BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Panel Surya (Photovoltaic Cell)
2.1.1 Prinsip Kerja Panel Surya
Sel surya terbuat dari bahan semikonduktor memiliki elektron yang terikat dengan lemah pada suatu pita energi yang disebut pita valensi. Ketika energi yang lebih besar dari batas threshold (band gap energi) diberikan kepada elektron di pita valensi tersebut, maka ikatan elektron tersebut akan putus. Kemudian elektron tersebut bergerak bebas pada suatu pita energi baru yang disebut pita konduksi.
Elektron bebas pada pita konduksi dapat menghasilkan listrik. Energi yang dibutuhkan untuk membebaskan elektron ini dapat berasal dari foton, yang merupakan partikel dari cahaya.
Gambar 2.1 Skema efek photovoltaic
Gambar 2.1 menunjukkan proses yang terjadi pada sel surya ketika dipaparkan cahaya. Foton-foton yang merupakan partikel cahaya menabrak elektron. Ketika energi foton tersebut cukup maka elektron akan didorong keluar dari pita valensi (V) melewati pita pemisah (band gap) menuju pita konduksi (CB). Kemudian suatu selective contact mengumpulkan elektron-elektron pada pita konduksi dan menggerakkan elektron-elektron tersebut. Elektron yang bergerak inilah yang disebut sebagai arus listrik. Energi dari arus listrik digunakan untuk mengerjakan berbagai hal sebelum kembali menuju pita valensi melalui selective contact yang kedua.
Sel surya dianggap sebagai suatupn junction karena adanya “doping”.
Doping ini menyebabkan salah satu selective contact menjadi sisi p (banyak muatan positif) dan yang lain menjadi sisi n (banyak muatan negatif). Pemodelan dan pemahaman prinsip kerja sel surya menjadi lebih sederhana dengan menggunakan konsep pn junction.
2.2 Maximum Power Point Tracking (MPPT)
Maximum Power Point Tracking atau sering disingkat dengan MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum. Perlu diperhatikan, MPPT bukanlah sebuah sistem tracking mekanik yang digunakan untuk mengubah posisi modul terhadap posisi matahari sehingga mendapatkan energi maksimum matahari. MPPT benar-benar sebuah sistem
elektronik yang bisa menelusuri titik power maksimum power yang bisa dikeluarkan oleh sebuah panel PV.
Gambar 2.2 Posisi dP/dV yang berbeda pada kurva daya sel surya
2.2.1 Pertubation & Observation (P&O)
Metode Pertubation & Observation terdiri dari dua tahap; perturb yaitu mengubah dan observation yaitu menghitung perubahan daya akibat aksi perturb sebelumnya. Jika perubahan daya positif maka perturb selanjutnya akan tetap pada arah yang sama, sedangkan jika perubahan daya negatif maka perturb akan dibalik. Seperti halnya ICM, besar perturb yang diberikan tetap. Untuk itu, masalah waktu penjajakan dan osilasi MPP diselesaikan dengan menggunakan besar pertubation yang bervariasi.
2.3 Boost Converter
Dc-dc converter adalah rangkaian elektronika daya untuk mengkonversi level tegangan dc ke level tegangan dc yang berbeda. Salah satu jenis dc-dc converter adalah boost converter. Boost converter adalah suatu dc-dc converter yang memiliki arus masukan kontinyu dan arus keluaran diskontinyu. Prinsip kerja utama dari Boost converter ini adalah kecenderungan induktor untuk melawan perubahan arus yaitu dengan menciptakan dan menghancurkan medan magnet. Dalam Boost converter, tegangan output akan selalu lebih tinggi dari tegangan input. Karakteristik tersebut membuat boost converter digunakan untuk sistem MPPT, sebab ketika arus terputus maka tegangan yang terukur akan sama dengan tegangan rangkaian terbuka. Gambar rangkaian boost converter ditunjukkan oleh Gambar 2.3. Boost converter bekerja dengan cara membuka dan menutup switch secara berkala.
Gambar 2.3 Rangkaian Boost Converter
2.4 MOSFET
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semikonduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC (integrated Circuit) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan Body(B).
