PROPOSAL PROYEK AKHIR RANCANG BANGUN ALAT SMART SOLAR CELL BERBASIS ANDROID MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO Disusun oleh : Syadikin Qasidi NIM. 1520301062 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTONIKA TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK CALTEX RIAU 2019 i RINGKASAN Penggunaan panel surya saat ini di Indonesia sudah mulai marak, hal ini merupakan suatu perubahan yang positif dimana masyarakat mulai beralih ke energi yang ramah lingkungan dan terbarukan. Dengan kondisi Indonesia saat ini yang melakukan banyak pembangunan dan kendaraan bermotor.Solar cell yang terpapar debu performasinya akan turun.Maka dengan penelitian ini dapat memperbaiki performansi solar cell yang memburuk karna terpapar debu. Pada penelitian ini debu dapat dibersihkan secara otomatis sehingga solar cell tidak perlu dibersihkan secara manual.Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mikrokontroller ARDUINO UNO , Dimana Arduino dapat menampilkan jumlah arus yang masuk pada baterai dan user dapat melihat persentase dari baterai Kata kunci : Arduino, wiper, LDR (light dependent resistance), panel surya ii DAFTAR ISI RINGKASAN ............................................................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... v DAFTAR TABEL ........................................................................................................ vi I. PENDAHULUAN ............................................................................................... 7 1.1 Latar Belakang.............................................................................................. 7 1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 10 1.3 Batasan Masalah ......................................................................................... 10 1.4 Tujuan dan Manfaat .................................................................................... 10 1.4.1 Tujuan ............................................................................................... 10 1.4.2 Manfaat ............................................................................................. 11 1.5 Metodologi Penelitian ................................................................................ 11 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................. 12 II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 13 2.1 Penelitian Terdahulu ................................................................................... 14 2.2 Landasan Teori ........................................................................................... 14 2.2.1 Sensor ACS 712 ................................................................................ 14 2.2.2 Modul WIFI ESP8266 ....................................................................... 17 2.2.3 Panel Surya ....................................................................................... 17 2.2.4 Motor Servo ...................................................................................... 18 2.2.5 Wiper ................................................................................................. 19 2.2.6 Battery Aki ........................................................................................ 19 2.2.7 Light Dependent Resistor .................................................................. 20 2.2.8 Arduino UNO .................................................................................... 20 III. PERANCANGAN ............................................................................................. 23 3.1 Perancangan sistem pada smart solar cell .................................................. 23 3.2 Flowchart rangkaian pembagi tegangan..................................................... 