T1 612009024 BAB III
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai hardware sistem, software sistem
dan mekaniksistem yang telah dibuat untuk mendukung dalam penjejakan radiasi
matahari. Pada sub bab 3.1 akan dibahas mengenai Hardware sistem, pada sub
bab 3.2 akan dibahas mengenai software sistem dan pada sub bab 3.3 akan
dibahas mengenai mekanik sistem.
3.1. Hardware Sistem
3.1.1.
Realisasi Hardware Sistem
Sistem kendali ini menggunakan Arduino Uno yang bertugas untuk
mengendalikan arah gerak parabola mengikuti matahari. Pengendalian ini
menggunakan Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ) serta
sensor – sensor yang mendukung gerak parabola mengikuti matahari.
Beberapa modul juga dibuat seperti modul RTC1307, motor driver dan
rotary encoder. Modul motor driver akan diteruskan ke motor power
window yang bertugas untuk menggerakan parabola. Sumber tegangan
yang digunakan adalah aki 12 volt. Berikut ini blok diagram yang telah di
rancang untuk mengendalikan Solar Dish.
Gambar 3.1. Bentuk Realisasi Seluruh Hardware.
21
RTC 1307
Photodioda
Limit Switch
Arduino Uno
Aki 12 Volt
Motor Driver
Power Window Motor
Gambar 3.2. Blok diagram sistem kendali Solar Dish.
3.1.2.
Arduino Uno
Arduino
uno
menggunakan
ATMEGA328P
yang
mempunyai 14 pin digital I/O dan 6 pin ADC. Mikrokontroler ini
bertugas untuk menggerakan solar dish dengan motor driver dan 2
motor power window yang dapat bergerak searah jarum jam
maupun berlawanan arah jarum jam. Selain itu, mirkrokontroler
membutuhkan RTC1307 untuk mengetahui waktu sekarang yang
akan diolah pada Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ).
Rotary Encoder terdiri dari Photodioda sebagai penerima dan UV
led sebagai pemancar untuk menghitung pergerakan motor.
Konfigurasi kegunaan pin Arduino Uno sebagai berikut :
Tabel 3.1. Konfigurasi kegunaan pin Arduino Uno.
PIN
Mode
Kegunaan
PIN 12
OUTPUT
Motor Altitude
PIN 11
OUTPUT
Motor Altitude
PIN 10
OUTPUT
Motor Azimuth
PIN 9
OUTPUT
Motor Azimuth
PIN 7
INPUT
Limit pada sudut Azimuth
22
3.1.3.
PIN 6
INPUT
Limit pada sudut Altitude
PIN 3
INTERRUPT
PIN 2
INTERRUPT
A4
SDA
RTC 1307
A5
SCL
RTC 1307
Menghitung langkah Motor
Azimuth
Menghitung langkah Motor
Altitude
Modul Motor Driver
Motor driver ini terdiri dari 4 buah optocoupler ( PC 817 )
dan 4 buah relay 12 V. Fungsi dari optocoupler ini sebagai
menguatkan
tegangan
keluaran
dari
mikrokontroler
untuk
mengaktifkan relay. Setiap motor power window memiliki 2 buah
relay agar dapat bergerak searah jarum jam maupun berlawanan
arah jarum jam.
Gambar 3.3. Rangkaian Motor Driver.
23
3.1.4.
Modul Rotary Encoder
Modul ini berfungsi untuk menghitung langkah motor
selama bergerak. Komponen yang digunakan adalah UV led,
photodioda, potensio dan komparator ( LM324 ). Keluaran pada
LM 324 akan diteruskan kedalam inputan mikrokontroler sebagai
interrupt. Modul ini dibuat 2 buah yaitu untuk menghitung langkah
gerak motor altitude dan gerak motor azimuth.
Gambar 3.4. Rangkaian Rotary Encoder.
24
3.2. Software Sistem
Software yang digunakan untuk perancangan software adalah
Arduino 1.5.4 yang pemrogramannya berbasiskan bahasa C. Pada
pembuatan program ini dibutuhkan beberapa pin I/O mikrokontroler, serial
I2C, dan interupsi eksternal untuk penghitungan langkah motor. Berikut ini
adalah jalannya program pada solar dish dalam mengikuti matahari.
Start
No
Jam 8.00 ?