MOSFET bekerja secara elektonik memvariasikan sepanjang jalur pembawa muatan (electron atau hole).Muatan listrik masuk melalui Saluran pada Source dan keluar melalui Drain.Lebar Saluran di kendalikan oleh tegangan pada electrode yang di sebut dengan Gate atau gerbang yang terletak antara Source dan Drain.ini terisolasi dari saluran di dekat lapisan oksida logam yang sangat tipis.
Kapasitas MOS pada komponen ini adalah bagian Utama nya.
Tujuan dari MOSFET adalah mengontrol Tegangan dan Arus melalui antara Source dan Drain.Komponen ini hampir seluruh nya sebagai switch.Kerja MOSFET bergantung pada kapasitas MOS. Kapasitas MOS adalah bagian utama dari MOSFET.Permukaan semikonduktor pada lapisan oksida di bawah yang terletak di antara terminal sumber dan saluran pembuangan.Hal ini dapat dibalik dari tipe-p ke n-type dengan menerapkan tegangan gerbang positif atau negatif masing-masing. Ketika kita menerapkan tegangan gerbang positif, lubang yang ada di bawah lapisan oksida dengan gaya dan beban yang menjijikkan didorong ke bawah dengan substrat.
Daerah penipisan dihuni oleh muatan negatif terikat yang terkait dengan atom akseptor.Elektron mencapai saluran terbentuk.Tegangan positif juga menarik elektron dari sumber n dan mengalirkan daerah ke saluran.Sekarang, jika voltase diterapkan antara saluran pembuangan dan sumber, arus mengalir bebas antara
sumber dan saluran pembuangan dan tegangan gerbang mengendalikan elektron di saluran.
Gambar 2.4 MOSFET IRG 3205
2.5 PWM (Pulse Width Modulation)
Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Bebarapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya (Prayogo, 2012). Gambar 2.6 dibawah menunjukkan bentuk gelombang PWM.
Gambar 2.5 Gelombang PWM
Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitude dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitude sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, sinyal PWM memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi antara 0%
hingga 100%. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high dalam suatu periode sinyal dan dinyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0% sampai 100%, sebagai contoh jika sinyal berada dalam kondisi
high terus menerus artinya memiliki duty cycle sebesar 100%. Jika waktu sinyal keadaan high sama dengan keadaan low maka sinyal mempunyai duty cycle sebesar 50%. Perubahan duty cycle akan merubah tegangan keluaran atau tegangan rata-rata dari PWM.
2.6 Solar Charge Controller
Solar Charge Controller adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian karena baterai sudah penuh) dan kelebihan voltase dari panel surya / solar cell. Kelebihan voltase dan pengisian akan mengurangi umur baterai. Solar charge controller menerapkan teknologi Pulse Width Modulation (PWM) untuk mengatur fungsi pengisian baterai dan pembebasan arus dari baterai ke beban.
Panel surya / solar cell 12 Volt umumnya memiliki tegangan output 16 - 21 Volt. Jadi tanpa solar charge controller, baterai akan rusak oleh over-charging dan ketidakstabilan tegangan. Baterai umumnya di-charge pada tegangan 14 - 14.7 Volt.
Beberapa fungsi detail dari solar charge controller adalah sebagai berikut:
Mengatur arus untuk pengisian ke baterai, menghindari overcharging, dan overvoltage.
Mengatur arus yang dibebaskan/diambil dari baterai agar baterai tidak 'full discharge', dan overloading.
Monitoring temperatur baterai
Seperti yang telah disebutkan di atas solar charge controller yang baik biasanya mempunyai kemampuan mendeteksi kapasitas baterai. Bila baterai sudah penuh terisi maka secara otomatis pengisian arus dari panel surya / solar cell berhenti. Cara deteksi adalah melalui monitor level tegangan batere. Solar charge controller akan mengisi baterai sampai level tegangan tertentu, kemudian apabila level tegangan drop, maka baterai akan diisi kembali.
Solar Charge Controller biasanya terdiri dari : 1 input (2 terminal) yang terhubung dengan output panel surya / solar cell, 1 output (2 terminal) yang terhubung dengan baterai / aki dan 1 output (2 terminal) yang terhubung dengan beban (load). Arus listrik DC yang berasal dari baterai tidak mungkin masuk ke panel
sel surya karena biasanya ada 'diode protection' yang hanya melewatkan arus listrik DC dari panel surya / solar cell ke baterai, bukan sebaliknya.