24 3.3 Tampilan Perangkat Lunak ......................................................................... 25 iii IV. JADWAL DAN ANGGARAN BIAYA............................................................ 26 4.1 Jadwal ......................................................................................................... 26 4.2 Perkiraan Biaya........................................................................................... 26 iv DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Sensor ACS 712 ..................................................................................... 15 Gambar 2. 2 pin out ACS712 ...................................................................................... 16 Gambar 2. 3 Modul wifiESP 8266 ............................................................................. 17 Gambar 2. 4 Panel Surya ............................................................................................. 18 Gambar 2. 5 Motor Servo............................................................................................ 18 Gambar 2. 6 Wiper ...................................................................................................... 19 Gambar 2. 7 Battery Aki ............................................................................................. 19 Gambar 2. 8 Sensor LDR ............................................................................................ 20 Gambar 2. 9 Arduino Uno........................................................................................... 21 Gambar 2. 10 Power Supply Arduino Port ................................................................. 22 Gambar 3. 1 Blok diagram dari sistem panel surya .................................................... 23 Gambar 3. 2 Flowchart rangkaian pembagi tegangan ................................................ 24 Gambar 3. 3 Tampilan pada aplikasi monitoring solar cell ........................................ 25 v DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Perbandingan Penelitian............................................................................. 13 Tabel 2. 2 Terminal list sensor arus ACS712. ............................................................ 16 Tabel 2. 3 Spesifikasi Arduino Uno R3 ...................................................................... 21 Table 4. 1 Jadwal Pelaksanaan Proyek Akhir ............. Error! Bookmark not defined. Table 4. 2 Perkiraan Biaya .......................................... Error! Bookmark not defined. vi I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Matahari merupakan salah satu sumber energi yang mempunyai berbagai manfaat bagi kelangsungan seluruh makhluk hidup yang ada di bumi. Di Indonesia sendiri pemanfatatan matahari sebagai sumber energi belum termanfaatkan secara maksimal. Padahal letak Indonesia yang berada di garis khatulistiwa sangat berpotensi untuk mengeksplorasi cahaya matahari ini menjadi sumber energi. Intensitas energi radiasi matahari yang jatuh di Indonesia rata-rata sebesar 4,5 kWh/m2 per-hari. Panel Tenaga Surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.(Irfan Andrianto. 2017). energi surya dapat digunakan pada malam hari, maka pada siang hari energi listrik yang dihasilkan disimpan terlebih dahulu ke baterai yang dikontrol oleh regulator. Keluaran regulator langsung dihubungkan dengan inverter dari arus DC ke AC(Anwar Ilmar Ramadan,2016). Apabila sebuah logam dikenai suatu cahaya dalam bentuk foton dengan frekwensi tertentu, maka energi kinetik dari foton aka menembak ke atom-atom logam tersebut. Atom logam yang iradiasi akan melepaskan elektron-elektronnya. Elektron-elektron bebas inilah yang mengalirkan arus dengan jumlah tertentu. Sel surya adalah semikonduktor dimana radiasi surya langsung diubah