RANCANG BANGUN SOLAR CHARGER CONTROLLER 5A UNTUK BATERE VRLA BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA328
LAPORAN TUGAS AKHIR
MARSYANGGEON ARSELIA HUTABARAT 182408054
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
i
RANCANG BANGUN SOLAR CHARGER CONTROLLER 5A UNTUK BATERE VRLA BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA328
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
OLEH :
MARSYANGGEON ARSELIA HUTABARAT 182408054
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN SOLAR CHARGER CONTROLLER 5A UNTUK BATERE VRLA BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA328
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 13 Juli 2021
Marsyanggeon Arselia Hutabarat 182408054
iii
iv
RANCANG BANGUN SOLAR CHARGER CONTROLLER 5A UNTUK BATERE VRLA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA328
ABSTRAK
Panel surya menjadi sumber energi terbarukan yang mudah didapatkan sehingga akan memainkan peran penting dalam mengurangi krisis energi dan mengurangi pencemaran lingkungan. namun pada pengaplikasiannya secara konvensional efisiensi sistem panel surya sangat rendah. Peralatan MPPT Solar Charge Controller dirancang untuk memaksimalkan daya output panel surya dan mengatur kondisi baterai agar tidak mengalami overcharging. Panel surya adalah sebuah sistem yang dapat digunakan untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip yang disebut efek photovoltaic. Energi listrik yang dihasilkan akan disimpan ke dalam sebuah baterai, kemudian digunakan untuk mengoperasikan perangkat elektronik sesuai kebutuhan listriknya. Regulator surya atau yang biasa disebut sebagai pengontrol muatan memainkan peranan penting. Tujuannya adalah memastikan baterai bekerja secara optimal, terutama untuk mencegah pengisian berlebih dengan melepas panel surya ketika baterai penuh dan untuk mencegah pelepasan yang terlalu kurang dengan melepaskan beban bila perlu. Masa pakai baterai berkurang secara drastis karena pengisian yang berlebihan dan pemakaian yang dalam.
Dalam penelitian ini telah dibuat Rancang Bangun Solar Charger Controller MPPT Dengan Metode Fuzzy Logic Berbasis Mikrokontroller Atmega328 yang dapat mengahasilkan daya yang linear dari panel surya. Tegangan dan arus yang dihasilkan panel surya akan berubah yang dipengaruhi oleh keadaan lingkungan (intensitas cahaya dan suhu) dan beban yang terhubung. Perubahan tegangan yang tidak pasti atau samar akan diolah melalui metode Fuzzy Logic Controller yang mengendalikan lebar pulsa dari PWM supaya tegangan keluaran stabil pada 14 V pada titik daya maksimal.
Hasil pembacaan sensor tegangan dan sensor arus pada panel surya dan beban akan ditampilkan ke LCD dari Arduino Nano.
Kata kunci : Solar Charger, MPPT, Fuzzy Logic Controller, Microcontroller, PWM.
v
DESIGN OF SOLAR CHARGER CONTROLLER 5A FOR VRLA BATTERY BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA328
ABSTRACT
Solar panels are an easily available renewable energy source that will play an important role in reducing the energy crisis and reducing environmental pollution. but in its conventional application the efficiency of the solar panel system is very low.
MPPT Solar Charge Controller equipment is designed to maximize the output power of the solar panels and regulate the condition of the battery so that it does not experience overcharging. Solar panels are a system that can be used to convert sunlight energy into electrical energy using a principle called the photovoltaic effect. The electrical energy produced will be stored in a battery, then used to operate electronic devices according to their electrical needs. Solar regulators or commonly referred to as charge controllers play an important role. The goal is to ensure the battery is working optimally, especially to prevent overcharging by removing the solar panels when the battery is full and to prevent under-discharging by removing the load when necessary. Battery life is drastically reduced due to overcharging and deep discharging.
In this research, a Solar Charger Controller MPPT Design with Fuzzy Logic Method Based on the Atmega328 Microcontroller has been made which can produce linear power from solar panels. The voltage and current generated by the solar panel will change which is influenced by environmental conditions (light intensity and temperature) and the connected load. Uncertain or vague voltage changes will be processed through the Fuzzy Logic Controller method which controls the pulse width of the PWM so that the output voltage is stable at 14 V at the maximum power point.
The readings of the voltage sensor and current sensor on the solar panel and load will be displayed on the LCD of the Arduino Nano.
Keywords: Solar Charger, MPPT, Fuzzy Logic Controller, Microcontroller, PWM.
vi
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dengan Judul Rancang Bangun Solar Charger Controller 5a Untuk Batere Vrla Berbasis Mikrokontroller Atmega328.
Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material, informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar- besarnya kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan Nafas kehidupan, kesempatan, waktu, Berkat sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya.
2. Ibu Dr. Nursahara Pasaribu M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 4. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekretaris program studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 5. Bapak Drs, Kurnia Brahmana, M.Si selaku pembimbing yang telah
meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini.
6. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
7. Teristimewa kepada Ibu, Nenek dan Adik penulis yaitu Ibu Nurhayati Parhusip, Nenek H. Harianja dan Christopher Andreas Hutabarat yang senantiasa memberikan dukungan baik Semangat, Perhatian, Spiritual, Materi, Doa dan juga nasihat-nasihat yang dapat membangun dan memampukan saya untuk menyelesaikan tugas Akhir ini.
8. Teman-teman dekat saya Febriyanti Sihotang, Romiana Pratiwi Bako, Dame Dian Sihombing yang senantiasa memotivasi penulis memberikan dukungan serta saran baik Terutama dalam segi waktu.
vii
9. Tidak lupa juga saya mengucapkan Terima kasih kepada teman satu stambuk, Adik-adik tingkat saya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu termasuk teman seperdopingan saya, Romiana Bako, Clarita saragih, Jojor Lumbantoruan dan Tabas Siagian terima kasih atas kerja sama dan juga dukungan teman-teman sekalian ketika menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. KTB dan PKK saya : Andre Nainggolan, Dame dian, Hera Levina, Poppy Purba, Jojor Lumbantoruan, Cristine Hutajulu, Claudia Manurung dan Jhones Hutahaean yang senantiasa mendukung dan memberikan motivasi untuk penulis senantiasa memberikan penghiburan, motivasi dan masukan selama penyusunan Tugas akhir ini.