Charge Controller bahkan ada yang mempunyai lebih dari 1 sumber daya, yaitu bukan hanya berasal dari matahari, tapi juga bisa berasal dari tenaga angin ataupun mikro hidro. Di pasaran sudah banyak ditemui charge controller 'tandem' yaitu mempunyai 2 input yang berasal dari matahari dan angin. Untuk ini energi yang dihasilkan menjadi berlipat ganda karena angin bisa bertiup kapan saja, sehingga keterbatasan waktu yang tidak bisa disuplai energi matahari secara full, dapat disupport oleh tenaga angin. Bila kecepatan rata-rata angin terpenuhi maka daya listrik per bulannya bisa jauh lebih besar dari energi matahari.
2.7 Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda.
Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech.
Gambar 2.6 Mikrokontroller Arduino Nano 2.8 Sensor Arus
ACS712 merupakan suatu IC terpaket yang mana berguna sebagai sensor arus menggantikan transformator arus yang relatif besar dalam hal ukuran. Pada prinsipnya ACS712 sama dengan sensor efek hall lainnya yaitu dengan memanfaatkan medan magnetik disekitar arus kemudian dikonversi menjadi
tegangan yang linier dengan perubahan arus. Nilai variabel dari sensor ini merupakan input untuk mikrokontroler yang kemudian diolah. Keluaran dari sensor ini masih berupa sinyal tegangan AC, agar dapat diolah oleh mikrokontroler maka sinyal tegangan AC ini di searahkan oleh rangkaian penyearah.
Gambar 2.7 Sensor Arus (ACS712)
2.9 Sensor Tegangan
Sensor tegangan menggunakan transformator tegangan sebagai penurun tegangan dari 220 ke 5 Volt AC kemudian disearahkan menggunakan jembatan diode untuk mengubah tegangan AC ke tegangan DC, kemudian di filter menggunakan kapasitor setelah itu masuk kerangkaian pembagi tegangan untuk menurunkan tegangan, tegangan yang dihasilkan tidak lebih dari 5 Volt DC sebagai inputan ke mikrokontroler.
Gambar 2.8 Rangkaian Sensor Tegangan
2.10 Sensor Suhu DS18B20
DS18B20 adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi suhu ruangan yang merupakan jenis seri sensor terbaru dari keluaran produsen Maxim.
Sensor ini dapat mendeteksi suhu dari -55°C sampai 125°C dengan tingkat keakurasian (+/-0.5°C ) dan dengan resolusi 9 – 12-bit. Sensor ini merupakan salah satu jenis sensor suhu yang unik. Setiap sensor yang diproduksi memiliki
kode unik sebesar 64-Bit yang disematkan pada masing-masing chip, sehingga memungkinkan penggunaan sensor dalam jumlah besar hanya melalui satu kabel saja (single wire data bus/1-wire protocol). Ini merupakan komponen yang luar biasa, dan merupakan batu patokan dari banyak proyek-proyek data logging dan kontrol berbasis temperatur di luar sana.
Gambar 2.9 Sensor Suhu DS18B20 2.11 Baterai
Baterai merupakan sebuah benda yang dapat atau bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai tersebut sama seperti akumulator, yakni listrik searah dikatakan DC. Jumlah listrik yang dihasilkan tersebut tergatung dari seberapa besar baterai tersebut. Sangat beragam fungsi dari baterai dalam kehidupan sehari-hari namun memiliki intinya yang sama yakni sebagai sumber energi, karena hampir pada semua alat elektronik yang sifatnya mobile juga perlu baterai sebagai sumber energi. Sebut misalnya seperti HP, senter, power bank, drone, remote TV dan AC, dan lain sebagainya.
Semua alat-alat tersebut membutuhkan baterai agar bisa bekerja.
Gambar 2.10 Baterai 2.12 Thermo Electric Cooler (TEC)
TEC adalah singkatan dari “Thermo-Electric Cooler”, sebuah komponen pendingin solid-state elektrik yang bekerja sebagai “pemompa-panas” dalam melakukan proses pendinginan. TEC memindahkan panas melalui kedua sisinya.
