ART F.Dalu S. Diestha D.P. Deddy Susilo Modul lampu Full text

(1)

MOIJllf lAMPl! LED YANG DICATU OLEH SEI_ Sl!RYA F Dahl Sei!O/l. lhestha D1oll Purnomu, Deddy 5,'us!lo

MODlJL LAMPlJ LEIJ

YANG DICA TU OLEH SEL SURY A

F. Dalu Setiaji , Diestha Djati Purnomo, Deddy Susilo

e-mail: sotdagrt/:yahoo.com, diesthali(;gmail.com, sp_tech_engrlt;yahoo.co.id

Pro!:!ram Studi Teknik Elektro. Fa.l .. ultas Teknik Elektronika dan Komputer- UKSW

.lalan Diponegoro 52 60. Salattga 507ll

Intisari

Mokalah ini membal1as tentang perancangan dan pembuatan sebuah perangkat

penerangan ruangan menggunakan modul lampu LED yang dibuat dari ｳｾｩｵｭｬ｡ｨ＠

LED. yang dicatu sel surya. Modullampu LED (Light-Emitting Diode)yang dibuat

dibandingkan ｭｾｪｵｫ＠ kerjanya dengan lampu pijar dan lampu CFL (compact .tluorescents lamp). Orientasi set surya dapat diatur secara manual (pasit). atau secara

otomatis (a.l"tif) menyesuaikan pergerakan matahari. untuk mendapatkan energt

cahaya yang maksimal. Hasil pengujian menuqjukkan modul Jampu LED yang

dibuat. pancarannya reJatif terfokus dibandingkan lampu pijar dan lampu CFL.

Sedangkan pengaturan sel surya secara aktif man1pu memberikan peningkatan energi

listrik yang disimpan oki sebesar 24% dalam rentang waktu penb"UJian 10 harL

dibandingkan dengan menggunakan pengaturan pasif

Kata kunci: lampu LED .. kendali aral1 seJ surya. mikrokontroler. DC to DC Converter.

I. PENDAHlJLUAN

Masyarakat masih banyak yang menggunakan lampu pUar dan lampu neon atau compact fluorescents lamp (CFL). Kedua jenis lampu tersebut mempunyai

banyak keterbatasan.. terutan1a dari segi daya penerangan (luminous effil ... 'a(1') yang rendah dan umur hidup (lifetime) yang pendek. Rata rata. lan1pu pijar mempunyai

daya penerangan h1rang dari 22 lm/W (lumens per watr) dengan umur hidup h.ingga

1000 jam. sedangkan lampu neon rata - rata mempunyat day a penerangan an tara 45

lm/W hingga 60 lnvW dan umur hidup hingga 6000 jam Daya penerangan yang

(2)

ｔ･｣ｨｮＮｾ＠ Jmnal Jlmiah EleJ..:lrotekniJ,;n Vol. ()No 1 April ?0 10 Hal -f I --(J3

dihasilkan oleh kedua lampu ini masih jauh dari daya terang cahaya putih ideal. yang

mempunyai daya terang hingga 242.5 lm/W.

Penggunaan LED untuk penerangan mangan mempunyai banyak keuntungan

hila dibandingkan dengan kedua jenis lampu di atas. antara lain: awet karena tidak

caha) a dengan daya ｾ＠ ang lebih kecil. serta umur hidup lebih dari l

oo ooo

Jam. Perkembangan teknologi LED sangat pesat bila dibandingkan dengan jenis lampu

lainnya Salah satu ｣ｯｮｴｯｨｮｾﾷ｡＠ adaJah dengan diproduksinYa LED putih dengan daya terang 131 lm/W pada tahun 200(}Pl Perkembangan teknolog.i LED yang pesat

tersebut akan mendorong masyarakat memilihnya sebagai lampu penerangan dimasa

yang akan datang.

Di daerah tanpa jaJur distribusi listrik. energi sinar matahari dapat

dimanfaatkan untuk menghidupkan lampu LED sebagai penerangan rumah. Salah

satu caranya adalah mengkonYersi energi calmya matalmri menjadi listrik

menge,'l.makan sel surya. Meski pun saat ini sel surya masih relatif mahal. dimasa

depan teknologi akan dapat bertahan pada saat ketersediaan sumber energi Jainnya

sudah men.ipis.

Berdasarkan Jatar belakang tersebut akru1 dirancang modul lampu LED yru1g

ditenagai oleh sel sur) a Pergerakan sel surya akan diatur agar dapat menru1gkap

energi surya secara maksimal.

II. PERANCANGAN

Dwgrrun kotak aJat yang dtrru1cang ditu11iukh.ru1 pada Grunbar 1. Perru1gkat ini

tidak menggunakru1 catu daya PLN tetapi hru1ya memrulfaatkan energi matal1ari

sebagai sumber tenaganya. Energi matahari yru1g telaJ1 dikom ersi oleh panel sel

ｳｵｾ＠ a men.iadi energi Jistrik disimpru1 terlebih dahulu di dalam aki (accu). lemudian digunakp.n tmtuk mencatu modul lampu LED dru1 semua komponen penu11iang alat.

