Rancang Bangun Penjejak Matahari Dual Axis Menggunakan Sensor LDR Serta Pengaruh Suhu dan Kelembaban Terhadap Optimalisasi Penyerapan Tenaga Surya

RANCANG BANGUN PENJEJAK MATAHARI

DUAL AXIS

MENGGUNAKAN SENSOR LDR SERTA PENGARUH SUHU

DAN KELEMBABAN TERHADAP OPTIMALISASI

PENYERAPAN TENAGA SURYA

SKRIPSI

DiajukanOleh :

TRY FADLY PRASETIYA

100801062

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

RANCANG BANGUN PENJEJAK MATAHARI DUAL AXIS MENGGUNAKAN SENSOR LDR SERTA PENGARUH SUHU DAN KELEMBABAN TERHADAP OPTIMALISASI PENYERAPAN TENAGA

SURYA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

DiajukanOleh : TRY FADLY PRASETIYA

100801062

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul :

Kategori : Skripsi

Nama : Try Fadly Prasetiya NomorIndukMahasiswa : 100801062

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Januari 2017

KomisiPembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc NIP. 19600631986011002 NIP.197407162008121002

DisetujuiOleh

DepartemenFisika FMIPA USU Ketua,

Dr. MarhaposanSitumorang NIP. 195510301980031

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN PENJEJAK MATAHARI DUAL AXIS MENGGUNAKAN SENSOR LDR SERTA PENGARUH SUHU

DAN KELEMBABAN TERHADAP OPTIMALISASI PENYERAPAN TENAGA SURYA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 25 Januari 2017

PERHARGAAN

Alhamdulillah, wasyukrillah...

Sesungguhnya, segalasesuatu, ilmu yang bermanfaat, pengetahuan yang

mencerahkan manusia adalah dari Allah SWT semata.Maka, tiada kata yang

mampu dituliskan untuk mengungkapkan rasa syukur ata snikmat yang begitu

besar. Semoga setiap ilmu pengetahuan yang bertambah seiring berjalannya waktu

senantiasa menuntun kita untuk semakin mengakui kebesaran-Nya dan meraih

ridhoi lahi.

Atas berkat rahmat Allah SWT dengan takdir dan ketetapannya,

penghargaan atas junjungan kita Baginda Rasullullah SAW yang meneladani

umatnya dalam pengelolaan ego, potensi, hukum-hukum alam yang melingkupi

kita serta upaya untuk menambah khasanah ilmu pengetahuan dan wawasan

penulis khususnya tentang material elektronik, maka skripsi denganjudul “Rancang Bangun Penjejak Matahari Dual Axis Menggunakan Sensor LDR Serta Pengaruh Suhu Dan Kelembaban Terhadap Optimalisasi Penyerapan Tenaga

Surya” dapat diselesaikan. Karya sederhana ini merupakan muara kecil dari sekian

banyak pengembangan material elektronik yang dibangun melalui konsep-konsep

dasar fisika pada umumnya.

Karya ini tentunya dimungkinkan oleh dukungan dan kesempatan serta

berbagai fasilitas dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis

menghatur kan ucapan terimakasih yang tulus pada:

1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.S, selaku Dekan Fakultas Matematika & Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

2. Kepada Ketua jurusan Fisika, Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, Sekertaris

Jurusan Drs. Syahrul Humaidi M.Sc, beserta staf jurusan dan seluruh dosen

yang mengajar di Fisika S-1. Terimakasih atas semua fasilitas dan dukungan,

kesempatan berkreasi, pemantapan moral dan etika, serta ilmu yang telah

diberikan kepada penulis.

3. Kepada Dosen pembimbing 1, Bapak Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc, dan

membimbing dan mengarahkan penulis baik secara langsung maupun tidak

langsung ditengah kesibukan akademik beliau.

4. Khususnya Kepada Bapaksaya Drs.SutarniM.Hum dan Ibu Ely Hanum

Tanjung, kak Citra Indah SE, dankak Sylvia FebrianiM.Hum, beserta keluarga

besar yang memberikan dukungan, doa dan semangat dalam penyelesaian

tugas akhir ini.

