TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

74
i LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTIPE DUAL AXIS SUN TRACKER DENGAN SENSOR LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR) MENGGUNAKAN ARDUINO UNO PROTOTYPE OF DUAL AXIS SUN TRACKER WITH LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR) SENSOR USING ARDUINO UNO Disusun oleh: SAYYIDAH KHOIRUL NISA 10/298493/DPA/03487 PROGRAM D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013

Transcript of TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

Page 1: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

PROTOTIPE DUAL AXIS SUN TRACKER DENGAN SENSOR

LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR) MENGGUNAKAN

ARDUINO UNO

PROTOTYPE OF DUAL AXIS SUN TRACKER WITH LDR

(LIGHT DEPENDENT RESISTOR) SENSOR USING ARDUINO

UNO

Disusun oleh:

SAYYIDAH KHOIRUL NISA

10/298493/DPA/03487

PROGRAM D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2013

Page 2: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

ii

LAPORAN TUGAS AKHIR

PROTOTIPE DUAL AXIS SUN TRACKER DENGAN SENSOR

LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR) MENGGUNAKAN

ARDUINO UNO

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh derajat Ahli Madya

Elektronika dan Instrumentasi

Disusun oleh:

SAYYIDAH KHOIRUL NISA

10/298493/DPA/03487

PROGRAM D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2013

Page 3: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

iii

Page 4: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

iv

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa tidak terdapat karya yang serupa dengan

Laporan Tugas Akhir ini yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Ahli

Madya di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka.

Yogyakarta, 18 Juli 2013

Sayyidah Khoirul Nisa

Page 5: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

v

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT Pencipta alam semesta, manusia, dan kehidupan,

yang atas nikmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir ini dengan judul “PROTOTIPE DUAL AXIS SUN TRACKER DENGAN

SENSOR LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR) MENGGUNAKAN

ARDUINO UNO”. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu

syarat memperoleh derajat Ahli Madya Program Studi D3 Elektronika dan

Instrumentasi, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas

dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala hormat

penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada:

1. Bapak Drs. Panggih Basuki, M.Si, selaku Ketua Program Studi D3

Elektronika dan Instrumentasi, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada.

2. Bapak Tri Wahyu Supardi S.Si, selaku dosen pembimbing tugas akhir

yang telah banyak memberikan saran, masukan, bimbingan dan

pengarahan dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.

3. Dosen - dosen penulis selama mengikuti perkuliahan di Program Studi D3

Elektronika dan Instrumentasi yang tidak dapat disebutkan namanya satu

persatu yang telah memberikan ilmu yang sangat bermanfaat.

4. Kedua orang tua, adik, dan keluarga penulis yang telah memberikan do’a,

motivasi, nasehat, saran dan bantuan baik moril maupun materiil.

5. Teman – teman di D3 Elektronika dan Instrumentasi yang telah banyak

bertukar ilmu selama menempuh perkuliahan dan memberi semangat serta

dukungan.

6. Teman – teman di MHTI UGM khususnya untuk Mbak Sri, Mbak Marisa,

Mbak Tika, Mbak Mahya, Dewi, Mia, Amal, Kak Miftah, Mbak Mitri, dan

semuanya dan juga teman – teman kontrakan “MIYMA” atas seluruh

bantuan, do’a, dukungan, dan curahan semangatnya. Semoga yang kita

cita-citakan bersama segera terwujud.

Page 6: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

vi

7. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

banyak membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Semoga Allah

membalas kebaikan Anda semua dengan balasan yang lebih baik.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

Laporan Tugas Akhir ini, untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat

penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap bahwa tugas akhir ini dapat

bermanfaat penulis pribadi dan untuk perkembangan ilmu pengetahuan.

Yogyakarta, 18 Juli 2013

Penulis

Page 7: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

vii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii PERNYATAAN ............................................................................................. iv KATA PENGANTAR .................................................................................... v DAFTAR ISI .................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix DAFTAR TABEL DAN GRAFIK .................................................................. x INTISARI ....................................................................................................... xi ABSTRACT ..................................................................................................... xii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah .......................................................................... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................... 3 1.5 Metode Penelitian ........................................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan .................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 6 2.1 Penelitian Terdahulu ................................................................... 6 2.2 Perbedaan dengan Penelitian Terdahulu ...................................... 10

BAB III DASAR TEORI ................................................................................ 12 3.1 Sun Tracker ................................................................................. 12 3.2 Arduino Uno ............................................................................... 14 3.3 Light Dependent Resistor (LDR) ................................................. 19 3.4 Motor Servo ................................................................................ 21 3.5 Solar Cell (Sel Surya) .................................................................. 24

BAB IV ANALISA DAN PERANCANGAN ALAT ...................................... 27 4.1 Blok Diagram Sistem................................................................... 27 4.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ................................... 29

4.2.1 Perancangan Power Supply 9 V ......................................... 29 4.2.2 Perancangan Prototipe Dual Axis Sun Tracker ................... 30 4.2.3 Perancangan Sel Surya sebagai Obyek ............................... 33

4.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software) .................................... 34 4.4 Perancangan Pengujian ............................................................... 36

BAB V IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN .............................................. 37 5.1 Implementasi Alat ....................................................................... 37

5.1.1 Implementasi Hardware .................................................... 37 5.1.2 Implementasi Software....................................................... 41

5.2 Pengujian Alat ............................................................................. 44 5.2.1 Pengujian dengan Lampu Senter ........................................ 44 5.2.2 Pengujian di Bawah Sinar Matahari ................................... 47

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 56 6.1 Kesimpulan ................................................................................. 56 6.2 Saran ........................................................................................... 56

Page 8: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

viii

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 58 LAMPIRAN ................................................................................................... 60

Page 9: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Papan Solar Cell Alternatif .......................................................... 7 Gambar 2.2 Desain Sun Tracker...................................................................... 9 Gambar 3.1 Salah Satu PLTS di Amerika Serikat ............................................ 12 Gambar 3.2 Prosentase Sinar Matahari Langsung yang Hilang karena Sudut i .. 13 Gambar 3.3 Perbandingan Peningkatan Energi Beberapa Sistem Tracking ...... 14 Gambar 3.4 Tampilan Arduino Uno ................................................................ 18 Gambar 3.5 Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR ........................................ 20 Gambar 3.6 Motor Servo................................................................................. 22 Gambar 3.7 Konstruksi Motor Servo ............................................................... 22 Gambar 3.8 Pulsa Kendali Motor Servo .......................................................... 23 Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem ................................................................... 27 Gambar 4.2 Rangkaian Power Supply 9 V ....................................................... 29 Gambar 4.3 Rancangan Sistem Dual Axis Sun Tracker.................................... 30 Gambar 4.4 Desain Tata Letak LDR ............................................................... 31 Gambar 4.5 Tegangan Keluaran Rangkaian LDR ............................................ 31 Gambar 4.6 Desain mekanik motor tampak atas .............................................. 32 Gambar 4.7 Penempatan sel surya ................................................................... 34 Gambar 4.8 Flowchart Program ...................................................................... 35 Gambar 5.1 Prototipe dual axis sun tracker dengan sensor LDR menggunakan

Arduino Uno ................................................................................ 37 Gambar 5.2 Rangkaian power supply 9V ........................................................ 38 Gambar 5.3 Dual axis sun tracker ................................................................... 40 Gambar 5.4 Sel surya pada prototipe dual axis sun tracker.............................. 40 Gambar 5.5 Keadaan awal sun tracker setelah dinyalakan ............................... 44 Gambar 5.6 Pengujian dengan lampu senter di mana lampu senter diposisikan

di depan sun tracker...................................................................... 45 Gambar 5.7 Lampu senter berada di belakang sun tracker ............................... 45 Gambar 5.8 Lampu senter diposisikan di sebelah kanan sun tracker ................ 46 Gambar 5.9 Lampu senter diubah posisinya ke sebelah kiri sun tracker .......... 46 Gambar 5.10 Pengujian ketika lampu senter berada di atas sun tracker ........... 47 Gambar 5.11 Alat-alat dalam pengujian dengan sinar matahari langsung......... 48 Gambar 5.12 Peta lokasi pengujian ................................................................. 49 Gambar 5.13 Posisi sun tracker pukul 06.38 WIB ........................................... 51 Gambar 5.14 Posisi sun tracker pukul 08.40 WIB ........................................... 52 Gambar 5.15 Sun tracker pukul 10.50 WIB ..................................................... 52 Gambar 5.16 Sun tracker mengarah ke matahari (pukul 10.50 WIB) ............... 53 Gambar 5.17 Posisi sun tracker pukul 12.06 WIB saat langit mendung ........... 53 Gambar 5.18 Sun tracker terlihat mengarah ke matahari (pukul 13.39 WIB) ... 54 Gambar 5.19 Sun tracker pukul 15.35 WIB ..................................................... 54 Gambar 5.20 Pukul 16.37 WIB saat matahari hampir tertutup bangunan ......... 55

Page 10: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

x

DAFTAR TABEL DAN GRAFIK

Tabel 2.1 Perbedaan rencana penelitian dengan penelitian terdahulu ............... 10 Tabel 3.1 Spesifikasi Arduino Uno.................................................................. 15 Tabel 5.1 Kalibrasi LDR ................................................................................ 38 Tabel 5.2 Skala 0-100 rentang nilai ADC gelap-terang ................................... 39 Tabel 5.3 Pengujian nilai toleransi ................................................................. 43 Tabel 5.4 Hasil pengujian dual axis sun tracker .............................................. 49 Grafik 3.1 Kurva tegangan – arus sel surya terhadap Intensitas ........................ 26 Grafik 3.2 Kurva tegangan – arus pada sel surya terhadap perubahan suhu ................ 26 Grafik 5.1 Tegangan rangkaian terbuka kedua sel surya .................................. 50 Grafik 5.2 Arus hubung singkat kedua sel surya .............................................. 50

Page 11: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

xi

INTISARI

PROTOTIPE DUAL AXIS SUN TRACKER DENGAN SENSOR LDR

(LIGHT DEPENDENT RESISTOR) MENGGUNAKAN ARDUINO UNO

SAYYIDAH KHOIRUL NISA

10/293498/DPA/03487

Indonesia merupakan negara yang dilalui garis khatulistiwa sehingga mendapatkan pancaran cahaya matahari yang baik. Cahaya matahari ini dapat diubah menjadi energi listrik oleh sel surya dan menghasilkan energi yang cukup besar untuk mencukupi kebutuhan listrik masyarakat yang sebagian besarnya disuplai oleh sumber energi tak terbarukan. Untuk pengoptimalan energi listrik yang dihasilkan sel surya diperlukan sebuah alat yang dapat mengorientasikan sel surya ke matahari.

Prototipe dual axis sun tracker (pelacak matahari dua sumbu) ini merupakan sebuah alat yang dirancang untuk mengarahkan sel surya ke matahari. Sun tracker ini bekerja dengan menggunakan empat buah sensor LDR (Light Dependent Resistor) dan dua motor servo Tower Pro MG90 sebagai aktuator penggeraknya. Sistem ini dikendalikan oleh Arduino Uno yang menjalankan program yang ditanamkan oleh software Arduino IDE (Integrated Development Environment).

