1 abstrak - Repositori Tugas Akhir Universitas Maritim Raja Ali Haji
advertisement
PERANCANGAN PROTOTPE SENSOR RADIASI MATAHARI MENGGUNAKAN PHOTODIODE Krisdianto Mahasiswa Teknik Elektro,FT,UMRAH, [email protected] Ibnu Kahfi Bachtiar DosenPembimbing,TeknikElektro, FT UMRAH, [email protected] ABSTRAK Indonesia memiliki berbagai jenis sumber daya energi terbarukan dalam jumlah yang cukup melimpah, salah satunya yaitu energi matahari (radiasi matahari). Letak indonesia yang berada pada daerah garis khatulistiwa 60LU to 110LS, maka wilayah Indonesia akan selalu disinari matahari selama 10 – 12 jam dalam sehari. Penelitian ini dilakukan sebagai upaya pengembangan photodiode sebagai sensor radiasi matahari dan sebagai pengamatan intensitas radiasi matahari. Perancangan sensor meliputi beberapa tahap yaitu photodiode sebagai penerima cahaya matahari, rangkaian summing amplifier sebagai rangkaian penjumlah, rangkaian pembagi tegangan untuk merata-ratakan output dari rangkaian summing amplifier, pengontrol output dari rangkaian summing amplifier yaitu menggunakan mikrokontroler kemudian ditampilkan menggunakan LCD. Pada proses pengambilan data selama 3 hari, nilai sensitivitas pada sensor radiasi matahari sebesar 0,3 mV(W/m^2) sampai 1mV(W/m^2). Setelah proses penelitian yang dilakukan, maka peneliti dapat mengetahui karakteristik dari sensor yang telah dirancang yaitu semakin kecil nilai sensitivitas maka semakin bagus pembacaan sensor. Kata kunci : radiasi matahari, photodiode, tegangan. I. PENDAHULUAN selama 10 - 12 jam dalam sehari. Potensi A. Latar Belakang sumber energi matahari di Indonesia sebagai Indonesia merupakan negara sumber energi listrik alternatif sangat perlu yang memiliki berbagai jenis sumber daya dimanfaatkan mengingat matahari bersinar energi terbarukan dalam jumlah yang cukup berkisar 2000 jam per tahun (Suryono, melimpah 2009). salah satunya yaitu energi matahari (radiasi matahari). Letak Indonesia Melihat dari potensi yang berada pada daerah garis khatulistiwa LU sampai LS, maka penyinaran matahari di Indonesia yang cukup melimpah, maka Indonesia mempunyai peluang besar wilayah untuk Indonesia akan selalu disinari matahari 1 memanfaatkan tenaga matahari sebagai pembangkit listrik. Sebelum 1. Penelitian yang dilakukan hanya membangun pembangkit listrik tenaga surya, sebatas pengkarakterisasian sensor radiasi dibutuhkan data radiasi matahari yang akurat matahari berdasarkan sensitivitas. pada 2. daerah yang akan dibangun Hasil akhir dari rancangan sensor pembangkit listrik tersebut. Pembangunan berupa output tegangan ( Volt ). pembangkit listrik tenaga matahari bertujuan D .Tujuan Penelitian untuk mengurangi krisis energi yang dari Ada beberapa tujuan dari penelitian tahun ke tahun semakin meningkat. Menanggapi yang dilakuakan antara lain yaitu sbagai permasalahan yang berikut: ada, peneliti tertarik untuk merancang 1. Menghasilkan sebuah sensor radiasi matahari sebagai radiasi bentuk pengembangan photodiode. rangka pemanfaatan teknologi radiasi dalam matahari 2. sebagai energi terbarukan. Sensor yang akan dirancang intensitas untuk mengetahui radiasi matahari prototipe matahari menggunakan Mengetahui sensitivitas sensor yang telah dirancang. besarnya adalah E. Manfaat Penelitian photodiode. Sensor yang telah dirancang Manfaat akan dikarakterisasikan berdasarkan nilai dari penelitian 1. sensor terhadap radiasi matahari. Pengembangan photodiode sebagai sensor radiasi matahari. 