NAVIGASI SOLAR CELL TUGAS AKHIR. Oleh : ARIF SONSANIA NIM :

(1)

NAVIGASI SOLAR CELL

TUGAS AKHIR

Oleh :

ARIF SONSANIA NIM : 3211001014

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan Program Diploma III

Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI BATAM

2014

(2)

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya yang bertanda tangan dibawah ini menyatakan bahwa isi sebagian maupun keseluruhan Tugas Akhir saya yang berjudul: “Navigasi Solar Cell” adalah hasil karya sendiri, diselesaikan tanpa menggunakan bahan–bahan yang tidak diijinkan dan bukan merupakan karya pihak lain yang saya akui sebagai karya sendiri.

Semua referensi yang dikutip atau dirujuk telah ditulis secara lengkap pada daftar pustaka yang telah ada.

Apabila Pernyataan saya ini tidak benar, saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.

Batam, 19 Juni 2014

Arif Sonsania 3211001014

(3)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Tugas Akhir disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Ahli Madya (A. Md.)

di

Politeknik Negeri Batam

Oleh Arif Sonsania

3211001014

Tanggal Sidang : 6 Juni 2014

Disetujui oleh :

Dosen Penguji : Dosen Pembimbing :

1. M.Syafei Gozali, M.T. 1. Handri Toar, S.ST

NIK:107050 NIK: 113114

2. Triswantoro Putro, M.Si. 2. Eko Rudiawan Jamzuri, S.ST

NIK:113111 NIK: 113117

(4)

Navigasi Solar Cell

Nama Mahasiswa : Arif Sonsania

NIM : 3211001014

Pembimbing 1 : Handri Toar S.ST

Pembimbing 2 : Eko Rudiawan Jamzuri, S.ST Email : [email protected]

Abstrak

Diera globalisasi kebutuhan akan listrik kian meningkat, seiring dengan berkembangnya dunia informasi dan teknologi. Sedangkan bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan listrik hampir habis. Sehingga manusia mulai mencari energi lain untuk menghasilkan listrik salah satunya adalah solar cell. Penggunaan solar cell lebih baik jika posisinya tegak lurus dengan cahaya matahari. Dalam tugas akhir ini dirancang sebuah alat yang berfungsi sebagai pengerak solar cell agar dapat mengikuti kemana arah matahari bergerak. Alat dirancang menggunakan mikrokontroler sebagai pengendali, motor DC sebagai pengerak dan LDR sebagai sensor cahaya. Pemograman navigasi solar cell dengan kendali posisi menggunakan kontrol PID agar dapat menjaga posisi. Navigasi solar cell dapat mengikuti arah dari matahari, apabila navigasi solar cell diputar berlawanan arah dari matahari maka navigasi solar cell akan mencari cahaya yang lebih terang. Apabila matahari saat terbenam sudah melebihi sudut dari navigasi solar cell.

Navigasi tidak dapat mengikuti karena sudut atas di batasi 40-140 derajat, tetapi ada kekurangan dari alat yakni tidak dapat diam saat sudah berada tegak lurus dengan matahari.

Kata kunci : LDR, solar cell, dan kontroler PID

(5)

Navigasi Solar Cell

Nama Mahasiswa : Arif Sonsania

NIM : 3211001014

Pembimbing 1 : Handri Toar S.ST

Pembimbing 2 : Eko Rudiawan Jamzuri, S.ST Email : [email protected]

Abstract

The globalization demand in era for electricity is increasing, along with the development of information and technology world. While the fuel used to generate electricity is almost exhausted. So the people started to look for other energy to generate electricity, one of the solar cell. Using solar cell is better if the position perpendicular to the sun. In this final project designed a tool that serves movement of solar cell, in order to follow the direction the sun moves. Solar cell navigation was designed using a microcontroller as controller, DC motor as actuator and LDR as light sensor. Position control of navigation solar cell using PID controller. Solar cell navigation can following the direction of the sun, the solar cell navigation rotated in the opposite direction of the sun then navigate the solar cell to brighter light. Range of solar cell navigation angle between 40-140 degrees, but there is a lack of tools that can not be silent when it is perpendicular to the sun.