5. Bang Oki Handinata, Bang Ridho, Ikhwanuddin, Fathahurrahman terima kasih

atas bantuan dan dukungan nya.

6. Seluruhteman- teman saya di Jurusan Fisika angkatan 2010 yang selalu

memberikan semangat kepada saya dalam penyelesaian skripsi ini.

7. Kakak-kakak senior serta adik-adik di Fisika Universitas Sumatera Utara

terima kasih atas semua dukungan dan bantuannya.

Sebagai produk dari keterbatasan manusia, maka tentu hasil dari penelitian

ini sangat menunggu dan terbuka untuk menerima masukan demi proses

pemeliharaan transformasi ilmu pengetahuan dalam institusi pendidikan tinggi.

Akhir kata semoga penelitian in imembawa manfaat.

RANCANG BANGUN PENJEJAK MATAHARI DUAL AXIS MENGGUNAKAN SENSOR LDR SERTA PENGARUH SUHU

DAN KELEMBABAN TERHADAP OPTIMALISASI PENYERAPAN TENAGA SURYA

ABSTRAK

Ide Rancangan diperoleh dari masalah yang timbul dari suatu system konversi energi matahari ke energi listrik yaitu pada posisi atau arah panel. Dengan pergerakan atau lintasan matahari akan membuat titik focus sinar matahari berubah sehingga kurang optimal jika panel tidak bergerak atau statis. Ide rancangan adalah bagaimana menggerakkan arah panel mengikuti perlintasan matahari yang dipengaruhi suhu dan kelembaban. Hasil penelitian diperoleh bahwa panel surya bergerak menghasilkan arus listrik rata-rata sebesar 0,72 A dan tegangan rata-rata sebesar 15,86 V memiliki suhu rata-rata 31,14o C dengan kelembaban41%. Sedangkan panel surya diam (tanpapengarah) hanya menghasilkan arus rata-rata 0,65 A dan tegangan rata-rata 14,35 V memiliki suhu rata-rata 29,75oC dan kelembaban 41,55%. Sehingga panel surya bergerak lebihef ektif dibandingkan dengan panel surya diam dengan nilai efisiensi energi yang dihasilkan yaitu 5,89%.

DESIGN AND CONSTRUCTION DUAL AXIS SUN TRACKING USING LDR SENSOR WITH EFFECT OF TEMPERATURE AND HUMIDITY

FOR OPTIMIZATION IN SOLAR ABSORPTION

ABSTRACT

The design idea is obtained of problems that arise from a solar energy conversion system into electrical energy in the position or direction of panel. With movement or track of sun would made the focal point of the sun changed so that less than optimal if the panel is not moving or static. The idea of the design is how the moving direction of the panel follows the sun crossings with effect of temperature and humidity. The result showed that the solar panels generate electrical current moving average of 0.72 A and the average voltage of 15,86 V has an average temperature 31,14o C with a humidity of 41%. While solar panels silent (no steering) only generate average current 0.65 A and the average voltage 14.35 V has the average temperature and humidity 29.75oC41,55%. So that the solar panels to move more effectively than the solar panels silent with the efficiency of the energy produced is 5,89%.

