kontrol pengisian baterai otomatis pada sistem

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
TUGAS AKHIR
KONTROL PENGISIAN BATERAI OTOMATIS
PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK
ALTERNATIF
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
disusun oleh :
MICHAEL ADITYA PUTRA PRADANA
NIM : 115114026
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2015
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
FINAL PROJECT
AUTOMATIC BATTERY CHARGING CONTROL
AT ALTERNATIVE POWER PLANT SYSTEM
In partial fullfil of the requirement to get
an academic title as Bachelor of Engineering of
Electrical Engineering Study Program
arranged by :
MICHAEL ADITYA PUTRA PRADANA
NIM : 115114026
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2015
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya
atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar
pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 15 Oktober 2015
Michael Aditya Putra
v
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO :
You Are What You Repeatedly Do.
Therefore Excellence Is A Habit, Not An Act.
Aristoteles
Skripsi ini kupersembahkan untuk
Yesus Kristus Pembimbingku yang setia
Dan Bapak Ibu yang tercinta
vi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama
: Michael Aditya Putra Pradana
Nomor Mahasiswa
:115114026
Demi pengembangan lmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas
Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
SISTEM PENGISIAN BATERAI OTOMATIS
PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK ALTERNATIF
Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Sanata Dharma hak untuk
menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikan di internet atau media lain
untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 10 November 2015
Michael Aditya Putra Pradana
vii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
INTISARI
Energi listrik merupakan energi yang paling banyak digunakan karena
kemudahannya dikonversi ke energi lain semisal kalor atau cahaya. Pembangkit listrik
alternatif muncul seiring dengan kemajuan teknologi sebagai jawaban akan peningkatan
penggunaan energi listrik di masyarakat. Pembangkit listrik alternatif dinilai lebih ramah
lingkungan karena menggunakan energi yang tersedia di alam yang merupakan energi
terbarukan. Dalam pengaplikasiannya pembangkit listrik alternatif memerlukan suatu
kontroler yang mampu memanajemen energi yang dihasilkan. Kontroler ini bertugas
mengatur proses penyimpanan energi serta meregulasi daya keluaran sebelum disalurkan
ke pengguna.
Prinsip kerja alat ini yaitu mengatur proses penyimpanan energi listrik yang
dihasilkan oleh pembangkit alternatif. Media penyimpanannya berupa baterai yang akan
diisi secara bergantian sesuai urutannya. Baterai pertama akan diisi sampai penuh terlebih
dahulu baru kemudian beralih ke baterai selanjutnya. Metode ini digunakan supaya
memaksimalkan kapasitas media penyimpanan sehingga tidak akan menggangu suplai
keluarannya. Selain itu sistem ini memiliki kemampuan akan menonaktifkan proses
penggunaan baterai (discharging) pada saat proses pengisian (charging) sedang
berlangsung. Hal ini disebabkan karena pengisian baterai akan lebih cepat jika pada saat
bersamaan baterai sedang tidak digunakan dan juga dapat memperpanjang umur pakai dari
baterai tersebut.
Hasil dari penelitian ini adalah sistem yang mampu mengontrol proses pengisian dan
pengosongan media penyimpanan energi listrik dengan metode smart switching.
Kata kunci : energi listrik, pembangkit alternatif, charging, smart switching, baterai.
viii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
Electrical is the energy of the most widely used because of its simplicity is
converted into another energy such as heat or light. Alternative power plant appear along
with advances in technology as the answer to the increased use of electrical energy in the
community. Alternative power plant considered more environmentally friendly because it
uses the available energy in the universe which is renewable energy. To apply alternative
power plant requires a controller that have ability to manage the energy produced. The
controller is responsible for managing the process of energy storage as well as regulate the
output power before they were distributed to the user.
The working principle of this tool is set up the process of storing electrical energy
generated by alternative power plant. Storage media in the form of batteries which will be
filled alternately in order. The first battery will charge fully first and then switch to the next
battery. This method is used in order to maximize the capacity of storage media so it will
not interfere with the supply output. Besides, the system will have the ability to disable the
use of the battery (discharging) during the charging process (charging) is underway. This is
because the battery charge will be faster if at the same time the battery is not in use and can
also extend the service life of the battery.
Results from this study is that the system is able to control the charging and
discharging electrical energy storage media with smart switching method.
Keyword : electrical energy, alternative power plant, charging, smart switching, battery.
ix
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KATA PENGANTAR
Penulis mengucapkan syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus
karena atas, karunia, dan penyertaanNya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan
dengan baik.
Penelitian yang merupakan tugas ahir ini merupakan salah satu syarat bagi
mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Unversitas
Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan,
gagasan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu peneliti ingin mengucapkan
kepada :
1. Ir. Tjendro M.Kom, selaku Dosen Pembimbing tugas akhir dengan sabar
membimbing dalam penelitian ini, dan juga sebagai sahabat yang telah banyak
meluangkan waktu untuk mendengar celotehan mahasiswanya.
2. Seluruh Dosen Teknik Elektro, Pak Petrus, Pak Djoko, Pak Martanto, Pak Yozy,
Pak Damar, Pak Iswanjono, Pak Linggo, Bu Wuri, Bu Prima, Bu Wiwien, atas
semua ilmu yang diberikan.
3. Bapak Agustinus dan Ibu Avrida, dek Putri, dek Anggi, dan Gabriella Anindita
yang telah setia mendukung setiap proses dalam penelitian.
4. Teman – teman elektro angkatan 2011, Yoel, Monic, Alex, Chacha, Jendra, Evan,
Yugo, Anton, dan semuanya, terimakasih buat cerita indah kita selama 4 tahun
ini. Adik - adik angkatan, Mei, Frendy, Hanung, Bram, Robert, Nathan, Pela,
Siska, Vio, Vincent, Elva, Febri, makasih buat semua dukungannya, love you!
5. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuan,
bimbingan, kritik, dan saran yang diberikan.
Semoga Tuhan Yesus membalas kebaikan anda semuanya.
Peneliti sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun. Semoga
tulisan ini dapat bermanfaat dan dikembangkan lebih lanjut.
Yogyakarta, 15 Oktober 2015
Peneliti,
Michael Aditya Putra
x
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman Sampul (Bahasa Indonesia) ........................................................................................ i
Halaman Sampul (Bahasa Inggris) ............................................................................................. ii
Halaman Persetujuan ................................................................................................................ iii
Halaman Pengesahan ................................................................................................................ iv
Halaman Pernyataan Keaslian Karya ........................................................................................ v
Halaman Persembahan ............................................................................................................. vi
Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi ............................................................................. vii
Intisari ...................................................................................................................................... viii
Abstract ...................................................................................................................................... ix
Kata Pengantar ............................................................................................................................ x
Daftar Isi .................................................................................................................................... xi
Daftar Gambar ......................................................................................................................... xiv
Daftar Tabel ............................................................................................................................. xvi
BAB I : PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang .................................................................................................... 1
1.2.
Tujuan dan Manfaat ............................................................................................ 3
1.3.
Batasan Masalah ................................................................................................. 4
1.4.
Metodologi Penelitian ....................................................................................... 4
BAB II : DASAR TEORI
2.1.Mikrokontroler ATMega 8535 ................................................................................. 6
2.1.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMega 8535 ............................................. 6
2.1.2 Deskripsi Mikrokontroler ATMga 8535 ................................................. 7
2.1.3 Organisasi Memori AVR ....................................................................... 8
2.1.3.1
Flash Memory ......................................................................... 8
2.1.3.2
SRAM .................................................................................... 8
2.1.3.3
EEPROM ................................................................................ 9
2.1.4 Analog to Digital Converter (ADC) ...................................................... 9
2.1.4.1
ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX) ................. 11
2.1.4.2
ADC Control and Status Register A (ADCSRA) ................ 12
2.1.4.3
ADTS2:0 ................................................................................ 14
xi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.2.
Solar Cell PUL-10-P36 .................................................................................... 15
2.2.1 Prinsip Kerja Solar Cell ....................................................................... 15
2.2.2 Karakteristik Solar Cell ........................................................................ 16
2.2.3
2.2.2.1
Maximum Power Point (Vmp dan Imp) ................................ 17
2.2.2.2
Open Circuit Voltage ............................................................. 18
2.2.2.3
Short Circuit Current............................................................. 18
2.2.2.4
Load Resistance ..................................................................... 18
2.2.2.5
Sun Light Intensity ................................................................. 18
2.2.2.6
Solar Cell Temperature ......................................................... 19
2.2.2.7
Shading .................................................................................. 20
Spesifikasi Solar Cell PUL-10-P36 ...................................................... 21
2.3.
Kincir Angin ..................................................................................................... 21
2.4.
Baterai LiPo 2 Cell 7.4 Volt ............................................................................. 23
2.5.
Modul Sensor Arus ACS712-5A ...................................................................... 26
2.6.
Modul Relay 4 Channel .................................................................................... 27
2.7.
IC LM317T ....................................................................................................... 28
2.8.
Liquid Crystal Display (LCD) Character 16x2 ............................................... 29
2.9.
Push Button....................................................................................................... 32
2.10.
Rangkaian Pembagi Tegangan ......................................................................... 32
2.11.
Rangkaian Pembatas Arus ................................................................................ 33
BAB III : RANCANGAN PENELITIAN
3.1
Perancangan Sistem Secara Keseluruhan ......................................................... 34
3.2
Perancangan Hardware .................................................................................... 35
3.2.1. Perancangan Rangkaian Sistem Minimum ATMega 8535 .................. 35
3.2.2. Perancangan Input Regulator ............................................................... 38
3.2.3. Perancangan Rangkaian Charge/Discharge ......................................... 39
3.2.4. Perancangan Rangkaian Output Regulator........................................... 41
3.2.5. Perancangan User Interface.................................................................. 43
3.3
3.2.5.1
LCD ....................................................................................... 43
3.2.5.2
Perancangan LED Indikator dan Push Button ....................... 43
3.2.5.3
Perancangan Casing .............................................................. 45
Perancangan Software....................................................................................... 45
3.3.1. Home Display ........................................................................................ 48
xii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3.3.2. Menu Source.......................................................................................... 48
3.3.3. Menu Battery ......................................................................................... 49
3.3.4. Menu Charging ..................................................................................... 50
3.3.5. Menu Load ............................................................................................ 54
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Bentuk Fisik Hardware .................................................................................... 55
4.2.
Cara Pengoperasian Alat dan Cara Kerja Sistem ............................................. 56
4.2.1. Cara Pengoperasian Alat ....................................................................... 56
4.2.2. Cara Kerja Sistem ................................................................................. 57
4.2.2.1. InputRegulator ....................................................................... 57
4.2.2.2. Charge Discharge Controler ................................................. 58
4.2.2.3. Output Regulator ................................................................... 59
4.2.2.4. Interface ................................................................................. 60
4.3.
Pengujian dan Analisis ..................................................................................... 60
4.3.1. Sumber Alternatif .................................................................................. 60
4.3.2. Sistem Kontrol Otomatis ....................................................................... 64
4.3.3. Output Regulator ................................................................................... 67
4.3.4. Menu ..................................................................................................... 69
4.4.
Analisa Keseluruhan Alat ................................................................................. 75
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan ....................................................................................................... 76
5.2.
Saran ................................................................................................................. 76
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 77
LAMPIRAN ............................................................................................................................. 78
xiii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Diagram Blok Sistem .............................................................................................. 5
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATMega 8535 .............................................................................. 7
Gambar 2.2 Memori Program AVR ATMega 853 ..................................................................... 8
Gambar 2.3 Peta Memori Data AVR ATMega 853 ................................................................... 9
Gambar 2.4 Blok ADC ............................................................................................................. 10
Gambar 2.5 Struktur Solar Cell P-N Junction .......................................................................... 15
Gambar 2.6 Prinsip Kerja Solar Cell ....................................................................................... 16
Gambar 2.7 Spektrum Cahaya .................................................................................................. 16
Gambar 2.8 I-V Curve .............................................................................................................. 17
Gambar 2.9 Karakteristik I-V Curve Terhadap Cahaya Matahari............................................ 19
Gambar 2.10 Karakteristik I-V Curve Terhadap Temperatur .................................................. 19
Gambar 2.11 Karakteristik I-V Curve Terhadap Shading ........................................................ 20
Gambar 2.12 Konfigurasi Kincir Angin Sederhana ................................................................. 22
Gambar 2.13 Baterai Lithium-Ion Polimer (Li-Po) .................................................................. 24
Gambar 2.14 Konfigurasi Baterai ............................................................................................. 25
Gambar 2.15 Modul Sensor Arus ACS712-5A ........................................................................ 26
Gambar 2.16 Modul Relay 4 Channel ...................................................................................... 27
Gambar 2.17 IC LM317 ........................................................................................................... 28
Gambar 2.18 Konfigurasi Dasar LM 317 ................................................................................. 29
Gambar 2.19 LCD Character 16x2 .......................................................................................... 29
Gambar 2.20 Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2 ....................................................... 30
Gambar 2.21 Konfigurasi Pin LCD 16x2 ................................................................................. 31
Gambar 2.22 Simbol dan Bentuk Saklar Push Button.............................................................. 32
Gambar 2.23 Rangkaian Pembagi Tegangan ........................................................................... 32
Gambar 2.24 Rangkaian Pembatas Arus .................................................................................. 33
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ............................................................................................ 34
Gambar 3.2 Rangkaian Reset dan Osilator ............................................................................... 35
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum ................................................................................ 37
Gambar 3.4 Rangkaian Input Regulator ................................................................................... 38
Gambar 3.5 Rangkaian Charge Discharge............................................................................... 40
Gambar 3.6 Rangkaian Output Regulator ................................................................................ 41
xiv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3.7 Rangkaian LCD dan Pengatur Contrast ............................................................... 43
Gambar 3.8 Rangkaian LED dan Push Button ......................................................................... 44
Gambar 3.9 Sistem Kerja Menu Program ................................................................................ 46
Gambar 3.10 Flowchart Menu Program ................................................................................... 47
Gambar 3.11 Tampilan Home Diplay....................................................................................... 48
Gambar 3.12 Tampilan Menu Source ....................................................................................... 48
Gambar 3.13 Flowchart Menu Source ..................................................................................... 49
Gambar 3.14 Tampilan Menu Battery ...................................................................................... 49
Gambar 3.15 Flowchart Menu Battery ..................................................................................... 50
Gambar 3.16 Tampilan Menu Charging................................................................................... 50
Gambar 3.17 Flowchart Menu Charging ................................................................................. 52
Gambar 3.18 (Lanjutan) Flowchart Menu Charging ............................................................... 53
Gambar 3.19 Tampilan Menu Load .......................................................................................... 54
Gambar 3.20 Flowchart Menu Load ........................................................................................ 54
Gambar 4.1 Bentuk Fisik Hardware (Tampak Atas, Depan, dan Belakang) ........................... 55
Gambar 4.2 Sub Sistem Input Regulator .................................................................................. 57
Gambar 4.3 Sub Sistem Charge Discharge.............................................................................. 59
Gambar 4.4 Sub Sistem Output Regulator ............................................................................... 59
Gambar 4.5 User Interface ....................................................................................................... 60
Gambar 4.6 Pengujian Kincir Angin dengan Beban Kipas DC ............................................... 61
Gambar 4.7 Grafik Tegangan terhadap Waktu ......................................................................... 62
Gambar 4.8Grafik Arus terhadap Waktu .................................................................................. 62
Gambar 4.9 Grafik Daya terhadap Waktu ................................................................................ 63
Gambar 4.10 Simulator Kincir Angin dengan Beban Kipas DC .............................................. 64
Gambar 4.11 Listing Program ADC ......................................................................................... 65
Gambar 4.12 Listing Program Sistem Kontrol Otomatis ......................................................... 66
Gambar 4.13 Rangkaian Pembatas Arus .................................................................................. 68
Gambar 4.14 Listing Program Menu ........................................................................................ 71
Gambar 4.15 Alur Pengujian 1 ................................................................................................. 72
Gambar 4.16 Alur Pengujian 2 ................................................................................................. 73
Gambar 4.17 Alur Pengujian 3 ................................................................................................. 74
Gambar 4.18 Tampilan Warning .............................................................................................. 75
xv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Register ADMUX ..................................................................................................... 11
Tabel 2.2 Pengaturan Tegangan Referensi ADC ...................................................................... 11
Tabel 2.3 Format Data ADCH-ADCL jika ADLAR=0 ........................................................... 12
Tabel 2.4 Format Data ADCH-ADCL jika ADLAR=1 ........................................................... 12
Tabel 2.5 ADCSRA .................................................................................................................. 12
Tabel 2.6 Skala Clock ADC ..................................................................................................... 13
Tabel 2.7 ADTS2:0................................................................................................................... 14
Tabel 2.8 Pemicu ADC ............................................................................................................. 14
Tabel 2.9 Efek Shading pada Satu Sel Panel Surya ................................................................. 21
Tabel 2.10 Karakteristik Tegangan Keluaran terhadap Masukan Arus.................................... 26
Tabel 2.11 Konfigurasi Pin LCD 16x2 ..................................................................................... 30
Tabel 3.1 Penggunaan Port Mikrokontroler ............................................................................. 36
Tabel 3.2 Spesifikasi Port Output Regulator ............................................................................ 42
Tabel 3.3 LED Indikator ........................................................................................................... 44
Tabel 3.4 Spesifikasi Menu ...................................................................................................... 46
Tabel 4.1 Data Pengujian Solar Cell ........................................................................................ 61
Tabel 4.2 Pengujian Simulator Kincir Angin ........................................................................... 64
Tabel 4.3 Pengujian Sistem Kontrol Otomatis ......................................................................... 67
Tabel 4.4 Pengujian Output Regulator ..................................................................................... 69
Tabel 4.5 Instruksi pada Masukan Tombol .............................................................................. 70
Tabel 4.6 Kode Kombinasi Menu............................................................................................. 70
xvi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Energi listrik merupakan salah satu sumber energi yang paling banyak digunakan
dalam keseluruhan kegiatan manusia [1]. Hal yang paling mudah dijadikan contoh yaitu
peralatan rumah tangga, seperti televisi, kulkas, atau bahkan charger hp. Peralatan tersebut
membutuhkan energi listrik supaya dapat beroperasi. Energi listrik dipilih karena paling
mudah ditransfer ke dalam bentuk energi yang lain, sebagai contoh lampu pijar mengubah
energi listrik menjadi energi cahaya atau heater yang berguna untuk mengubah energi listrik
menjadi energi panas. Kemudahan inlah yang menjadikan energi listrik mendominasi
kebutuhan energi secara umum di masyarakat.
