RANCANG BANGUN PENGGERAK OTOMATIS PANEL SURYA MENGGUNAKAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16.

ABSTRACT

A DESIGN OF AUTOMATIC DRIVER FOR SOLAR CELL PANEL BY USING PHOTODIODE SENSOR BASED ON ATMEGA 16

MICROCONTROLLER By

YUDHY WIRANATHA JAYA KUSUMA

Solar energy can be used by means of solar cell panels. This solar cell panel is able to change solar energy into electricity. The bigger sun rays intensities received by surface of solar cell panel, the bigger the electric energy will be obtained.

However, current application of solar cell panel is still located to a certain single direction, and this causes the process of solar energy receiving only occurs when the location of the sun is located precisely where the solar cell panel is directed. To maximize the use of this solar cell panel, a system that is able to receive the solar energy fully by continuously following the sunrays directions is made. This system uses seven sensors of photodiodes where each photodiode is directed into the following angles: 30°, 50°, 70°, 90°, 110°, 130°, and 150°. Total energy produced by the solar cell panel is 70,45 Wh. 40,976 Wh of total energy is used for supplying operating system and only 29,474 is free and usable.

The test results shows that this automated system is only able to operate in one day with a full charged battery, so this system needs to be developed further to optimally absorb solar energy.

ABSTRAK

RANCANG BANGUN PENGGERAK OTOMATIS PANEL

SURYA MENGGUNAKAN SENSOR PHOTODIODA

BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16.

Oleh

YUDHY WIRANATHA JAYA KUSUMA

Pemanfaatan energi matahari dapat dilakukan salah satunya dengan menggunakan panel surya. Panel surya mampu mengubah energi matahari menjadi energi listrik, semakin besar cahaya yang mengenai permukaan dari panel surya maka energi listrik yang didapat akan semakin besar.

Namun pada saat ini kebanyakan dari pemasangan panel surya masih diletakkan hanya menghadap ke satu arah, ini mengakibatkan proses penyerapan energi yang dilakukan oleh panel surya hanya berlangsung saat matahari tepat berada di posisi panel surya diletakkan. Agar pemanfaatan dari panel surya dapat dimaksimalkan, maka dibuatlah sebuah sistem yang mampu untuk mendapatkan energi matahari secara penuh, yaitu dengan membuat panel surya dapat terus menghadap kearah matahari. Sistem ini meggunakan tujuh buah sensor photodioda yang masing-masing dihadapkan pada posisi derajat matahari, yaitu pada sudut 30°, 50°, 70°, 90°, 110°, 130°, 150°. Energi yang dihasilkan oleh panel surya 70,45 Wh, untuk pengoperasian sistem otomatis sebesar 40,976 Wh, dan 29,474 dimanfaatkan untuk beban.

Dari hasil pengujian yang dilakukan tersebut, sistem otomatis ini hanya mampu beroperasi dalam waktu satu hari dan pada keadaan baterai (aki) terisi penuh, sehingga optimasi yang dilakukan ini perlu dikembangkan lagi untuk mendapatkan hasil penyerapan energi yang lebih optimal.

RANCANG BANGUN PENGGERAK OTOMATIS PANEL

SURYA MENGGUNAKAN SENSOR PHOTODIODA

BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16.

Oleh

YUDHY WIRANATHA JAYA KUSUMA

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

RIWAYAT HIDUP

Penulis adalah anak kedua dari empat bersaudara yang dilahirkan dari pasangan Bapak Tajudin (alm) dan Ibu Sri Karmila. Penulis dilahirkan di Bengkulu pada tanggal 16 Agustus 1991.

Pendidikan formal penulis dimulai di SD Negeri 1 Sukarame pada tahun 1996 dan lulus pada tahun 2002. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan menengah pertama pada SMP Negeri 24 Bandar Lampung dan pendidikan menegah akhir di SMA Negeri 12 Bandar Lampung.

Pada bulan September tahun 2011, penulis melaksanakan kerja praktik di PLTA Batu Tegi pada bagian operasi dan pemeliharaan (Har.Listrik). Pada saat kerja praktik penulis membuat laporan tentang Analisa Pembangkitan Daya pada Generator Unit 1 Pada PLTA Batu Tegi.

moto

“bARANG SIAPA YANG mENGHENDAKI KEbAIKAN DI DUNIA mAKA DENGAN ILmU. bARANG SIAPA YANG mENGHENDAKI KEbAIKAN DI AKHIRAt mAKA DENGAN ILmU. bARANG SIAPA YANG mENGHENDAKI

KEDUANYA mAKA DENGAN ILmU”

(HR. bUKHoRI DAN mUSLIm)

“PELAjARILAH ILmU UNtUK KEtENtRAmAN DAN KELEmbUtAN jIwA, tUNDUK DAN RENDAHKAN DIRImU KEPADA YANG mENGAjARImU”

(UmAR bIN KHAttAb)

“jANGAN mEmbIcARAKAN APA YANG tIDAK ENGKAU KEtAHUI. jANGAN bERtANGGAPAN DAN mEmbERI PENDAPAt AtAS APA YANG KAU tIDAK bERADA DALAm KEDUDUKAN UNtUK mEmbERI PENDAPAt

tENtANGNYA. bERHENtILAH jIKA KHAwAtIR AKAN tERSESAt. ADALAH LEbIH bAIK bERHENtI DISAAt KEbINGUNGAN DARIPADA mAjU mEREDAH bAHAYA-bAHAYA YANG tAK tENtU DAN

RISIKo-RISIKo YANG tAK tERDUGA”

(ALI bIN AbI tHALIb)

SELALU ADA PRoSES DALAm SEtIAP LANGKAH KEHIDUPAN, NIKmAtI PRoSES mENUjU KEbAIKAN, SEHINGGA mENGERtI ARtI DARI

“Dia memberikan hikmah (ilmu yang berguna) kepada siapa yang dikehendaki-Nya. Barang siapa yang mendapat hikmah itu

Sesungguhnya ia telah mendapat kebajikan yang banyak. Dan tiadalah yang menerima peringatan

melainkan orang- orang yang berakal”. (Q.S. Al-Baqarah: 269)

SegalapujibagiMuTuhansemestaalampemiliksegalaapayangadadilangitdanbumi,dan menjadikanMuhammadS₅Wsebagairahmatbagiseluruhalam,memberikancahayabagi

seluruhkehidupanmelaluikekasihNyayangbergelarpenghuluparanabidanrasul.