DAFTAR ISI

1.1 LatarBelakang 1

1.2 RumuanMasalah 2

1.3 BatasanMasalah 2

1.4 TujuanPenelitian 3

1.5 ManfaatPenelitian 3

1.6 SistematikaPenulisan 3

BAB 2. TinjauanPustaka 5

2.1 Panel Surya 5

2.2 Sensor LDR (Light Dependent Resistor) 8

2.3 Mikrokontroler 10

2.3.1 Konfigurasi PIN ATMega 8535 13 2.3.2 Peta Memori ATMega 8535 14

2.3.3 Program Memori 14

2.3.4 EEPROM Data Memori 15

2.4 Motor Steper 15

2.5 Transistor 18

2.6Modul LCD (Liquid Crystal Display) 19

2.6.1 Kaki-Kaki Modul LCD 19

2.6.2 Struktur Memory LCD 20

2.7 DHT11 (Temperature And Humidity Sensor) 20

BAB 3. MetodePenelitian 22

3.2.6 Rangkaian Sensor DHT11 27 3.2.5 Perancangan Sistem RTC DS 1307 27

BAB 4. HasildanPembahasan 30

4.1 Implementasi Sistem 30

4.1.1 Implementasi Hardware Pada Sistem 30 4.1.2 Implementasi Perangkat Lunak Untuk Sistem 31 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535 31 4.3 Pengujian LDR Pada Panel Surya 33 4.4 Pengujian Motor Stepper Dan Driver 35 4.5 Pengujian Rangkaian RTC DS-1307 37 4.6Pengujian Rangkaian Sensor DHT-11 38

4.7 Data Hasil Pengamatan 39

4.7.1 Data Hasil Pengamatan Daya panel Surya Statis

(TanpaPengarah) dan Dinamis (Pengarah) 39 4.7.2 Data Hasil PengaruhIntensitasCahaya

danDayaterhadapWaktu 42

4.8 Perbandingan Data Hasil Peengamatan 46

BAB 5. Kesimpulandan Saran 47

5.1 Kesimpulan 47

5.2 Saran 47

DaftarPustaka 48

LAMPIRAN A HASIL PENGUKURAN PANEL SURYA LAMPIRAN B GAMBAR RANGKAIAN DAN ALAT LAMPIRAN DATA SHEET ATMEGA 8535

LAMPIRAN DATA SHEET SENSOR LDR LAMPIRAN DATA SHEET DHT 11 LAMPIRAN DATA SHEET RTC D3-1307 LAMPIRAN DATA SHEET LCD

DAFTAR GAMBAR

Nomor Tabel

Judul Halaman

2.1 Karakteristik Temperatur Sel Surya Terhadap tegangan keuaran 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535 13

2.6 Peta Memori Program 15

2.7 EEPROM Data Memori 15

2.8 Diagram Motor Langkah (Stepper) 17 2.9 Pemberian Data/Pulsa Motor Stepper 17 2.10 SistemPenggerak Motor stepper 18 2.11 Sensor DHT11 (temperature and humidity sensor) 21

3.1 Diagram Blok Rangkaian 22

3.2 RangkaianPengkonsisi Signal Panel Surya 24 3.3 RangkaianMikrokontrollerATMega 8535 25 3.4 Rangkaian Penguat Arus/Driver 26

3.5 Rangkaian Sensor DHT 27

3.6 Antarmuka Bagian RTC DS1307 27 3.7 Rangkaian Aplikasi Modul RTC DS1307 Yang

Dihubungkan Ke Mikrokontroller ATMega 8535

28

4.3 Rangkaian Pengujian Mikontroller 32 4.4 Informasi Signature Mikrokontroller 33 4.5 Posisi Penyusunan Sensor LDR Pada Panel Surya 34 4.6 Rangkaian Pengujian LDR Dan Mikrokontroller 34 4.7 Pulsa Yang Diberikan Untuk Menggerakkan Motor

Stepper

35

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

4.1 Perbandingan Pembacaan LDR oleh Mikrokontroller 35 4.2 Hasil Pengujian Sensor DHT11 38 4.3 PerbandinganHasilPengujian I, V, P,

SuhudanKelembaban-Vs- waktu yang terukur Oleh Kedua Panel Surya

DAFTAR GRAFIK

4.2 Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Kedua 40 4.3 Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada HariKetiga 40 4.4 Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada

HariKeempat

41

4.5 Hubungan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Kelima 42 4.6 Hubungan Intensitas Cahaya dan Daya Terhadap

Waktu Pada HariPertama

43

4.7 Hubungan Intensitas Cahaya dan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Kedua

43

4.8 Hubungan Intensitas Cahaya dan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Ketiga

43

4.9 Hubungan Intensitas Cahaya dan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Keempat

44

4.10 Hubungan Intensitas Cahaya dan Daya Terhadap Waktu Pada Hari Kelima