TUGAS AKHIR
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA UNTUK
PENERANGAN TAMAN MENGGUNAKAN LED
SUPERBRIGT
Disusun Oleh:
Darul Ikhsan
NIM: 3210801008
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
POLITEKNIK NEGERI BATAM
i
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA UNTUK PENERANGAN
TAMAN MENGGUNAKAN LED SUPERBRIGHT
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya
Pada
Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam
Batam, 8 Agustus 2012 Mengetahui / Menyetujui :
Dosen Pembimbing
Didi Istardi, Msc 102022
iv
KATA PENGANTAR
Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa penulis panjatkan, atas karunia dan anugerah – Nyalah penulis dapat menyelesaikan proyek akhir dengan judul :
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Untuk Penerangan Taman
Menggunakan Led Superbright
Proyek akhir ini merupakan prasyarat lulus yang harus ditempuh oleh setiap mahasiswa D3 Politeknik Negeri Batam dalam menempuh gelar Ahli Madya (Amd).
Penulis menyadari terlaksananya proyek akhir dan terwujudnya Karya Ilmiah ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut, penulis menyampaikan terima kasih secara tulus kepada :
1. Allah S.W.T, atas anugrah yang telah diberikan kepada penulis.
2. Kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan motivasi, suport batin dan materi sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir ini dengan baik.
3. Bapak Dr. Priyono Eko Susanto, selaku Direktur Politeknik Negri Batam. 4. Bapak Susanto, S.ST selaku Ka. Prodi Teknik Elektro Politeknik Negri Batam.
5. Bapak Didi Istardi, Msc selaku pembimbing proyek akhir yang telah memberikan bimbingan, arahan dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir dengan baik.
6. Dosen penguji yang telah sudi memberikan masukan dan saran kepada penulis, sehingga alat yang dibuat oleh penulis dapat sesuai dengan konsep yang diinginkan dan dapat digunakan oleh orang lain yang akan menggunakan alat ini.
7. Dosen – dosen pengajar dari Politeknik Negeri Batam yang telah dengan tulus membantu penulis dalam proyek akhir.
8. Teman – teman seperjuangan yang telah memberikan motivasi dan semangatnya. Penulis telah berusaha secara optimal dalam melaksanakan kuliah dan menyelesaikan proyek akhir ini, semoga proyek akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pemerhati teknik.
Batam, 7 Agustus 2012
ii
ABSTRAK
Pembangkit listrik tenaga surya untuk penerangan taman menggunakan led
superbright, adalah alat yang digunakan untuk menerangi taman pada malam hari, alat ini
menggunakan cahaya matahari yang akan mengubah ke energi listrik. Alat menggunakan
solar cell sebagai alat untuk mengubah cahaya matahari menjadi listrik. Daya maksimal
yang dibutuhkan dihasilakan sebesar 10 WP, tegangan maksimal yang di keluarkan solar
cell ini adalah sebesar 19 Vdc. Battery charger regulator (BCR) yaitu alat yang digunakan
untuk charger battery aki 12 Vdc/ 24 Ah.sedangkan keluaran tegangan dari solar cell akan dicas ke battery aki menggunakan battrery charger regulator. Battery charger regulator digunakan juga untuk mengatur keluaran battery aki 12Vdc/ 24Ah. DC-DC converter adalah alat yang mengubah tegangan aki 12 Vdc menjadi 22 Vdc. Alat ini menggunakan 24 led superbright dimana setiap led superbright menggunakan arus 100 mA.
Kata kunci : Solar cell, battery charger regulator (BCR), converter, led superbright, downlight.