Yes
Solar dish menghadap ke Timur
Mengambil nilai waktu
sekarang
Menentukan Sudut dari
algoritma PSA
Yes
No
Selisih
sudut 10 ?
Mode tracking pasif
Mode tracking aktif
Aktif Motor X & Y axis
Mengambil nilai waktu
sekarang
Jam 15.00 ?
No
Yes
Stop
Gambar 3.5. Flowchart Strategi pada Pengikut Matahari.
25
3.3. Mekanik Sistem
3.3.1.
Realisasi Solar dish
Gambar 3.6. Bentuk Realisasi solar dish.
Bahan yang di pakai untuk pembuatan solar dish ini adalah
parabola yang telah dilapisi stiker chrome yang bertugas untuk
memfokuskan sinar matahari ke satu titik. Kaki untuk penyanggah
parabola menggunakan besi berbentuk L yang berlubang – lubang
agar sistem penggeraknya tidak terlalu berat untuk bergerak.
Diameter pada solar dish adalah 80 cm dan titik fokusnya adalah
50 cm.
3.3.2.
Torsi pada motor dengan rantai serta Rotary Encoder
a.
b.
Gambar 3.7. a. Bentuk Realisasi Torsi motor terhadap Altitude dan
b. Bentuk Realisasi Torsi motor terhadap Azimuth.
Pengerak pada solar dish memiliki 2 motor yang memiliki
torsi cukup besar. Torsi pada pengerak motor altitude yaitu
26
1:116,65 yang berarti 1 putaran pada solar dish atau 360 derajat
dibutuhkan 116,65 kali putaran pada motor. Torsi pada pengerak
motor azimuth yaitu 1:31 yang berarti 1 putaran pada solar dish
atau 360 derajat dibutuhkan 31 kali putaran pada motor. Rotary
encoder juga akan menghitung pergerakan solar dish melalui rantai
yang telah dibuat.
Gambar 3.8. Rotary Encoder pada rantai.
3.3.3.
Realisasi Mesin Stirling
Gambar 3.9. Bentuk Realisasi Mesin Stirling.
Mesin Stirling memiliki 3 tipe yaitu alpha, beta dan
gamma. Pada perancangan yang akan dibuat adalah tipe gamma.
Bahan yang digunakan pada mesin ini adalah kaleng, karet, lem
tahan panas dan beberapa potongan besi. Dalam pembuatan mesin
27
ini diperlukan ketelitian dalam mendesain dan menggabungan
bagian – bagian mesin Stirling yang telah dibagi menjadi 7 bagian
yaitu :
1. Tabung panas
Pada tabung ini akan menerima panas dari hasil
pemfokusan matahari. Di dalam tabung ini terdapat
Displacer piston.
2. Tabung dingin
Tabung ini menempel dengan tabung panas, tetapi didalam
ruangan tabung ini harus memiliki suhu lebih rendah
dibandingkan suhu ruangan pada tabung panas. Didalam
tabung ini terdapat power piston.
3. Heat sink ( pendingin )
Heat sink berguna untuk membantu mempertahankan suhu
pada tabung dingin tetap rendah, yang disebabkan oleh
konduksi panas pada tabung panas.
4. Displacer piston
Displacer piston berbentuk lebih panjang dibandingkan
dengang power piston. Piston ini berfungsi untuk
membantu power piston menjalankan satu siklus.
5. Power piston
Piston ini berada disisi tabung dingin yang akan didorong
oleh tekanan dari tabung panas. Piston ini mempengaruhi
besarnya kekuatan pada mesin Stirling untuk memutar
flywheel.
6. Crankshaft
Crankshaft
berfungsi
untuk
menghubungkan
antara
displacer piston dan power piston dalam pergerakannya.
7. Flywheel
Flywheel ini berbentuk roda yang cukup berat. Roda ini
akan terhubung dengan crankshaft yang berfungsi untuk
28
mengubah gerakan linear dari piston menjadi gerakan
berputar.
3.3.4.
Peletakan Sensor-Sensor dan Desain pada Mesin Stirling
Gambar 3.10. Desain Mesin Stirling serta Sensor – Sensor.
Pada mesin Stirling ini akan diberi sensor – sensor yang
digunakan untuk melihat efisiensi yang telah didapat dari hasil
pembuatan mesin Stirling tipe Beta ini. Sensor – sensor yang
digunakan adalah sensor tekanan, sensor suhu dan rotary encoder.