11. Tidak lupa juga saya ucapkan banyak terima kasih kepada diri sendiri Marsyanggeon Arselia Hutabarat yang senantiasa tetap kuat dalam memotivasi diri sendiri dan juga melalui segala sesuatu baik dari segi fikiran, material dan juga waktu hingga saat penyelesaian Tugas akhir Terima kasih untuk keberjuangan saya sendiri.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.Semoga menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 13 Juli 2021
Marsyanggeon Arselia Hutabarat
viii DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN ORISINALITAS ii
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
PENGHARGAAN vi
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan Penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Metodologi Percobaan 3
1.7. Sistematika Penulisan 3
1.8. Diagram Blok 4
1.8.1 Diagram Blok Proyek 4
1.8.2 Diagram Blok Tugas Akhir 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1. Panel Surya 6
2.2. Proses Konversi Solar Cell 7
2.3. Jenis-Jenis Panel Surya 11
2.4. Type solar charge controller 13
2.5. Sensor Tegangan 13
2.6. Sensor Arus 16
2.7. Mikrokontroler ATMega 328 18
2.7.1. Arsitektur ATMega 328 20
2.7.2. Konfigurasi ATMega 328 22
ix
2.7.3. Fitur ATMega 328 23
2.8. Baterai 23
2.9. LCD (Liquid Crystal Display) 25
2.10. DC-DC Converter 26
2.10.1. Konverter Buck 27
2.10.2. Konverter Boost 28
2.10.3. Konverter DC-DC 28
BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 30
3.1 Diagram Blok Sistem dan Cara Kerja Sistem 30
3.1.1. Diagram Blok Sistem 30
3.1.2. Cara Kerja Sistem 30
3.2 Perancangan Antar Muka setiap blok diagram 30 3.2.1. Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor Tegangan 30 3.2.2. Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor Arus 31 3.2.3 Perancangan Antar Muka Arduino dengan LCD 32
3.2.5 Rangkaian DC-DC Converter 33
3.2.6 Perancangan Antar Muka Arduino dengan baterai 33
3.3 Perancangan Dan Pembuatan PCB 33
3.3.1 Pembuatan PCB 33
3.3.2 Pemeriksaan Dan Perbaikan PCB 34
3.3.3 Penyolderan Komponen 34
3.4 Diagram Alir (FlowChart) 36
BAB 4 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 37
4.1 Pengujian Komponen 37
4.1.1 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 16 X 2 37
4.1.2 Pengujian Keypad 38
4.1.3 pengujian nilai arus dan Tegangan dalam LCD 40
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 44
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 44
DAFTAR PUSTAKA 45
LAMPIRAN 46
x
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
Gambar 2.1 Semikonduktor jenis p dan n Sebelum Disambung 7 Gambar 2.2 Perpindahan elektron dan hole pada semikonduktor 8 Gambar 2.3 Hasil muatan positif dan negatif pada semikonduktor 8
Gambar 2.4 Timbulnya Medan Listrik Internal E 9
Gambar 2.5 Sambungan Semikonduktor Terkena Cahaya Matahari 9 Gamber 2.6 Sambungan Semikonduktor Ditembus Cahaya Matahari 10 Gambar 2.7 Kabel Dari Sambungan Semikonduktor Dihungkan Ke Lampu 11
Gambar 2.8 Panel Surya Monocrystaline 11
Gambar 2.9 Panel Surya Polycrystalline (Multircystalline) 12
Gambar 2.10 Panel Surya Thin film 12
Gambar 2.11 Lapisan Komponen Thin Film Cadmium Telluride Solar Cell 13
Gambar 2.12 Panel Surya Amorhours 13
Gambar 2.13 Sensor Tegangan 15
Gambar 2.14 Sensor Arus 16
Gambar 2.15 Bagian Mikrokontroler 19
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 30
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino dengan Sensor Tegangan 31
Gambar 3.3 Rangkaian Arduino dengan Sensor Arus 32
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD 32
Gambar 3.5 Rangkaian DC-DC Converter 33
Gambar 3.6 Rangkaian Sumber Daya Baterai 33
Gambar 3.7 Diagram Alir (flowchart) 36
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Arus Dengan Waktu 43
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Tegangan Dengan Waktu 43
xi
DAFTAR TABEL
No. Keterangan Halaman Tabel
4.1 Data hasil pengujian panel surya 42
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tenaga surya akan memainkan peran penting dalam mengurangi krisis energi dan mengurangi pencemaran lingkungan dan memiliki sifat aplikasi yang cerah.
Pengontrol muatan adalah bagian penting dari hampir semua sistem daya, baterai pengisi daya, angin, hidro, bahan bakar, atau jaringan utilitas. Tujuannya adalah untuk menjaga agar baterai tetap terisi dengan baik dan aman untuk jangka panjang.
Pengontrol muatan adalah pengatur yang berjalan di antara panel surya dan baterai.
Regulator untuk tata surya dirancang untuk menjaga daya baterai tetap pada puncaknya tanpa pengisian yang berlebihan. Sistem yang terhubung ke jaringan memberi energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke jaringan menggunakan inverter. Ketika listrik dibutuhkan pada malam hari atau periode dengan sedikit sinar matahari, energi diambil kembali dari jaringan. Dalam sistem terisolasi, kelebihan listrik biasanya disimpan dalam baterai pada siang hari dan baterai digunakan untuk menyalakan peralatan pada saat panel fotovoltaik tidak menghasilkan energi yang cukup.
Regulator surya (juga dikenal sebagai pengontrol muatan) memainkan peran penting. Tujuan mereka adalah memastikan baterai bekerja secara optimal, terutama untuk mencegah pengisian berlebih (dengan melepas panel surya) ketika baterai penuh dan untuk mencegah pelepasan yang terlalu dalam (dengan melepaskan beban bila perlu). Masa pakai baterai berkurang secara drastis karena pengisian yang berlebihan dan pemakaian yang dalam. Baterai adalah komponen yang sangat mahal dari panel Surya Rumah, oleh karena itu perlu untuk melindungi baterai agar tidak terlalu terisi atau sangat kosong. Dalam hal ini, pengontrol muatan memainkan peran penting untuk melindungi baterai salah satu cara terbaik untuk mengalirkan listrik ke lokasi terpencil di luar jaringan listrik di Nigeria, adalah melalui Solar Home System (SHS). Sistem tersebut terdiri dari panel fotovoltaik, baterai, dan pengontrol solar charge. Energi matahari disimpan ke dalam baterai.
Panel Surya (Modul) atau array untuk mengisi baterai. Baterai menyimpan energi listrik DC sehingga dapat digunakan saat tidak ada energi matahari yang tersedia
2
(waktu malam, hari mendung, dll.). Beban DC dapat diberi daya langsung dari PV / Panel Surya (Modul) / Baterai. Inverter mengubah daya DC yang dihasilkan oleh PV / Panel Surya (Modul) / disimpan dalam baterai menjadi daya AC untuk mengaktifkan daya beban AC. Energi matahari ini dianggap sebagai sumber yang bagus untuk mengatasi krisis ini. Tetapi masyarakat pedesaan tidak cukup mampu secara ekonomi untuk menggunakan panel surya yang besar untuk mendapatkan lebih banyak listrik untuk menjalankan kebutuhan sehari-hari mereka. Energi matahari secara langsung diubah menjadi energi listrik oleh modul fotovoltaik surya. Faktor utama yang mempengaruhi efisiensi proses pengumpulan adalah efisiensi sel surya, intensitas radiasi sumber, dan teknik penyimpanan. Efisiensi sel surya dibatasi oleh bahan yang digunakan dalam pembuatan sel surya.