v
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR PENGESAHAN i ABSTRAK ii ABSTRACT iii KATA PENGANTAR iv DAFTAR ISI vDAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL viii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 1
1.3 tujuan dan Manfaat 1
1.4 Batasan Masalah 2
1.5 Metodologi 2
1.6 Sistematika Penulisan 2
BAB II DASAR TEORI 3
2.1 Cara Kerja Solar Cell 3
2.2 Sistem Battery Charger Regulator (BCR) 4
2.2.1 LM358 5
2.3 DC-DC converter (ICNE555) 5
2.4 Led Superbright 6
2.5 Aki 12V/24Ah 6
2.5.1 Cara Pengisian Aki 7
BAB III PERANCANGAN SISTEM 8
3.1 Cara Kerja Sistem
3.2 Rangkaian Battery Charger Regulator (bcr) 8
3.3 Perancangan Rangkaian DC-DC converter 9
3.4 Perancangan Led Superbright 11
vi
4.1 Pengukuran 13
4.1.1 Pengukuran DC-DC Converter 13
4.1.2 Pengukuran DC-DC Converter Menggunakan Osiloskop 15
4.1.3 Pengukuran Colar Cell 18
4.2 Analisa 18
BAB V PENUTUP 19
5.1 Kesimpulan 19
5.2 Saran 19
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A MAKALAH TUGAS AKHIR LAMPIRAN B DATA SHEET
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Solar Cell 3
2.2 Rancangan Mekanik solar cell pada perumahan 4
2.3 Perancangan Rangkaian Battery Charger Regulator 4
2.4 LM358 5
2.5 ICNE555 5
2.6 Led Superbright 6
2.7 AKI 12V/24AH 7
3.1 Diagram Blok Sistem Kerja Alat 8
3.2 Rangkaian BCR 9
3.3 Rangkaian DC-DC Converter 9
3.4 Led Superbrieght dan Downlight 12
4.1 Rangkain DC-DC Coverter dengan Titik Pengukuran 13 4.2 Rangkaian DC-DC Converter dengan Titik pengukuran TP1 14 4.3 Rangkaian DC-DC Converter dengan Titik pengukuran TP2 14 4.4 Rangkaian DC-DC Converter dengan Titik pengukuran TP3 15
4.5 Keluaran Gelombang Rangkaian IC NE555 16
4.6 Keluaran Gelombang Battery 17
viii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Keterangan Komponen ICNE555 6
3.1 Komponen dan Jumlah Komponen Rangkaian DC-DC Converter 10
4.1 Hasil Pengukuran Pada DC-DC Converter 15
4.2 Hasil Analisa Data Pada Solar Cell 18
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan seiring perkembangan penulis telah mensurvey bahwa energi adalah salah satu tantangan yang dihadapi pada abad 21 ini. Berdasarkan survey yang dilakukan oleh
Professor Ricards Smalley dari Rice University mengenai masalah terbesar yang akan
dihadapi manusia untuk 50 tahun mendatang, ternyata energi menduduki peringkat pertama. Cadangan sumber energi fosil di seluruh dunia terhitung sejak 2002 yaitu 40 tahun untuk minyak, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Dengan keadaan semakin menipisnya sumber energi fosil tersebut, di dunia sekarang ini terjadi pergeseran dari penggunaan sumber energi tak terbahurui menuju sumber energi yang terbahurui. Dari sekian banyak sumber energi terbahurui seperti angin, biomass dan hydro
power, penggunaan energi melalui solar cell / sel surya merupakan alternatif yang paling
potensial. Hal ini dikarenakan jumlah energi matahari yang sampai ke bumi sangat besar, sekitar 700 Megawatt setiap menitnya. Bila dikalkulasikan, jumlah ini 10.000 kali lebih besar dari total konsumsi energi dunia. Sel surya bekerja menggunakan energi matahari dengan mengkonversi secara langsung radiasi matahari menjadi listrik.
Dengan ini manusia dapat menggunakan energi listrik yang ada tanpa harus ketakutan energi yang digunakan tersebut akan habis, dan dalam penggunaan energi sumber matahari yang memiliki sumber tegangan dc ini, kita dapat mengkonversikannya menjadi tegangan ac. Jadi apapun alat elektronika yang digunakan dapat dipakai dengan mengkonversikan tegangan dc dari solar cell menjadi tegangan ac dengan alat inverter. Sedangkan alat yang penulis buat merupakan konversi penaik tegangan dari dc ke dc dengan menggunakan alat converter step up tegangan output.
1.2 Permasalahan
Permasalahan yang dihadapi dalam melakukan tugas akhir ini adalah: a. Berapa besar tegangan keluaran dari solar cell pada saat siang hari? b. Bagaimana cara kerja dc-dc converter?
c. Berapa besar tahanan resistor yang digunakan pada led superbright?
1.3 Tujuan
Tujuan dari proyek akhir ini sendiri adalah:
a. Untuk mengetahui besar tegangan keluaran dari solar cell pada siang hari.
b. Untuk mengetahui cara kerja dc-dc converter yang digunakan untuk menaikkan tegangan 12 Vdc menjadi 22 Vdc.
c. Untuk mengetahui berapa besar tahanan resistror yang digunakan pada led superbright.