Sensor tekanan yang digunakan adalah MPX5500DP yang telah
terpasang di antara penghubung tabung dingin dan tabung panas.
Sensor suhu memakai 2 buah yang digunakan untuk membaca
suhu udara panas yang terletak pada tabung panas dan suhu udara
dingin yang terletak pada tabung dingin. Sensor suhu yang
digunakan adalah LM35 yang mampu membaca suhu maksimal
150℃ dan K-type Thermocouple yang mampu membaca suhu
mencapai 250℃ bahkan lebih. Rotary encoder ini terdiri dari UV
29
led dan photodioda yang diletakan di dekat flywheel. Rotary
encoder ini berfungsi untuk mengetahui nilai RPM yang dihasilkan
oleh mesin Stirling.
3.3.5.
Penggunaan Sensor – Sensor pada Mesin Stirling
Sensor suhu LM35
Sensor LM35 akan dimasukan kedalam tabung sisi
pendingin mesin Stirling dengan cara melubangi sisi tabung
pendingin mesin Stirling. Lubang yang belum tertutup rapat akan
di tutup dengan Glazing Hi-Temp RTV yang bertahan mencapai
suhu 300 °C agar tidak terjadi kebocoran pada mesin.
LM35 diberi inputan 5 volt dan keluarannya akan
dimasukan kedalam ADC arduino uno. LM35 memiliki batas
maksimum suhu 150℃ dan setiap kenaikan suhu, tegangannya
akan naik 10 mV. Nilai analog pada LM35 akan dibaca arduino
uno yang akan dikonversi ke nilai milliVolt dan setelah itu ke nilai
suhu dengan rumus milliVolt = (nilaiAnalog/1024)*5000. Nilai
1024 karena memakai pembacaan analog 10 bit dan 5000 adalah
nilai tegangan maksimum keluaran pada LM35. Lalu konversi ke
suhu celcius = milliVolt / 10, jadi nilai tegangan pada maksimum
suhu yaitu milliVolt = 150 * 10 = 1500 mV = 1,5 Volt. [8]
Sensor suhu K-type Thermocouple dengan modul max6675
Pada max6675 akan diberi tegangan 5 volt dan sensor suhu
K-type Thermocouple akan dimasukan kedalam pin 2 (T-) untuk
menghitung suhu minus dan pin 3 (T+) untuk menghitung suhu
plus. Untuk pin SO, CS dan SCK pada max6675 akan dimasukan
kedalam arduino pin 8, 9 dan 10 secara berurutan. [9]
MPX5500DP
Pada MPX5500DP ini memiliki 2 lubang yang berfungsi untuk
mengukur 2 tekanan dari luar. Tekanan ini akan dibandingkan dan
akan menghasilkan nilai analog yang akan dibaca oleh arduino
menjadi digital. MPX5500DP akan diberi masukan tegangan (Vs)
30
sebesar 5 volt. Pada penggunaan sensor dalam mesin Stirling ini
akan mengukur tekanan dengan memakai 1 lubang saja dan lubang
lainnya akan ditutup. Nilai tekanan akan ditambahkan dengan nilai
tekanan udara didaerah itu juga, maka akan mendapat nilai tekanan
dalam ruangan mesin Stirling yang berubah – ubah.
Nilai analog pada MPX5500DP akan dikonversi ke nilai
tegangan yaitu SensorVoltage (nilai tegangan) = nilaiAnalog * ( 5 /
1023 ). Pada datasheet MPX5500DP [10], nilai tegangan akan
dikonversi menjadi nilai KPA (KiloPascal) dengan rumus Vout =
Vs * (0,0018*P+0.04) = 5*(0,0018*P+0.04) = 0,009*P + 0,2. Jadi
didapatkan rumus P = (Vout – 0,2) / 0.009 dengan satuan KPA dan
Vout adalah SensorVoltage (nilai tegangan).
Rotary encoder
Pada keluaran rotary encoder akan dimasukan kedalam ADC
arduino uno, yang akan dihitung jumlah perubahan tegangan yaitu
dari high ke low maupun dari low ke high. Perubahan tegangan
tersebut dikarenakan photodioda yang terkena cahaya infraled dan
tidak terkena infraled dengan cara menutupi arah infraled ke
photodioda. Nilai perubahan tegangan tersebut akan dihitung
dengan menggunakan penghitungan milliseconds pada arduino uno
yang akan menghasilkan nilai RPM.