1.2 Rumusan Masalah
Project ini diarahkan pada permasalahan sebagai berikut:
1. Merancang MPPT dengan metode Fuzzy Logic Controller pada panel surya.
2. Memahami algoritma fuzzy pada MPPT untuk mencari nilai titik maksimum pada panel surya.
1.3 Batasan Masalah
Untuk menfokuskan project ini, maka disusun batasan masalah yang akan diteliti yaitu sebagai berikut:
1. Penelitian dilakukan dalam bentuk prototipe
2. Output yang dihasilkan berdasarkan MPP dari implementasi panel surya.
3. Pengolahan data dari sensor dan pengatur Duty Cycle PWM menggunakan Arduino.
1.4 Tujuan Project
project ini bertujuan untuk:
1. Merancang alat Maximum Power Point Tracking (MPPT) dengan metode Fuzzy Logic Controller berbasis Arduino.
2. Menghasilkan output pada MPP dari DC-DC Converter.
1.5 Manfaat Project
project ini memiliki manfaat yaitu:
1. Meningkatkan efisiensi dari penggunaan daya listrik yang dihasilkan oleh panel surya.
2. Membuat alat yang mampu menghasilkan daya yang linear dari panel surya.
1.6 Metodologi
Photovoltaic Maximum Power Point Tracking (MPPT) Dengan Metode Fuzzy Logic Controller Berbasis Arduino, yang terdiri dari rangkaian buck-boost converter dengan Arduino Nano yang digunakan sebagai sebagai pengatur duty cycle dengan Pulse Width Modulation berdasarkan algoritma Fuzzy Logic Controller dengan feedback sensor tegangan dan sensor arus. Tegangan masuk dari panel surya akan diatur oleh MOSFET yaitu sebagai switching pada frekuensi tinggi dengan metode PWM dari Arduino Nano.
Rangkaian buck boost converter adalah jenis inverting karena memiliki posisi yang dibalikkan dari tegangan suplai. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah Op-Amp sebagai diferensial amplifier untuk mengukur tegangan keluaran. Beban yang digunakan dalam penelitian ini adalah baterai lead-acid 12 V 7,2 Ah. Tegangan dan arus yang dihasilkan panel surya akan berubah yang dipengaruhi oleh keadaan lingkungan (intensitas cahaya dan suhu) dan beban yang terhubung. Perubahan tegangan yang tidak pasti atau samar akan diolah melalui metode Fuzzy Logic Controller yang mengendalikan lebar pulsa dari
PWM supaya tegangan keluaran stabil pada 14 V pada titik daya maksimal.
Hasil pembacaan sensor tegangan dan sensor arus pada panel surya dan beban akan ditampilkan dari Arduino Nano ke LCD sebagai Interface.
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisanss tugas Tugas Akhir ini, penulis membuat suatu sistematika penulisan yang terdiri dari :
1. BAB I: PENDAHULUAN
4
Bab ini akan membahas latar belakang tugas Tugas Akhir, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, dan sistematika penulisan.
2. BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini akan menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan
3. BAB III: PERANCANGAN ALAT
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain
5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran yang bermanfaat
1.8 Diagram Blok
1.8.1 Diagram Blok Proyek
Rancang bangun PWM charger 5A VRLA Berbasis Mikrokontroller ATMega328
Power supply merupakan sumber arus dan tegangan untuk system pengecasan batere, tegangan akan diatur dengan mikrokrontroller memanfaatkan sinyal PWM yang
dibangkitkan oleh Arduino nano, pengaturan tegangan yang diberikan kepada batere berdasarkan kebutuhan batere, jika tegangan baere masih belum cukup menunjukkan tegangan batere penuh (13.8 volt) maka nilai PWM akan tetap diberikan kepada PSA untuk mengirim arus dan tegangan ke batere. Jika tegangan batere sudah terpenuhi maka nilai PWM dikirimkan adalah nol, sekaligus menghentikan pengisian batere.
1.8.2 Diagram Blok Tugas Akhir
Rancang Bangun Solar Charger Controller 5A untuk Batere VRLA Berbasis Mikrokontroller ATMega328
Power supply merupakan sumber arus dan tegangan untuk system pengecasan batere diambil dari solar cell, tegangan akan diatur dengan mikrokrontroller memanfaatkan sinyal PWM yang dibangkitkan oleh Arduino nano menuju DC to DC converter untuk pengaturan tegangan yang diberikan kepada batere berdasarkan kebutuhan batere, jika tegangan baere masih belum cukup menunjukkan tegangan batere penuh (13.8 volt) maka nilai PWM akan tetap diberikan kepada PSA untuk mengirim arus dan tegangan ke batere. Jika tegangan batere sudah terpenuhi maka nilai PWM dikirimkan adalah nol, sekaligus menghentikan pengisian batere.
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Panel Surya
Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atau matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya listrik". Sel surya bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi. Pada umumnya, solar cell merupakan sebuah hamparan semi konduktor yang dapat menyerap photon dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Sel surya tersebut dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Pada sel surya terdapat sambungan (function) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing - masing yang diketahui sebagai semikonduktor jenis “P”
(positif) dan semikonduktor jenis “N” (Negatif).
Silikon jenis P merupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positif . Dibawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatif. Panel surya adalah salah satu teknologi energi terbarukan yang mampu mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik. Panel surya menjadi sumber energi terbarukan yang mudah didapatkan dan gratis, namun pada pengaplikasiannya secara konvensional efisiensi sistem panel surya sangat rendah.
Peralatan MPPT Solar Charge Controller dirancang untuk memaksimalkan daya output panel surya dan mengatur kondisi baterai agar tidak mengalami overcharging . Pada penelitian ini dirancang MPPT dengan algoritma Perturb and Observe (P&O) dan DC-DC konverter tipe Synchronous Buck Converter berbasis Arduino Nano yang dihubungkan pada baterai valve regulated lead acid 12 V 7 Ah. Hasil penelitian menunjukan peralatan MPPT mampu menghasilkan daya rata-rata sebesar 22,87 Watt dan metode PWM menghasilkan daya rata-rata sebesar 14,4 Watt sehingga kenaikan
daya didapatkan sebesar 44 %. Data nilai tegangan, arus dan daya pada sisi panel surya dan baterai ditampilkan pada layar LCD.