2
1.4 Batasan Masalah
Pada proyek akhir yang penulis buat, ada beberapa batasan-batasan masalah yang tidak di bahas oleh penulis, sebagai berikut :
a. Posisi peletakkan solar cell.
b. Pembuatan mekanik untuk posisi aki.
1.5 Metodologi
Adapun langkah-langkah yang penulis lakukan dalam pengambilan data, mengikuti beberapa metode dan contoh dari proyek akhir sebelumnya, seperti melakukan pengecekan pada solar cell di siang hari dan jam yang berbeda-beda agar penulis dapat memaksimalkan sistem kerja dari proyek akhir yang dibuat.
Dan dari hasil pengecekan data didapat tegangan yang berbeda di jam pertama dan kedua, sedangkan di jam berikutnya tegangan mulai konstan.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari buku ini memiliki beberapa bagian, sebagai berikut :
a. Bab I yang berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi, sistematika penulisan.
b. Bab II berisi tentang landasan teori dari solar cell, battery charger regulator, rfp70n06, lm358, dc-dc converter (IC NE555), teori dasar led super bright.
c. Bab III berisi tentang rangkaian battery charger regulator, rangkaian dc-dc converter, dan perancangan led superbright.
d. Bab IV berisi tetang hasil dari percobaan pengujian data dan analisa data, seperti data gambar dan tabel.
3
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Cara Kerja Solar Cell
Gambar 2.1 Solar Cell
Pada solar cell, ada beberapa cara untuk menggunakannya salah satu adalah dengan menyimpan energi dari solar cell ke aki ataupun juga UPS dan bisa juga langsung digunakan listriknya dari solar cell, disini saya akan menjelaskan bagaiamana sistem kerja
charger untuk solar cell. Solar cell tidak bisa langsung menyimpan energi listrik menuju
aki, dan aki juga tidak bisa langsung digunakan untuk output yang akan dipakai, solar cell harus menggunakan battery charger regulator untuk menyimpan energi.
Solar cell bisa juga digunakan untuk kebutuhan listrik perumahan,. Dalam
penggunaan solar cell di perumahan, ada beberapa hal yang perlu dan harus kita pertimbangkan karena karakteristik dari solar cell,
a. solar cell memerlukan energi matahari, tempatkan solar cell pada posisi dimana tidak terhalangi oleh objek sepanjang pagi sampai sore.
b. Solar cell menghasilkan listrik arus searah DC.
c. Untuk efisiensi yang lebih tinggi, gunakan lampu DC seperti lampu led.
d. Instalasi kabel baru khusus untuk arus searah DC untuk perangkat berikut ini, misalnya : lampu penerangan berbasis LED (light emiting diode), kamera CCTV,
4
Gambar 2.2 Rancangan Mekanik Solar Cell Pada Perumahan
2.2 Battery Charger Regulator (BCR)
Gambar 2.3 Perancangan Rangkaian Battery Charger Regulator
Battery charger regulator (BCR) adalah alat yang digunakan untuk regulator
penyimpan energi dari solar cell, di sebut regulator karena selain sebagai perantara untuk menyimpan energi dari solar cell, battery charger regulator juga digunakan sebagai pengantar energi listrik untuk output yang akan digunakan. Sistem pada battery charger
regulator adalah jika pada solar cell output tegangannya adalah 19 Vdc, maka tegangan
yang masuk menuju bcr adalah 19 Vdc dan jika aki yang digunakan memiliki tegangan 12 Vdc/24 Ah, maka output tegangan yang akan keluar dari bcr adalah 12 Vdc/24 Ah.
5
2.2.1 LM358
LM358 pada rangkaian bcr diatas memiliki keuntungan independen tinggi. internal
frekuensi kompensasi penguat operasional yang dirancang khusus untuk beroperasi
tunggal, dan area aplikasinya termasuk amplifier transuder, block gain dc dan semua
sirkuit op amp konvensional yang sekarang dapat lebih mudah diimplementasikan dalam
catu daya tunggal sistem. Sebagai contoh, seri lm358 dapat langsung dioperasikan off dari listrik tegangan standar pasokan +5 V yang digunakan dalam sistem digital dan dengan mudah akan memberikan antarmuka elektronik yang dibutuhkan tanpa membutuhkan tambahan ± 15 V pasokan listrik.