menjadi energi listrik. Material yang sering digunakan untuk membuat sel surya adalah silikon kristal. Pada saat ini silikon merupakan bahan yang banyak digunakan untuk pembuatan sel surya. Agar dapat digunakan sebagai bahan sel surya, silikon dimurnikan hingga satu tingkat yang tinggi. Atom merupakan partikel pembentuk 7 suatu unsur. Atom terdiri dari inti dengan muatan positif yang disebut proton dan neutron yang bermuatan netral Inti atom dikelilingi sejumlah elektron yang bermuatan negatif. Sebuah atom silikon terdiri dari sebuah inti yang berisi 14 proton dan dikelilingi 14 elektron yang beredar dalam lintasan tertentu. Jumlah maksimum elektron dalam masing-masing lintasan mengikuti pola 2n², dengan n adalah nomor lintasan dari atom (Mallvino, 1986). Apabila atom-atom silikon bergabung membentuk zat padat, maka atom-atom itu akan membentuk suatu pola teratur yang disebut kristal. Setiap atom silikon mempunyai 4 buah elektron valensi dan mempunyai 4 atom tetangga. Setiap atom tetangga memberikan sebuah elektron untuk dipakai bersama-sama dengan atom yang berada ditengah. Atom yang ditengah mendapat tambahan 4 elektron dari tetangga sehingga jumlah elektron valensi menjadi 8 buah, karena inti atom yang berdekatan memiliki muatan positif akan menarik elektron-elektron yang dipakai bersama dan menciptakan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah(Rhazio, 2007). Pada efisiensi penggunaan sel surya metode yang dilakukan adalah memanfaatkan sel surya sebagai pembangkit listrik yang digunakan untuk mengetahui arus dan tegangan yang dihasilkan oleh setiap panel sel surya yang diujikan. Cara pengamatan yang dilakukan adalah pengambilan data terkait variasi intensitas cahaya yang sedang terjadi pada kondisi intensitas cahaya yang sama, suhu yang sama dan tekanan angin yang sama. Penelitian ini menggunakan 3 buah panel sel surya dengan kapasitas daya yang sama yaitu 100Wp dan merk yang berbeda.( Fahlevi, Reza. 2014) Solar cell diberikan beberapa beban yaitu 3 watt, 6 watt dan 9 watt dalam mempengaruhi efisiensi solar cell. Efisiensi dengan menggunakan waktu pengambilan data dari jam 08.00 sampai dengan 17.00. Dimana pada beban tersebut semakin besar beban yang dibe-rikan maka semakin kecil kinerja pada solar cell tersebut begitupun sebaliknya. Efi-siensi maksimum didapat sebesar efisiensi 98 % ini terlihat pada beban 3 watt.( Rusman. 2015). 8 Percobaan menggunakan dua buah modul surya yang sama dan diamati output nya. Studi ini dilakukan di Jl. Pulau Enggano No.9 Denpasar pada bulan Januari sampai dengan Maret, pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua buah modul surya 14,1 Wp. Modul pertama tidak dibersihkan sedangkan modul kedua dibersihkan secara berkala. Hasil output dari kedua modul tersebut untuk melihat pengaruh kebersihan permukaan modul surya terhadap unjuk kerja modul surya. Alat dan bahan pembersih modul surya yang tepat agar modul surya mencapai usia maksimal. Dari studi ini didapat hasil rata-rata pengukuran yang dilakukan pada bulan Januari sampai Maret, modul surya tidak dibersihkan menghasilkan daya tertinggi sebesar 13,45 Watt dan daya modul surya tidak dibersihkan terendah sebesar 0,04 Watt sedangkan modul surya dibersihkan menghasilkan daya tertinggi sebesar 13,63 Watt dan daya modul surya dibersihan terendah sebesar 0,06. Dari perhitungan daya yang dilakukan, terjadi penurunan sebesar 5,48%. Dari studi ini didapat hasil output dari modul surya yang dibersihkan lebih besar dibandingkan modul surya tidak dibersihkan. Hal ini dikarenakan modul surya dibersihkan lebih banyak menerima foton dibandingkan modul surya tidak dibersihkan. (Negara, I B Kd Surya, Dkk. 2016). Berdasarkan penelitian terdahulu terdapat beberapa kekurangan yang akan diperbaiki diantaranya: mempermudah kinerja