2.2 Proses Konversi Solar Cell
Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa semikonduktor.
Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor, yakni jenis n dan jenis p.
Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p = positif) karena kelebihan muatan positif. Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk meningkatkan tingkat konduktifitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama. Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun panas dari sebuah semikoduktor. Dua jenis semikonduktor n dan p ini jika disatukan akan membentuk sambungan p-n atau dioda p-n. Istilah lain menyebutnya dengan sambungan metalurgi (metallurgical junction) yang dapat digambarkan sebagai berikut.
a. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung.
Gambar 2.1 Semikonduktor jenis p dan n Sebelum Disambung
b. Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan elektron- elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n.
8
Gambar 2.2 Perpindahan elektron dan hole pada semikonduktor
c. Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan negatif. Pada saat yang sama. hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.
Gambar 2.3 Hasil muatan positif dan negatif pada semikonduktor
d. Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion region) ditandai dengan huruf W.
e. Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.
f. Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah deplesi, maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke sisi negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan elektron ke semikonduktor n.
Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan perpindahan hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah deplesi.
Gambar 2.4 Timbulnya Medan Listrik Internal E
g. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali kearah semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang berpindah dari semikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi listrik terjadi. Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan atas sambungan p yang menghadap kearah datangnya cahaya matahari, dan dibuat jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan semikonduktor p.
Gambar 2.5 Sambungan Semikonduktor Terkena Cahaya Matahari
Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka elektron mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya dari semikonduktor
10
n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut dengan fotogenerasi electron hole yakni, terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat cahaya matahari.
Gamber 2.6 Sambungan Semikonduktor Ditembus Cahaya Matahari
Cahaya matahari dengan panjang gelombang (dilambangkan dengan simbol “lamda”
sebagian di gambar atas) yang berbeda, membuat fotogenerasi pada sambungan pn berada pada bagian sambungan pn yang berbeda pula. Spektrum merah dari cahaya matahari yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, mampu menembus daerah deplesi hingga terserap di semikonduktor p yang akhirnya menghasilkan proses fotogenerasi di sana. Spektrum biru dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek hanya terserap di daerah semikonduktor n. Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n, begitu pula dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p.
Apabila rangkaian kabel dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus listrik ini timbul akibat pergerakan elektron.
Gambar 2.7 Kabel Dari Sambungan Semikonduktor Dihungkan Ke Lampu
Pada alat ini solar cell digunakan sebagai sumber energi pengganti listrik untuk mengisi ulang baterai sekunder (charger) yang digunakan untuk menghidupkan portal parkir otomatis. Dan untuk mengetahui daya yang dihasilkan dari solar cell pada saat pengisian baterai langsung digunakan rumus :
P = V. I………..
Keterangan : P = daya (dalam watt ,W) V = ggl (dalam volt, V) I = arus (dalam Ampere, A)
2.3 Jenis-Jenis Panel Surya
Ada beberapa jenis panel surya yang dijual dipasaran : a. Monocrystaline
Gambar 2.8 panel surya Monocrystaline
12
panel surya jenis ini menggunakan sel surya jenis tunggal (single-crystal-si) dan memiliki efisiensi yang paling tinggi di kelasnya. Secara fisik panel surya monocrystalline dapat di ketahui dari warna cell yang hitam dan gelap dengan model teropong pada setiap sudutnya. panel surya dengan sel hitam, kemungkinan besar itu adalah panel monokristalin. Sel-sel ini tampak hitam karena bagaimana cahaya berinteraksi dengan kristal silikon murni.
b. Multircystalline
Gambar 2.9 panel surya Polycrystalline (Multircystalline)
panel surya jenis ini menggunakan sel surya jenis multi crystalline, atau yang lebih di kenal polysillicon (p-si) dan multi crystalline sillicon (mc-si) secara fisik sel surya ini dapat di ketahui dari warna sel yang cenderung berwarna biru dengan bentuk persegi.
Panel surya polycrystalline juga disebut sebagai 'multi-kristal', atau banyak kristal silikon. Karena ada banyak kristal di setiap sel, elektron kurang bebas bergerak.
Sebabnya, panel surya polycrystalline punya efisiensi yang sedikit lebih rendah daripada panel surya tipe monocrystalline.
c. Thin film
Gambar 2.10 Panel surya Thin film
Panel surya ini menggunakan banyak lapisan material sebagai bahan penyusun. Panel surya ini adalah panel generasi kedua, ketebelan lapisan material mulai dari nanometer (nm) hingga micrometer.
d. Cadmium telluride (CdTe)
Gambar 2.11 Lapisan Komponen Thin Film Cadmium Telluride (CdTe) Solar Cell
Panel surya CdTe ini merupaka jenis panel surya yang memiliki tingkat efisiensi yang paling baik di kelasnya yaitu 9-11%. First solar berhasil mengembangkan panel surya dengan tingkat efisiensi mencapa 14.4%.
e. Silikon Amorphours
Gambar 2.12 Panel surya amorhours
Panel surya amorhours memiliki efisiensi rendah 6-8% bahannya yang tipis tak setebal panel surya lainnya. Dan umunya banyak di gunakan pada mainan anak dan kalkulator.
panel surya Amorphous menggunakan teknologi tiga lapis yang membuat panel surya ini fleksibel dan ringan. Karena mereka tipis, panel surya Amorphous Silicon lebih terjangkau daripada yang silikon kristal.
2.4 Type solar charge controller
14
a. 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.
sistem elektronik yang mengontrol sistem fotovoltaik sehingga fotovoltaik dapat beroperasi pada daya maksimum. MPPT bukanlah sistem pelacakan mekanis, namun kontrol elektronis yang terkonsentrasi untuk mencari titik maksimum karakteristik tegangan (Vmp) dan arus (Imp) modul fotovoltaik sehingga diharapkan daya keluaran maksimum (Pmax) dapat dihasilkan pada modul fotovoltaik dengan menggunakan MPPT.
b. PWM Pulse Width Modulation atau dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan menjadi Modulasi Lebar Pulsa. Jadi pada dasarnya, PWM adalah suatu teknik modulasi yang mengubah lebar pulsa (pulse width) dengan nilai frekuensi dan amplitudo yang tetap. PWM dapat dianggap sebagai kebalikan dari ADC (Analog to Digital Converter) yang mengkonversi sinyal Analog ke Digital, PWM atau Pulse Width Modulation ini digunakan menghasilkan sinyal analog dari perangkat Digital (contohnya dari Mikrokontroller).Proses switching pada converter untuk menghasilkan output tegangan yang bervariasi menggunakan teknik Pulse Width Modulation (PWM). Secara umum PWM merupakan cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, dimana bentuk gelombang sinyal PWM berupa gelombang kotak yang mempunyai waktu hidup (t on) dan waktu mati (t off) dalam satu periode. Dalam PWM juga dikenal dengan perbandingan waktu saat waktu hidup (t on) dibagi jumlah dalam satu periode (T = t on + t off), dikenal juga dengan istilah duty cycle.