Hasil pengujian di bawah sinar matahari menunjukkan perbandingan tegangan rangkaian terbuka (Voc) dan arus hubung singkat (Isc) dari sel surya yang terpasang pada sun tracker terhadap sel surya yang posisinya tetap. Sel surya yang terpasang pada sun tracker menghasilkan tegangan rangkaian terbuka rata – rata 5,97% lebih besar dari sel surya yang posisinya tetap dan nilai tertinggi perbandingannya adalah 8,73% lebih besar. Arus hubung singkat yang dihasilkan sel surya pada sun tracker rata-rata 25,36% lebih besar dari arus sel surya pada posisi tetap dan nilai perbandingan tertinggi yang diperoleh dari pengujian adalah 90,09% lebih besar.

Kata kunci : Sun Tracker, Sel Surya, Light Dependent Resistor, Arduino Uno

Page 12: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

xii

ABSTRACT

PROTOTYPE OF DUAL AXIS SUN TRACKER WITH LDR (LIGHT

DEPENDENT RESISTOR) SENSOR USING ARDUINO UNO

SAYYIDAH KHOIRUL NISA

10/293498/DPA/03487

Indonesia is a country that is passed by the equator so gets good radiance of sunlight. This sunlight can be converted into electrical energy by solar cells and produces enough energy to suffice the electricity needs of the people that most of them are now supplied by non-renewable energy sources. To optimize the electrical energy which is produced by solar cells, we need a tool that can orient the solar cells into the sun.

Prototype of dual-axis sun tracker is a tool that is designed to direct the solar cells into the sun. Sun tracker works by using four sensors LDR (Light Dependent Resistor) and two Tower Pro MG90 servo motors as driver actuators. The system is controlled by arduino uno that run program which is implanted by Arduino IDE (Integrated Development Environment) software.

The result of outdoor testing showed the comparison of the open circuit voltage (Voc) and the short circuit current (Isc) of the solar cell that is mounted on a sun tracker to the fixed position solar cell. The solar cell that is mounted on a sun tracker produced open-circuit voltage 5.97% on average greater than the voltage that was produced by the fixed position solar cell and the highest comparison value was 8,73% greater . The short-circuit current production of solar cell on a sun tracker was 25.36% on average greater than the current of solar cell on fixed position and the highest comparison value that was got from the testing was 90,09% greater.

Key words: Sun Tracker, Solar Cell, Light Dependent Resistor, Arduino Uno

Page 13: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Masalah energi selalu menjadi perbincangan hangat di tengah masyarakat

umum maupun para intelektual karena dia merupakan hajat hidup banyak orang.

Seiring perkembangan zaman kebutuhan akan energi terus meningkat dari waktu

ke waktu, termasuk energi listrik. Energi listrik bisa diperoleh dengan

memanfaatkan tenaga air, angin, panas bumi, gas, nuklir, uap, diesel, matahari,

dll. Namun sumber energi listrik di Indonesia sebagian besarnya masih berasal

dari energi tak terbarukan seperti batu bara, minyak bumi, gas (Aprilianto, 2013).

Dengan kebijakan politik Indonesia yang pro liberalisasi migas, PLN

(Perusahaan Listrik Negara) menjadi salah satu korban dan akhirnya merugi.

Menurut hasil audit BPK (Badan Pemeriksa Keuangan), PLN merugi sebesar Rp

37 Trilyun pada periode 2009/2010 (Dhany, 2012). Dan bahkan menurut Dahlan

Iskan, Menteri BUMN (Badan Usaha Milik Negara) kerugian jauh lebih besar dari

itu. Problemnya adalah pasokan migas ke PLN. Dan ternyata 70%-80% migas di

Indonesia dikuasai asing dengan mengatasnamakan pasar bebas (Ryacudu, 2013).

Ini yang menjadi sebab mengapa Indonesia tidak dapat mencukupi kebutuhan

BBM dalam negeri dan harus impor sehingga harga BBM di Indonesia menjadi

mahal. Sementara gas alam Indonesiapun banyak dijual ke asing dengan harga

murah sampai-sampai pasokan gas untuk PLTG tidak tersuplai. PLN akhirnya

harus membeli BBM yang harganya lebih mahal (Pamudji, 2012). Sehingga TDL

(Tarif Dasar Listrik) terus naik.

Di sisi lain Indonesia adalah negeri yang yang kaya sumber daya. Dengan

potensi sumber daya yang melimpah, Indonesia mempunyai kesempatan besar

memproduksi energi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan rakyatnya dengan

harga murah. Sebagaimana diketahui bahwa kenaikan harga kebutuhan energi

seperti TDL dapat membuat harga-harga kebutuhan lainnya naik, maka

penyediaan energi yang murah adalah salah satu solusi ke depannya. Salah satu

Page 14: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

2

sumber energi terbarukan yang melimpah adalah energi matahari. Indonesia

sebagai negara tropis yang dilalui garis khatulistiwa mendapatkan sinar mahatari

yang sangat cukup. Energi matahari dapat diperoleh secara gratis dan diubah

menjadi energi listrik dengan panel surya. Listrik yang bersumber dari energi

matahari saat ini belum banyak dikembangkan meskipun kita mempunyai potensi

yang besar. Oleh karena itu pengembangan PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga

Surya) sebaiknya dikembangkan di Indonesia untuk mencukupi kebutuhan

masyarakat. Optimalisasi penyerapan sinar matahari juga harus dilakukan. Salah

satunya dengan mengarahkan panel surya ke matahari sehingga tidak ada sudut

deviasi antara matahari dan panel surya atau sinar matahari jatuh tegak lurus ke

panel surya.

Untuk mengarahkan suatu obyek ke sumber cahaya diperlukan suatu alat

yang bekerja untuk mendeteksi di mana sumber cahaya itu. Dalam hal inilah

dibutuhkan kontribusi dari mahasiswa program studi Elektronika dan

Instrumentasi untuk membuat alat yang dapat mengorientasi obyek ke arah

matahari atau dikenal dengan nama sun tracker. Maka dilakukanlah penelitian

pembuatan prototipe dual axis sun tracker dengan Arduino Uno ini.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan di atas, maka dapat

diambil rumusan masalah sebagai berikut: “Bagaimana membuat sebuah prototipe

dual axis sun tracker dengan sensor LDR (Light Dependent Resistor)

menggunakan Arduino Uno”.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan penulisan tugas akhir ini akan ditentukan batasan-

batasan masalah yang meliputi, antara lain :

1. Prototipe sun tracker ini menggerakkan sebuah sel surya dengan motor

servo, bergerak secara rotasional untuk mengarahkannya ke matahari

2. Sun tracker bergerak pada dua aksial (sumbu)

Page 15: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

3

3. Karakteristik sel surya yang diamati adalah tegangan rangkaian terbuka

dan arus hubung singkat

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat suatu alat yang dapat

mengorientasikan obyek ke arah matahari dengan menggunakan sensor LDR,

motor servo, dan Arduino Uno sebagai kontroler. Manfaat dari penelitian ini

adalah alat ini dapat diimplementasikan dalam pengembangan pembangkit listrik

tenaga surya untuk memaksimalkan energi listrik yang dihasilkan.

1.5 Metode Penelitian

Metodologi yang dilakukan dalam penelitian dan penulisan tugas akhir ini

adalah sebagai berikut:

1. Studi literatur:

a. Memahami prinsip kerja dari sun tracker dengan mencari referensi

tentang sun tracker yang sudah pernah dibuat oleh orang lain.

b. Memahami prinsip kerja dari komponen-komponen penyusunnya

seperti LDR dan motor servo

c. Memahami bahasa pemrograman Arduino mengenai penerimaan input,

pengolahan data, dan pengeluaran output

d. Memahami suplai tegangan ke Arduino Uno dan pembuatan power

supply 9V.

2. Perancangan alat meliputi:

a. Merancang skema dual axis sun tracker

b. Merancang desain mekanik sun tracker

c. Merancang perangkat lunak sun tracker

d. Merancang power supply

3. Implementasi alat meliputi:

a. Membuat rangkaian sensor LDR sebagai input ke mikrokontroler

b. Membuat rangkaian motor servo dan sistem mekaniknya

Page 16: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

4

c. Merangkai sensor, motor, dan Arduino dan menanamkan program ke

mikrokontrolernya

d. Pembuatan power supply 9V untuk tegangan masukan Arduino

4. Pengujian alat terhadap sumber cahaya:

a. Menguji sun tracker dengan cahaya lampu senter

b. Munguji sun tracker dengan cahaya matahari dan membandingkan

tegangan dan arus yang dihasilkan sel surya yang menggunakan sun

tracker dan yang tidak menggunakan.

1.6 Sistematika Penulisan

Laporan penelitian tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai

berikut:

- BAB I PENDAHULUAN

Meliputi latar belakang dan permasalahan, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika

penulisan.

- BAB II: TINJAUAN PUSTAKA

Memuat tentang informasi-informasi tentang hasil penelitian yang telah

dilakukan terkait dengan perancangan prototipe dual axis sun tracker

dengan sensor LDR (Light Dependent Resistor) menggunakan Arduino

Uno ini.

- BAB III: DASAR TEORI

Memuat tentang landasan teori setiap komponen yang menunjang dalam

pembuatan dan pembahasan tugas akhir ini.

- BAB IV: ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM

Memuat analisa dan perancangan sistem perangkat keras dan perangkat

lunak.

- BAB V: IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

Memuat uraian tentang implementasi sistem secara detail sesuai dengan

rancangan dan hasil pengujian alat.

Page 17: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

5

- BAB VI: KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang memuat uraian singkat tentang hasil penelitian

yang diperoleh sesuai dengan tujuan penelitian, serta saran untuk

penelitian lebih lanjut.

Page 18: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian Terdahulu

Saat ini penelitian tentang sun/solar tracker telah banyak dilakukan karena

pengembangan pembangkit listrik dari energi terbarukan adalah kebutuhan zaman.

Ada beberapa karya ilmiah yang membahas mengenai pembuatan sun tracker, di

antaranya penelitian Permadi (2008) yang membuat rangkaian panel surya yang

digerakkan dengan sun tracker. Alat ini menggunakan lima buah sensor Light

Dependent Resistor (LDR) sebagai pendeteksi cahaya. Empat buah LDR

diletakkan pada panel surya di empat penjuru mata-angin membentuk formasi

layang-layang sama sisi dan sebuah lagi ditempatkan ditengah-tengahnya sebagai

pembanding dari masing-masing fokus yang diterima oleh LDR terkuat tersebut.