3.4. Cara Kerja Kesuluruhan Sistem
a. Pada saat solar dish dihidupkan, solar dish akan menghadap ke timur
dengan cara bergerak sampai limit switch tertekan. Pergerakan altitude
juga diberi limit switch untuk mengeset titik mula – mula solar dish.
b. Setelah Solar dish mengarah ke timur, mikrokontroler akan mencari
letak matahari dengan sudut – sudut tertentu. Mendapatkan nilai sudut
matahari dengan cara mengambil nilai waktu dari RTC 1307 yang
akan di olah menjadi sudut altitude maupun azimuth dengan
menggunakan algoritma Plataforma Solar de Almerýa (PSA). Solar
31
dish akan bergerak menuju sudut matahari dengan 2 motor power
window yang telah dilengkapi modul rotary encoder.
c. Letak matahari akan selalu bergerak, maka solar dish akan
mengkoreksi letak matahari dengan cara bergerak 10 jika terjadi selisih
10 antara sudut pada solar dish dan sudut matahari sekarang.
d. Solar dish akan mengikuti letak matahari untuk mendapatkan titik
fokus yang telah ditentukan selama 7 jam, dari jam 8 pagi sampai 3
sore. Setelah jam 3 sore, solar dish akan bergerak menuju ke arah
timur.
e. Titik fokus yang telah di fokuskan oleh solar dish, akan diterima oleh
mesin Stirling. Mesin Stirling ini akan mengubah energi panas menjadi
energi mekanik berdasarkan hukum termodinamika. Mesin Stirling ini
membutuhkan
pergerakan
awal
(
starter
)
untuk
memulai
pergerakannya secara konstan, tergantung sumber panas yang diterima.
f. Setelah mesin Stirling bergerak, dinamo yang telah di pasang di poros
flywheel akan menghasilkan listrik sesuai kecepatan putaran yang
dihasilkan oleh mesin Stirling.
32
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai hardware sistem, software sistem
dan mekaniksistem yang telah dibuat untuk mendukung dalam penjejakan radiasi
matahari. Pada sub bab 3.1 akan dibahas mengenai Hardware sistem, pada sub
bab 3.2 akan dibahas mengenai software sistem dan pada sub bab 3.3 akan
dibahas mengenai mekanik sistem.
3.1. Hardware Sistem
3.1.1.
Realisasi Hardware Sistem
Sistem kendali ini menggunakan Arduino Uno yang bertugas untuk
mengendalikan arah gerak parabola mengikuti matahari. Pengendalian ini
menggunakan Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ) serta
sensor – sensor yang mendukung gerak parabola mengikuti matahari.
Beberapa modul juga dibuat seperti modul RTC1307, motor driver dan
rotary encoder. Modul motor driver akan diteruskan ke motor power
window yang bertugas untuk menggerakan parabola. Sumber tegangan
yang digunakan adalah aki 12 volt. Berikut ini blok diagram yang telah di
rancang untuk mengendalikan Solar Dish.
Gambar 3.1. Bentuk Realisasi Seluruh Hardware.
21
RTC 1307
Photodioda
Limit Switch
Arduino Uno
Aki 12 Volt
Motor Driver
Power Window Motor
Gambar 3.2. Blok diagram sistem kendali Solar Dish.
3.1.2.
Arduino Uno
Arduino
uno
menggunakan
ATMEGA328P
yang
mempunyai 14 pin digital I/O dan 6 pin ADC. Mikrokontroler ini
bertugas untuk menggerakan solar dish dengan motor driver dan 2
motor power window yang dapat bergerak searah jarum jam
maupun berlawanan arah jarum jam. Selain itu, mirkrokontroler
membutuhkan RTC1307 untuk mengetahui waktu sekarang yang
akan diolah pada Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ).
Rotary Encoder terdiri dari Photodioda sebagai penerima dan UV
led sebagai pemancar untuk menghitung pergerakan motor.
Konfigurasi kegunaan pin Arduino Uno sebagai berikut :
Tabel 3.1. Konfigurasi kegunaan pin Arduino Uno.