Pembangkit listrik alternatif muncul seiring dengan majunya teknologi power plant
masa kini. Hal ini semakin didukung dengan isu global warming yang berpengaruh juga
terhadap perkembangan teknologi agar semakin ramah lingkungan. Pembangkit listrik
alternatif dianggap lebih ramah ingkungan jika dibandingkan dengan pembangkit listrik
konvensional yang menggunakan minyak bakar atau batu bara. Selain menyandang predikat
ramah lingkungan, pembangkit listrik alternatif juga merupakan sumber daya terbarukan,
karena memanfaatkan alam sebagai sumber energinya. Saat ini, penggunaan energi alternatif
sebagai penghasil energi listrik bukan hal asing lagi di telinga masyarakat. Namun hal ini
menjadi kurang populer karena jarang diaplikasikan, mengingat pembangunannya lebih
mahal dbandingkan pembangunan pembangkit listrik konvesional. Solar cell atau panel surya
contohnya, masyarakat mungkin sering melihatnya pada lampu APILL (Alat Penunjuk
Instruksi Lalu Lintas) atau lebih dikenal dengan sebutan traffic light. Melihat fakta tersebut,
solar cell menjadi tidak asing lagi di pikiran masyarakat.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) atau lebih dikenal dengan sebutan Solar cell
merupakan salah satu jenis pembangkit energi listrik yang menggunakan panel sel
photovoltaic sebagai pembangkitnya. Sel photovoltaic merupakan bahan yang sangat peka
terhadap cahaya, jika mendapat paparan cahaya maka akan mengakibatkan terjadinya beda
potensial di kedua kutubnya [6]. Listrik yang dihasilkan dari solar cell biasanya memiliki
daya yang kecil, maka dalam penggunaannya digunakan beberapa solar cell yang di rangkai
seri untuk menghasilkan daya yang diinginkan. Salah satu energi alternatif lain
1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2
yang juga mulai dilirik adalah pembangkit listrik tenaga Bayu/Angin(PLTB) [2].
Belakangan ini, pemanfaatan kincir angin sebagai pembangkit listrik mulai digalakkan,
khususnya dikawasan pesisir pantai yang dinilai memiliki sumber angin berlimpah. PLTB
memanfaatkan kincir angin untuk menangkap energi angin yang bergerak. Ukuran kincir,
bentuk sudu, dan karakteristik kincir akan mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan.
Putaran kincir akan disalurkan ke generator sehingga menghasilkan energi listrik. Daya yang
dihasilkan sangat bergantung pada karakteristik generator yang dipakai dan kecepatan angin
saat kincir berputar.
Pada sistem power plant, terdapat istilah Pembangkit Listrik Tenaga Hybrid (PLTH).
PLTH merupakan penggabungan dari dua atau lebih sub sistem pembangkit listrik yang
terkoneksi satu sama lain membentuk sistem pembangkit listrik yang lebih besar [3]. Contoh
pengaplikasian PLTH terdapat di di Pantai Baru, Ngentak, Poncosari, Srandakan, Kabupaten
Bantul, Yogyakarta yang menggabungkan dua pembangkit energi alternatif yaitu solar cell
dan kincir angin. Penggabungan dua pembangkit alternatif ini menciptakan suatu sistem
hybrid yang bekerja menopang satu sama lain. Instalasi yang diperlukan pun dapat digunakan
bersamaan, hal inilah yang membuat biaya pembangunan PLTH lebih murah jika
dibandingkan dengan jenis pembangkit listrik lainnya yang berdiri mandiri.
PLTH menggunakan baterai sebagai media penyimpanan energi listrik. Terdapat
sekitar 60 buah baterai yang terdapat pada PLTH Pantai Baru. Energi yang dihasilkan oleh
PLTH akan langsung disimpan ke baterai – baterai tadi secara bersamaan. Metode
penyimpanan ini akan menyimpan energi listrik secara merata ke semua baterai. Namun
metode ini dinilai memiliki kelemahan yaitu tidak dapat memaksimalkan kapasitas
penyimpanan baterai sehingga kurang optimal dalam menyimpan energi listrik. Dapat
dijelaskan pada saat proses penyimpanan tiba – tiba sumber berhenti menghasilkan energi
listrik maka baterai hanya akan terisi setengah dari kapasitas maksimalnya. Hal ini akan
berdampak pada suplai daya keluaran yang dihasilkan oleh baterai.
Melihat permasalahan di atas, maka dibuatlah alat yang mampu mengoptimalkan
kapasitas penyimpanan energi listrik pada baterai. Alat ini akan bertugas memanajemen
energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik menggunakan metode smart switching. Smart
switching sendiri merupakan sistem yang bekerja memaksimalkan kapasitas penyimpanan
energi listrik pada baterai. Sistem akan menyimpan energi pada baterai hingga mencapai
kapasitas maksimalnya. Setelah dicapai nilai maksimal maka sistem akan beralih ke baterai
selanjutnya. Kelebihan lain dari sistem ini yaitu mampu mengatur proses pengisian dan
pengosongan (charge/discharge) energi pada baterai. Pada saat proses pengisian baterai
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3
sedang berlangsung (charging), baterai otomatis tidak dapat digunakan (discharging). Hal ini
dikarenakan jika baterai mengalami proses charging dan discharging pada waktu yang
bersamaan maka akan memperpendek umur pakai dari baterai tersebut. Metode smart
switching diharapkan selain mampu mengoptimalkan kapasitas penyimpanan energi listrik
juga dapat memperpanjang umur pakai pada baterai.
Smart switching dikontrol oleh suatu sistem kontrol elektro mekanik yang terdiri dari
relai dan mikrokontroler ATmega 8535 dengan bahasa C sebagai bahasa pemrogamannya.
Mikrokontroler ATMega 8535 bertindak sebagai otak dari alat ini dan relai sebagai
aktuatornya. Kombinasi dari keduanyalah yang kemudian dinamakan smart switching. Pada
dasarnya prototype ini dibuat untuk mengatasi persoalan tentang manajemen energi pada
PLTH, khususnya yang menggunakan baterai sebagai media penyimpanan energi listriknya.
Kebanyakan dari sistem pembangkit listrik alternatif yang ada di Indonesia masih
menggunakan kontrol manual yang menggunakan sistem rangkaian analog yang hanya
mampu mengoontrol proses – proses sederhana saja. Kekurangan lain dari kontrol manual
adalah kontrol ini membutuhkan operator untuk mengoperasikannya, hal inilah yang
mendasari pembuatan kontrol otomatis berbasis mikrokontroleruntuk mempermudah kinerja
operator PLTH dalam melaksanakan tugasnya.
Perlunya suatu kontrol yang baik dalam proses manajemen energi diharapkan mampu
mengatasi masalah yang terkadang timbul seperti alat yang gagal bekerja atau operator yang
salah mengoperasikan sistem kontrol sehingga dapat meminimalkan akibat buruk yang dapat
terjadi pada sistem pembangkit llistrik alternatif.
1.2.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan sistem smart switching pada proses
kontrol dan manajemen pembangkit listrik tenaga hybrid (PLTH) guna meningkatkan
efisiensi penyimpanan daya listrik.
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mempermudah operator PLTH dalam memanajemen energi yang dihasilkan
pembangkit listrik.
2. Menjadi acuan dan rujukan dalam mengaplikasikan sistem smart switching pada
pembangkit listrik tenaga hybrid (PLTH).
3. Sebagai bahan referensi mahasiswa dalam mempelajari pembangkit listrik alternatif
khususnya kincir angin dan solar cell.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
1.3.
4
Batasan Masalah
Penelitian akan dibatasi pada pembuatan sistem otomatis pengisian dan
pengosongan baterai pada proses penyimpanan energi listrik pembangkit listrik tenaga angin
dan solar cell. Spesifikasi alat yang digunakan yaitu :
1. Solar Cell PUL-10-P36.
2. Prototype Kincir Angin 12 Volt.
3. Baterai Li-Po 1000mAh
4. Mikrokontroler AVR ATmega8535
5. Modul Sensor Arus ACS712-5A
6. Modul Relay 4 Channel.
7. Liquid Crystal Display (LCD) Character 2x16.
8. Push Button.
1.4.
Metodologi Penelitian
1. Studi Pustaka.
Langkah awal dari penelitian ini yaitu mencari sumber sumber referensi dan
materi pendukung yang berkaitan langsung dengan alat yang akan dibuat.
2. Perancangan dan Pembuatan Alat.
Tahap kedua yaitu merancang alat yang akan dibuat yang disesuaikan
dengan spesifikasi yang telah ditentukan sebelumnya. Pada tahap ini bertujuan
mencari bentuk yang paling optimal dan efisien yang akan dibuat dengan
mempertimbangkan faktor – faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah
ditentukan.
Cara kerja alat ini ditunjukkan pada gambar 1.1. Sumber daya yang aan
digunakan adalah panel surya dan kincir angin. Panel surya berguna untuk
mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik, sedangkan kincir angin
berguna untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik. Energi yang
dihasilkan sumber akan diteruskan ke bagian switching. Di bagian ini akan terjadi
dua proses pada baterai yaitu charge dan discharge. Proses charging adalah proses
pengisian baterai dengan energi yang dihasilkan oleh sumber, sedangkan proses
discharging adalah proses penggunaan baterai dimana energi yang tersimpan pada
baterai ditransfer ke beban. Bagian beban merupakan bagian eksternal dari alat.
Pada prototype ini, beban akan terhubung sistem pengisian baterai handphone atau
beban lain yang masih bisa diakomodir oleh alat. Seluruh proses pada bagian
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
5
switcing akan dikontrol oleh mikrokontroler Atmega 8535, dimana sebagai input
perintah menggunakan tombol dan keluaran berupa tampilan pada lcd.
Gambar 1.1 Diagram Blok Sistem
3. Pengambilan Data.
Tahap ketiga yaitu pengambilan data dari alat yang telah dibuat. Data yang
akan diambil adalah data keakuratan alat dalam mengukur tegangan dan arus serta
kemampuan alat untuk memaksimalkan penggunaan energi listrik sehingga
mendapatkan efisiensi maksimal. Jika dalam pengambilan belum didapat hasil yang
diinginkan maka akan dilakukan koreksi dengan merevisi rancangan sehingga
didapatkan alat yang memenuhi tujuan yang telah ditentukan sebelumnya.
4. Pembuatan Analisa dan Kesimpulan.
Tahap- terakhir adalah pembuatan analisa dan kesimpulan dari alat yang
telah dibuat. Analisa bertujuan untuk melihat lebih seksama apakah alat yang
dihasilkan sudah sesuai dengan perancangan atau belum. Jika terdapat error atau
hasil yang tidak sesuai lainnya juga akan dibahas di analisa. Sedangkan keimpulan
akan membahas keseluruhan dari awal perancangan hingga analisis alat. Diharapkan
dengan adanya kesimpulan ini pembaca dapat membantu mengembangkan lebih
lanjut berkaitan dengan penelitian ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
Mikrokontroler ATmega 8535
AVR (Alf and Vegard’sRiscProcessor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit
yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) [4].
Chip AVR yang digunakan pada tugas akhir ini adalah ATmega8535. Semua instruksi yang
ada dalam mikrokontroler ini dieksekusi dalam satu siklus clock dan memiliki 32 register
general-purpose, analog to digital converter(ADC), timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interupsi internal dan eksternal, serial USART, Progammable Watchdog Timer, dan
power saving mode.
2.1.1
Arsitektur Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut :
1. 8 bit AVR berbasis RISC dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah.
2. Kecepatan maksimal 16 MHz.
3. Port IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
4. Memori :
a. 8 KB Flash,
b. 512 byte SRAM,
c. 512 byte EEPROM.
5. Tiga buah Timer/Counter :
a. 2 buah 8 bit timer/counter,
b. 1 buah 16 bit timer/counter,
c. 4 kanal PWM.
6. 8 kanal ADC 8/10 bit.
7. Port USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter).
8. Port SPI (Serial Pheripheral Interface).
9. Komparator analog.
10. Watchdog Timer dengan osilator internal.
11. Enam pilihan sleep mode untuk penghematan daya.
12. Internal dan eksternal interupsi.
6
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.1.2
7
Deskripsi Mikrokontroler ATmega8535
Pin Mikrokontroler ATmega8535 terkonfigurasi dengan kemasan 40-pin DIP
(dual in-line package). Untuk memaksimalkan performa dan pararelisme, AVR
menggnakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan
data). Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan maka instruksi berikutnya diambil dari
memori program. Konfigurasi pin dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin ATmega8535 [4]
Mikrokontroler ATmega 8535 memiliki konfigurasi Pin sebagai berikut [5]:
1. Power, VCC dan GND.
2. Port A (PA0-7) merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus sebagai pin
masukan ADC.
3. Port B (PB0-7) merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus sebagai pin
Timer/Counter, komparator analog dan SPI.
4. Port C (PC0-7) merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus.
5. Port D (PD0-7) merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus.
6. RESET adalah pin untuk mereset mikrokontroler.
7. XTAL1 dan XTAL2 adalah pin untuk external clock.
8. AVCC adalah pin pengelola tegangan untuk ADC.
9. AREF adalah pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC.
Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D converter dan Port I/O 8-bit dua
arah. Port B, Port C, Port D adalah suatu port I/O dua arah dengan resistor internal pull-
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8
up(yang dipilih untuk beberapa bit). Pada Rangkaian reset, waktu pengosongan kapasitor
dapat dihitung dengan persamaan :
T=RxC
2.1.3
(2.1)
Organisasi Memori AVR
Mikrokontroler ATmega 8535 memiliki 3 jenis memori yaitu memori program
(Flash Memory), memori data (SRAM), dan Electrically Eraseable Programable Read
Only Memory(EEPROM).
2.1.3.1 Flash Memory
Atmega8535 memiliki kapasitas sebesar 8Kbytes untuk memori program. Karena
semua instruksi AVR menggunakan 16 atau 32 bit, maka AVR memiliki organisasi
memori 4 Kbyte x 16 bit dengan alamat dari $000 hingga $FFF. Untuk keamanan software,
memori flash dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian Boot Program dan bagian
Application Program. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga
mampu mengalamati isi flash memory [5].
Gambar 2.2. Memori Program AVR ATmega8535
2.1.3.2 SRAM
ATmega8535 memiliki 608 alamat memori data yang terbagi menjadi 3 bagian
utama. Bagian pertama yaitu 32 buah General Purpose Register (GPR). GPR merupakan
register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh Arithmetic Logic
Unit (ALU). Bagian kedua yaitu 64 buah I/O register yang difungsikan khusus untuk
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9
mengendalikan berbagai peripheral dalam mikrokontroler antara lain pin, port,
timer/counter, dan USART. Bagian ketiga adalah internal SRAM dengan kapasitas 512
byte.
Gambar 2.3. Peta Memori Data AVR ATmega8535
Tampak pada peta memori data bahwa alamat ($0000-$001F) ditempati oleh
register file. I/O register menempati alamat dari ($0020-$005F). sedangkan sisanya sebagai
internal SRAM ($0060-$025F).
2.1.3.3 EEPROM
EEPROM merupakan memori data yang akan menyimpan ketika chip mati (off).
Sifat EEPROM, tetap dapat menyimpan data saat tidak ada suplai dan juga dapat diubah
saat program sedang berjalan. Atmega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8
bit sebesar 512 byte di alamat ($000-$1FF) [5].
2.1.4 Analog to Digital Converter (ADC)
Mikrokontroler ATmega8535 menyediakan fitur ADC yang sudah ter-built-in
dalam chipnya. Spesifikasi ADC pada ATmega8353 yaitu terdapat 8 jalur ADC 8/10 bit
yang mendukung 16 macam penguat beda. Selain itu waktu konversinya berkisar di antara
65 – 260us. Masukan analog yang diijinkan berada pada level 0V-VCC, jika masukannya
lebih dari VCC (5V) maka IC tidak dapat menterjemahkan nllai masukan yang diterimanya
dan IC bisa rusak. Terdapat tiga jenis nilai referensi ADC yaitu VCC (5V), internal
referensi (2.56V), dan dengan menggunakan pin Vref.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10
Data hasil konversi dapat dihitung dengan persamaan :
a. Konversi tunggal
(2.2)
dengan :
Vin
: tegangan masukan pada pin yang dipilih
Vref
: tegangan referensi
b. Penguat beda
(
)
Dengan :
Vpos
: tegangan masukan pada pin positif
Vneg
: tegangan masukan pada pin negatif
Gain
: faktor penguatan
Vref
: tegangan referensi
Gambar 2.4 Blok ADC
(2.3)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11
2.1.4.1 ADC Multiplexer Selection Register (ADMUX)
Tabel 2.1. Register ADMUX
Bit
Read/Write
Initial
Value
7
REFS1
R/W
6
REFS0
R/W
5
ADLAR
R/W
4
MUX4
R/W
3
MUX3
R/W
2
MUX2
R/W
1
MUX1
R/W
0
MUX0
R/W
0
0
0
0
0
0
0
0
ADMUX
a. Bit 7:6 – REFS1:0 : References Selection Bits
Bit REF0-1 adalah bit – bit pengatur mode tegangan referensi ADC. Referensi ini
tidak dapat dirubah saat konversi sedang berlangsung. Mode tegangan referensi
dapat dilihat di tabel 2.2.
Tabel 2.2. Pengaturan Tegangan Referensi ADC
REFS1
REFS0
Tegangan Referensi
0
0
Pin AREF, internal referensi tidak aktif
0
1
Pin AVCC, dengan pin AREF diberi kapasitor
1
0
Tidak digunakan
1
1
Internal Vref 2.56V, dengan pin AREF diberi kapasitor
keterangan :
‟00‟ :
tegangan referensi menggunakan tegangan yang terhubung ke pin AREF.
„01‟ :
tegangan referensi menggunakan tegangan AVCC dan pin AREF diberi
kapasitor.
„10‟ :
tidak digunakan.
„11‟ :
tegangan referensi menggunakan tegangan referensi internal dan pin AREF
diberi kapasitor.
b. Bit 5 – ADLAR : ADC Left Adjust Result
Bit ADLAR berfungsi untuk mengatur format penyimpanan data ADC pada
ADCL dan ADCH. Dua jenis penyimpanan data ADC bergantung pada nilai bit
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
12
yang diberikan pada register ADLAR seperrti ditunjukkan pada tabel 2.2 dan
tabel 2.3.
