APLIKASI REAL TIME CLOCK DS3231 SEBAGAI PENJEJAK MATAHARI PADA SOLAR CELL BERBASIS ARDUINO
LAPORAN AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh :
REPALDO ALPARES 061330320932
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG
ii
LEMBAR PENGESAHAN
APLIKASI REAL TIME CLOCK DS3231 SEBAGAI PENJEJAK MATAHARI PADA SOLAR CELL BERBASIS ARDUINO
LAPORAN AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :
REPALDO ALPARES 061330320932
Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Dewi Permata Sari, S.T., M.Kom. Johansyah Al Rasyid, S.T., M.Kom.
NIP.19761213 200003 2 001 NIP. 19780319 200604 1 000
Mengetahui,
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Teknik Elektronika
Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Amperawan, S.T., M.T.
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
APLIKASI REAL TIME CLOCK DS3231 SEBAGAI PENJEJAK MATAHAR PADA SOLAR CELL BERBASIS ARDUINO
Laporan Akhir ini disusun oleh :
REPALDO ALPARES 0613 3032 0932
Telah disidangkan di depan dewan penguji Pada hari Kamis, 4 Agustus 2016
Susunan Dewan Penguji
Ketua : Dewi Permata Sari, S.T., M.Kom Anggota : 1. Ir. Iskandar Lutfi, M.T
2. Ir. H. M. Nawawi, M.T
3. Niksen Alfarizal, S.T., M.Kom 4. Ekawati Prihatini, S.T., M.T 5. Destra Andika Pratama, S.T., M.T
Laporan Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro
Program Studi Teknik Elektronika
Palembang, Agustus 2016
Amperawan, S.T., M.T
Ketua Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro
iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN AKHIR
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Repaldo Alpares
NIM : 0613 3032 0932
Jurusan : Teknik Elektro
Program Studi : Teknik Elektronika
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Laporan Akhir yang telah saya buat ini
dengan judul “APLIKASI REAL TIME CLOCK DS3231 SEBAGAI
PENJEJAK MATAHARI PADA SOLAR CELL BERBASIS ARDUINO”
adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi, serta tidak
mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain, kecuali yang telah
disebutkan sumbernya.
Palembang, Agustus 2016
v
MOTTO
ALWAYS STARTED ANYTHING WITH BISMILLAH AND FINISH IT ALL WITH ALHAMDULILLAH
WITH THE MISTAKE IN THE PAST WE CAN LEARN FOR TODAY’S LIFE FOR A BETTER
FUTRE
SELAGI MASIH ADA KESEMPATAN TIDAK PERDULI SEKECIL APAPUN KESEMPATAN ITU,
MASIH BELUM TERLAMBAT
(-REPALDO ALPARES-)
SAYA PERSEMBAHKAN KEPADA
Ayah dan Ibu serta Kakak dan Adik saya yangsaya sayangi.
Seluruh keluarga yang selalu mendo’akan dan
memberi semangat kepada saya.
Mb Dita, Rendi, Dessy, Echa, yang selalu
memberi semangat dalam proses pembuatan
laporan akhir ini.
Seluruh Dosen terutama Dosen pembimbing
saya. Ibu Hj. Dewi Permata Sari, S.T.,
M.Kom. dan Bapak Johansyah Al Rasyid,
S.T., M.Kom.
Teman-teman serta sahabat seperjuangan
Elektronika Angkatan 2013 khususnya kelas
6EC
vi ABSTRAK
APLIKASI REAL TIME CLOCK DS3231 SEBAGAI PENJEJAK MATAHARI PADA SOLAR CELL BERBASIS ARDUINO (2016; 65 Halaman + xv halaman + Daftar Pustaka + Lampiran)
REPALDO ALPARES TEKNIK ELEKTRO TEKNIK ELEKTRONIKA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Laporan Akhir ini berjudul “Aplikasi Real Time Clock DS3231 Sebagai Penjejak Matahari Pada Solar Cell Berbasis Arduino”.