TEC mengabsorbsi panas melalui salah-satu sisinya dan memancarkan panas melalui satu sisi lainnya. Pada bagian sisi TEC yang mengabsorbsi panas terjadi efek pendinginan, inilah yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan pendinginan.
Pendingin Peltier adalah sebutan lain untuk TEC, disebut demikian karena TEC memanfaatkan “efek-Peltier”. Efek Peltier pertama kali ditemukan oleh Jean Charles Antanase Peltier pada tahun 1834. Kata “Peltier” diambil dari namanya.
Efek Peltier adalah efek timbulnya panas pada satu sisi dan timbulnya dingin pada sisi lainnya manakala arus listrik DC dilewatkan kepada untaian dari dua tipe material berbeda yang dipertemukan. Material tersebut adalah material thermo-electric element yang dibuat dari bahan semikonduktor. Di antara bahan semikonduktor yang dapat dijadikan thermo-electric element adalah : Bismuth-telluride (Bi2Te3), Lead-Bismuth-telluride (PbTe), Silicon-germanium (SiGe), dan Bismuth-antimony (BiSb). Bismuth-telluride belakangan lebih umum digunakan karena mempunyai sifat-sifat unggulan. Dari bahan semikonduktor tersebut dibuatlah dua tipe yang berbeda, satu tipe “N” (negatif) dan satunya lagi tipe “P”
(positif).
Gambar 2.11 Elemen Peltier
2.13 Efisiensi Daya
Daya adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit/rangkaian. Sumber energi seperti tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik sedangkan beban yang terhubung dengannya akan menyerap daya listrik tersebut. Dengan kata lain, Daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam sebuah sirkuit atau rangkaian listrik. Kita mengambil contoh Lampu Pijar dan Heater (Pemanas), Lampu pijar menyerap daya listrik yang diterimanya dan
mengubahnya menjadi cahaya sedangkan Heater mengubah serapan daya listrik tersebut menjadi panas. Semakin tinggi nilai Watt-nya semakin tinggi pula daya listrik yang dikonsumsinya. Dalam rumus perhitungan, Daya Listrik biasanya dilambangkan dengan huruf “P” yang merupakan singkatan dari Power.
Sedangkan Satuan Internasional (SI) Daya Listrik adalah Watt yang disingkat dengan W. Watt adalah sama dengan satu joule per detik (Watt = Joule / detik).
Dalam penggunaan peralatan elektronika pasti ditemukan kehilangan daya.
Kehilangan daya diakibatkan karena dilepaskan dalam bentuk lain yaitu panas, cahaya dan lain lain. Perbandingan antara daya yang masuk dengan daya yang keluar disebut dengan efisensi daya. Adapaun persamaan efisensi daya adalah sebagai berikut. disalurkan, dan jumlah intensitas sinar matahari (W / m²) yang diterima pada permukaan (m²) dari setiap sel Panel Surya:
ɳ𝑃𝑉 =𝑃𝑜𝑢𝑡 𝐼×𝐴 × 100% … … … (2.2)
Efisiensi MPPT adalah:
𝜂𝑀𝑃𝑃𝑇 =𝑃𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑖𝑛 = 𝑉𝑜𝑢𝑡𝑉 .𝐼𝑜𝑢𝑡
𝑝𝑣.𝐼𝑝𝑣 𝑥 100% … … … . … … … . … … … … (2.3)
2.14 Koefisien Performansi Termoelektrik
Kulkas portabel banyak digunakan karena sederhana dalam desain, mudah untuk dibuat, mudah perawatannya dan membutuhkan material yang murah untuk konstruksinya. Masalah utama dengan sistem ini adalah koefisien kinerja yang rendah. Beberapa peneliti telah menggunakan material sebagai alat pendingin.
Banyak peneliti telah menggunakan dalam dua cara baik pemanasan maupun pendinginan. Memiliki untuk meningkatkan krisis energi, lebih banyak pekerjaan penelitian dilakukan untuk meningkatkan kenyamanan manusia. Untuk menyeimbangkan energi dan kenyamanan manusia, pekerjaan sekarang dilakukan.
