PERANCANGAN SISTEM MONITORING PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS

(1)

PERANCANGAN SISTEM MONITORING

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS

DESIGN OF SOLAR ELECTRIC POWER MONITORING SYSTEM BASED ON INTERNET OF THINGS

Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektro

Di Jurusan Teknik Elektro

Oleh :

PUTRA HARYADI 308 2018 139

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI LISTRIK POLITEKNIK NEGERI KETAPANG

2021

(2)

ii

PERANCANGAN SISTEM MONITORING

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS

Oleh : PUTRA HARYADI

308 2018 139

Dinyatakan Bahwa Proyek Akhir Ini Telah Diperiksa dan Disetujui Oleh Dosen Pembimbing dan Siap Untuk Disidangkan Dihadapkan Tim Penguji Program

Studi Teknik Elektro

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Ivan Suwanda, S.T., MT M. Jimi Rizaldi, S.ST., MT

NIK. 16118 0306 201 NIP. 19861031 202121 1 001

(3)

iii

PERANCANGAN SISTEM MONITORING

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS

Oleh : PUTRA HARYADI

308 2018 139

Proyek Akhir ini telah disidangkan dihadapan Tim Penguji Program Studi Teknik Elektro pada tanggal ...

Tahun Dua Ribu Dua Puluh Satu dan Disahkan Sesuai Dengan Ketentuan.

Tim Penguji :

1. Ketua / Pembimbing Utama Ivan Suwanda, S.T., MT

NIK. 16118 0306 201 ...

2. Anggota / Pembimbing Pendamping M. Jimi Rizaldi, S.ST., MT

NIP. 19861031 202121 1 001 ...

3. Anggota / Penguji Utama Erick Radwitya, S.ST., MT

NIP. 19851008 202121 1 005 ...

4. Anggota / Penguji Pendamping Akhdiyatul, S.ST., MT

NIP. 19840504 201903 1 007 ...

Mengetahui, Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik Elektro Direktur Politeknik Negeri Ketapang

Erick Radwitya, S.ST., M.T Endang Kusmana, SE, MM, Ak, CA NIP. 19851008 202121 1 005 NIP. 19681030 200112 1 002

(4)

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

(5)

v ABSTRAK

Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah untuk merancang bangun perangkat keras, perangkat lunak, dan unjuk kerja dari sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things. Sistem ini diharapkan dapat memudahkan proses monitoring pada pembangkit listrik tenaga surya secara rutin dan otomatis.

Metode pembuatan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of thingsi secara keseluruhan melalui 4 tahapan : (1) analisis dan kebutuhan komponen yang dibutuhkan dalam proses pembuatan; (2) perancangan sistem monitoring; (3) implementasi sistem yang sudah dirancang; (4) hasil pengujian serta evaluasi.

Hasil pengujian menunjukan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya ini dapat mendeteksi tegangan beban, arus beban, dan pengisian baterai.

Pembacaan sensor dikirim ke aplikasi Blynk menggunakan jaringan internet dengan bantuan Node MCU (ESP32). Dengan adanya teknologi internet of things ini monitoring pembangkit listrik tenaga surya dapat dilihat hanya dengan membuka aplikasi pada smartphone dimana dan kapan saja.

Kata Kunci : monitoring, internet of things, pembangkit listrik tenaga surya

(6)

vi ABSTRAC

The purpose of this final project is to design the hardware, software, and performance of solar electric power monitoring system based on internet of things. This system is expected to facilitate the process of monitoring the solar electric power routinely and automatically.

The method of making a solar electric power monitoring system based on internet of things as a whole through 4 stages: (1) analysis and components needed in the manufacturing process; (2) monitoring system design; (3) implementation of the designed system; (4) test results and evaluation.

The test results showed that this solar electric power monitoring system can detect load voltage, load current, and battery charging. Sensor readings are sent to the Blynk application using the internet network with the help of Node MCU (ESP32). With the internet of things technology, monitoring of solar electric power can be seen just by opening the application on the smartphone anywhere and anytime.

Keywords : monitoring, internet of things, solar eceltric power

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmannirrahim, puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya maka Proyek Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Salam dan shalawat kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW. sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir yang berjudul “Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things”. Adapun maksud dan tujuan dari penulisan Proyek Akhir ini adalah untuk memenugi salah satu syarat dalam menyelesaikan Diploma III (D3) Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ketapang.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas semua bantuan yang telah diberikan baik secara langsung maupun tidak langsung selama penyusunan tugas akhir ini hingga selesai. Secara khusus rasa terima kasih tersebut saya sampaikan kepada :

1. Kedua orang tua saya yang telah banyak membantu dan menyemangati dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini melalui do’a, motivasi, nasehat, dan materi;

2. Bapak Endang Kusmana, SE, MM, Ak, CA selaku Direktur Politeknik Negeri Ketapang;

3. Bapak Erick Radwitya, S.ST., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro;

4. Bapak Ivan Suwanda, ST., M.T selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan arahan dan masukan dalam pengerjaan Proyek Akhir ini;

5. Bapak M. Jimi Rizaldi, S.ST., M.T selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan dan masukan dalam pengerjaan Proyek Akhir ini;

6. Bapak Erick Radwitya, S.ST., M.T selaku Dosen Penguji I yang telah meluangkan waktu untuk menguji dan memberikan masukan laporan Proyek Akhir ini;

7. Bapak Akhdiyatul, S.ST., MT selaku Dosen Penguji II yang telah meluangkan waktu untuk menguji dan memberikan masukan laporan Proyek Akhir ini;

8. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ketapang yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan;

(8)

viii

9. Seluruh teman-teman Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ketapang yang telah membantu dan memberi masukan dalam pengerjaan Proyek Akhir ini;

Penulis menyadari adanya kemungkinan terjadi kekeliruan serta kekurangan dalam penyusunan Proyek Akhir ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi menyempurnakan laporan Proyek Akhir ini. Semoga Proyek Akhir ini dapat membawa manfaat yang sebesar-besarnya bagi pembaca.