Kepekaan paling kuat dari LDR tersebut akan diikuti oleh pergerakan panel surya

hingga terdapat nilai kepekaan yang sama antara salah satu LDR yang diikuti

tersebut dengan LDR yang ditengah sebagai pembandingnya. Dengan kondisi ini

maka solar cell akan selalu mendapatkan sinar matahari secara optimal

disepanjang hari. Selain ini juga terdapat unit penampil data daya yang dihasilkan

oleh penerimaan energi pada solar cell. Sedangkan sebagai penggerak tracker

solar cell ini menggunakan motor DC terkopel gearbox yang masing-masing

track-nya digerakkan melalui sistem pemrograman pada mikrokontroler

ATtiny2313.

Saputra (2008) membuat sebuah penelitian untuk mencari sudut kemiringan

(α) yang paling tepat untuk menempatkan LDR pada papan sel surya. Pada

penelitian tersebut digunakan dua buah LDR saja yang ditempatkan di sisi barat

dan timur papan. Ketika salah satu LDR menerima cahaya lebih besar dari LDR

lainnya maka motor akan menggerakkan panel surya agar mengarah ke cahaya

yang lebih terang. Misalnya LDR barat menerima cahaya lebih terang maka panel

surya akan bergerak hingga cahaya yang diterima kedua LDR sama intensitasnya.

Perbandingan kedua LDR tersebut menggunakan IC komparator tegangan.

Page 19: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

7

Komparator tegangan akan membandingan tegangan dari kedua rangkaian LDR.

Ada dua IC komparator untuk mengatur dua relay yang mengaktifkan motor DC.

Kedua masukan komparator saling silang (LDR1:LDR2 dan LDR2:LDR1). Jika

LDR1 menerima cahaya lebih kecil maka IC1 memberi output tegangan maksimal

yang akan mengaktifkan relay1 sehingga menyalakan motor yang akan

menggerakkan panel surya ke barat, begitu juga sebaliknya. Jika kedua LDR

menerima cahaya dengan intensitas sama maka semua IC komparator dalam

keadaan off. Dibuat juga unit pembatas untuk membatasi pergerakan papan panel

surya. Ada dua limit switch yang terpasang di kedua sisi (barat dan timur). Jika

papan terus mengarah ke timur dia akan menekan limit switch kemudian output

komparator di-ground-kan sehingga motor berhenti berputar. Dari hasil penelitian

ini diperoleh bahwa sudut ideal untuk penempatan LDR terhadap garis normal

adalah 41,85o.

Gambar 2.1 Papan Solar Cell Alternatif (Saputra, 2008)

Mirdanies dkk. (2011) melakukan sebuah penelitian untuk membuat rancang

bangun sistem kontrol mekanisme pelacakan matahari. Pada sistem kontrol ini,

sinyal referensi diambil dari dua buah sensor LDR sedangkan umpan balik

diambil dari sensor posisi, dan sensor suhu. Program dibuat menggunakan bahasa

pemrograman C dan diimplementasikan pada mikrokontroller ATMega8535 yang

digunakan sebagai otak dari sistem. Fasilitas telekontrol untuk monitoring data via

komputer menggunakan modul tranceiver terkoneksi port RS-232. Motor DC

yang digunakan berdaya 0,74 watt dan dikopel ke reducer dengan rasio 1:7.300.

Dan dilakukan eksperimen karakteristik sensor cahaya dan simulasi pergerakan

panel. Dari eksperimen sensor cahaya diperoleh kesimpulan bahwa sinyal

Page 20: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

8

keluaran 0-4 volt, saat cerah 3,3-3,9 volt, saat mendung dan agak cerah 1,5-3,3

volt. Dari hasil simulasi pergerakan panel, diketahui bahwa sistem kontrol

pelacakan matahari yang dibuat dapat menggerakkan panel dan mengikuti arah

pergerakan matahari.

Nugraha (2011) membuat sun tracker menggunakan 2 buah Light Dependent

Resistor (LDR) sebagai sensor, sehingga sun tracker ini termasuk dalam jenis

single axis sun tracker (penjejak matahari satu sumbu). Panel surya yang dipasang

pada sun tracker tersebut dapat mengikuti mahatari sesuai dengan intensitas

cahaya yang diterima LDR dan tegangan keluaran dari panel surya diukur dari

waktu ke waktu agar dapat menunjukkan panel surya menyerap energi matahari

secara optimal. Hasil pengujian menunjukkan tegangan keluaran dari panel surya

bervariasi dari 19 Volt (pada pagi dan sore hari) dan 20.8 Volt (pada siang hari).

Tegangan dari panel surya lalu dimasukkan ke rangkaian inverter untuk

mengubah menjadi tegangan AC 220 Volt / 50 Hertz. Namun tidak dilakukan

perbandingan dengan panel surya yang tidak menggunakan sun tracker sehingga

tidak diketahui peningkatan energi listrik yang dihasilkan dengan penggunaan sun

tracker ini.

Susilo (2012) mencoba untuk membuat sebuah sun tracker menggunakan

sensor LDR (Light Dependent Resistor), dan dengan sistem kontrol menggunakan

logika kabur (Fuzzy Logic). Prinsip kerja dari sun tracker adalah ketika cahaya

matahari menyinari LDR maka hambatan LDR menurun sehingga arus yang

mengalir melalui LDR meningkat. Ketika gelap hambatan LDR meningkat dan

arus yang mengalir melalui LDR menurun. Fenomena inilah yang diamanfaatkan

sebagai sensor cahaya. Adanya perbedaan nilai arus dari keempat sensor

digunakan sebagai masukan analog pada mikrokontroler ATMega 16 yang

kemudian dikonversi ke sinyal digital dan dikonversi kembali ke sinyal analog

sebagai hasil keluaran dari mikrokontroler. Sinyal analog dari mikrokontroler

berupa tegangan 5 volt yang kemudian mengalir ke kaki base transistor yang

berperan sebagai pemicu relay yang berfungsi sebagai jembatan H untuk

mengendalikan motor aktuator sebagai penggerak panel surya. Dengan demikian

cahaya yang diterima panel surya dapat lebih optimal dibandingkan jika panel

Page 21: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

9

surya yang hanya menghadap pada satu titik koordinat. Dari penelitian

menunjukkan bahwa kenaikan daya listrik yang dihasilkan sun tracker dengan

fuzzy logic dibandingkan daya listrik yang dibangkitkan oleh panel surya tanpa

kontrol fuzzy logic sebesar 12,10% pada pembebanan 10 ohm dan 2,56% pada

pembebanan 100 ohm. Dengan menggunakan kontrol fuzzy logic menghasilkan

efisiensi meningkat 1,39 % pada pembebanan 10 ohm dan 0,06 % pada

pembebanan 100 ohm dibandingkan panel surya tanpa kontrol fuzzy logic.

Simatupang dkk. (2013) melakukan penelitian untuk mencari peningkatan

energi yang dihasilkan panel surya dengan penggunaan sun tracker dua sumbu

yang bekerja dengan empat sensor photodioda. Desain terdiri dari bagian atas,

tengah, dan bagian bawah. Bagian atas merupakan tempat panel surya yang

ditopang oleh rangka aluminium dan dilengkapi dengan motor servo sebagai

penggerak untuk sumbu putar satu. Bagian tengah alat hanya merupakan

penyangga yang dilengkapi oleh motor sehingga bagian tengah juga berfungsi

sebagai sumbu putar kedua. Bagian bawah merupakan bagian dasar tempat alas

alat.

Keterangan: 1. Panel Surya 2. (a,b) motor servo 3. (a,b,c,d) photodioda 4. Kerangka penunjang 5. Roll ball 6. Kerangka utama 7. Alas

Gambar 2.2 Desain Sun Tracker (Simatupang dkk., 2013)

Pada prototipe ini photodioda diletakkan pada dua sisi panel. Photodioda a

dan b sulit mendeteksi sumber cahaya yang ada di sisi yang berseberangan karena

A

Page 22: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

10

tertutup panel. Photodioda c dan d juga sulit mendeteksi sumber cahaya yang

berada di sisi yang berseberangan karena terhalang papan, sehingga sumber

cahaya dari arah A sulit dideteksi oleh keempat photodioda. Dari penelitian ini

diperoleh hasil bahwa kenaikan energi yang diperoleh sebesar 4,22%.

2.2 Perbedaan dengan Penelitian Terdahulu

Penelitian ini memiliki perbedaan dengan penelitian-penelitian terdahulu

yang telah disebutkan pada subbab sebelumnya. perbedaan tersebut dapat dilihat

pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Perbedaan rencana penelitian dengan penelitian terdahulu

Nama, Tahun Judul Perbedaan

Penelitian Sebelumnya Rencana Penelitian Permadi (2008)

Rancang Bangun Model Solar Tracker Berbasis Mikrokontroler Untuk Mendapatkan Energi Matahari Yang Maksimal

Tidak melakukan pengujian di bawah sinar matahari langsung, menggunakan 5 LDR, LDR diletakkan di panel surya tanpa ada papan yang membayangi,

Melakukan pengujian di bawah sinar matahari, menggunakan 4 LDR yang disekat papan untuk membuat bayangan dan terpisah dengan sel surya

Saputra (2008)

Rancang Bangun Solar Tracking System untuk mengoptimalkan Penyerapan Energi Matahari pada Solar Cell

Tidak melakukan pengujian dengan sel surya dan meneliti kenaikan kinerja sel surya dengan penggunaan sun tracker, menggunakan 2 LDR, single axis (bergerak pada satu sumbu)

Meneliti kenaikan tegangan dan arus sel surya karena penggunaan sun tracker, menggunakan 4 LDR, dual axis (bergerak pada dua sumbu)

Mirdanies (2011)

Rancang Bangun Sistem Kontrol Mekanisme Pelacakan Matahari Beserta Fasilitas Telekontrol Hemat Energi

Menggunakan 2 LDR, Single Axis, tidak membandingkan hasil pengukuran dengan panel surya tanpa sun tracker

Menggunakan 4 LDR, dual axis, membandingkan sel surya dengan sun tracker dan tanpa sun tracker

Page 23: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

11

Tabel 2.1 Perbedaan rencana penelitian dengan penelitian terdahulu (lanjutan)

Nama, Tahun Judul

Perbedaan Penelitian

Sebelumnya Rencana Penelitian

Nugraha (2011)

Rancang Bangun Pendeteksi Posisi Sinar Matahari untuk Mengoptimalkan Energi Solar Sel

Melakukan pengolahan energi yang dihasilkan sel surya dengan inverter, Menggunakan 2 LDR, Single Axis, tidak membandingkan hasil pengukuran dengan panel surya tanpa sun tracker

Tidak melakukan pengolahan energi yang dihasilkan sel surya dengan inverter Menggunakan 4 LDR, dual axis, membandingkan sel surya dengan sun tracker dan tanpa sun tracker

Susilo (2012)

Perancangan Solar Tracker sebagai Peningkatan Efisiensi Energi Listrik yang Dihasilkan Panel Surya dengan Menggunakan Logika Kabur (Fuzzy Logic)

Membandingkan kinerja sun tracker dengan fuzzy logic dan tanpa fuzzy logic

Membandingkan tegangan dan arus sel surya dengan sun tracker dan tanpa sun tracker

Simatupang dkk. (2013)

Rancang Bangun dan Uji Coba Solar Tracker pada Panel Surya Berbasis Mikrokontroler ATMega16

Menggunakan photodioda sebagai sensor, photodioda sulit mendeteksi sumber cahaya yang berada di daerah tertentu (daerah A, bisa dilihat pada Gambar 2.2)

Menggunakan LDR sebagai sensor, LDR dapat mendeteksi sumber cahaya dari berbagai arah saat berada di posisi awal (menghadap ke atas)

Page 24: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

12

BAB III

DASAR TEORI

3.1 Sun Tracker

Sun / solar tracker adalah perangkat yang mengorientasikan muatan ke arah

matahari. Muatannya dapat berupa panel fotovoltaik/photovoltaic (panel surya),

reflektor, lensa, atau perangkat optik lainnya. Dalam aplikasi panel surya layar

datar, sun tracker digunakan untuk meminimalkan sudut insiden (i) antara sinar

matahari yang masuk dan panel surya. Hal ini dapat meningkatkan jumlah energi

lisktrik yang dihasilkan sebuah pembangkit listrik tenaga surya.