“Akhirnya aku sampai ketitik ini….”

Hanya ucapan puji syukur yang mampu aku ucapkan kepada ALLAH SWT, yang telah memberikan kesempatan kepadaku untuk menyelesaikan masa studi di jurusan teknik

elektro unila tercinta...

Kemudian terima kasih yang tak terhingga untuk ibuku tersayang yang selalu memberikan doa, dukungan, semangat, dan motivasi kepadaku, semoga karya kecilku ini dapat mengobati beban mu walau

SANWACANA

Assalammu’alaikum Wr . Wb

Puji syukur penulis panjatkan kepada Sang pemilik alam ini yaitu Allah SWT, karena berkat rahmat dan berkah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW sang penutup Nabi dan Rasul, kepada keluarga, sahabat dan pengikutnya yang senantiasa setia sampai akhir zaman.

Skripsi yang berjudul “ RANCANG BANGUN PENGGERAK OTOMATIS PANEL SURYA MENGGUNAKAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16. “ sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Selama proses pengerjaan skripsi ini, tak lupa penulis sampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu, khususnya kepada :

2. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku ketua jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Pendamping Tugas Akhir.

3. Bapak Ir. Noer Soedjarwanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir.

4. Ibu Dr. Eng. Dikpride Despa, M.T.selaku Dosen Penguji Tugas Akhir.

5. Bapak serta Ibu dosen Jurusan Teknik Elektro atas didikkan, bimbingan, serta ilmu pengetahuan yang telah diberikan.

6. Mbak Ning dan jajaran staf administrasi Jurusan Teknik Elektro Unila.

7. Ibunda Sri Karmila dan Ayahanda Tajudin (alm), yang senantiasa memberikan doa, serta dukungannya.

8. Saudara-saudaraku tersayang, ayuk Putri Della Karneta, Muhammad Mustopa, dan Adek Zamu Haradin Tajira, yang selalu memberikan dukungan dalam menjalani hidup baik secara materi, moral, maupun spiritual.

9. Keluarga besar penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu, atas do’a, kasih dan sayangnya kepada penulis.

10. Kawan-kawan pelangi, Giri Woryanto, Bambang Tri Atmojo, Rahmatullah, Tuntas Erdeka, M..Ridho, Rizky Wiguna, Aferdi Siswa, Nora Adityan, Aris Susilo, Marwanto, Fegi Irvan , Ade Wahyu, Arif Wicaksono, Sigit Barazili, Indra Aditama, Ahmad Khumaedi, Taufik Munandar, Kholil Arifudin, Eko Warsiyanto, Mip Deka, dan Zainal Abidin, yang telah bertahan atas kerepotan dan rasa sakit yang saya timbulkan selama menjalani perkuliahan.

Insan, Reza, Pujo, Aries, dll) atas kebersamaan dalam canda dan tawa dalam mengisi malam-malam di Lab.

12.Mutiara-mutiara kebanggaan Teknik Elektro Unila 2008, Anisa, Ayu, Barokatun, Novia, Palupi, Prativi, Rita, Yuly.

13.Teman-teman Jurusan Teknik Elektro angkatan 2008.

14.Kakak dan adik tingkat Jurusan teknik Elektro yang begitu luar biasa.

15.Semua pihak yang karena kealpaan penulis sehingga tidak dapat penulis sebutkan namanya disini, sekali lagi, terima kasih atas semua bantuan yang telah diberikan. Mudah-mudahan itu semua menjadi amal kebaikan saudara.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya, semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Bandar lampung, 26 September 2014

Penulis

DAFTAR ISI

halaman

LEMBAR JUDUL ... i

ABSTRAK ... ii

ABSTRACT ... iii

LEMBAR PERSETUJUAN... iv

II. TINJUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Panel Surya ... 6

2.1.1 Modul panel Surya ... 7

2.1.2 Prinsip Kerja Sel Surya Photovoltaik ... 8

2.2 Mikrokontroller ... 9

2.2.1 Arsitektur ATMega 16 ... 10

2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega 16 ... 12

2.2.3 Deskripsi Mikrokontroller ... 12

2.2.4 Peta memori ATMega 16 ... 14

2.2.5 Perangkat Lunak Mikrokontroller ATmega 16... 15

2.3 Motor Servo ... 18

2.4 Sensor Cahaya ... 22

2.4.1 Light Dependent Resistor ... 22

2.4.2 Photodioda ... 23

2.4.3 Photo Transistor ... 24

III.METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 25

3.2 Alat dan Bahan ... 25

3.3 Tahap – Tahap Dalam Perancangan Tugas Akhir ... 26

a. Diagram alir penelitian ... 28

3.4 Spesifikasi Alat ... 31

3.5 Metode Penelitian ... 33

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perangkat Keras dan Pengujian ... 38