2. B. Rumusan masalah Adapun rumusan masalah yang Mengkarakterisasi sensor radiasi matahari berdasarkan sensitivitas. dapat disimpulkan dari penjabaran latar II. TINJAUAN PUSTAKA belakang adalah : A. Kajian Terdahulu Bagaimana radiasi merancang matahari sensor Penjelasan menggunakan Bagaimana teori dasar yang berhubungan dengan perancangan sensor photodiode. 2. yang dilakukan yaitu: sensitivitas dari responsitivitas rancangan 1. sensor radiasi matahari menggunakan photodiode mengkarakterisasi diantaranya, pengertian photodiode sebagai sensor radiasi matahari, karakteristik matahari. penjabaran dari tentang dari radiasi photodiode, rangkaian op amp yang akan di gunakan, penjabaran dari arduino C. Batasan Masalah Supaya pembahasan lebih terarah uno sebagai pengontrol, dan penjabaran dan tidak keluar dari topik permasalahan, mengenai LCD sebagai tampilan. maka pembahasan dari penulisan ini akan Adapun beberapa penelitian dibatasi dengan ruang lingkup sebagai terdahulu yang sudah pernah dilakukan berikut : sebelumnya. Pertama dilakukan oleh Andi yang 2 berjudul perancangan sistem monitoring intensitas cahaya matahari atau Matahari memancarkan energinya irradiance meter menggunakan photodiode dalam bentuk radiasi yang memiliki rentang BPW21 beserta panjang gelombang yang sangat lebar. lainnya, yaitu instrumen sensor pendukung temperatur dan Ilmuwan dunia kemudian bersepakat untuk kelembaban. Perancangan dilakukan dengan mengelompokkannya menjadi beberapa pita menggunakan tampilan pada laptop berbasis gelombang, pemrograman (Andi,2008). gelombang ultraviolet, infra merah, dan Penelitian juga pernah dilakukan oleh Yulia cahaya tampak. Cahaya tampak (λ = 340 - Imelda Piyoh dkk yaitu perancangan dan 7600 nm) tersusun atas banyak pita warna pengujian system pengukuran sinar UV dari yang berbeda-beda dari merah hingga ke intensitas Matahari (Piyoh.I, 2012). ungu. Gradasi warna dari merah ke ungu Labview Pada penelitian sebelumnya diantaranya dipengaruhi oleh adalah perbedaan pita panjang photodiode yang digunakan pada penelitian gelombangnya. Radiasi matahari pada tiga hanya menggunakan satu photodiode, maka pita gelombang tersebut dikenal sebagai penerimaan yang radiasi global matahari, dan merupakan dihasilkan sangat terbatas. Maka peneliti radiasi yang langsung datang ke permukaan akan melakukan penelitian menggunakan 5 bumi (direct) maupun radiasi yang berasal photodiode dari hamburan atmosfer (diffuse) (Hamid. S, intensitas yang radiasi bertujuan untuk memperluas daerah penerimaan intensitas 2014). cahaya matahari. memaksimalkan tingkat penerimaan sinar B. Dasar Teori matahari 1. Radiasi Matahari penampang menghadap arah datangnya sinar Matahari adalah salah satu Konsep mengenai dengan cara mengatur untuk posisi matahari. fenomena alam yang memiliki manfaat bagi 2. Photodiode kelangsungan makhluk hidup di bumi. Photodiode Matahari juga merupakan sumber energi merupakan piranti semikonduktor dengan struktur sambungan yang tidak akan habis dan belum banyak p-n yang dirancang untuk beroperasi bila dimanfaatkan oleh manusia. Seperti yang dibiaskan dalam keadaan terbalik, untuk kita ketahui matahari memiliki banyak mendeteksi cahaya (Apriano. T, 2012). manfaat, baik itu pada bumi dan pada manusia secara tidak langsung. Contohnya dalam bidang pertanian radiasi matahari membantu tanaman untuk melakukan proses fotosintesis. Intensitas radiasi matahari juga berpengaruh terhadap pergerakan udara dan cuaca.