Gambar 3.1 Salah Satu PLTS di Amerika Serikat (U.S. Air Force, 2007)

Optik dalam aplikasi surya terkonsentrasi menerima komponen langsung

cahaya matahari dan karena itu harus berorientasi tepat untuk mengumpulkan

energi. Sistem pelacakan ditemukan di semua aplikasi konsentrator karena sistem

tersebut tidak menghasilkan energi kecuali menunjuk matahari. Sinar matahari

memiliki dua komponen, sinar matahari langsung yang membawa 90 % energi

matahari dan sinar matahari menyebar yang membawa sisanya. Energi yang

Page 25: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

13

disumbangkan oleh sinar langsung menurun dengan cosinus dari sudut antara

cahaya yang masuk dan panel (Neil Clarke, 2011).

Gambar 3.2 Prosentase Sinar Matahari Langsung yang Hilang karena Sudut i

(Neil Clarke, 2011)

Ada beberapa jenis sun tracker, berdasarkan jumlah sumbunya dibagi menjadi

single axis tracker (pelacak sumbu tunggal) dan dual axis tracker (pelacak sumbu

ganda). Pelacak matahari dengan sumbu ganda dapat melakukan optimalisasi

penyerapan cahaya yang lebih baik daripada pelacak sumbu tunggal. Gambar 3.3

adalah grafik yang menunjukkan perbandingan prosentase peningkatan energi dari

beberapa sistem tracking terhadap panel surya tanpa tracking dan tilting

(pemiringan) yang didasarkan pada studi rinci lebih dari 180 situs surya di

Amerika Utara yang dilakukan oleh Dr. David Lubitz, Asisten Profesor Teknik di

Universitas Guelph di Ontario.

Page 26: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

14

Gambar 3.3 Perbandingan Peningkatan Energi Beberapa Sistem Tracking (David

Lubitz, 2010)

Sumbu x menunjukkan nilai Sky Clearness Index, yaitu ukuran dari berapa

banyak polusi dan faktor awan yang menyerap, merefleksikan, atau membiaskan

cahaya mahatari. Kejelasan rendah adalah cahaya menyebar seperti hari kabur

atau mendung. Sedangkan kejelasan tinggi di atas 0,7 atau 0,8 adalah hari yang

sangat cerah dengan sedikit polusi di atmosfer. Ini adalah cahaya spekular seperti

di daerah gurun dan khatulistiwa (David Cooke, 2011).

3.2 Arduino Uno

Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno mempunyai 14 pin digital input/output

(6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah

osilator kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP

header, dan sebuat tombol reset. Arduino Uno memuat semua yang dibutuhkan

untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah

komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor

AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. Arduino Uno berbeda

Page 27: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

15

dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino Uno tidak menggunakan chip

driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur Atmega16U2 (Atmega8U2

sampai ke versi R2) diprogram sebagai sebuah pengubah USB ke serial. Revisi 2

dari board Arduino Uno mempunyai sebuah resistor yang menarik garis 8U2

HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU

mode.

Tabel 3.1 Spesifikasi Arduino Uno (Suhendri, 2013)

Mikrokontroler ATmega328 Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20V Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

Jumlah pin input analog 6 Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power

suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal (non-USB)

dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat

dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya

2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery dapat

dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor

power. Board Arduino Uno dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6

sampai 20 Volt. Jika disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V, boleh jadi pin 5

Volt mungkin mensuplai lebih kecil dari 5 Volt dan board Arduino Uno bisa

menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt,

voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino Uno.

Page 28: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

16

Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin-pin dayanya adalah

sebagai berikut:

VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan

sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber

tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin

ini.

5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator

pada board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power

jack (7-12V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12).

Penyuplaian tegangan melalui pin 5V atau 3,3V mem-bypass regulator,

dan dapat membahayakan board. Hal itu tidak dianjurkan.

3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus

maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.

GND. Pin ground.

ATmega328 mempunyai 32 KB memori (dengan 0,5 KB digunakan untuk

bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM

(yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written) dengan EEPROM library).

Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output,

menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi-fungsi

tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau

menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up

(terputus secara default) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-

fungsi spesial:

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua

pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2

USB-ke-TTL.

External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk

dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu

kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai. Lihat

fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.

Page 29: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

17

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan

fungsi analogWrite().

SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport

komunikasi SPI menggunakan SPI library.

LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13.

Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED

mati.

Arduino Uno mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5,

setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda).

Secara default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5

Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan

menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di sisi lain, beberapa pin

mempunyai fungsi spesial:

TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi

TWI dengan menggunakan Wire library

Ada sepasang pin lainnya pada board:

AREF. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan

dengan analogReference().

Reset. Membawa saluran ini LOW untuk me-reset mikrokontroler. Secara

khusus, digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset untuk

melindungi yang memblock sesuatu pada board.

Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi dengan

sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya. Atmega 328

menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0

(RX) dan 1 (TX). Sebuah Atmega 16U2 pada channel board serial komunikasinya

melalui USB dan muncul sebagai sebuah port virtual ke software pada komputer.

Firmware 16U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak ada driver

eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, pada Windows, sebuah file inf pasti

dibutuhkan. Software Arduino mencakup sebuah serial monitor yang

memungkinkan data tekstual terkirim ke dan dari board Arduino. LED RX dan

TX pada board akan menyala ketika data sedang ditransmit melalui chip USB-to-

Page 30: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

18

serial dan koneksi USB pada komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada

pin 0 dan 1). Sebuah Software Serial library memungkinkan untuk komunikasi

serial pada beberapa pin digital UNO. Atmega328 juga mensupport komunikasi

I2C (TWI) dan SPI. Software Arduino mencakup sebuah Wire library untuk

memudahkan menggunakan bus I2C. Untuk komunikasi SPI, gunakan SPI

library.

Arduino UNO dapat diprogram dengan software Arduino. Pilih “Arduino

Uno dari menu Tools > Board (termasuk mikrokontroler pada board).

ATmega328 pada Arduino Uno hadir dengan sebuah bootloader yang

memungkinkan kita untuk mengupload kode baru ke ATmega328 tanpa

menggunakan pemrogram hardware eksternal. ATmega328 berkomunikasi

menggunakan protokol STK500 asli (referensi, file C header).

Gambar 3.4 Tampilan Arduino Uno (Federico, 2011)

Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino Uno masing-masingnya

adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas

dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke

sebuah permukaan atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7

dan 8 adalah 160 mil. (0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil

dari pin lainnya (Suhendri, 2013).

Page 31: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

19

Program Arduino IDE (Integrated Development Environment) dapat diinstal

dengan mudah di komputer bersistem operasi Windows. Ketika kita berhasil men-

download software tersebut di website resmi http://arduino.cc yang pertama

dilakukan adalah mengekstrak file yang berekstensi .zip tersebut. Setelah kabel

USB disambungkan maka Arduino akan terdeteksi sebagai Unkown Device di

Device Manager. Selanjutnya Unknown Device ini diklik kanan dan dipilih

Update Software Driver Browse my computer for driver software Browse,

kemudian arahkan ke folder tempat kita menyimpan driver Arduino, berada satu

folder dengan file yang di-download tadi. Lalu klik OK Next. Setelah selesai

terinstal maka Unknown Device tadi berubah menjadi Arduino diikuti COM 9,

atau angka yang lain sesuai port tempat kita menyambungkan Arduino. Maka

Arduino.exe sudah siap dijalankan untuk memrogram board Arduino (Audah,

2013).

3.3 Light Dependent Resistor (LDR)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis

resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami

perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada sensor cahaya LDR

tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR

sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap

cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan

semikonduktor yang resistansinya berubah-ubah menurut banyaknya cahaya

(sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya

mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang

turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan

LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa.

Simbol LDR dapat dilihat seperti pada Gambar 3.5.

Page 32: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

20

Gambar 3.5 Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Purnamaa, 2012)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :

Sensor pada rangkaian saklar cahaya

Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas

Sensor pada tracker cahaya matahari

Sensor pada kontrol arah solar cell

Sensor pada robot line follower, dll

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk

komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada

cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan

Respon Spektral sebagai berikut :

1. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR

Bila sebuah Sensor Cahaya LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level

kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa

kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah

resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut

hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang

waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu

kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam

Page 33: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

21

K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama

20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut

akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke

tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai

resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

2. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR

Sensor Cahaya LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap

panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang

biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium,

baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan

penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantar

yang baik (TEDC,1998)

Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan berubah

seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada

disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam

keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor

seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh

menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.

Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan (Purnamaa, 2012).

3.4 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali

dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada

motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali

ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.

Page 34: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

22

Gambar 3.6 Motor Servo (Purnamab, 2012)

Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR)

atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut

dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol

motor servo.

Gambar 3.7 Konstruksi Motor Servo (Purnamab, 2012)

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW)

dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan

memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin

kontrolnya. Ada dua jenis motor servo, yaitu :

Page 35: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

23

1. Motor Servo Standar 180°

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW)

dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi

sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.

2. Motor Servo Continuous

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa

batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).

Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms,

dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut

maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai

gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi

mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati

180°.

Gambar 3.8 Pulsa Kendali Motor Servo (Saripudin, 2012)

Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya

diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan

frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor

dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton

duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar

ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk

sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan di

posisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan

Page 36: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

24

lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW)

dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan

bertahan di posisi tersebut (Purnamab, 2012).