4.1.1Spesifikasi Perangkat Keras ... 38

4.1.2 Rangkaian Sensor Photodioda ... 38

4.1.3 Rangkaian Minimum Mikrokontroller ... 41

4.1.4 Rangkaian Regulator Tegangan ... 42

4.1.5 Rangkaian Alat Keseluruhan ... 43

4.1.6 Pengujian Sensor Photodioda ... 45

4.1.7 Pengujian Motor Servo ... 48

4.1.8 Pengujian Alat Secara Keseluruhan ... 53

4.2 Pemrograman Mikrokontroller ... 62

V. KESIMPULAN DAN SARAN A.Kesimpulan ... 64

B.Saran ... 65

VAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1 Penentuan waktu menurut sudut ... 36

4.1 Nilai arus, tegangan, dan daya sistem penggerak otomatis ... 55

4.2 Daya Rata- Rata Penyerapan Panel Surya Setiap Sudut ... 59

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan akan energi yang terus meningkat dan semakin menipisnya cadangan

minyak bumi memaksa manusia untuk mencari sumber-sumber energi alternatif.

Negara-negara maju juga telah bersaing dan berlomba membuat

terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi baru

yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin

menipisnya persediaan energi dan juga ketergantungan pada salah satu jenis

energi dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak sangat besar sekali

dan hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini, sementara itu

bahan bakar minyak merupakan komoditi ekspor yang dominan untuk pendapatan

negara.

Dalam upaya pencarian sumber energi baru sebaiknya memenuhi syarat yaitu

menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan tidak

berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu pencarian tersebut

diarahkan pada pemanfaatan energi matahari baik secara langsung maupun tidak

langsung dengan menggunakan sel surya yang dapat merubah energi matahari

menjadi energi listrik yang dinamakan solar cell. Solar cell merupakan suatu

panel yang terdiri dari beberapa sel dan beragam jenis. Penggunaan solar cell ini

2

pemanfaatannya tidak hanya pada lingkup kecil tetapi sudah banyak digunakan

untuk keperluan industri sehingga energi matahari dapat dijadikan sebagai sumber

energi alternatif. Energi matahari mempunyai banyak keuntungan dibandingkan

dengan energi lain. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup

besar, kontinyu, tidak menimbulkan polusi, terdapat dimana-mana dan tidak

mengeluarkan biaya. Untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem panel

surya tersebut masih harus dilengkapi pula dengan suatu sistem control yang

berfungsi untuk mengatur arah permukaan dari panel surya agar selalu menghadap

matahari sehingga energi dari sinar matahari dapat sepenuhnya jatuh ke

permukaan panel surya.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk merancang suatu alat yang

mampu mengatur posisi dari panel surya agar selalu mengarah kepada cahaya

matahari.

C. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

Mampu mengoptimalkan kinerja dari panel surya dengan sistem otomatis

3

D. Batasan Masalah

Beberapa hal yang jadi batasan masalah dalam pembahasan tugas akhir ini :

1. Hanya membahas daya operasi sistem penggerak otomatis, dan daya hasil

penyerapan panel surya menggunakan sistem penggerak otomatis.

2. Mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega 16.

3. Pengendali otomatis yang digunakan hanya bergerak dalam satu axis.

E. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana menganalisa daya, dan berat beban yang mampu

digunakan pada motor servo.

2. Bagaimana merancang sebuah sistem kontrol yang digunakan pada

penggerak panel surya menggunakan mikrokontroller ATMega 16.

3. Bagaimana mengaplikasikan photodioda sebagai sensor cahaya.

F. Hipotesis

Photodioda merupakan salah satu jenis sensor yang mampu mengubah

cahaya menjadi arus listrik, dengan kemampuan tersebut maka dapat

digunakan sebagai sensor yang mampu membaca intensitas cahaya matahari.

Sehingga dapat digunakan pada aplikasi penggerak panel surya otomatis

menggunakan sistem kendali mikrokontroller ATMega 16, dengan

4

G. Sistematika Penulisan

Penulisan tugas akhir ini disusun secara sistematis dengan urutan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Menjelaskan tugas akhir secara umum, berisi latar belakang, tujuan, mamfaat

penelitian, batasan masalah, perumusan masalah, hipotesis dan sistematika

penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini menjelaskan secara umum tentang teori dasar yang behubungan

dengan peralatan yang akan dibuat, Serta hal-hal yang berhubungan dengan

aplikasi alat

BAB III METODE PENELITIAN

Dimana berisi tentang langkah-langkah yang akan dilakukan dalam penelitian,

Diantaranya waktu dan tempat penelitian, Alat dan bahan, Komponen dan

perangkat penelitian, Prosedur kerja dan perancangan serta Metode penelitian.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bagian yang berisi hasil dari pengujian dan menganalisis kerja alat.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang satu kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan dan pengujian,

5

DAFTAR PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1Sejarah Panel Surya

Efek photovoltaik pertama kali diperkenalkan pada tahun 1839 oleh

fisikawan Perancis Alexandre-Edmond Becquerel. Dia bereksperimen menggunakan sel larutan elektrolisis yang dibuat dari dua elektroda. Kemudian Becquerel menemukan bahwa beberapa material jenis tertentu

memproduksi arus listrik dalam jumlah kecil ketika terkena cahaya. Akan tetapi, sel surya yang pertama dibuat baru pada tahun 1883 oleh Charles