(Andi, 2008) Gambar 1. Photodiode PD204-6C/L3 (Sumber: Datashet photodiode, 2013) 3 Prinsip kerja dari photodiode yaitu Parameter ketika sebuah photon (satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal Reverse tersebut membangkitkan suatu elektron dan Voltage menghasilkan sepasang pembawa muatan Operating tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, Temperature dimana suatu hole adalah bagian dari kisikisi semikonduktor yang Units Vr 32 V Topr - °C 25~+85 semikonduktor adalah kebalikan dengan Soldering gerak muatan pembawa. Cara tersebut Temperature didalam sebuah photodiode digunakan untuk Power mengumpulkan Dissipation menyebabkan - °C 40~+85 Temperature elektron. Arah Arus yang melalui sebuah photon Rating Tstg Storage kehilangan Symbol Tsol 260 °C Pc 150 mW pembawa muatan seperti arus atau tegangan mengalir dibagian-bagian elektroda. 3. Rangkaian Penguat Photodiode digunakan sebagai penangkap a. IC OP-AMP LM358 gelombang cahaya. Jika photodiode ini mendapat cahaya maka akan menghasilkan IC OP-AMP LM358 mempunyai tegangan sekitar 0.5 volt dan arus yang tiga terminal yaitu dua terminal masukan dihasilkan tergantung dari intensitas cahaya dan satu terminal keluaran. Pada gambar 2 yang masuk pada photodiode tersebut. menunjukan simbol sebuah penguat op-amp. (Gunarta. L, 2011) Terminal 2 dan terminal 3 merupakan Pada photodiode kita mengenal terminal masukan ( input ) dan terminal 1 responsivitas kemampuan merupakan terminal keluaran ( output ). dari sebuah photodiode untuk menambah Kebanyakan penguat op-amp menggunakan arus dari catu daya DC dengan dua polaritas untuk cahaya. dapat beroperasi, terminal 4 di sambungkan Responsivitas dari photodiode merupakan ke tegangan negatif (-V ) dan terminal 8 perbandingan disambungkan ke VCC ( +V ) (Pandiangan. istilah sebuah bias mundur yaitu sebagai penambahan dalam hasil pada mA/mW pada J, 2007) panjang gelombang. Adapun spesifikasi dari photodiode type PD204-6C/L3 dapat kita lihat pada table 1. di bawah ini: Tabel 1. Spesifikasi photodiode ( Data Gambar 2. Diagram OP-AMP LM358 sheet photodiode , 2013) 4 Gambar 3. Konfigurasi pin LM358 (1) (Sumber: Data sheet LM358, 2015) Gambar 4. Rangkaian inverting (Sumber: Adapun spesifikasi dari IC LM 358 adalah Nuraeni. R., dkk 2013) sebagai berikut: 1. c. Rangkaian Summing Amplifier Frekuensi internal yang dapat Rangkaian ini menerapkan system diubah untuk penguatan. feedback Penguatan tegangan yang besar ( adalah input negatif 100 dB ) Jumlah Memiliki besar range tegangan rangkaian ini boleh lebih dari dua input. antara 3 V sampai 32 V. Besar tegangan keluaran merupakan jumlah 4. Arus bias input rendah ( 20 nA ). dari 5. Tegangan offset input rendah ( 2 dipasangkan dan tergantung pula dengan mV ) (Pandiangan. J, 2007) besar penguatannya (Nuraeni dkk, 2013). 2. 3. negatif, input yang digunakan input semua pada IC yang tegangan Op-Amp. digunakan masukan pada yang b. Rangkaian Inverting Sebuah penguat pembalik (2) menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Seperti tersirat pada namanya, pembaca tentu sudah menduga bahwa fase keluaran dari penguat inverting ini akan selalu berbalikan dengan input-nya. Resistor melewatkan sebagian sinyal output kembali Gambar 5. Rangkaian summing amplifier ke input. Keluaran tak sefase sebesar 180°, (Sumber: Nuraeni, R, Selan A.C.2013). maka 4. Arduino Uno nilai tersebut secara efektif