Keywords : LDR , solar cell , and PID controller

(6)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesempatan, kesehatan, kemampuan, kelapanganhati, pikiran, serta rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan proyek akhir serta penulisan buku tugas akhir dengan judul “Navigasi Solar Cell” dengan baik dan lancar. Tugas akhir ini kami susun sebagai syarat kelulusan program Diploma III Politeknik Negeri Batam.

Selama pengerjaan baik proyek akhir II maupun tugas akhir ini, kami menyadari banyak kekurangan dan hasilnya masih belum sempurna. Oleh Karena itu, saran dan kritik dari berbagai pihak kami harapkan dapat membantu untuk pengembangan sistem yang lebih baik lagi. Kami juga menyampaikan terima kasih kepada nama-nama berikut yang telah banyak membantu baik secara moril, bantuan tenaga, ilmu serta berbagi semangat sehingga kami dapat menyelesaikan proyek akhir II dan tugas akhir ini.

1. Kedua orang tua kami yang tak lepas mendoakan, merestui, membantu secara moril dan materil, memberikan berbagai pelajaran yang tak kami dapatkan di kampus, serta penyemangat terbaik yang karena jasa merekalah kami bertekad keras untuk bisa wisuda tepat waktu dengan hasil terbaik yang kami mampu.

2. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto selaku Direktur Politeknik Negeri Batam.

3. Bapak Sumantri Kurniawan Risandriya, ST.MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

4. Bapak M. Syafei Gozali MT selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika yang selalu memberikan motivasi dan dorongan agar kami selalu semangat.

5. Bapak Prasaja Wikanta, M.Sc. sebagai dosen wali kami yang telah menjadi orang tua kami selama kami menjalani pendidikan.

6. Bapak Handri Toar, S.ST dan Eko Rudiawan Jamzuri, S.ST sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan-masukan bagi kami disetiap kesempatan dan telah menjadi orang tua kami selama mengerjakan tugas akhir ini.

7. Semua dosen dan instruktur Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu selama kami belajar di Politeknik Negeri Batam serta fasilitas, saran, kritikan yang membantu pengerjaan tugas ini dan Ibu Fanny selaku pengurus TPS yang memperlancar administrasi pengurusan proyek kami.

(7)

8. Teman-teman seperjuangan dan seluruh pihak lain yang pernah membantu namun tidak tersebutkan diatas.

Semoga Allah SWT membalas kebaikan dan ketulusan semua pihak yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir ini. Suatu berkah yang tiada kiranya karena akhirnya perjalanan di kampus Politeknik Negeri Batam membuahkan hasil yang memuaskan.

Semoga keberhasilan kami juga dapat diraih oleh teman-teman angkatan 2012 dan seterusnya.

Batam, 20 Juni 2014

Penulis

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR TABEL xii

BAB 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan dan Manfaat 1

1.3 Rumusan Masalah 1

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 2

BAB 2 Dasar Teori 3

2.1 Navigasi Solar Cell 3

2.2 Mikrokontroler Arduino Mega 1280 4

2.3 Sensor Cahaya LDR 6

2.4 Motor DC 7

2.5 Driver Motor EMS H-Bridge 9

2.6 Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC 10

2.7 Potensiometer 11

BAB 3 Perancangan Sistem 12

3.1 Perancangan Navigasi solar cell 14

3.2 Rancang Bangun dan Pembuatan Mekanik Navigasi Solar Cell 13

3.3 Penempatan LDR Sebagai Sensor Cahaya 14

3.4 Pergerakan Navigasi Solar Cell 14

3.5 Perancangan Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC 15

3.6 Perancangan Sensor Cahaya LDR 16

3.7 Flowchart Navigasi Solar Cell 17

(9)