Fritts, yang melingkupi semikonduktor selenium dengan sebuah lapisan emas yang sangat tipis untuk membentuk sambungan-sambungan. Alat tersebut hanya memiliki efisiensi 1%. Pada tahun 1941,seorang peneliti

bernama Russel Ohl berhasil mengembangkan teknologi sel surya dan dikenal sebagai orang pertama yang membuat paten piranti solar sel modern. Bahan yang digunakan adalah silikon dan mampu menghasilkan

efisiensi sebesar 4%. Era sel surya modern baru dimulai setelah penemuan fenomena photovoltaik pertama pada tahun 1954, yakni ketika tiga

peneliti Bell Laboratories di Amerika Serikat (Chapin,Fullr,dan Pearson) secara tidak sengaja menemukan bahwa sambungan dioda p-n dari silikon mampu membangkitkan tenaga listrik ketika lampu laboratorium

7

sel surya pertama dengan efisiensi sebesar 6%. Pada akhirnya , penelitian sel surya yang berkembang hingga saat ini memiliki banyak jenis dan

variasi teknologi pembuatannya.[1]

2.1.1 Modul Panel Surya

Modul Sel Surya (Photovoltaik) adalah sejumlah sel surya yang dirangkai secara seri maupun paralel ,untuk meningkatkan tegangan maupun arus

yang dihasilkan sehingga cukup untuk pemakaian sistem catu daya beban. Untuk mendapatkan keluaran energi listrik yang maksimum maka permukaan modul surya harus selalu mengarah ke matahari. Daya listrik

yang dihasilkan photovoltaik berupa daya listrik DC yang kemudian akan dikonversikan menjadi daya listrik AC.

8

2.1.2 Prinsip Kerja Sel Surya Photovoltaik

Pengkonversian sinar matahari menjadi listrik dengan panel photovoltaik

,kebanyakan menggunakan Poly Cristallyne Sillicon sebagai material semikonduktor photo cell mereka. Prinsipnya sama dengan prinsip dioda p-n. Gambar di bawah ini mengilustrasikan prinsip kerja photovoltaik

panel.

Gambar 2.2. Prinsip kerja sel surya [3]

Secara sederhana, proses pembentukan gaya gerak listrik pada sebuah sel surya adalah sebagai berikut:

 Foton dari cahaya matahari menumbuk panel surya kemudian diserap oleh material semikonduktor seperti silikon.

9

 Gabungan/susunan beberapa panel surya mengubah energi surya menjadi sumber daya listrik DC. yang nantinya akan disimpan dalam suatu wadah

yang dinamakan baterai.

 Daya listrik DC tidak dapat langsung digunakan pada rangkaian listrik rumah atau bangunan sehingga harus mengubah daya listriknya dengan

daya listrik AC. Dengan menggunakan konverter inilah maka daya listrik DC dapat berubah menjadi daya listrik AC sehingga sekarang dapat

digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik.

2.2Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena

sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM ( Read-Write Memory), beberapa bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa

peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter),

DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Compute)

8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga

AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya. Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16

10

himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor,

mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengan prosesornya (in chip). [4]

2.2.1 Arsitektur ATMega16

Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan

memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).

Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi

16 Mhz.

1. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte

2. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D.

3. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

2. User interupsi internal dan eksternal

3. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial

4. Fitur Peripheral

• Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare

11

compare, dan mode capture

• Real time counter dengan osilator tersendiri

• Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog • 8 kanal, 10 bit ADC

• Byte-oriented Two-wire Serial Interface

• Watchdog timer dengan osilator internal

12

2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega 16

Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-

pena dapat dilihat pada Gambar 11. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pena untuk masing-masing bandar A (Port A), bandar B (Port B), bandar C (Port C), dan bandar D (Port D).

Gambar 2.4. Pin-Pin ATMega 16 [5]

2.2.3 Deskripsi Mikrokontroller ATMega 16

Mikrokontroller ATMega 16 terdiri dar beberapa bagian yaitu :

 VCC (Power Supply) dan GND(Ground)

13

Bandar A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Bandar A juga sebagai suatu bandar I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak

digunakan. Pena - pena Bandar dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). Bandar A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi

dan kemampuan sumber. Ketika pena PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarik rendah, pena–pena akan memungkinkan

arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pena Bandar A adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar B (PB7..PB0)

Bandar B adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi

dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Bandar B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Bandar B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi

aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar C (PC7..PC0)

Bandar C adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar C output buffer

14

Pena bandar C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar D (PD7..PD0)

Bandar D adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena bandar D yang secara

eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Bandar D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi

aktif, sekalipun waktu habis.

 RESET (Reset input)

 XTAL1 (Input Oscillator)

 XTAL2 (Output Oscillator)

 AVCC adalah pena penyedia tegangan untuk bandar A dan

Konverter A/D.

 AREF adalah pena referensi analog untuk konverter A/D.

2.2.4 Peta Memori ATMega 16

Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data

dan memori program. Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk menyimpan data. ATMega16 memiliki 16Kbyte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Instruksi

15

bagian program boot dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 5 Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai

yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.

Gambar 2.5. Peta Memori ATMega 16 [6]

2.2.5 Perangkat Lunak Mikrokontroller ATMega 16.

Sebuah mikrokontroler tidak akan bekerja bila tidak diberikan program

untuk diisikan ke dalam mikrokontroler tersebut. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan digunakan perangkat lunak CodeVisionAVR sebagai media penghubung antara program yang akan diisikan ke mikrokontroler

ATMega16 yang menggunakan bahasa C. Pemrograman mikrokontroler AVR dapat menggunakan low level language (assembly) dan high level