Pembuatan laporan ini bertujuan agar penulis dapat membuat sistem penjejak matahari bagi solar cell agar dapat bergerak mengikuti pergerakan matahari berdasarkan waktu demi mendapatkan cahaya matahari secara optimal. Terdapat modul RTC DS3231 yang berfungsi sebagai input logic dan sebagai indikasi waktu dari pergerakan solar cell. Arduino Uno digunakan sebagai unit pengolahan data yang ditransmisikan oleh RTC DS3231 melalui pin SDA Dan SCL yang telah diisi sebelumnya. Hasil yang didapat adalah dengan menghidupkan motor
power window melalui Driver Relay 4 Channel pada mekanik solar cell sehingga permukaan solar cell tetap mendapatkan cahaya matahari secara optimal. Dikarenakan pergerakan dari motor power window tidak terlalu mulus, posisi dari
solar cell tidak selalu berada ditengah range pada posisi matahari, akan tetapi selisih perbedaannya tidak terlalu jauh berbeda. Posisi dari solar cell didapat dari pergerakan motor power window yang diatur dari nilai delay waktu pada program. Untuk pengembangan selanjutnya disarankan untuk mengganti motor power window dengan gearbox yang telah dimodifikasi agar pergerakan dari solar cell
lebih mulus.
vii ABSTRACT
REAL TIME CLOCK DS3231 AS SUN RANGEFINDER ON SOLAR CELL BASED ON ARDUINO
(2016; 65 Page + xv page + Bibliography + Attachment)
REPALDO ALPARES
ELECTRICAL ENGINEERING ELECTRONIC ENGINEERING
STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA
This final report entitled “Real Time Clock DS3231 Application As Sun
Rangefinder On Solar Cell Based On Arduino”.
The purpose of making this report intended that the author can make a rangefinder system for solar cell that can doing movement by following of sun movement based on time and the solar cell still get the sun light optimally. There is RTC DS3231 Module that use as an input and as a time indication for solar cell movement. Arduino Uno is use as a data processing unit that data have been transmitted via SDA and SCL pin which is the program on the Arduino has uploaded. The final result is to turn on the power window motor through the Relay 4 Channel Driver on mechanic of solar cell so that the solar cell surface still radiated by the sun light equally. Because of power window motor movement is not too smooth, the position of the solar cell is not always in the middle of the range of the sun position, but the difference is not too much. The position of solar cell is getting from the movement of power window motor who had setting by the value of time delay on program. For the next upgrading, author suggested that the power window motor should be change using gearbox who already modificated with the hope that the movement of the solar cell can more be smoothly.
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan nikmat kesehatan dan kekuatan serta berkat rahmat dan hidayahnya
penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul “Aplikasi Real Time Clock DS3231 Sebagai Penjejak Matahari Pada Solar Cell Berbasis Arduino” dengan baik. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III pada jurusan Teknik
Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Selama
penulisan laporan akhir ini penulis mendapatkan beberapa hambatan dan
kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala
hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan. Untuk itu penulis
menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
Ibu Hj. Dewi Permata Sari, S.T., M.Kom. Selaku Pembimbing I Bapak Johansyah Al Rasyid, S.T., M.T. Selaku Pembimbing II
Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang
telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini :
1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri
5. Seluruh dosen dan staf pada Program Studi Teknik Elektronika Politeknik
Negeri Sriwijaya yang membantu penulis dalam kelancara penulisan
laporan akhir ini.
6. Kepada kedua orang tua saya yang selama ini memberikan semangat dan
ix
7. Teman-teman seperjuangan kelas 6 EC yang telah membantu dengan
berbagi pengetahuan dalam pembuatan laporan akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Akhir ini masih
terdapat kekurangan dan kekeliruan, baik mengenai isi maupun cara penulisan.
Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun.
Akhir kata penulis mengharapkan semoga Laporan Akhir ini dapat
bermanfaat bagi semua dan semoga segala bantuan serta bimbingan yang penulis
dapatkan selama ini mendapat rahmat dan ridho dari Allah SWT, Aamiin Ya Robbal A’lamiin.