Untul memaksinmlkan fungsi pru1el sel suf)·a dalrun menerima cahaya matal1ru·i.

maka pru1el set surya dtgerakkru1 agm menghadap ke arah matal1an.

(3)

[image:3.530.80.459.81.353.2]

MUDUI LAMPU LED YANG J)/CATU OLEH .\'EI. SURYA 1·. fJoht ,\Ctiall. JJu:Yfha D!illl l'urnomo. lJedf(\' .'l'us!lo

Gambar 1. Diagram Kotak Sistem

Alat yang dirancang ini mempunyai dua mode pengendalian yaitu pasif dan

aktif Jika perangkat dijalankan dengan mode pasif. hanya deteksi kapasitas aki yang

､ｾｪ｡ｴ｡ｮｫ｡ｮ＠ secara aktif. Sistem akan berusaha menggerakkan panel sel surya untuk ､ｩｳｾｪｱｪ｡ｲｫ｡ｮ＠ dengan bidang datar saat proses pengisian kapasitas aki. Jika aki habis.

maka pru1el set surya tidak digerakkan dan menunggu hingga kapasitas aki

memungkinkan untuk menggerakkan panel set sul}a Pengontrolan aktif-tidaknya

pengisian aki. driver lampu LED. dan lampu LED diatur secara manual melalui

saklar.

Jika perru1gkat dijalankan dengan mode akti[ maka pengontrolilll aki.

pergerakru1 pru1el sel sul}a. dru1 lrunpu LED sepenuhnya d1kendalikan oleh

mikrokontroler. Pengontrolru1 aki berupa deteksi kapasitas aki. penghentian

pengisiru1 aki _1ika kapasitas aki penuh. dan penghentiilll penggunaan aki jika

kapasitasnya hampir habis. Pengontrolan pergerakan panel sel sul}·a dilakukan

dengan menghadapkan panel set sul}a secara ak1if ke arab matahari saat pengisian

aki. Sedangkan pengontrolan lampu LED adaJah dengan menghidupkan lampu LED

jika mangan gelap dan mematikru1 lampu LED jika ruru1gru1 terru1g atau saat

kapasitas aki hampir habis.

(4)

Techne Jurnalllmiah Eiektrotekmka Vol 9 No I April 21110 Hal -H (>3

2.1.

Modul Lampu LED

(Light Emitting J)iode)

Gambar 2 menunjukkan diagram kotak lampu LED. Lampu LED ini disusun

dari ｳｾｪｭｮｬ｡ｨ＠ LED yang dihubungkaan secara seri/paralel Penggunaan DC lo J)('

l'onverler pada modul lampu LED dimaksudkan untuk mengubah tegangan aki

[image:4.519.74.488.214.620.2]

dapat beleQa sccara normal.

Gambar 2. Diaga·am kotak modullampu LED

Lampu LED terdiri dari 48 buah LED yang disusun dengan menderetkan 8

LED sebanyak 6 deret kemudian memparalelkannya. untainya dapat dilihat pada

GambaJ 3. Hambatan 180

n

digunakan pada lampu LED agar arus yang mengahr

pada LED sebesar 25 mA Jenis LED yang digunakan adalah super brighl >rhile LED dengan sudut pancaran 25". karena cahaya yang dipancarkan LED jenis ini cukup

terang. selain itu LED .ienis ini mudal1 didapatkan.

J

t

Gambar 3. Untai Iampo LED

Gambar 4 ｭ･ｭｈｾｉｵｫｫ｡ｮ＠ penyusunan LED dan sudut kemiringan twp LED. Cara penyusunan lampu LED seperti mi dimaksudkan agar cahaya yang dipancarkan

tidak terfokus dan dapat menyebar ke seluruh penjum ruangan .

(5)

MOl){ !J. lAMPl/ LED YANG J>JCA TU Ol.EH ｓｅｉｾ＠ SURYA

1- Do/11 &twjl. })Jeslho/)JUIJ l'11rnomo. lkddy .\1/SJ/u

ｇ｡ｭ｢ｾｵ＠ 4. Peletakkan dan sudut kemiringan LED

2.2.

Modul

DC

to

DC

Converter

Topologi dasar kom erter yang diterapkan adalah topologi push-pull dengan

untai dasar sepet1i yang dituqjukkan Gambar 5. Pada gambar tersebut. terlihat

tegangan masukan dan keluaJru1 dipisahkan oleh transformator ＨｬｲｵｮＮｾﾷｦＨｊｲｭ｡ｴｯｲ＠

isolated).

=-

r

J

at..:·

ＮｊｾｴＺＮＮＮＮｊ＠

ｾ＠

1__At.

