Metodologi Perancangan - PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Metodologi Perancangan

Untuk mempermudah perancangan sistem diperlukan sebuah diagram blok sistem yang mana tiap blok mempunyai fungsi dan cara kerja tertentu. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah sebagai berikut :

3.1.1 Tahap Persiapan

Metode Pelaksanaan dalam penelitian ini secara umum dibagi kedalam 5 tahap yang diperlihatkan oleh diagram berikut :

Tahap 1 : Pendesainan Prototipe Alat

Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mendesain Alat dengan menggunakan software google sketch-up 2016. Pada tahap ini akan di desain komponen-komponen alat yaitu desain ruang alat sebagai tempat sensor.

Tahap 2 : Pembuatan Prototipe Alat

Ruang alat dibuat berbentuk balok dari bahan triplek sebagai wadah tempat objek pada alat.

Tahap 3 : Pembuatan Rangkaian Alat

Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan rangkaian alat yang berfungsi untuk melakukan akusisi data secara otomatis yang diperoleh sensor.

3.1.2 Tahap Pembuatan Sistem

Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan rangkaian alat yang berfungsi untuk melakukan akusisi data secara otomatis yang diperoleh sensor. Adapun tahapan- tahapan pelaksanaan pada tahap ini sebagai berikut :

a. Mendesain layout rangkaian dengan software Eagle.

b. Mencetak hasil layout pada kertas foto dengan menggunakan printer laser Z . c. Mencetak hasil cetakan pada PCB dengan cara memanaskanya pada suhu 160 ⁰C kemudian dilarutkan dengan menggunakan larutan FeCl2.

d. Memasang komponen- komponen elektronik sesuai dengan jalur yang telah dibuat pada layout rangkaian.

3.1.3 Tahap Pengukuran, Analisis dan Kesimpulan

Dalam menyusun Tugas Akhir ini penulis melakukan beberapa penerapan metode penelitian untuk menyelesaikan permasalahan. Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan cara :

a) Studi pustaka untuk mengumpulkan, mempelajari serta menyeleksi bahan-bahan tentang pemograman berbasis Mikrokontroller Arduino.

b) Pengumpulan data yang berhubungan dengan tugas akhir

Data yang dibutuhkan adalah data-data tentang komponen-komponen elektronika yang akan digunakan dalam perancangan alat.

c) Analisis Sistem

Melakukan analisis terhadap program yang akan dibuat serta komponen-komponen elektronika yang digunakan.

d) Perancangan Sistem

Merancang suatu sistem penerangan lampu taman menggunakan panel surya berbasis Mikrokontroller Arduino Nano. Termasuk interface aplikasi dan perancangan susunan rangkaian elektronika.

e) Impelentasi Sistem (Coding).

Menyusun kode program untuk sistem penerangan lampu taman menggunakan panel surya berbasis Mikrokontroller Arduino Nano.

f) Testing

Melakukan pengujian sistem yang telah dibuat sehingga dapat melakukan perbaikan sistem apabila ditemukan kesalahan pada sistem.

g) Dokumentasi Sistem.

Pembuatan dokumentasi sistem,lengkap dengan analisis yang telah diperoleh.

3.2 Perancangan Sistem 3.2.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

3.2.2 Perancangan Rangkaian 1. Rangkaian Arduino nano

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler Arduino nano. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Mikrokontroller Arduino nano memiliki arsitektur Harvard,

Sensor Tegangan

LCD 16 X 2 Charger Kontroler

Panel

Surya Sensor Arus Arduino

Nano

Sensor Intensitas

Baterai

yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja..

Gambar 3.2 Rangkaian Arduino nano

2. Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator)

Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supplay tegangan dari baterai keseluruh rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian regulator ini yaitu 5 volt. Pada rangkaian diatas baterai 12 volt terhubung pada capasitor 100 nf, lalu dihubungkan pada tegangan input ic regulator 7805 agar mendapat output 5 volt dc, output 5 volt dc inilah yang akan berfungsi untuk memberi supply pada sistem Arduino nano.

Gambar 3.3 Rangkaian Regulator

3. Rangkaian Sensor Tegangan

Rangkaian ini berfungsi sebagai input pembacaan nilai tegangan yang dihasilkan oleh panel surya.

Gambar 3.4. Rangkaian Sensor Tegangan 4. Rangkaian Sensor Arus

Rangkaian ini berfungsi sebagai input pembacaan nilai arus yang dihasilkan oleh panel surya.

Gambar 3.5. Rangkaian Sensor Arus 5. Rangkaian Sensor Intensitas Cahaya

Rangkaian ini berfungsi sebagai input pembacaan nilai intensitas cahaya yang diterima oleh panel surya.

Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Intensitas Cahaya 6. Sistem Panel Surya

Rangkaian ini berfungsi sebagai sistem power supply yang dimana daya yang dihasilkan berasal dari sinar matahari yang dikonversi menjadi energi listrik dan kemudian disimpan pada baterai 12 volt..

Gambar 3.7. Rangkaian Sistem Panel Surya

3.2.3 Perancangan Perangkat Lunak Sistem

Gambar 3.8 FlowChart Sistem

3.3 Pengujian Rangkaian dan Pengukuran Hasil Sistem 3.3.1 Pengujian Display LCD

Rangkaian LCD dihubungkan ke PD.0….PD6, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer, yaitu sebagai timer/counter, komperator analog dan spimempunyai fungsi khusus sebagai pengerimana data secara serial.

START

INISIALISASI PROGRAM

SENEOR TEGANGAN MEMBACA NILAI TEGANGAN SENSOR ARUS MEMBACA NILAI ARUS

SENSOR INTENSITAS CAHAYA MEMBACA NILAI INTENSITAS CAHAYA

TAMPILAN NILAI PADA LCD

SELESAI

Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat di kendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.

Pada bagian ini, mikrokontroller dapat member data langsung ke LCD. Pada LCD Hitachi- M11632 sudah terdapat driver untk mengubah ASCII output mikrokontroller menjadi tampilan karakter.

Tabel diatas merupakan hasil pengukuran pada Display LCD, pengukurann dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah LCD bekerja dengan baik atau tidak yaitu dengan membandingkan tegangan terukur dengan program maupun data sheet.

3.3.2 Pengujian Sensor Tegangan

Pengujian Sensor Tegangan dilakukan dengan membandingkan hasil dari pengukuran alat yang sudah berstandart yaitu multimeter digital dan kemudian dilakukan juga pengukuran dengan alat yang dibuat. Hasil pengukuran Sensor tegangan dapat dilihat pada table dibawah ini

Tabel 3.2. Pengujian Sensor Tegangan

NO Hasil Pengukuran Multimeter Hasil Pengukuran Alat

1 13,20 Volt 13,71 Volt

2 11,16 Volt 11,37 Volt

3 8,27 Volt 8,11 Volt

4 5,40 Volt 5,10 Volt

3.3.3 Pengujian Sensor Arus

Pengujian Sensor Arus dilakukan dengan membandingkan hasil dari pengukuran alat yang sudah berstandart yaitu multimeter digital dan kemudian dilakukan juga pengukuran dengan alat yang dibuat. Hasil pengukuran Sensor Arus dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 3.3. Pengujian Sensor Arus

NO Hasil Pengukuran Multimeter Hasil Pengukuran Alat

1 0,51 Ampere 0,54 Ampere sensor dalam keadaan gelap dan keadaan terang,. Hasil pengukuran Sensor tegangan dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 3.4. Pengujian Sensor Intensitas Cahaya

NO Kondisi Nilai Sensor Intensitas Cahaya

1 Gelap 241 lux

2 Gelap 284 lux

3 Terang 1530 lux

4 Terang 1430 lux

BAB IV

PEMBAHASAN HASIL PENGUKURAN

4.1 Analisis Hasil Pengukuran

Pengukuran dilakukan dengan cara pengujian sistem secara keseluruhan,dan dilakukan perbandingan dengan alat standar.Pengukuran dilakukan untuk mengetahui Arus,Tegangan,dan Intensitas cahaya yang diterima dari SolarCell.

Table 4.1 Pengujian Sistem Keseluruhan

JAM TEGANGAN (V) ARUS(mA) INTENSITAS (Lux) KONDISI

10:00 17.16 14.95 22145.00 Terang Intensitasnya.Pada pengujian sistem ini menggunakan SolarCell 10WP dimana.Cara kerja panel surya yang pertama adalah panel surya dapat menghasilkan listrik dengan menggunakan sistem fotovoltaik.Fotovoltaik adalah fenomena yang mengubah energi matahari menjadi arus listrik.Listrik yang dihasilkan oleh sistem panel surya disimpan dalam baterai sebagai penyimpanan Tegangan sementara.Mikrokontroller yang digunakan dalam perancangan alat ini adalah Mikrokontroller AtMega 328P.Dan tampilannya akan dilihat di LCD,baik arus,tegangan,dan intensitasnya.

4.2 Kalibrasi Alat

Pengukuran dilakukan untuk mencari keakuratan sensor Tegangan,Sensor arus,sensor intensitas,dengan dilakukan perbandingan pengujian menggunakan dengan pembanding yaitu Multimeter.