PIN
Mode
Kegunaan
PIN 12
OUTPUT
Motor Altitude
PIN 11
OUTPUT
Motor Altitude
PIN 10
OUTPUT
Motor Azimuth
PIN 9
OUTPUT
Motor Azimuth
PIN 7
INPUT
Limit pada sudut Azimuth
22
3.1.3.
PIN 6
INPUT
Limit pada sudut Altitude
PIN 3
INTERRUPT
PIN 2
INTERRUPT
A4
SDA
RTC 1307
A5
SCL
RTC 1307
Menghitung langkah Motor
Azimuth
Menghitung langkah Motor
Altitude
Modul Motor Driver
Motor driver ini terdiri dari 4 buah optocoupler ( PC 817 )
dan 4 buah relay 12 V. Fungsi dari optocoupler ini sebagai
menguatkan
tegangan
keluaran
dari
mikrokontroler
untuk
mengaktifkan relay. Setiap motor power window memiliki 2 buah
relay agar dapat bergerak searah jarum jam maupun berlawanan
arah jarum jam.
Gambar 3.3. Rangkaian Motor Driver.
23
3.1.4.
Modul Rotary Encoder
Modul ini berfungsi untuk menghitung langkah motor
selama bergerak. Komponen yang digunakan adalah UV led,
photodioda, potensio dan komparator ( LM324 ). Keluaran pada
LM 324 akan diteruskan kedalam inputan mikrokontroler sebagai
interrupt. Modul ini dibuat 2 buah yaitu untuk menghitung langkah
gerak motor altitude dan gerak motor azimuth.
Gambar 3.4. Rangkaian Rotary Encoder.
24
3.2. Software Sistem
Software yang digunakan untuk perancangan software adalah
Arduino 1.5.4 yang pemrogramannya berbasiskan bahasa C. Pada
pembuatan program ini dibutuhkan beberapa pin I/O mikrokontroler, serial
I2C, dan interupsi eksternal untuk penghitungan langkah motor. Berikut ini
adalah jalannya program pada solar dish dalam mengikuti matahari.
Start
No
Jam 8.00 ?
Yes
Solar dish menghadap ke Timur
Mengambil nilai waktu
sekarang
Menentukan Sudut dari
algoritma PSA
Yes
No
Selisih
sudut 10 ?
Mode tracking pasif
Mode tracking aktif
Aktif Motor X & Y axis
Mengambil nilai waktu
sekarang
Jam 15.00 ?
No
Yes
Stop
Gambar 3.5. Flowchart Strategi pada Pengikut Matahari.
25
3.3. Mekanik Sistem
3.3.1.
Realisasi Solar dish
Gambar 3.6. Bentuk Realisasi solar dish.
Bahan yang di pakai untuk pembuatan solar dish ini adalah
parabola yang telah dilapisi stiker chrome yang bertugas untuk
memfokuskan sinar matahari ke satu titik. Kaki untuk penyanggah
parabola menggunakan besi berbentuk L yang berlubang – lubang
agar sistem penggeraknya tidak terlalu berat untuk bergerak.
Diameter pada solar dish adalah 80 cm dan titik fokusnya adalah
50 cm.
3.3.2.
Torsi pada motor dengan rantai serta Rotary Encoder
a.
b.
Gambar 3.7. a. Bentuk Realisasi Torsi motor terhadap Altitude dan
b. Bentuk Realisasi Torsi motor terhadap Azimuth.
Pengerak pada solar dish memiliki 2 motor yang memiliki
torsi cukup besar. Torsi pada pengerak motor altitude yaitu
26
1:116,65 yang berarti 1 putaran pada solar dish atau 360 derajat
dibutuhkan 116,65 kali putaran pada motor. Torsi pada pengerak
motor azimuth yaitu 1:31 yang berarti 1 putaran pada solar dish
atau 360 derajat dibutuhkan 31 kali putaran pada motor. Rotary
encoder juga akan menghitung pergerakan solar dish melalui rantai
yang telah dibuat.
Gambar 3.8. Rotary Encoder pada rantai.
3.3.3.
Realisasi Mesin Stirling
Gambar 3.9. Bentuk Realisasi Mesin Stirling.
Mesin Stirling memiliki 3 tipe yaitu alpha, beta dan
gamma. Pada perancangan yang akan dibuat adalah tipe gamma.