user untuk membersihkan panel surya dengan menggunakan android, pengguna dapat mengetahui arus yang masuk saat pengisian pada baterai, user dapat mengetahui persentase yang berada pada baterai Penelitian ini menggunakan microcontroller arduino uno yang memiliki fitur untuk menghubungkan microcontroller ke android dan ke perangkat yang akan dirancang, dan panel surya. Dan menggunakan perangkat tambahan seperti: modul wifi ESP 8266, sensor ACS 712, sensor cahaya LDR (light dependent resistor), XAMPP server, database MySQL, motor servo dan wiper Penelitian ini menggunakan metodologi sebagai langkah dalam pengerjaan penelitian.Metodologi tersebut ialah perancangan aplikasi untuk menghubungkan 9 perangkat dengan androir, perancangan piranti elektronika pada panel surya, pengujian kinerja pada panel surya. 1.2 Perumusan Masalah Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Apakah kebersihan pada panel surya mempengaruhi daya yang masuk pada baterai 2. Bagaimana tingkat akurasi pada sensor arus yang terbaca pada android 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam pembuatan proyek akhir ini adalah : 1) Alat yang dirancang berupa prototipe. 2) Sistem menggunakan Arduino sebagai mikrokontroller. 3) Aplikasi android yang dirancangkan menggunakan blynk. 4) Sistem pembersih panel surya secara manual berupa tombol pada Android yang jika ditekan maka sistem langsung membersihkan panel surya. 5) Sistem pembersih panel surya secara otomatis berupa settingan pembersihan panel surya yang akan membersihkan panel surya setiap jam tertentu atau setiap beberapa hari sekali. 6) Tampilan pada nilai hasil pengukuran baterai dan besaran listrik pada Android berupa text. 7) Sistem menggunakan cloud untuk mengontrol mikrokontroller dan menyimpan data hasil pengukuran. 8) Sistem yang dirancang tidak mendukung pencatatan histori nilai hasil pengukuran dan histori kontrol sistem. 1.4 Tujuan dan Manfaat Tujuan Ada pun Tujuan dari penelitian ini yaitu : 1. Agar daya yang diterima pada baterai didapat secara maksimal. 2. Mendapatkan data yang sesuai pada android. 3. Penelitian ini dapat menerapkan ilmu workshop aplikasi internet dan ilmu lainnya yang telah didapat selama pembelajaran perkuliahan. 10 Manfaat Manfaat yang diharapkan dari penelitian proyek akhir ini adalah: 1. Agar semua kalangan dapat menggunakan listrik seperti daerah pedalaman diindonesia. 2. Menghasilkan alat yang mempermudah pekerjaan manusia. 3. Dapat memnghemat penggunaan listrik. 1.5 Metodologi Penelitian Metode penelitian yang dipakai dalam pembuatan proyek akhir ini adalah: 1) Studi pustaka Dalam penelitian ini akan dilakukan studi pustaka yaitu dengan cara menelaah, menggali, serta mengkaji teori yang mendukung dalam pemecahan masalah yang diteliti. 2) Konsultasi dan Diskusi Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan juga berdiskusi dengan masyarakat umum dan orang yang mengerti elektronika agar mendapatkan masukan-masukan yang dapat dijadikan pertimbangan dalam proyek akhir ini. 3) Mengumpulkan Bahan Bahan yang dibutuhkan pada proyek akhir ini yaitu komponen dan alat perangkat pendukung lainnya. 4) Perancangan Proyek Akhir ini akan dirancang setelah bahan-bahan serta konsultasi yang sudah valid untuk mengimplementasikan alat ini. 5) Pengujian Alat Dalam perancangan dan pengimplementasian proyek akhir ini, diperlukan pemahaman dan penguasaan dari materi agar sistem dan prototipe dapat sesuai dengan perancangan yang telah dibuat. Proyek akhir ini merancang dan mengimplementasikan dalam bentuk prototype dari system pembersih debu pada panel surya berbasis Android. 11 6) Analisa Selanjutnya pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang telah dilakukan dengan mengumpulkan data dari pengujian sebelumnya. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan proyek akhir ini secara keseluruhan terdiri dari empat bab, masing-masing terdiri dari beberapa sub bab. Adapun pokok pembahasan dari masing-masing bab tersebut secara garis besar sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah dan ruang lingkup masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan beberapa hasil penelitian terdahulu dan landasan teori yang diperlukan untuk merancang sistem. BAB III PERANCANGAN Bab ini menjelaskan tentang perancangan sistem terdiri dari perancangan sistem yang akan dibangun. BAB IV JADWAL DAN PERKIRAAN BIAYA Bab ini berisi informasi mengenai jadwal pengerjaan proyek akhir dan perkiraan biaya yang dibutuhkan untuk pengerjaan proyek akhir. 12 II. TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini membahas tentang Rancang Bangun Alat Smart Solar Cell Berbasis Android Menggunakan Mikrokontroller Arduino Uno membahas review penelitian terdahulu landasan teori sebagai bahan acuan dalam pengerjaan proyek akhir ini. Tabel 2. 1 Perbandingan Penelitian Penelitian Terdahulu Judul Sensor Reynaldo Hilga Reza Fahlevi Adis Prastica Pengujian Analisis Karakteristik Pengaruh Panel Surya Penambahan Berdasarkan Reflector Intensitas Terhadap Tenaga Tegangan Surya Keluaran Modul Solar cell Rusman Putu Ariesta Sujana Penelitian Saat Ini Pengaruh Variasi Beban Terhadap Efisiensi Solar cell Dengan Kapasitas 50 Wp Pengaruh Kebersihan Modul Surya Terhadap Unjuk Kerja Plts Analisa Efek Debu Terhadap Performansi Solar celldan Perbaikan Performansi Berbasis Automatic Cleaning Method Solar cell Solar cell Solar cell Solar Cell Light Dependent Resistor ARM7TDMI-S Proseccor Untuk mengetahui karakteristik panel surya yang ada di pasaran panas dari sinar matahar Untuk mengetahui hasil perbandingan teangan keluaran antara solar celldengan penambahan reflector dan tanpa penambahan reflector. menghasilkan efisiensi solar cell dengan metode penelitian yang menggunakan beberapa beban yaitu 3 watt, 6 watt dan 9 watt dalam mempengaruhi efisiensi solar cell untuk mengetahui perbandingan output panel surya yang dibersihkan dan tidak dibersihkan Untuk engetahui efek debu terhadap performansi solar cell dan memperbaiki performansi solar cell berbasis automatic cleaning method Mikroko ntroler Tujuan 13 2.1 Penelitian Terdahulu Penelitian yang berhubungan dengan pembangkit listrik dari sumber energi alternatif sudah banyak dilakukan. tentang “ pemanfaatan solar cell dengan PLN sebagai sumber energi listrik rumah tinggal ”. Penelitian ini memiliki tujuan yaitu energi listrik yang dihasilkan oleh solar cell digunakan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga. Metode penelitian yang dilakukan dalam pemanfaatan solar cell dengan PLN sebagai sumber energi listrik rumah tinggal yaitu dilakukannya pengukuran energi yang mampu disuplai oleh energi yang dihasilkan dari solar cell. Sedangkan, komponen yang digunakan dalam penelitian ini yaitu menggunakan panel surya Salah satu komponen penting dari penelitian ini adalah sensor ACS 712 dan modul wifi ESP8266,Dimana sensor ACS 712 ini berfungsi untuk mengukur jumlah arus yang masuk pada panel surya.Sedangkan modul wifi ESP8266 berfungsi sebagai komunikasi antara microcontroller dengan panel surya. 2.2 Landasan Teori Sensor ACS 712 Sensor Arus ACS 712 adalah sensor arus listrik yang mampu mengukur besaran arus, dimana sensor ini digunakan untuk menerima arus yang masuk pada panel surya dengan arus maksimum yang masuk sebesar 30 Ampere. Sensor ini menggunakan 3 inputan yaitu vcc, output dan ground.dimana didalam sensor arus ini terdapat komponen penting seperti kapasitor, resistor dan dioda. ACS712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang 14 terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Gambar 2. 