2.5 Sensor Tegangan
Sensor adalah transducer(pengubah/pendeteksi) parameter lingkungan menjadi besaran analog representasinya. Biasanya, apapun tipe sensor pasti akan dikonversi ke tegangan agar dapat diolah untuk proses selanjutnya. Demikian juga dengan Arduino.
Untuk membaca sensor dengan output tegangan analog, Arduino menggunakan pin analog di A0-A5 sebagai jembatan penghubung ke pusat kontrolnya. Pin analog A0- A5 terhubung dengan sebuah ADC dengan resolusi 10 bit yang akan menghasilkan angka digital 0 –1023 sebagai representasi tegangan analog 0 – 5V. Untuk melakukan aksi pada saat terjadi gangguan susut tegangan, tegangan lebih, dan blankout tegangan maka diperlukan komponen pengindera level tegangan (sensor tegangan). Metode pembuatan sensor tegangan yang paling umum dan mudah adalah metode resistor pembagi tegangan (voltage devider).
Gambar 2.13 sensor tegangan
Tegangan merupakan parameter dasar dalam dunia elektro baik digital maupun analog. Tegangan ini merupakan besaran analog, jadi dalam elektro analog, tegangan dapat langsung diolah, diproses atau dikonversi dalam bentuk atau level lainnya.
Sedangkan dalam dunia digital, tegangan akan dikonversi versi diskritnya dengan ADC (Analog to Digital Converter) atau jika dibalik dari digital ke tegangan analog harus menggunakan teknik DAC (Digital to Analog Converter). Demikian juga dengan Arduino. Pada dasarnya Arduino adalah sebuah pusat kendali digital berbasis mikrokontroller AVR ATmega keluaran Intel. Arduino bekerja dalam level tegangan digital dengan range 0V untuk tegangan logika “0” dan 5V untuk tegangan logika “1”.
Semua parameter analog jika mau di-interfacing-kan dengan Arduino harus diubah ke digital menggunakan ADC. Dan sebaliknya jika ingin mengeluarkan tegangan analog dari Arduino harus menggunakan DAC (dalam Arduino menggunakan metode PWM/Pulse Width Modulation). Beruntunglah kita karena secara internal, Arduino
16
sudah mendukung keduanya. Kita tidak perlu menambahkan IC ADC/DAC terpisah untuk melakukan interfacing dengan dunia analog. Sensor tegangan berfungsi membaca nilai tegangan suatu rangkaian. Arduino dapat membaca nilai tegangan dengan memanfaatkan pin analog. Jika range tegangan yang dibaca diantara 0-5 V bisa langsung menggunakan pin analog, sedangkan jika range tegangan yang dibaca >5V harus menggunakan rangkaian tambahan pembagi tegangan karena pin arduino bekerja pada max 5 v.
2.6 Sensor Arus
Sensor arus ini mengunakan ACS712-5A yang memiliki kemampuan arus sampai 5 Ampere. Keluaran dari ACS ACS712-5A adalah tegangan DC. Perubahan yang dihasilkan dari keluaran sensor arus ACS ACS712-5A ini sangat kecil sekitar 100 mV setiap perubahan 1 Ampere (sesuai data sheet). Sensor arus ini adalah salah satu produk dari allegro untuk solusi ekonomis dan presisi dalam pengukuran arus AC maupun DC. Sensor ini memiliki presisi, low-offset, dan rangkaian sensor linier hall dengan konduksi tembaga yang ditempatkan dengan permukaan dari aliran arus yang disensor. Ketika arus mengalir pada permukaan konduktor maka akan menghasilkan medan magnet yang dirasakan oleh IC hall efect yang terintegrasi kemudian oleh piranti tersebut dapat dirubah ke tegangan. Sensor ini memungkinkan untuk tidak menggunakan optoisolator karena antara terminal input arus dengan keluarannya sudah terisolasi secara kelistrikannya.
Gambar 2.14 sensor arus
Sensor arus adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk mendeteksi besar arus listrik yang mengalir. Salah satu jenis sensor arus adalah ACS712. Sensor arus ACS712 menggunakan metode hall effect sensor. Hall effect sensor bekerja
dengan hukum fisika dimana sensor yang digunakan bekerja dengan mendeteksi medan magnet. Untuk pengukuran arus, ACS712 digunakan. Sensor mengubah pulsa listrik dari panel surya, kemudian mengubahnya menjadi 0 hingga 5 V yang memenuhi kisaran input ADC mikrokontroler. Gambar 3 menunjukkan konfigurasi sensor dengan mikrokontroler. Pin output sensor arus ACS712 terhubung ke Input ADC di C.1. Input ADC digunakan untuk mendapatkan nilai arus yang lebih akurat daripada menggunakan digital pin. ACS712 merupakan suatu IC terpaket yang mana berguna sebagai sensor arus menggantikan transformator arus yang relatif besar dalamhal ukuran. Pada prinsipnya ACS712 sama dengan sensor efek hall lainnya yaitu dengan memanfaatkan medan magnetik disekitar arus kemudian dikonversi menjadi tegangan yanglinier dengan perubahan arus. Nilai variabel dari sensor inimerupakan input untuk mikrokontroler yang kemudian diolah. Keluaran dari sensor ini masih berupa sinyal teganganAC, agar dapat diolah oleh mikrokontroler maka sinyaltegangan AC ini di searahkan oleh rangkaian penyearah
ACS712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effectallegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya yang rendah.
Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor leads/mengarah (pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor arus ACS712 dapat digunakan pada aplikasi-
18
aplikasi yang membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau teknik isolasi lainnya yang mahal.
2.7 Mikrokontroler ATmega328
Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor di mana di dalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainnya yang sudah terhubung dan terorganisasi dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga, dengan demikian kita tinggal memprogram isi ROM sesuai dengan aturan oleh pabrik pembuatnya. Mikrokontroler adalah suatu chip berupa IC (Integrated Circuit) yang dapat menerima sinyal input, mengolahnya dan memberikan sinyal output sesuai dengan program yang diisikan ke dalamnya. Sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor yang merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output ditujukan kepada aktuator yang dapat memberikan efek ke lingkungan. Jadi secara sederhana mikrokontroler dapat diibaratkan sebagai otak dari suatu perangkat/produk yang mempu berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya.