3.5 Solar cell (Sel Surya)

Solar cell atau disebut Photovoltaic adalah alat yang dapat mengkonversi

cahaya matahari secara langsung untuk diubah menjadi listrik. Kata photovoltaic

biasa disingkat dengan PV. Bahan semikonduktor seperti silicon, gallium

arsenide, dan cadmium telluride atau copper indium deselenide biasanya

digunakan sebagai bahan bakunya. Solar cell crystalline biasanya digunakan

secara luas untuk pembuatan solar cell. Jenis-jenis solar cell antara lain:

1. Single crystalline

Yaitu kristal yang mempunyai satu jenis macamnya, tipe ini dalam

perkembangannya mampu menghasilkan efisiensi yang sangat tinggi. Jenis

single crystalline antara lain:

a. Gallium Arsenide Cell

Gallium arsenide cell sangat efisien dari semua sel, tetapi harganya

sangat mahal. Efisiensi dari sel ini mampu mencapai 25 persen

b. Cadmium Sulfide Cell

Cadmium sulfide cell ini merupakan suatu bahan yang dapat

dipertimbangkan dalam pembuatan sel surya, karena harga yang murah

dan mudah dalam proses pembuatannya

2. Polycrystalline cell

Polycristalline cell merupakan kristal yang banyak macamnya, terbuat dari

kristal silikon dengan efisiensi 10-12 persen.

3. Amorphous Silikon Cell

Amorphous berarti tidak memakai kristal struktur atau non kristal, bahan

yang digunakan berupa proses film yang tipis dengan efisiensi sekitar 4-6

persen

Page 37: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

25

4. Copper indium diselenide (CIS) cells

Bahan semikonduktor yang aktif dalam sel surya CIS adalah copper

indium diselenide. Senyawa CIS sering juga merupakan paduan dengan

gallium dan / atau belerang. Efisiensi 9 persen sampai 11 persen.

5. Cadmium telluride (CdTe) cells

Sel surya CdTe diproduksi pada substrat kaca dengan lapisan konduktor

TCO transparan biasanya terbuat dari indium tin oxide (ITO) sebagai

kontak depan. Efisiensi 1 persen hingga 8,5 persen per efisiensi modul.

6. Dye sensitized

Prinsip kerja Dye sensitized yaitu menyerap cahaya dalam pewarna

organik mirip dengan cara di mana tanaman menggunakan klorofil untuk

menangkap energi dari sinar matahari dengan fotosintesis (Muchammad,

2010).

Sel surya memiliki beberapa karakteristik yang perlu diketahui, karakteristik

tersebut antara lain:

1. Tegangan Rangkaian Terbuka (Voc)

Voc adalah tegangan yang dibaca pada saat arus tidak mengalir atau bisa

disebut juga arus sama dengan nol. Cara untuk mencapai open circuit (Voc)

yaitu dengan menghubungkan kutub positif dan kutub negatif modul surya

dengan voltmeter, sehingga akan terlihat nilai tegangan open circuit sel

surya pada voltmeter.

2. Arus Hubung Singkat (Isc)

Isc adalah arus maksimal yang dihasilkan oleh modul sel surya dengan cara

menge-short-kan kutub positif dengan kutub negatif pada modul surya.

Dan nilai Isc akan terbaca pada amperemeter. Arus yang dihasilkan modul

surya dapat menentukan seberapa cepat modul tersebut mengisi sebuah

baterai. Selain itu, arus dari modul surya juga menentukan daya

maksimum dari alat yang digunakan.

3. Efek Perubahan Intensitas Cahaya Matahari

Apabila jumlah energi cahaya matahari yang diterima sel surya berkurang

atau intensitas cahayanya melemah seperti Gambar 3.8, maka besar

Page 38: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

26

tegangan dan arus listrik yang dihasilkan juga akan menurun. Penurunan

tegangan relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listriknya.

Grafik 3.1 Kurva tegangan – arus sel surya terhadap Intensitas (Satwiko,

2012)

4. Efek Perubahan Suhu pada Sel surya

Sel surya akan bekerja secara optimum pada suhu konstan yaitu 25oC. Jika

suhu disekitar sel surya meningkat melebihi 25oC, maka akan

mempengaruhi fill factor sehingga tegangan akan berkurang seperti

Gambar 3.9. Selain itu, efisiensi sel surya juga akan menurun beberapa

persen. Sedangkan sebaliknya, arus yang dihasilkan akan meningkat

seiring dengan meningkatnya suhu pada sel surya (Satwiko, 2012).

Grafik 3.2 Kurva tegangan – arus pada sel surya terhadap perubahan suhu

(Satwiko, 2012)

Page 39: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

27

BAB IV

ANALISA DAN PERANCANGAN ALAT

Bab ini menjelaskan tentang perancangan dual axis sun tracker dengan

Arduino Uno. Perancangan alat ini terdiri dari dua bagian yaitu perancangan

perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software).

Perancangan hardware meliputi perancangan sun tracker mencakup rangkaian

sensor, motor servo, Arduino Uno dan perancangan power supply 9V untuk suplai

tegangan ke Arduino Uno. Sedangan perancangan software meliputi pembuatan

program yang ditanam di Arduino Uno untuk mengontrol sistem.

4.1 Blok Diagram Sistem

Secara umum sistem sun tracking yang dirancang dapat digambarkan dalam

blok diagram berikut :

Gambar 4.1 Blok Diagram Sistem

Gambar 4.1 menunjukkan blok diagram dari sistem sun tracking sumbu

ganda dengan Arduino Uno. Blok diagram ini terdiri dari beberapa bagian sebagai

berikut :

1. Sensor LDR0

Rangkaian sensor LDR (Light Dependent Resistor) yang sensitif terhadap

intensitas cahaya di sekitarnya akan memberikan masukan pada Arduino

berupa tegangan. LDR0 bersama dengan LDR 2 digunakan untuk

Sensor LDR1 Pemroses Arduino Uno

Motor servo sumbu x

Sensor LDR0

Motor servo sumbu y

Sensor LDR2

Sensor LDR3

Page 40: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

28

membandingkan cahaya antara sisi utara alat dan sisi selatan alat. LDR0

terletak di sebelah utara. Jika rangkaian sensor LDR0 memberi tegangan

lebih besar dari rangkaian sensor LDR2 artinya cahaya di utara lebih

terang daripada sebelah selatan maka sun tracker bergerak ke utara

dengan motor servo sumbu y.

2. Sensor LDR1

LDR1 bersama dengan LDR3 digunakan untuk membandingkan cahaya

antara sisi timur alat dan sisi barat alat. LDR1 terletak di sebelah timur.

Jika rangkaian sensor LDR1 memberi tegangan lebih besar dari rangkaian

sensor LDR3 maka sun tracker digerakkan ke timur oleh motor servo

sumbu x.

3. Sensor LDR2

LDR2 terletak di sebelah selatan, gunanya untuk mengukur intensitas

cahaya di selatan alat. Lalu dibandingkan dengan LDR0. Jika tegangan

keluaran rangkaian sensor LDR2 lebih besar dari LDR0 maka sun tracker

digerakkan ke selatan oleh motor servo sumbu y.

4. Sensor LDR3

LDR3 digunakan untuk menentukan mengukur intensitas cahaya di

sebelah barat. Sun Tracker akan digerakkan ke barat oleh motor servo

sumbu x jika output rangkaian sensor LDR3 lebih besar dari LDR1.

5. Arduino Uno

Arduino Uno dengan mikrokontroler Atmega 328 menerima input

tegangan dari rangkaian sensor kemudian memprosesnya dan menentukan

gerak dari dua motor servo. Tegangan input yang diterima Arduino Uno

akan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yang diterima LDR.

6. Motor servo sumbu x

Motor servo Tower Pro MG90 sebagai aktuator akan menggerakkan sun

tracker, dan pada implementasinya digunakan untuk menggerakkan solar

cell. Motor servo sumbu x akan menggerakkan sun tracker ke arah barat

atau timur berdasarkan tegangan keluaran rangkaian sensor LDR1 dan

LDR3.

Page 41: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

29

7. Motor servo sumbu y

Motor servo sumbu y akan menggerakkan sun tracker ke arah utara atau

selatan berdasarkan tegangan keluaran rangkaian sensor LDR0 dan

LDR2.

4.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Perancangan perangkat keras meliputi perancangan perancangan power

supply 9 V, dual axis sun tracker, dan sel surya.

4.2.1 Perancangan Power Supply 9 V

Arduino Uno bekerja dengan baik pada tegangan masukan 7-12 V, sehingga

pada penelitian ini dirancang catu daya 9 V.

Gambar 4.2 Rangkaian Power Supply 9 V

Gambar 4.2 adalah Rangkaian Power Supply 9 V yang terdiri dari Trafo 12 V

1 A, empat buah dioda, satu kapasitor 1000 µF, tiga buah kapasitor 100 nF, dan

IC regulator tegangan 7809. Trafo 12 V berfungsi untuk menurunkan tegangan

listrik rumah tangga sebesar 220 V menjadi 12 V. Empat buah dioda IN4002

digunakan untuk menyearahkan tegangan bolak-balik. Regulator tegangan 7809

digunakan untuk mengatur tegangan menjadi 9 V. Sedangkan kapasitor yang

terpasang paralel berfungsi sebagai filter agar tidak ada ripple pada tegangan

keluaran. Selanjutnya tegangan 9 V dari catu daya ini disambungkan ke input

tegangan dari Arduino Uno.

Page 42: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

30

4.2.2 Perancangan Prototipe Dual Axis Sun Tracker

Sistem sun tracker pada penelitian ini terdiri dari empat buah LDR, 4 buah

resistor 10 KΩ, Arduino Uno, dua motor servo Tower Pro MG90, dan rangkaian

mekaniknya.

Gambar 4.3 Skema Dual Axis Sun Tracker

Rangkaian pada Gambar 4.3 terdiri dari :

1. Light Dependent Resistor (LDR) sejumlah empat buah untuk empat sisi;

utara (LDR0), selatan (LDR2), timur (LDR1), dan barat (LDR3).

Masing-masing LDR tersekat oleh papan yang membayangi LDR ketika

disinari cahaya dari satu sisinya. Satu sisi LDR dihubungkan ke tegangan

5 V dari Arduino dan satu sisi lainnya dihubungkan ke resistor 10 kΩ.

LDR akan berubah resistansinya ketika terkena cahaya. Semakin besar

intensitas cahaya yang mengenainya maka resistansi LDR semakin

menurun. Jika resistansi LDR menurun maka semakin menurun pula

tegangannya berdasarkan rumus V= IR. Sedangkan tegangan resistor

semakin tinggi. Dari sini ditarik kesimpulan bahwa peningkatan tegangan

SERVO1 SERVO2

Page 43: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

31

resistor 10 kΩ berbanding lurus dengan banyaknya intensitas cahaya

yang mengenai LDR.

Gambar 4.4 Desain Tata Letak LDR

2. Resistor 10 kΩ berjumlah empat buah dihubungkan dengan LDR dan

ground. Fungsinya seperti dijelaskan sebelumnya yaitu untuk mencari

tegangan output dari rangkaian sensor LDR dengan prinsip rangkai

pembagi tegangan.

Gambar 4.5 Tegangan Keluaran Rangkaian LDR

3. Arduino Uno berperan sebagai pusat kendali dari sistem. Dia menerima

input berupa tegangan resistor yang dijadikan sebagai informasi seberapa

besar intensitas cahaya di sekitar LDR. Tegangan dari keempat LDR

masuk ke pin Analog In A0, A1, A2, dan A3. Pin-pin Analog In

menerima tegangan 0-5 V yang akan dikonversikan ke data digital dalam

skala 0- 1023.