Ketapang, 05 Juli 2021

Putra Haryadi 308 2018 139

(9)

ix DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRAC ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR SINGKATAN ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Maslah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Sistematika Laporan ... 2

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Landasan Teori ... 4

2.2 Mikrokontroler ... 5

2.3 Perangkat Keras (Hardware) ... 5

2.3.1 Panel Surya ... 5

2.3.2 Solar Charger Controller ... 8

2.3.3 Akumulator ... 9

2.3.4 Arduino ATMEGA 2560 ... 11

2.3.5 Node MCU (ESP32) ... 12

2.3.6 Sensor Arus ... 13

2.3.7 Sensor Tegangan ... 13

2.3.8 Kabel NYAF ... 14

2.4Perangkat Lunak (Software) ... 15

(10)

x

2.4.1 Arduino IDE ... 15

2.4.2 Blynk ... 16

BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN 3.1 Lokasi Monitoring ... 19

3.2 Alir Perancangan ... 20

3.3 Tahap Analisis dan Identifikasi Kebutuhan ... 21

3.3.1 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya ... 21

3.3.2 Sistem Monitoring ... 21

3.3.3 Aplikasi ... 21

3.3.4 Sistem Charging ... 21

3.3.5 Mikrokontroler ... 21

3.4 Blok Sistem ... 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Alat dan Bahan ... 23

4.2 Perancangan Mekanik ... 24

4.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ... 25

4.3.1 Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya ... 25

4.3.2 Perancangan Sistem Monitoring ... 26

4.4 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ... 28

4.4.1 Pembuatan User Interface pada Blynk ... 28

4.4.2 Perencanaan Program Arduino ... 30

4.5 Spesifikasi Komponen ... 32

4.5.1 Spesifikasi Panel Surya Monocrystalline ... 32

4.5.2 Spesifikasi Solar Charger Controller ... 32

4.5.3 Spesifikasi Akumulator ... 32

4.5.4 Spesifikasi Mikrokontroler ... 33

4.5.5 Pin Out Node MCU (ESP32) ... 33

4.6 Rincian Anggaran Biaya ... 34

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 35

5.2 Saran ... 35

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Daftar Alat... 21

Tabel 4.2 Daftar Bahan ... 21

Tabel 4.3 Pin Rangkaian Output ... 24

Tabel 4.4 Spesifikasi Panel Surya Monocrystalline ... 30

Tabel 4.5 Spesifikasi Solar Charger Controller ... 30

Tabel 4.6 Spesifikasi Akumulator ... 30

Tabel 4.7 Spesifikasi Mikorokontroler ... 31

Tabel 4.8 Rincian Anggaran Biaya ... 32

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kerja Panel Surya ... 7

Gambar 2.2 Panel Surya Monocrystalline ... 8

Gambar 2.3 Solar Charger Control ... 9

Gambar 2.4 Akumulator Sekunder ... 10

Gambar 2.5 Bagian-bagian dari Akumulator ... 11

Gambar 2.6 Tampilan Arduino ATMEGA 2560 ... 11

Gambar 2.7 Tampilan Node MCU (ESP32) ... 12

Gambar 2.8 Sensor Arus ACS712 ... 13

Gambar 2.9 Sensor Tegangan ... 14

Gambar 2.10 Kabel NYAF ... 14

Gambar 2.11 Tampilan Layar Arduino IDE ... 15

Gambar 2.12 Aplikasi Blynk... 16

Gambar 3.1 Lokasi Monitoring ... 17

Gambar 3.2 Alir Perancangan ... 18

Gambar 3.3 Blok Diagarm Sistem Monitoring ... 20

Gambar 4.1 Penempatan Alat Monitoring Tampak Samping ... 22

Gambar 4.2 Penempatan Alat Monitoring Tampak Dalam ... 22

Gambar 4.3 Sistem Panel Surya ... 23

Gambar 4.4 Blok Diagram Perancangan Sistem Monitoring ... 24

Gambar 4.5 Rangkaian Sensor ACS712 ... 25

Gambar 4.6 Rangkaian Sensor Tegangan DC... 26

Gambar 4.7 Tampilan Registrasi Blynk ... 27

Gambar 4.8 Widget Blynk ... 27

Gambar 4.9 Pengaturan Button ... 28

Gambar 4.10 Diagram Alir Program ... 29

Gambar 4.11 Tampilan Software Arduino IDE ... 29

Gambar 4.12 Pin Out Node MCU (ESP32) ... 31

(13)

xiii

DAFTAR SINGKATAN

AC Alternating Current

AH Ampere Hour

DC Direct Current

DG Distributed Generation

GPIO General Purpose Input Output IoT Internet of Things

PA Proyek Akhir

PLTS Pembangkit Listrik Tenaga Surya pwm Pulse Width Modulation

SCC Solar Charger Control

UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter USB Universal Serial Bus

(14)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Daftar Riwayat Hidup

(15)

Teknik Elektro 2021

1 BAB I

PENDAUHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang megubah energi surya menjadi energi listrik. PLTS sangat bergantung pada kondisi alam yaitu kondisi sinar matahari. Cara mengetahui kinerja dari PLTS yaitu dengan memonitor arus, tegangan, dan intensitas cahaya pada pembangkit, agar terlihat kinerja dari pembangkit listrik tersebut. Pada PLTS monitoring yang dilakukan secara rutin masih menggunakan cara manual, yaitu dengan melakukan pengukuran menggunakan alat ukur dan pencatatan secara langsung sehingga yang didapat juga terbatas. Maka akan lebih efisien monitoring dilakukan secara rutin dan otomatis.

Teknologi informasi dan komunikasi sudah semakin berkembang, Salah satunya Internet of Things (IoT). Internet of Things (IoT) merupakan teknologi yang memanfaat konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus seperti berbagi data dan kontrol sistem. Dari sini muncul ide pengembangan sistem monitoring menggunakan konsep IoT sehingga monitoring pada PLTS dapat dipantau melalui smartphone, maka arus tegangan dan intensitas cahaya dapat dengan mudah dipantau.

Monitoring sistem parameter pada pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things dilakukan dengan bantuan aplikasi yang tersedia di platform pengunduh aplikasi yang bisa didapatkan secara gratis, tentunya lebih efisien disbanding menggunakan website. Dengan adanya sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things diharapkan lebih mudah memantau pengisian battery yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga surya dalam intensitas cahaya tertentu.

Akhirnya dari penjelasan latar belakang diatas muncul ide dan inovasi untuk mengembangkan sebuah “PERANCANGAN SISTEM MONITORING PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS”.

(16)

Teknik Elektro 2021 2

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas, maka rumusan masalahnya sebagai berikut :

A. Bagaimana perancangan perangkat keras untuk sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT)?

B. Bahan dan alat yang digunakan dalam proses monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT)?

1.3 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan penilitian ini adalah : A. Mengetahui hasil dari unjuk kerja sistem monitoring pembangkit listrik

tenaga surya berbasis internet of things (IoT).