1 Sensor ACS 712 Menurut William D.C (1993) Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik. Contoh; Camera sebagai sensor penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran, kulit sebagai sensor peraba, LDR (light dependent resistance) sebagai sensor cahaya, dan lainnya Adapun Spesifikasi dari sensor yang digunakan adalah: a. Berbasis ACS712 dengan fitur: Rise time output = 5 μs. Bandwidth sampai dengan 80 kHz. Total kesalahan output 1,5% pada suhu kerja TA = 25°C. Tahanan konduktor internal 1,2 mΩ. Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin 1-4 dan pin 5-8. Sensitivitas output 185 mV/A. Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 5 A. Tegangan output proporsional terhadap input arus AC atau DC. 15 b. Tegangan kerja 5 VDC. c. Dilengkapi dengan OpAmp untuk menambah sensitivitas output(untuk tipe With OpAmp). Berikut terminal list dan gambar pin out ACS712. Gambar 2. 2 pin out ACS712 Tabel 2. 2 Terminal list sensor arus ACS712. Nomor Nama Keterangan 1 dan 2 IP+ Pin mendeteksi arus 3 dan 4 IP- Pin mendeteksi arus 5 GND Pin ground 6 Filter Pin untuk kapasitor eksternal yang digunakan menentukan bandwitch 7 Vout Arus keluaran yang di hitung 8 VCC Tegangan power suply 5 V Pada gambar 2.5 pin out dan tabel 2.3 terminal list diatas dapat kita lihat tata letak posisi I/O dari sensor arus dan kegunaan dari masing-masing pin dari sensor arus ACS712. Selain itu sensor ini juga dapat di tambahkan filter eksternal dengan menambahkan kapasitor 1nf (sesuai datasheet). Untuk Vout dapat dihubungkan langsung ke pin I/O pada mikrokontroler. Karena perancangan ini yang akan diukur adalah berupa arus AC maka keluaran dari sensor arus masih berupa tegangan AC, 16 maka untuk dimasukkan ke ADC internal mikrokontroler keluaran dari sensor arus harus dirubah ke sinyal DC. Prinsip kerja dari penyearah gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang AC dari sensor arus. Pada saat sensor arus memberikan output sisi positif dari gelombang AC maka diode dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang AC tersebut dilewatkan dan pada saat sensor arus memberikan sinyal sisi negatif gelombang AC maka diode dalam posisi reverse bias, sehingga sinyal sisi negatif tegangan AC tersebut ditahan atau tidak dilewatkan. Modul WIFI ESP8266 Modul wifi ESP8266 dapat digunakan untuk berkomunikasi atau kontrol melalui internet baik digunakan secara standalone (berdiri sendiri) maupun dengan menggunakan mikrokontroler tambahan. dalam hal ini Arduino sebagai pengendalinya.modul wifi esdp8266 memiliki daya transmisi sebesar 20dbm,sesuai dengan batas maksimal regulasi di Indonesia Jarak yang di pancarkan pada modul wifi esp8266 memiliki rentang dari 500 meter sampai 800 meter lebih jauh dibandingkan dengan modul Bluetooth, modul wifi esp8266 beroperasi pada frekuensi 2,4 Ghz. Modul ini sendiri berfungsi sebagai media komunikasi antara android,arduino dan motor servo Gambar 2. 3 Modul wifiESP 8266 Panel Surya Solar Cell adalah suatu komponen yang dapat digunakan untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip yang disebut efek photovoltaic. Efek photovoltaic itu sendiri adalah suatu fenomena di mana muncul tegangan listrik karena adanya suatu hubungan atau kontak dari dua 17 elektroda, dimana keduanya dihubungkan dengan sistem padatan atau cairan saat mendapatkan energi cahaya. Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik.Dimana panel surya ini akan menerima paparan sinar matahari dan merubah sinar matahari menjadi arus listrik yang akan di simpan di dalam batrai. Gambar 2. 4 Panel Surya Motor Servo Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo. Motor servo ini sendiri berfungsi untuk menggerakan wiper yang ada pada panel surya agar dapat membersihkan panel surya. Gambar 2. 