Page 44: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

32

4. Motor servo Tower Pro MG90, adalah micro servo berukuran 23 mm x

12,2 mm x 29 mm dengan massa 14 gram. Torsi motor servo ini sebesar

2,2 kg.cm pada input tegangan 4,8 V dan 2,5 kg.cm pada input tegangan

6 V (Towerpro, 2007). Gear (roda gigi) dari motor servo ini bertipe

metal. Ada dua motor servo yang digunakan pada rancangan sistem ini

untuk menggerakkan tracker pada sumbu x dan sumbu y. Servo pertama

bergerak berdasarkan tegangan keluaran sensor LDR0 dan LDR2 (sumbu

y) dan menerima suplai dari pin 9 Arduino Uno, sedang servo kedua

bergerak berdasarkan tegangan keluaran sensor LDR1 dan LDR3 (sumbu

x) serta menerima suplai PWM (Pulse Width Modulation) dari pin 11

Arduino Uno.

Gambar 4.6 Desain mekanik motor tampak atas

Prinsip kerja dari sistem ini adalah :

1. Jika LDR0 menerima cahaya lebih besar dari LDR2 –itu artinya sumber

cahaya ada di sebelah utara sun tracker- maka Vout LDR0 lebih besar

dari Vout LDR2. Ini akan dibaca oleh mikrokontroler dan dicek apakah

perbedaannya melebihi toleransi perbedaan atau tidak. Jika iya maka

mikrokontroler akan memerintahkan motor servo1 untuk berputar

Page 45: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

33

berlawanan arah jarum jam (CCW) dengan menambah nilai PWM yang

disuplai ke motor. Sebaliknya jika Vout LDR2 lebih besar dan

perbedaannya melebihi toleransi maka motor servo akan diputar searah

jarum jam (CW) dengan mengurangi nilai PWM-nya.

2. Jika LDR1 menerima cahaya lebih besar dari LDR3 –berarti sumber

cahaya ada di sebelah timur sun tracker- maka Vout LDR1 lebih besar

dari Vout LDR3. Sinyal ini akan dibaca oleh mikrokontroler dan dicek

apakah perbedaannya melebihi toleransi perbedaan atau tidak. Jika iya

maka Arduino akan memerintahkan motor servo2 untuk berputar searah

jarum jam (CW) dengan mengurangi nilai PWM yang disuplai ke motor.

Dan sebaliknya jika Vout LDR3 lebih besar dan perbedaannya melebihi

toleransi maka motor servo2 akan diputar berlawanan arah jarum jam

(CCW) dengan menambah nilai PWM-nya.

3. Pada kondisi awal dinyalakan, sun tracker diposisikan tegak lurus ke

atas. Jika dia mendeteksi sumber cahaya maka dia akan bergerak

mengarah ke sumber cahaya itu.

4.2.3 Perancangan Sel Surya sebagai Obyek

Obyek yang diorientasikan ke matahari dengan sun tracker ini adalah sel

surya. Sel surya yang akan digunakan adalah sel surya amorphous berdimensi

70mm(p) x 55mm(l) dan ketebalan 2mm. Sel surya ini memiliki tegangan output

makximal sekitar 10 V dan arus 30 mA. Ada dua sel surya yang digunakan. Satu

dipasang pada sun tracker dan yang satunya diposisikan tidak berubah selalu

menghadap ke atas. Kemudian dibandingkan tegangan rangkaian terbuka dan arus

hubung singkat yang dihasilkan antara keduanya dengan mengukurnya

menggunakan multimeter. Sel surya yang dipasang ditempatkan di samping LDR3

seperti pada Gambar 4.7.

Page 46: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

34

Gambar 4.7 Penempatan sel surya

4.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Pembuatan program sistem ini menggunakan software Arduino Integrated

Development Environment (IDE). Program perangkat lunak di Arduino IDE

disebut sketch. Program ditulis, di-compile, dan di-upload ke Arduino Uno

dengan Arduino IDE ini. Flowchart program yang dirancang untuk sistem ini

ditampilkan pada Gambar 4.8.

Page 47: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

35

Gambar 4.8 Flowchart Program

Page 48: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

36

4.4 Perancangan Pengujian

Pengujian yang akan dilakukan pada alat ada dua macam, yaitu pengujian

dalam skala lab menggunakan lampu senter dan pengujian di bawah sinar

matahari langsung. Pengujian dengan lampu senter di dalam ruangan bertujuan

untuk mengetahui kepekaan dual axis sun tracker terhadap cahaya lampu senter

yang digerakkan, sehingga diketahui apakah alat ini peka terhadap pergerakan dari

sumber cahaya. Lampu senter diarahkan ke sun tracker pada saat berada di

berbagai posisi, di depan, belakang, samping dan atas sun tracker. Lalu diamati

apakah sun tracker merespon pergerakan lampu senter dengan berusaha mengarah

kepadanya.

Pengujian di bawah sinar matahari dilakukan menggunakan dua sel surya,

yang salah satunya terpasang pada sun tracker dan yang lain posisinya tetap

mengarah ke atas. Pengujian ini bertujuan untuk mengamati respon sun tracker

terhadap pergerakan matahari dan membandingkan tegangan rangkaian terbuka

dan arus hubung singkat yang dihasilkan sel surya yang terpasang pada sun

tracker dan yang posisinya tetap. Tegangan rangkaian terbuka diukur dengan

menghubungkan kutub positif dan negatif sel surya dengan probe multimeter yang

sudah diatur sebagai voltmeter. Arus hubung singkat diukur dengan

menghubungkan kutub positif dan negatif sel surya dengan probe multimeter yang

sudah diatur sebagai amperemeter.

Page 49: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

37

BAB V

IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

Bab ini akan menjelaskan implementasi dan hasil pengujian dari rancangan

prototipe dual axis sun tracker dengan LDR (Light Dependent Resistor)

menggunakan Arduino Uno. Pada implementasinya sun tracker digunakan untuk

mengarahkan obyek ke matahari. Sedangkan pengujian alat ini menggunakan dua

metode, yaitu dengan lampu senter dan dengan cahaya matahari.

Gambar 5.1 Prototipe dual axis sun tracker dengan sensor LDR menggunakan

Arduino Uno

5.1 Implementasi Alat

Implementasi alat dibagi menjadi dua bagian yaitu implementasi hardware

(perangkat keras) dan implementasi software (perangkat lunak).

5.1.1 Implementasi Hardware

Perangkat keras dari prototipe ini terdiri dari:

1. Power Supply 9V

Power Supply 9V berfungsi untuk memberi input daya pada Arduino Uno.

Power supply ini telah bekerja dengan baik sesuai dengan rancangan.

Page 50: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

38

Kemudian dilengkapi sebuah saklar untuk mengontrol on-off sun tracker. Di

bawah ini adalah gambar dari rangkaian power supply 9V.

Gambar 5.2 Rangkaian power supply 9V

2. Light Dependent Resistor (LDR)

LDR sebagai sensor yang mendeteksi cahaya menjadi salah satu komponen

terpenting dari sistem dual axis sun tracker ini sehingga perlu dilakukan

pengujian terhadapnya. Pengujian LDR dilakukan dengan mengukur resistansi

keempat LDR pada kondisi terang dan kondisi gelap. Lalu resistansi tersebut

dikonversikan ke dalam nilai desimal yang dihasilkan ADC (Analog to Digital

Converter) yang mengkonversi tegangan output dari rangkaian resistor 10 kΩ

dan LDR.

Tabel 5.1 Kalibrasi LDR

Nama LDR

Kondisi gelap Kondisi terang Rentang nilai ADC

gelap-terang Resistansi

(Ω) Nilai

ADC (풂) Resistansi

(Ω) Nilai

ADC (풃) LDR0 10,78 k 492 222 1000 508 LDR1 10,72 k 493 264 996 503 LDR2 10,54 k 498 245 998 500 LDR3 10,48 k 499 279 995 496

Rentang nilai ADC gelap-terang adalah nilai ADC LDR pada kondisi terang

(푏) dikurangi nilai ADC LDR pada kondisi gelap (푎) seperti dirumuskan pada

Persamaan 5.1.

푅푒푛푡푎푛푔 푛푖푙푎푖 퐴퐷퐶 = 푏 − 푎 ................................ (5.1)

Jika keadaan gelap dimisalkan dengan angka nol (0) dan keadaan terang

dimisalkan dengan angka seratus (100) maka ada 100 step dari gelap ke terang.

Page 51: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

39

Untuk perubahan setiap step perubahan nilai ADC yang dibutuhkan adalah

besar rentang nilai ADC gelap ke terang dibagi 100 atau digambarkan dalam

Persamaan 5.2.

푁푖푙푎푖 퐴퐷퐶 푝푒푟 푠푡푒푝 = ................................ (5.2)

Berdasarkan persamaan di atas maka diperoleh data sebagaimana Tabel 5.2.

Tabel 5.2 Skala 0-100 rentang nilai ADC gelap-terang

Nama LDR

Rentang nilai ADC gelap-terang

Nilai ADC per step Pembulatan

LDR0 508 5,08 5 LDR1 503 5,03 5 LDR2 500 5,00 5 LDR3 496 4,96 5

Untuk berubah satu step nilai ADC LDR0 harus berubah 5,08, LDR1 5,03,

LDR2 5,00, dan LDR3 4,96. Karena nilai ADC adalah bilangan bulat maka

nilai ADC per step pada masing-masing LDR adalah 5 sebab simpangan 0,08

pada LDR0, 0,03 pada LDR1, dan 0,04 pada LDR3 dari angka 5,00 bisa

diabaikan karena tidak signifikan. Jadi rentang nilai ADC gelap ke terang dari

keempat LDR tidak memiliki perbedaan yang signifikan sehingga tidak

membutuhkan penyesuaian skala rentang antar LDR.

3. Dual Axis Sun Tracker

Ini terdiri dari rangkaian sensor dan motor servo beserta mekanikanya yang

diletakkan di atas box tempat power supply dan Arduino Uno. Ketika tombol

saklar di-on-kan sun tracker memposisikan diri tegak ke atas kemudian

keempat LDR yang masing-masing disekat papan merespon kondisi cahaya di

sekitarnya dan rangkaian sensor akan memberi input tegangan ke pin analog

arduino. Arduino lalu memproses data tersebut dan memberi tegangan PWM

sebagai outputnya untuk dicatu ke motor servo. Gambar rangkaian sun tracker

dapat dilihat di Gambar 5.3. Sebagaimana perancangannya sebuah motor servo

menggerakkan sun tracker ke barat dan timur (sumbu x) dan yang lainnya

menggerakkan ke utara dan selatan (sumbu y).