1.4 Batasan Masalah

Agar ruang lingkup permasalah dapat lebih jelas, maka perlu adanya pembatasan masalah. Sehingga dapat memudahkan dalam pembahasan ini diantaranya :

A. Solar panel yang digunakan dalam sistem monitoring parameter pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT) hanya satu jenis yaitu monocrystalline.

B. Pemantuan dalam sistem monitoring parameter pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT) menggunakan aplikasi Blynk.

1.5 Sistematika Pelaporan

Sistematika penulisan Proyek Akhir (PA) sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan latar belakang dilakukan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT), rumusan masalah, tujuan dari monitoring, dan batasan masalah saat dilakukan monitoring.

(17)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelasan dasar teori dari pembangkit listrik tenaga surya, mikrokontroler, dan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem monitoring pemangkit tenaga surya berbasis internet of things (IoT).

BAB III METODE DAN HASIL PENYELESAIAN

Bab ini menjelaskan lokasi yang akan dilakukan monitoring, dengan membuat alir perancangan untuk menentukan langkah-langkah yang akan dikerjakan, kemudian dilanjut dengan tahap dan identifikasi kebutuhan monitoring dengan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan hasil realisasi dari sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things menyesuaikan dengan perencanaan yang digunakan, kemudian dilanjutkan dengan pengujian pemograman pada arduino atau coding pada mikrokontroller dan pemograman pada aplikasi Blynk disertai pengujian keseluruhan untuk menguji unjuk kerja pada setiap unit mikrokontroller dan sistem pada aplikasi yang telah dirancang. Setelah itu diakhiri dengan pembahasan hasil dari monitoring pada aplikasi per jam selama delapan jam dari pukul 08.00 WIB sampai pukul 16.00 WIB.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini membahas gambaran akhir dari hasil monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things dalam menyelesaikan prototipe dan mengetahui hasil dari sistem monitoring.

(18)

Teknik Elektro 2021

4 BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Landasan Teori

Pembangkit listrik tenaga surya atau PLTS merupakan sumber energi alternatif yang memanfaatkan sinar matahari. Sinar matahari memiliki peranan penting pada proses yang terjadi di alam. Potensi energi yang dihasilkan oleh sinar matahari sangatlah banyak salah satunya PLTS yang merupakan bentuk pemanfaatan dari sinar matahari. Pembuatan pembangkit listrik tenaga surya ini menggunakan sistem photovoltaic.

Photovoltaic adalah sebuah sel yang dapat menghasilkan listrik dengan cara mengubah cahaya menjadi listrik. Dengan kata lain, arti photovoltaic yaitu konversi cahaya matahri secara langsung untuk diubah menjadi listrik. Sel-sel silikon itu dipasang dengan posisi sejajar dalam sebuah panel yang terbuat dari aluminium atau baja anti karat dan dilindungi oleh kaca atau plastik. Kemudian pada tiap sambungan sel itu diberi sambungan listrik. Bila sel-sel itu terkena matahari maka pada sambungan itu akan mengalir arus listrik.

Pada sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things (IoT) perangkat yang digunakan tidak hanya panel surya saja namun ada perangkat pendukung lainnya. Perangkat pelengkap pembangkit pembangkit listrik tenaga surya yaitu solar charger control (SCC), NODE MCU, Arduino ATMEGA, indikator baterai, sensor arus, sensor tegangan, dan panel surya monocrystalline. Panel monocrystalline adalah salah satu Distributed Generation (DG) yang bersumberkan energi terbarukan dengan memanfaatkan teknologi mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Monocrystalline terbuat dari bentuk silikon yang sangat murni, bahan paling efisien untuk konversi sinar matahari menjadi energi. Monocrystalline merupakan solar panel silikon hemat ruang dan sel yang bertahan lama dari semua panel surya berbasis silikon.

(19)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 2.2 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terdapat inti sebuah prosesor, memori, dan perlengkapan masukan (input) dan keluaran (output). Dengan kata lain mikrokontroler adalah sebuah alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara bantuan aplikasi Arduino IDE. Arduino memiliki beberapa jenis seperti MEGA, UNO, NANO, FIO, LILYPAD, BT dan lainnya.

Mikrokontroler dapat langsung bekerja apabila diberikan tegangan, namun untuk dapat bekerja secara optimal mikrokontroler membutuhkan beberapa rangkaian minimal. Mikrokontroler yang baru masih kosong memorinya, oleh karena itu perlu diisi program agar dapat digunakan. Pada Arduino terdapat program khusus untuk komunikasi data sekaligus untuk menerjemah bahasa pemograman Arduino, program ini disebut bootloader. Bootloader berfungsi untuk menjembatani program Arduino yang dibuat dengan hardware ATMEGA seperti operating system pada computer yang menjembatani hardware dan software. Karena itu mikrokontroler dapat berfungsi sebagai Arduino harus dimasukkan bootloader yang sesuai. Bootloader dapat dimasukkan ke mikrokontroler dengan menggunakan aplikasi Arduino IDE.

2.3 Perangkat Keras (Hardware) 2.3.1 Panel Surya

Panel surya adalah teknologi berdasarkan semikonduktor dalam kondisi pada yang mengkonversi energi cahaya matahari secara langsung menjadi energi listrik, tanpa ada bagian yang berputar, tidak menimbulkan kebisingan, dan tanpa mengeluarkan gas buangan. Panel surya dibuat dari bahan silikon ditambah sedikit boron. Cahaya dapat dipandang sebagai aliran partikel kecil energy yang disebut photon. Apabila photon yang berasal dari cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang sesuai mengenai permukaan sel photovoltaic, photon tersebut memindahkan energinya kepada beberapa elektron didalam bahan sehingga energi elektron tersebut meningkat. Secara normal elektron tersebut membantu membuat bahan itu menyatu dengan membentuk ikatan valensi menyambung atom-atom dan tidak dapat bergerak.

(20)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things Akan tetapi, didalam status tereksitasi (excited state), elektron itu menjadi bebas untuk menjalankan arus listrik dengan bergerak didalam bahan. Oleh karena itu, pada permukaan bawah ada muatan listrik statik positif, sedangkan pada permukaan atas yang menghadap ke matahati, bermuatan listrik statik negatif, apabila panel surya tersebut terkena cahaya matahari. Dengan satu sisi menjadi negatif (n), dan sisi yang lain menjadi positif (p), dan bila tiap sisi dihubungkan melalu sambungan diluar terbentuklah suatu rangkaian listrik (electrical circuit) dan sel tersebut menghasilkan (membangkitkan) listrik. Panel surya terdiri dari bagian-bagian yang memiliki fungsi masing- masing hingga dapat menghasilkan energi listrik, berikut penjelasannya :

A. Substrat (Metal Backing)

Substrat merupakan bagian yang memiliki fungsi sebagai penopang seluruh bagian komponen yang ada pada sel surya. Substrat memiliki tingkat konduktifitas yang baik karena juga berfungsi sebagai terminal positif sel surya, bahan yang biasa digunakan material metal atau loga seperti aluminium atau molydenum.