Mikrokontroler pada dasarnya adalah komputer dalam satu chip, yang di dalamnya terdapat mikroprosesor, memori, jalur Input/Output (I/O) dan perangkat pelengkap lainnya. Kecepatan pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika dibandingkan dengan PC. Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat ini telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada umumnya berkisar antara 1 –16 MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC yang bisa mencapai orde Gbyte, dibandingkan dengan mikrokontroler yang hanya berkisar pada orde byte/Kbyte. Meskipun kecepatan pengolahan data dan kapasitas memori pada mikrokontroler jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan komputer personal, namun kemampuan mikrokontroler sudah cukup untuk dapat digunakan pada banyak aplikasi terutama karena ukurannya yang kompak. Mikrokontroler sering digunakan pada sistem yang tidak terlalu kompleks dan tidak memerlukan kemampuan komputasi yang tinggi. Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen- elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.Seperti
umumnya komputer,mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer.
Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Salah satu contoh mikrokontroler yang banyak beredar di pasaran adalah mikrokontroler ATMega328. Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :
1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemrograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem.
2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem.
3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer Sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program.
4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.
Bagian-bagian Mikrokontroller seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.15 Bagian Mikrokontroler
20
Pada Gambar di atas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas komponen-komponen sebagai berikut :
A. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.
B. Read Only Memory (ROM)
ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpandalm format biner (‘0’ atau ‘1’). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.
C. Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja. Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
D. Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.
E. Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.
2.7.1 Arsitektur ATMega328
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, dimana memori untuk kode program dan memori untuk data dipisahkan sehingga dapat
memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic Unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register “X” (gabungan R26 dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29), dan register Z (gabungan R30 dan R31). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.
Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, 17 SPI, EEPROM, dan ungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. AVR Atmega32 merupakan sebuah mikrokontroler low power CMOS 8 bit berdasarkan arsitekturAVR RISC. Mikrokontroler ini memiliki karakteristik sebagai berikut.
Menggunakan arsitektur AVR RISC - 131 perintah dengan satu clock cycle - 32 x 8 register umum
Data dan program memori
- 32 Kb In-System Programmable Flash - 2 Kb SRAM - 1 Kb In- System EEPROM - 8 Channel 10-bit ADC
- Two Wire Interface
- USART Serial Communication - Master/Slave SPI Serial Interface - On-Chip Oscillator
- Watch-dog Timer - 32 Bi-directional I/O
- Tegangan operasi 2,7 – 5,5 V
22
Arsitektur AVR ini menggabungkan perintah secara efektif dengan 32 register umum.
Semua register tersebut langsung terhubung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU) yang memungkinkan 2 register terpisah diproses dengan satu perintah tunggal dalam satu clock cycle. Hal ini menghasilkan kode yang efektif dan kecepatan prosesnya 10 kali lebih cepat dari pada mikrokontroler CISC biasa. Berikut adalah blok diagram Mikrokontroler AVR ATMega32.
2.7.2 Konfigurasi ATMega328
Secara fungsional konfigurasi pin ATMega328 adalah sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
a. Port A (PA7 – PA0) Port A adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin memilki internal pull-up resistor. Output buffer port A dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port A digunakan sebagai input dan di pull-up secara langsung, maka port A akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin dari port A memiliki fungsi khusus yaitu dapat berfungsi sebagai channel ADC (Analog to Digital Converter) sebesar 10 bit.
b. Port B (PB7 – PB0) Port B adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin mengandung internal pull-up resistor. Output buffer port B dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port B digunakan sebagai input dan di pull- down secara external, port B akan mengalirkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin port B memiliki fungsi-fungsi khusus, diantaranya : 1. SCK port B, bit 7 berfungsi sebagai Input pin clock untuk up/downloading memory. 2. MISO port B, bit 6 berfungsi sebagai Pin output data untuk uploading memory. 3. MOSI port B, bit 5 berfungsi sebagai Pin input data untuk downloading memory.
c. Port C (PC7 – PC0) Port C adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port C dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port C digunakan sebagai input dan di pull-down secara langsung, maka port C akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port C dapat ditabelkan seperti yang tertera pada tabel dibawah ini.
d. Port D (PD7 – PD0) Port D adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port D dapat mengalirkan arus sebesar 20 mA. Ketika port D digunakan sebagai input dan di pull down secara langsung, maka port D akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan.
2.7.3 Fitur ATMega328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock
2.8 Baterai
Baterai pembangkit listrik tenaga matahari pada umumnya hanya aktif pada saat siang hari (pada saat sinar matahari ada). Sehingga untuk keperluan malam hari solar cell tidak dapat digunakan. Untuk mengatasi hal tersebut, maka energy yang dihasilkan solar cell pada siang hari disimpan sebagai energi cadangan pada saat matahari tidak tampak. Untuk menyimpan energi tersebut dipakai suatu baterai sebagai penyimpanan muatan energi. Baterai digunakan untuk system pembangkit tenaga listrik matahari mempunyai fungsi yang ganda. Di suatu sisi baterai berfungsi sebagai penyimpanan energi, sedang disisi lain baterai harus dapat berfungsi sebagai satu daya dengan
24
tegangan yang konstan untuk menyuplai beban. Menurut penggunaan baterai dapat diklasifikasikan menjadi:
a.Baterai Primer
Baterai primer hanya digunakan dalam pemakaian sekali saja. Pada waktu baterai dipakai, material dari salah satu elektroda menjadi larut dalam elektrolik dan tidak dapat dikembalikan dalam keadaan semula.
b.Baterai Sekunder
Baterai sekunder adalah baterai yang dapat digunakan kembali dan kembali dimuati.
Pada waktu pengisian baterai elektroda dan elektrolik mengalami perubahan kimia, setelah baterai dipakai, elektroda dan elektrolit dapat dimuati kembali, kondisi semula setelah kekuatannya melemah yaitu dengan melewatkan arus dengan arah yang berlawanan dengan pada saat baterai digunakan. Pada saat dimuati energi listrik diubah dalam energi kimia. Jadi, dapat kita ketahui bahwa fungsi baterai pada rancangan pembangkit tenaga surya ini adalah untuk menyimpan energi yang dihasilkan solar cell pada siang hari, tujuannya adalah untuk menyimpan energi listrik cadangan ketika cuaca mendung atau hujan serta pada malam hari. Dengan demikian dapat bekerja sesuai dengan kebutuhan. Baterai yang digunakan adalah jenis asam timbal (baterai basah) yang dapat diisi ulang cairan kimia dan energi listrik.
Ada beberapa tipe baterai yang sekarang umum digunakan pada PLTS di Indonesia.