Desain dan fabrikasi sistem lemari es portabel telah selesai. Dalam pekerjaan ini telah dilakukan upaya untuk meningkatkan kenyamanan manusia dengan memiliki lemari es portabel untuk menyimpan obat, botol, coklat dll dan sekaligus sebagai tambahan kita dapat memiliki pendingin udara tangan jika kipas terpasang dan beberapa alat peltier digunakan.
Berdasarkan prinsip kerja dari komponen Termoelektrik, maka dapat dianalisa nilai koefisien performansi termoelektrik diberikan oleh efek peltier dan seebeck termoelektrik saat diberikan tegangan dan menghasilkan perbedaan suhu.
Maka, analisa teori yang diberikan ialah sebagai berikut:
1. Jumlah panas yang di ekstrak dari ruang pengujian keluar yaitu, panas yang diserap oleh sisi dingin perangkat termoelektrik, diberikan oleh:
QL = [𝑆𝐼𝑇𝐶−12𝐼2𝑅 − 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐)] (-) tanda untuk penolakan panas.
2. Jumlah panas yang di ekstrak dari sisi panas ke pendingin yaitu, panas yang diserap oleh pendingin keluar diberikan oleh:
QH = [𝑆𝐼𝑇𝐻+12𝐼2𝑅 − 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐)]
3. Koefisien Seebeck (S) dan hambatan listrik (R) dalam satuan Ohm bergantung pada bahan yang digunakan dalam TEC, tetapi juga pada geometri perangkat, yang diberikan oleh jumlah dan dimensi elemen semikonduktor tipe P dan tipe N sendiri. K = Konduktivitas Termal
QL, QH = Kalor diserap dan Kalor dibuang masing-masing
4. Spesifikasi modul TEC: Kedua model ini terdiri dari semikonduktor bismuth telluride. Properti dari modul-modul ini seperti yang disebutkan dibawah ini.
Koefisien Seebeck (S) = 0,01229 V/K (Volt/Kelvin) Konduktivitas Termal (K) = 0,1815 W/K
Hambatan Listrik (R) = 4Ω
5. Total energi yang disuplai ke modul peltier akan dihitung dengan mengetahui tegangan dan arus yang mengalir ke rangkaian sistem yaitu TEC sebagai komponen semikonduktor pandingin sistem.
W = QH – QL Dimana W = Total Energi yang disuplai
6. Oleh karena itu, parameter non-dimensi yang disebut koefisien performansi digunakan untuk mengukur kinerja sistem pendingin. COP adalah rasio daya keluaran termal dan daya masukan listrik TEC. COP dapat dihitung dengan membagi jumlah panas yang diserap disisi deingin dengan daya input.
COP = QL/Total Energi (W)
(N. Lavanya, R.E Ravalika and V Dharani, 2018)
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Pada proses penelitian, pembuatan alat dan pengujian alat dilakukan di Laboratorium Elektronika Dasar, proses penelitian, dari pembuatan alat, pengujian alat dan pengolahan data.
3.2 Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok Panel Surya
MPPT
Charge Controller
Baterai TEC1 12706
Ruang Pengujian Pembuangan
Panas
Mikrokontroler
Keypad
Sensor Suhu
SD Card
3.2.1 Penjelasan Fungsi Tiap Blok dari Diagram Blok
1. Panel Surya : Sebagai penghasil daya DC yang belum teregulasi yang dihasilkan dari cahaya matahari.
2. MPPT : Sebagai rangkaian yang mengubah arus DC yang belum teregulasi menjadi arus DC yang stabil.
3. Charge Controller : Sebagai pengontrol tegangan dan arus dari MPPT yang akan disalurkan ke baterai.
4. Baterai : Sebagai tempat penyimpanan daya.
5. TEC 12706 : Sebagai penimbul suhu saat dialiri arus listrik dari Baterai.
6. Sensor Suhu : Sebagai sensor untuk mengukur suhu.
7. Mikrokontroler : Sebagai pemrogram untuk mengeksekusi perintah disetiap rangkaian.
8. Keypad : Sebagai kendali input awal suhu.
9. Modul SD Card : Sebagai penyimpan data hasil pembacaan sensor suhu.
3.3 Rangkaian DC ke DC Konverter
Secara umum, konverter DC-DC berfungsi untuk mengkonversikan daya listrik searah (DC) ke bentuk daya listrik DC lainnya yang terkontrol arus, atau tegangan, atau dua-duanya.