<>---::-'(j::iV

ｖＧｽＺｬｾﾷｾ＠

[image:5.531.74.468.84.709.2]

Ol BCH<YI"'.M<'Y

Gambar 5. Rangkaian Konve11e1·

Topologi push-pull converter mempunyai lima bagiru1 utama. yaitu

transformator step-up center tap (CT). kontrol PWM (Pnlse Width Modulation)

untuk mengatur pensaklaran (swttchmg). MOSFET sebagai saklar (SWitch). Dioda schottky atau .k1st-recovery dan kapasttor ftlter. (·enter wp kumparan primer (NP)

digunakan untuk tegru1gan masukan DC. Sim al masukan pad a pm gate ledua

(6)

Techne Jmnnl Ilminh Elektroteknikn Vol l) No I April ｾｩｬｬ＠ 0 Hnl ｾｉ＠ - (,-;

MOSFET (VGS 1 dan VGS2) mempak.an gelombang kotak dengan bed a fase 180°

dan amplitudo serta Iebar pulsa yang sama besar. Perbedaan fase ini menyebabkan

pada suatu \\aktu hanya satu MOSFET saja yang on dan yang lainnya dalam keadaan

ott." Un1uk k.l1mparan sekunder. bagian center tap digunakan sebagai ground dan

ked ua ujung kumparan Yang lain merupakan tegangan keluaran hasil kom ers1 '<HH!

disearahkan dengan dioda schottky.

Secm·a garis besar cara ke1ja dari untai pnsh-pn/1 converter adalah sebagai

berih1t saat MOSFET aktif maka arus listrik mengalir pada kumparan primer

sehingga timbul medan magnetik dalam kumparan tersebut. Medan magnetik dalam

kumpar::m tersebut menyebabkan terjadinya fluks magnetik dalam inti besi lunak

pada trafo. Karena terdapat dua kondisi pada MOSFET yaitu on dan ＨｾｴｬＮ＠ maka besarnya arus listrik yang mengalir pada kumparan primer bembal1 terhadap \Yakh1

demikian pula fluks magnetik yang ditimbul.kannya. Pada trafo terdapat gandengan

magnet antara kumparan primer dan sekunder yaitu bempa inti besi lunak sebagai

tempat melalukan fluks bersan1a. Gandengan magnet ini menyebabkan fluks

magnetik yang dihasilkan oleh kumparan primer dapat memotong kumparan

sekunder sehingga pada ujung - ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak listrik

(ggl) induksi. Jika pada ujung - ujung kumparan ini diberikan suatu beban. maka

arus listrik dapat mengalir ke beban. Bentuk sinyal keluaran pada anoda dari kedua

dioda mempakan sinyal gelombang kotak dengan bed a fase 180°

Besarnya tegangan keluaran konYerter dapat dicari dengan menggunakan

Persamaan (1) diba" al1 ini:

clengan Yot'T

= tegangan keluaran konYerter (V).

J

l

Vnc

= tegangan cahJ (V).

Np

=

jumlah lilitan primer.

Nm

=

jumlah lilitan sektmder.

Vn

= tegangan buka dioda (V).

ToN = \\·akh1 MOSFET sah1ras1 (j.!s).

(7)

ｾｏｔ＾ｕｬ＠ lAMPl! I.E{) YANfi DIC4TU ULEH SEL SURYA F lJo/11 Se/f(!fi. !Jil:silw IJ;o11 l'urnomn. ｬｬ･､ｴｾｊＭ｜ＱＯｳｬＯｴＬ＠

T

=

1 periode gelombang swlfching (f.!S)

Bila dalam untai digunakan dioda schottky maka tegangan buka dioda (VD)

sebesar 0.5

v_

dan 1

v

bila di!;,'1.111akan diodafusl-recuvely_

2.3.

Modul Panel Sel Surya

f'hu/0\'ulruJL l!jf('cl\ adalah ｬｾｱ｡､ｭＺ｡＠ becl:t poknsial elektrik antma dua

bahan silikon ｾ＠ ang berbeda (tipe-p dan tipe-n) ketika sambungan pada kedua bahan

tersebut dikenai foton Sedangkan sel sun a atau phofovolfLiic cell adalah suatu alat

yang berfungs1 untuk mengubah energi cahaya menjadi ｾｮ･ｲｧｩ＠ listrik dengan memanfaatkan photovoltwc effects Lapisan ｰ･ｮｾ＠ usun sel surya ditunjukkan seperti pad a Gambar 6. Konstruks1 dasar ｳｾｬ＠ sm: a secara umum terdm dan. kaca penutup. bahan perekat transparan. lapisan anti-pantuL silikon tipe-p dan tipe-fl serta kontak

konduktor.

illi-fdteeli•• Coelilf

Tl8lpl!lll MIIKirt

r-TJpt Selimfnttr

p-TJpt Selic•ili•l11

llnli&fll

!HH

Gambai" 6. Lapisan penyusun sel sm-ya

Ketika bahan s1likon tipe-p dan tipe-n disambungkan. akan terdapat medan

listrik dan potensial kontak di sekitar persambungannya. Medan listrik ini terjadi

ketika eleliron yang berada dalam silikon tipe-n bergerak mengisi lubang (hole) pada

silikon tipe-p. Peristi\Ya mi menyebabkan te1:jadinya tegangan halang (horner) di

sekitar persambungan.