16

digunakan. Bahasa Assembler pada mikrokontroler AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika telah menguasai pemrograman satu jenis

mikrokontroler AVR, maka akan dengan mudah untuk memprogram mikrokontroler AVR jenis lain, tetapi bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari daripada bahasa C, untuk pembuatan suatu proyek yang besar

akan memakan waktu yang lama, serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan bahasa C memiliki keunggulan dibandingkan bahasa

assembly yaitu penyusunan program akan lebih sederhana dan mudah pada proyek yang lebih besar. Bahasa C hampir bisa melakukan semua operasi yang dapat dikerjakan oleh bahasa mesin. CodeVisionAVR pada

dasarnya merupakan perangkat lunak pemrograman mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah

diintegrasikan dalam perangkat lunak ini: Compiler C, IDE dan program generator. Berdasarkan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pengembangnya, Compiler C yang digunakan hampir

mengimplementasikan semua komponen standar yang ada pada bahasa C standar ANSI (seperti struktur program, jenis tipe data, jenis operator, dan library fungsi standar berikut penamaannya). Tetapi walaupun demikian,

dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan

arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan (embedded). Khusus untuk library fungsi, disamping library standar (seperti fungsi- fungsi matematik, manipulasi string, pengaksesan memori dan

17

yang sangat bermanfaat dalam pemrograman antarmuka AVR dengan perangkat luar yang umum digunakan dalam aplikasi kontrol. Beberapa

fungsi library yang penting diantaranya adalah fungsi-fungsi untuk pengaksesan LCD, komunikasi I2C, IC RTC (Real time Clock), sensor suhu, SPI (Serial Peripheral Interface) dan lain sebagainya. Untuk

memudahkan pengembangan program aplikasi, CodeVisionAVR juga dilengkapi IDE yang sangat user friendly. Selain menu-menu pilihan yang

umum dijumpai pada setiap perangkat lunak berbasis Windows, CodeVisionAVR ini telah mengintegrasikan perangkat lunak downloader yang bersifat In System Programmer yang dapat digunakan untuk

mentransfer kode mesin hasil kompilasi ke dalam sistem memori mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. CodeVisionAVR juga

menyediakan sebuah fitur yang dinamakan dengan Code Generator atau CodeWizardAVR. Secara praktis, fitur ini sangat bermanfaat membentuk sebuah kerangka program (template), dan juga memberi kemudahan bagi

programmer dalam peng-inisialisasian register-register yang terdapat pada mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Dinamakan Code Generator, karena perangkat lunak CodeVision ini akan membangkitkan kode-kode

program secara otomatis setelah fase inisialisasi pada jendela CodeWizardAVR selesai dilakukan. Secara teknis, penggunaan fitur

18

2.3Motor servo

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di

mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer

berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim

melalui kaki sinyal dari kabel motor.

Gambar 2.6. Cara kerja motor servo

Karena motor DC servo merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, maka magnit permanent motor DC servolah yang

mengubah energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit. Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanen

dan yang satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor. Resultan dari dua medan magnit tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat motor berputar, arus pada

19

Secara umum terdapat 2 jenis motor servo. Yaitu :

1. Motor servo standar dan motor servo Continous. Servo motor tipe

standar hanya mampu berputar 180 derajat. Motor servo standar sering dipakai pada sistim robotika misalnya untuk membuat “ Robot Arm” ( Robot Lengan ).

2. Servo motor continuous dapat berputar sebesar 360 derajat. motor servo Continous sering dipakai untuk Mobile Robot. Pada badan servo tertulis tipe servo yang bersangkutan.

Motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistem gear dan potensiometer sehingga dia dapat menempatkan “horn” servo pada posisi

yang dikehendaki. Karena motor ini menggunakan sistim close loop sehingga posisi “horn” yang dikehendaki bisa dipertahanakan. “Horn”

pada servo ada dua jenis. Yaitu Horn “ X” dan Horn berbentuk bulat, seperti pada gambar 2.7.

a b Gambar 2.7a. Servo dengan horn x

20

Gambar 2.8. Kaki motor servo. [7]

Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan

menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan sistem lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim

melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 ms maka sudut dari sumbu motor akan

berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan

jarum jam.

21

Untuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai delay yang kita berikan. Untuk membuat servo pada posisi center,

berikan pulsa 1.5ms. Untuk memutar servo ke kanan, berikan pulsa <=1.3ms, dan pulsa >= 1.7ms untuk berputar ke kiri dengan delay 20ms, seperti ilustrasi berikut:

 Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz.

 Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5ms, maka rotor dari motor akan

berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral).

 Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan

akan bertahan diposisi tersebut.

 Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle,

22

2.4Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah suatu komponen yang digunakan dalam bidang

elektronika, komponen ini berfungsi untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Komponen ini dapat memungkinkan kita untuk melakukan pendeteksian cahaya dan kemudian melakukan perubahan

terhadapnya menjadi besaran listrik, sehingga dapat diolah sesuai dengan keperluan yang dibutuhkan. Cara kerja alat ini adalah mengubah energi

foton menjadi elektron, umumnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Komponen ini mempunyai fungsi yang sangat luas salah satunya adalah pada kamera digital. Beberapa komponen yang biasanya digunakan

dalam rangkaian sensor cahaya adalah Light Dependent Resistor, Photodioda, dan PhotoTransistor.

2.4.1 Light Dependent Resistor.

Salah satu komponen yang menggunakan sensor cahaya adalah Light Dependent Resistor (LDR), adalah suatu komponen elektronika yang

memiliki hambatan yang dapat berubah sesuai perubahan intensitas cahaya, resistensi dari LDR akan menurun jika ada penambahan intensitas

cahaya yang mengenainya. Pada dasarnya komponen ini merupakan suatu resistor yang memiliki nilai resistensi bergantung pada jumlah cahaya

yang jatuh pada permukaan sensor tersebut. LDR dapat dibuat dari semikonduktor beresistensi tinggi yang tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton

23

energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga

menurunkan resistensinya.