Tabel 2.3. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 0
Bit
Read/Write
Initial Value
15
14
13
12
11
10
9
8
~
~
~
~
~
~
ADC9
ADC8
ADCH
ADC7
7
R
R
0
0
ADC6
6
R
R
0
0
ADC5
5
R
R
0
0
ADC4
4
R
R
0
0
ADC3
3
R
R
0
0
ADC2
2
R
R
0
0
ADC1
1
R
R
0
0
ADC0
0
R
R
0
0
ADCL
Tabel 2.4. Format data ADCH – ADCL jika ADLAR = 1
Bit
Read/Write
Initial Value
15
14
13
12
11
10
9
8
ADC9
ADC8
ADC7
ADC6
ADC5
ADC4
ADC3
ADC2
ADCH
ADC1
7
R
0
0
ADC0
6
R
0
0
~
5
R
0
0
~
4
R
0
0
~
3
R
0
0
~
2
R
0
0
~
1
R
0
0
~
0
R
0
0
ADCL
c. Bit 4:0 – MUX4:0 : Analog Channel and Gain Selection Bit
Bit MUX berfungsi memilih kanal input yang terhubung dengan ADC. Bit MUX
juga befungsi memilih besarnya penguatan pada kanal penguat beda. Jika terjadi
perubahan nilai pada bit ini saat proses konversi sedang berlangsung, perubahan
tersebut tidak akan berpengaruh sampai seluruh konversi selesai (ADIF pada
ADCSRA bernilai 1/Set).
2.1.4.2 ADC Control and Status Register A (ADCSRA)
Tabel 2.5. ADC Control and Status Register A (ADCSRA)
Bit
Read/Write
Initial Value
7
6
5
4
3
ADEN
R/W
0
ADSC
R/W
0
ADATE
R/W
0
ADIF
R/W
0
ADIE
R/W
0
2
1
0
ADPS2 ADPS1 ADPS0
R/W
R/W
R/W
0
0
0
ADCSRA
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13
a. Bit 7 – ADEN : ADC Enable
Bit ADEN digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan fasilitas ADC. Jika
bit ADEN = 1 maka ADC aktif dan jika bit ADEN = 0 maka ADC tidak aktif.
b. Bit 6 – ADSC : ADC Start Conversion
Bit ADSC digunkan untuk mengetahui proses konversi yang sedang
berlangsung.ADSC akan bernilai satu saat konversi sedang berjalan, saat konversi
berakhir maka akan bernilai nol. Memberi nilai inisialisasi nol pada bit ini tidak
akan memberikan efek apapun. Pada mode konversi tunggal, mengubah nilai bit
ini menjadi satu untuk memulai setiap konversi. Sedangkan pada mode free
running, mengubah nilai bit ini menjadi satu untuk memulai konversi pertama.
c. Bit 5 – ADATE : ADC Auto Trigger Enable
Bit ADATE berfungsi untuk mengaktifkan pemicu konversi ADC sesuai dengan
bit – bit ADTS pada register SFIOR. Jika bit ADATE = 1 maka pemicu ADC
aktif.
d. Bit 4 – ADIF : ADC Interrupt Flag
Bit ADIF adalah bendera interupsi ADC yang digunakan untuk menunjukkan ada
tidaknya permintaan interupsi ADC. Bit ADIF akan bernilai “1” jika proses
konversi ADC telah selesai.
e. Bit 3 - ADIE : ADC Interrupt Enable
Bit ADIE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan interupsi ADC.
f. Bit2:0 – ADPS2:0 : ADC Prescaler Select Bit
Bit ADPS2, ADPS1, dan ADPS0 digunakan untuk menentukan faktor pembagi
frekuensi kristal yang hasilnya akan digunakan sebagai clock ADC.
Tabel 2.6. Skala Clock ADC
ADPS2 ADPS1 ADPS0 Faktor Pembagi
0
0
0
2
0
0
1
2
0
1
0
4
0
1
1
8
1
0
0
16
1
0
1
32
1
1
0
64
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14
2.1.4.3 ADTS2:0
Tabel 2.7.ADC Auto Trigger Source (ADTS2:0)
Bit
7
6
5
ADTS2 ADTS1 ADTS0
R/W
R/W
R/W
0
0
0
Read/Write
Initial Value
4
3
2
1
0
~
R/W
0
ACME
R/W
0
PUD
R/W
0
PSR2
R/W
0
PSR10
R/W
0
ADTS2:0
Bit – bit pada ADTS2:0 berada pada register SFIOR digunakan untuk mengatur
pemicu proses konversi ADC seperti ditunjukkan pada tabel 2.8.
Tabel 2.8. Pemicu ADC
ADTS2 ADTS1 ADTS0 Sumber Pemicu Konversi ADC
0
0
0
Free Running Mode
0
0
1
Analog Comparator
0
1
0
External Interrupt Request 0
0
1
1
Timer/Counter0 Compare Match
1
0
0
Timer/Counter0 Overflow
1
0
1
Timer/Counter1 Compare Match B
1
1
0
Timer/Counter1 Overflow
1
1
1
Timer/Counter1 Capture Event
Keterangan :
„000‟ :
Mode Free-Running, konversi ADC akan dimulai saat bit ADSC pada
register ADCSRA diset „1‟.
„001‟ :
Konversi ADC akan dimulai sesuai dengan pengaturan output Analog
Comparator.
„010‟ :
Konversi ADC akan dimulai saat terjadi interupsi eksternal 0.
„011‟ :
Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter0Compare
Match.
„100‟ :
Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter0 Overflow.
„101‟ :
Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter1 Compare
Match B.
„110‟ :
Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter1 Overflow.
„111‟ :
Konversi ADC akan dimulai pada saat terjadi Timer/Counter1 Capture
Event.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.2.
15
Solar CellPUL-10-P36
Solar Cell adalah salah satu jenis sensor cahaya photovoltaic, yaitu sensor yang
dapat mengubah intensitas cahaya menjadi perubahan tegangan pada outputnya [6].
Apabila “solar cell” menerima pancaran cahaya maka pada kedua terminal outputnya akan
mengeluar tegangan DC yang nilainya bergantung dari banyaknya sel dalam satu panel.
Banyaknya sel dalam satu panel tergantung pada kebutuhan energi yang ingin dihasilkan
oleh panel surya tersebut, semakin banyak sel dalam suatu panel akan menghasilkan
tegangan keluaran yang semakin besar pula.
2.2.1
Prinsip Kerja Solar Cell[7]
Prinsip kerja sel surya silikon yaitu berdasarkan pada konsep semikonduktor p-n
junction. Sel terdiri dari lapisan semikonduktor doping-n dan doping-p yang membentuk pn junction, lapisan antirefleksi, dan substrat logam sebagai tempat mengalirnya arus dari
lapisan tipe- n (elektron) dan tipe-p (hole). Semikonduktor tipe-n didapat dengan
mendoping silikon dengan unsur dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron
valensi dibanding atom sekitar. Pada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping
oleh golongan III sehingga electron valensinya defisit satu dibanding atom sekitar seperti
terlihat pada gambar 2.5. Ketika dua tipe material tersebut mengalami kontak maka
kelebihan elektron dari tipe-n berdifusi pada tipe-p. Sehingga area doping-n akan
bermuatan positif sedangkan area doping-p akan bermuatan negatif. Medan elektrik yan
terjadi antara keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p.
Pada proses ini terlah terbentuk p-n junction. Dengan menambahkan kontak logam pada
area p dan n maka telah terbentuk dioda.
Gambar 2.5. Struktur Solar Cell P-N Junction
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
16
Ketika junction tersebut disinari, photon atau cahaya yang mempunyai energi yang
sama atau lebih besar dari pada lebar pita energi material tersebut akan menyebabkan
eksitasi elektron dari pita valensi ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita
valensi.Elektron dan hole ini dapat bergerak dalam materialsehingga menghasilkan
pasangan elektron-hole.Apabila ditempatkan hambatan pada terminal selsurya, maka
elektron dari area-n akan kembali kearea-p sehingga menyebabkan perbedaan potensial dan
arus akan mengalir, seperti ditunjukkan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Prinsip Kerja Solar Cell
2.2.2
Karakteristik Solar Cell
Ditunjukkan pada gambar 2.7, tegangan yang dihasilkan oleh sel photovoltaic
pada solar cell sebanding dengan frekuensi gelombang cahaya. Sesuai dengan konstanta
Plank :
(2.4)
dengan :
E
: Energi Solar cell (Watt)
h
: Konstanta Plank ( 6.6261.10-34 Js)
f
: Frekuensi cahaya (Hertz)
Gambar 2.7. Spektrum Cahaya
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17
Semakin kearah warna cahaya biru, maka semakin tinggi tegangan yang
dihasilkan. Tingginya intensitas cahaya akan berpengaruh terhadap arus listrik. Jika
photovoltaic diberi beban maka arus listrik yang timbul akan tergantung pada intensitas
cahaya yang mengenai permukaan semikonduktor.
Total daya yang dihasilkan oleh solar cell adalah tegangan operasi dikalikan
dengan arus operasi saat ini. Solar cell dapat menghasilkan arus dari voltase yang berbeda
– beda dikarenakan pengaruh dari intensitas cahaya yang diterima. Berbeda dengan baterai
yang cenderung menghasilkan arus dari voltase yang konstan.
Gambar 2.8.I–V Curve
Gambar diatas merupakan tipikal kurva I-V pada solar cell. Sumbu X adalah
tegangan output (Vo) dan sumbu Y adalah arus output (Io). Penentuan kurva I-V diatur
dalam Standar Test Condition (STC) dimana harus memenuhi beberapa variabel tertentu
yaitu dalam pengujiannya solar cell harus mendapatkan sinar matahari 1000 watt per meter
persegi radiasi atau disebut satu jam matahari puncak (one peak sun hour). Serta suhu solar
cell harus berada pada titik 25 derajat celcius atau 77 derajat fahrenheit. STC mewakili
kondisi optimal dalam lingkungan laboratorium.
Solar cell memiliki beberapa karkteristik yang berpengaruh terhadap kinerja dari
solar cell itu sendiri, diantaranya adalah :
2.2.2.1 Maximum Power Point (Vmp dan Imp)[6]
Maximum Power Operation(Vmp dan Imp) adalah titik dimana daya yang
dihasilkan oleh solar cell mencapai nilai maksimum saat berada pada kondisi
operasionalnya. Vmp dan Impdiukur saat solar cell diberi beban pada kondisi temperatur 25
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18
derajat celcius dan radiasi 1000 Watt per meter persegi. Pada gambar 2.8, Vmp bernilai 17,9
V dan Imp beernilai 0.56 A. jumlah daya pada batas maksmum ditentukan dengan
mengkalikan Vmp dan Imp, jadi nilai daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh solar cell
adalah 10 Watt pada STC.
Daya pada solar cell akan menurun seiring dengan kenaikan voltase, hal ini
dikarenakan arus akan menurun jika voltase pada keluaran melebihi nilai maximum power
point.
2.2.2.2 Open Circuit Voltage (Voc)[6]
Open Circuit Voltage adalah maksimum tegangan yang dapat dihasilkan solar
cell pada saat daya sama dengan nol atau arusnya minimum mendekati nol. Voc diukur
dengan
cara menghubungkan terminal positif dan negatif ke multitester tanpa diberi
beban.
2.2.2.3 Short Circuit Current (Isc)[6]
Short Circuit Current adalah arus yang melalui solar cell pada saat tegangannya
sama dengan nol (yaitu ketika solar cell terhubung singkat). Arus ini merupakan arus
maksimum solar cell yang dapat dikeluarkan oleh output di bawah kondisi tidak berbeban.
Daya pada saat Isc adalah nol Watt. Short circuit current dapat diukur dengan membuat
koneksi langsung terminal positif dan negatif pada modul solar cell.
2.2.2.4 Resistansi Beban[6]
Hambatan beban turut berpengaruh juga terhadap karakteristik solar cell. Sebagai
contoh adalah baterai yang akan digunakan sebagai beban. Baterai 2 cell (7,4 Volt)
umumnya memiliki tegangan antara 7 sampai 9 Volt. Untuk dapat mengisi baterai, solar
cell harus beroperasi lebih tinggi daripada voltase baterai. Efisiensi tertinggi terjadi saat
solar cell beroperasi di daerah maximum power point. Pada contoh diatas, tegangan baterai
harus mendekati Vmp. Apabila tegangan baterai menurun di bawah Vmp, atau meningkat di
atas Vmp, maka efisiensinya akan berkurang.
2.2.2.5 Intensitas Cahaya Matahari[6]
Semakin besar intensitas cahaya matahari yang mengenai permukaan solar cell
maka secara proporsional akan menghasilkan arus yang besar. Gambar 2.9 menunjukkan
bahwa saat intensitas cahaya menurun maka tegangan yang dihasilkan pun juga cenderung
menurun. Hal ini dipengaruhi oleh arus yang berubah sesuai dengan intensitas cahaya,
sedangkan voltase tidak mengalami banyak perubahan karena pengaruh intensitas cahaya.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
19
Gambar 2.9. Karakteristik I-V Curve Terhadap Intensitas Cahaya Matahari
2.2.2.6 Solar Cell Temperature[6]
Seperti semua perangkat semikonduktor lainnya, solar cell juga sensitif terhadap
perubahan suhu. Peningkatan suhu akan mempengaruhi hambatan pada semikonduktor,
sehingga mempengaruhi sebagian besar parameternya. Panas akan mengakibatkan aliran
elektron terganggu sehingga daya yang dihasilkan akan menurun seiring dengan
peningkatan suhu solar cell. Gambar 2.10 mengilustrasikan bahwa saat suhu sel meningkat
diatas 25 derajat celcius (suhu solar cell, bukan suhu udara) bentuk kurva I-Vnya tetap
sama namun bergeser ke kiri. Dalam solar cell, parameter yang paling terpengaruh oleh
peningkatan suhu adalah Open Circuit Voltage Voc sedangkan Short Circuit Current Isc
akan cenderung stabil.
Gambar 2.10. Karakteristik I-V Curve terhadap Temperatur
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
20
2.2.2.7 Shading/Bayangan[6]
Solar cell merupakan gabungan dari beberapa silikon yang dirangkai seri untuk
menghasilkan daya yang diingnkan. Satu silikon menghasilkan 0.46 Volt, maka untuk
membentuk solar cell panel 12 volt diperlukan 32 silikon yang dirangkai serial, hasilnya
adalah 0,46 x 32 = 14,72.
Shading adalah keadaan dimana satu atau lebih sel silikon dari solar cell panel
terhalang sesuatu sehingga sinar matahari menjadi terhalang. Shading akan mengurangi
keluaran daya dari solar cell. Sel yang tidak menerima cahaya matahari akan
meningkatkan hambatan pada sel tersebut. Tentunya pada sistem yang dirangkai serial, jika
ada satu sel yang meningkat resistansinya maka akan menurunkan tegangan keluaran dari
solar cell. Shading dapat datasi dengan memasang bypass diode yang harus diasang searah
dengan arah arus. Bypass diode berfungsi meneruskan arus pada saat sel terkena shading
sehingga hambatan yang meningkat pada sell tidak akan berpengaruh pada tegangan
keluaran solar cell panel. Gambar 2.11 menunjukkan karakteristik solar cell terhadap
pengaruh shading, terlihat saat kondisi shading 100% maka daya keluaran solar cell sangat
berkurang jika dibandingkan dengan kondisi unshaded.
Gambar 2.11. Karakteristik I-V Curve terhadap Shading
Tabel 2.9 menunjukkan efek yang sangat ekstrim pengaruh shading pada satu sel
dari modul solar cell single crystalline yang tidak memiliki internal bypass diode. Hal
yang perlu diperhatikan dalam pemasangan adalah solar cell tidak boleh terhalang oleh
shading.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
21
Tabel 2.9. Efek Shading Pada Satu Sel Panel Surya
2.2.3
Presentase bayangan pada satu sel
Presentase power loss solar cell
0%
25%
50%
75%
100%
3 sel terkena bayangan
0%
45%
50%
66%
75%
93%
Spesifikasi Solar Cell PUL-10-P36
Solar cell yang digunakan pada alat ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:
2.3.
1. Solar Cell Type
: PUL 10-P36
2. Rated Maximum Power (Pmax)
: 10 W
3. Voltage at Pmax (Vmp)
: 17.9 V
4. Current at Pmax (Imp)
: 0.56 A
5. Open - Circuit Voltage (Voc)
: 21.8 V
6. Sort - Circuit Current (Isc)
: 0.61 A
7. Maximum System Voltage
: 1000 Vdc
8. Operation Temperature
: - 40° C to 85° C
9. Size per cells
: 62.5mm x 27mm
10. Panel Area
: 607,5 cm2
11. Cell Configuration
: Serial, 9 x 4
12. Weight
: 0.91 Kg
13. Dimension
: 280mm x 280mm x 23mm
Kincir Angin
Kincir angin adalah sebuah alat yang di desain sedemikian rupa sehingga mampu
memanfaatkan kekuatan angin kemudian mengubah energi angin tersebut menjadi energi
mekanik [8]. Energi mekanik yang dihasilkan kincir angin kemudian dimanfaatkan untuk
menggerakkan generator yang kemudian dapat menghasilkan energi listrik.
Konsep kincir angin sederhana yaitu dengan menghubungkan poros generator
dengan baling – baling. Saat baling – baling berputar karena pergerakan angin, poros
generator juga akan ikut berputar. Ada juga kincir angin yang menggunakan gearbox untuk
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
22
menghasilkan putaran generator yang lebih cepat daripada putaran baling – balingnya.
Bagian – bagian pada kincir angin sederhana dapat dilihat pada gambar 2.12 di bawah ini.
Gambar 2.12 Konfigurasi Kincir Angin Sederhana
Energi listrik yang dihasilkan oleh koncir angin sepenuhnya sangat tergantung
dari spesifikasi generator yang digunakan. Generator DC dengan spesifikasi 12V/2A akan
menghasilkan tegangan keluaran maksimal 12 Volt, dan arus maksimalnya 0,5 Ampere.
Daya maksimal yang dapat dihasilkan oleh generator tersebut yaitu 12V x 0,5A = 6 Watt.
Tegangan keluaran berbanding lurus dengan kecepatan putar generator atau Rotation Per
Minute (RPM), semakin cepat putarannya maka tegangannya semakin meningkat.
Sedangkan arus keluaran tergantung pada beban yang dihubungkan dengan generator,
semakin besar beban yang terhubung maka arus dihasilkan akan semakin besar juga.
Namun jika arus yang ditarik beban melebihi kapasitas yang dihasilkan generator, maka
akan mengakibatkan panasnya kumparan dan dapat membakar generator.
Spesifikasi kincir angin yang digunakan dalam alat ini yaitu :
1. Tegangan Keluaran (Vo)
: 12 Volt
2. Arus Keluaran (Io)
: 0.5 Ampere
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3. Daya Maksimal (P)
: 6 Watt
4. RPM Maksimal
: 450
5. Jumlah Sudu
: 3 Buah
23
6. Daerah Tangkapan Angin : 100 cm2/sudu
2.4.