mengurangi besar nilai input. Hal ini Arduino uno adalah board berbasis mengurangi bati keseluruhan dari penguat mikrokontroller pada ATmega328. Board ini dan disebut dengan umpan balik negative memiliki 14 digital input / output pin (Nuraeni dkk, 2013). (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan 5 untuk mendukung mikrokontroller, hanya terhubung ke terjadi baik dari VIN melalui komputer dengan kabel USB atau sumber regulator onboard, atau diberikan tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC oleh USB . atau baterai untuk menggunakannya. 2. 3,3 volt pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board Menarik arus maksimum adalah 50 mA. 3. GND adalah pin Ground 5. LCD (Liquid Crystal Display ) LCD (Liquid Crystal Display) Gambar 6. Arduino uno (sumber : www.Arduino.cc) a. Catu Daya Uno Arduino dapat adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai diaktifkan penampil utama. LCD sudah digunakan melalui koneksi USB atau dengan catu daya diberbagai bidang misalnya alal–alat eksternal. Sumber listrik dipilih secara elektronik seperti televisi dan otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat kalkulator. Pada postingan aplikasi LCD datang baik dari AC-DC adaptor atau yang dugunakan ialah LCD dot matrik baterai. Arduino uno dapat beroperasi pada dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan sangat berfungsi sebagai penampil yang dengan kurang dari 7V, bagaimanapun pin nantinya akan digunakan untuk 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan menampilkan status kerja alat. board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt(Sumber : http://Arduino.cc,). Adapun Pin catu daya pada arduino uno Gamabar 7. LCD (Sumber:data sheet adalah sebagai berikut: LCD, 2013) 6. Sistem Pengolahan Data 1. VIN adalah Tegangan input ke board Arduino menggunakan Dalam proses pengolahan data hasil ketika sumber pengukuran, digunakan daya yang bertujuan untuk mendapatkan hasil dari eksternal (sebagai lawan dari 5 volt proses karakterisasi dalam penelitian sensor dari koneksi USB atau sumber daya lainnya diatur). 5V diatur digunakan mikrokontroller dan radiasi matahari menggunakan photodiode . Catu daya untuk persamaan linier Grafik fungsi linier berbentuk garis lurus daya dengan persamaan komponen y= ax + b lainnya di board. Hal ini dapat Dengan 6 (3) a adalah gradient b adalah konstanta 1. Pengukuran Photodiode Pada proses pengukuran photodiode Dari persamaan 1 konstanta a ≠ 0. Untuk dilakukan dengan menggunakan rangkaian menggambar grafik linier bisa dilakukan inverting. Fungsi dari rangkaian inverting dengan dua cara yaitu dengan membuat table pada dan dengan menentukan titik potong dengan menguatkan input tegangan yang dihasilkan sumbu –x dan –y. sumbu Gradien pengukuran pada photodiode. ini adalah Proses untuk perancangan merupakan nilai perbandingan antara selisih rangkaian inverting nilai resistor Rf harus nilai y dan lebih besar dibandingkan nilai Ri karena x dari dua titik pada garis tersebut. Jika persamaan garis penguatan ( Gain) rangkaian adalah dapat y=ax+b (4) diperoleh dari persamaan berikut. dengan a adalah gradiennya dan melalui titik Gain = (4) (0,b). Jika garis y = ax + b melalui titik (x1, Hasil dari Gain menentukan berapa kali y1) maka dipenuhi persamaan. penguatan pada rangkaian inverting yang y1 = m x1 + n (5) akan digunakan. dari persamaan 3 diperoleh persamaan y – y1 = m (x –x1) = 1 MΩ (6) = 