B. Material Semikonduktor

Material atau bagian inti pada sel surya adalah semikonduktor, biasanya memiliki tebal beberapa ratus mikrometer untuk sel surya silikon atau generasi pertama dan 1-3 mikrometer untuk sel surya dengan lapisan tipis. Semikonduktor berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari.

C. Kontak Metal (Contac Grid)

Kontak metal merupakan lapisan material semikonduktor yang berfungsi sebagai kontak negatif pada sel surya.

D. Lapisan Anti Reflektif

Dalam sistem panel surya refleksi cahaya harus diminimalisir untuk mengoptimalkan cahaya matahari terserap oleh semikonduktor, maka sel surya dilapisi oleh lapisan anti reflektif. Lapisan ini merupakan lapisan tipis dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang dapat membelokkan cahaya kearah semikonduktor sehingga sehingga meminimalkan cahaya yang dipantulkan kembali.

(21)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things E. Enkapulasi (Cover Glass)

Enkapulasi merupakan bagian dari material yang tidak bisa dipisahkan oleh bagian sel surya karena memiliki fungsi melindungi sel surya dari hujan dan kotoran, sehingga sel surya dapat tahan dengan kondisi cuaca yang berubah-ubah.

Sumber : teknologisurya.wordpress.com

Gambar 2.1 Sistem Kerja Panel Surya

Secara umum saat ini terdapat empat jenis panel surya yaitu : polycrystalline, monocrystalline, semikristal, dan amorf. Dalam sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things ini menggunakan panel jenis monocrystalline.

(22)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things

Sumber : Dokumentasi Proyek Akhir, 2021

Gambar 2.2 Panel Surya Monocrystalline

Panel surya jenis monocyrstalline merupakan panel memiliki efisiensi paling tinggi diantara panel surya jenis polycrystalline. Panel jenis monocrystalline menghasilkan daya listrik persatuan luas yang akurat, pada umunya proses pertumbuhan kristal yang disebut Czochraakski Process, kristal dengan kualitas tinggi. Selain itu panel surya monocrystalline merupakan jenis yang tahan terhadap konisi alam yang ekstrim, namun apabila pencahayaan kurang efisiennya menurun drastic. Efisiensi yang dihasilkan panel surya jenis monocrystalline dapat mencapai 15%.

2.3.2 Solar Charger Control (SCC)

Solar charger control merupakan salah satu perangkat penting dalam rangkaian sistem pembangkit listrik tenaga surya. Solar charger control digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diteruskan dari baterai ke beban. SCC juga mengatur kelebihan yang dihasilakn panel surya. Manfaat lain alat ini untuk menghindari full discharge dan overloading serta memantau suhu baterai. Kelebihan tegangan dan pengisisan dapat mengurangi umur baterai.

(23)

Sumber : Dokumentasi Proyek Akhir 2021

Gambar 2.3 Solar Charger Controller

Ringkasan cara kerja SCC adalah ssat jumlah listrik di baterai dalam kondisi penyimpanan sedang atau lebih lampu indicator pada SCC menyala orange beban dapat digunakan, saat beban bekerja dimulai baterai penyimpanan bekerja sampai listrik mencapai rendah dahulu lampu merah menyala. Ketika listrik berkurang sampai akhir tegangan discharge lampu merah akan berkedip memutus output dengan segera secara paksa berguna untuk melindungi baterai.

2.3.3 Akumulator

Akumulator atau aki biasa disebut juga baterai merupakan komponen yang memiliki fungsi untuk menyimpan energy listrik. Akumulator diberikan tenaga listrik berasal dari dinamo arus searah. Di dalam akumulator tenaga (energi listrik) ini mengerjakan proses-proses kimia, sehingga dapat dikatakan bahwa tenaga listrik dari luar diubah menjadi tenaga kimia di dalam akumulator dan kemudian tersimpan di dalamnya.

Baterai pada sistem photovoltaic mempunyai peranan sangat penting dan tidak dapat digantikan oleh sistem yang lain. Baterai tempat menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya agar dapat disalurkan lagi ke beban listrik pemakaian. Secara relatif baterai adalah piranti yang mahal Dalam sistem photovoltaic. Umur baterai tergantung pada cara diperlakukan, dan temperature baterai. Selanjutnya battery sangat peka terhadap pengisian berlebih (overcharging) dan pengosongan berlebih (too deep discharging).

(24)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things Pembangkit listrik tenaga surya aktif beroperasi pada siang hari, sehingga pada saat malam hari sel surya tidak dapat menghasilkan listrik.

Dengan adanya akumulator inilah yang dihasilkan oleh sel surya dapat disimpan. Akumulator yang digunakan pada sistem pembangkit listrik tenaga surya mmpunyai fungsi ganda yaitu sebagai penyimpan energi dan sebagai catu daya beban. Akumulator diklasifikan menjadi dua jenis yaitu primer dan sekunder, pada sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things ini menggunakan akumulator jenis sekunder.

Akumulator sekunder adalah akumulator yang dapat di isi berulang kali.

Akumulator jenis ini biasa kita jumpai, satuan dalam akumulator perlu diperhatikan yaitu AH (Ampere Hour) jumlah arus yang bisa dikeluarkan dalam satuan jam. Akumulator yang digunakan dalam sisitem monitoring pamebangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things berkapasitas 50 AH dengan tegangan 12 V.

Gambar 2.4 Akumulator Sekunder

Akumulator secara umum tersusun dari beberapa bagian yang memiliki fungsi masing-masing, berikut bagian-bagian dari akumulator :

A. Kotak (container) memiliki fungsi sebagai pelindung, kotak merupakan bagian terluar dari akumulator.

B. Sel-unit dasar mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

C. Pelat elektroda, tempat terjadinya reaksi dan penyimpanan muatan listrik.

D. Kutub (pol) media penyalur muatan listrik dari baterai ke bagian luar.

(25)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things E. Elektrolit terdiri atas campuran kimia asam dengan air yang

membuat muatan listrik bergerak.