Gambar 2.10. Light Dependent Resistor

2.4.2 Photodioda.

Photodioda adalah komponen elektronika yang merupakan salah satu jenis

dari dioda, berfungsi untuk mendeteksi cahaya. Meskipun merupakan jenis dioda, tetapi cara kerjanya berbeda dengan dioda biasa. Photodioda akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Komponen elektronika ini mampu

mendeteksi bermacam-macam jenis cahaya yaitu mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra violet sampai dengan Sinar-X. Photodioda

24

Gambar 2.11 Simbol Photodioda.[9]

Photodioda juga termasuk sensor cahaya yang bisa mengalirkan arus listrik dalam satu arah dari satu sisi ke sisi lainnya ketika menyerap atau

menangkap cahaya. Semakin banyak cahaya yang diserap, maka semakin banyak pula arus yang mengalir. Photodioda ini juga biasa digunakan

untuk mendeteksi pulsa cahaya dalam serat optik yang sensitif terhadap gerakan cahaya. Photodioda ini prinsip kerjanya merupakan kebalikan dari LED ( Light Emitting Diode ).

2.4.3 Photo Transistor

Komponen yang menggunakan sensor cahaya berikutnya adalah Photo Transistor / fototransistor, secara sederhana adalah sebuah transistor bipolar yang memakai kontak (junction) base-collector yang menjadi

permukaan agar dapat menerima cahaya sehingga dapat digunakan menjadi konduktivitas transistor. Secara lebih detail Photo Transistor

merupakan sebuah benda padat pendeteksi cahaya yang memiliki gain internal. Hal ini yang membuat foto transistor memiliki sensivitas yang lebih tinggi dibandingkan photodiode / foto diode, dalam ukuran yang

sama. Alat ini dapat menghasilkan sinyal analog maupun sinyal gigital. Photo Transistor sejenis dengan transistor pada umumnya, bedanya pada

III. METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Pengerjaan tugas akhir ini bertempat di laboratorium Terpadu Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung pada bulan Desember 2013

sampai dengan bulan April 2014.

3.2 Alat dan Bahan

Adapun peralatan dan bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Satu unit Laptop dengan spesifikasi Intel(R)Atom(TM) CPU D2500

1,86GHz dan sistem operasi windows7 Ultimate.

2. Perangkat Lunak mikrokontroler Code Vision AVR (Alf and Vegard’s

Risc processor) ATmega 16 sebagai alat bantu pemograman.

3. Instrumen dan komponen yang terdiri dari :

a) Multimeter

b) Mikrokontroler Atmega16

c) Dioda

d) Resitor

e) Sensor Photodioda

26

g) IC ( Integrated Circuit )

4. Perangkat kerja yakni :

a) PowerSupply

b) Baterai

c) Rangkaian Minimum Mikrokontroler

d) Downloader

e) Papan Projek ( Projek Board )

f) Bor PCB

g) Solder

h) Motor Servo

i) Larutan Clorida

j) Kabel Penghubung

5.Bahan-Bahan PendukungSeperti

a) Papan plastik mika ( Accrilyc )

b) PCB

c) Timah Solder

d) Aluminium

3.3 Tahap – Tahap Dalam Perancangan Tugas Akhir

Dalam Penyelesaian tugas akhir ini ada beberapa langkah kerja yang akan

27

1. Studi Literatur

Studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari berbagai teori yang

berkaitan dengan perancangan penggerak otomatis panel surya.

2. Blok diagram perancangan

Secara umum perancangan sistem pada tugas akhir ini dapat dilihat

pada Gambar 3.1 berikut ini :

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem Kendali Posisi Model Panel

Surya

Dari blok diagram diatas dapat diketahui bahwa hasil intensitas cahaya yang

terbaca oleh sensor photodioda akan menjadi masukan untuk mikrokontroller,

kemudian mikrokontroller menggerakkan motor servo sesuai dengan nilai

ADC yang didapat oleh sensor photodioda. Selanjutnya posisi dari panel

surya akan digerakkan sesuai dengan nilai setting yang sudah diprogram.

28

Pembuatan blok diagram perancangan sistem ini bertujuan untuk

mempermudah dalam melakukan tahap – tahap pembuatan alat. Selain itu

dapat mempermudah pula dalam melakukan analisa bagian per bagian pada

saat uji coba alat baik secara bagian per bagian maupun secara keseluruhan.

Pada pembuatan alat penggerak panel surya secara otomatis ini akan

diharapkan dapat mengerjakan secara berurutan mulai dari uji coba sensor,

kemudian pembuatan program pada mikrokontroller hingga sampai yang

terakhir dapat dengan secara otomatis mendapatkan posisi panel surya yang

sesuai dengan intensitas cahaya matahari.