1 KΩ. yaitu persamaan garis melalui (x1, y1) G dengan gradient ( m ). Persamaan yang = Ω digunakan untuk mencari gradien yaitu 1000 Ω sebagai berikut( Markaban, 2004) Berdasarkan (7) penghitungan menggunakan persamaan 8 maka dapat diketahui penguatan yang digunakan pada III. PERANCANGAN SENSOR rangkaian inverting yaitu sebesar 1000 kali RADIASI MATAHARI penguatan. A. Perancangan Sensor a. Perancangan Rangkaian Inverting Pada proses perancangan sensor radiasi matahari melalui beberapa langkah Berikut ini adalah bentuk dari perancangan antara lain pengukuran output rangkaian penguat inverting yang akan photodiode, merancang rangkaian summing digunakan hanya pada waktu percobaan amplifier, merancang pengolah output dari mengukur rangkaian sensor dan menampilan hasil menggunakan rangkaian inverting adalah output sensor di LCD . Pada keempat untuk mengetahui tegangan output yang langkah dihasilkan perancangan tersebut peneliti photodiode. photodiode. Tujuan Alasan peneliti peneliti – menggunakan rangkaian inverting yaitu penjelasan yang terdapat pada landasan sebagaimana yang dijelaskan pada landasan teori. teori sistem kerja merancang berdasarkan penjelasan 7 rangkaian inverting membalik sama dengan cara kerja Melihat photodiode. dari hasil pengukuran diatas maka bisa disimpulkan photodiode dapat bekerja dengan baik dan sesuai harapan, yaitu sebagai bahan utama untuk perancangan sensor radiasi matahari yang akan dirancang. c. Pengukuran Pengukuran ini dilakukan diatas Adapun daftar sekaligus ukuran komponen sebuah bidang yang berbentuk persegi yang digunakan pada rangkaian tersebut panjang diantaranya ialah = 1 kΩ 2. =1M dan 11. Percobaan menggunakan permukaan bidang ini satu dilakuakan rangkaian dengan inverting. Tujuan dari percobaan yang dilakukan yaitu Mengukur Photodiode Menggunan untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan Rangkain Penguat Inverting pada masing-masing photodiode apakah Pada tahap ini peneliti mengukur mengunakan pada dipasang 5 photodiode seperti pada gambar 3. IC LM358 b. Photodiode Menggunakan Rangkaian Inverting Gambar 8. Rangkaian inverting 1. 5 sebuah rangkaian nilai tegangnnya sama atau berbeda pada penguat setiap photodiode. inverting dengan dikuatkan sebanyak 1000 kali. Rangkaian inverting berfungsi sebagai rangkaian pendukung dengan tujuan photodiode dapat menghasilkan tegangan yang diharapkan. Percobaan pengukuran photodiode menggunakan rangkaian inverting menghasilkan tegangan sebesar 0,74 Volt dengan menggunakan Gambar 10. Susunan letak photodiode satu photodiode. Jarak antara photodiode 1 dengan yang lainnya dapat dilihat pada gambar 10. Alasan photodiode dipasang seperti pada gambar 10 adalah sebagai bentuk pengamatan photodiode pada jarak yang ditentukan oleh peneliti. Hasil dari pengukuran photodiode Gambar 9. Pengukuran menggunakan tegangan pada masing-masing photodiode rangkaian inverting hasilnya hampir sama. Pada posisi photodiode tiga dan empat mengalami 8 penurunan tegangan karena pengujian photodiode menggunakan radiasi matahari langsung dan kondisi matahari pada saat 5 1 pengujian tidak konstan. 2. Perancangan Rangkaian Summing Amplifier Setelah percobaan melihat maka dari peneliti beberapa 4 memilih menggunakan rangkaian summing amplifier sebagai rangkaian penguat untuk 3 perancangan sensor yang akan dirancang. 