F. Grid (kisi-kisi) merupakan tempat menempelnya komponen aktif dan berfungsi sebagai penyalur muatan.

G. Separator sebagai pemisah elektroda positif dan elektroda negatif.

H. Konstruksi pelat (jumlah, ketebalan, dan tipe) akan mempengaruhi kinerja baterai.

Sumber : kitapunya.net/akumulator

Gambar 2.5 Bagian-bagian dari Akumulator

2.3.4 Arduino ATMEGA 2560

Arduino adalah papan elektronik berbasis mikrokontroler ATMEGA yang memenuhi sistem minimum mikrokontroler agar dapat bekerja secara mandiri. Penghubung program Arduino menggunakan kabel port USB, Arduino membutuhkan perangkat tambahan untuk bisa koneksi dengan dunia luar yang biasa dikenal dengan shield. Pada sistem monitoring ini shield yang digunakan Node MCU ESP32.

Gambar 2.6 Tampilan Arduino ATMEGA 2560

(26)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things Aruidno ATMEGA 2560 adalah salah satu mikrokontroler dengn spengendali mikro single-board yang bersifat open-source (terbuka) sama seperti Arduino jeni lainnya. Arduino jenis ini memiliki 54 pin digital masukan atau keluaran, dimana 15 pin dapat digunakan sebagai keluaran pwm, 16 pin sebagai masukan analog, dan 4 pin sebagai UART (port serial perangkat keras). 16 MHz kristal isolator, koneksi USB slot catu daya, header ICSP, dn tombol reset.untuk suplai daya Arduino Mega dapat menggunakan kabel USB dan terhubung dengan komputer atau bisa melalui kaberl daya dengan adaptor AC-DC maupun baterai yang dihubungkan dengan jack power pada Arduino Mega. Namu harus diperhatikan tegangan yang disarankan untuk menyuplai Arduino ialah 7V sampai 12V, jika kuran dari 7V maka pada pin 5V tidak akan memberikan nilai murni 5V walaupun masih bisa digunakan, begitu juga sebaliknya jika Arduino disuplai dengan tegangan diatas 12V dapat membahayakan papan Arduino pasalnya regulator tegangan yang terdapat pada Arduino akan mengalami pemanasan berlebih (over heating) dan bisa berdampak fatal bagi Arduino.

2.3.5 Node MCU (ESP32)

Node MCU (ESP32) adalah mikrokontroler yang memiliki modul wifi dalam chip sehingga mengukung untuk sistem aplikasi berbasis IoT. ESP32 merupakan penerus dari modul ESP8266. Pada ESP32 terdapat inti CPU serta wifi yang lebih cepat, GPIO yang lebih, dan mendukung blueetooth 4.2 konsumsi daya rendah.

Gambar 2.7 Tampilan Node MCU (ESP32)

(27)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 2.3.6 Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan dalam Proyek Akhir ini adalah sensor arus ACS712 (Allegroo Current Sensor) bentuk fisik dari sensor ini dapat dilihar pada Gambar 2.10 ACS712 berfungsi untuk mendeteksi besaran arus yang mengalir lewat blok terminal. Perangkat terdiri dari rangkaian sensor efek- hall yang linier, low-offset, dan presisi. Saat arus mengalir di jalur tembaga pada pin 1-4 maka rangkaian sensor efek-hall akan mendektesinya dan mengubah menjadi tegangan yang proposional. Adapun karakteristik sensor ACS712 yaitu rendah noise, supplay daya sebesar 5 V, sensitifitas keluaran 66-185 mV/A, sinyal arus ini dapat dibaca melalui analog IO port Arduino.

Untuk membaca nilai tengah (nol Ampere) tegangan sensor diset pada 2,5 V yaitu setengah kali tegangan sumber daya VCC = 5 V.

Sumber : dx.com/allegroo-current-sensor/

Gambar 2.8 Sensor Arus ACS712

2.3.7 Sensor Tegangan

Sensor tegangan berfungsi sebagai sensor pendeteksi besaran tegangan pada sistem PLTS. Dalam perancangan Proyek Akhir ini menggunakan sensor tegangan DC yang dapat langsung terkoneksi dengan board Arduino.

Modul ini pada prinsipnya menggunakan pembagi tegangan resistif untuk menjalankannya menggunakan tegangan input sebesar 5 V atau 3.3 V pada pemakainnya untuk pembacaan tegangan maksimal yaitu pada 25 V dimana 5 kali dari VCC, sehingga apabila tegangan VCC yang digunakan adalah 3.3 V maka maksimal tegangan yang dideteksi adalah 16,5 V.

(28)

Sumber : dx.com/dc-voltage-sensor/

Gambar 2.9 Sensor Tegangan DC

2.3.8 Kabel NYAF

Kabel listrik NYAF hanya memiliki satu inti kabel yang terdiri dari kabel tembaga tunggal berdiameter 1,5 – 2,5 mm dan memiliki isolator berbahan PVC. Biasa digunakan di dalam instalasi listrik rumah tinggal.

Isolator pembungkus kabel NYA diberi warna merah, kuning, biru, dan hitam untuk memudahkan pemasangan jalur jaringan instalasi listrik. Karena pembungkus ini hanya satu lapisan tipis, maka ini mudah rusak karena faktor cuaca maupun karena digerogoti oleh tikus. Untuk menghindari kerusakan tersebut sebaiknya jalur jaringan listrik dilindungi dengan pipa PVC.

Tegangan nominalnya sekitar 400 – 690 V.

Sumber : elektronika.co.id/kabel-nyaf/

Gambar 2.10 Kabel NYAF

(29)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 2.4 Perangkat Lunak (Software)

2.4.1 Arduino IDE

Arduino IDE digunakan untuk pemograman pada Mikrokontroler.

Arduino IDE (Integated Development Environment) yaitu aplikasi pabrikan Arduino yang mencakup editor (pembuatan program), complier (permeriksaan program dari kesalahan), dan uploader (mengirim program ke perangkat Arduino melalui port USB). Mikrokontroler Arduino bekerja dengan membaca program yang telah di upload (dimasukkan) pada chip atau perintah masukan dapat berasal dari luar Arduino namun terhubung dengan salah satu pinnya sebagai pembaca.

Gambar 2.11 Tampilan Layar Arduino IDE

Arduino IDE menggunakan standar pemograman bahasa C++ (medium level language) sehingga lebih memudahkan untuk membuat program serta mudah dipahami. Pada sketch (lembar program) Arduino IDE, kita perlu mengidentifikasi pin mana saja yang nantinya digunakan baik itu masukan dan keluarannya. Didalam lembar kerja ini memiliki dua fungsi utama yang harus dimasukkan yaitu “void setup () {}” untuk menginisial pin serta fungsinya dan “void loop () {}” yang berisikan program atau perintah yang harus dilakukan oleh Arduino.

