TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN ARDUINO ENERGI METER UNTUK MENGUKUR KARAKTERISTIK PANEL SURYA
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Oleh
ANDRI D SIMAMORA 110402045
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
RANCANG BANGUN ARDUINO ENERGI METER UNTUK MENGUKUR KARAKTERISTIK PANEL SURYA
Oleh :
ANDRI D SIMAMORA NIM : 110402045
Disetujui Oleh :
Pembimbing,
Ir. Arman Sani MT NIP : 19641128 199102 1 001
Diketahui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP : 195405311986011002 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Pengukuran pemantauan, pengambilan dan pengolahan data merupakan hal yang
penting dalam menentukan karakteristik panel surya. Dan untuk memenuhi
kebutuhan pengukuran, pemantauan, pemantauan dan pengolahan data dibutuhkan
teknik baru. Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, dirancang alat ukur berbasis Arduino
untuk mengukur karakteristik panel surya dengan menggunakan sensor arus, sensor
tegangan dan sensor suhu yang dapat digunakan secara real time. Aplikasi PLX-DAQ
yang dijalankan PC dan telah terintegrasi ke Arduino serta dapat menampilkan dan
merekam data secara langsung. Parameter yang diukur yaitu arus hubung singkat,
tegangan hubung buka dan suhu. Dalam pengerjaan tugas akhir ini dilakukan
pengujian alat ukur terhadap panel surya. Dari hasil pengujian, alat ukur yang
dirancang mempunyai tingkat galat masing-masing, 0.4% untuk sensor tegangan,
1.31% untuk sensor arus dan 1.25% untuk sensor suhu. Alat layak dipergunakan
karena masih dibawah batas toleransi ± 5%.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
berkat dan rahmat yang telah diberikan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Arduino Energi Meter
Untuk Mengukur Karakteristik Panel Surya”. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan
salah satu persyaratan untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana
Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk orang tua yang telah
membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya, yaitu Saut
Manurung Simamora (+) dan Norita Hutasoit, saudara kandung penulis, Indro
Bethesda Simamora, Asna Exsaudi Simamora, Tulus Michael Simamora dan Charles
Jeremia Simamora atas seluruh perhatian dan dukungannya hingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis
mendapat dukungan, dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan setulus hati
penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah
banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan,
bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama penyusunan Tugas Akhir
ini. Terima kasih sebesar – besarnya penulis ucapkan untuk Beliau.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. dan Rahmad Fauzi, S.T., M.T., selaku
dosen pembanding Tugas Akhir.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si., selaku Dosen Wali penulis sekaligus
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU
4. Bapak Rachmat Fauzi, S.T., M.T., selaku Sekretaris Departemen Teknik
5. Seluruh staf pengajar dan administrasi Departemen Teknik ELektro, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Teman – teman stambuk 2011: Josua D Napitupulu, Andriadi Sinaga, Juanda
Hasugian, Hans Sihombing, Winner roedily, Longser Tampubolon, Putra
Hasiholan, Irvan Pandapotan, Harry Panjaitan, Hendrik Hutagalung, , Samgar
Siahaan, dan teman – teman 2011 lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu
per satu.
7. Teman – Teman Pelayanan : Rianto Pakpahan, S.T., Dasma Sipayung, S.Si.,
Johny Hutabarat, S.Hut. , dan teman-teman lain yang tidak bisa penulis
ucapkan satu per satu.
8. Teman – teman yang berencana pergi ke Mosco yakni Ricki Sitorus,
Mangatur Sihombing, Risjen Sianturi, Fandry H Panggabean, Christo P
Surbakti, Henry C P situmorang, Afrisanto Pakpahan
9. Semua abang – kakak senior dan adik – adik junior yang telah mau berbagi
pengalaman dan motivasi kepada penulis.
10.Semua orang yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, penulis ucapkan
terima kasih banyak.