2 Pemilihan rangkaian summing amplifier Gambar 12. Arduino Uno dan pin yg dikarenakan input yang dapat dikuatkan digunakan Dibawah ini adalah keterangan dari gambar menggunakan rangkaian summing amplifier bisa lebih dari 2 input. Gambar 11 adalah 12 diatas. bentuk rangkaian summing amplifier yang 1. Anak panah no 1 digunakan sebagai akan digunakan pada penelitian ini. Fungsi output ke LCD yang terdiri dari pin dari rangkaian tersebut yaitu menjumlahkan 2,3,4,5,11,12. tegangan kelima input photodiode dan merata-ratakan dengan 2. menggunakan Anak panah no 2 yang berfungi sebagai rangkaian pembagi tegangan. input data pada mikrokontroler (ARDUINO UNO) yang sumbernya rangkaian dari penguat output summing amplifier. 3. Anak panah no 3 yang berfungsi sebagai output catu daya untuk LCD dan rangkaian penguat yg terdiri dari GND dan VCC 5 volt. Gambar 11. Rangkaian summing amplifier 4. 3. Pengontrol Sinyal Output Rangkaian Anak panah no 4 yaitu Input catu daya Dalam pengontrol sinyal output pada perancangan sensor radiasi matahari Anak panah no 5 berfungsi untuk akan menggunakan mikrokontroler (Arduino memasukan program dari computer ke uno) sebagai pengontrol monitoring sinyal arduino dan bisa juga sebagai catu daya dari output dari rangkaian summing amplifier. laptop. Catu daya yang digunakan untuk mensuplay 4. Rangkaian Tampilan ( LCD ) Proses tampilan pada penelitian arduino uno adalah battrai 9 Volt. yang dilakukan adalah menggunakan LCD 9 tyipe 16x2, dan sebagai pembaca hasil tegangan pada kelima phodiode. Proses output yang dihasilkan oleh photodiode. pengujian alat, pengukuran output dari rangkaian summing amplifier yang belum dirata-ratakan dan sesudah dirata-ratakan. Output dari rangkaian summing amplifier yang sudah dirata-ratakan merupakan hasil akhir dari sensor yang telah dirancang dan akan menjadi dasar dari tujuan penelitian yang di lakukan. Jika didapatkan hasil yang sesuai maka mencari karakterisasi sensor Gambar 13. Skematik rangkaian LCD dapat dilakukan untuk mendapatkan kesimpulan. Pada gambar diatas kita dapat melihat kaki-kaki yang digunakan sebagai input LCD adalah kaki 1,2,3,4,5,11,12,13,14,15,16. Proses perakitan sensor terdiri dari rangkaian summing amplifier,rangkaian photodiode, mikrokontroler dan LCD, pada penelitian ini power suplay yang digunakan adalah battrai 9 Volt sebanyak dua buah, battrai digunakan untuk catu daya Arduino Uno dan untuk VCC pada rangkaian summing amplifier. B. Proses Kinerja Penelitian Gambar 14. Flowchart kinerja peneli Proses kinerja penelitian dilakukan IV. PENGUJIAN DAN bedasarkan flowchart yang telah disusun. KARAKTERISASI SENSOR Dasar teori adalah mencari referensi yang digunakan untuk menunjang 1. Pengujian Rangkaian Summing penelitian Amplifier dalam merancang sensor radiasi matahari didapatkan dari beberapa jurnal berkaitan Dalam proses pengujian sensor dalam proses penelitian. Proses selanjutnya adalah perancangan sensor radiasi matahari peneliti menggunakan dua alat ukur berdasarkan teori-teori yang didapatkan dari yaitu osiloscop dan multimeter digital. beberapa referensi. Langkah selanjutnya Osiloscop berfungsi untuk adalah proses pembutan rangkaian summing gelombang yang dihasilkan amplifier yang berfungsi untuk menguatkan rangkaian, multimeter berfungsi untuk 10 melihat oleh melihat output hasil dari pengukuran tegangan rangkaian summing amplifier . Gambar 24. Gelombang sesudah dirata – ratakan Berdasarkan pada gambar diatas Gambar 21. Pengukuran menggunakan dapat dilihat bahwa rangkaian sensor multimeter