(30)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 2.4.2 Blynk

Blynk adalah aplikasi smartphone yang tersedia di iOS dan OS Android untuk mengontrol Arduino, Node MCU, Raspberry Pi dan sejenisnya melalui internet. Aplikasi ini dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat hardware menampilkan data sensor, menyimpan data, visualisasi, dan lain- lain.

Aplikasi Blynk memiliki tiga komponen utama yaitu aplikasi, server, dan libraries. Blynk server berfungsi untuk menangani semua komunikasi dantara smartphone dan hardware. Widget yang tersedia pada Blynk diantaranya Button, Value Display¸History Graph, Twitter, dan Email. Blynk tidak terikat dengan beberapa jenis mikrokontroler namun harus didukung hardware yang dipilih. Node MCU dikontrol internet melalu Wifi atau GSM, Chip ESP32, Blynk akan dibuat online dan siap untuk internet of things.

Gambar 2.12 Aplikasi Blynk

(31)

Teknik Elektro 2021

17 BAB III

METODE DAN PROSES PENYELESAIAN

3.1 Lokasi Monitoring

Lokasi monitoring akan dilaksanakan di rooftop Gedung Kuliah Politeknik Negeri Ketapang yang beralamat di Jalan Rangge Sentap - Dalong, Kelurahan Sukaharja, Kecamatan Delta Pawan, Kabupaten Ketapang, Propinsi Kalimantan Barat. Letak titik koordinat lokasi dilakukan monitoring yaitu 1°48'57.5"S 109°59'14.1"E.

Sumber : maps.google.co.id/

Gambar 3.1 Lokasi Monitoring

(32)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 3.2 Alir Perancangan

Proses perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things melalui pendekatai penelitian dan pengembangan yang pada prinsipnya ada empat tahapan utama, yaitu : (1) tahap analisis dan indentifikasi kebutuhan; (2) tahap perancangan sistem; (3) tahap implementasi dan pengembangan; (4) tahap pengujian dan evaluasi.

Gambar 3.2 Alir Perancagan

(33)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 3.3 Tahap Analisis dan Identifikasi Kebutuhan

Identifikasi kebutuhan adalah tahap pertama dari proses pembuatan alat setelah muncul gagasan atau ide. Untuk merealisasikan pembuatan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things, maka perlu perlu diperhatikan kebutuhan sebagai berikut :

3.3.1 Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Sistem pembangkit listrik tenaga surya atau PLTS merupakan pembangkit yang memanfaatkan sinar matahari sehingga dapat menghasilkan listrik melalui photovoltaic.

3.3.2 Sistem Monitoring

Pengambilan data sistem pembangkit listrik tenaga surya pada parameter arus dan tegangan dengan tujuan memantau kondisi pembangkit.

3.3.3 Aplikasi

Sistem yang digunakan dalam pengambilan data monitoring pembangkit listrik tenaga surya yaitu dengan memanfaatkan teknologi internet of things menggunakan jaringan internet untuk mengirim data ke aplikasi data akan tersimpan secara otomatis.

3.3.4 Sistem Charging

Sistem charging ini digunakan sebagai pengontrol tegangan masukan pada baterai dan mengontrol beban supaya tidak terjadi overcharging maupun overload.

3.3.5 Mikrokontroler

Dalam proyek akhir ini menggunakan dua mikrokontroler yaitu Arduino ATMEGA 25600 dan Node MCU (ESP32).

Setelah tahap identifikasi maka selanjutnya analisis kebutuhan berupa rincian alat dan bahan yang digunakan dalam perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things.

(34)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet of Things 3.4 Blok Sistem

Tahap ini adalah tahap perencanaan desain sistem atau model dari alat yang akan dibuat. Desain sistem terdiri dari blok diagram. Berikut adalah gambaran blok diagram dari sistem monitoring.

Gambar 3.3 Blok Diagram Sistem Monitoring

(35)

Teknik Elektro 2021

21 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Alat dan Bahan

Dalam perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things memerlukan alat dan bahan sebagai berikut :

Tabel 4.1 Daftar Alat

Nama Alat Spesifkasi Jumlah

Obeng +/- 3 mm 1 Buah

Multimeter Digital 1 Buah

Tang Kombinasi - 1 Buah

Solder 40 W 1 Buah

Tennol - 1 Gulung

Lem Super - 150 ml

Tabel 4.2 Daftar Bahan

Nama Bahan Spesifkasi Jumlah

Panel Surya Monocrystalline 20 Wp 1 Buah

Solar Charger Control 20 A 1 Buah

Arduino ATMEGA 2560 1 Buah

Node MCU ESP32 1 Buah

Akumulator Sekunder 50 AH 1 Buah

Sensor Arus ACS712 5 V 1 Buah

Sensor Tegangan DC Max 16,5 V 1 Buah

Capit Buaya Besar 8 cm 2 Buah

Kabel Jumper F-M 20 cm 10 Buah

Kabel Jumper M-M 20 cm 2 Buah

Kabel NYAF 1,5 mm 4 Meter

(36)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.2 Perancangan Mekanik

Pada tahapan perancangan mekanik membuat kerangka untuk penempatan alat monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things.

Terbuat dari bahan besi baja berbentuk persegi panjang dengan ukuran 47cm x 34cm x 40cm. Dari desain tersebut terdapat dua bagian yaitu atas untuk penempatan panel surya dan bawah untuk penempatan alat-alat monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things. Berikut gambar perancangan mekanik :

Gambar 4.1 Penempatan Alat Monitoring Tampak Samping

Gambar 4.2 Penempatan Alat Monitoring Tampak Dalam

(37)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

4.3.1 Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Gambar 4.3 Sistem Panel Surya

Sel surya atau photovoltaic ini merupakan komponen utama dalam PLTS. Pada sistem monitoring PLTS ini menggunakan panel surya 20 Wp (Watt peak) jenis monocrystalline. Sel Surya mempunyai 20 Wp pada saat matahari bersinar, peak satu hari diasumsikan 5 jam. Dapat dihitung dalam satu hari 20 Wp x 5 jam menghasilkan 100 Watt hour perharinya.

Pada sistem panel surya ini harus didukung oleh perangkat lainnya yaitu solar charger controller dan akumulator. Untuk solar charger controller menggunakan jenis tegangan 12/24 V dan arus 20 A, sedangkan akumulator atau aki yang digunakan jenis sekunder atau aki basah dengan kapasitas 50 AH dengan tegangan 12 V. Daya yang tersedia pada akumulator tersebut 50 AH x 12 V = 600 WH.