Jenis baterai tersebut diantaranya adalah : a. Baterai VLA (Vented Lead Acid)
Baterai ini mirip seperti aki pada kendaraan bermotor, sedangkan bedanya terdapat pada tebal lempengan elektroda yang digunakan. Kelebihan baterai VLA adalah harganya yang murah dan umur yang lebih lama (dengan perawatan yang tepat). Sedangkan kekurangannya adalah memerlukan perawatan berkala, tidak cocok di temperatur yang rendah dan timbulnya gas saat overcharge.
b. Baterai VRLA (Valve Regulated Lead Acid)
Baterai jenis ini bersifat tertutup (sealed), sehingga penguapan yang dikeluarkan sangat kecil, dengan kata lain sangat sedikit senyawa / bahan yang dapat keluar / masuk baterai, dengan demikian tidak memerlukan penambahan cairan elektrolit selama masa pemakaian baterai tersebut.
Terdapat 2 (dua) jenis baterai VRLA : 1. Gel
Pada jenis ini elektrolit di dalam baterai berada pada bentuk gel dengan penambahan bahan tertentu.
2. AGM
Pada jenis ini AGM (Absorbed Glass Mat) elektrolit terserap di sebuah material namanya glass mat.
2.9 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan perangkat (devais) yang sering digunakan untuk menampilkan data. LCD ini mempunyai pin atau kaki-kaki yang masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Teknologi display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya.
Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Coldcathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes). LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya.
Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih.
Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah:
a. Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1) b. Elektroda Positif (Positive Electrode) c. Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
26
d. Elektroda Negatif (Negative Electrode) e. Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2) f. Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
g. LCD yang digunakan pada kalkulator dan jam tangan digital pada umumnya menggunakan cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode (LED).
Prinsip kerja LCD (Liquid Crystal Display). Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna. Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar- lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.
2.10 DC-DC Converter
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) sangat tepat diterapkan di Indonesia.
PLTS menggunakan panel surya untuk merubah sinar matahari menjadi energi listrik DC. Proses pemanfataan energy listrik dari PLTS perlu menggunakan konverter yang digunakan untuk pemenuhan kebutuhan listrik pada beban. Bebagai jenis Converter DC– DC dapat digunakan dalam proses pemanfaatan energi listrik ke beban. Pada sistem yang menggunakan sumber dari PLTS dengan panel surya sebagai sumber energi listrik ke beban dapat menambahkan energi penyimpanan listrik untuk
membantu menjaga kontinuitas sumber energi listrik ke beban. Energi penyimpanan listrik yang digunakan adalah baterai. besarnya tegangan beban harus dijaga sesuai spesifikasi tegangan beban. Sehingga untuk memenuhi besarnya tegangan pada beban maka dibutuhkan converter untuk menyesuaikan besarnya tegangan tersebut. Selain converter tersebut, kita juga menggunakan converter untuk proses pengisian tegangan listrik baterai dan converter dari baterai ke beban apabila sumber dari panel surya tidak mampu memberikan daya pada beban. Sehingga pada proses tersebut membutuhkan 3 konverter. Konverter DC-DC ini menggunakan metode bidirectional. Metode bidirectional pada converter DC-DC dapat difungsikan sebagai proses pengisian baterai dan sebagai proses penyedia sumber tegangan pada beban. Sehingga dengan adanya 2 fungsi pada 1 konverter tersebut dapat menyediakan sumber tegangan baik saat proses pengisian baterai maupun saat menyediakan sumber tegangan pada beban.
Beban akan diberi sumber tegangan dari PLTS. Apabila daya yang disediakan oleh PLTS melebihi kebutuhan untuk beban, maka sisa daya dari PLTS akan digunakan untuk proses pengisian baterai. Apabila daya yang dihasilkan dari PLTS tidak cukup untuk beban, maka beban akan dialihkan sumbernya dari baterai. Sehingga kontinuitas sumber tegangan pada beban akan selalu terjaga sesuai spesifikasi PLTS dan baterai.Pada desain ini menggunakan komponen switching dan komponen magnetic pada rangkaian konverter DC-DC. Untuk mendapatkan daya maksimal dari panel surya, system ini mengunakan Maximum Power Point Tracking (MPPT). Dengan menggunakan MPPT diharpkan dapat memaksimal daya dari panel surya sehingga dapat memenuhi dalam penyedian daya untuk beban dan pengisian baterai.
2.10.1 Konverter Buck
Konverter Buck adalah salah satu konverter DC-DC yang mampu menyediakan tegangan keluaran yang lebih rendah dibandingkan tegangan masukan (Vo< Vin) dengan mengatur duty cycle. Pada konverter buck terdapat dua kondisi analisis yaitu pada saat saklar dalam kondisi “ON”. rangkaian konverter buck saat kondisi saklar
“ON”, maka arus akan mengalir ke induktor dan beban. Kondisi ini disebut periode pengisian arus induktor dan dioda dalam keadaan reverse bias. Selanjutnya adalah analisis pada kondisi saklar “OFF”, maka dioda akan forward bias karena adanya pengosongan dari induktor. Arus mengalir dari induktor ke beban dilanjutkan ke dioda
28
dan kembali lagi ke induktor. Karena arus yang mengalir adalah arus pengosongan induktor saja dan induktor bersifat murni (tidak ada resistansi) maka arus akan membentuk kurva linier menurun. Oleh karena ini Vo< Vindengan menggunakan konverter buck.
2.10.2 Konverter Boost
Konverter boost adalah salah satu DC- DC yang mampu menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibandingkan tegangan masukannya (Vo> Vin). Rangkaian konverter boost yang terdiri dari beberapa komponen, antara lain tegangan sumber (Vin), saklar, dioda, induktor L, kapasitor C, dan resistansi beban R. Pada converter jenis boost juga memiliki dua kondisi analisi yaitu pada saat saklar “ON” dan saat kondisi saklar “OFF”. rangkaian konverter boost dalam kondisi saklar “ON”, maka induktor akan terhubung langsung dengan sumber atau Vindan akan mengalami proses pengisian (charging). pada kondisi saklar “OFF”, Tegangan masukan (Vin) akan terangkai seri dengan induktor dan resistor. Induktor yang semula dalam keadaan pengisian berubah menjadi pengosongan arus dan dalam kondisi ini induktor berfungsi sebagai sumber arus atau sumber tegangan VL dan resistor berfungsi sebagai beban yang di catu oleh dua sumber tegangan yaitu Vin dan VL.