Baterai LiPo 2 Cell 7.4 Volt
Baterai adalah perangkat elektronika yang dapat merubah energi kimia menjadi
energi listrik. Setiap baterai memiliki terminal positif (Anoda) dan terminal negatif
(Katoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai
adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current) [9]. Jika anoda dan
katoda dihubungkan ke beban, maka akan ada arus yang mengalir dari anoda ke beban
kemudian ke katoda. Aliran arus dari anoda ke katoda disebabkan oleh beda potensial
antara anoda dan katoda. Sesuai dengan prinsip arus listrik dimana arus listrik akan
mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Jika diantara anoda tidak terdapat
perbedaan potensial lagi maka arus tidak dapat mengalir. Kondisi ini dinamakan dengan
habisnya energi yang tersimpan pada baterai.
Pada umumnya, baterai terdiri dari dua jenis utama yaitu baterai primer yang
hanya dapat digunakan sekali (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi
ulang (rechargeable battery). Salah satu baterai yang dapat diisi ulang adalah jenis baterai
Lithium-ion Polimer (Li-Po). Baterai Li-Po merupakan jenis baterai terbaru jika
dibandingkan dengan jenis – jenis baterai rechargeable sebelumnya seperti NikelCadmium (Ni-Cd), Nikel-Metal Hydride (Ni-MH), atau Lithium-Ion (Li-Ion). Li-Po
merupakan pengembangan dari Li-ion yang didasarkan pada pengembangan elektrokimia.
Li-Po mengandung elektrolit polimer yang berbentuk gel bukan cairan elektrolit yang
umum. Hasilnya berupa sel “plastik” yang secara teoritis bisa lebih fleksibel, dapat dibuat
dalam berbagai bentuk tanpa resiko kebocoran elektrolit. Kelebihan dari LI-Po jika
dibandingkan dengan Ni-Cd dan Ni-MH adalah ukurannya yang relatif kecil namun
kapasitasnya penyimpanannya besar. Serta mampu men-discharge arus yang besar yang
umumnya digunakan untuk supply motor.
Seperti halnya baterai Ni-MH, baterai Li-Po lebih ramah lingkungan karena tidak
mengandung zat berbahaya Cadmium. Akan tetapi baterai Li-Ion tidak berbahaya,
melainkan tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak kesehatan manusia
dan lingkungan hidup jika dibuang tanpa didaur ulang (recycle) terlebih dahulu. Hal ini
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
24
dikarenakan baterai Li-Po mudah terbakar jika tersulut api. Perawatan baterai Li-Po tidak
jauh berbeda dengan baterai Li-Ion. Penanganannya harus ekstra hati – hati mengingat
sifatnya yang "liquid" dengan tekanan yang cukup keras bisa menyebabkan bentuk baterai
berubah.
Gambar 2.13 Baterai Lithium-ion Polimer (Li-Po)
Baterai Li-Po memiliki beberapa istilah umum yang menggambarkan spesifikasi
dari baterai tersebut. Misalkan pada baterai Li-Po tertulis :
“ 7.4V / 1800mAh / 20C / 2S1P “
keterangan :
a. V (Voltage)
Menunjukkan tegangan keluaran baterai.
b. mAH (mili Ampere hours)
Menunjukkan kemampuan baterai dalam mensuplai arus dalam satu jam.
c. C (Capacity)
Menunjukan nilai kapasitas baterai.
d. 2S1P (2 Sel 1 Pararel)
Menunjukkan jumlah sel dan konfigurasi susunan sel dalam pak baterai.
Baterai Li-Po yang memiliki spesifikasi seperti yang tertulis diatas dapat
mensuplai dengan tegangan keluaran 7.4V dan arus maksimal 1800mAh atau dengan daya
13.32 Watt selama satu jam. Jika arus yang dikeluarkan kurang dari nilai suplai arus (mAh)
maka daya tahan baterai akan lebih lama. Sebagai contoh jika baterai hanya mensuplai arus
500mAh maka baterai dapat bertahan selama 3 jam 36 menit (1800mAh/500mA = 3.6H).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
25
sedangkan nilai 20C menunjukkann kemampuan melepas arus sesaat yaitu sebesar
20Cx1800mAh = 36.000mA = 36A.Arus tersebut ini dapat dikeluarkan oleh baterai dalam
waktu sesaat dan setelah itu energi yang tersimpan dalam baterai akan habis. Dengan
demikian daya sesaat yang dapat dikeluarkan baterai adalah 7.4V x 36A= 266.4 Watt.
Gambar 2.14 Konfigurasi Baterai
Konfigurasi baterai biasanya dikelompokkan menjadi dua yaitu serial dan paralel.
Susunan serial digunakan untuk meningkatkan tegangan dan susunan paralel digunakan
untuk meningkatkan arus [10]. Gambar 2.14 di atas menunjukkan dua pengaturan tersebut.
Gambar konfigurasi baterai atas menunjukkan susunan paralel. Empat baterai
yang disusun secara paralel bersama-sama akan menghasilkan tegangan satu sel, tetapi arus
yang mereka suplai akan menjadi empat kali lipat dari satu sel. Arus adalah tingkat dimana
muatan listrik melewati sirkuit dan diukur dalam satuan ampere. Baterai memiliki nilai
dalam amp-hours, yaitu kemampuan baterai mensuplay arus dalam satu jam.
Gambar konfigurasi bawah menunjukkan susunan serial. Empat baterai secara
seri bersama-sama akan menghasilkan arus satu sel, tetapi tegangan yang mereka suplai
akan empat kali lipat dari satu sel. Tegangan adalah ukuran energi per satuan muatan dan
diukur dalam volt. Dalam baterai, tegangan menentukan seberapa kuat elektron didorong
melalui sirkuit, seperti tekanan menentukan seberapa kuat air didorong melalui selang.
Bayangkan baterai yang ditunjukkan pada gambar yang memiliki nilai sebesar 1,5
volt dan 500 milliamp-hours. Empat baterai susunan paralel akan menghasilkan 1,5 volt
dan 2.000 milliamp-hours. Empat baterai disusun secara seri akan menghasilkan 6 volt di
500 milliamp-hours. Pada umumnya baterai yang memiliki nilai amps-hours lebih tinggi
memiliki kapasitas yang lebih besar.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
26
Spesifikasi baterai yang digunakan pada alat ini yaitu :
2.5.
1. Tegangan Keluaran (V)
: 7.4 Volt
2. Arus keluaran maksimal (mAh)
: 1800 mAh
3. Jumlah sel dan konfigurasi
: 2 Sel / Paralel
Modul Sensor Arus
Sensor arus merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui besaran arus yang
melewati suatu konduktor tertentu, dalam hal ini digunakan untuk mendeteksi arus yang
dihasilkan oleh sumber. Besaran arus ini nanitnya akan digunakan dalam perhitungan daya
sumber. Bentuk sensor arus ditunjukkan pada gambar 2.15 dibawah ini.
Gambar 2.15. Modul Sensor Arus ACS712-5A
Sensor arus ACS712-5A memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1. Sensor dapat mendeteksi arah arusnya, positif atau negatif.
2. Memiliki ketelitian 66mV setiap perubahan arus 1 Ampere.
3. Membutuhkan suplai tegangan masukan sebesar 5 Volt DC.
4. Keluaran sensor pada saat arus sama dengan nol adalah setengah nilai VCC yaitu
2,5 Volt.
5. Arah arus ditunjukkan oleh nilai keluaran sensor. Jika arusnya positif maka
keluaran sensor akan lebih dari 2,5 Volt, dan jika arah arusnya negatif maka
keluaran sensor akan kurang dari 2,5 Volt. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat di
tabel 2.10 dibawah ini.
Tabel 2.10 Karakteristik Tegangan Keluaran Terhadap Masukan Arus
Arus Masukan (A)
Tegangan Keluaran (V)
5
2.83
4
2.764
3
2.698
2
2.632
1
2.566
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
27
Tabel 2.10 (Lanjutan) Karakteristik Tegangan Keluaran Terhadap Masukan Arus
2.6.
Arus Masukan (A)
Tegangan Keluaran (V)
0
2.5
-1
2.434
-2
2.368
-3
2.302
-4
2.236
-5
2.17
Modul Relay 4 Channel
Relay merupakan komponen yang berfungsi sebagai saklar dalam berbagai
macam sistem kontrol. Keunggulan relay adalah dapat mengontrol proses switching dari
jarak jauh. Hal ini dimungkinkan karena penyaklaran relay bukan bersifat langsung, namun
menggunakan koil atau biasa disebut dengan Contactor Relay (CR) yang menggunakan
sifat elektromagnetis untuk menggerakkan saklar. Relay dapat digunakan untuk proses
switching tegangan AC maupun DC. Modul relay yang digunakan pada alat ini memiliki
spesifikasi sebagai berikut :
1. Memilliki 4 Channel Relay dengan masukan 5 volt DC dan arus 15 – 20 mA.
2. Dapat digunakan pada tegangan AC (250V dan 10A) serta DC (30V dan 10A).
3. LED Indicator Relay Status.
4. Dapat dikontrol langsung oleh mikrokontroler tanpa memerlukan driver penguat
lagi.
5. Memiliki saklar Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) pada setiap
channel.
Gambar 2.16. Modul Relay 4 Channel
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.7.
28
IC LM317T Adjustable Voltage Regulator[11]
Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan adalah salah satu rangkaian yang
sering
dipakai
dalam
peralatan
elektronika.
Voltage
regulatorberfungsi
untuk
mempertahankan atau memastikan tegangan pada level tertentu secara konstan. Artinya,
tegangan output DC pada voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan
input, beban pada output dan juga temperatur. Tegangan stabil yang bebas dari segala
gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan untuk
mengoperasikan peralatan elektronika terutama yang memiliki sifat digital seperti
mikrokontroler.
IC jenis adjustable voltage regulator adalah jenis IC pengatur tegangan DC yang
memiliki range tegangan output tertentu sehingga dapat disesuaikan kebutuhan
rangkaiannya. Terdapat dua jenis IC adjustable voltage regulator yaitu
positive
adjustablevoltage regulator dan negative adjustable voltage regulator. Contoh IC jenis
positive adjustable voltage regulator diantaranya adalah LM317T yang memiliki range
tegangan dari 1.2 Volt DC sampai pada 37 Volt DC dan arus keluaran maksimalnya dapat
mencapai 1.5 Ampere. Sedangkan contoh IC jenis negative adjustable voltage regulator
adalah LM337 yang memiliki range atau jangkauan tegangan yang sama dengan LM317.
Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada kedua jenis IC adjustable voltage
regulator adalah sama, yang membedakannya adalah polaritas pada output tegangan dcnya.
IC LM317 memiliki tiga buah pin yang konfigurasi dan fungsinya dijelaskan
pada gambar 2.17 di bawah ini :
Gambar 2.17. IC LM317
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
29
Pin nomor satu (Adj) merupakan pin yang digunakan untuk mengatur tegangan
keluaran pada output. Tegangan output yang telah diregulasi dikeluarkan melalui pin
nomer dua (Vout). Sedangkan pin nomor 3 (Vin) merupakan pin masukan tegangan yang
belum teregulasi. Gambar 2.18 menunjukkan konfigurasi dasar voltage regulator LM317.
Gambar 2.18. Konfigurasi dasar IC LM317
perhitungan nilai Voutpada rangkaian diatas disajikan dengan rumus :
(
)
(2.5)
dengan :
(2.6)
IC LM317 juga dapat membatasi arus keluaran dari rangkaian regulator dengan
menempatkan resistor limiter (RLIM) pada pin Vout secara serial. Nilai hambatan RLIM
ditentukan dengan rumus :
(2.7)
2.8.
Liquid Crystal Display (LCD)[12]
Liquid Crystal Display (LCD) merupakan salah satu komponen display elektronik
yang berfungsi menampilkan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD dibuat
dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan cara tidak menghasilkan cahaya tetapi
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan
cahaya dari back-lit.
Gambar 2.19. LCD Character 16x2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
30
Jenis LCD yang umum digunakan yaitu LCD karakter dan LCD Grafik. LCD
karakter adalah LCD yang hanya bisa menampilkan karakter, khususnya karakter ASCII
seperti karakter yang terdapat pada keyboard komputer. Sedangkan LCD grafik adalah
LCD yang tidak terbatas tampilannya, bahkan dapat menampilkan foto. LCD grafik inilah
yang nantinya berkembang menjadi LCD yang biasa dilihat pada layar komputer.
LCD karakter yang beredar dipasaran umumnya dituliskan dalam bilangan
matriks dari jumlah karakter yang dapat dituliskan dalam LCD tersebut, yaitu jumlah
kolom dikalikan dengan jumlah baris. Sebagai contoh LCD 16x2 memiliki 16 kolom dan 2
baris, jadi total karakter yang dapat dituliskan berjumlah 32 karakter. Konfigurasi LCD
dapat dilihat pada gambar 2.20 di bawah ini.
Gambar 2.20. Kolom dan Baris Karakter pada LCD 16x2
Untuk dapat mengendalikan LCD harus memiliki koneksi yang benar dengan
mengetahui konfigurasi pin – pin pada modul LCD seperti yang ditampilkan pada tabel
2.11 dan gambar 2.21di bawah ini.
Tabel 2.11 Konfigurasi Pin LCD 16x2
Nomor
Pin
Pin
Keterangan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
VSS
VDD
Vo
RS
R/W
EN
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
-
GND
5V
Kontras
Register Select
Read/Write
Enable
Data 0
Data 1
Data 2
Data 3
Data 4
Data 5
Data 6
Data 7
-
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
31
Gambar 2.21. Konfigurasi Pin LCD 16x2
LCD 16x2 memiliki mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan
LCD. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan tiga buah memori dan tiga buah register.
Setiap memori dan register yang ada memiliki fungsinya masing – masing berikut ini :
1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) : merupakan memori tempat
karakter yang akan ditampilkan berada.
2. CGRAM (Character Generator Random Acces Memory) : merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah – ubah sesuai dengan keinginan.
3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter
dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD
sehingga user tinggal
mengambil sesuai alamat memorinya dan tidak dapat
merubah karakter dasar yang ada di CGROM.
4. Register Perintah : yaitu register yang berisi perintah – perintah dari
mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status
dari panel LCD yang dapat dibaca saat instruksi pembacaan data dijalankan.
5. Register Data : yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke
DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke
DDRAM sesua dengan alamat yang telah diatur sebelumnya
Selain itu, pada modul LCD juga terdapat pin yang digunakan sebagai kontrol
atau masukan data diantaranya adalah :
1. Pin Data (DB0 - DB7) : merupakan jalur untuk memberikan data karakter yang
ingin ditampilkan pada LCD. Pin ini dapat dihubungkan dengan bus data dar
rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
2. Pin RS (Register Select) : berfungsi sebagai indikator atau penentu jenis data
yang masuk, apakah merupaan data atau perintah. Logika low menunjukkan ada
perintah yang masuk seperti clear screen dan posisi kursor, sedangkan logika high
menunjukkan data text yang akan ditampilkan pada LCD.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
32
3. Pin R/W (Read/Write) : berfungsi sebagai instruksi pada modul LCD. Jika
berlogika low maka modul akan menulis data sedangkan jika high maka modul
akan membaca data. Pada aplikasi umum pin R/W dihubungkan dengan logika
low atau dihubungkan langsung ke pin GND.
4. Pin EN (Enable) : diigunakan untuk mengaktifan atau menonaktifkan LCD.
5. Pin Vo (Contrast) : berfungsi untuk mengatur kecerahan tampilan (kontras) pada
LCD.
2.9.
Push Button
Saklar merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan
atau memutuskan dua jalur atau lebih dalam suatu rangkainan elektronik. Salah satu jenis
saklar adalah push button/push on yaitu saklar yang hanya akan menghubungkan jalur pada
saat ditekan dan saat tombolnya tidak ditekan maka saklar akan memutus jalur. Simbol dan
bentuk dari saklar push button atau push on ditunjukkan pada gambar 2.24 di bawah ini.
Gambar 2.22 Simbol dan Bentuk Saklar Push Button
Salah satu contoh penggunaan saklar push button adalah pada keyboard
komputer, keypad handphone, matrik keypad, dan tombol interaktif pada sebagian alat
elektronik.
2.10.
Rangkaian Pembagi Tegangan
Rangkaian pembagi tegangan merupakan salah satu rangkaian elektronis, terdiri
dari dua buah resistor yang dirangkai secara serial untuk menghasilkan keluaran tegangan
yang sesuai dengan keinginan perancang sehingga dapat digunakan sesuai kebutuhan.
Konfigurasi resistor ditunjukkan oleh gambar 2.25 berikut.
Gambar 2.23 Rangkaian Pembagi Tegangan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
33
Keluaran dari rangkaian pembagi tegangan selalu akan lebih kecil jika
dibandingkan dengan masukannya, pada gambar diatas masukannya adalah VCC.
Perhitungan nilai keluaran disajikan dalam rumus :
(2.8)
Rangkaian Pembatas Arus[13]
2.11.
Salah satu rangkaian proteksi short circuit atau overload addalah rangkaian
pembatas arus, seperti yang ditunjukkn pada gambar 2.24. Saat arus IL meningkat,
tegangan pada Rsc juga akan meningkat seiring dengan peningkatan IL. Jika tegangan Rsc
telah mencukupi, maka akan mengaktifkan transistor Q2 dan mengalihkan arus dari basis
transistor Q1, dengan demikian akan mengurangi arus IL yang melewati transistor Q1
sehingga mengurangi arus yang menuju beban. Konfigurasi antara Rsc dan Q2 inilah yang
menentukan batasan arus maksimal yang dapat digunakan oleh beban.
Gambar 2.24 Rangkaian Pembatas Arus
Rangkaian ini terdiri dari 2 buah transistor NPN yaitu 2n2222 dan 2n3055, 1 buah
OpAmp LM741, serta 3 buah resistoryaitu Rsc, RA, dan RB.Rsc digunakan untuk membatasi
arus maksimal yang dapat digunakan oleh beban, sedangkan R A dan RB merupakan
rangkaian pembagi tegangan yang akan digunakan sebagai tegangan referensi
OpAmp.
oleh
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1.
Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Diagram blok sistem penelitian pada gambar 3.1. diatas menunjukkan urutan cara
kerja sistem secara keseluruhan. Sistem ini terdiri dari beberapa bagian diantaranya :
1. Panel surya dan kincir angin sebagai sumber masukan utama
2. Input regulator berfungsi untuk mengkondisikan daya yang akan disimpan pada
baterai, juga melakukan perhitungan daya yang dihasilkan sumber.