Perangkat keras yang dirancang meliputi perakitan komponen panel surya di alirkan ke sensor tegangan dan sensor arus, kemudian disambungkan ke Arduino yang juga tersambung ke Node MCU. + pada sensor dan Ground pada Arduino terhubung ke solar chargher controller, pada soket tengah SCC terdapat dua bagian khusus yang disambungkan ke akumulator.

(38)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.3.2 Perancangan Sistem Monitoring

Gambar 4.4 Blok Diagram Perancangan Sistem Monitoring Alat ini menggunakan dua sensor yaitu sensor arus, dan sensor tegangan DC. Pada rangaikan Arduino ATMEGA 2560 nantinya akan membaca arus dan tegangan yang diolah oleh Node MCU (ESP32) dan kemudian hasil pembacaaan tersebut akan dikirim ke aplikasi Blynk.

Tabel 4.3 Pin Rangakaian Output Port Arduino Keterangan

5V VCC Sensor Arus GND 1 GND Sensor Arus GND 2 - Sensor Tegangan DC

A0 S Sensor Tegangan DC A1 OUT Sensor Arus

SCL D2 Node MCU

ICSP VCC VIN Node MCU ICSP GND GND Node MCU VIN POWER + SCC

A. Sensor Arus

Sensor Arus yang digunakan adalah menggunakan IC ACS712, sensor ini dapat mengukur arus AC maupun arus DC memanfaatkanefek Hall. ACS712 ini memiliki kemampuan mendeteksi arus sampai 30A di mana tegangan pada pin keluaran akan berubah secara llinier mulai dari 2,5V (¹/2 x XCC, tegangan catu daya VCC = 5V) untuk kondisi tidak ada arus hingga 4,5V pada arus sebesar +20A

(39)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things atau 0,5V pada arus sebesar -20A (positif/negatif tergantung polaritas, nilai di bawah 0,5V atau 4,5V dapat dianggap lebih dari batas.

maksimum). Perubahan tingkatan tegangan bekorelasi linier terhadap besaran arus sebesar 100mV/Ampere. Untuk mendapatkan nilai arus maka menggunakan persamaan berikut :

Gambar 4.5 Rangkaian Sensor ACS712

B. Sensor Tegangan DC

Sensor tegangan DC menggunakan prinsip rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan berfungsi menurukan tegangan pada PV sampai batas kemampuan Arduino. Rangkaian pembagi tegangan ini termasuk rangkaian yang sederhana yaitu dengan menserikan 2 buah resistor. Sesuai dengan hukum Ohm, maka pada rangkaian seri, besar arus yang mengalir adalah sama, tegangan tergantung dari nilai hambatan yang dilaluinya. Untuk persamaan yang digunakan dengan rangkaian seperti Gambar 3.6 adalah sebagai berikut, Vout = (R1/(R1+R2)) x Vin (2)

Dimana :

Vout = Tegangan Keluaran R1 = Resistor Pertama R2 = Resistor Kedua Vin = Tegangan Masukan

(40)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things Gambar 4.6 Rangkaian Sensor Tegangan DC

Pada rangakaian ini menggunakan Arduino ATMEGA 2560 dan Node MCU (ESP32). Pada rangkaian arduino ini nantinya hasil dari sensor arus dan sensor tegangan diolah oleh Node MCU (ESP32) yang kemudian hasil pemantauan tersebut dikirim ke aplikasi Blynk secara otomatis. ESP32 terintegrasi dengan chip kombo wifi dan bluetooth 2.4 Ghz mempunyai rancangan dengan berdaya ultra rendah TSMC 40 nm teknologi, untuk aplikasi smartphone berdaya rendah ESP32 dirancang pada perangkat elektronik yang dapat digunakan oleh internet of things, ESP32 ini akan terhubung dengan Arduino.

4.4 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Tahap perancangan setelah melakukan analisis, identifikasi alat, dan perancangan perangkat keras selanjutnya perancangan perangkat lunak.

Perancangan perangkat lunak ada dua bagian yaitu pembuatan user interface pada Blynk dan perencanaan program pada board Arduino.

4.4.1 Pembuatan User Interface pada Blynk

Pertama membukan aplikasi Blynk, kemudian membuat akun untuk mendapatkan auth token yang dikirim melalui email. Setelah itu project diberi nama dan hardware yang digunakan, kemudian pilih create seperti pada Gambar 4.7

(41)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things Gambar 4.7 Tampilan Registrasi Blynk

Setelah auth token didapatkan, kemudian menambahkan widget dengan menekan + dibagian kanan atas untuk mendukung tampilan, seperti button.

Gambar 4.8 Widget Blynk

(42)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things Setting button yang terdapat pada pin Node MCU kemudian menempatkan komponen tersebut sesuai yang dibutuhkan.

Gambar 4.9 Pengaturan Button

4.4.2 Perencaan Program Arduino

Dalam perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya menggunakan piranti pengolah data dan kontrol berupa Arduino ATMEGA 2560. Program yang digunakan adalah bahasa C untuk memogram secara umum. Proses pembuatan program pada Arduino ATMEGA 2560 menggunakan software Arduino IDE yang sudah disediakan oleh Arduino secara gratis. Langkah awal setting type Arduino dan port COM selanjutnya tuliskan dengan bernar pilih compile, jika tidak ada kesalahan maka program sudah bisa di upload. Proses upload akan berjalan beberapa detik, jika kode program sudah tidak ada kesalahan akan ada notifikasi ‘done uploading’ yang menandakan program sudah berhasil transfer pada board Arduino

(43)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things Gambar 4.10 Diagram Alir Program

Gambar 4.11 Tampilan Software Arduino IDE

(44)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.5 Spesifikasi Komponen

Berikut spesifikasi komponen yang digunakan dalam perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things.