3.8 Perancangan Program Filter Moving Average 18 3.9 Penelitian ini Membutuhkan Alat dan Bahan Sebagai Berikut 19

BAB 4 Hasil dan Analisa Data 20

4.1 Pengujian 20

4.1.1 Pengujian Catu Daya 5 VDC 20

4.1.2 Pengujian Catu Daya 12 VDC 21

4.2 Pengujian LDR (Light Dependent Resistor) 26

4.3 Pengujian Arus pada Motor DC 23

4.3.1 Motor DC Bawah 24

4.3.1 Motor DC Atas 25

4.4 Pengujian Potensiometer (Sensor posisi) 27

4.4.1 Potensiometer atas dan bawah 27

4.5 Analisa Data 29

4.5.1 Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC 29

4.5.2 Sensor Cahaya LDR 29

4.5.3 Motor DC 29

4.5.4 Potensiometer Sebagai Sensor Posisi 29

BAB 5 Kesimpulan dan Saran 30

Daftar Pustaka 31

LAMPIRAN

Riwayat Hidup Penulis

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Cara kerja navigasi solar cell 3

Gambar 2.2 Posisi matahari 4

Gambar 2.3 Konfigurasi pin Arduino Mega 1280 5

Gambar 2.4 (a)Saat LDR terkena cahaya (b)saat LDR terkena bayangan 6

Gambar 2.5 Rangkaian sensor cahaya LDR 7

Gambar 2.6 a. Arus mengelilingi konduktor b.Reaksi garis fluks 8

Gambar 2.7 Kaidah tangan kanan untuk motor 9

Gambar 2.8 Driver motor EMSH-Bridge 30 A 9

Gambar 2.9 Potensiometer 11

Gambar 3.1 Deskripsi Sistem 12

Gambar 3.2 Mekanik navigasi solar cell 13

Gambar 3.3 Bentuk fisik dari navigasi solar cell 13

Gambar 3.4 Penempatan sensor cahaya LDR 14

Gambar 3.5 Pergerakan dari sumbu vertikal navigasi solar cell tampak samping 14 Gambar 3.6 Pergerakan dari sumbu horizontal navigasi solar cell tampak atas 15

Gambar 3.7 Catu daya 5 VDC 15

Gambar 3.8 Catu daya 12 VDC 16

Gambar 3.9 Skematik sensor cahaya LDR 16

Gambar 3.10 Flowchart navigasi Solar Cell 17

Gambar 3.11 Flowchart filter moving average 18

Gambar 4.1 Titik pengukuran rangkaian catu daya 5 VDC 20 Gambar 4.2 Titik pengukuran rangkaian catu daya 12 VDC 21 Gambar 4.3 Grafik data LDR1, LDR2, LDR3 dan LDR4 10.18 s/d 17.00 23

Gambar 4.4 Titik pengukuran tegangan motor 23

Gambar 4.5 Titik pengukuran arus motor 24

Gambar 4.6 Grafik data konsumsi Arus motor bawah 24

Gambar 4.7 Grafik data tegangan motor bawah 25

Gambar 4.8 Grafik data konsumsi Arus motor Atas 26

Gambar 4.9 Grafik data tegangan motor Atas 26

Gambar 4.10 Titik pengukuran tegangan potensio 27

(11)

Gambar 4.12 Grafik Dari data ADC Potensiometer 28

Gambar 4.13 Grafik Dari luaran potensiometer 28

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Pengukuran catu daya 5 VDC 20

Tabel 4.2 Pengukuran catu daya 12 VDC 21

Lampiran

Data ADC dari LDR1 Data ADC dari LDR2 Data ADC dari LDR3 Data ADC dari LDR4 Arus Motor DC Bawah Arus Motor Atas

Data ADC dari Potensiometer

(13)

BAB 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dimasa sekarang ini, diera globalisasi teknologi dan informasi ini kebutuhan akan energi listrik kian meningkat. Penggunaan solar cell adalah salah satu perangkat elektronika yang dapat menghasilkan listrik tapi solar cell akan lebih baik bila berhadapan langsung dengan mahatari, karena solar cell akan lebih baik dalam menangkap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.

Untuk itu dibuatlah navigasi solar cell agar solar cell yang digunakan dapat mengikuti arah matahari. Cara kerja dari navigasi solar cell ini adalah pada saat matahari bersinar dan mengenai sensor cahaya sebagai acuan arah dari matahari dan kemudian dibaca oleh mikrokontroler untuk menggerakan motor DC agar solar cell tegak lurus dengan matahari.