5 Motor Servo 18 Wiper Wiper adalah salah satu piranti yang digunakan untuk membersihkan kaca sehingga kaca bisa bersih dan memaksimalkan jarang pandang pengendara. Wiper berfungsi membersihkan kotoran yang berada di kaca baik air hujan ataupun kotoran lainnya, dimana pada penelitian ini wiper berguna membersihkan kotoran yang ada pada panel surya. Gambar 2. 6 Wiper Battery Aki Baterai (aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dll. Akumulator termasuk ke dalam jenis sel sekunder, artinya sel ini dapat dimuati ulang ketika muatannya habis. Ini karena reaksi kimia dalam sel dapat dibalikkan arahnya. Jadi sewaktu sel dimuati, energi listrik diubah menjadi energi kimia, dan sewaktu sel bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik. Gambar 2. 7 Battery Aki 19 Light Dependent Resistor Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap. Gambar 2. 8 Sensor LDR Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang. Arduino UNO Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 14 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM (6 buah) antara lain pin 0 sampai 13), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz antara lain pin A0 sampai A5, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Spesifikasi arduino uno R3 dapat dilihat pada tabel 2.3 dan arduino uno R3 dapat dilihat pada gambar 2.9 20 Tabel 2. 3 Spesifikasi Arduino Uno R3 Mikrokontroler ATmega328 Operasi Tegangan 5 Volt Input Tegangan 7-12 Volt Pin I/O Digital 14 Pin Analog 6 Arus DC tiap pin I/O 50 mA Arus DC ketika 3.3V 50 mA Memori flash 32 KB SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Kecepatan clock 16 MHz Gambar 2. 9 Arduino Uno Arduino Uno dapat di-supply langsung ke USB atau power supply tambahan yang pilihan power secara otomatis berfungsi tanpa saklar. Kabel external (non-USB) seperti menggunakan adaptor AC ke DC atau baterai dengankonektor plug ukuran 2,1mm polaritas positif di tengah ke jack power di board. Jika menggunakan baterai dapat disematkan pada pin GND dan Vin di bagian Power konektor. 21 Gambar 2. 10 Power Supply Arduino Port Papan Arduino ini dapat disupplai tegangan kerja antara 6 sampai 20 volt, jika catu daya di bawah tengan standar 5V board akan tidak stabil, jika dipaksakan ke tegangan regulator 12 Volt mungkin board arduino cepat panas (overheat) dan merusak board. Sangat direkomendasikan tegangannya 7-12 volt. Penjelasan Power PIN: VIN - Input voltase board saat anda menggunakan sumber catu daya luar (adaptor USB 5 Volt atau adaptor yang lainnya 7-12 volt), Anda bisa menghubungkannya dengan pin VIN ini atau langsung ke jack power 5V DC power jack (7-12V), Kabel konektor USB (5V) atau catu daya lainnya (712V). Menghubungkan secara langsung power supply luar (7 12V) ke pin 5V atau pin 3.3V dapat merusak rangkaian Arduino ini. 3V3 - Pin tegangan 3.3 volt catu daya umum langsung ke board. Maksimal arus yang diperbolehkan adalah 50 mA. GND - Pin Ground. IOREF - Pin ini penyedia referensi tengangan agar mikrokontrol beroperasi dengan baik. Memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan pada output untuk bekerja dengan 5V atau 3.3V. 22 III. PERANCANGAN 3.1 Perancangan sistem pada smart solar cell Blok diagram di bawah adalah gambaran dari perangkat elektronik smart solar cell. Microcontroller pada sistem ini adalah arduino uno,dimana microcontroller akan terhubung Ke sensor, modul wifi dan rangkain pembagi tegangan.sensor yang digunakan adalah ACS 712. Dimana sensor ini berfungsi untuk mengukur arus yang mampu mengukur tegangan sampai 26v dan dapat mengukur arus sampai 30 Ampere. Dari user yang menggunkan ke android terhubung ke cloud,dimana cloud Ini berfungsi sebagai penghubung antara android dengan modul wifi ESP8266, yang langsung Terhubung ke arduino.sensor yang sudah terhubung ke arduino yaitu sensor arus ACS 712 yan berfungsi untuk mengetahui jumlah arus dan tegangan yang lewat dan di baca oleh arduino dan di kirim ke modul wifi agar user dapat mengetahui berapa arus yang terbaca di android dimana android dapat menerima data yang dikirim oleh modul wifi menggunakan cloud. Dalam perancanganin diperlukan rangkaian pembagi tegangan,dimana rangkaian Pembagi tegangan ini berfungsi untuk membagi tegangan input menjadi satu atau beberapa tegangan output yang di perlukan oleh komponen lainnya di dalam rangkaian. Gambar 3. 