(8)

Technc .lurnnl Ilminh Elek:trotcknik:n Vol 9 No I April ?O I o Hal ｾｉ＠ ·-r)'

Ketika cahaya mengenru pennukaan sel surya. energmya membru1gkitkan

elektron dan hole di sekitru· persambungan yang segera disapu melintasi

persambungan karena adanya medru1 listrik. Pergerakan hole dru1 elektron tersebut

111enimbulkan arus listrik yang dapat diberikan ke bebru1.

1.

t

\1ekanik penggerak panel sel sur) a

Mekanik penggerak panel sel surya dibuat sepe1ii meja berbentuk T dengan

tinggi 540 nun. Papan bes1 sebagai tempat peletakan panel sel surya mempunyai

ukuran sekitar 520 · 520 111m Grunbar mekanik ini dituqjukkan Gambar 7. Mekru1ik

panel sel surya dapat bergerak maksi111um dari -75° hingga +75° dari bidang datar

(sumbu horisontal). tetapi pergerakan panel sel surya dibatast dari

r,o"

hingga Hlfl0

dari bidang datar.

).le:jape:nyangga--.

ｾｻｯｴｯｲｄｃ＠

l

ＫＭＭＭＭＭＭＭ］］Ｍ］Ｍ］］］］］］］］］］］］ｾ＠

ＭＭＭＭＭｾ＠

Gam bar 7. Mekanik panel sel surya

Pada poros motor DC dipasru1g besi ulir dengan paqjang 520 111111 dru1

diruneter lO mm. sedangkan pada ujung yang lain dipasru1gi mur dan dikaitkan pada

suatu

poros

di tepi papan besi tempat pru1el sel surya. Tujuan penggunaan besi ulir ·'

adalah agar pru1el sel surya dapat bergerak lambat sehingga memudahkan

pengontrolan dalam menggerakkan panel sel sun a. Mekru1ik panel sel sun·a dibuar

(9)

MOOllr TAMPU LED YANG DICA Tll OLEH SEL .\' URYA

F JJolu ,\'t:liofl, lJn'.llhu i>Jafll'urnomo. I >cdd)· SIIS!Io

2.5.

Modul kontrol panel sel surya

2.5.1. Untai pendeteksi posisi matahari

Untai ini terdiri dari lima buah LDR yang berfungsi untuk mendeteksi posisi

ｭ｡ｴＺＭｾｨ｡ｲｩ＠ｐＺＭｾ､ＺＱ＠ namh:1r X dapat dilihat pencuplikan tegangan llllluk masukan ADCORW> diambil di antara sambungan resistor I (J kO dan potensin. sehtngga

didapatkan n.mms pembagian tegangan sebagai berikut:

2)

Maksud dan penggunaan potensio dalam untm LOR mt adalah umuk

mengatur agar tegangan cuplik yang dihubungkan pada masukan ADC0809 sama

[image:9.531.72.470.197.639.2]

besar pad a saat intensitas cahaya yang diterima masing- masing LDR sama besar.

Gambar 8 Untai LDR penjejak posisi matahari.

(10)

Techne Jurnal Jlmiah Elektroteknika Vol (J No I April 2010 Hal41 -- 6)

Sepe1ii ditunjukkan pada Gambar 9. masing-masing LDR diletakkan di

dalam pipa paralon yang telah dipotong dengan panjang lO em. Kedalaman

peletakkan LDR adalal1 8 em dari permukaan pipa paralon_ hal ini dimaksudkan agar

penenmaan cahaya matal1ari yang paling besar hanya tet]adi pada salal1 satu LDR

saia. dm1 tegangan LOR ｾ＠ ang menerima cahaya maksimum akan berbeda jauh dengan teganga11 pad a empal buah LOR ｾ＠ ang lamnya. Hal 1111 DertuJUail

mempermudah pembandmgan data dtgital hasd kom ersi tegangan oleh ADC0:{09

pada keluna LOR tersebut.

2.5.2. Untai optokopler

Untai optokopler dan busur demjat yang telah d1lubangi digunakan untuk

membantu pergerakan panel sel surya agar dapat bergerak hingga sudut kemiringan

tertentu dari bidang datar sesuai dengan posisi matal1ari. Optokopler yang digunakan

adalal1 :. ang berbentuk U dengan untai lengkap ditunjukkan Gambar 10. sedangkan

gambar konfigurasi busur derajat yang digunakan ､ｩｴｵｾｪｵｫｫ｡ｮ＠ seperti pada Gambar

11. Busur der'\jat dibuat tidak tembus pandang dan diberi lima lubang pada sudut

30". 60", 90°. 120". dan 150" yang digunakan sebagai penghalang pada optokopler

dan sebagai acuan besarnya sudut kemiringan panel sel surya.

50

j

!