Gambar 2.4 LM358
2.3 Dc-Dc Converter (IC NE555)
ICNE555 merupakan salah satu komponen elektronika yang cukup sederhana dan serba guna untuk ukurannya yang kurang dari ½ cm3. Pada dasarnya aplikasi utama ICNE555 ini digunakan sebagai timer dengan rangkaian monostobel dan pulse generator (pembangkit pulsa) dengan operasi rangkaian astable, digunakan juga sebagai time delay, dan dapat menaikkan tegangan dc.
6
Tabel 2.1 Keterangan Komponen IC NE555
2.4 Led Superbright
Led atau singkatan dari light emiting diode adalah komponen elektronika yang paling sering kita jumpai, karena led sudah banyak digunakan dimana-mana, contoh : rambu lalu lintas, lampu indicator peralatan elektronika, lampu emergency, dan sebagai lampu penerangan taman. Pada dasarnya led adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor jenis dioda yang mampu mengeluarkan cahaya, ada beberapa jenis dari led dan setiap led tidak memiliki kapasitas penerangan yang sama.
Gambar 2.6 Led Super Bright
Gambar 2.6 tersebut merupakan salah satu dari jenis led, yaitu led superbright dengan ukuran 8mm.
2.5 Aki 12 V/24 Ah
Baterry (aki) adalah suatu proses kimia listrik, dimana pada saat pengisian/cas/charge energi listrik diubah menjadi kimia dan saat pengeluaran/discharge energi kimia diubah menjadi energi listrik. Aki yang memiliki tegangan 12 V terdiri dari 6 sel yang dipasang secara seri (12 V = 6 x 2 V) sedangkan aki
PIN KETERANGAN
1 Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negatif
2 Trigger, input negatif dari lower komparator yang menjaga osilasi tgangan
terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop 3 Output, pin keluaran dari IC 555
4 Reset, adalah pin yang berfunsi untuk mereset latch dalam IC yang akan
berpengaruh untuk mereset kerja IC.
5 Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negatif.
6 Threshold, pin ini terhubung ke input positif yang akan mereset RS flip-flop ketika
tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc
7 Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal yang emitternya
terhubung ke ground.
8 Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal jika di beri 5V s/d 15V.
7
Gambar 2.7 AKI 12V/24Ah
Antara satu sel dengan sel lainnya dipisahkan oleh dinding penyekat yang terdapat dalam bak baterry, artinya tiap ruang pada sel tidak berhubungan karena itu cairan
elektrolit pada tiap sel juga tidak berhubungan (dinding pemisah antar sel tidak boleh ada
yang bocor).
2.5.1 Pengisian baterry/Cas Aki/Accu Charging
Pengisian arus dialirkan berlawanan dengan waktu pengeluaran isi yang berarti juga bahwa beban aktif dan elektrolit diubah supaya energi kimia bateari mencapai maksimum. Ada tiga metode pengisian battery :
1. Pengisian Perawatan(Maintenance Charging)
Digunakan untuk mengimbangi kehilangan isi (self discharge), dilakukan dengan arus rendah sebesar 1/1000 dari kapasitas baterry. Ini biasa dilakukan pada baterry tak
terpakai untuk melawan proses penyulfatan. Apabila baterry memiliki kapasitas 24 Ah maka besarnya arus pengisian perawatan adalah 24 mA (miliAmpere).
2. Pengisian Lambat (Slow Charging)
Adalah suatu pengisian yang lebih normal. Arus pengisian harus sebesar 1/10 dari
kapasitas baterry. Bila baterry memiliki kapasitas 45 Ah maka besarnya arus pengisian lambat adalah 4,5 A. Waktu pengisian ini bergantung pada kapasitas baterry, keadaan
baterry pada permulaan pengisian, dan besarnya arus pengisian. Pengisisan harus sampai
gasnya mulai menguap dan berat jenis electrolit tidak bertambah walaupun pengisian terus dilakukan sampai 2 -3 jam kemudian.