sebelum dirata – ratakan. sudah bekerja dengan baik. Sebelum dirata – ratakan tegangan yang dihasilkan oleh sensor sebesar 2,561 Volt dan setelah dirata – ratakan menggunakan rangkaian pembagi Gambar 22. Bentuk gelombang tegangan sebesar sebelum dirata-ratakan yang dihasilkan menjadi 0,512 Volt. Bentuk dari gelombang pada tampilan 2. Pengujian Rangkaian Summing osiloscop juga sesuai, berupa gelombang untuk Mendapatkan Nilai Rata –Rata DC, dirata - ratakan dengan rangkaian tegangnan sebesar . tersebut berupa 22 dan 24 diatas. untuk melihat hasil output dari sensor menggunakan gelombang gelombang lurus, seperti pada gambar Tujuan dari pengujian ini yaitu yang sudah maka tegangan C. pembagi Pengambilan Data dan pengambilan data Karakterisasi Sensor Supaya lebih Proses jelasnya dapat dilihat pada gambar 26 dilakukan selama 3 hari dalam kondisi dan 27 dibawah ini. cahaya matahari yang berbeda, dalam sehari peneliti mengambil data sebanyak 8 kali. Pengambilan data dilakukan dengan mengambil sampel pada waktu pagi, siang dan sore. Data yang diambil Gambar 23. Pengukuran menggunakan yaitu hasil pembacaan sensor radiasi multimeter sesudah dirata –ratakan rancangan ( Volt ) dan meter (W/m²). 11 solar power Pengambilan bertujuan untuk data dilakukan membuat 3 363 0,76 4 376 0,58 5 633 0,81 6 796 0,82 7 813 0,83 8 981 0,86 grafik perbandingan antara sensor dengan solar power meter, dan untuk mengetahui sensitivitas dari sensor yang telah dirancang. Nilai sensivitas sensor yang dirancang merupakan nilai perubahan output photodiode yang dihasilkan oleh sensor. Perubahan nilai output tersebut dipengaruhi oleh input sensor yaitu intensitas radiasi matahari. Perubahanperubahan nilai output yang terjadi akan menunjukan responsitivitas Hasil pengukuran pada data sensor pertama nilai tegangan yang yang dalam merespon setiap perubahan nilai dihasilkan sensor sebesar 0,62 V sampai intensitas Data 0,86 Volt. Pada solar power meter perubahan nilai output pada sensor dapat terukur 137 W/m² sampai 981 W/m². dibentuk yang Hasil dari data pada data pertama maka bertujuan untuk melakukan pendekatan terbentuk grafik persamaan linier seperti nilai sensitivitas. Dari persamaan linier pada gambar 25. radiasi matahari. persamaan linier tersebut terdapat nilai konstanta gradien (m) yang menunjukan nilai sensitivitas sensor. Pendekatan berdasarkan sensor ini perubahan berbanding dilakukan nilai nilai output perubahan intensitas radiasi matahari. Tabel 5. Data pertama intensitas radiasi matahari Gambar25. Grafik data pertama Solar power Sensor NO meter (W/m²) (V) Volt 1 137 0,62 2 202 0,71 y = 0,0003x +0,6014 Persamaan diatas adalah mengunakan persamaan 4 pada landasan teori. Persamaan linier tersebut hanya 12 melakukan pada Hasil pengukuran pada data hasil kedua tegangan yang dihasilkan sensor pengukuran (137 W/m² dan 0,62 volt ), sebesar 0,56 V sampai 0,72 Volt. Pada (796 W/m² dan 0,82), (813 W/m²dan solar power meter terukur 137 W/m² 0,83), Hasil sampai 981 W/m². Dari data pada data pengukuran selain yang disebutkan atau kedua maka terbentuk persamaan linier tidak terkena garis persamaan linier seperti pada gambar 26. karakteristik (981 pendekatan sensor W/m²dan pada 0,86). merupakan hasil pengukuran yang tidak termasuk dalam sensitivitas sensor. Hal tersebut dikarenakan saat pengukuran menggunakan cahaya matahari langsung, sehingga perubahan cahaya tidak konstan. Tabel 6.Data kedua intensitas radiasi