P3.3 u-cbn ..,

[image:10.518.71.491.46.711.2]

(11)

ｾﾷＭ

150°

I

Area t1dak

MOIWL LA.I\IPU LED YANG I>ICA TU 0/,"Ell SEL SURYA

F Dalu ,\'efiOJI. Du:srha L>Jaft P11momo. lh:d1(l Sustlo

')()C

..J luhau12

ｴ･ｭｨｵｾ＠ JlttllLiiillg

Gambar 11 Pelubangan pada busur derajat.

2.5.3.

l'ntai

driver motor DC

Untai dther motor DC yang di,!;,\l.l11akan ､ｩｴｭｾｪｵｫｫ｡ｮ＠ sepe11i pada Gambar 12. DriYer motor ini digunakan untuk mengontrol motor DC yang dipakai sebagai

penggerak panel sel surya. Komponen utama dari driYer motor in.i adalah dua buah

relay yaitu Kl dan K2 se11a sebuah transistor TIP3IC sebagai kontrol PWM (Pulse

Width Modulation). Tabel kebenaran driYer motor DC dinu1iukkan pada Tabel 1.

Tabell Tabel kebenaran driver motor DC.

····---···

····-P3.0 u-Con P3. 1 1.1-Con P3.2 u-Con Arab putar motor DC

I 0 1 Kekanan

() _I _I _Ke_kiri

I l 1 Tidak bergerak

--X ! X 0 Tidak bergerak

-x·

don't care.

Untuk setiap relay digunakan sebuah transistor NPN C828 unt1.1k

men-dnve-nya. Dtode 1 N4002 berfungsi sebagat diode jree--vvheei. DriYer motor mi juga

dilengkapi dengan kapasitor C L C2. dan C3 untuk mengurangi ｴ･ｾｪ｡､ｩｮｹ｡＠ bunga api saat motor yang digunakan diberi catu daya.

[image:11.530.78.471.86.578.2]

(12)

Technt; Jurn<Jlllmiah Elektroteknika Vol tJ No I Apnl J()JO Hal-!1 - r,l

Gambar 12 Untai dnver motor.

2.6. I\tlodul

Minimum Mode

Mikrokontroler AT89S52

Modul IIU menjalankan fungsi pengolahan data digital dari ADC0809.

pengontrolan baterai. mekanik penggerak panel sel surya. modul lampu LED dan

relay- relay yang digunakan sebagai saklar otomatis. Gambar untai minimnm mode

mikrokontroler AT89S52 beserta konfigurasi masing-masingport dituqjukkan pada

Gambar 13.

02

.. c:

ｬｾｏｵＱ＠

100

Sl Ruet

-=- ,JC

Ａｏｋｾ＠

Gambar· J3 Untai mmnnznn mode mikrokontroler AT89S52.

[image:12.519.76.492.56.668.2]

(13)

2.7.

Modul ADC0809

MODl'L LAMPll LED t:4N(z' J>J(A Tl' OrEHSEI Sl'RYA

F Do/11 ,\'eftO}l. J)fesrha Dtatt l'urnomo. /)edt!) Sus!lo

Modul ADC0809 berfungsi untuk mengkonYersi tegangan analog dari LDR

dan tegangan baterai meqjadi data digital yang kemudian diolah oleh mikrokontroler

d::m digunakan untuk mengontrol kerja sistem Untai modul ADCOXOlJ 'ang

ｵｮ｡ｮｾＺ｡ｮｧ＠ dan h.untlgUJast dau masmg llli.t.Sllig j.illl UllUHILih..t><Ul fJdUcl uculll!.u ,.,

vee 11

START

E<X!

INO CE

INl

IN2 DO

IN3 Dl

IN4 Dl

INS D3

04

ｄｾ＠

06

ADD A 07

ADDB ADDC

ALE VREP+

Y.REF· GND

-Gambar 14 Untai modul ADC0809.

2.8.

Modul Baterai

Modul baterai pada makalah ini terdiri dari media penyimpan energi listrik

yaitu aki dan untai pemantap tegangan sederhana. Pada modul baterai ini juga

ditambahkan dioda sebagai pengaman sel surya terhadap an.1s balik dari aki. relay

sebagai saklar pada sel surya ke untai pemantap tegangan. dan untai pencuplik

tegangan baterai. Gambar untai modul baterai ditunjukkan Gambar 15. Fungsi relay

S I adalah untuk menghentikan pengisian aki jika sudah penuh Sedru1gkan fungsi

dru·i relay S2 adalal1 untuk melakukan pencuplikan tegangan aki oleh ADC.

[image:13.531.74.471.204.583.2]

(14)

Techne Jurnal Ilnuah Elektrotekni ka Vol. Y No. I Apnl 20 lO Hal ｾ＠ l - ()3

Gamba .. 15 Untai modul baterai.