3. Pengisian Cepat(Fast Charging)
Dilakukan pada arus yang besar yaitu mencapai 60 - 100 A pada waktu yang singkat kira-kira 1 jam dimana baterry akan terisi sebesar tiga per empatnya. Fungsi pengisian cepat adalah memberikan baterry suatu pengisian yang memungkinkannya dapat
8
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Cara Kerja Sistem
Gambar 3.1 Diagram blok sistem kerja alat
Pada gambar diagram blok diatas, dapat dijelaskan sebagai berikut :
Solar cell sebagai input dapat mengalirkan tegangan maksimal sebesar 19 Vdc
kepada baterry charger regulator yang berfungsi untuk regulator pada saat pengecasan untuk aki 12 V/24 Ah, dan dari bcr ini tegangan yang masuk dari solar cell dialirkan menuju dc-dc converter yang fungsinya menaikkan tegangan 12 Vdc menjadi 22 Vdc, lalu dari dc-dc converter tegangannya dialirkan ke led superbright dengan spesifikasi 24 led
superbright menjadi 2 buah lampu taman.
3.2 Rangkaian Battery Charger Regulator (BCR)
Perancangan sistem sangat dibutuhkan dalam pembuatan proyek akhir ini, dan pada perancangan sistem alat ada beberapa komponen yang penulis tidak masukkan dalam pembuatan proyek akhir. Bisa dilihat pada contoh gambar 3.2 dibawah ini :
COLAR CELL AKI 12 Vdc BCR DC-DC CONVERTER LED SUPERBRIGHT
9
Gambar 3.2 Rangkain BCR
Pada rangkaian diatas dapat dijelaskan bahwa kaki input pertama adalah penerima input dari solar cell yang menuju ke battery charger regulator, lalu dari solar cell tegangan diberi resistor 4r7 5 watt agar tegangan yang masuk pada rangkaian ini sesuai dengan output yang diinginkan, sebelumnya penulis melakukan pengujian dengan menggunakan resistor 4r7 80 watt, dan output yang keluar pada bcr tidak sesuai dengan keinginan penulis, yaitu 4Vdc dan pada saat percobaan untuk outputnya, lampu led yang digunakan putus. Lalu penulis mencoba melakukan pengujian menggunakan resistor 4r7 5
watt dan tegangan outputnya sesuai dengan keinginan, sedangkan dalam penggunaan
LM358, LM358 digunakan karena memiliki keuntungan independen tinggi dan internal
frekuensi kompensasi penguat operasional.
Sedangkan pada kaki konektor yang lain, digunakan untuk konektor pada aki dan dc-dc converter.
3.3 Perancangan Rangkaian DC-DC Converter
Rangkaian dc-dc ini digunakan untuk menaikkan tegangan dari 12 Vdc – 22 Vdc, pada rangkaian dc-dc converter ini menggunakan ICNE555 yang berfungsi untuk menambah tegangan battery 12 Vdc menjadi 22 Vdc.
10 Komponen-komponen yang digunakan untuk rangkaian diatas adalah:
Tabel 3.1 komponen dan Jumlah Komponen Rangkaian DC-DC Converter.
Komponen Jumlah IC NE555 1 Capasitor 1000 uf (C1) 1 Capasitor 10 nf (C2,C3) 1 Capasitor 220 uf (C4) 1 Capasitor 470 uf (C5) 1 Resistor 15 KΩ (R1) 1 Resistor 27 KΩ (R2) 1 IN 4001 (D1,D2) 2
Dari gambar rangkaian 2.4 R1,R2,C2 saling berhubungan, untuk mendapatkan
frekuensi dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut:
𝑭𝑭 =
𝟏𝟏
𝑻𝑻 =
(𝑹𝑹𝟏𝟏 + 𝟐𝟐𝑹𝑹𝟐𝟐) 𝑪𝑪𝟐𝟐
𝟏𝟏, 𝟒𝟒𝟒𝟒
Keterangan:
F: frekuensi R2: resistor R2 T: perioda C2: capasitor C2 R1: resistor R1
Dari rumus diatas dapat dihitung: F = 1,44 / (15x103+2x27x103) 10 -8 F = 1,44 / 69000x10-8
F = 1,44 / 0,00069 F = 2086,95 F = 2,1 KHz
Dengan menggunakan rangkaian IC NE555 frekuensi yang di dapat adalah 2,1 KHz, frekuensi ini sangat berpengaruh pada keluaran output dc-dc converter 22Vdc,
frekuensi akan menghasilkan tegangan 10Vdc, dapat dilihat di gambar 4.5 keluaran
11 gelombang IC NE555, dengan perhitungan tinggi gelombang dikali volt/div, tinggi gelombang 5 divisi dikali volt/div 2 V akan mendapat hasil 10 Vdc.