Page 52: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

40

Gambar 5.3 Dual axis sun tracker

4. Sel Surya

Sel surya pada penelitian ini berfungsi sebagai obyek yang diorientasikan ke

matahari. Penggunaan sel surya dimaksudkan untuk melakukan pengujian

apakah sun tracker dapat mengoptimalkan tegangan dan arus yang dihasilkan

oleh sel surya tersebut. Digunakan dua buah sel surya yang sama

spesifikasinya, satu dipasang pada sun tracker dan yang lain diposisikan tetap

menghadap ke atas (langit). Tegangan dan arus yang dihasilkan keduanya

kemudian dibandingkan dan dihitung berapa prosentase peningkatannya

terhadap sel surya yang tidak dilengkapi sun tracker. Tegangan dan arus diukur

menggunakan multimeter dengan menghubungkan probe pada kutub positif

dan negatif sel surya.

Gambar 5.4 Sel surya pada prototipe dual axis sun tracker

Page 53: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

41

5.1.2 Implementasi Software

Program Arduino ditulis, di-compile, dan di-upload di Arduino IDE

(Integrated Development Environment). Pertama-tama harus disertakan library

servo.h terlebih dahulu pada program dengan listing : 1 #include <Servo.h>

Dengan menggunakan library ini setting motor servo dapat dilakukan dengan

mudah. Nilai PWM dikonversi ke dalam bentuk derajat sehingga memudahkan

programmer. Kemudian dilakukan inisialisasi terhadap servo dan pemberian nilai

awal PWM servo: 2 Servo vertical;

3 int servov = 90;

4 Servo horizontal;

5 int servoh = 90 ;

6 void setup ()

7

8 Serial.begin(9600);

9 horizontal.attach(10);

10 vertical.attach(9);

11

Nilai PWM awal pada kedua servo adalah 90 (90o) karena servo dibuat tegak

lurus ke atas. Pembacaan tegangan dari rangkaian sensor dilakukan dengan

menuliskan listing sebagai berikut:

18 int a = analogRead(ldr0);

19 int b = analogRead(ldr1);

20 int c = analogRead(ldr2);

21 int d = analogRead(ldr3);

Setelah itu dicari perbedaan tegangan antara rangkaian sensor LDR0 dan

LDR2, dan juga antara LDR1 dan LDR3 dengan listing program: 22 int dvert = (a - c);

23 int dhoriz = (b - d);

Kemudian program akan mengecek apakah perbedaan itu masih di bawah nilai

toleransi atau tidak, pengecekkan menggunakan listing: if (-20 > dvert ||

Page 54: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

42

dvert > 20). Dan jika jawabannya ia maka akan dilakukan pergerakkan sun tracker

oleh motor servo. Arah gerakan bergantung pada tegangan keluaran dari rangkaian sensor

mana yang lebih besar.

24 if (a > c)

25

26 servov = ++servov;

27 if (servov > 180)

28

29 servov = 180;

30

31

32 else if (a < c)

33

34 servov= --servov;

35 if (servov < 0)

36

37 servov = 0;

38

39

Jika tegangan keluaran rangkaian sensor LDR0 lebih besar dari LDR2 (a>c) maka

nilai PWM ditambah dan sebaliknya. Batas nilai PWM maksimal adalah 180, hal

ini diatur dengan listing “if (servov > 180) servov = 180; ”.

Sedangkan nilai minimal PWM adalah 0 “if (servov < 0)servov = 0; ”.

Kemudian PWM disuplai ke servo lewat pin 9 dengan menuliskan

“vertical.write(servov);”. Lalu ditunda selama 0,1 s untuk ke perintah

selanjutnya dengan listing “delay(100);”.

Sementara pergerakkan servo sumbu x (horisontal) bergantung pada

perbedaan tegangan keluaran rangkaian LDR1 dan LDR3, jika perbedaannya

lebih besar dari nilai toleransi maka PWM servo ini akan ditambah atau dikurangi: 43 if (-20 > dhoriz || dhoriz > 20)

44

45 if (b > d)

Page 55: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

43

46

47 servoh = --servoh;

48 if (servoh < 0)

49

50 servoh = 0;

51

52

53 else if (b < d)

54

55 servoh = ++servoh;

56 if (servoh > 180)

57

59 servoh = 180;

Tegangan PWM akan disuplai melalui pin 10 dengan listing

“horizontal.write(servoh);” lalu ditunda lagi dari perintah selanjutnya

dengan perintah “delay(100)”. Kemudian program akan looping (mengulang

terus-menerus) dari proses pembacaan tegangan keluaran rangkaian LDR sampai

perintah “delay” pada motor horisontal. Nilai toleransi yang dipilih adalah 20.

Artinya beda toleransi beda tegangan antara Vout rangkaian LDR yang

berseberangan adalah × 5 푉 = 0,0978 푉. Angka 1023 adalah lebar range

pembacaan pin analog Arduino, yaitu 0-1023. Nilai 20 diperoleh setelah

melakukan percobaan dengan beberapa nilai toleransi. Percobaan dilakukan

dengan menggunakan lampu senter. Hasil percobaan terlihat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Pengujian nilai toleransi

Nilai Toleransi Respon Sun Tracker 500 Tidak mau mengarah ke senter 400 Mulai dapat mengarah ke senter tetapi tidak akurat 300 Dapat mengarah ke senter tapi masih kurang akurat 200 Dapat mengarah ke senter tapi masih kurang akurat 100 Dapat mengarah ke senter dengan cukup akurat tetapi tidak

peka terhadap pergerakan kecil dari senter 50 Dapat mengarah ke senter dengan akurat tetapi masih kurang

peka terhadap pergerakan kecil dari senter 20 Dapat mengarah ke senter dengan akurat dan cukup peka

terhadap pergerakan kecil dari senter

Page 56: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

44

5.2 Pengujian Alat

Pengujian dimaksudkan untuk mengetahui apakah alat ini dapat bekerja

dengan baik sesuai rancangan. Ada dua pengujian yang dilakukan pada alat ini,

yaitu pengujian indoor dengan lampu senter dan pengujian outdoor di bawah sinar

matahari langsung.

5.2.1 Pengujian dengan Lampu Senter

Pengujian ini dilakukan di dalam ruangan untuk mengetahui sensitivitas alat

terhadap cahaya lampu. Lampu senter diubah-ubah posisinya agar diketahui

apakah sun tracker ini dapat melacak sumber cahaya dan mengarah kepadanya.

Setelah dinyalakan sun tracker akan mengarah ke atas sesuai dengan perancangan

yang dibuat. Hal ini bisa dilihat pada Gambar 5.5. Pada pengujian diambil

beberapa posisi lampu senter terhadap prototipe dual axis sun tracker ini; depan,

belakang, kanan, kiri, dan atas. Hasil dari pengujian bisa dilihat pada gambar-

gambar di bawah ini.

Gambar 5.5 Keadaan awal sun tracker setelah dinyalakan

Page 57: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

45

Gambar 5.6 Pengujian dengan lampu senter di mana lampu senter

diposisikan di depan sun tracker

Gambar 5.7 Lampu senter berada di belakang sun tracker

Page 58: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

46

Gambar 5.8 Lampu senter diposisikan di sebelah kanan sun tracker

Gambar 5.9 Lampu senter diubah posisinya ke sebelah kiri sun tracker

Page 59: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

47

Gambar 5.10 Pengujian ketika lampu senter berada di atas sun tracker

Dari pengujian yang dilakukan dapat diketahui bahwa prototipe dual axis sun

tracker yang telah dibuat dapat bekerja dengan cukup baik untuk merespon

cahaya lampu senter. Sun tracker dapat mengarah mengikuti posisi lampu senter.

Ketika posisi lampu senter di depan misalnya (Gambar 5.6), LDR2 menerima

cahaya lebih banyak, sedang LDR0 terbayangi papan sehingga menerima sehikit

cahaya. Motor servo sumbu y kemudian menggerakkan sun tracker ke depan

dengan putaran searah jarum jam. Dan jika perbedaan intensitas cahaya yang

diterima LDR1 dan LDR3 cukup signifikan maka motor servo sumbu x juga akan

mengarahkannya ke arah LDR yang lebih banyak menerima cahaya.

5.2.2 Pengujian di Bawah Sinar Matahari

Pengujian di bawah sinar matahari langsung dilakukan dengan menggunakan

sel surya amorphous berdimensi 70mm(p) x 55mm(l) dan ketebalan 2mm.

Pengujian ini menggunakan dua buah sel surya, satu dipasang pada sun tracker

dan satunya diposisikan tetap menghadap ke atas. Variabel yang diukur adalah Voc

(Voltage Open Circuit/tegangan sirkuit terbuka) dan Isc (Current Short

Page 60: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

48

Circuit/arus hubung singkat). Pengukuran dilakukan menggunakan multimeter

dengan menghubungkan probe ke kutup positif dan negatif sel surya. Sehingga

kita dapat mengetahui tegangan dan arus yang dihasilkan dan dapat

membandingkan hasil dari kedua sel surya. Sun tracker diposisikan sesuai posisi

LDR pada perancangan dimana LDR0 di utara, LDR1 di timur, LDR2 di selatan,

dan LDR3 di barat. Gambar 5.11 memperlihatkan penyusunan alat-alat dalam

pengujian tersebut.

Gambar 5.11 Alat-alat dalam pengujian dengan sinar matahari langsung

Page 61: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

49

Gambar 5.12 Peta lokasi pengujian (Google Maps, 2013)

Pengujian dilakukan pada tanggal 6 Juli 2013 di lokasi yang berkoordinat

7,76o LS dan 110,38o BT . Data yang diperoleh tercatat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.4 Hasil pengujian dual axis sun tracker

Waktu (WIB)

Keadaan langit

Sel Surya pada Sun Traker

Sel Surya Posisi Tetap Peningkatan

Voc (Volt)

Isc (mA)

Voc (Volt)

Isc (mA)

Voc (%)

Isc (%)

06.30 Cerah 9,41 0,88 9,25 0,77 1,73 14,29 07.30 Cerah 10,83 17,26 9,96 9,08 8,73 90,09 08.30 Cerah 11,04 23,3 10,18 16,81 8,45 38,61 09.40 Mendung 10,77 10,2 10,08 9,1 6,85 12,09 10.00 Cerah 11,08 19,7 10,28 16,3 7,78 20,86 10.30 Mendung 10,35 3,44 9,88 3,1 4,76 10,97 10.40 Cerah 11,35 28,4 10,47 25,3 8,40 12,25 11.30 Mendung 10,84 9,5 10,17 9,1 6,59 4,40 12.30 Mendung 9,83 1,98 9,55 1,77 2,93 11,86 13.30 Cerah 11,1 26,3 10,4 23,4 6,73 12,39 14.30 Cerah 10,9 25,2 10,27 20,2 6,13 24,75 15.30 Cerah 11,04 19,6 10,27 11,32 7,50 73,14 16.30 Cerah 9,81 1,85 9,71 1,78 1,03 3,93

Rata-rata 10,64 14,43 10,04 11,37 5,97 25,36

Lokasi Pengujian

Page 62: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

50

Dapat dilihat dari Tabel 5.3, penggunaan sun tracker mampu meningkatkan

tegangan dan arus yang dihasilkan sel surya. Peningkatan tegangan sirkuit terbuka

(Voc) tidak terlalu mencolok dibanding peningkatan arus hubung singkat (Isc).