Pemantap tegangan menggunakan IC 7815. agar tegangan catu untuk

pengisHm daya baterai stabil pada I 5 V. hal mi diperlukan dikarenakan tegangan

keluaran dari sel surya yang berkisar antara 17 V - 21 V. Transistor PNP MJ2955

digunakan agar selumh arus yang dihasilkan sel surya dapat dialirkan ke baterai

sehingga secara maksimal. Untai pencuplik tegangan aki terdiri dari beban cuplik

yang besarnya 4

n.

dan hambatan pembagi tegangan R4 dan R5. masing- masing

besarnya I 00 kO. dan 68 ill. Tujuan dari penggunaan beban cuplik 4

n.

ini menarik

arus aki yang cukup besar (3 A) sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi apakah

aki akan habis (tldak dapat mengeluarkan arus yang besar). Sedangkan tujuan dari

penggtmaan hambatan pembagi tegangan adalah agar didapatkan tegangan cuplik

maksimum 5 V.

2.9. Perancangan Perangkat Lunak pada Mikrokontroler AT89S52

Diagram alir program \·ang digunakan pada alat ini secru·a keselumhan

ditunjukkan pada Gambar 16.

54

J

(15)

Ya

ｴｾ＠

·Daya ｂ｡ｾｬｩ＠

Maksimum?

·,··--..._;'"·-·-Ｌｾｦｏｉ＾ｬｔＯＮ＠ I.AMPU I.E!> YANf; f>TCATV fnEH SEI. Sl!RYA F lJulu .)'eUUfl. lhes!ha DJall P11rnomo Ved1(1 ,)'us1/u

I ｍＺｾ＠ｾ＠ｾ＾ﾷ＠ｾﾷﾷﾷｾｍｾｾＭＭＭＭｾ＠

l Matikan Semun ·

I

ndak

i

-Gelap--1

. ＮＮｾ＠ .. ｾ＠ .

' f 1_kHr_{Daya Bflterai '}

ｾｹＩｾｹ｡＠ }latL'fill

M1runtwn? _

, ... -l .... ｾＮ＠

lli duplam Lampu

Yo

, LED Ruz7er

'·---·

..__ Rctum i4

[image:15.530.80.469.83.502.2]

ＧＭＭｾＭＭＭｊ＠

Gambar 16 Diagram alir program

Ttdak

I

ｌｾ｟ＡｫｩｾＱ_Ｂ＾Ｇ＠ _...

I

ｾｾｲＱ＠

1 · - - - · - · - '

t

"iJaya ｬｾ･ｲ｡Ｑ＠ Minimum?

Ya

2.9.1. Konversi sinyal analog ke digital dengan ADC0809

KonYersi tegangan analog menjadi data digital dilakukan dengan

menge,'lmakan ADCOR09 sehingga algoritma program yang dibuat mengacu pada

diagram wa1.iu yang terdapat pada datusheet ADCOR09.

2.9.2. Mengontrol panel sel surya

Pada saat pengendali panel sel surya dihidupkan dari kondisi qtf'dengan mode

aktif atau saat berpindal1 mode kontrol dari mode pasif menjadi mode aktif maka

sistem kontrol akan menghadapkan (me-reset posisi) panel sel ｳｵｾ＠ a ke arah posisi JD.11l l o. Setelal1 itu mikrokontroler meminta ADCOSO':J untuk mencuph1. tegangan

kelima LDR yang terdapat pada sistem kontrol pru1el sel surya dan mengkonwrsinya

menjadi data digital. Proses selanjutnya adalah membru1dingkru1 kelima data digital

tersebut untuk mencari nilai terbesar sehingga panel sel surya sejajar dapat diaral1ken

menghadap posisi matahari. Jika panel sel surya telal1 menghadap kearah matal1ar1

proses selanjutnya adalah kembali ke progrrun utruna. Limrr swach 2 di&,'l.makan

sebagm mdtkator ,Jika pru1el sel surya telal1 bergerak lebih dari 150" alau panel sel ｳｵｾ｡＠ menghadap lebih dari aralljrun l-4. Jika lnn11 'wth.h 2 lerpicu maka sistcm akan

(16)

Tcchnc Jurnal Ilmiah Elcktroteknib Vol 'J No I April 2!110 Hal t I ... r11

kembali melakukan tahap yang ke-2 hingga ke-5. Diagram alirnya dittmjukkan

seperti pada Gambar 17.

I Ya

｛｟ｾ＾＠

Ya

CR!;;)

Gamba•· 17 Diagram alir kontrol panel sel surya.

III.

PENGUJIAN

3.1. Pengujian Lampu LED

Pengujian lampu LED dan lampu pembanding lainnya dilakukan dengan

mengukur intensitas cahaya masing - masing lampu menggunakan lux-meter.

ｐ･ｮｾＺＬＱＮＱｫｵｲ｡ｮ＠ intensitas calmya dilakukan pada jarak 1 m dari permukaan lampu dan

dengan empat sudut pengukuran yang berbeda. yaitu 10°. 30°. 60°. dan 90°.