4.5.1 Spesifikasi Panel Surya Monocrystalline

Tabel 4.4 Spesifikasi Panel Surya monocrystalline

Merk & Type GH Solar GH20P-36

Rated Maximum Power (Pm) 20 W

Tolerance 5%

Voltage at Pmax (Vmp) 18.2 V

Current at Pmax (Imp) 1.09 A

Open-circuit Voltage (Voc) 21.51 V

Short-circuit Current (Isc) 1.08 A

Normal Operating Cell Temp (NOCT) 47+/-2 C

Maximum System Voltage 1000 V DC

Maximum Series Fuse Rating 10 A

Operating Temperature -40to+85 C

Dimention (cm) 46.5 x 35 x 2.5 cm

4.5.2 Spesifikasi Solar Charger Controller Tabel 4.5 Spesifikasi Solar Charger Control

Merk & Type SOLARWIN LS8020

Bolt Voltage 12 V/24 V Auto Adapt

Charge Current 20 A

Max Solar Input 41 V

Charge Drop < 0.2 V

Charge Reconnect 13.0 V

Discharge Stop 11.2 V

4.5.3 Spesifikasi Akumulator

Tabel 4.6 Spesifikasi Akumulator Sekunder

Merk & Type GS Astra N50

Kapasitas 50 AH

Tegangan 12 V

Jenis Premium

(45)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.5.4 Spesifikasi Mikrokonroler

Tabel 4.7 Spesifikasi Mikrokontroler

Type Mikrokontroler ATMEGA 2560

Tegangan 5V

Tegangan Masukan (saran) 7-12V

Tegangan Masukan (batas) 6-20V

Pin Masukan/Keluaran Digital 54

Pin Masukan Analog 16

Arus DC Pin Masuk/Keluaran 40mA

Arus DC Pin 3,3V 50mA

Flash Memory 256KB

SRAM 8KB

EEPROM 4KB

Clock Speed 16MHz

4.5.5 Pin Out Node MCU (ESP32)

Terdapat 30 jumlah pin tegangan dan GPIO, terdiri pin sebagai input yaitu GPIO 34, GPIO 35, GPIO 36, dan GPIO 39. Pin dengan internal pull up dapat di setting melalui program yaitu GPIO 14, GPIO 16, GPIO 18, GPIO 19, GPIO 21, GPIO 22, dan GPIO 23. Pin tanpa internal pull up dapat ditambahkan pull up eksternal sendiri yaitu GPIO 13, GPIO 25, GPIO 26, GPIO 27, GPIO 32, dan GPIO 33.

Sumber : ardutech.com/esp32-development-kit/

Gambar 4.12 Pin Out Node MCU (ESP32)

(46)

Perancangan Sistem Monitoring Pembangkit Listrik Tenaga Surya Berbasis Internet og Things 4.6 Rincian Anggaran Biaya

Dengan hasil perhitungan yang telah didapatkan maka rincian anggaran biaya dari semua komponen yang digunakan sebagai berikut :

Tabel 4.8 Rincian Anggaran Biaya

No Nama

Komponen

Juml ah

Harga

Satuan Pajak 10% Total Harga

1 Panel Surya Monocrystalline

1 buah

Rp. 210.000 Rp. 21.000 Rp. 221.000

2 Solar Charger Controller

1 buah

Rp. 167.000 Rp. 16.700 Rp. 183.700

3 Arduino

ATMEGA 2560 1 buah

Rp. 155.000 Rp. 15.500 Rp. 170.500

4 Node MCU (ESP32)

1 buah

Rp. 75.000 Rp. 7.500 Rp. 178.000

5 Akumulator Sekunder

1 buah

Rp. 750.000 Rp. 75.000 Rp. 825.000

6 Sensor Arus ACS712

1 buah

Rp. 25.000 Rp. 2.500 Rp. 27.500

7 Sensor

Tegangan DC

1 buah

Rp. 5.000 Rp. 500 Rp. 5.500

8 Capit Buaya Besar

2 buah

Rp. 8.000 Rp. 800 Rp. 17.600

9 Kabel Jumper 20 buah

Rp. 500 Rp. 50 Rp. 11.000

10 Kabel NYAF 4

meter

Rp. 8.000 Rp. 800 Rp. 35.200

JUMLAH Rp.1.853.500

(47)

Teknik Elektro 2021

33 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penjelasan perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things diatas dapat disimpulkan bahwa :

A. Sistem monitoring pada rancangan menggunakan aplikasi Blynk berbasis Node MCU (ESP32) dapat dikendalikan saat terdapat sinyal WiFi saja, jika tidak terdapat sinyal WiFi maka komunikasi dengan Blynk terputus karena pada rancangan ini hanya bisa menggunakan jaringan internet atau WiFi saja.

B. Software yang digunakan pada perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things menggunakan aplikasi Blynk dan aplikasi Arduino IDE.

C. Pada perancangan mekanik, penempatan alat sistem monitoring berada pada bawah panel surya bertujuan menghemat ruang dan menghemat kabel.

D. Panel surya monocrystalline digunakan karena memiliki tingkat efisiensi yang tinggi dan kemurnian silikon yang tinggi, sehingga panel surya monocrystalline performanya lebih baik bahkan saat sinar matahari sedikit.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaikan untuk melengkapi perancangan sistem monitoring pembangkit listrik tenaga surya berbasis internet of things diantaranya :

A. Perlu dilakukan pemograman pada Arduino ATMEGA 2560 dan Node MCU (ESP32) untuk memberikan komunikasi pada aplikasi Blynk.

(48)

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat Rahmad. (2013). Pengertian dan Fungsi Baterai Aki. Diakses pada tanggal 10 Juli 2021, http:/www.kitapunya.net/2012/12/pengertian- dan-fungsi-baterai-aki-html.

Winasis, dkk (2016). Desain Sistem Monitoring Sistem Photovoltaic Berbasis Internet of Things (IoT). Universitas Jenderal Soedirman.

Priatama Tomi Agung, dkk. (2020). Sistem Monitoring Solar Cell Menggunakan Mikrokontroller Arduino UNO R3 Dan Data Logger Secara Real Time. Universitas Muhammadiyah Palembang.

(49)

Lampiran I

Daftar Riwayat Hidup Curicculum Vitae Data Pribadi / Personal details

Nama / Name : Putra Haryadi

Jenis Kelamin / Gender : Laki-laki

Tanggal Lahir / Date of Birth : Ketapang, 07 Januari 2000

Alamat / Address : Jalan PLN, Gang Kintai, RT 002 / RW 001, Kelurahan Sampit, Kecamatan Delta Pawan

Kabupaten Ketapang, Propinsi Kalimantan Barat,

78813

Kewarganegaraan / Nationaly : Warga Negara Indonesia Agama / Religion : Islam

No Telepon / No Phone : 0896 0902 4185

Email : haryadip710@gmai.com

Riwayat Pendidikan / Educational Background

Tahun Jenjang Sekolah / Instansi

2006 - 2012 SD SD Negeri 05 Ketapang

2012 - 2015 SMP SMP Muhammadiyah 2 Ketapang

2015 - 2018 SMA SMA Negeri 2 Ketapang