Palembang, Agustus 2016
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN AKHIR ... iv
MOTTO ... . v
xi
2.7.1 Teknologi Solar Charger Controller ... 27
2.8 Baterai / Aki (Accumulator) ... 29
3.4 Tahap-Tahap Perancangan ... 36
3.4.1 Perancangan Hardware Elektronik ... 37
3.4.1.1Rangkaian Power Supply (Catu Daya) ... 37
3.6 Rangkaian Keseluruhan ... 54
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pengukuran dan Pengujian Alat ... 55
4.1.1 Tujuan Pengukuran Alat ... 55
4.1.2 Rangkaian Penguji ... 55
4.1.3 Peralatan Pengukuran ... 56
4.1.4 Langkah-Langkah Pengukuran ... 56
4.2 Titik Pengukuran ... 56
xii
4.3.3 Data Hasil Pengukuran Driver Relay 4 Channel ... 62 4.4 Data Hasil Pengujian ... 63 4.5 Analisa... 64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
xiii
2.5 Diagram Energi Sambungan P-N Munculnya Daerah Deplesi ... 8
2.6 Struktur Solar Cell Silikon P-N Junctioni ... 8
2.16 Modul Karakteristik LCD 16x2 ... 23
2.17 Topologi Buck Converter ... 26
2.18 Charger Controller ... 28
2.19 Inverter ... 32
3.1 Blok Diagram Keseluruhan ... 35
3.2 Blok Diagram Sesuai Pembahasan... 36
3.3 Skematik Rangkaian Power Supply (Catu Daya) ... 37
3.11 Tata Letak Komponen Rangkaian Power Supply ... 42
3.12 Tata Letak Komponen Rangkaian LCD 16x2 ... 42
3.13 Tata Letak Komponen Rangkaian Modul Arduino UNO ... 42
3.14 Mekanik Tampak Depan ... 43
3.15 Mekanik Tampak Belakang ... 43
3.16 Mekanik Tampak Samping ... 43
3.17 Keterangan Mekanik Solar Cell ... 44
3.18 Jendela License Agreement ... 45
3.19 Tampilan Jendela Instalation Folder ... 45
3.20 Tampilan Jendela Setup Instalation Option ... 46
3.21 Tampilan Jendela Proses Instalasi ... 46
xiv
3.23 Tampilan Jendela Proses Instalasi Telah Selesai ... 47
3.24 Tampilan Splash Screen Aplikasi Arduino IDE ... 48
3.25 Tampilan Jendela Pengisian Program Aplikasi Arduino IDE... 48
3.26 Tampilan Aplikasi Arudin IDE Untuk Menambah Library Bentuk File ZIP ... 49
3.27 Tampilan Aplikasi Arduino IDE Untuk Manage Library... 49
3.28 Tampilan Aplikasi Arduino IDE Untuk Menghubungkan Aplikasi Dengan Arduino Board ... 50
3.29 Proses Compiling Program Arduino IDE ... 51
3.30 Proses Upload Program Ke Arduino Board ... 51
3.31 Rangkaian Sistem Penjejak Matahari... 54
4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Power Supply (Catu Daya) ... 57
4.2 Titik Pengukuran RTC DS3231 ... 57
xv
DAFTAR TABEL
Tabel Hal
2.1 Daftar Jenis Arduino ... 10
2.2 Alternatif Penggunaan Tegangan Pada DS3231 ... 16
2.3 Peta Alamat Register DS3231 ... 17
2.4 Deskripsi Pin DS3231 ... 19
2.5 Karaktersitik Motor DC Power Window ... 20
2.6 Fungsi Pin LCD 16x2 ... 24
4.1 Hasil Pengukuran Catu Daya (Power SupplyPower Supply) ... 58
4.2 Hasil Pengukuran RTC DS3231 ... 60
4.3 Hasil Pengukuran Driver Relay 4 Channel Dengan Beban Motor 12 Volt ... 62