3. Relay berfungsi untuk mengatur proses charge/discharge switching pada baterai.
4. Baterai sebagai tempat menyimpan daya yang dihasilkan oleh sumber.
5. Output Regulator berfungsi untuk mengkondisikan daya yang dibutuhkan oleh
beban, juga melakukan perhitungan daya yang digunakanoleh beban.
6. Mikrokontroler berfungsi untuk memproses sistem kerja alat.
7. Button sebagai masukan untuk mengatur proses kerja sistem.
8. LCD sebagai penampil.
9. Beban berupa beban resistif.
34
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
35
Daya yang dihasilkan oleh solar cell dan kincir angin akan diregulasi dan
dihitung besaran dayanya oleh input regulator. Daya yang telah teregulasi tersebut akan
digunakan untuk mengisi baterai penyimpanan (Charge). Jika ada beban yang terpasang,
maka daya yang tersimpan pada baterai akan digunakan untuk mensuplai beban
(Discharge). Proses Charge/Discharge ini dilakukan oleh relay dengan ketentuan baterai
yang sedang dalam proses pengisian tidak dapat digunakan/dikosongkan, begitu juga
sebaliknya. Daya dari baterai yang tersalur ke beban terlebih dahulu akan disesusuaikan
dengan kebutuhan beban dan dihitung besaran dayanya oleh output regulator. Besaran
daya hasil perhitungan input regulator dan output regulator akan dikirimkan ke
mikrokontroler untuk ditampilkan pada LCD. Push button digunakan uuntuk memilih
menu tampilan pada LCD diantaranya tampilan daya yang dihasilkan sumber, tampilan
status pengisian baterai, tampilan daya yang tersimpan dalam baterai, dan tampilan daya
yang dipakai oleh beban.
3.2.
Perancangan Hardware
3.2.1. Perancangan Rangkaian Sistem Minimum ATmega8535
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai I/O untuk mengolah data dari
input/output regulator, baterai dan push button. Mikrokontroler memerlukan sistem
minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu rangkaian reset dan rangkaian osilator.
Gambar 3.2 Rangkaian Reset dan Osilator
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
36
Rangkaian reset dan osilator pada ATmega 8535 ditunjukan pada gambar 3.2
diatas. Rangkaian reset bertujuan untuk memaksa mikrokontroler mengulang proses kerja
dari awal. Jika tombol reset ditekan maka pin reset akan mendapatkan logika rendah dan
mikrokontroler mengulang eksekusi program dari awal. Perancangan rangkain reset
menggunakan resistor 470 Ohm dan kapasitor 10uF. Rangkaian osilator berfungsi
memberikan pulsa clock pada mikrokontroler yang digunakan untuk mengeksekusi
program. Perancangan osilator menggunakan kristal 12 MHz dan kapasitor 22pF
(datasheet) pada pin XTAL1 dan XTAL2 pada mikrokontroler.
Penggunaan port pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan alat. Port
yang digunakan yaitu PortA, PortB, PortC, dan PortD. Port A digunakan sebagai ADC
untuk mengukur masukan dari input/output regulator dan baterai. PortB digunakan sebagai
port masukan dari push button sekaligus port keluaran ke led indikator. PortC digunakan
sebagai pengatur interface pada LCD. PortD digunakan untuk mengatur proses switcing
pada relay. Penggunaan Port I/O dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Penggunaan Port Mikrokontroler
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Nama Port
PortA.0
PortA.1
PortA.2
PortA.3
PortA.4
PortA.5
PortB.0
PortB.1
PortB.2
PortB.3
PortB.4
PortB.5
PortB.6
PortB.7
PortC.0
PortC.1
PortC.2
PortC.3
PortC.4
PortC.5
PortC.6
PortC.7
PortD.0
Keterangan
ADC 0 (i/p Voltage)
ADC 1 (i/p Current)
ADC 2 (Battery 1)
ADC 3 (Battery 2)
ADC 4 (Battery 3)
ADC 5 (o/p Current)
Button "Back"
Button " Home"
Button "Ok"
LED White (Active)
LED Blue (Charge)
LED Green (Discharge)
LED Red (Warning)
Buzzer
Pin RS
Pin RD
Pin EN
Pin DB4
Pin DB5
Pin DB6
Pin DB7
C/D Battery 1 (Relay1)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
37
Tabel 3.1 (Lanjutan) Penggunaan Port Mikrokontroler
No
24
25
26
Nama Port
PortD.1
PortD.2
PortD.3
Keterangan
C/D Battery 2 (Relay2)
C/D Battery 3 (Relay3)
Bypass Output (Relay4)
Secara keseluruhan rangkaian sistem minimum ATmega8535 ditunjukkan pada
gambar 3.3. di bawah ini.
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
38
3.2.2. Perancangan Input Regulator
Alat kontrol otomatis ini dirancang dengan spesifikasi yang dapat menggunakan
dua atau lebih sumber pembangkit listrik alternatif, dalam penelitian ini pembangkit listrik
yang digunakan yaitu panel surya dan kincir angin. Pembangkit yang dipakai adalah
pembangkit yang menghasilkan tegangan DC langsung tanpa harus menggunakan
konverter. Daya yang dhasilkan oleh masing – masing sumber akan disatukan dalam
rangkaian voltage tapping. Sesuai dengan rancangan awal bahwa dalam pembangkitan
daya disini tidak mencari amplitudo yang tinggi dari tegangan yang dihasilkan oleh
sumber, maka dari masing – masing sumber akan disatukan terminal positifnya, sehingga
tegangan yang masuk ke alat merupakan tegangan tertinggi di antara kedua sumber
tersebut. Sedangkan arus yang masuk merupakan arus hasil penambahan dari sumber
pertama dan sumber kedua. Rangkaian ini tak ubahnya seperti dua buah baterai yang
dihubungkan secara pararel. Sebelum sumber masuk ke rangkaian voltage tapping, masing
– masing sumber diberi pengaman dioda untuk menghalangi arus balik yang dapat merusak
pembangkit listrik.
Gambar 3.4 Rangkaian Input Regulator
Penentuan nilai daya yang dihasilkan sumber diperoleh dari perkalian nilai arus
dan nilai tegangan yang terukur pada sumber. Pengukuran tegangan dilakukan
menggunakan port ADC (Analog to Digital Converter) yang sudah tersedia pada
mikrokontroler ATmega8535. Tegangan input maksimal pada port ADC adalah 5V dan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
39
tegangan yang dihasilkan oleh sumber bisa mencapai 25V, maka untuk mengamankan IC
mikrokontroler digunakanlah rangkaian pembagi tegangan untuk mengkondisikan
tegangan masukan ADC
tersebut.
Rangkaian pembagi
tegangan
menggunakan
potensiometer, dimana pada ujung kiri dihubungkan dengan terminal positif sumber dan
pada ujung kanan dihubungkan dengan ground.
Masukan ke port ADC di-tap-kan pada kaki tengahpotensiometer tersebut.
Dengan begitu perbandingan antara tegangan yang masuk ke ADC dengan tegangan riil
pada sumber yaitu 1:5. Jika tegangan pada sumber 0V maka tegangan yang masuk ADC
juga 0V, namun jika tegangan pada sumber mencapai nilai maksimalnya yaitu 25V, maka
tegangan yang akan masuk ke ADC adalah 5V.
Sedangkan untuk pengukuran arus, alat ini menggunakan modul current sensor
IC ACS-712-05B dengan batasan arus maksimal 5A. Modul tersebut memerlukan suplai
tegangan 5 Volt agar dapat bekerja dengan baik, sensor ini memiliki kepekaan 185mV/A,
artinya setiap perubahan 1 ampere keluaran dari modul berubah 185mV. Pengggunaan
sensor arus ini yaitu dengan cara merangkai secara serial antara terminal sumber dan
rangkaian beban. Terminal postif sumber dihubungkan dengan port 1 dan 2 dan
keluarannya melalui port 3 dan 4. Port 5 dihubungkan dengan GND port 6 merupakan
filter dengan kapasitor, port 7 merupakan port keluaran tegangan hasil pengukuran arus
dan yang terakhir port 8 dihubungkan ke VCC 5V untuk mencatu IC agar bekerja.
Pengukuran tegangan menggunakan ADC 1 yang dihubungkan pada port PA0 dan
pengukuran arus akan menggunakan ADC 2 yang dihubungkan pada port PA1.
Tegangan keluaran dari input regulator yang akan digunakan pada proses
selanjutnya terlebih dahulu akan diregulasi sesuai dengan kebutuhan proses pengisian
baterai, oleh sebab itu digunakan voltage regulator sebelum daya masuk ke baterai.
Voltage regulator berguna untuk mengkondisikan tegangan berada pada level 10V.
Tegangan 10V adalah tegangan yang digunakan pada proses pengisian baterai, karena jika
tegangan pengecasan lebih dari 10V maka dapat merusak inti baterai. Jika tegangan
sumber kurang dari 10V maka input regulator akan “off”, artinya tidak ada daya yang
ditransfer ke rangkaian charge/discharge.
3.2.3. Perancangan Rangkaian Charge/Discharge
Rangkaian Charge/Discharge dapat dikatakan rangkaian terpenting dari alat ini.
Proses otomatisasi pengisian dan pemakaian baterai dikontrol dari sini. Charge/Dscharge
terdiri dari rangkaian modul relay dan satu rangkaian lagi dengan beberapa port yang akan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
40
dihubungkan dengan rangkaian lain seperti input/output regulator dan baterai. Penyaklaran
pada proses Charge dan proses Discharge dilakukan oleh modul relay. Pengisian baterai
dihubungkan dengan dengan Port Normally Close (NC), Pengosongan baterai
dihubungkan dengan Port Normally Open (NO), sedangkan Port COM dihubungkan
dengan baterai. Dengan demikian, pada keadaan normal baterai akan diisi jika sumber
menghasilkan daya yang akan berpengaruh pada pada waktu pengisian baterai. Relay
dikontrol langsung dari mikrokontroler, saat mikro memberikan masukan “0” atau logika
rendah maka Port COM akan terhubung dengan Port NC, sedangkan saat mikrokontroler
memberkan masukan “1” maka relay akan terhubung ke Port NO. Channel K1 – K3
terhubung dengan Batt 1 – Batt 3, sedangkan channel K4 digunakan untuk
menghubungkan sumber dengan beban dummy jika baterai sudah terisi penuh. Beban
dummy dipasang di port unregulated output.
Gambar 3.5 Rangkaian Charge/Discharge
Gambar 3.5 diatas merupakan rangkaian yang akan bekerja sama dengan modul
relay untuk melakukan tugasnya. Port K1-4 akan terhubung dengan masing – masing
channel pada modul relay dan Port Batt1-3 dihubungkan dengan terminal baterai. Proses
pengukuran tegangan pada baterai dilakukan oleh ADC mkrokontroler melalui Port V
Batt. Tegangan pengisian baterai yang dikeluarkan input regulator bernilai 10V, oleh sebab
itu perlu diberi pembagi tegangan sebelum masuk ke pin ADC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
41
3.2.4. Perancangan Rangkaian Output Regulator
Output regulator merupakan bagian akhir yang mengatur penggunaan daya yang
terdapat pada baterai. Rangkaian ini termasuk digunakan saat proses discharging
berlangsung. Daya dari baterai akan diregulasi terebih dahulu oleh output regulator dan
disesuaikan dengan kebutuhan beban.
Gambar 3.6 Rangkaian Output Regulator
Rangkaian output regulator akan memiliki 3 keluaran yang bervariasi. Hal ini
dimaksudkan untuk mengatasi kebutuhan daya pada beban yang berbeda – beda.
Pengaturan tegangan pada OutputA-C menggunakan dioda zener IN4735 yang memiliki
tegangan referensi 6.2 V dan potensiometer. Jika output regulator menggunakan zener
dengan tegangan referensi 5.1V maka output regulator akan bernilai 4.72 V dan bukan 5V,
hal ini dikarenakan ada drop tegangan akibat penggunaan transistor 2n3055, oleh karena
itu digunakanlah zener 6.2V yang tegangan keluarannya dapat diatur sedemikian rupa oleh
potensiometer agar keluaran output regulator tetap bernilai 5 V.
Sub sistem output regulator menggunakan pembatas arus yang rangkaiannya
terdiri dari transistor 2N2222, transistor 2N3055, dan sebuah resistor Rsc. Rangkaian ini
akan membatasi besar arus yang dapat ditarik oleh beban. Jika beban berlebih maka arus
meningkat, maka tegangan keluarannya akan menurun seiring dengan peningkatan arus
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
42
keluarannya. Hal ini dimaksudkan untuk menjaga level daya pada port keluaran output
regulator tetap sesuai dengan spesifikasi yang dirancang. Daya pada masing – masing port
ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Tabel 3.2 Spesifikasi Port Output Regulator
Output
Vo (V)
5
5
5
5 ~ 15
A
B
C
D
Io max (A)
0.5
0.5
1
3
P (W)
2.5
2.5
5
~
Daya yang digunakan oleh beban dapat dimonitor melaui tegangan dan arus yang
keluar melewati output regulator. Tegangan diukur dengan cara men-tap-kan pin ADC
pada kaki tengah trimpot yang berlaku sebagai rangkaian pembagi tegangan. Hal ini
dimaksudkan karena tegangan yang melalui output regulator bisa mencapai 10V lebih,
maka untuk menghindari kerusakan pada Port ADC digunakanlah rangkaian pembagi
tegangan dengan trimpot tersebut. Pengukuran Arus menggunakan modul sensor arus yang
memerlukan suplai tegangan 5V untuk dapat bekerja dengan baik. Keluaran dari sensor
arus yang berupa tegangan yang akan dikirimkan ke ADC untuk dikalibrasi dan dikalikan
dengan tegangan output regulator sehingga menghasilkan daya yang digunakan oleh
beban.
Output
A-C
lebih ditujukan untuk mengisi baterai handphone dan powerbank,
sedangkan pada Output
D
dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan lainnya. Variasi
Output A, Output B, dan Output C memberikan keluaran tegangan 5 VDC, disesuaikan
dengan kebanyakan tegangan charger handphone dan powerbank pada umumnya. Arus
yang dihasilkan oleh tiga varian pertama tersebut juga disesuaikan dengan arus keluaran
charger, dikarenakan setiap merk handphone memiliki spesifikasi arus yang berbeda –
beda, maka disediakan 2 pilihan yang sangat umum digunakan yaitu 0.5A dan 1A. Output
D memberikan tegangan dan arus yang berbeda – beda sesuai dengan kondisi sumber saat
itu. Tegangan minimal pada Output D adalah 7.4 V sedangkan arus keluarannnya
merupakan arus maksimal pada baterai, ditambah dengan arus yang dihasilkan oleh sumber
secara langsung tanpa diregulasi terlebih dahulu sehingga Output D menghasilkan banyak
variasi tegangan dan arus.
Ketiga baterai yang dirangkai pararel akan menghasilkan tegangan yang tetap
yaitu 7.4V, namun arusnya menjadi tiga kali dari arus maksimal yang dimiliki masing –
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
43
masing baterai. Jika satu baterai memiliki arus keluaran maksimal 1A, maka ketiga baterai
akan menghasilka arus maksimal 3A. Hal inilah yang menyebabkan tegangan dan arus
minimal pada Output D. Saat kondisi ter-bypass maka tegangan keluarannya bisa mencapai
15 V dengan arus yang berbeda – beda tergantung sumber mana yang mensuplai. Solar
Cell akan menghasilkan arus maksimal sebesar 0.6A, sedangkan kincir angin
menghasilkan arus maksimal 0.5A. arus dari sumber tersebut akan ditambahkan dengan
arus keluaran baterai.
3.2.5. Perancangan User Interface
3.2.5.1 LCD
LCD memegang peranan penting karena digunakan untuk menampilkan data
yang terdapat pada keseluruhan alat ini. Data tersebut berupa hasil monitoring pada
beberapa bagian alat ini seperti daya yang dihasilkan sumber, status pengisian baterai,
status kapasitas baterai, hingga daya keluaran yang digunakan beban. LCD juga
menampilkan menu – menu yang dapat dipilih oleh user untuk dapat dieksekusi oleh alat.
Gambar 3.7 Rangkaian LCD dan Pengatur Contrast
3.2.5.2 Perancangan LED indikator dan Push Button
LED digunakan untuk menyatakan proses yang sedang terjadi pada alat. Setiap
led memiliki pernyataan yang berbeda - beda, warna putih menunjukkan alat sedang aktif
bekerja, atau bisa juga dikatakan sebagai power indicator. Led warna putih juga dijadikan
backlight pada push button untuk mengantisipasi penggunaan alat di tempat dengan
kondisi pencahayaannya kurang. Led warna biru menunjukkan proses charging sedang
berlangsung. Led warna hijau menunjukkan proses discharging atau penggunaan daya oleh
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
44
beban. Led warna merah hanya menyala jika ada peringatan tertentu, yaitu saat proses
charging akan dimulai namun sumber tidak menghasilkan daya atau saat proses charging
sedang berlangsung dan secara tiba – tiba sumber tidak menghasilkan daya maka Led
merah akan menyala.
Tabel 3.3 LED Indikator
LED
Putih
Biru
Hijau
Merah
Status
Active
Charging
Discharging
Warning
Gambar 3.8 Rangkaian LED dan Push Button
Push button digunakan untuk memberikan perintah tertentu pada mikrokontroler.
Push button dirangkai dengan resistor pull-up sehingga pada saat kondisi tidak ditekan
maka akan memberikan logika high pada pin mikrokontroler, sedangkan pada saat push
button ditekan maka dia akan memberikan logika low pada pin mikrokontroler. Terdapat
tiga tombol yang memiliki fungsinya masing – masing diantaranya adalah :
a. Tombol Back
: digunakan untuk kembali ke tampilan menu sebelumnya.
b. Tombol Home
: digunakan untuk memilih tampilan menu.
c. Tombol OK
: digunakan untuk mengeksekusi pilihan menu.
Rangkaian Led dan Push Button ini terbagi menjadi dua yaitu rangkaian bawah
dan rangkaian atas. Rangkaian bawah akan tergabung dengan rangkaian lain seperti
mikrokontroler, input regulator, dll, sedangkan rangkaian atas akan menempel pada bagian
chasing atas yang berhubungan langsung dengan user. Antara rangkaian minimum sistem
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
45
dan rangkaian Button & LED dihubungkan menggunakan kabel jumper melalui Port B
seperti tampak pada gambar 3.8 diatas.