Tegangan dan arus juga terlihat fluktuatif. Itu dikarenakan terkadang matahari

tertutupi awan/mendung. Di siang hari ketika mendung arus yang dihasilkan

sekitar 10 mA atau lebih rendah dan ketika cerah bisa di atas 20 mA, namun

perbedaan tegangan ketika langit cerah dan mendung tidak terlalu signifikan.

Grafik 5.1 Tegangan rangkaian terbuka kedua sel surya

Grafik 5.2 Arus hubung singkat kedua sel surya

6

7

8

9

10

11

12

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Voc (

Volt)

Jam Pengujian (pukul x WIB)

Tegangan Rangkaian Terbuka (Voc)

Dengan sun trackerPosisi tetap

0

5

10

15

20

25

30

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Isc (

mA)

Jam Pengujian (pukul x WIB)

Arus Hubung Singkat (Isc)

Dengan sun trackerPosisi tetap

Page 63: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

51

Peningkatan tegangan sirkuit terbuka (Voc) rata-rata sebesar 5,97%

dengan nilai peningkatan tertinggi 8,73%, sedangkan arus hubung singkat

meningkat rata-rata 25,36% dengan nilai peningkatan tertinggi sebesar

90,09%. Peningkatan tertinggi terjadi pada pagi hari pukul 08.30 WIB saat

matahari masih condong di timur sehingga sel surya yang mengarah ke atas

hanya mendapat sedikit sinar matahari dan pada saat ini matahari sudah

mulai terang sinarnya dibanding 1 jam sebelumnya. Gambar pengujian

dengan cahaya matahari dapat dilihat di bawah ini.

Gambar 5.13 Posisi sun tracker pukul 06.38 WIB

Page 64: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

52

Gambar 5.14 Posisi sun tracker pukul 08.40 WIB

Gambar 5.15 Sun tracker pukul 10.50 WIB

Page 65: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

53

Gambar 5.16 Sun tracker mengarah ke matahari (pukul 10.50 WIB)

Gambar 5.17 Posisi sun tracker pukul 12.06 WIB saat langit mendung

Page 66: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

54

Gambar 5.18 Sun tracker terlihat mengarah ke matahari (pukul 13.39 WIB)

Gambar 5.19 Sun tracker pukul 15.35 WIB

Page 67: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

55

Gambar 5.20 Pada pukul 16.37 WIB saat matahari hampir tertutup

bangunan

Gambar-gambar di atas menunjukkan bahwa sun tracker dapat

berfungsi dengan baik melakukan pelacakan keberadaan matahari dan

mengarahkan obyek kepadanya. Namun ketika matahari tertutupi awan/

mendung sun tracker tidak dapat mengetahui keberadaan matahari.

Posisinya akan mempertahankan posisi awal sebelum matahari tertutupi

mendung. Dan ketika mendung telah hilang sun tracker akan dapat melacak

keberadaan matahari lagi.

Page 68: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

56

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dalam pembuatan prototipe dual axis sun

tracker dengan sensor LDR menggunakan Arduino Uno dapat diperoleh

kesimpulan sebagai berikut:

1. Sensor cahaya LDR dapat digunakan untuk mengorientasikan arah

suatu obyek ke matahari dengan menggunakan Arduino Uno sebagai

pengendali sistem dan dua motor servo sebagai penggerak pada dua

sumbu (x dan y) sehingga menghasilkan keakuratan yang cukup baik.

2. Peningkatan arus hubung singkat karena penggunaan sun tracker lebih

besar dari peningkatan tegangan rangkaian terbuka. Sel surya yang

dipasang pada sun tracker menghasilkan tegangan rangkaian terbuka

rata-rata 5,97% lebih besar daripada sel surya yang posisinya tetap

dengan nilai perbandingan tertinggi yang diperoleh adalah 8,73% lebih

besar. Sedangkan arus hubung singkat yang dihasilkan sel surya pada

sun tracker rata-rata 25,36% lebih besar daripada sel surya pada posisi

tetap dan nilai perbandingan tertingginya adalah 90,09% lebih besar.

3. Sun tracker dapat berfungsi optimal saat matahari tidak tertutupi

awan/mendung.

6.2 Saran

Dalam penelitian tugas akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan

sehingga diperlukan perbaikan untuk pengembangan lebih lanjut, di

antaranya:

1. Dapat ditampilkan nilai PWM dan tegangan keluaran dari rangkaian

sensor pada LCD (Liquid Crystal Display) agar lebih mudah dipahami

cara kerjanya.

Page 69: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

57

2. Dalam uji coba di bawah sinar matahari dipilih tempat yang jauh dari

penghalang antara alat dan sinar matahari seperti bangunan atau pohon.

3. Waktu yang dipilih saat pengujian sebaiknya saat hari cerah dan tidak

ada mendung sehingga cahaya matahari yang mengenai sel surya lebih

optimal.

Page 70: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

58

DAFTAR PUSTAKA

Aprilianto, C. 2013. Target Bauran Energi Harus Kurangi Peran Batu Bara. http://migasreview.com/target-bauran-energi-harus-kurangi-peran-batu-bara.html. Diakses tanggal 30 Juli 2013

Ariyanti, F. 2013. 80% Migas RI Dinikmati Asing, Harga BBM Jadi Mahal.

http://bisnis.liputan6.com/read/625005/80-migas-ri-dinikmati-asing-harga-bbm-jadi-mahal. Diakses tanggal 30 Juni 2013.

Audah, F. 2013. “Menginstal Arduino pada windows 7”. http://www.sahabat-

informasi.com/2013/02/menginstal-arduino-pada-windows-7.html. Diakses tanggal 2 Juli 2013.

Bruce, G. 2011. Arduino Solar Tracker. http://www.instructables.com/id/Arduino-

Solar-Tracker/. Diakses tanggal 21 April 2013. Clarke, N. 2011. Solar tracker. http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_tracker. Diakses

tanggal 15 Juni 2013. Cooke, D. 2011. Single vs. Dual Axis Solar Tracking.

http://altenergymag.com/emagazine/2011/04/single-vs-dual-axis-solar-tracking/1690. Diakses tanggal 24 Juni 2013.

Dhany, R. R. 2012. Dahlan Iskan: PLN Rugi Rp 37 T Itu Kurang Besar, Harusnya

Rp 100 T . http://finance.detik.com/read/2012/10/25/125418/2072766/1034/dahlan-iskan-pln-rugi-rp-37-t-itu-kurang-besar-harusnya-rp-100-t?991104topnews. Diakses tanggal 19 Juni 2013.

Federico. 2011. ArduinoUno_R3_Front.jpg.

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno?action=diff. Diakses tanggal 16 Juli 2013.

Permadi, W. 2008. Rancang Bangun Model Solar Tracker Berbasis

Mikrokontroler Untuk Mendapatkan Energi Matahari Yang Maksimal. Skripsi. Fakultas Pendidikan Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung.

Purnamaa, A. 2012. Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor).

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/. Diakses tanggal 21 Juni 2013.

Purnamab, A. 2012. Motor Servo. http://elektronika-dasar.web.id/teori-

elektronika/motor-servo/. Diakses tanggal 21 Juni 2013.

Page 71: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

59

Margolis, M. 2011. Arduino Cookbook. Sebastopol: O’Reilly. Mirdanies, M., A., Andry R., Saputra, H. M., Nugraha, A. S., Rijanto, E., Santoso,

A. 2011. Rancang Bangun Sistem Kontrol Mekanisme Pelacakan Matahari Beserta Fasilitas Telekontrol Hemat Energi. Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology,Vol. 02, No 1, pp. 31-40.

Muchammad dan Yohana E. 2010. Pengaruh Suhu Permukaan Photovoltaic

Module 50 Watt Peak Terhadap Daya Keluaran yang Dihasilkan Menggunakan Reflektor dengan Variasi Sudut Reflektor 0o, 50o, 60o, 70o, 80o. Rotasi, Vol. 12, No. 4, pp.14−18.

Nugraha, H. 2011. Rancang Bangun Pendeteksi Posisi Sinar Matahari untuk

Mengoptimalkan Energi Solar Sel. http://library.gunadarma.ac.id/repository/view/19715/rancang-bangun-pendeteksi-posisi-sinar-matahari-untuk-mengoptimalkan-energi-solar-sel.html/. Diakses tanggal 30 Juli 2013.

Saputra, W. 2008. Rancang Bangun Solar Tracking System untuk

Mengoptimalkan Penyerapan Energi Matahari pada Solar Cell. Skripsi. Fakultas Teknik. Universitas Indonesia. Depok.

Saripudin. 2012. Kendali Motor Servo dengan Pulse Width Modulation (PWM)

pada Mikrokontroler AVR. http://pudintekel.blogspot.com/2011/09/kendali-motor-servo-dengan-pulse-width.html. Diakses tanggal 15 Juli 2013.

Satwiko. 2012. Uji Karakteristik Sel Surya pada Sistem 24 Volt DC sebagai

Catudaya pada Sistem Pembangkit Tenaga Hybrid. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo, 14 April 2012.

Simatupang dkk. 2013. Rancang Bangun dan Uji Coba Solar Tracker pada Panel

Surya Berbasis Mikrokontroler ATMega16. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, Vol. 1, No. 1, pp. 55-59

Suhendri. 2013. Arduino Uno. http://belajar-dasar-

pemrograman.blogspot.com/2013/03/arduino-uno.html. Diakses tanggal 24 Juni 2013.

Susilo, S. 2012. Perancangan Solar Tracker sebagai Peningkatan Efisiensi Energi

Listrik yang Dihasilkan Panel Surya dengan Menggunakan Logika Kabur (Fuzzy Logic). Skripsi. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.

Towerpro. 2007. MG90.

http://www.towerpro.com.tw/viewitem1.asp?sn=716&area=53&cat=187. Diakses tanggal 16 Juli 2013.

Page 72: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

60

LAMPIRAN

Page 73: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

LISTING PROGRAM

#include <Servo.h>

Servo vertical;

int servov = 90;

Servo horizontal;

int servoh = 90 ;

void setup()

Serial.begin(9600);

horizontal.attach(10);

vertical.attach(9);

int ldr0 = 0;

int ldr1 = 1;

int ldr2 = 2;

int ldr3 = 3;

void loop()

int a = analogRead(ldr0);

int b = analogRead(ldr1);

int c = analogRead(ldr2);

int d = analogRead(ldr3);

int dvert = (a - c);

int dhoriz = (b - d);

if (-20 > dvert || dvert > 20)

if (a > c)

servov = ++servov;

if (servov > 180)

servov = 180;

else if (a < c)

Page 74: TA_SAYYIDAH KHOIRUL NISA_03487.pdf

servov= --servov;

if (servov < 0)

servov = 0;

vertical.write(servov);

delay(100);

if (-20 > dhoriz || dhoriz > 20)

if (b > d)

servoh = --servoh;

if (servoh < 0)

servoh = 0;

else if (b < d)

servoh = ++servoh;

if (servoh > 180)

servoh = 180;

horizontal.write(servoh);

delay(100);