a) Diagram alir penelitian

Diagram alir penelitian yang akan dilakukan dapat dilihat pada gambar

3.2. Diawali dengan perancangan alat, pembuatan alat dan program, dan

pengujian alat secara keseluruhan. Penelitian ini bertujuan untuk

mengatur posisi dari panel surya agar selalu mengarah kepada cahaya

matahari sehingga mampu membuat penyerapan energi yang dilakukan

29

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian. Mulai

Perancangan Alat

Pembuatan Alat dan Program

Pengujian Alat Secara Keseluruhan

Alat Bekerja

30

b) Diagram alir prinsip kerja alat

Gambar 3.3Diagram alir prinsip kerja alat Mulai

Photodioda terkena

cahaya

Baca nilai ADC yang diperoleh

Mikrokontroller Terjemahkan

Sinyal

Servo

Selesai Posisi Panel

31

Gambar diatas adalah diagram alir prinsip kerja alat penggerak otomatis

panel surya yang akan dibuat dalam tugas akhir ini. Dari gambar diatas

dapat dijelaskan bahwa sebelum masing – masing komponen dijadikan

satu – kesatuan terlebih dahulu harus melakukan uji coba sensor terhadap

perubahan posisi sumber cahaya yang mengenainya. Hal ini diperlukan

untuk melihat sensitivitas yang dimiliki oleh sensor photodioda. Sistem

diatas menggunakan sistem kendali open loop, karena hasil dari

pergerakan posisi panel surya tidak berpengaruh untuk nilai masukan yang

diperoleh dari sensor, dan juga tidak memiliki umpan balik. Jadi ketika

eksekusi telah dilakukan oleh motor servo, maka hasil pergerakan tersebut

adalah posisi akhir yang akan dilakukan untuk sekali masukan yang

diperoleh dari sensor. Sehingga tidak ada proses untuk mengkoreksi

apakah posisi panel tersebut sudah dalam posisi yang berhadapan dengan

sumber cahaya.

3.4 Spesifikasi Alat

Dalam melakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk membuat suatu alat,

maka penting untuk menentukan spesifikasi komponen - komponen penyusun

yang akan dibuat dalam penelitian tersebut. Hal ini dibutuhkan agar tidak

terjadi kesalahan dalam pemilihan komponen pada saat proses pembuatan

alat. Sebagai contoh pada pembuatan lengan robot, maka diperlukan suatu

asumsi bahwa fungsi – fungsi apa saja yang dapat dilakukan oleh lengan

robot tersebut, ketika fungsi tersebut dapat ditentukan, maka tahap

32

spesifikasi yang sudah ditentukan. Komponen – komponen tersebut harus

mendukung fungsi-fungsi yang sudah ditentukan sebelumnya. Pada penelitian

kali ini tracker panel surya ditentukan untuk mengikuti arah intensitas cahaya

matahari yang paling besar, oleh karena itu pada penelitian ini digunakan

sebuah sensor photodioda yang berfungsi sebagai sensor cahaya. Prinsip

kerja dari sensor photodioda atau sensor cahaya ini adalah dengan mengubah

identitas cahaya menjadi nilai arus, nilai arus pada photodioda berubah sesuai

dengan intensitas cahaya yang diterima. Apabila photodioda menerima

intensitas cahaya yang besar maka nilai arus akan naik,sedangkan jika cahaya

yang mengenainya redup maka arusnya pun akan mengecil. Rangkaian

sensor photodioda dapat dilihat pada Gambar 3.4 dibawah ini :

Gambar 3.4 Rangkaian Sensor photodioda.[9]

Sementara untuk komponen sistem kontrol pada penggerak otomatis yaitu

digunakan sebuah mikrokontroller ATMega 16. Digunakannya

33

pada pembuatan penggerak otomatis ini. Selain itu sebagai media penggerak

utama pada sistem mekanik yang digunakan adalah motor servo. Motor servo

adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari

motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam

motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear,

potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu

motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal

dari kabel motor. Berikut ini adalah spesifikasi dari motor servo yang

digunakan :

 Torsi/kekuatan : 12KG

 Kecepatan : 0.16detik/60derajat

 Tegangan masukan : 5~7Volt

 Type : Digital

 Gearing : Metal

 Berat : 55gram

 Ukuran : 4.07 x 1.97 x 4.29cm

3.5 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah menerapkan

mikrokontroler Atmega16 sebagai pengendali proses pengaturan otomatis

pada panel surya. Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional

dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori

34

inputoutput. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika

digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program

yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler

sebenarnya membaca dan menulis data. Beberapa tahun terakhir,

mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot.

Seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak

dengan bahasa pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah

mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) ATmega16 yang

menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana

program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock

untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR dapat

dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx,

keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan

masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi

arsitektur dan instruksi yang digunakan,mereka bisa dikatakan hampir sama.

Mikrokontroler AVR ATmega16 memiliki fitur yang cukup lengkap.

Mikrokontroler AVR ATmega16 telah dilengkapi dengan ADC internal,

EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan fitur

lainnya. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan untuk

mempelajari mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien,

serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler

ATmega16. Pada penelitian kali ini mikrokontroller ATMega 16 berfungsi

sebagai pengatur dari putaran motor servo, sesuai dengan intensitas cahaya

35

poin sebelumnya, bahwa sebelum memulai pembuatan alat, pertama kali yang

dilakukan adalah melakukan kalibrasi sensor. Kalibrasi sensor penting

dilakukan karena aksi dari motor servo akan ditentukan dari hasil kalibrasi

sensor photodioda. Setelah hasil kalibrasi sensor didapatkan, nilai – nilai

tersebut akan menjadi acuan dalam pembuatan listing program pada

perangkat lunak codevision avr. Hasil pembuatan program akan dimasukan

kedalam mikrokontroller agar dapat melihat aksi dan hasil dari program yang

sudah dibuat, apabila aksi dari motor servo belum sesuai maka akan

dilakukan pengecekan pada pembuatan program dan memperbaiki nilai

kalibrasi agar lebih presisi dan sesuai dengan pergerakan motor servo yang

diinginkan.

Prinsip Kerja Alat.

Penggerak otomatis ini bergerak berdasarkan pergerakan motor yang

bergerak dengan satu arah atau satu axis yaitu timur ke barat. Motor servo

akan dikontrol oleh mikrokontroller ATMega 16. Mikrokontroller mengatur

pergerakan motor servo berdasarkan masukan yang dikirim dari sensor.

Sensor yang digunakan yaitu sensor cahaya atau sensor photodioda. Pada

sistem penggerak ini sensor yang dibutuhkan berjumlah tujuh buah.