Besarnya intensitas cal1aya ruangan sebelum dilakukan pengujian lampu adalal1

o

lux. Hasil pengujian lampu LED. yang dibuat sebanyak tiga bual1. dan karakteristik

elebrik lampu LED masing-masing ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3.

;/

Sedrufgkan hasil pengujian lrunpu pembru1ding dru1 karakteristik elektrik lampu

pembru1ding masing - masing ditunjukkan seperti pada Tabel 4 dru1 Tabel 5 Untuk

(17)

.".fOIJUL IAMPU LED YANf; DIC4 TU Ol.EH SEI. S URYA F lJalu .'-.'ef{(lji. />lestho L?;oll Purnomo J>edr6· .\'usilo

yaitu lampu pijar 15 W. 25 W. dan 45 W serta lampu CFL 5 W dan X W Semua

[image:17.529.77.461.142.655.2]

merk lampu pembanding yang ､ｩｾＧｬｬｮ｡ｫ｡ｮ＠ adalah Philips.

Tabel 2 Hasil pengujian lampu LED.

r··-1 ! 'l.!llP,1 Ｑｾｩ［＠

I

Intensitas cahaya iampu (lux)

I

l)( I" I

｣ＭﾷＭＭＭＭﾷﾷＭＭＭﾷＭﾷＭｴＭＭｾＭＭｲＭＭﾷＭ - - - - ! - - - - · · I

Lampu LED J 13.2 2(l,6 511_7 49.1

Lampu LED2 13.1 25.7 50.1 47.3

Lampu LED 3 15.7 33.5 52.9 49.5

Rata- rata 14.0 28.6 51.2 48Ji

- ·

-TabeiJ K.arakteristik elelirik lampu LED.

I _{Karalieristik elelirik}

Lampu uji

Tegangan (V) Arus (A) Daya (W)

Lampu LED l f 12.2 0.501 6.11

Lampu LED 2! 12.2 0.501 6.11

Lampu LED 3 12.2 0.503 6.14

Rata- rata _I 12.2 0.502 6.12

I

Tabel4 Intensitas cahaya lampu pembanding.

Lampu uji Intensitas cahaya lampu (lux) : 10° 3()0 ()00 90° I

'

!

--- _{· - -}_-·

Pijar 15 W 12.4 12.9 12.9 11.5

! - - - · · · - - - · - - ..

Pijar 25 W 22.0 22.0 23.9 23.4 i

Phil IpS Pijar 45 W 40.3 44.4 42.2 38.5

CFL 5W 37.5 38.0 32.0 ｾＩＮＩ＠

,.,

-

-CFL 8W 61.7 63.3 50.3 37.0 _I

· - _____ _ L _ _ _ j

L

(18)

Technc Jurnalllmiah Elektroteknika Vol 9 No I April 20 I o Hal ..J.I (,3

Tabel5 Karakteristik elektrik lampu pembanding.

-. ＭＭＭＭｾ＠ --""-- -- ---"

Karakteristik elektrik Lampu uji

Tegangan

Lampu pijar I 5 W 219

Jampu pijar ?." W .

I

Lampu pijar ..J.S

w

ｾＭＭＲＱ＠

ＨＩＭＭｾｾＬ［ＺＭＱＷｯ＠

37.23 f Lampu C'FL 5 W --·- 219 0J)35 7.() 7

Jlampu CFL 8

W-- --- .

2llJ 0.052 ₁_{J .39} I

'

Hasll pengu,11atl di atas memH\JUkkan balmu lampu LED yang d1buat.

pancaran cahayanya relatif lebih terfokus dibandingkan lampu pijar atau CFL

Sednngkan intensitas cahaya maksimum yang dihasilkan lampu LED yang dibuat.

melebilu yang dihasilkan lampu pijar 45W atau lampu CFL 5W. dengan konsums1

daya hstrik yang lebih rendah.

3.2. Pengujian Panel Sel Surya

Pengujian panel sel surya dilak11kan dengan mengukur tegangan drm arus

pengisian aki pada jam -jam tertentu disaat kondisi cuaca cerah. baik dengan sistem

kontrol mekruuk pasif maupun akiif Tujurumya untuk mengetahui unjuk kerja panel

sel surya terhadap penggunaan sistem kontrol mekanik pasif maupun aktif Gambru·

l R menuqjukkan grafik hubungru1 rultara besru·nya daya listrik pengisian ak1 terhadap

waktu. Tabel 6 menunjukkan energi ltstrik yru1g diterima aki setiap I jam pada pukul

(19)

:30

25

20

15

10

5

0

MODl!L IAMPU l-ED YANG /JJC4 TU lH-EH SET_ Sl!RYA F IJalu ,\cfla/1. lhestlw nfoll l'urnomu. ｬｊ･､｣ｾ｜Ｇ＠ .\us1lo

..,._Kontrol

ＭｂｾｾｾｌＮ＠

ok•·· [image:19.531.79.462.103.587.2]

08.0009 001 0. 00 11.0012.0013 0014.0015 0016.00

Gambar 18 Grafik pengujian modul panel sel surya (cuaca cerah)

Tabel 6 Energi listrik pengisian aki setiap I jam (cuaca cerah).