Seperti terlihat pada gambar 3.3 rangkaian dc-dc converter akan di jumlahkan karna tegangan akan di serikan, tegangan 12 Vdc dari battery dan output keluaran IC NE555 10 Vdc, maka tegangan output dari dc-dc converter tersebut akan mengeluarkan tegangan 22 Vdc.
Capasitor 1000 uf digunakan untuk mencegah percikan bunga api pada saklar, dioda
digunakan sebagai pengaman sehingga arus dan tegangan tidak membalik dan penyearah tegangan, capasitor 470 uf digunakan untuk filter dari keluaran dc-dc converter.
3.4 Perancangan Led Superbright
Pada perancangan led superbright ini digunakan led yang ukurannya 8 Mm, yang disusun pada sebuah papan raangkaian, yang mana pada papan rangkaian tersebut terdiri dari 12 buah led superbright. Secara teori kosumsi arus yang di pakai untuk satu buah led
superbright ini dalam kondisi hidup normal dengan tegangan yang stabil berkisar antara ±
100 mA . pada aplikasi ini sumber tegangan input yang akan di berikan kepada sebuah led tersebut adalah 22 Vdc. Maka dengan demikian untuk mencari nilai suatu resistansi yang akan di berikan kepada sebuah led tersebut dapat di hitung dengan langkah sebagai berikut:
Vin = 22 Vdc I = 100 mA = 0,1 A R (resistansi) = V / I
= 22 / 0,1 = 220 Ω
Dari perhitungan tersebut nilai tahanan yang ideal, dalam artian led superbright akan hidup secara aman tanpa kelebihan arus yang membuat led tersebut panas dan mengakibatkan led terputus maka harus diberikan nilai tahanan ± 220 Ω. Pada aplikasi yang di terapakan nilai tahanan yang digunakan sama dengan nilai tahanan yang dilakukan secara perhitungan yaitu 220 Ω dengan daya ½ watt.
Untuk memberikan penerangan yang lebih maksimal, pada papan rangkaian yang telah tersusun oleh 12 led superbright akan diberikan suatu media pencahayaan tambahan yaitunya downlight dalam perancangannya downlight yang digunakan disesuaikan dengan besar papan rangkaian yang telah dirancang dengan 12 led superbright pada papan rangkaian. Downlight ini akan menambah pencahayaan dengan cara memantulkan cahaya yang dihasilkan oleh led superbright melalui sisi dinding pantul yang berada pada
12
Gambar 3.4 Led Superbrieght dan Downlight
Gambar 3.4 diatas adalah gambar led superbright yang telah di susun dalam satu rangkaian yang terdiri dari 12 led superbright, dan gambar downlight yang di gunakan untuk menambah pencahayaan sehingga cahaya dari led superbright semakin terang.
`
13
BAB IV
PENGUKURAN DAN ANALISA
4.1 Pengukuran
Pengukuran pada alat ini dilakukan untuk mendapatkan data, yang kemudian hasil dari pengolahan alat tersebut dibandingkan dengan data kuantitatif maupun teori yang berhubungan dengan prinsif kerja alat tersebut, hal ini dilakukan untuk mengetahui kerja sistem yang telah ada, apakah sesuai dengan spesifikasi alat yang telah dibuat atau tidak. Pada pengukuran alat yang akan digunakan adalah multitester dan osiloskop. Metode pengukuran yang dilakukan adalah pengukuran secara terpisah, yaitu pengukuran dengan cara memisahkan perblok.
4.1.1 Pengukuran DC-DC Converter
Pengukuran keluaran dc-dc converter dilakukan agar penulis dapat mengetahui seberapa besar kestabilan tegangan keluaran dari rangkaian dc-dc converter, setingan pengukuran dari rangkaian dc-dc converter, persentase error dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
%𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆 =(𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕 − 𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕)𝐱𝐱𝐱𝐱𝐱𝐱𝐱𝐱%𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕𝐕
Keterangan:
Vteori : Didapat dari nilai aktual output yang sebenarnya. Vukur : Di dapat dari nilai pengukuran.
