super LED lamp in the garage and 1
super LED lamp on the porch as testing. Based on the results of the design tool,
this intelligent home lighting system that use battery as a source of reference
voltage to enable the microcontroller that will move the entire control system can
be run properly. Although the test results either from the battery charging and
discharging is unstable. Dependence battery charging area based on the location of
the light that strategy, the weather was nice and rotation time as well as battery
consumption due to daily usage of the user at night.
Keywords: Microcontroller, Solar cells, battery, light super LED (Light
Emitting Diode).
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Persetujuan ........................................................................................
Pernyataan .........................................................................................
Penghargaan .....................................................................................
Abstrak .............................................................................................
Abstract .............................................................................................
Daftar Isi ...........................................................................................
Daftar Gambar ..................................................................................
Daftar Tabel ......................................................................................
Daftar Grafik .....................................................................................
Daftar Lampiran ................................................................................
Halaman
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
xiv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................
1.1 Latar belakang ................................................................
1.2 Rumusan masalah ...........................................................
1.3 Batasan masalah .............................................................
1.4 Tujuan penelitian ............................................................
1.5 Manfaat penelitian ...........................................................
1
1
2
2
3
3
BAB II LANDASAN TEORI ..........................................................
2.1 Defenisi Umum Solar Cell .............................................
2.1.1 Jenis – jenis Panel Surya .......................................
2.1.1.1 Monokristal ..............................................
2.1.2 Prinsip Kerja Solar Cell .........................................
2.2 Solar Charge Controller ..................................................
2.2.1 Fungsi Solar Charge Controller ............................
2.3 Baterai ............................................................................
2.3.1 Cara Kerja Baterai Aki .........................................
2.3.2 Cara Pengisian Baterai Aki ..................................
2.4 Driver ..............................................................................
4
4
4
4
6
11
12
12
13
15
16
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM ...................
3.1 Diagram blok ..................................................................
3.2 Fungsi Masing – masing Blok ........................................
3.3 Gambar Rangkaian Sistem Kendali ...............................
3.3.1 Flowchart Sistem Kendali .....................................
3.4 Perancangan Skema Rangkaian .....................................
3.4.1 Perancangan Rangkaian Solar Cell .......................
3.4.2 Perancangan Rangkaian Solar Charge Controller ..
18
18
19
20
21
23
23
25
Universitas Sumatera Utara
viii
3.4.3 Perancangan Rangkaian Baterai .............................
3.4.4 Perancangan Rangkaian PC ...................................
3.4.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroller ATMega32
..................................................................................... 28
3.4.6 Perancangan Rangkaian Driver ..............................
3.4.7 Perancangan Rangkaian Super Led ........................
26
28
..
30
31
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM ...........................
4.1 Pengujian Pengisian Baterai dari Solar Cell ..................
4.1 Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu Super LED
........................................................................................... …
33
33
36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................
5.1 Kesimpulan .....................................................................
5.2 Saran ...............................................................................
43
43
44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................
45
LAMPIRAN .....................................................................................
46
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1 Monokristal ................................................................................
5
2.2 Diagram Kerja Solar Cell ...........................................................
7
2.3 Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri
untuk memperbesar total daya output .......................................
8
2.4 PN Junction Solar Cell ................................................................
9
2.5 Solar Charge Controller ..............................................................
11
2.6 Baterai .........................................................................................
12
2.7 Sel Baterai ..................................................................................
13
2.8 Ion Senyawa Baterai....................................................................
15
2.9 Relay............................................................................................
17
3.1 Diagram Blok Rangkaian ............................................................
18
3.2 Rangkaian Skematik Sistem Kendali ..........................................
20
3.3 Flowchart Sistem Kendali ...........................................................
22
3.4 Rangkaian Skematik Solar Cell...................................................
24
3.5 Rangkaian Solar Charger Controller ...........................................
25
3.6 Rangkaian Skematik Baterai .......................................................
27
3.7 Rangkaian Skematik Mikrokontroller ATMega32 .....................
29
3.8 Rangkaian Skematik Driver ........................................................
30
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
4.1 Hasil Data Pengujian Baterai dari Solar Cell ..............................
34
4.2 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Penuh ...........................................................
37
4.3 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ..........................................................................
39
4.3.1 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ................................................................
40
4.3.2 Hasil Data Pengujian Pemakaian Baterai Melalui Lampu
Super LED Secara Fruktuasi Pada Jam 19.00 s/d 24.00 WIB
berdaya 18 watt ................................................................
40
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR GRAFIK
Grafik
Halaman
4.1 Hasil Percobaan dari Tegangan Input Baterai I dan Tegangan Output
Solar Cell I pada Posisi Horizontal ...........................................
34
4.2 Hasil Percobaan dari Tegangan Input Baterai II dan Tegangan Output
Solar Cell II pada Posisi Horizontal ..........................................
35
4.3 Hasil Perbandingan dari Tegangan Output Baterai I dan Tegangan
Output baterai II pada posisi horizontal secara operasi penuh ...
38
4.4 Hasil Perbandingan dari Arus Lampu I dan Arus Lampu II pada
posisi Horizontal secara Operasi Penuh .....................................
38
4.5 Hasil Perbandingan dari Tegangan Output Baterai I dan Tegangan
Output Baterai II pada Posisi Horizontal secara Fruktuasi ........
41
4.6 Hasil Perbandingan dari Arus Lampu I dan Arus Lampu II pada
posisi Horizontal secara Fruktuasi .............................................
41
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1. Rangkaian Lengkap Mikrokontroller .............................................. .
46
2. Gambar Rangkaian Sistem Kendali ............................................... .
47
3. Gambar Layout Sistem Kendali ...................................................... .
47
4. Gambar Alat Keseluruhan dari Solar Cell ....................................... .
48
5. Gambar Alat Keseluruhan dai Solar Cell Ketika LCD Tampil ....... .
48
6. Konfigurasi Program Pengoperasian Solar Cell...............................
49
7. Konfigurasi Program Pengoperasian Baterai ...................................
54
8. Konfigurasi Program Menghitung Data Komputer (Assembly)……
63
9. Konfigurasi Program Menghitung Data Komputer (Visual Basic)….
73
Universitas Sumatera Utara