3.2.5.3 Perancangan Casing
Chasing berbentuk kotak dari bahan kayu berukuran 20cmx 25cm x 10cm dengan
beberapa panel masukan dan keluaran di bagian depan dan belakang, serta user interface di
bagian atas untuk memudahkan user dalam mengoperasikan alat ini. Alat dirancang dalam
bentuk portable sehingga mudah dibawa – bawa atau dipindahkan sesuai keperluan.
Berikut penjelasan bentuk alat dan bagian – bagiannya :
a. Atas : terdapat tombol Power LCD, LED, dan Push Button. Merupakan
bagian yang akan berhubungan langsung dengan user.
b. Depan : terdapat empat Output keluaran yaitu o/p A, o/p B, o/p C, dan o/p D.
c. Belakang : terdapat Port untuk menghubungkan alat dengan sumber
pembangkit listrik, Port USB ISP untuk mendownload pogram ke mikro,
potensiometer untuk mengatur kontras LCD dan tombol reset untuk mereset
eksekusi program pada mikrokontroler.
3.3.
Perancangan Software
Software
merupakan
sekumpulan
instruksi
yang
harus
diproses
oleh
mikrokontroler untuk mengatur sistem kerja alat ini secara keseluruhan. Dapat diartikan
bahwa software merupakan jalan pikiran alat ini seadangkan mikrokontroler merupakan
otaknya. Perancangan software menggunakan program CV AVR dengan bahasa
pemograman C. Software akan menghasilkan tampilan yang berbeda – beda pada LCD
sesuai dengan menu instruksi yang dijalankan. Terdapat empat menu utama yang terdapat
pada software ini yaitu menu “Source”, “Battery”, “Charging”, dan “Load”. Setiap menu
memiliki spesifikasi tugas yang sesuai dengan namanya. Keempat menu dapat
dioperasikan oleh user melalui LCD dan push button. Spesifikasi tugas dari masing masing menu ditunjukkan pada tabel 3.4 di bawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
46
Tabel 3.4 Spesifikasi Menu
Menu
Keterangan
Source
Merupakan menu yang menampilkan parameter pada sumber seperti tegangan
arus dan daya yang dihasilkan sumber.
Battery
Merupakan menu yang menampilkan kapasitas daya yang terdapat pada
baterai 1, baterai 2, dan baterai 3.
Battery
Merupakan menu pengisian baterai, untuk memulai proses pengisian baterai
harus dioperasikan oleh user terlebih dahulu.
Load
Merupakan menu yang menampilkan parameter keluaran seperti tegangan,
arus, dan daya yang dikeluarkan atau yang digunakan oleh beban.
Gambar 3.9 Sistem Kerja Menu Program
Menu dioperasikan oleh user melalui push button sebagai masukan untuk
menjalankan instruksi program dan keluaran atau hasil dari proses instruksi program akan
ditampilkan melalui LCD. Diluar dari keempat menu diatas terdapat tampilan “home
display” atau tampilan yang akan muncul di LCD jika user tidak masuk ke dalam menu
tertentu. Home Display juga berfungsi sebagai tampilan homescreen pada LCD. Jika user
menekan tombol menu, maka tampilan menu akan ditampilkan pada LCD dengan urutan
“Source”, “Battery”, “Charging”, kemudian “Load”. Jika user ingin kembali ke menu
“Home Display” maka tinggal menekan tombol kembali untuk menjalankan instruksinya.
Proses operasi menu disajikan dalam flowchart di bawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3.10 Flowchart Menu Program
47
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
48
3.3.1. Home display
Gambar 3.11 Tampilan Home Display
Home display berfungsi sebagai tampilan default pada LCD saat alat tidak masuk
ke dalam salah satu menu tertentu. Home display juga menunjukan bahwa alat sedang aktif
bekerja. Pada tampilan home display terdapat pilihan “[menu]” yang terletak di tengah
LCD. Tampilan ini menunjukkan kepada user bahwa terdapat berbagai menu yang dapat
dipilih, selain itu tulisan menu juga terdapat tepat di atas push button yang jika ditekan
akan masuk ke menu program.
3.3.2. Menu Source
Gambar 3.12 Tampilan Menu Source
Menu source merupaka menu yang menampilkan parameter yang terdapat pada
sumber seperti daya, tegangan, dan arus. Tegangan yang tertampil merupakan tegangan
tertinggi antara panel surya atau kincir angin. Hal ini dikarenakan tegangan yang
dihasilkan oleh sumber di-tap menjadi satu sehingga tegangan yang tertinggi akan menjadi
tegangan sumber. Arus akan muncul saat sumber terbebani pada proses pengisian baterai.
Pengukuran tegangan dilakukan melalui Port ADC0 sedangkan pengukuran arus dilakukan
modul sensor arus yang menghasilkan keluaran tegangan untuk kemudian dikirimkan ke
Port ADC1. Hasil pengukuran ADC tadi kemudian dikonversi terlebih dahulu untuk
kemudian ditampilkan melalui LCD. Perkalian antara nilai tegangan dan nilai arus
digunakan untuk menentukan daya yang dihasilkan sumber. Sistem kerja menu source
disajikan pada flowchart dibawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
49
Gambar 3.13 Flowchart Menu Source
3.3.3. Menu Battery
Gambar 3.14 Tampilan Menu Battery
Menu ini menyatakan kondisi kapasitas baterai yang digunakan sebagai
penyimpan daya yang dihasilkan sumber. Terdapat tiga buah baterai yang digunakan yaitu
Baterai 1, Baterai 2, Baterai 3. Kapasitas baterai dinyatakan dalam persen (%) dengan
range 0% (baterai kosong) - 100% (baterai penuh). Penentuan kapasitas baterai dilakukan
dengan mengukur tegangan baterai dengan asumsi bahwa tegangan akan meningkat seiring
dengan meningkatnya kapasitas baterai. Saat kapasitas menurun tegangan juga akan drop.
Tegangan masing – masing baterai akan di-sensing oleh ADC2 – ADC4 untuk kemudian
dikonversi dalam persen dan kemudian ditampilkan pada LCD. Sistem kerja menu battery
disajikan pada flowchart dibawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
50
Gambar 3.15 Flowchart Menu Battery
3.3.4. Menu Charging
Gambar 3.16 Tampilan Menu Charging
Menu battery charging merupakan menu pengisian baterai yang menggunakan
sistem smart switching pada proses pengisiannya. Smart switching sendiri merupakan
sistem yang mengutamakan pengisian pada satu baterai saja sampai penuh baru kemudian
beralih ke baterai berkutnya. Urutan prioritas pengisian baterai dimulai dari baterai 1,
baterai 2, kemudian yang terakhir adalah baterai 3. Jika kondisi ketiga baterai kosong maka
baterai 1 akan diprioritaskan untuk diisi pertama kali, saat baterai 1 penuh maka pengisian
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
51
beralih ke baterai 2, dan begitu seterusnya hingga baterai 3. Sistem smart switching
digunakan untuk mengoptimalkan pengisian baterai disaat sumber menghasilkan daya
yang terbatas sehingga paling tidak terdapat satu baterai yang terisi penuh. Waktu yang
diperlukan untuk mengisi satu baterai hingga penuh akan lebih cepat daripada jika harus
mengisi ketiga baterai secara bersamaan. Jika ketiga baterai diisi secara bersama dan disaat
yang bersamaan sumber berhenti menghasilkan daya maka kapasitas ketiga baterai tersebut
hanya terisi setengahnya saja, hal inilah yang nantinya berpengaruh terhadap suplai daya
ke beban. Sebagai contoh, tegangan pada saat kapasitas baterai terisi penuh yaitu 7,4V, jika
kapasitas baterai baru terisi setengah maka tegangan pada baterai hanya sebesar 3,7V.
Tegangan 3,7V ini tidak akan mampu mensuplai daya ke beban yang mengharuskan
tegangan keluarannya berada pada level tegangan 5V. pada saat user memilih untuk
memulai pengisian baterai, sistem akan mengecek sumber terlebih dahulu, apakah
menghasilkan daya atau tidak. Jika ternyata sumber tidak menghasilkan daya, maka akan
muncul peringatan “Sources Is Not Available!”. Peringatan tersebut juga akan muncul saat
pengisian sedang berlangsung dan sumber tidak menghasilkan daya.
Sistem pendeteksi kapasitas baterai dilakukan dengan cara mengukur tegangan
yang terdapat pada masing – baterai. Tegangan pada baterai saat kapasitasnya penuh
adalah 7,4 Volt. Nilai tersebut jika dikonversikan dalam persen maka akan bernilai 100%.
Sedangkan tegangan baterai saat kondisi kosong yaitu mendekati 0 Volt. Dari persen
kapasitas baterai tersebut dibuatlah logika kapasitas baterai. Jika kapasitas baterai kurang
dari 20% maka akan dianggap berlogika “L” (low), hal ini didasarkan pada standar
kapasitas minimum baterai yang harus dicharge ulang. Baterai jenis Li-Po sebaiknya diisi
ulang pada saat kapasitas baterai tinggal 20%, jika pengisian dilakukan saat baterai benar –
benar habis maka berpotensi dapat memperpendek umur baterai. Saat kapasitas baterai
lebih dari 99% maka akan dianggap berlogika “H” (high), saat kapasitas baterai mencapai
logika H maka pengisian dihentikan. Jika pengisian tetap dilanjutkan maka berpotensi
merusak internal baterai karena overcharging. Pada dasarnya baterai tidak dapat diisi
100% karena pola pengisian – pengosongan yang berulang – ulang mengakibatkan
menurunnya kapasitas baterai. Pengisian baterai dilakukan saat baterai berlogika “L”
sampai mencapai logika “H”. jika semua baterai telah berlogika “H” maka daya dari
sumber akan langsung di-bypass ke beban. Smart switching diharapkan mampu
meningkatkan efisiensi penyimpanan daya yang dihasilkan oleh sumber. Sistem kerja
menu charging disajikan pada flowchart dibawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3.17 Flowchart Menu Charging
52
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3.18 (Lanjutan) Flowchart Menu Charging
53
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
54
3.3.5. Menu Load
Gambar 3.19 Tampilan Menu Load
Menu load menampilkan parameter yang terdapat pada load seperti daya,
tegangan, dan arus yang digunakan oleh load. Parameter yang ditampilkan disini
tergantung dari ada tidaknya beban yang terpasang, jika tidak ada beban yang terpasang
maka tidak ada arus yang mengalir keluar (ke beban) sehingga daya keluarannya sama
dengan nol. Poses penentuan daya disajikan dalam flowchart dibawah ini.
Gambar 3.20 Flowchart Menu Load
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas mengenai hasil pengamatan dari kontrol otomatis pada
pembangkit listrik alternatif. Hasil pengamatan dimulai dari data pengujian ADC dalam
melakukan pembacaan dan konversi nilai, pengujian sistem kontrol otomatis (smart
switching) dalam operasi charge/discharge, serta pengujian keakuratan output regulator
dalam menyediakan daya keluaran.
Analisis akan dilakukan pada data daya yang dihasilkan sumber melalui pengujian
secara langsung supaya menghasilkan data yang real. Sumber yang digunakan yaitu satu
buah panel surya dan satu buah generator dc yang diimplementasikan menggunakan motor
dc yang diputar.
4.1.
Bentuk Fisik Hardware
Gambar 4.1 Bentuk Fisik Hardware (tampak atas, depan, dan belakang)
Alat yang dibuat berbentuk kotak dengan ukuran panjang 25 cm, lebar 20 cm, serta tinggi
8 cm. terbuat dari bahan kayu untuk menegaskan kesan ramah lingkungan pada alat
tersebut. Pada bagian atas atau interface terdapat lcd untuk menampilkan menu serta
parameter kondisi sumber, baterai dan beban. LED digunakan sebagai indikator proses
charging, discharging dan warning. Bagian muka atau depan terdapat port usb yang
55
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
56
menyediakan 3 jenis output arus yang berbeda – beda mulai yaitu 0.5 A dan 1A
dengan tegangan keluaran 5 V. Ketiga port ini memang diperuntukkan untuk mengisi
baterai handphone, sedangkan port ke empat digunakan untuk meletakkan dummy load.
Dummy load yang dimaksud berupa kipas angin atau lampu pijar. Bagian belakang
terdapat terminal masukan bagi sumber, pengatur kontras lcd, tombol reset bagi
mikrokontroler, port USB ISP, serta buzzer. Pengguna akan banyak berinteraksi dengan
bagian atas dari alat saja dimana komponen interface seperti lcd dan tombol berada.
Hardware dirancang portabel agar memudahkan untuk dibawa atau dipindahkan ke tempat
lain tanpa mengurangi esensi alat dan nilai artistik dari hardware itu sendiri.
4.2.
Cara PengoperasianAlat dan Cara Kerja Sistem
4.2.1. Cara Pengoperasian Alat
Alat ini memiliki satu tombol saklar serta tiga tombol tekan yang diperuntukkan
mengoperasikan alat yaitu tombol “back”, “menu/next”, dan “ok”. Setiap operasi yang
dilakukan akan tertampil pada LCD. Penggunaan alat akan dijelaskan pada langkah –
langkah dibawah ini.
1. Pastikan sumber kincir angin dan atau solar cell telah tersambung dengan baik.
2. Tekan tombol “on” di pojok kanan atas, tunggu beberapa saat agar program
booting dan LCD menampilkan home display.
3. Dari home display, tekan tombol
“menu” untuk masuk ke dalam menu – menu
yang tersedia, tekan kembali tombol “next” untuk lanjut ke menu berikutnya.
Untuk masuk ke dalam menu yang diinginkan, tekan tombol “ok”. Jika ingin
keluar dari menu tertentu tekan tombol “back”.
4. Hubungkan kabel ke port usb untuk menggunakan daya yang dihasilkan sumber
alternatif.
5. Untuk mengatur kontras lcd, putar potensiometer pada bagian belakang casing
sampai mendapat tampilan lcd yang diinginkan.
6. Jika program hang atau error, dapat direset dengan menggunakan tombol reset
yang terdapat di bagian belakang casing atau merestart alat dengan menekan
tombol on/off di pojok kanan atas.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
57
Dari hasil pengujian disimpulkan bahwa sub sistem interface telah mampu
merespons masukan dari luar (user) dan menampilkannya ke lcd. Terdapat salah satu bug
dalam program yang membuat tombol back terkadang kurang responsif terhadap masukan.
Hal ini dikarenakan program pembacaan masukan tombol back tersebut berada di akhir
program dan pada pertengahan terdapat program delay penampil lcd. Jika user menekan
tombol pada saat program sedang mengeksekusi program delay maka masukan pada
tombol back tidak akan mendapat respon dari program atau program tidak dieksekusi.
4.2.2. Cara Kerja Sistem
Sistem bekerja menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh kincir angin dan
solar cell ke dalam baterai. Proses penyimpanan dikontrol secara otomatis oleh
mikrokontroler. Jika semua baterai telah terisi sampai pada batas maksimum maka
otomatis daya yang dihasilkan sumber akan disalurkan menuju dummy load.
Sistem ini terbagi atas beberapa sub sistem yang masing – masing memiliki
fungsi dan tugasnya tersendiri. Tugas dan fugsi dari masing – masing sub sistem akan
dijelaskan pada poin berikut ini.
4.2.2.1. Input Regulator
Input regulator bertugas menerima daya dari pembangkit listrik, daya yang
dihasilkan oleh kincir angin dan solar cell akan “disatukan” dengan cara men-tap-kan jalur
positif dari kedua sumber alternatif tersebut. Tegangan keluaran yang dihasilkan oleh input
regulator merupakan tegangan tertinggi antara sumber solar cell atau kincir angin. Input
regulator berrfungsi seperrti “pemilih” mana tegangan yang paling tinggi untuk dapat
diproses menuju bagian charge/discharge. Namun arus yang dihasilkan sumber akan
ditambahkan agar dapat mengalir menuju baterai penyimpanan.
Gambar 4.2 Sub Sistem Input Regulator (Bagian Kotak Hijau)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
58
Sub sistem input regulator telah mampu menjalankan fungsinya dengan baik.
Input regulator dapat memilih tegangan tertinggi antara solar cell atau kincir angin untuk
kemudian disalurkan ke rangkaian charge/discharge. Pembacaan tegangan dan arus dapat
terukur dengan tepat.
4.2.2.2. Charge Discharge Controler
Rangkaian ini merupakan rangkaian besar yang terdiri dari tiga rangkaian berbeda
yaitu minsis ATMega 8535, charge/discharge, dan yangg terakhir adalah modul relai 4
channel 5V. Ketiga rangkaian ini bertindak menjadi suatu sistem yang akan mengontrol
proses charge/discharge pada sistem. Mikrokontroler berfungsi mengatur kinerja dari
keseluruhan alat ini dimana dari proses pembacaan oleh ADC, proses konversi, hingga
pengaturan beban dilakukan oleh mikrokontroler. Pada sub sistem charge/discharge ini,
daya dari input regulator akan diterima oleh rangkaian charge/discharge. Daya tersebut
kemudian diregulasi terlebih dahulu sebelum disimpan ke dalam baterai. Regulasi ini
berfungsi menyesuaikan daya yang dibutuhkan oleh baterai pada saat proses pengisian.
Pada alat ini digunakan baterai dua sel 7.4 volt maka daya masukan yang diperlukan pada
saat charging berkisar pada range tegangan 8 volt, oleh karena itu digunakan IC Voltage
Regulator 7808 yang memiliki keluaran 8 Volt DC. Tegangan yang telah diregulasi
tersebut kemudian masuk ke relay untuk kemudian disalurkan ke baterai. Proses switcing
pada relay dikontrol langsung oleh mikrokontroler. Relay akan “menyalurkan” daya dari
rangkaian charge/discharge ke baterai setelah mendapat perintah dari mikrokontroler. Port
Normally Close (NC) pada relay menghubungkan baterai dengan beban, sehingga daya
yang terdapat pada baterai dapat langsung digunakan oleh beban. Sedangkan Port
Normally Open (NO) terhubung ke rangkaian charge/discharge untuk proses pengisian
baterai. Sedangkan baterai terhubung ke Port Command (COM).
Perbedaan peletakan port pada relay ini menciptakan logika saat baterai berada
pada posisi charging, otomatis daya yang terdapat pada baterai tidak dapat digunakan oleh
beban atau kondisi discharging. Logika ini selain membuat proses pengisian baterai bisa
lebih cepat karena tidak terjadi intervensi oleh beban juga dapat memperpanjang umur
pakai baterai karena siklus charge/discharge pada baterai tidak terjadi di waktu yang
bersamaan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
59
Gambar 4.3 Sub Sistem Charge/Discharge (Bagian Kotak Kuning)
Rangkaian sub sistem charge/discharge bekerja bersama dengan modul relay
untuk melakukan proses konntrol otomatis. Proses pengujian kontrol otomatis telah
berjalan dengan baik. Pengukuran nilai kapasitas baterai tidak jauh berbeda dengan
pengukuran dengan menggunakan multimeter, jika terdapat perbedaan hal ini dikarenakan
resolusi bit ADC yang belum mampu merespons perubahan nilai yang sangat kecil.