Kelebihan dari navigasi solar cell ini adalah dapat mengarahkan solar cell langsung tegak lurus dengan matahari hal ini dikarena posisi matahari terus berubah-ubah dari timur ke barat setiap jamnya. Navigasi solar cell ini sangat dibutuhkan dalam pembuatan pembangkit listrik solar cell sebagai penghasil energi alternatif.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat navigasi solar cell agar selalu menghadap ke matahari. Manfaat dari pembuatan navigasi solar cell ini adalah posisi penangkapan sinar matahari lebih baik dari pagi hingga sore.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan pentingnya navigasi solar cell pada solar cell yang telah diuraikan pada latar belakang, maka untuk membuatnya perlu melewati tahapan-tahapan dengan rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang mekanik navigasi solar cell yang dapat dikendalikan pada 2 koordinat angular?

2. Bagaimana merancang sensor cahaya agar dapat mengendalikan mekanik tersebut hingga bergerak tegak lurus dengan sudut jatuhnya sinar matahari?

(14)

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam pengerjaan proyek navigasi solar cell akan terus mencari cahaya matahari saat malam hari.

1.5 Sistematika Penulisan

Agar lebih mudah dalam memahami isi keseluruhan dari tugas akhit ini, maka penyusun buku laporan tugas akhir ini terdiri dari beberapa Bab dan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB 1 Pendahuluan

Pada Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematikan penulisan tugas akhir.

BAB 2 Dasar Teori

Pada Bab ini berisi tentang teori yang menunjang penyelesaian masalah dalam tugas akhir ini. Dasar-dasar teori yang diberikan meliputi:

pengenalan mikrokontroler, pengenalan LDR (sensor cahaya). Pengenalan Catu daya 12 VDC dan 5 VDC, pengenalan motor DC, pengenalan Driver EMS-30A ,kontrol PID dan serta pengenalan potensiometer sebagai sensor posisi dan yang lain-lain.

BAB 3 Perancangan Sistem

Pada Bab ini berisi tentang tahap-tahap perancangan, pembuatan perangkat keras, perancangan perangkat elektronika dan perangkat lunak.

BAB 4 Hasil dan Analisa Data

Pada Bab ini berisi tentang pengujian navigasi solar cell, lokasi dan tempat pengujian, waktu pengujian serta metodologi pengujian dan peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian. Selain itu Bab ini juga disajikan data-data hasil berikut dengan analisanya.

BAB 5 Kesimpulan dan Saran

Pada Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa tugas akhir navigasi solar cell serta saran-saran yang memungkinkan untuk pengembangan tugas akhir ini.

(15)

2.1 Navigasi Solar Cell

Navigasi solar cell memiliki dua sumbu, sistem navigasi solar cell menggunakan LDR sebagai untuk mencari matahari dari timur ke barat dan utara ke selatan dengan menggunakan dua pivot poin untuk memutar. Sumbu sistem pencarian dua sumbu menggunakan empat LDR, dua motor dan satu pengontrol yakni mikrokontroler. Keempat LDR yang ditempatkan atas, bawah, kanan dan kiri. Dua buah sensor LDR dan satu motor DC digunakan untuk memiringkan solar cell di matahari timur-barat dan dua sensor LDR lain dari sensor dan motor DC lainnya yang tetap di bagian bawah navigasi solar cell digunakan untuk memutar solar cell ke arah utara-selatan matahari [1].

Gambar 2.1 Cara kerja navigasi solar cell

(Sumber gambar : http://www.solar-energy-for-homes.com/solar-tracker.html)

Cara kerja dari navigasi solar cell adalah ketika cahaya matahari mengenai permukaan dari LDR1,2,3 dan 4 data tersebut akan dibandingkan oleh pengontrol dan akan memutar motor atas dan bawah untuk menemukan posisi matahari. Dimana navigasi solar cell ini memiliki dua sumbu yakni vertikal untuk mengikuti dari timur ke barat dan horizontal untuk mengikuti dari utara ke selatan. Penempatan LDR juga mengikuti empat penjuru mata angin yakni timur, barat, utara dan selatan.