Gambar 4.1 Rangkain DC-DC Coverter dengan Titik Pengukuran
Dari gambar diatas, terdapat beberapa TP atau titik pengukuran yang akan di ukur di setiap titik TP. Titik pengukuran pertama untuk mengetahui tegangan input, titik pengukuran kedua untuk mengetaui tegangan IC NE555 yang telah diserikan, titik
`
14 pengukuran ketiga untuk mengetahui output dari dc-dc converter. Data yang telah di peroleh sebagai mana terlihat pada gambar 4.2, 4.3, dan 4.4.
Gambar 4.2 Rangkain DC-DC Coverter dengan Titik Pengukuran TP1
Gambar 4.2 diatas adalah gambar titik TP1 atau titik pengukuran pertama, seperti terlihat pada multitester tegangan yang keluar pada titik pertama adalah 12 Vdc.
`
15 Gambar 4.3 diatas adalah gambar titik TP1 atau titik pengukuran pertama, seperti terlihat pada multitester tegangan yang keluar pada titik kedua adalah 21.32 Vdc.
Gambar 4.4 Rangkain DC-DC Coverter dengan Titik Pengukuran TP3
Gambar 4.4 diatas adalah gambar titik TP1 atau titik pengukuran pertama, seperti terlihat pada multitester tegangan yang keluar pada titik ketiga adalah 21.80 Vdc
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Pada DC-DC Converter
NO Titik pengujian Nilai ukur Nilai aktual %error
1 TP1 12 Vdc 12Vdc 0%
2 TP2 21.32 Vdc 22Vdc 3.09%
3 TP3 21,80 Vdc 22Vdc 0,90%
Dari tabel 4.1 hasil pengukuran pada dc-dc converter, titik pengukuran pertama tidak ada error dikarenakan titik yang di ukur adalah output battery. Titik pengukuraan kedua dan ketiga mendapat error beberapa persen, tetapi error tersebut tidak akan jauh dari nilai aktual output yang harus keluar, yaitu maksimum sebesar 3,09.
4.1.2 Pengukuran DC-DC Converter Menggunakan Osiloskop
Pengukuran dc-dc converter menggunakan osiloskop ini dibagi menjadi dua: a. Pengukuran rangkaian IC NE555.
b. Pengukuran input dari dc-dc converter yaitu battery.
keluaran osiloskop berupa gelombang. Hasil pengukuran menggunakan osiloskop dapat dilihat di gambar 4.5 dan 4.6
`
16
a. Pengukuran Rangkaian IC NE555
Gambar 4.5 Keluaran Gelombang Rangkaian IC NE555
Dari gambar 4.5, dapat diketahui: F = 2.1 KHz
Time/Div = 0,1 ms Volt/Div = 2 V
Tinggi Gelombang = 5 divisi
Untuk mengetahui berapa volt keluaran IC NE555 dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut:
Tinggi Gelombang x Volt/Div 5 x 2 = 10 V
Maka keluaran gelombang dari rangkaian IC NE555 adalah 10 Vdc.
b. Pengukuran Input dari DC-DC Converter
`
17 Dari gambar 4.5, dapat diketahui:
F = 2.1 KHz
Time/Div = 0,1 ms Volt/Div = 5 V
Tinggi Gelombang = 2,4 divisi
Untuk mengetahui berapa volt keluaran dari battery dapat dihitung dengan rumusan sebagai berikut:
Tinggi Gelombang x Volt/Div 5 x 2,4 = 12 V
Maka keluaran gelombang dari battery tersebut adalah 12 Vdc
Dari kedua gambar tersebut keluaran tegangan dari IC NE555 10 Vdc dan input dari battery 12 Vdc, dari gambar 3.3 rangkaian dc-dc converter tegangan dari input battery dan IC NE555 di serikan, maka tegangan akan dijumlahkan 12 Vdc ditambah 10 Vdc maka output keluaran dari dc-dc converter ini adalah 24 Vdc.
`
18
4.1.3 Pengukuran Solar Cell
Pengukuran keluaran solar cell dilakukan untuk mengetahui berapa besar tegangan yang akan di keluarkan oleh solar cell pada waktu pagi,siang,dan sore.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Data Pada Solar Cell.