Gambar 3.2 Rangkaian DC to DC Konverter
Boost Konverter, seperti namanya, konverter step-up atau boost mengubah tegangan input yang lebih rendahmenjadi tegangan output yang lebih tinggi stabil.
Diagram sirkuit yang disederhanakan dan arus utama dan bentuk gelombang tegangan. Dengan S1 tertutup, arus mengalir melalui induktor L1 yang meningkat secara linear pada rasioVIN / L1.Selama periode ini, arus beban disuplai dari energi yang tersimpan di C1. Kapan saklar dibuka lagi, energi yang tersimpan di induktor menyebabkan tegangan output tinggi ditumpangkan ke tegangan input.
Arus yang dihasilkan mengalir melalui freewheeling diode D1 untuk memasok beban dan juga mengisi ulang C1. Arus melalui induktor jatuh linear dan proporsional ke (VOUT - VIN) / L1.
3.4 Rangkaian LCD
Pengoperasian LCD dengan Arduino. Setelah sensor pir sudah mendeteksi gelombang infrared, variabel resistor akan mengirimkan data ke Arduino melalui pin-pin kemudian Arduino menerima data yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD. Berikut adalah skematik rangkaian LCD.
Gambar 3.3 Rangkaian LCD
3.5 Rangkaian Sensor Suhu DS18B20
Sensor suhu DS18B20 adalah sensor suhu yang memiliki keluaran digital.
DS18B20 memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi, yaitu 0,5°C pada rentang suhu -10°C sampai +85°C. Sensor suhu pada umumnya membutuhkan ADC dan beberapa pin port pada mikrokontroler, namun DS18B20 ini tidak membutuhkan ADC agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler dan hanya membutuhkan 1 wire saja.
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Suhu DS18B20
3.6 Rangkaian Keypad
Keypad berarti Sebuah keyboard miniatur atau set tombol untuk operasi perangkat elektronik, telepon, atau peralatan lainnya. Keypad merupakan sebuah rangkaian tombol yang tersusun atau dapat disebut "pad" yang biasanya terdiri dari huruf alfabet (A—Z) untuk mengetikkan kalimat, juga terdapat angka serta simbol-simbol khusus lainnya. Berikut skematik rangkaian Keypad yang digunakan dalam penelitian.
Gambar 3.5 Rangkaian Keypad Sebagai Input
3.7 Rangkaian Keseluruhan Penelitian
Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem
3.8 Diagram Alir (FlowChart)
No
Yes
Gambar 3.7 Diagram Alir (FlowChart)
Start
Inisialisasi pin sensor, keypad, relay I2C dan LCD
Penentu set point dengan keypad
Arduino Nano
Deteksi suhu ruangan dan set point
Tampilkan srt time dan suhu pada LCD 16x2 dan simpan di
SD Card
Set point <=
suhu Pompa dan TEC OFF
Pompa dan TEC ON
Selesai
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Sensor Tegangan
Pada pengujian sensor tegangan menggunakan rangkaian pembagi tegangan sedangkan pengujian sensor arus menggunakan ACS712. Pengujian sensor tegangan dilakukan untuk menguji pembacaan sensor tegangan yang digunakan dan dibandingkan dengan pembacaan multimeter. Percobaan menggunakan tegangan masukan dari baterai yang diubah.
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Sensor Tegangan Pengujian
Gambar 4.1 Grafik Linearitas Kalibrasi Sensor Tegangan
0
Nilai yang terbaca pada sensor tegangan (V)
Nilai Pengaturan Pada Voltmeter (V)
Grafik Linearitas Kalibrasi Sensor
Tegangan
4.2 Pengujian Sensor Arus
Pengujian sensor arus dilakukan untuk melihat performansi arus ACS712 dan memastikan keakurasiannya dengan pembaca arus menggunakan multimeter.
Pengujian dilakukan menggunakan tegangan masukan dari baterai yang
Pengujian dilakukan menggunakan tegangan masukan dari baterai yang