11.Terkhusus buat Royansah Ginting yang sudah banyak memberi waktu dan
pikiran dalam membantu dalam mengerjakan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kesalahan –
kesalahan, baik segi tata bahasa maupun dari segi ilmiah. Untuk itu, penulis akan
menerima dengan terbuka, segala saran dan kritik yg ditujukan untuk memperbaiki
Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis dan
pembaca.
Medan, Agustus 2016
Penulis
iv
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 1
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penulisan Tugas Akhir ... 2
1.5 Metode Penelitian ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TEORI DASAR ... 4
2.2.4 Piranti Komunikasi Arduino ... 6
2.2.5 Pemograman Arduino ... 8
2.4 Sensor Tegangan ... 12
2.5 Sensor Suhu ... 13
2.6 PLX-DAQ ... 16
2.7 Kalibrasi ... 17
2.7.1 Peralatan Kalibrasi ... 17
2.8 Pengukuran ... 20
BAB III METODOLOGI DAN PERANCANGAN ... 21
3.1 Gambaran Umun Alat ... 21
3.2 Perancangan Perangkat Keras ... 21
3.2.1 Sensor Arus ... 21
3.2.2 Sensor Tegangan ... 22
3.2.3 Sensor Suhu ... 23
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 23
3.3.1 Inisialisasi Program ... 25
3.3.2 Fungsi Setup ... 25
3.3.3 Fungsi Loop ... 26
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 27
4.1 Pengujian Alat ... 27
4.2 Pengujian Sensor Arus ... 27
4.3 Pengujian Sensor Tegangan ... 30
4.4 Pengujian Sensor Suhu ... 34
vi
5.1 Kesimpulan ... 36
5.2 Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 37
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bentuk fisik ATmega328 ... 5
Gambar 2.2 Arduino Uno ... 5
Gambar 2.3 Bentuk fisik sensor arus ... 11
Gambar 2.4 Bentuk fisik sensor tegangan ... 12
Gambar 2.5 Bentuk fisik DS18B20 ... 13
Gambar 2.6 Register temperatur ... 14
Gambar 2.7 Pencatuan dengan metode parasite power ... 15
Gambar 2.8 pencatuan dengan metode konvensional ... 15
Gambar 2.9 Program PLX-DAQ... 16
Gambar 2.9 Bentuk nyata DT380 Series... 18
Gambar 2.10 Bentuk nyata DT380 Series... 18
Gambar 2.12 Bentuk fisik PHB-318 ... 19
Gambar 3.1 Diagram blok sistem ... 21
Gambar 3.2 Rangkaian skematik pengukur arus... 22
Gambar 3.3 Rangkaian skematik pengukur tegangan ... 22
Gambar 3.4 Rangkaian skematik pengukur suhu ... 23
Gambar 3.5 Diagram alir perangkat lunak ... 24
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian sensor arus ... 27
Gambar 4.2 Pengujian sensor arus terhadap panel surya ... 28
Gambar 4.3 Perbandingan hasil pengukuran sensor arus dengan amperemeter .... 28
Gambar 4.4 Grafik perbandingan hasil pengukuran Arduino energi meter Amperemeter ... 30
viii
Gambar 4.6 Pengujian sensor tengangan terhadap panel surya ... 31
Gambar 4.7 Perbandingan pengukuran voltmeter dengan sensor tegangan ... 32
Gambar 4.8 Grafik perbandingan hasil pengukuran Arduino energi meter
dengan Voltmeter ... 33
Gambar 4.9 Pengujian sensor suhu terhadap panel surya ... 34
Gambar 4.10 Grafik perbandingan hasil pengukuran Arduino energi meter
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi pin sensor arus ACS712 ... 12
Tabel 2.2 Deskripsi pin DS18B20 ... 14
Tabel 2.3 Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran arus searah ... 18
Tabel 2.4 Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran tegangan searah ... 19
Tabel 2.5 Spesifikasi PHB-318 dalam pengukuran suhu ... 20
Tabel 4.1 Hasil pengujian antara Arduino energi meter dengan amperemeter ... 29
Tabel 4.2 Hasil pengujian Arduino energi meter dengan sensor tegangan ... 32
x
DAFTAR LAMPIRAN
