BAB 4
IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1 Spesifikasi Sistem
• Tegangan Catu Daya pada modul sensor mengambil langsung dari kelistrikan modul pengendali utama.
• Tegangan Catu Daya pada modul pengendali utama (ATSTK500) menggunakan level tegangan 9V yang diambil dari kelistrikan tambahan (eksternal).
• Menggunakan Mikrokontroler Atmel ATmega 8535 sebagai pengendali. • Menggunakan Mikrokontroler sebagai modul pengendali aktuator.
• Menggunakan LCD (Liquid Crystal Display) ukuran 16 kolom x 2 baris untuk tampilan menu.
• Memanfaatkan protokol komunikasi SPI (Serial Peripheral Interface) untuk komunikasi antara modul pengendali utama dengan LCD dan pengendali aktuator.
4.2 Implementasi Sistem
4.2.1 Prosedur Pengoperasian Sistem
Pengoperasian modul dirancang dengan mengedepankan aspek kemudahan (user-friendly). Pengoperasian modul pengendali utama dirancang sesederhana mungkin dan dibuat agar interaksi manusia dengan modul tersebut tidak terlalu banyak. Hal ini dimaksudkan agar pengguna tidak bingung dengan
konfigurasi modul ketika akan mengaktifkan modul tersebut. Pada modul pengendali utama juga dirancang agar tampilan dan pengaturan konfigurasi sistem tidak membingungkan pengguna. Tampilan menu dibuat sesederhana mungkin, sehingga pengguna dapat dengan mudah melakukan pengoperasian atau pun perubahan apabila diperlukan.
4.2.1.1 Modul Sensor
Modul sensor dirancang agar dapat dikonfigurasi ulang oleh pengguna, tujuannya adalah apabila diperlukan perubahan spesifikasi pengukuran sensor atau perubahan derajat dengan mudah dilakukan tanpa mengubah keseluruhan sistem. Berikut langkah-langkah pengoperasian modul sensor dan cara pemasangan ulang sensor apabila diperlukan :
• Modul sensor tergabung dengan sistem keseluruhan, sehingga jika ada kerusakan hanya perlu mengganti LDR yang rusak saja.
• Sensor LDR dipasang pada soket yang terletak disamping panel surya.
4.2.1.2 Modul Pengendali Aktuator
Modul pengendali aktuator/penggerak terdiri dari driver motor dc L298N yang terhubung langsung dengan Modul Pengendali Utama dengan pin – pin Atmega 8535 yang terpasang pada Starter Kit ATSTK500 melalui program yang dibuat dengan CodeVisionAVR. Berikut adalah gambar Modul Pengendali aktuator yang diletakkan dibawah LCD.
Gambar. 4.2 Modul Pengendali Aktuator Terpasang Pada Modul Utama
Modul tersebut diletakkan dibawah LCD (sebelah kiri atas pada gambar) selain untuk menghemat ruang juga dikarenana agar mudah melakukan pemasangan dengan modul pengendali utama.
4.2.1.3 Modul Pengendali Utama
Ketika kali pertama modul digunakan, modul harus dikonfigurasi terlebih dahulu sebelum dapat aktif. Konfigurasi yang telah dilakukan berupa pengaturan penggerakan apakah dengan mode automatic atau manual. Pengkonfigurasian modul penerima menggunakan switch yang terdapat pada ATSK500 untuk
mengaktifkan menu dan memilih pilihan yang disetujui. Hanya 5 tombol yang digunakan pada switch, yaitu tombol ’2’, tombol ’3’, tombol ’4’ , tombol ’5’ dan tombol ’6’.
Antena modul penerima dihubungkan ke antena radio mobil. Hal ini dimaksudkan agar sinyal RF yang dipancarkan oleh modul sensor tidak perlu menembus kabin mobil, yang dapat menjadi faktor penghambat pada jalur RF tersebut.