Bahan yang digunakan pada mesin ini adalah kaleng, karet, lem
tahan panas dan beberapa potongan besi. Dalam pembuatan mesin
27
ini diperlukan ketelitian dalam mendesain dan menggabungan
bagian – bagian mesin Stirling yang telah dibagi menjadi 7 bagian
yaitu :
1. Tabung panas
Pada tabung ini akan menerima panas dari hasil
pemfokusan matahari. Di dalam tabung ini terdapat
Displacer piston.
2. Tabung dingin
Tabung ini menempel dengan tabung panas, tetapi didalam
ruangan tabung ini harus memiliki suhu lebih rendah
dibandingkan suhu ruangan pada tabung panas. Didalam
tabung ini terdapat power piston.
3. Heat sink ( pendingin )
Heat sink berguna untuk membantu mempertahankan suhu
pada tabung dingin tetap rendah, yang disebabkan oleh
konduksi panas pada tabung panas.
4. Displacer piston
Displacer piston berbentuk lebih panjang dibandingkan
dengang power piston. Piston ini berfungsi untuk
membantu power piston menjalankan satu siklus.
5. Power piston
Piston ini berada disisi tabung dingin yang akan didorong
oleh tekanan dari tabung panas. Piston ini mempengaruhi
besarnya kekuatan pada mesin Stirling untuk memutar
flywheel.
6. Crankshaft
Crankshaft
berfungsi
untuk
menghubungkan
antara
displacer piston dan power piston dalam pergerakannya.
7. Flywheel
Flywheel ini berbentuk roda yang cukup berat. Roda ini
akan terhubung dengan crankshaft yang berfungsi untuk
28
mengubah gerakan linear dari piston menjadi gerakan
berputar.
3.3.4.
Peletakan Sensor-Sensor dan Desain pada Mesin Stirling
Gambar 3.10. Desain Mesin Stirling serta Sensor – Sensor.
Pada mesin Stirling ini akan diberi sensor – sensor yang
digunakan untuk melihat efisiensi yang telah didapat dari hasil
pembuatan mesin Stirling tipe Beta ini. Sensor – sensor yang
digunakan adalah sensor tekanan, sensor suhu dan rotary encoder.
Sensor tekanan yang digunakan adalah MPX5500DP yang telah
terpasang di antara penghubung tabung dingin dan tabung panas.
Sensor suhu memakai 2 buah yang digunakan untuk membaca
suhu udara panas yang terletak pada tabung panas dan suhu udara
dingin yang terletak pada tabung dingin. Sensor suhu yang
digunakan adalah LM35 yang mampu membaca suhu maksimal
150℃ dan K-type Thermocouple yang mampu membaca suhu
mencapai 250℃ bahkan lebih. Rotary encoder ini terdiri dari UV
29
led dan photodioda yang diletakan di dekat flywheel. Rotary
encoder ini berfungsi untuk mengetahui nilai RPM yang dihasilkan
oleh mesin Stirling.
3.3.5.
Penggunaan Sensor – Sensor pada Mesin Stirling
Sensor suhu LM35
Sensor LM35 akan dimasukan kedalam tabung sisi
pendingin mesin Stirling dengan cara melubangi sisi tabung
pendingin mesin Stirling. Lubang yang belum tertutup rapat akan
di tutup dengan Glazing Hi-Temp RTV yang bertahan mencapai
suhu 300 °C agar tidak terjadi kebocoran pada mesin.
