ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM PENGATUR ARAH SEL SURYA BERBASIS AVR SKRIPSI. oleh

(1)

ANALISA DAN PERANCANGAN

SISTEM PENGATUR ARAH SEL SURYA BERBASIS AVR

SKRIPSI

oleh

Agus Prihatin 0600644665

Fransiscus Yogi Bramono 0600645301 Ridwansyah Irdianto 0600652175

Universitas Bina Nusantara Jakarta

(2)

SKRIPSI

diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada

Jurusan Sistem Komputer Jenjang pendidikan Strata-1

oleh

Agus Prihatin 0600644665

Fransiscus Yogi Bramono 0600645301 Ridwansyah Irdianto 0600652175

(3)

SKRIPSI

Disusun oleh :

Agus Prihatin Fransiscus Yogi Bramono Ridwansyah Irdianto

( 0600644665 ) ( 0600645301 ) ( 0600652175 )

Disetujui oleh :

Pembimbing

Satrio Dewanto, Drs., M.Eng Kddsn : D1795

(4)

PERNYATAAN

Dengan ini kami,

Nama : Agus Prihatin NIM : 0600644665

Nama : Fransiscus Yogi Bramono NIM : 0600645301

Nama : Ridwansyah Irdianto NIM : 0600652175

Judul skripsi : ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM PENGATUR ARAH SEL SURYA BERBASIS AVR

Memberikan kepada Universitas Bina Nusantara hak non-eksklusif untuk menyimpan, memperbanyak, dan menyebarluaskan skripsi karya kami, secara keseluruhan atau hanya sebagian atau hanya ringkasannya saja, dalam bentuk format tercetak dan atau elektronik.

Menyatakan bahwa kami akan mempertahankan hak exclusive kami, untuk menggunakan seluruh atau sebagian isi skripsi kami, guna pengembangan karya di masa depan, misalnya bentuk artikel, buku, perangkat lunak, ataupun sistem informasi.

Jakarta, Januari 2010

Agus Prihatin Fransiscus Yogi Bramono Ridwansyah Irdianto 0600644665 0600645301 0600652175

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan berkat rahmat dan hidayah Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM PENGATUR ARAH SEL SURYA BERBASIS AVR” dengan baik.

Di dalam skripsi ini dijelaskan tentang latar belakang penelitian penulis serta landasan teori baik secara umum maupun secara khusus. Selanjutnya dipaparkan perancangan sistem, baik dari sisi perangkat keras maupun perangkat lunak. Kemudian implementasi dan evaluasi dari sistem yang akan dijalankan. Dan akhirnya ditutup dengan kesimpulan dan saran.

Penulis menyampaikan terima kasih atas segala bantuan teknis dan dukungan moral yang diberikan oleh pelbagai pihak kepada penulis, baik secara langsung maupun tidak langsung selama penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih terutama penulis tujukan kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis yang telah membesarkan, mendidik, membentuk, memberikan kesempatan kepada penulis untuk belajar di perguruan tinggi, memberikan motivasi, serta material dalam proses penyusunan skripsi.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Harjanto Prabowo, MM, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menimba ilmu dalam Jurusan Sistem Komputer di Universitas Bina Nusantara.

3. Bapak Wiedjaja, S.Kom, M.Kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan, kesempatan serta bantuan kepada penulis.

(6)

vi

4. Bapak Robby Saleh, S.Kom, MT, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan, kesempatan, serta bantuan kepada penulis 5. Bapak Satrio Dewanto, Drs., M.Eng, selaku Dosen Pembimbing yang telah

banyak memberikan bimbingan, dorongan dan saran kepada penulis dari awal sampai terselesaikannya skripsi ini

6. Bapak Dr. Suryadiputra Liawatimena sebagai dosen pertama yang memberikan respon positif terhadap skripsi kami.

7. Bapak Endra, S.Kom , selaku Kepala Computer Enginering Laboratory yang telah memberikan fasilitas dan kemudahan, serta gagasan, bantuan dan saran kepada penulis.

8. Segenap Asisten dan staff Computer Engineering Laboratory yang telah memberikan dukungan moral, saran dan bantuan kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.

9. Para Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah mendidik dan mengajar penulis, sejak penulis mulai menimba ilmu di kampus ini.

10. Asisten – asisten Computer Engineering Laboratory yang telah memberikan dukungan dan bantuannya.

11. Rekan – rekan mahasiswa Sistem Komputer dan pihak – pihak lain yang telah memberikan semangat dan dukungannya.

(7)

Inilah yang dapat penulis persembahkan untuk almamater tercinta dan seluruh civitas Universitas Bina Nusantara demi pengembangan ilmu pengetahuan dan penerapan teknologi. Terima Kasih.

Jakarta, Januari 2010

(8)

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam

Halaman Persetujuan ... iii

Abstrak ... iv

Prakata ... v

Daftar Isi ... viii

Daftar Gambar ... xii

Daftar Tabel ... xiv

Daftar Lampiran ... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Ruang Lingkup ... 3

1.3 Tujuan dan Manfaat ... 4

1.4 Metodologi Penelitian ... 4

1.5 Sistematika Penulisan ... 5

BAB 2 LANDASAN TEORI ... 7

2.1 Teori Mengenai Sel Surya ... 7

(9)