Tabel 4.1 Fungsi-Fungsi Switch/Tombol Tekan
Tombol Tekan/Switch Fungsi
1 -tidak digunakan-
2 Memilih Mode : Automatic atau Manual
3 Kendali Manual untuk Langkah Maju (Per Step) 4 Kendali Manual untuk Langkah Mundur (Per Step) 5 Kendali Manual untuk Langkah Mundur
6 Kendali Manual untuk Langkah Maju
7 -tidak digunakan- 8 -tidak digunakan- 9 -tidak digunakan- 0 -tidak digunakan-
Konfigurasi modul penerima melalui beberapa tahapan. Berikut langkah-langkah prosedur pengoperasian sekaligus pengkonfigurasian modul pengendali:
• Berikan catudaya pada modul pengendali. Setelah diberikan catudaya, pada layar akan menampilkan gambar seperti pada gambar 4.1
Gambar. 4.3 Tampilan LCD Ketika Modul Diaktifkan
Manual
• Apabila modul baru dijalankan untuk yang pertama kalinya, maka akan muncul tampilan seperti pada gambar 4.3. Secara default tampilannya adalah manual dan
switch / tombol tekan 3, 4, 5, 6 aktif sehingga dapat digunakan untuk
mengkalibrasi posisi penampang panel surya agar berada di posisi awal sebelum ditentukan oleh posisi sensor. Pengguna dapat memilih mode pengendalian apakah automatic atau manual dengan cara menekan switch 2.
• Setelah memilih mode yang digunakan (jika automatic), maka akan muncul tampilan baru. Lihat pada gambar 4.4, dimana panel surya akan bergerak menuju posisi To : menunjukan posisi sensor yang menerima cahaya terkuat.
Gambar. 4.4 Tampilan LCD Ketika Mode Automatic Diaktifkan
• Jika memilih mode manual, maka switch 2,3,4,5,6 akan aktif dan panel dapat digerakan menuju arah depan ataupun sebaliknya dengan menekan switch 3 atau 4 jika bergerak tiap langkah berdasarkan posisi sensor namun bergerak hanya jika tombol ditekan. Sedangkan switch / tombol tekan 5 dan 6 berfungsi untuk menggerakan panel surya tanpa mengindahkan masukan dari sensor LDR . Tampilan pada LCD akan seperti berikut :
Automatic
Gambar. 4.5 Tampilan LCD Ketika Mode Manual Aktif dan Switch 3 ditekan
Gambar. 4.6 Tampilan LCD Ketika Mode Manual Aktif dan Switch 4 ditekan
4.3 Pengujian Sistem dan Evaluasi/Analisa Hasil Percobaan
Pengujian sistem dilakukan di lingkungan serta kondisi tertentu, belum diterapkan lingkungan uji yang sebenarnya. Pengujian dilakukan untuk mendapatkan data seberapa handal sistem yang dibangun. Pengujian mencakup percobaan terhadap kemampuan sensor terhadap lingkungan dan modul – modul terkait yang dibangun. Urutan-urutan pengujian yang dilakukan antara lain:
• Pengujian keluaran arus panel surya sensor non aktif. • Pengujian keluaran arus panel surya sensor aktif. • Perbandingan hasil pengujian.
• Pengujian pada cuaca mendung (sensor aktif). • Tingkat kesalahan sensor LDR.
Manual
Now : 4
To : 5
Manual
4.3.1 Pengujian keluaran arus panel sel surya sensor non aktif
Pengujian terhadap output arus panel surya pada keadaan sensor LDR non aktif ditujukan untuk mengetahui seberapa baik panel surya yang digunakan. Pengujian output arus panel surya dilakukan dengan cara menggerakkan panel surya menuju arah perkiraan posisi matahari berdasarkan penglihatan kasat mata. Pada setiap langkah percobaan, panel surya diukur output arusnya dengan menggunakan multimeter. Kemudian arus tersebut akan dideteksi pada multimeter dan dilakukan pencatatan dalam rentang waktu 3. Pengujian dilakukan beberapa kali dengan waktu yang berbeda-beda selama 7 jam perhari dari jam 08.00 hingga jam 15.00, dimana matahari memancarkan kekuatan sinar yang kuat jika dibandingkan waktu lain pada satu hari penuh.. Pengujian dilakukan di ruang terbuka bebas, yang tidak terhalang oleh bayangan bangunan maupun pepohonan untuk mendapatkan hasil pengujian yang maksimal. Pergerakan panel surya ditunjukkan pada ilustrasi berikut :
Gambar 4.7 Ilustrasi Pergerakan Panel Surya
Hasil pengujian terhadap hasil keluaran arus dari panel surya dapat disimpulkan bahwa panel surya dapat bekerja dengan baik dengan pergerakkan manual dan dengan kondisi sensor non aktif, namun hanya mampu menghasilkan setengah dari spesifikasi maksimum panel surya tersebut.