4.2.2.3. Output Regulator
Output regulator merupakan rangkaian terakhir dari sistem yang dilewati oleh
daya. Fungsi utama dari rangkaian ini adalah mengkondisikan kebutuhan daya yang akan
digunakan oleh beban. Output regulator menerima pasokan daya dari baterai penyimpanan
yang proses penyalurannya dikontrol oleh rangkaian charge/discharge.
Daya keluaran yang disediakan oleh output regulator terbagi dalam tiga port
keluaran yaitu Port A, Port B, dan Port C. Port A dan Port B menyediakan keluaran
tegangan 5V/0.5A sedangkan Port C mempunyai keluaran 5V/1A. Port D merupakan port
yang keluarannya tidak teregulasi seperti ketiga port sebelumnnya. Port ini nantinya akan
digunakan untuk meletakkan dummy load. Letak keempat port ini terletak di bagian depan
dari alat dengan maksud agar user lebih mudah untuk mengaksesnya.
Gambar 4.4 Output Regulator (Bagian Kotak Merah)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
60
4.2.2.4. Interface
Interface merupakan bagian yang akan lebih banyak berinteraksi dengan
pengguna daripada bagian sub sistem lainnya. Bagian ini berfungsi menginformasikan
keadaan terkini dari sistem kepada
pengguna sehingga pengguna dapat mengetahui
kondisi sistem. Melalui bagian interface juga pengguna mampu mengatur atau
mengendalikan kinerja sistem. Pengguna dapat membaca kondisi pada sistem melalui LCD
dan LED indikator, sedangkan tombol disediakan bagi pengguna untuk berinteraksi dengan
menu yang tertampil pada LCD.
Gambar 4.5 User Interface
Interface dinilai sangat user friendly, dimana pengguna akan dengan mudah
mengoperasikan alat melalui tombol – tombol yang tersedia. Simbol yang digunakan juga
mudah dimengerti oleh user, seperti tombol back yang menggunakan simbol anak panah
kembali, tombol home atau menu yang menggunakan simbol rumah, dan tombol ok yang
menggunakan tanda centang. Untuk tombol on/off digunakan simbol universal yaitu I/0
yang memudahkan pengguna untuk mulai mengoperasikan alat.
4.3.
Pengujian dan Analisis
4.3.1. Sumber Alternatif
Sistem ini menggunakan dua sumber alternatif yaitu solar cell dan kincir angin.
Solar cell yang digunakan memiliki daya keluaran 10 watt. Pengujian dilakukan dengan
cara menaruh solar cell diatas genting selama satu hari penuh dari jam 06.00 hingga 18.00.
Beban yang digunakan yaitu dua buah kipas angin bernilai 12V/0.3A dan 12V/0.2A yang
dirangkai secara pararel supaya dapat menghasilkan beban dengan daya 6 Watt. Beban ini
dirasa cukup untuk menguji karakteristik solar cell.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
61
Gambar 4.6 Pengujian Solar Cell Dengan Beban Kipas DC
Hasil pengujian selama satu hari penuh dari pukul 06.00 hingga 18.00
ditampilkan pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.1 Data Pengujian Solar Cell
30 Menit
ke
Jam
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
6:00:00 AM
6:30:00 AM
7:00:00 AM
7:30:00 AM
8:00:00 AM
8:30:00 AM
9:00:00 AM
9:30:00 AM
10:00:00 AM
10:30:00 AM
11:00:00 AM
11:30:00 AM
12:00:00 PM
12:30:00 PM
1:00:00 PM
1:30:00 PM
2:00:00 PM
2:30:00 PM
3:00:00 PM
3:30:00 PM
4:00:00 PM
4:30:00 PM
5:00:00 PM
5:30:00 PM
6:00:00 PM
Voltage Current Power Cuaca
0.29
0.53
1.04
1.27
1.52
1.93
2.32
2.66
5.47
15.4
15.7
15.8
15.8
15.5
14.9
4.74
14.3
7.4
11.6
8.87
4.35
2.36
1.18
0.83
0.04
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.2
0.4
0.4
0.4
0.5
0.6
0.6
0.1
0.5
0.2
0.3
0.3
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.029
0.053
0.104
0.127
0.152
0.193
0.232
0.266
1.094
6.16
6.28
6.32
7.9
9.3
8.94
0.474
7.15
1.48
3.48
2.661
0.87
0.236
0.118
0.083
0.004
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
mendung
cerah
berawan
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
cerah
Dari data pengujian diatas tersaji dalam bentuk grafik pada gambar – gambar di
bawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Voltage
Voltage
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Voltage
0
5
10
15
20
25
30
30 Menit ke -
Gambar 4.7 Grafik Tegangan Terhadap Waktu
Current
0.7
0.6
Current
0.5
0.4
0.3
Current
0.2
0.1
0
0
5
10
15
20
25
30 Menit ke -
Gambar 4.8 Grafik Arus Terhadap Waktu
30
62
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
63
Power
12
10
Power
8
6
Power
4
2
0
0
5
10
15
20
25
30
30 Menit ke -
Gambar 4.9 Grafik Daya Terhadap Waktu
Dari tabel 4.1 diatas dapat disimpulkan bahwa arus akan keluar pada saat kipas
mulai berputar. Pada menit ke-1 sampai dengan menit ke-9 arus yang mengalir hanya
sebesar 0,1A, hal ini dikarenakan tegangan yang disuplai ke beban belum mampu untuk
memutar kipas. Arus yang mengalir melalui kumparan kipas belum mampu
membangkitkan medan magnet sehingga kipas tidak berputar. Namun pada saat tegangan
suplai mendekati setengah tegangan kerja kipas, kipas mulai berputar dan arus yang
mengalir lebih besar dari yang sebelumnya yaitu 0,2A. arus akan terus meningkat seiring
kenaikan tegangan yang mendekati tegangan kerja kipas yaitu berkisar 12V.
Data pengujian pada menit ke-13 sampai menit ke-17 menunjukkan arus keluaran
maksimal dari solar cell yaitu 0,56A yang merupakan arus short circuit (Isc) dari solar
cell. Jika beban ditambah, maka arus tidak akan naik melebihi Isc tersebut, imbasnya
tegangan akan menurun sebanding dengan penambahan beban yang diberikan. Daya
maksimal yang dapat dihasilkan oleh solar cell dalam percobaan ini mencapai 9,3 Watt
dengan kondisi intensitas cahaya maksimal atau 10000 lux.
Pada rencana awal pengujian kincir angin, pengujian disimulasikan dengan
menggunakan dua buah motor DC 12V yang dihubungkan menggunakan belt, dengan
sebuah motor diberi tegangan agar dapat memutar motor yang lain. Daya yang dihasilkan
oleh motor tersebut digunakan sebagai data pengujian kincir angin. Setelah melalui proses
uji coba, didapatkan hasil yang kurang memuaskan. Saat dilakukan pengujian motor
mampu menghasilkan tegangan open circuit sampai dengan 12V dc, namun dengan arus
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
64
yang kecil yaitu hanya sebesar 15 mA. Artinya simulator kincir angin ini hanya memiliki
daya keluaran sebesar 0,18 W. Daya sebesar ini dinilai tidak akan mampu menunjang
sistem pembangkit listrik alternatif yang akan digunakan untuk mengisi baterai. Oleh
karena itu dalam pengambilan data kincir angin digunakan variable voltage regulator
(adaptor) yang memiliki tegangan maksimal 12 V dan arus keluaran maksimal 1A.
Gambar 4.10 Simulator Kincir Angin dengan Beban Kipas DC
Pengujian dilakukan dengan mengkondisikan tegangan keluaran voltage
regulator dan beban yang digunakan sama dengan beban pada pengujian solar cell yaitu
dua buah kipas angin bernilai 12V/0.3A dan 12V/0.2A yang dirangkai secara pararel
supaya dapat menghasilkan beban dengan daya 6 Watt. Data pengujian simulasi kincir
angin disajikan pada tabel dibawah ini.
Tabel 4.2 Pengujian Simulator Kincir Angin
Step
Tegangan (V)
Arus (A)
Daya
(W)
Kondisi
Kipas
1
2
3
4
5
6
7
0.864
2.121
3.716
5.202
6.620
7.850
10.08
0
0.052
0.077
0.115
0.153
0.189
0.258
0.001728
0.110292
0.286132
0.59823
1.01286
1.48365
2.60064
off
off
on 1
on 2
on 2
on 2
on 2
4.3.2. Sistem Kontrol Otomatis
Pengujian Sistem Kontrol Otomatis (smart switcing) dilakukan saat sumber
alternatif menghasilkan daya. Daya yang dihasilkan tersebut akan disimpan ke dalam
baterai yang proses penyimpanannya dikontrol oleh sistem smart switching. Pengujian
dilakukan dengan mengatur kapasitas awal baterai sampai kondisinya hampir penuh sekitar
95%, baru setelah itu baterai digunakan untuk pengujian. Smart switching memprioritaskan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
65
pengisian dengan uruutan prioritas pertama adalah baterai 1, kemudian baterai 2, dan
prioritas terakhir adalah baterai 3.
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<1)
{b=3;}
//battery 1
dtadc2=27.027*(((float)read_adc(2))*5/1023);
ftoa(dtadc2,0,temp3);
if (dtadc2>=100)
{lb1=1;};
if (dtadc2<=70)
{lb1=0;};
if (dtadc2>70&&dtadc2<98)
{lb1=2;};
ftoa(lb1,0,temp6)
Gambar 4.11 Listing Program ADC
Listing program diatas merupakan program pembacaan kondisi sumber alternatif.
Jika sumber tersedia maka proses charging tidak dapat dilakukan dan akan muncul
peringatan bahwa sumber tidak menghasilkan daya listrik. Selanjutnya program akan
membaca kapasitas tiap baterai, contoh diatas menggunakan baterai pertama. Proses ini
sama pada setiap baterai yaitu membaca kapasitas baterai dan memberikan status atas
kondisi tersebut. Jika baterai terisi 100% maka statusnya “1”, saat kurang dari 70% maka
statusnya “0”, dan saat kondisi baterai berada diantara 70% - 100% maka statusnya “2”.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
66
Status inilah yang akan digunakan untuk menentukan baterai mana yang akan
diisi pertama kali. Di dalam program, setiap baterai sudah memiliki prioritas pengisiannya
masing – masing dan status baterai tersebut digunakan untuk memulai pengisian baterai.
Baterai yang akan diisi adalah baterai yang memiliki status “0”, jika kondisi baterai masih
berstatus “2” maka baterai belum akan diisi. Status “2” ini menciptakan logika histerisis
dimana setiap baterai belum akan diisi jika batas bawahnya belum terpenuhi, begitu juga
baterai belum akan berhenti diisi jika batas atasnya belum terpenuhi.
//charging battery 1
if (lb1==0&&lb2==0&&lb3==0)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==0&&lb3==1)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==1&&lb3==0)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==1&&lb3==1)
{PORTD=0x09;};
//charging battery 2
if (lb1==1&&lb2==0&&lb3==0)
{PORTD=0x0A;};
if (lb1==1&&lb2==0&&lb3==1)
{PORTD=0x0A;};
//charging battery 3
if (lb1==1&&lb2==1&&lb3==0)
{PORTD=0x0C;};
//bypass to dummy load
if (lb1==1&&lb2==1&&lb3==1)
{PORTD=0x00;};
Gambar 4.12 Listing Program Sistem Kontrol Otomatis
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
67
Saat ketiga baterai kosong, maka baterai 1 akan diisi terlebih dahulu sesuai
dengan prioritas pengisiannya. Jika baterai 1 sudah penuh maka pengisian beralih ke
baterai 2, begitu juga jika baterai 2 penuh maka akan beralih mengisi baterai 3. Jika ketiga
baterai telah penuh maka sistem akan mem-bypass daya ke dummy load. Listing program
diatas berfungsi untuk melakukan instruksi prioritas pengisian baterai. Tabel pengujian
smart switching disajikan pada tabel di bawah ini.
Tabel 4.3 Pengujian Sistem Kontrol Otomatis
No.
Baterai 1
Baterai 2
Baterai 3
Baterai yang di-charging
1
2
3
4
5
6
7
8
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Baterai 1
Baterai 1
Baterai 1
Baterai 1
Baterai 2
Baterai 2
Baterai 3
Bypass to Dummy Load
Keterangan :
0 : baterai kosong
1 : baterai penuh
4.3.3. Output Regulator
Output regulator merupakan rangkaian akhir yang akan menyediakan
daya
keluaran bagi beban. Output keluaran berjumlah empat buah, yaitu Output A , Output B,
dan Output C merupakan output yang teregulasi sedangkan Output D merupakan output
yang tidak teregulasi. Output keempat didesain untuk meletakkan dummy load sehingga
tidak perlu diregulasi tegangannya.
Pada output yang teregulasi, memiliki daya keluaran yang berbeda – beda. Output
A dan Output B memiliki daya maksimal 2,5Watt dengan tegangan keluaran 5Volt.
Dengan demikian arus maksimal yang dapat diberikan oleh Output A dan Output B adalah
0,5A. Pada Output C daya maksimal yang dikeluarkan adalah 5Watt dengan tegangan
keluaran sama seperti Output A dan Output B yaitu 5V, dengan demikian arus maksimal
yang dikeluarkan sebesar 1A. jika beban menarik arus lebih besar dari yang diperbolehkan
(beban berlebih) maka otomatis tegangan akan turun menyesuaikan dengan daya
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
68
maksimalnya. Diambil contoh jika beban pada Output A menarik arus hingga 0.7A, maka
sesuai dengan daya maksimalnya yaitu 2,5 W, output tersebut hanya akan menyediakan
tegangan 3,57V saja.
Arus
keluaran
dibatasi
menggunakan
rangkaian
pembatas
arus
yang
kofigurasinya tersusun atas transistor 2N2222, 2N3055, Rsc, serta sebuah OpAmp. Nilai
Rsc digunakan sebagai adjustment untuk menentukan arus keluaran maksimal.
Gambar 4.13 Rangkaian Pembatas Arus
Cara kerja rangkaian ini adalah sebagai berikut. Tegangan keluaran pada saat
tidak ada beban (open circuit) adalah 5V. untuk mengatur batasan arus maksimal, maka
nilai Rsc harus ditentukan, nilai hambatan Rsc dibuat sedemikian rupa sehingga saat arus
keluaran maksimal tercapai tegangan di Rsc mampu mengaktifkan transistor Q2, sehingga
tegangan keluaran Opamp akan terbagi sehingga oleh rangkaian Ra dan Rb tegangan
referensi bagi Opamp akan berubah dan mengakibatkan OpAmp akan cut-off secara
berulang kali sehingga tegangan output akan menurun. Hal inilah yang menyebabkan efek
penurunan tegangan saat beban menarik arus berlebih.
Pengujian output regulator dilakukan dengan memberikan variasi beban pada
port keluaran. Setiap beban akan menarik arus yang berbeda – beda dari port keluaran.
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sistem pembatas arus telah bekerja sesuai
dengan perancangan awal atau belum. Data pengujian merupakan data keluaran output
regulator dengan beban yang bervariasi seperti ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
69
Tabel 4.4 Pengujian Output Regulator
Load
(Ω)
50
25
15
10
8
6
5
4
Output A
Vo (V) Io (mA)
5
100
5
198
5
333
4.98
498
4
622
~
~
~
~
~
~
Output B
Vo (V) Io (mA)
5
98
5
201
5
330
4.98
500
4.96
624
~
~
~
~
~
~
Output C
Vo (V) Io (mA)
~
~
~
5
5
5
4.97
4.02
~
~
~
502
626
835
997
1245
Output D
Vo (V) Io (mA)
7.26
140
6.59
282
6.35
473
6.09
720
5.95
854
5.53
978
5.24
1086
4.94
1165
Output A dan B (5V/0,5A) dirancang memiliki daya keluaran maksimal sebesar
2,5 Watt. Artinya tegangan akan tetap bernilai 5V selama keluarannya tidak lebih dari
0,5A. Jika arus yang ditarik lebih dari 0,5A maka otomatis tegangan akan menurun. Hal ini
didasarkan pada rumus daya P = V . I dengan nilai daya yang tetap, jika arus berebih maka
tegangan menurun. Seperti terlihat pada tabel diatas pada saat beban bernilai 50 Ohm
sampai 15 ohm tegangan masihg tetap bernilai 5V. Baru kemudian saat beban diperkecil
supaya menarik arus lebih besar tegangan mulai berkurang, pada saat beban 10 Ohm
tegangan berkurang 0.02V dan saat beban bernilai 8 Ohm, tegangan menurun menjadi 4V
karena arus yang ditarik telah melebihi batasan maksimalnya.
Output C (5V/1A) memiliki daya keluaran maksimal 5 Watt, dua kali lebih besar
jika dibandingkan dengan Port A dan Port B yang hanya memiliki keluaran daya maksimal
2,5 Watt. Port C dirancang jika arus yang ditarik beban melebihi 1A maka otomatis
tegangan akan menurun sebanding dengan kenaikan arusnya. Sama seperti dua port
sebelumnya, terlihat bahwa pada saat beban bernilai 10 Ohm sampai 6 Ohm tegangan
keluarannya tetap bernilai 5 V. Namun pada saat diberi beban 5 Ohm tegangannya turun
0.03V menjadi 4.97V. Penurunan tegangan yang ekstrim terjadi pada saat beban 4 Ohm,
karena arus keluaran yang ditarik telah melebihi batasan maksimal 1A, maka tegangan
akan menurun menjadi 4.02V.
4.3.4. Menu
Seperti halnya pada smartphone, alat ini juga memiliki beragam menu yang
memiliki fungsi dan tugasnya masing – masing. Menu dikontrol oleh masukan dari user
terhadap tombol. Jika user menekan tombol, maka tombol akan memberikan masukan pada
Port B mikrokontroler untuk kemudian diterjemahkan menjadi instruksi tertentu. Tombol
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
70
“back” terhubung pada pin PB.0, tombol “menu/next” terhubung pada pin PB.1, dan
tombol “ok” terhubung pada pin PB.2. Setiap masukan yang diterima oleh pin – pin
tersebut akan diterjemahkan menjadi instruksi seperti yang tersaji pada tabel 4.5 di bawah
ini.