Jam Sabtu Minggu Senin Selasa Rabu
Mendung Mendung Panas Panas Panas 9 17 Vdc 17 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 10 17 Vdc 18 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 11 18 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 12 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 13 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 14 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 15 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc 19 Vdc
Pada tabel 4.2 pada pengukuran data pada solar cell,tegangan akan turun beberapa
volt saat mendung dari jam 9 pagi ke jam 11 siang, ketika jam 12 pada waktu cuaca
mendung maupun panas tegangan akan stabil 19 Vdc. Dan pada waktu cuaca panas tegangan akan stabil dari jam 9 pagi ke jam 15 sore.
4.2 Analisa
Pada pengukuran dc-dc converter titik pengukuran pertama 12 Vdc didapat dari tegangan input, tegangan akan stabil dan tidak mempunyai error karna input dari battery. Pada pengukuran kedua 21.32 Vdc tegangan di ambil telah diserikan dari 12 Vdc battery dan 10Vdc keluaran dari IC NE555, mendapat error 3,09% . pada titik pengukuran ketiga titik yang di ukur adalah titik output 21.80Vdc, mendapat error 0,90%. Error di titik pengukuran kedua dan ketiga tidak mempengaruhi kestabilan kerja dc-dc converter.
Di pengukuran osiloskop tegangan yang dihitung dari gelombang keluaran IC NE555 adalah 10 Vdc dihitung dari tinggi gelombang 5 divisi dikalikan volt/div 2 V , dan dari
battery tegangan yang dihitung dari gelombang keluaran battery adalah 12 Vdc dihitung
dari tinggi gelombang 5 dikali volt/div 2,4, tegangan tersebut akan dijumlahkan menjadi 22Vdc, pengukuran di osiloskop dan perhitungan mendapatkan hasil yang sama.
Pada pengukuran Solar cell, tegangan output dari solar cell akan konstan pada saat panas dari jam 9 pagi sampai jam 15 sore, sedangkan pada saat mendung tegangan akan turun lebih kurang 2 Vdc, ketika waktu menunjukkan jam 12 tegangan akan stabil di teganan 19 Vdc. Ketika malam hari solar cell tidak bekerja karna tidak mendapatkan sel surya.
Tahanan resistor led superbright apabila lebih kecil dari perhitungan yaitu menggunan resitor 220Ω bisa mengakibatkan led superbright putus atau terbakar, dan apabila tahanan resistor tersebut lebih besar dari perhitungan maka cahaya yang akan keluar semakin berkurang atau redup.
`
19
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari proyek akhir yang dibuat, penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan:
a. Tegangan yang keluar dari solar cell rata-rata sebesar 19 Vdc, tegangan akan stabil 19 Vdc di jam 12 siang pada waktu cuaca panas maupun mendung.
b. DC-DC converter bekerja menggunakan IC NE555 untuk menaikkan tegangan 12 Vdc – 24 Vdc, IC NE555 mengeluarkan tegangan 10 Vdc dan battery mengeluarkan tegangan 12Vdc. Sehingga output tegangan total sebesar 22 Vdc. c. Pengaruh resistor terhadap led superbright akan mempengaruhi intesitas
pencahayaan. Apabila terlalu besar led superbright akan redup, atau terlalu kecil
led superbright akan putus. Arus total yang di perlukan oleh 24 buah led superbright adalah 2,4 A atau sebesar 100 mA untuk setiap led superbright
5.2 Saran
Adapun saran yang bisa penulis sampaikan:
a. Diharapkan prototype pembangkit listrik tenaga surya untuk penerangan taman menggunakan led superbright bisa di terapkan di perumahan.
`
DAFTAR PUSTAKA
1. Akhlus, Syafsir (2007), Sel Surya, www.kapanlagi.com, dikutip pada tanggal 29 Oktober 2008.
2. Paoli, De M.A., Claudia Longo (2003), “Dye-Sensitized Solar cell: A Succesful Combination of Materials”, Journal Brazillian Chemistry Society, Vol. 14, No. 6, hal. 889–901.Sumber referensi Modul/Bahan ajar.
3. Malvino, A. P. (2003). PRINSIP-PRINSIP ELEKTRONIKA. Jakarta:
4. http://kepengenero.blogspot.com/2011/12/rangkaian-converter-12-volt-dc-to-24.html diakses pada 4 Mei 2011.