Tabel 4.2 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Non Aktif
No
waktu
arus rata-rata (mA)
1
08.00-09.00
6,2
2
09.00-10.00
36
3
10.00-11.00
78,9
4
11.00-12.00
124,5
5
12.00-13.00
66,2
6
13.00-14.00
24
7
14.00-15.00
4,5
timur baratArah gerak panel surya dalam bidang horizontal
1 2 3 4 5 6 7
Tabel tersebut dibuat berdasarkan pencatatam yang dilakukan menggunakan alat ukur multimmeter dari keluaran panel surya secara langsung dalam jangka waktu 3 bulan selama total waktu kurang lebih 504 jam.
4.3.2 Pengujian keluaran arus panel sel surya sensor aktif
Pengujian yang dilakukan terhadap sistem dengan keadaan sensor aktif, adalah untuk mengetahui efektifitas sensor serta pengaruh yang diberikan terhadap keluaran arus panel surya.
Tabel 4.3 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Aktif
No waktu arus rata-rata (mA)
1 08.00-09.00 12,3 2 09.00-10.00 75 3 10.00-11.00 199,2 4 11.00-12.00 260 5 12.00-13.00 199,5 6 13.00-14.00 76 7 14.00-15.00 12,5
Pada kondisi sensor aktif dapat terlihat bahwa hal tersebut berpengaruh terhadap keluaran arus yang dihasilkan panel surya. Hasil berbeda dari pencatatan data yang diperoleh sebelumnya dari keluaran arus panel surya, mengisyaratkan adanya peningkatan hingga pada hasil pengukuran, bahkan pada beberapa kesempatan melonjak hingga melebihi nilai tersebut. Data yang didapat dengan
menggunakan multimeter analog, jika diperlukan mungkin akan lebih baik lagi jika menggunakan multimer dengan tingkat presisi yang lebih baik.
4.3.3 Perbandingan hasil pengujian
Dari data percobaan yang telah dilakukan sebelumnya, kemudian dilakukan perbandingan, seperti terlihat pada grafik berikut.
*Arus 1 = sensor aktif *Arus 2 = sensor non aktif
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan kondisi sensor aktif dan non aktif
Seperti terlihat pada grafik diatas, bahwa hasil pengukuran mengindikasikan peningkatan yang signifikan pada nilai keluaran arus panel surya antara keadaan sensor aktif dan non aktif. Nilai pengukuran yang didapat dari panel surya pada kondisi sensor aktif hampir dua kali lipat jika sensor pada keadaan non aktif.
0 50 100 150 200 250 300 arus (mA) 1 2 3 4 5 6 7
periode waktu (jam)
arus 1 arus 2
4.3.4 Pengujian pada cuaca mendung (sensor aktif)
Pengujian ini dilakukan untuk menganalisa apakah sensor dapat bekerja dengan baik pada cuaca mendung, dimana cahaya akan terbiaskan oleh kebedaraan awan yang menghalangi datangnya cahaya matahari langsung ke permukaan tanah.
Tabel 4.4 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Aktif (Cuaca Mendung
No
waktu
arus rata-rata (mA)
1
08.00-09.00
5,02
09.00-10.00
26
3
10.00-11.00
46,8
4
11.00-12.00
79,5
5
12.00-13.00
44,1
6
13.00-14.00
16
7
14.00-15.00
3,1
Dari hasil pengukuran yang didapat memperlihatkan bahwa walaupun dalam cuaca mendung, pada keadaan sensor aktif dapat memperlihatkan hasil yang cukup signifikan karena sentisivitas sensor lumayan baik dapat mendeteksi keberadaan sinar datang yang terkuat.
4.3.5 Tingkat kesalahan sensor LDR
Tingkat persentase kesalahan pendeteksian pada sensor LDR dengan kondisi cuaca cerah ataupun mendung dapat diukur berdasarkan jumlah kesalahan
pendeteksian dibandingkan dengan kali pengujian yang dilakukan pada masing – masing kondisi tersebut. kondisi pengujian adalah sebagai berikut :
- Pengujian perhari adalah 4 kali.
- Dilakukannya pengujian pada cuaca cerah dan mendung adalah masing – masing 10 hari.
% 100 × = pengujian jumlah kesalahan jumlah kesalahan Persentase
Dengan menggunakan rumusan diatas dengan keadaan sensor aktif, pada kondisi cerah dan mendung maka didapat hasil sebagai berikut :
- Cuaca cerah tingkat kesalahan yang didapat adalah 5 persen, dengan 2 kali kesalahan pendeteksian sensor.
- Cuaca mendung tingkat kesalahan yang didapat adalah 20 persen, dengan 8 kali kesalahan pendeteksian sensor.