matahari N Solar power Sensor O meter (W/m²) (V) Volt 1 110 0,56 Gambar26. Grafik data kedua Tabel 7. Data ketiga ntensitas radiasi matahari 2 130 0,47 3 172 0,45 NO meter (W/m²) (V) Volt 4 190 0,5 1 69 0,34 5 210 0,46 2 80 0,4 6 234 0,79 3 123 0,44 7 363 0,76 4 131 0,53 8 373 0,72 5 197 0,54 6 250 0,57 Solar power 13 Sensor 7 476 V/(W/m2) atau 0,3 mV/(W/m2) sampai 1 0,61 mV/(W/m2). Setelah proses penelitian 8 598 0,63 yang dilakukan, maka peneliti dapat mengetahui karakteristik dari sensor yang telah dirancang yaitu semakin kecil nilai sensitivitas maka semakin bagus pembacaan sensor. Hasil pengukuran pada data ketiga t V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Setelah melakukan berbagai analisa terhadap hasil pengujian sensor radiasi matahari yang telah dirancang maka ada beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut : 1. Prototipe sensor radiasi matahari telah berhasil dirancang dengan Gambar 27. Grafik data ketiga menggunakan photodiode jenis Pada ketiga grafik diatas nilai variable hasil PD 204-6C/L3. Y mewakili nilai tegangan pembacaan sensor 2. Karakterisasi dari sensor radiasi (Volt), matahari yang telah dirancang sedangkan nilai variable X mewakili merupakan nilai dimiliki oleh sensor tersebut pengukuran menggunakan solar radiasi power matahari meter sebesar (W/m²). Dimana mencari nilai gradient sensitivitas 0,3 yang mV/(W/m^2) sampai 1 mV(W/m^2). dengan kata lain sensitivitas sama B. Saran dengan V/(W/m²). Pada sensor radiasi matahari yang telah Berdasarkan data ketiga tabel di dan grafik diatas maka peneliti dapat rancang kekurangan. mengetahui nilai sensitivitas dari sensor tentu masih Peneliti beberapa hal diantaranya: radiasi yang telah dirancang yaitu sebesar 0,0003 V/(W/m2) sampai 0,001 14 banyak menyarankan 1. Mengganti sensor cahaya yang lebih peka terhadap Fakultas sains dan mataematika, Universitas Kristen satya wacara.Jawa Tengah. cahaya matahari. 2. Menambah sensor suhu sebagai Suryono., Tugino., Tatyantoro, A., Widodo, A.D. 2009. Pemberdayaan energy matahari sebagai energy listrik pengatur jalan. E jurnal,Fakultasteknik,Universits Negeri Semarang. pendeteksi panas matahari. DAFTAR PUSTAKA Andi, 2008. Perancangan Sistem Monitoring Intensitas Radiasi Matahari, E jurnal,Program Studi Teknik Elektro, Universitas Maritim Raja Ali Haji, Tanjung Pinang. Juandi, F., 2011 Pengenalan ARDUINO . www.tobuku.com Pandiangan, J,. 2007. Perancangan dan penggunaa photodiode sebagai sensor penghindar dinding pada robotforklift, Tugas Akhir,Program setudi D3 Fisika instrumentasi Departemen Fisika ,Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Universitas Sumatra Utara Medan. Apriano, T., 2012. Perancangan system pendeteksi asap tipe fotoelektrik berbesis mikrokontroler dan aplikasinya dalam pengukuran optikal density.Sekripsi.FakultasTeknik, Program Studi Teknik Mesin. Universitas Indonesia. Nuraeni, R., Selan A.C., 2013. Dasar pengukuran listrik. Penerbit Erlangga.Jakarta. Data sheet LCD type 6 x12 ( 2013 ) Data sheet IC LM258,LM358,LM358A ( 2015 ) Hamid, S., 2014. Mengenal lama penyinaran matahari sebagai salah satu parameter klimatologi.Penelitian pusat sains dan teknologi Atmosfer. Lapan Gunarta, L., 2011 .Photodiode dan infra red. WWW.Arduino.cc / en /main/ Arduino board Piyoh, I., Shanti, S.R.M., and Setiawan, A. 2012. Perancangan dan pengujian system pengukuran sinar UV dari intensitas ,Matahari.E Jurnal. Program studi fisika , 15