2.1.2 Masalah Umum Sel Surya ... 8

2.1.3 Jenis Penampang Sel Surya……… 11

2.2 Teori Mikrokontroler ... 16

2.2.1 Atmel ATmega 8535 ... 16

2.3 Spektrum Elektromagnetik ... 18

2.4 Sensor Cahaya ... 29

2.5 Teknik Antar Muka ... 20

2.3.1 Komunikasi Serial ... 20

2.3.1 Serial Peripheral Interface ( SPI ) ... 21

2.6 Motor Listrik ... 24

2.6.1 Jenis Motor Listrik ... 25

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM ... 31

3.1 Perancangan Perangkat Keras ... 31

3.1.1 Modul Sensor ... 32

3.1.2 Modul LCD ... 34

3.1.3 Modul Switch/Tombol tekan ... 35

3.14 Modul Pengendali ... 36

3.2 Perancangan Piranti Lunak ... 37

3.2.1 Perancangan Piranti Lunak Pada Modul Pengendali ... 38

3.2.1.1 Prosedur Sistem Pada Modul Pengendali ... 38

3.2.2 Program Pengendali ... 39

(10)

x

3.3 Rancang Bangun ... 42

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI ... 44

4.1 Spesifikasi Sistem ... 44

4.2 Implementasi System ... 44

4.2.1 Prosedur Pengoperasian Sistem ... 44

4.2.1.1 Modul Sensor ... 45

4.2.1.2 Modul Pengendali Aktuator ... 46

4.2.1.3 Modul Pengendali Utama ... 46

4.3 Pengujian Sistem dan Evaluasi/Analisa Hasil Percobaan ... 49

4.3.1 Pengujian keluaran arus panel sel surya sensor non aktif ... 50

4.3.2 Pengujian keluaran arus panel sel surya sensor aktif ... 52

4.3.3 Perbandingan hasil pengujian ... 53

4.3.4 Pengujian pada cuaca mendung (sensor aktif) ... 54

4.3.5 Tingkat kesalahan sensor LDR ... 54

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 56

5.1 Kesimpulan ... 56

5.2 Saran ... 56

DAFTAR PUSTAKA ... 58

RIWAYAT HIDUP ... 59 LAMPIRAN – LAMPIRAN

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian setara sel surya ... 8

Gambar 2.2 Sel – sel surya ... 9

Gambar 2.3 Daerah penyinaran optimal cahaya matahari ... 10

Gambar 2.4 Penampang sel surya tanpa axis ... 13

Gambar 2.5 Penampang sel surya dengan axis tunggal (horizontal) ... 13

Gambar 2.6 Penampang sel surya dengan axis ganda... 14

Gambar 2.7 Penampang sel surya terkonsentrasi ... 15

Gambar 2.8 Penampang sel surya tidak terkonsentrasi ... 15

Gambar 2.9 Penampang sel surya tanpa sensor ... 16

Gambar 2.10 Konfigurasi pin AVR ATmega8535 ... 18

Gambar 2.11 Pembagian Area Frekuensi dari Gelombang Elektromagnetik ... 20

Gambar 2.12 Photoresistor dan photodioda ... 21

Gambar 2.13 Relasi antara Master dan Slave pada SPI ... 23

Gambar 2.14a Timing diagram read dan write SPI dengan CPHA = 0 ... 24

Gambar 2.14b Timing diagram read dan write SPI dengan CPHA = 1 ... 24

Gambar 2.15 Klasifikasi motor listrik ... 26

Gambar 2.16 Sebuah Motor DC ... 28

Gambar 2.17 Motor DC yg membutuhkan arus DC untuk pembangkitan daya ... 30

Gambar 3.1 Blok diagram sistem keseluruhan ... 31

Gambar 3.2 Modul Sensor ... 32

(12)

xiii

Gambar 3.4 Penempatan Sensor pada Modul ... 33

Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor ... 33

Gambar 3.6 Rangkaian Modul LCD ... 34

Gambar 3.7 Rangkaian Switch/tombol Tekan ... 35

Gambar 3.8 Skematik Keseluruhan Sistem ... 37

Gambar 3.9 Diagram Alir Program Modul Pengendali ... 39

Gambar 3.10 Diagram Alir Untuk Prosedur Penekanan Switch ... 42

Gambar 3.11 Rancang Bangun Sistem dalam Pandangan Perspektif ... 42

Gambar 4.1 Modul Sensor Terpasang Pada Modul Utama... 45

Gambar 4.2 Modul Pengendali Aktuator Terpasang Pada Modul Utama ... 46

Gambar 4.3 Tampilan LCD Ketika Modul Diaktifkan ... 47

Gambar 4.4 Tampilan LCD Ketika Mode Automatic Diaktifkan... 48

Gambar 4.5 Tampilan LCD Ketika Mode Manual Aktif dan Switch 3 ditekan ... 49

Gambar 4.6 Tampilan LCD Ketika Mode Manual Aktif dan Switch 4 ditekan ... 49

Gambar 4.7 Ilustrasi Pergerakan Panel Surya ... 51

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sinyal port ... 18

Tabel 2.2 Sinyal Clock ... 19

Tabel 2.3 Fungsi CPOL dan CPHA ... 24

Tabel 4.1 Fungsi-Fungsi Switch/Tombol Tekan ... 47

Tabel 4.2 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Non Aktif.. 51

Tabel 4.3 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Aktif ... 52

Tabel 4.4 Pengukuran Arus Pada Keluaran Panel Surya Dengan Sensor Aktif (Cuaca Mendung) ... 54

(14)

xv

DAFTAR LAMPIRAN A

• Listing Program Modul Penerima... LA – 1 • Dokumentasi Gambar Modul Sensor ... LA – 21 • Dokumentasi Gambar Modul Pengendali ... LA – 22 • Dokumentasi Pengukuran Keluaran Panel Surya... LA - 23

(15)

DAFTAR LAMPIRAN B

• Datasheet ATmega 8535... ...LB – 1 • Datasheet ATSTK500...LB – 37 • Datasheet L298... ...LB – 51