Tabel 4.5 Instruksi pada Masukan Tombol
Input
PB.0
PB.1
PB.2
Instruksi
a=0
a++
b=1
Keterangan
kembali ke tampilan sebelumnya
ke menu selanjutnya
masuk ke sub menu
Setiap tampilan menu memiliki kode kombinasinya masing – masing, kode inilah
yang digunakan oleh program untuk menjalankan instruksi dalam satu waktu tertentu. Jadi
alat ini hanya bisa menjalankan satu menu tertentu saja, namun teradapat pengecualian
dimana proses charging akan tetap berlangsung saat user masuk ke menu – menu lain
diluar menu charging. Artinya proses charging akan menjadi background procces jika
telah diaktifkan terlebih dahulu. Berikut kode kombinasi tiap menu disajikan dalam tabel
4.6 dibawah ini.
Tabel 4.6 Kode Kombinsi Menu
Kondisi
a
b
0
0
1
0
1
1
2
0
2
1
3
0
3
1
3
2
3
3
4
0
4
1
Menu yang Dieksekusi
oleh Program
Home Display
Source Display
Source Menu
Battery Display
Battery Menu
Charging Display
Start Charging
Charging Menu
Warning
Load Display
Load Menu
Program akan menterjemahkan perintah – perintah diatas lalu mengeksekusinya,
hasil dari eksekusi program akan tertampil pada LCD. Dengan begitu kita dapat
mengetahui proses apa yang berjalan pada alat ini melalui LCD di bagian inteface.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
//home display
while (a==0)
//charging menu
//keep charging if c=1
//source display
//keep charging if c=1
//charging flag
//source menu
c=1;
while (a==1&&b==1)
//warning if sources is not available
//keep charging if c=1
//battery display
while (a==3&&b==3)
warning();
while (a==2&&b==0)
//keep charging if c=1
//load display
//battery menu
battery();
while (a==3&&b==2)
charging();
while (a==1&&b==0)
source();
71
while (a==4&&b==0)
//keep charging if c=1
//charging display
while (a==3&&b==0)
//load menu
while (a==4&&b==1)
load();
//keep charging if c=1
//start charging?
while (a==3&&b==1)
Gambar 4.14 Listing Program Menu
Pengujian menu diperlukan untuk mengetahui apakah user interface dari alat
dapat menerima dan memproses masukan yang diinputkan oleh user. Pengujian dilakukan
dengan memberikkan perintah atau kondisi tertentu kepada alat dan dilihat apakah sudah
sesuai dengan perancangan atau belum. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan
masukan pada tombol dan melihat respons alat melalui LCD.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
72
Pengujian 1 : Keseluruhan Menu
Gambar 4.15 Alur Pengujian 1
Keterangan :
Tampilan awal adalah home display, saat tombol “menu” ditekan maka akan
masuk ke tampilan menu source. Jika tombol “next” ditekan lagi maka akan masuk ke
tampilan menu battery. Tombol dengan simbol rumah merupakan tombol “menu” sekaligus
tombol “next”. Saat mencapai menu terakhir yaitu menu load, jika tombol “next” ditekan
lagi maka akan kembali ke tampilan menu source. Namun jika tombol “back” ditekan
maka akan kembali ke home display.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
73
Pengujian 2 : Masuk ke Sub Menu
Gambar 4.16 Alur Pengujian 2
Keterangan :
Dari tampilan home display, tombol “menu“ ditekan. Kemudian tetap
menggunakan tombol yang sama yaitu tombol “next”, tombol ditekan lagi sampai
menemukan menu yang diinginkan. Setelah sampai pada menu yang diinginkan, pada
pengujian kali ini yaitu menu charging, tombol “ok” ditekan, maka akan masuk ke sub
menu charging.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
74
Pengujian 3 : Parameter
Gambar 4.17 Alur Pengujian 3
Keterangan :
Pengujian 3 dilakukan untuk mengetahui apakah indikator pada output regulator
dapat bekerja sesuai dengan perancangan atau tidak. Sama seperti pengujian 2, dari home
display tombol menu ditekan hingga menemuan menu load. Kemudian tombol “ok”
ditekan dan masuk ke sub menu load yang menampilkan parameter output regulator.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
75
Pengujian 4 : Warning
Gambar 4.18 Tampilan Warning
Pengujian 4 dilakukan saat proses charging sedang berlangsung dan kemudian
sumber berhenti menghasilkan daya. Maka lampu indikator warna merah akan berkedip
dan buzzer juga akan berbunyi.
4.4.
Analisis Keseluruhan Alat
Dari beberapa pngujian diatas dapat disimpulkan bahwa alat telah berhasil dan
mampu berfungsi sesuai dengan perancangan yang telah dibuat. Masing – masing sub
sistem dapat bekerja dengan baik sehingga mendukung kinerja alat secara menyeluruh.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan
proses
penelitian
ini,
dapat
disimpulkan
bahwa
dengan
menggunakan metode smart switching dihasilkan sistem kontrol dan manajemen
pembangkit listrik alternatif solar cell dan kincir angin yang dapat meningkatkan efisiensi
penyimpanan daya listrik dengan ditunjang oleh beberapa fasilitas yaitu :
1. Fasilitas monitoring daya pada sumber.
Alat mampu memonitor parameter tegangan, arus, dan daya yang dihasilkan
sumber serta memberikan peringatan disaat sumber berhenti menghasilkan daya.
2. Fasilitas monitoring daya pada beban.
Alat mampu memonitor penggunaan daya oleh beban yang meliputi parameter
tegangan dan arus.
3. Monitoring kapasitas baterai.
Alat mampu memonitor kapasitas baterai penyimpanan dan menampilkannya ke
LCD.
5.2.
Saran
Penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut guna meningkatkan kemampuan
alat tersebut dengan mempertimbangkan saran – saran berikut :
1. Sistem ini dapat dikembangkan pada pembangkit listrik yang lebih besar dayanya
dengan menambah kapasitas penyimpanan energi listrik.
2. Sistem ini dapat dimonitor menggunakan perangkat personal computer (PC) atau
laptop dengan menggunakan fasilitas USART yang terdapat pada mikrokontroler
ATMega 8535.
3. Pengembangan sistem ini sebaiknya dirancang seminimalis dan seergonomis
mungkin tanpa mengurangi fungsi utama dari alat tersebut supaya mendukung
sifat mobile device sehingga tetap mudah dibawa atau dipindahkan ke tempat lain
(portable).
76
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
Saepudin, Aep., 2015, Langkah Strategis Mengatasi Krisis Energi Listrik,
http://www.alpensteel.com/article/131-225-pemadaman-listrik/1329-langkahstrategis-mengatasi-krisis-energi-listrik, diakses pada 5 April 2015.
Zein, Ridlwan., 2014, Proses Pembangkitan Energi Listrik Tenaga Angin Grup
Barat PLTH Pandansimo, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Diponegoro, Semarang.
Purnamasari, Ratih., 2013, Listrik Tenaga Angin Dan Surya Menghidupi Pantai Ini,
http://teknologi.kompasiana.com/terapan/2013/11/06/listrik-tenaga-angin-dansurya-menghidupi-pantai-ini-605650.html, diakses pada 5 April 2015.
_____, 2015,Datasheet Mikrokontroler ATmega8535. USA: ATMEL. Hal 3
M. Ary Heryanto, Wisnu Adi P., 2008, Pemrograman Bahasa C untuk
Mikrokontroler Atmega8535. Penerbit Andi. Yogyakarta.
Luque, Antonio. and Hegedus Steven., 2010,Handbook of Photovoltaic Science and
Engineering Second Edition, A John Wiley and Sons Ltd, USA.
Purnomo, Wahyu., 2010,Pengisian Baterai Otomatis Dengan menggunakan Solar
Cell, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma,
Depok.
Anneahira, _____, Penemu kincir Angin, http://www.anneahira.com/penemukincir-angin.htm, diakses pada 10 April 2015.
Linden, David. And B. Reddy, Thomas. 2001, Handbook of Batteries Third
Edition, McGraw-Hill, New York.
Faizal, 2014, Prinsip Kerja Baterai, http://birulinc.com/, diakses pada 26 Maret
2015.
_____, 2014, Datasheet LM317 3-Terminal Adjustable Regulator, Texas
Instruments, USA.
_____, 2012,LCD (Liquid Crystal Display),http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/lcd-liquid-cristal-display/, diakses pada 9 April 2015.
Boylestad, Robert., 1992, Electronic Devices And Circuit Teory : Fifth Edition,
Prentice-Hall International, Inc. USA.
77
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN I
LISTING PROGRAM
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project : Automatic Control System for Alternative Power Plant
Version :
Date
: 21-Jul-2015
Author : Michael Aditya
Company :
Comments:
Chip type
: ATmega8535
Program type
: Application
AVR Core Clock frequency: 11.059200 MHz
Memory model
: Small
External RAM size
:0
Data Stack size
: 128
*****************************************************/
L1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC
#endasm
#include <lcd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//menu
int a;
int b;
//source
char voltip[4], arusip[4], dayaip[16];
float dtadc0, dtadc1, dayasumber;
//battery
char temp3[4], temp4[4], temp5[4], temp6[4], temp7[4], temp8[4];
float dtadc2, dtadc3, dtadc4, lb1, lb2, lb3;
//charging
int c, cs;
char cstat[33];
//load
char voltop[4], arusop[4], dayaop[4];
L2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
float dtadc5, dtadc6, dayakeluar;
#define ADC_VREF_TYPE 0x40
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}
void source()
{
//volt
dtadc0=5*(((float)read_adc(0))*5/1023);
ftoa(dtadc0,2,voltip);
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("Volt");
lcd_gotoxy(6,1);
L3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
lcd_puts(voltip);
lcd_gotoxy(10,1);
lcd_putsf("V");
delay_ms(25);
//arus
dtadc1=5.405*((((float)read_adc(1))*5/1023)-2.5);
ftoa(dtadc1,1,arusip);
lcd_gotoxy(12,0);
lcd_putsf("Arus");
lcd_gotoxy(12,1);
lcd_puts(arusip);
lcd_gotoxy(15,1);
lcd_putsf("A");
delay_ms(25);
//daya
dayasumber=dtadc0*dtadc1;
ftoa(dayasumber,2,dayaip);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Daya");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(dayaip);
lcd_gotoxy(4,1);
lcd_putsf("W ");
delay_ms(25);
L4
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
}
void battery()
{
//battery 1
dtadc2=27.027*(((float)read_adc(2))*5/1023);
ftoa(dtadc2,0,temp3);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Bat1");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(temp3);
lcd_gotoxy(3,1);
lcd_putsf("%");
//battery 2
dtadc3=27.027*(((float)read_adc(3))*5/1023);
ftoa(dtadc3,0,temp4);
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("Bat2");
lcd_gotoxy(6,1);
lcd_puts(temp4);
lcd_gotoxy(9,1);
lcd_putsf("%");
//battery 3
dtadc4=27.027*(((float)read_adc(4))*5/1023);
L5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ftoa(dtadc4,0,temp5);
lcd_gotoxy(12,0);
lcd_putsf("Bat3");
lcd_gotoxy(12,1);
lcd_puts(temp5);
lcd_gotoxy(15,1);
lcd_putsf("%");
delay_ms(75);
lcd_clear();;
}
void charging()
{
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<1)
{b=3;}
//battery 1
dtadc2=27.027*(((float)read_adc(2))*5/1023);
ftoa(dtadc2,0,temp3);
if (dtadc2>=95)
{lb1=1;};
if (dtadc2<=70)
{lb1=0;};
L6
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
if (dtadc2>70&&dtadc2<98)
{lb1=2;};
ftoa(lb1,0,temp6);
//battery 2
dtadc3=27.027*(((float)read_adc(3))*5/1023);
ftoa(dtadc3,0,temp4);
if (dtadc3>=95)
{lb2=1;};
if (dtadc3<=70)
{lb2=0;};
if (dtadc3>70&&dtadc3<98)
{lb2=2;};
ftoa(lb2,0,temp7);
//battery 3
dtadc4=27.027*(((float)read_adc(4))*5/1023);
ftoa(dtadc4,0,temp5);
if (dtadc4>=95)
{lb3=1;};
if (dtadc4<=70)
{lb3=0;};
if (dtadc4>70&&dtadc4<98)
{lb3=2;};
ftoa(lb3,0,temp8);
L7
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
//charging battery 1
if (lb1==0&&lb2==0&&lb3==0)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==0&&lb3==1)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==1&&lb3==0)
{PORTD=0x09;};
if (lb1==0&&lb2==1&&lb3==1)
{PORTD=0x09;};
//charging battery 2
if (lb1==1&&lb2==0&&lb3==0)
{PORTD=0x0A;};
if (lb1==1&&lb2==0&&lb3==1)
{PORTD=0x0A;};
//charging battery 3
if (lb1==1&&lb2==1&&lb3==0)
{PORTD=0x0C;};
//bypass to dummy load
if (lb1==1&&lb2==1&&lb3==1)
{PORTD=0x00;};
if (PORTD==0x09)
{cs=1;};
L8
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
if (PORTD==0x0A)
{cs=2;};
if (PORTD==0x0C)
{cs=3;};
if (PORTD==0x00)
{cs=0;};
//indicator charging
if (PORTD==0x09||PORTD==0x0A||PORTD==0x0C)
{PORTB.4=1;}
else
{PORTB.4=0;};
}
void load()
{
//volt
dtadc5=5*((float)read_adc(5))*5/1023;
ftoa(dtadc5,2,voltop);
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("Volt");
lcd_gotoxy(6,1);
lcd_puts(voltop);
lcd_gotoxy(10,1);
lcd_putsf("V");
delay_ms(25);
L9
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
//arus
dtadc6=5.405*((((float)read_adc(6))*5/1023)-2.5);
ftoa(dtadc6,1,arusop);
lcd_gotoxy(12,0);
lcd_putsf("Arus");
lcd_gotoxy(12,1);
lcd_puts(arusop);
lcd_gotoxy(15,1);
lcd_putsf("A");
delay_ms(25);
//daya
dayakeluar=dtadc5*dtadc6;
ftoa(dayakeluar,2,dayaop);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Daya");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(dayaop);
lcd_gotoxy(4,1);
lcd_putsf("W ");
delay_ms(25);
if (dtadc6>0)
{PORTB.5=1;}
else
L10
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{PORTB.5=0;};
}
void warning()
{
PORTD=0xF0;
//discharging all battery
lcd_gotoxy(3,0);
lcd_putsf("Sources Is
Not Available!");
PORTB.6=1;
PORTB.7=1;
delay_ms(25);
PORTB.4=0;
PORTB.5=0;
PORTB.6=0;
PORTB.7=0;
delay_ms(25);
if (PINB.0==0||PINB.2==0)
{
PORTB.7=0;
b=0;
lcd_clear();
};
}
// Declare your global variables here
L11
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
void main(void)
{
PORTA=0x00; DDRA=0x00;
PORTB=0x00; DDRB=0xF8;
PORTC=0x00; DDRC=0xFF;
PORTD=0x00; DDRD=0x0F;
TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00;
TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00; ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;
ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00;
OCR2=0x00; MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;
TIMSK=0x00; ACSR=0x80; SFIOR=0x00;
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84; SFIOR&=0xEF;
// LCD module initialization
lcd_init(16);
L12
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
a=0; b=0; c=0;
PORTD=0x00;
PORTB.3=1;
//greeting message
lcd_gotoxy(1,0);
lcd_putsf("Welcome To The Green Technology");
delay_ms(150);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" Michael Aditya
-1126-");
delay_ms(150);
lcd_clear();
while (1)
{
PORTB.7=0;
//keep the process if charging was activated
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
L13
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
a=3; b=3; c=0;
};
};
//home display
while (a==0)
{
lcd_gotoxy(4,0);
lcd_putsf("-Active-");
lcd_gotoxy(5,1);
lcd_putsf("[menu]");
if (PINB.1==0)
{
a++;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
L14
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
a=3; b=3; c=0;
};
};
//load status
dtadc6=5.405*((((float)read_adc(6))*5/1023)-2.5);
if (dtadc6>0)
{PORTB.5=1;}
else
{PORTB.5=0;};
};
//source display
while (a==1&&b==0)
{
lcd_gotoxy(5,0);
lcd_putsf("Source");
if (PINB.0==0)
{
a=0; b=0;
delay_ms(25);
};
if (PINB.1==0)
{
a++;b=0;
delay_ms(25);
L15
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
lcd_clear();
};
if (PINB.2==0)
{
b=1;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
};
//source menu
while (a==1&&b==1)
{
source();
if (PINB.0==0)
L16
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{
b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
}
//battery dispalay
while (a==2&&b==0)
{
lcd_gotoxy(4,0);
lcd_putsf("Battery");
if (PINB.0==0)
{
a=0;
L17
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
delay_ms(25);
};
if (PINB.1==0)
{
a++;b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
if (PINB.2==0)
{
b=1;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
}
L18
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
//battery menu
while (a==2&&b==1)
{
battery();
if (PINB.0==0)
{
b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
}
//charging display
while (a==3&&b==0)
L19
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{
lcd_gotoxy(4,0);
lcd_putsf("Charging");
if (PINB.0==0)
{
a=0;
delay_ms(25);
};
if (PINB.1==0)
{
a++;b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
if (PINB.2==0)
{
b=1;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
L20
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
}
//start charging?
while (a==3&&b==1)
{
lcd_gotoxy(5,0);
lcd_putsf("Start");
lcd_gotoxy(3,1);
lcd_putsf("Charging ?");
if (PINB.2==0)
{
b=2;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
if (PINB.0==0)
{
b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
L21
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
}
//charging menu
while (a==3&&b==2)
{
charging();
lcd_gotoxy(4,0);
lcd_putsf("Charging");
lcd_gotoxy(3,1);
sprintf(cstat,"Battery 0%d",cs);
lcd_puts(cstat);
if (PINB.0==0)
{
b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
c=1;
//charging flag
}
//warning if sources is not available
while (a==3&&b==3)
{warning();}
//load display
while (a==4&&b==0)
L22
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{
lcd_gotoxy(6,0);
lcd_putsf("Load");
if (PINB.0==0)
{
a=0;
delay_ms(25);
};
if (PINB.1==0)
{
a=1;b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
if (PINB.2==0)
{
b=1;
delay_ms(25);
lcd_clear();
};
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
L23
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
{
lcd_clear();
a=3; b=3; c=0;
};
};
};
//load menu
while (a==4&&b==1)
{
load();
if (PINB.0==0)
{
b=0;
delay_ms(25);
lcd_clear();
}
//keep charging
if (c==1)
{charging();
//source checking
dtadc0=((float)read_adc(0))*5/1023;
if (dtadc0<=2)
{
lcd_clear();
L24
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
a=3; b=3; c=0;
};
};
}
}
}
L25