1 Blok diagram dari sistem panel surya 23 3.2 Flowchart rangkaian pembagi tegangan Secara garis besar, flowchart program rangkaian pembagi tegangan yang akan dibuat pada tugas akhir ini dapat di lihat pada gambar berikut: Gambar 3. 2 Flowchart rangkaian pembagi tegangan Gambar diatas merupakan flowchart dari rangkaian pembagi tegangan,dimana terjadi penginputan data yang masuk ke dalam pin analog arduino,dimana terjadi proses di pin analog arduino.pada arduino memiliki resolusi 10 bit,artinya nilai hasil dari konversi berkisar dari 0 hingga 1023 dengan total input/output sebanyak 12 pin.hasil dari proses tadi akan disimpan pada server. 24 3.3 Tampilan Perangkat Lunak Secara garis besar tampilan perangkat lunak yang akan dibuat pada tugas akhir ini dapat di lihat pada gambar berikut: Gambar 3. 3 Tampilan pada aplikasi monitoring solar cell Gambar diatas merupakan tampilan pada aplikasi solar cell di android, dimana aplikasi yang digunakan untuk membuat aplikasinya yaitu blynk. Pada tampilan ini user dapat mengetahui berapa persentase yang ada pada batrai dan user dapat mengetahui berapa arus,tegangan dan daya yang masuk dari panel surya ke batrai. Pada tampilan ini user dapat mengatur wiper pada panel surya,dimana wiper ini berfungsi untuk membersihkan panel surya secara berkala atau tidak. 25 IV. JADWAL DAN ANGGARAN BIAYA 4.1 Jadwal Penulis membuat jadwal pengerjaan tugas akhir yang bertujuan agar penggunaan waktu lebih efektif dan sesuai dengan metodologi yang digunakan. Adapun jadwalnya terlihat pada tabel berikut. Tabel 4. 1 Jadwal Pelaksanaan Proyek Akhir Tahun Penetapan Koor PA 2 Pembuatan Proposal 3 Perancangan 4 Pengajuan Proposal 5 Sidang Proposal 6 Pembuatan alat 7 Pengukuran 8 Analisa 9 Penulisan Laporan 10 Pengajuan Sidang Akhir 11 Sidang Akhir 4.2 1 Oktober September Agustus Juli Juni Mei April Maret Kegiatan Februari 2019 No Perkiraan Biaya Pada perkiraan biaya agar proyek akhir dapat berjalan dengan lancar dan sesuai dengan metodologi yang digunakan, penulis membutuhkan biaya untuk peralatan yang dibutuhkan dalam mengerjakan proyek akhir ini. Adapun peralatan serta biaya yang digunakan sebagai berikut. 26 Tabel 4. 2 Perkiraan Biaya No Nama Barang Jumlah Harga Keterangan Total 1 HP Android 1 - Milik pribadi - 2 Sensor LDR 8 Rp. 2.000 Beli Rp. 16.000 3 Sensor ACS 712 1 Rp. 35.000 Beli Rp. 35.000 4 Panel Surya 1 Rp.1.200.000 Beli Rp.1200.000 5 Modul Wifi ESP 8266 1 Rp. 40.000 Beli Rp. 40.000 6 Motor Servo 1 Rp. 35.000 Beli Rp. 35.000 7 Battery 1 Rp. 150.000 Beli Rp. 150.000 8 Wiper 1 Rp. 55.000 Beli Rp. 55.000 9 Resistor 10 Rp. 2.000 Beli Rp. 20.000 Total Rp. 1.551.000 27 DAFTAR PUSTAKA (Negara, I B Kd Surya.; I Wayan Arta Wijaya ; A A Gd Maharta Pemayun. (2016). Analisis Perbandingan Output Daya Listrik Pada Sistem Panel Surya. Fahlevi, R. (2014). PENGUJIAN KARAKTERISTIK PANEL SURYA BERDASARKAN INTENSITAS TENAGA SURYA . Ramadan, A. I. (2016). Analisis Desain Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Kapasitas 50 WP. Rhazio. (2007). Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Rusman. (2015). PENGARUH VARIASI BEBAN TERHADAP EFISIENSI SOLAR CELL DENGAN KAPASITAS 50 WP. Budiharto, W. (2012). Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta : Graha Ilmu Yogyakarta 28