(16)

Gambar 2.2 Posisi matahari

(Sumber Gambar : http://vanilathey2.wordpress.com/materi/)

Pada Gambar 2.2 dapat dilihat pergerakan matahari sepanjang tahun dimana matahari tidak selalu berada pada garis katulistiwa, ini dinamakan gerak semu tahunan matahari yang menyebabkan posisi matahari terus berubah-ubah. Matahari hanya berada di garis katulistiwa 0ô pada saat bulan maret dan september sedangkan bulan juni matahari berada di 23.5ô LU. Saat dibulan desember matahari akan berada pada posisi 23.5ôLS.

wilayah batam berada pada 01º 08’ LU 104º 00’ BT sehingga posisi matahari pada saat bulan maret dan september tidak berada diatas kepala.

2.2 Mikrokontroler Arduino Mega 1280

Mikrokontroler Arduino Mega 1280 adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel[3].

Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca masukan, memproses masukan tersebut dan kemudian menghasilkan luaran sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai “otak” yang mengendalikan masukan, proses dan luaran sebuah rangkaian elektronik[3].

Bahasa pemograman Arduino adalah bahasa C, tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajari dengan cukup mudah. Kelebihan dari Arduino adalah sebagai berikut :

1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.

(17)

2. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS232 bisa menggunakannya.

3. Bahasa pemograman relatif mudah karena perangkat lunak Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.

4. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino.

Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card dan sebagainya.

Gambar 2.3 Konfigurasi pin Arduino Mega 1280

[Sumber gambar : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardMega ]

Dari Gambar 2.1 dapat dijelaskan bahwa masing-masing pin Arduino Mega 1280 memiliki fungsi sebagai berikut :

1. Serial 0 yaitu pin 0 (RX) dan pin 1 (TX), serial 1 yaitu pin 19 (RX) dan pin 18 (TX), serial 2 yaitu pin 17 (RX) dan pin 16 (TX), serial 3 yaitu pin 15 (RX) dan pin 14 (TX). Pin (RX) Digunakan untuk menerima data dan pin (TX) digunakan untuk mengirimkan data TTL serial. Pin 0 dan 1 juga terhubung ke pin sesuai dari chip USB-to-Serial TTL FTDI.

2. Interupsi eksternal yaitu pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt 5), pin 19 (interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2) pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah.

3. Pin PWM yaitu pin 2-13 dan pin 44-46 menyediakan 8-bit luaran PWM dengan fungsi analogWrite().

4. Pin SPI: pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS) pin ini mendukung komunikasi SPI.

5. Pin LED: pin 13 Merupakan sebuah LED yang terhubung ke digital pin 13. Ketika pin nilainya HIGH, LED menyala, ketika pin nilainya LOW, LED akan padam.

6. Pin I2C: pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL) mendukung I2C (TWI) komunikasi menggunakan library wire.h.

(18)

7. Arduino Mega 1280 ini memiliki 16 masukan analog, masing-masing menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024).

8. Pin AREF merupakan pin masukan tegangan referensi eksternal untuk luaran dan masukan.

9. Pin RESET merupakan pin untuk mereset Arduino.

10. Pin VIN merupakan pin untuk tegangan input eksternal ke papan Arduino.

11. Pin 5V merupakan pin masukan tegangan sebesar 5 VDC, pin ini juga dapat digunakan sebagai catu daya untuk rangkaian elektronik lainnya.

12. Pin 3V3 merupakan pin tegangan 3,3 VDC yang dihasilkan oleh chip FTDI on- board dengan arus maksimumnya adalah 50 mA.

13. Pin GND merupakan pin grounding.

ATmega1280 memiliki 128 KB memori flash. Untuk menyimpan kode (4 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB dari SRAM dan 4 KB dari EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis). Masing-masing dari 54 pin digital pada Arduino Mega dapat digunakan sebagai masukan atau luaran, dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Pin tersebut beroperasi pada tegangan 5 VDC. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimal sebesar 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal dari 20-50 KOhm[3]

2.3 Sensor Cahaya LDR

Sensor cahaya ini digunakan agar navigasi solar cell dapat bergerak mengikuti arah dari matahari. Sensor cahaya ini bekerja membaca intensitas cahaya dari matahari dimana intensitas matahari akan berubah setiap jamnya kemudian akan diterima oleh LDR. Saat LDR terkena cahaya maka tahanannya akan berubah apabila cahaya matahari cerah maka tahanannya akan semakin kecil begitu juga sebaliknya.