Jam (WIB) Energi listrik pengisian aki (Wh) Sistem kontrol pasif Sistem kontrol ak1 if 1

08.00- 09.00 15.16 20.72

<N.OO 10.00 17.89 22.65

10.00 11.00 21.95 24.33

11.00 12.00 25.89 25.89

12.00 13.00 23.63 26.04

13.00 14.00 19.42 24.05

14.00 15.00 15.58 20.66

I

15 . 00 - 16. 00 8.72 14.66 !

-·--·--I Jumlah 14R.24 183.95

I

r·

Rata - rata

...

18.53 22.99

Berdasarkan Tabel 6. kenaikan energi hstrik yang dihasilkan oleh panel sel

surya saat menggunakan sistem kontrol mekanik ak1if terhadap sistem kontrol

mekanik pasif dapat dihitung sebagai benkut:

(3)

(20)

Tcchnc Junwlllminh Elcktrotcknika Vol ')No J April 20 I 0 Hal -ll (,,

183,95 - 148,24

Kenaikan

=

X 100%

=

24.09 ｾ＠

148,24 (4)

3.2 Pengujian Keseluruhan Alat

Pengujian leseluruhan perangkat alat dilakukan dengan mengoperasilan alat

24 .Jam per han selama 20 han berturut-turut Perangkat dwpera.•:;1kan dengan s1stem

kontrol pasif selama 10 hari dan I 0 hari berikutnya perangkat dioperasikan dengan

sistem kontrol aktif. Pengoperasian perangkat ini dilakukan dari pulul 08.00 WIB

hingga kapasitas aki mencapai batas minimum untuk menyalakan ketiga lampu LED

pada malam hari. Sebelum dilakukan pengujian. aki dikosongkan terlebih dahulu

hingga mencapai batas minimum. dengan demikian energi 'ang tersimpan di dalam

aki selumlmya berasal dari panel sel surya saat pengujian siang harinya Pengujian

pada siang hari dilak-ukan untuk mengetahui apakah sistem kontrol panel set surya.

pengisJan aki. dan perangkat lunak dapat belefJa dengan baik atau tidal. Sedanglan

pengujian pada malam hari dilah1kan untuk mengetalmi lamanya ketiga lampu LED

dapat menyala sampai kapasitas aki mencapai batas minimum.

Dari basil pengujian siang hari dengan sistem lontrol pasif didapatkan bahwa

bila pada mYal pengujian panel sel surya tidak menghadap ke arah jam 12. maka

sistem kontrol dapat menghadapkan panel sel surya ke arah jam 12. Hingga

pengujian keselumhan sistem selesai. panel sel surya tetap menghadap ke aral1 jam

12. Aki juga diisi mulai pukul 08.00 WIB - 16.00 WIB. Pengisian aki dan lampu

LED sepenuhnya dikontrol oleh pengguna. Hasil pengujian malam hari dengan

sistem lontrol pasif ditunjukkan seperti pada Tabel 7.

(21)

r

t:

MODFl l.AMPF LED Y.4N(,' DJCA Tl' OLEI/ .\'Ef. Sf/RY4

F: Du/11 Ｎｾ｣ｴｷ［ｴＮ＠ Du.:sthu !>;all l'urnomo. lJetltly S11.1tlo

Tabel 7 Hasil pengujian malam hari (pasit).

Hari ke - Lama lampu LED hidup

3 jam 30 menit

2 6 jam 0 menit

.

' ｾ＠.

Ｍｾﾷ＠ . ＭＭｾ＠

4 ()jam 40 menit

I

5 7 jam 0 menit

!

6 7 jam I 0 men it ｾ＠

·-7 4 jam 30 menit

8 7 jam 30 menit

--·---1 1.) _{7 Jam 40 menit}

- --

---10 5 jam 30 menit

Rata- rata 6 jam 15 menit

Dari hasil pengujian siang hari dengan sistem kontrol aktif didapatkan bahwa

pada pukul 08.00 WIB h.ingga pukul 16.00 WIB panel set surya bergerak sesum

posisi matahari dan ｴｴ･ｾｪ｡､ｩ＠ pengisian aki. Jika kondisi mangan gelap. sistem kontrol panel sel ｳｵｾ＠ a dan pengisian aki dihentikan. kemudian sistem menyalakan ketiga lampu LED. Tabel 8 menu11iukkan hasil pengujian malam hari dengan sistem kontrol

[image:21.529.79.465.81.603.2]

(22)

Tt:chn0 Jurnal flmiah Elt!ktroteknika Vol ')No l April2010 llal.fl (,l

Tabel8 Hasil pengujian malam hari (aktiO. Hari ke- Lama lampu LED hid up

11 R jam 45 menit

12 9 jam 0 menit

ｾ＠ ...

Ｇﾷｾ＠ｾｮｮＱ＠ 11 ' Ａｈ･ｮＺｾ＠