LM35 diberi inputan 5 volt dan keluarannya akan
dimasukan kedalam ADC arduino uno. LM35 memiliki batas
maksimum suhu 150℃ dan setiap kenaikan suhu, tegangannya
akan naik 10 mV. Nilai analog pada LM35 akan dibaca arduino
uno yang akan dikonversi ke nilai milliVolt dan setelah itu ke nilai
suhu dengan rumus milliVolt = (nilaiAnalog/1024)*5000. Nilai
1024 karena memakai pembacaan analog 10 bit dan 5000 adalah
nilai tegangan maksimum keluaran pada LM35. Lalu konversi ke
suhu celcius = milliVolt / 10, jadi nilai tegangan pada maksimum
suhu yaitu milliVolt = 150 * 10 = 1500 mV = 1,5 Volt. [8]
Sensor suhu K-type Thermocouple dengan modul max6675
Pada max6675 akan diberi tegangan 5 volt dan sensor suhu
K-type Thermocouple akan dimasukan kedalam pin 2 (T-) untuk
menghitung suhu minus dan pin 3 (T+) untuk menghitung suhu
plus. Untuk pin SO, CS dan SCK pada max6675 akan dimasukan
kedalam arduino pin 8, 9 dan 10 secara berurutan. [9]
MPX5500DP
Pada MPX5500DP ini memiliki 2 lubang yang berfungsi untuk
mengukur 2 tekanan dari luar. Tekanan ini akan dibandingkan dan
akan menghasilkan nilai analog yang akan dibaca oleh arduino
menjadi digital. MPX5500DP akan diberi masukan tegangan (Vs)
30
sebesar 5 volt. Pada penggunaan sensor dalam mesin Stirling ini
akan mengukur tekanan dengan memakai 1 lubang saja dan lubang
lainnya akan ditutup. Nilai tekanan akan ditambahkan dengan nilai
tekanan udara didaerah itu juga, maka akan mendapat nilai tekanan
dalam ruangan mesin Stirling yang berubah – ubah.
Nilai analog pada MPX5500DP akan dikonversi ke nilai
tegangan yaitu SensorVoltage (nilai tegangan) = nilaiAnalog * ( 5 /
1023 ). Pada datasheet MPX5500DP [10], nilai tegangan akan
dikonversi menjadi nilai KPA (KiloPascal) dengan rumus Vout =
Vs * (0,0018*P+0.04) = 5*(0,0018*P+0.04) = 0,009*P + 0,2. Jadi
didapatkan rumus P = (Vout – 0,2) / 0.009 dengan satuan KPA dan
Vout adalah SensorVoltage (nilai tegangan).
Rotary encoder
Pada keluaran rotary encoder akan dimasukan kedalam ADC
arduino uno, yang akan dihitung jumlah perubahan tegangan yaitu
dari high ke low maupun dari low ke high. Perubahan tegangan
tersebut dikarenakan photodioda yang terkena cahaya infraled dan
tidak terkena infraled dengan cara menutupi arah infraled ke
photodioda. Nilai perubahan tegangan tersebut akan dihitung
dengan menggunakan penghitungan milliseconds pada arduino uno
yang akan menghasilkan nilai RPM.
3.4. Cara Kerja Kesuluruhan Sistem
a. Pada saat solar dish dihidupkan, solar dish akan menghadap ke timur
dengan cara bergerak sampai limit switch tertekan. Pergerakan altitude
juga diberi limit switch untuk mengeset titik mula – mula solar dish.
b. Setelah Solar dish mengarah ke timur, mikrokontroler akan mencari
letak matahari dengan sudut – sudut tertentu. Mendapatkan nilai sudut
matahari dengan cara mengambil nilai waktu dari RTC 1307 yang
akan di olah menjadi sudut altitude maupun azimuth dengan
menggunakan algoritma Plataforma Solar de Almerýa (PSA). Solar
31
dish akan bergerak menuju sudut matahari dengan 2 motor power
window yang telah dilengkapi modul rotary encoder.
c. Letak matahari akan selalu bergerak, maka solar dish akan
mengkoreksi letak matahari dengan cara bergerak 10 jika terjadi selisih
10 antara sudut pada solar dish dan sudut matahari sekarang.
d. Solar dish akan mengikuti letak matahari untuk mendapatkan titik
fokus yang telah ditentukan selama 7 jam, dari jam 8 pagi sampai 3
sore. Setelah jam 3 sore, solar dish akan bergerak menuju ke arah
timur.
e. Titik fokus yang telah di fokuskan oleh solar dish, akan diterima oleh
mesin Stirling. Mesin Stirling ini akan mengubah energi panas menjadi
energi mekanik berdasarkan hukum termodinamika. Mesin Stirling ini
membutuhkan
pergerakan
awal
(
starter
)
untuk
memulai
pergerakannya secara konstan, tergantung sumber panas yang diterima.
f. Setelah mesin Stirling bergerak, dinamo yang telah di pasang di poros
flywheel akan menghasilkan listrik sesuai kecepatan putaran yang
dihasilkan oleh mesin Stirling.
32