Photodioda akan disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai arah

pergerakan bumi terhadap matahari sebesar 180°. Ilustrasi dari susunan

36

Gambar 3.5 Susunan sensor photodioda

Susunan photodioda diatas diatur berdasarkan posisi matahari, sensor photodioda

pertama dipasang pada sudut 300 _{karena pada saat posisi itulah sinar matahari}

mulai dapat mengenai permukaan panel surya, jika pada sudut dibawah dari 300

sinar matahari belum terlihat secara jelas. Apabila dilihat dari sudut pandang

waktu, maka sudut 300 _{tersebut kira-kira berada pada pukul 08.00. Seperti yang}

dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.1 Penentuan Waktu Menurut Sudut

37

Ketika cahaya matahari mengenai photodioda maka mikrokontroller akan mencari

nilai ADC tertinggi diantara photodioda yang terkena cahaya matahari, nilai ADC

tersebut akan memberikan instruksi kepada mikrokontroller agar menggerakkan

motor servo sesuai dengan derajat posisi photodioda yang memiliki yang memiliki

nilai ADC tertinggi. Apabila posisi matahari berada pada sudut 900_{, maka sensor}

photodioda keempat yang berada pada sudut 900 tersebut akan mengeluarkan nilai

ADC tertinggi, nilai ADC tersebut kemudian akan menjadi acuan mikrokontroller

dalam menggerakkan posisi motor servo sesuai dengan posisi photodioda yang

✁KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan :

Dari serangkaian penelitian, pengujian, dan analisa yang telah dilakukan maka

dapat disimpulkan bahwa:

1. Alat penggerak otomatis panel surya mengunakan sensor photodioda

berbasis mikrokontroller ATMega 16 telah dibuat untuk mengoptimalkan

penyerapan energi oleh panel surya.

2. Alat ini mampu melakukan pembacaan terhadap cahaya matahari

menggunakan sensor photodioda dengan baik, yaitu memiliki tingkat

sensitivitas yang tinggi terhadap cahaya. Kemudian sistem ini juga mampu

mengontrol motor servo sebagai penggerak utama dalam pergerakan panel

surya.

3. Terjadi penyimpangan nilai sudut panel surya pada posisi derajatnya, hal

ini disebabkan dari proses kalibrasi yang masih bersifat manual, namun

nilai penyimpangan tersebut tidak terlalu besar sehingga hampir tidak

terlihat terjadinya pergeseran sudut.

4. Hasil pergerakan dari motor servo tidak mampu berjalan dengan halus, ini

dikarenakan disain mekanik dari sistem penggerak belum baik, sehingga

diperlukan disain mekanik yang mampu membuat motor servo bekerja

66

5. Alat penggerak otomatis ini hanya mampu beroperasi dalam waktu 1

(satu) hari, karena daya yang didapatkan tidak sebanding dengan daya

yang digunakan untuk mengoperasikan penggerak otomatis itu sendiri.

B. SARAN

Penggerak otomatis panel surya menggunakan sensor photodioda berbasis

mikrokontroller ATMega 16 sudah mampu beroperasi, sensor photodioda mampu

melakukan pembacaan terhadap cahaya matahari dan mikrokontroller menjadi

pengendali utama dari sistem ini. Untuk proses kalibrasi sensor dan kalibrasi

motor servo perlu dilakukan dengan proses yang lebih teliti agar sudut pergerakan

dari dudukan panel surya benar – benar tegak lurus dengan arah cahaya matahari

yang datang mengenai permukaan sensor photodioda. Kemudian untuk sistem

mekanik harus diperbaiki agar tidak merusak motor servo, sistem mekanik yang

lebih baik akan mampu meringankan kerja motor dan membuat perpindahan sudut

lebih akurat. Perancangan yang dibuat tidak sesuai dengan yang diharapkan

karena hanya bisa beroperasi pada kondisi baterai dalam keadaan penuh, dengan

lama waktu satu hari, karenanya perlu dikembangkan dengan menggunakan

baterai (aki) yang memiliki kapasaitas yang lebih besar dan material yang lebih

ringan agar energi yang dihasilkan bisa digunakan kontinyu tidak hanya satu hari

saja atau dengan kata lain alat penggerak otomatis ini dapat langsung diterapkan

DAFTAR PUSTAKA

[1] _{Rangkaian Listrik, William H. Hayt,Jr., Jack E.Kemmerly. , Steven M.Durbin}

[2] _{Wind and Solar Power System, Mukund R. Patel}

[1] _{Partical photovoltaics electricity from solar cells, Richard J. Komp, Ph.D.}

[3] _{Perhitungan instalasi listrik Volume 1., J.WATKINS, R.K. PARTON}

[4] _{Fisika UNIVERSITAS EDISI KE SEPULUH, SCHAUM’S OUTLINES}

[1] _{http://www.nekomata08.weebly.com/uploads/k2_photovoltaic.doc}

[5 Oktober 2013]

[2] _{http://images01.olx.co.id/ui/18/25/39/1329968070_321121639_1- Gambar--SEL-}

SURYA-SEL-PHOTOVOLTAIC-PANELSURYA-MODULSURYA-PLTS.jpg

[7 Oktober 2013]

[3]

http://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja sel-surya/ [ 9 Oktober 2013]

[4] [5] [6]_{Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroller Atmega 16, M.Ary}

Heryanto,ST & Ir. Wisnu Adi P.

[7]_{Belajar sendiri : membuat robot cerdas, Oleh: Widodo Budiharto}

[8]

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/ [20 November 2013]

[8]_{Sistim cepat belajar elektronika ( Pemula ), Drs. Pambudi Prasetya}

[9]_{http://edukasielektro.blogspot.com/2013/02/photo-dioda.html [20 November 2013]}