Rancang Bangun Sistem Manajemen Pengisian Aki Otomatis Dua

RANCANG BANGUN SISTEM MANAJEMEN PENGISIAN AKI
OTOMATIS DUA KANAL SUMBER
Oleh:
Christo Edhi Laksmana
NIM : 612008064
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Maret 2015
INTISARI
Pada skripsi ini dirancang dan direalisasikan sebuah sistem manajemen
pengisian aki otomatis dengan input dua sumber untuk mengisi sebuah aki. Dalam
sistem ini terdapat
monitoring untuk melihat kapasitas aki saat ada pengisian
maupun tidak ada pengisian. Sistem ini dapat menerima masukan untuk batas
minimum kapasitas aki untuk titik awal pengisianya.
Alat ini menggunakan sensor tegangan untuk dapat mengetahui kapasistas
aki, sehingga mengetahui kapan memulai pengisian dan menghentikan pengisian
daya aki. Sumber utama untuk pengisian aki menggunakan sumber panel surya.
Karena panel surya tak selalu dapat digunakan, maka disediakan satu sumber yang
diasumsikan selalu ada dan dapat diandalkan yaitu sumber listrik PLN. Saat
pengisian menggunakan sumber dari listrik PLN, terdapat mode cepat dan lambat
dalam pengisian aki. Perbedaan mode cepat dan lambat adalah arus yang dialirkan.
Sistem inilah yang nanti mengatur sumber mana yang digunakan. Pengaturan
semua proses ini dilakukan dengan mikrokontroler . Alat ini juga dilengkapi dengan
LCD sebagai penampil serta potensio dan keypad untuk input data sebagai
perangkat antar muka. Alat ini diuji dengan melakukan pengisian aki dengan
kapasitas 7Ah. Ketika mode cepat pengisian berlangsung kurang lebih selama 4
jam, dengan mode lambat selama 6-7 jam, dan menggunakan panel surya saat cuaca
cerah kurang lebih selama 3 jam.
i
ABSTRACT
This thesis designed and realized an automatic battery charging
management system with two input sources to charge a battery. In this system there
is monitoring system to monitor the current battery capacity when battery charge
or not. The system can receive input for the minimum battery capacity to start
charging.
This tool uses a voltage sensor to be able to know the capacity of the
battery, so knowing when battery must be charged and stop. The main source for
charging the battery is solar panel. Because the solar panels are not always able to
be used, then provide a source that is assumed always there and reliable, the source
is the source of PLN electricity. When using the PLN electricity source, there are
fast and slow modes in battery charging. the difference both fast and slow modes is
the current flowed. This system later set which sources are used. Setting all this
process is done using a microcontroller. The tool is also equipped with an LCD as a
viewer as well as potentiometer and keypad for data input as device interface. This
tool was tested by charging 7Ah battery . When fast charging mode take about 4
hours, with a slow mode take time 6-7 hours, and the use of solar panels in clear
weather taking about 3 hours until battery fully charge.
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke Hadirat Tuhan Yesus Kristus, Sang Maha
Segalanya yang selalu memberi teladan, penguatan serta menyertai kehidupan
penulis selama ini.Tugas akhir dengan judul “RANCANG BANGUN SISTEM
MANAJEMEN PENGISIAN AKI OTOMATIS DUA KANAL SUMBER”
merupakan salah satu berkat dan pencapaiandalam kehidupan penulis . Selama
pembuatannya, penulis banyak belajar tentang arti ketekunan dan fokus dalam
segala perkara dalam kehidupan ini. Ini merupakan pelajaran yang sangat berarti
bagi penulis untuk tantangan dalam kehidupan selanjutan
Pada kesempatan ini penulis juga ingin mengusapkan terika kasih dan
penghargaan kepada:
1. Bapak Danoto dan Ibu Yulia Budi Palupi selaku orang tua penulis, yang
selalu menguatkan dan mengingatkan untuk pantang menyerah dan
mendidik saya hingga saat ini.
2. Kakak-kakak dari keluarga besar saya yang selalu menanyakan “kapan
lulus?” ini menjadi semangat tersendiri bagi saya.
3. Meyhart Sitorus S.T. , lintang S.T. dan temang teman yang telah
memberikan banyak bantuanya.
4. Teman teman elektro angkatan 2008 yang saling menguatkan dan
menjadi keluarga baru saya selama kuliah di fakultas elektro.
5. semua keluarga besar elektro UKSW yang tidak dapat penulis sebut
satu-persatu.
6. semua teman-teman di luar elektro dan sahabat sahabat yang selalu
mendoakan saya.
7. Semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan ini yang tidk dapat saya
sebutkan satu-persatu.
Penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian
untuk menyempurnakan pengerjaan dan penulisan skripsi ini, karena penulis
iii
menyadari skripsi ini jauh dari sempurna.Sehingga skripsi ini dapat berguna bagi
kemajuan teknik elektronika dan sistem komputer.
Salatiga, Januari 2013
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Intisari ................................................................................................................................... i
Abstract ................................................................................................................................ii
Kata Pengantar ....................................................................................................................iii
Daftar Isi ............................................................................................................................... v
Daftar Gambar ....................................................................................................................vii
Daftar Tabel ......................................................................................................................viii
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Spesifikasi Sistem ..................................................................................... 3
1.3 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3
BAB II KONSEP DASAR SISTEM PENGISIAN DAYA AKI ...................................... 5
2.1 Gambaran Sistem ...................................................................................... 5
2.2 Prinsip Kerja Sistem .................................................................................. 6
2.3 Metode Pengukuran Kapasitas Aki dan Pengukuran Tegangan
Panel Surya .............................................................................................. 7
2.4 Metode Pengisian Daya aki ........................................................................ 7
2.5 Komponen Pembentuk Sistem .................................................................. 8
BAB III PERANCANGAN ALAT .................................................................................... 10
3.1 Perangkat Keras ...................................................................................... 11
3.1.1 Sensor Tegangan ..................................................................... 11
3.1.2 Catu Daya dan Regulator Tegangan ...................................... 12
3.1.3 Rangkaian Saklar ..................................................................... 13
3.1.4 Rangkaian Pembatas Arus ....................................................... 14
3.1.5 Board Mikrokontroler ............................................................. 14
3.1.6 Modul Antar Muka ................................................................. 16
3.2 Perangkat Lunak ...................................................................................... 18
v
BAB IV PENGUJIAN dan ANALISIS ............................................................................. 21
4.1 Pengujian Modul Sensor Tegangan ........................................................ 21
4.2 Pengujian Modul Regulator Tegangan ................................................... 22
4.3 Pengujian Pembatas Arus......................................................................... 23
4.4 Pengujian Modul Antar Muka ................................................................. 23
4.5 Pengujian Keseluruhan ............................................................................ 24
BAB V KESIMPULAN dan SARAN .............................................................................. 28
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 28
5.2 Saran Pengembangan .............................................................................. 29
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 30
LAMPIRAN A ................................................................................................................... 31
LAMPIRAN B ................................................................................................................... 33
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gambaran Sistem ................................................................................. 5
Gambar 2.2. Pengukuran Tegangan .......................................................................... 7
Gambar 2.3. Diagram Komponen Pembentuk Sistem ............................................... 8
Gambar 3.1. Pembagi Tegangan ............................................................................. 11
Gambar 3.2. Rangkaian Catu Daya ........................................................................ 12
Gambar 3.3. Rangkaian Modul Regulator lm 2596 Adjustable ............................... 13
Gambar 3.4. Skematik saklar ................................................................................. 13
Gambar 3.5. Rangkaian Regulator Arus lm 338 ...................................................... 14
Gambar 3.6. Arduino uno R3 ................................................................................... 15
Gambar 3.7. Skematik Potensiometer ..................................................................... 16
Gambar 3.8. Lcd Shield Arduino UNO ................................................................... 17
Gambar 3.9. Diagram Alir Program 1 ...................................................................... 18
Gambar 3.8. Diagram Alir Program 2 ...................................................................... 19
Gambar 4.1. Skema Pengujian Sensor Tegangan .................................................... 22
Gambar 4.2 Susunan Alat Pengujian Regulator Tegangan LM2596 ....................... 22
Gambar 4.3.Skematik Pengujian Pembatas Arus ..................................................... 24
Gambar 4.4. Tampilan setelah proses berjalan ........................................................ 26
Gambar 4.8. Tampilan Saat Alat Tidak Melakukan Pengisian ................................ 26
Gambar 4.9 Tampilan Saat Alat Melakukan Pengisian ........................................... 27
Gambar 4.10. Tampilan Saat Pengisian Selesai ....................................................... 27
Gambar 4.11. Output Pengisian dengan Panel Surya .............................................. 26
Gambar 4.12. Output Pengisian Lambat .................................................................. 26
Gambar 4.13. Output Pengisian Cepat ..................................................................... 26
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Standar Pengisian Aki ...................................................................................... 7
Tabel 4.1. Pengujian Pembacaan Tegangan ...................................................................... 21
Tabel 4.2. Pengujian Regulator Tegangan ........................................................................ 23
viii