2.10.3 Konverter DC-DC
Bidirectional Konverter DC-DC bidirectional beserta penyimpanan energi menjadi pilihan yang menjanjikan bagi banyak sistem yang berhubungan dengan daya, termasuk kendaraan hibrida, kendaraan dengan bahan bakar baterai, sistem energi terbarukan, dan sebagainya. Selain itu, dengan menggunakan sistem bidirectional tidak hanya mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi, tetapi juga meningkatkan performa pada sistem. Pada sistem energi terbarukan, multiple-input konverter DC- DC bidirectional digunakan untuk menggabungkan sumber energi yang berbeda.
Rangkaian konverter DC-DC bidirectional menunjukkan aplikasi dari saklar yang akan digunakan pada konverter DC-DC bidirectional sehingga konverter akan dapat bekerja dalam dua mode, yaitu mode buck dan mode boost. Untuk menerapkan aliran arus dua arah pada konverter DC-DC bidirectional, maka saklar pada konverter harus dapat mengalirkan arus pada kedua arah. Biasanya konverter tersebut diaplikasikan
dengan menggunakan saklar daya unidirectional semiconductor, seperti MOSFET atau IGBT. Oleh karena itu, dengan penambahan dioda yang terpasang seri dengan saklar akan dapat digunakan untuk mengalirkan arus dua arah.
30 BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Sistem dan Cara Kerja Sistem 3.1.1 Diagram Blok Sistem
Rancang Bangun Solar Charger Controller 5A untuk Batere VRLA Berbasis Mikrokontroller ATMega328
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
3.1.2 Cara Kerja Sistem
Power supply merupakan sumber arus dan tegangan untuk system pengecasan batere, tegangan akan diatur dengan mikrokrontroller memanfaatkan sinyal PWM yang dibangkitkan oleh Arduino nano, pengaturan tegangan yang diberikan kepada batere berdasarkan kebutuhan batere, jika tegangan batere masih belum cukup menunjukkan tegangan batere penuh (13.8 volt) maka nilai PWM akan tetap diberikan kepada PSA untuk mengirim arus dan tegangan ke batere. Jika tegangan batere sudah terpenuhi maka nilai PWM dikirimkan adalah nol, sekaligus menghentikan pengisian batere.
3.2 Perancangan Antar Muka setiap blok diagram
3.2.1. Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor tegangan
Sensor tegangan yang digunakan merupakan sebuah modul sensor tegangan yang mengunakan prinsip pembagi tegangan. Modul ini dapat mengurangi tegangan input hingga 5 kali dari tegangan asli. Tegangan analog input maksimum mikrokontroler yaitu 5 volt, sehingga modul tegangan dapat diberi masukkan tidak melebihi 5 X 5 Volt atau sebesar 25 Volt. Modul sensor tegangan akan dipasang secara paralel terhadap beban panel surya.
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino dengan Sensor Tegangan
Gambar diatas menunjukkan sensor tegangan dimana ketika arus masuk dari Vin yang melewati rangkaian seri resistor R1,R2,R3 maka akan mempunyai arus yang sama tetapi tegangan yang berbeda dengan keluaran output dari R3 dan merupakan keluaran analog In pada mikrokontroler sehingga mendapatkan nilai pembagi tegangan dari persamaan R3/R2+R1+R3. Dengan menghubungkan gnd ke gnd arduino dan vcc ke 5v arduino.
3.2.2 Perancangan Antar Muka Arduino dengan Sensor arus
Sensor arus dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau DC. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low- offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Sensor arus yang digunakan pada rangakaian ini
32
adalah sensor arus ACS712, yang dapat mendeteksi besarnya arus dari -5 A sampai 30 A. Sensor tersebut merupakan sensor dengan kapasitas maksimum 30 Ampere. Sensor arus ACS712 dapat digunakan pada pengukuran arus AC atau DC didunia industry, otomotif, komersil dan system komunikasi. Pada umumnya sensor ini digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik.
Gambar 3.3 Rangkaian Arduino dengan Sensor Arus ACS712
3.2.3 Perancangan Antar Muka Arduino dengan LCD
Pada alat ini display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2.
Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD,Berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang digunakan pada alat yang dibuat:
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD
3.2.4 Rangkaian DC-DC Converter
Konverter DC ke DC adalah sebuah perangkat yang mengubah tegangan sumber arus searah (DC) yang tetap menjadi tegangan DC variabel yang dapat divariasikan dengan menempatkan saklar berkecepatan tinggi antara sumber dan beban.
Gambar 3.5 Rangkaian DC-DC Converter
3.2.5 Perancangan Antar Muka Arduino dengan baterai
Perancangan melalui power supply sebagai sumber daya baterai yang mengaliri untuk mikrokontroller arduino nano sehingga proses program terjalankan dengan baik.
Sebuah komponen yang mampu mengubah energi kimia yang disimpannya menjadi sumber energi listrik melalui proses kimia untuk dapat digunakan peralatan elektronika.
Gambar 3.6 Rangkaian Sumber daya Baterai
3.3 Perancangan Dan Pembuatan PCB 3.3.1 Perancangan PCB
34
Perancangan PCB (Printed Circuit Board) dilakukan bersama dengan perancangan tata letak komponen. Proses ini sangat erat kaitannya dengan pola PCB.
Dalam merancang tata letak komponen dan pembuatan jalur, perlu diperhatikan hal hal berikut ini:
a. Letakkan komponen yang rapi dan simetris.
b. Menghindari sudut atau belokan yang tajam agar jalur tidak mudah mengelupas.
Dalam merancang PCB pada tugas akhir ini digunakan Eagle 7.1.0. software ini digunakan untuk memberikan kemudahan dalam merancang rangkaian dan layout PCB. Langkah pertama untuk membuat PCB adalah menggambar rangkaian. Untuk menggambar rangkaian dibutuhkan ketelitian dalam menghubungkan kaki kaki dari komponen.
3.3.2 Pemeriksaan dan Perbaikan PCB
Tahapan tahapan dalam pemeriksaan dan perbaikan jalur PCB adalah sebagai berikut:
a. Menghubungkan jalur PCB yang putus dengan menggunakan kabel atau melapisinya dengan timah.
b. Memotong dan memisahkan jalur PCB yang mengalami hubungan singkat dengan jalur lain dengan menggunakan cutter.
3.3.3 Penyolderan Komponen
Menyolder adalah proses membuat sambungan logam secara listrik dan mekanis menggunakan logam tertentu (timah) dengan menggabungkannya dengan alat khusus (solder). Alat ini berfungsi untuk memanaskan sambungan pada suhu tertentu.
Solder memiliki sebuah elemen pemanas yang menghasilkan panas. Hal hal yang perlu diperhatikan dalam penyolderan komponen adalah sebagai berikut:
a. Waktu dan suhu penyolderan jangan sampai merusak komponen yang akan disolder.
b. Kematangan timah pada titik sambung diusahakan sebaik mungkin sehingga tidak mempengaruhi kerja rangkaian.