4.2.1 Pengukuran Sensor Tegangan

Pengujian Sensor Tegangan dilakukan dengan membandingkan hasil dari pengukuran alat yang sudah berstandart yaitu multimeter digital dan kemudian

dilakukan juga pengukuran dengan alat yang dibuat.Hasil pengukuran Sensor tegangan dapat dilihat pada table dibawah ini

Tabel 3.2. Pengujian Sensor Tegangan

NO Hasil Pengukuran Multimeter Hasil Pengukuran Alat

1 13,20 Volt 13,71 Volt

Pengujian Sensor Arus dilakukan dengan membandingkan hasil dari pengukuran alat yang sudah berstandart yaitu multimeter digital dan kemudian dilakukan juga

pengukuran dengan alat yang dibuat. Hasil pengukuran Sensor Arus dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 3.3. Pengujian Sensor Arus

NO Hasil Pengukuran Multimeter Hasil Pengukuran Alat

1 0,51 Ampere 0,54 Ampere sensor dalam keadaan gelap dan keadaan terang,. Hasil pengukuran Sensor tegangan dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 3.4. Pengujian Sensor Intensitas Cahaya

NO Kondisi Nilai Sensor Intensitas Cahaya

1 Gelap 241 lux

2 Gelap 284 lux

3 Terang 1530 lux

4 Terang 1430 lux

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan system,maka penulis dapat menarik kesimpulan,antara lain:

1. Penelitian ini diawali dengan pengukuran intensitas cahaya matahari pada area permukaan sel surya, pada saat pengukuran intensitas cahaya matahari tersebut juga dilakukan pengukuran tegangan keluaran dan arus listrik. Bahwa intensitas mataharai mempengaruhi besar daya, dimana bila intensitas rendah daya yang dihasilkan rendah sedang intensitas tinggi daya yang dihasilkan akan naik pula.

2.Dengan Menggunakan Arduino nano Sebagai mikrokontrolernya,dapat digunakan sebagai kontrol dalam perancangan alat ini.Pengembangan dalam perancangan alat ini dapat menggunakan mikrokontroller yang lebih bagus dan lebih cepat dalam memproses data.

3.Cara kerja panel surya yang pertama adalah panel surya dapat menghasilkan listrik dengan menggunakan sistem fotovoltaik. Fotovoltaik adalah fenomena yang mengubah energi matahari menjadi arus listrik. Listrik yang dihasilkan oleh sistem panel surya disimpan dalam baterai sebagai penyimpanan Tegangan sementara

5.2 Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dilakukan perancangan lebih lanjut,yaitu:

1.Diharapkan alat ini dapat dikembangkan selanjutnya untuk membantu pemanfaatan cahaya matahahari menjadi energi listrik

2.Diharapkan untuk perancangan alat digunakan sensor yang memiliki ketelitian yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Pratamo,Andi.2005.Panduan Praktis Pemograman AVR Mikrokontroler.

Yogyakarta : Penerbit ANDI.

Malvino, Albert paul.2003. Prinsip-prinsip Elektronika.Jilid 1 & 2. Edisi Pertama.

Jakarta: Salemba Teknika.

Widodo,Budiharto. 2004. Elektronika Digital Dan Mikrokontroller.

Yogyakarta:Andi Offset

Sugarto Fajar. 1991. Teori Dasar Elektronika. Surabaya: CV Anugerah Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika.Yogyakarta : Penerbit Andi

LAMPIRAN 1.Rangkaian Keseluruhan

2. Program

#include <Wire.h>

#include <BH1750.h>

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7);

BH1750 lightMeter;

float tegangan;

int teganganPin = A0;

void setup(){

lcd.begin(16, 2);

Serial.begin(9600);

// Initialize the I2C bus (BH1750 library doesn't do this automatically) Wire.begin();

// On esp8266 you can select SCL and SDA pins using Wire.begin(D4, D3);

lightMeter.begin();

Serial.println(F("BH1750 Test begin"));

}

void loop() { float average = A1;

for(int i = 0; i < 1000; i++) {

average = average + (0.0264 * analogRead(A1) -13.51);

float lux = lightMeter.readLightLevel();

Serial.print("Light: ");

lcd.print(average);

lcd.print("mA");

delay(1000);

}

3.Gambar Alat

Datasheet acs712

Datasheet BH1750

Dalam dokumen PENGARUH INTENSITAS CAHAYA MATAHARI TERHADAP KINERJA PANEL SURYA BERBASIS ARDUINO NANO TUGAS AKHIR FIRODO RIZKY SUPRIMA GIRSANG (Halaman 35-57)