(a) (b)

Gambar 2.4 (a)Saat LDR terkena cahaya (b)Saat LDR terkena bayangan

[ Sumber gambar : http://www.doctronics.co.uk/voltage.htm ]

(19)

Pada permukaan LDR yang terkena cahaya seperti Gambar 2.4 (a) akan terjadi perubahan nilai tahanan pada luaran dari LDR dan perubahan ini juga akan mengakibatkan perubahan pada tegangan LDR dan saat LDR terkena bayangan seperti Gambar 2.4 (b) maka nilai tahanannya akan semakin besar dan juga akan terjadi perubahan pada nilai luaran tegangannya. Dari perubahan nilai luaran itulah yang dimasukkan ke dalam mikrokontroler untuk dibandingkan.

Gambar 2.5 Rangkaian sensor cahaya LDR

Vout = Vinx ………. (2.1)

Ket : R2 = tahanan LDR R1 = tahanan resistor 1K Vo = tegangan LDR Vi = tegangan masuk

2.3 Motor DC

Motor DC seperti Gambar 2.4 merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC memerlukan tegangan catu daya yang untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator atau bagian yang diam dan kumparan rotor kumparan yang berputar. Jika terjadi putaran pada kumparan rotor dalam medan magnet, maka akan timbul tegangan atau gaya gerak listrik yang berubah–ubah[4].

(20)

Gambar 2.6 (a). Arus mengelilingi konduktor. (b). Reaksi garis fluks.

[Sumber gambar : http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya/material/dcmotorpaperandqa.pdf]

Jika arus melewati konduktor, maka akan timbul medan magnet disekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Aturan genggaman tangan kanan dapat dipakai untuk menentukan arah garis fluks disekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan, jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari–jari menunjukkan arah garis fluks. Jika konduktor diletakkan diantara kutub utara dan kutub selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub. Arus yang mengalir melalui ujung a dan keluar melalui ujung b. Gaya-gaya yang bekerja pada medan magnet ini akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam[4].

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah telapak tangan kiri.

Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari gaya ini disebut gaya lorentz, yang besarnya sama dengan F prinsip motor adalah aliran arus di dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan.

Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah besar[4].

(21)

Gambar 2.7 Kaidah tangan kanan untuk motor

[Sumber gambar : http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya/material/dcmotorpaperandqa.pdf]

Kaidah tangan kanan seperti Gambar 2.7 untuk motor menunjukan arah arus yang mengalir didalam sebuah konduktor yang berada dalam medan magnet. Jari tengah menunjukkan arah arus yang mengalir pada konduktor, jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet dan ibu jari menunjukkan arah gaya putar[4].

2.4 Driver Motor EMS H-Bridge

Driver motor H-bridge seperti Gambar 2.8 yang didesain untuk menghasilkan kendali dua arah putaran dengan arus beban yang mencapai 30A pada tegangan 5,5 VDC sampai 36 VDC. Modul ini dilengkapi dengan rangkaian sensor arus beban yang dapat digunakan sebagai umpan balik ke pengendali[3].

Gambar 2.8 Driver motor EMS H-Bridge 30A

[Sumber gambar : http://www.innovativeelectronics.com]

(22)

2.4.1 Spesifikasi Driver EMS H-Bridge

· Terdiri dari 1 driver full H-Bridge beserta rangkaian current sense.

· Mampu melewatkan arus kontinyu 30 A.

· Range tegangan Luaran untuk beban: 5,5 V sampai 16 V.

· Input kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

· Jalur catu daya masukan (VCC) terpisah dari jalur catu daya untuk beban (VMot).

· Luaran tri-state.

· Dilengkapi dengan dioda eksternal untuk pengaman beban induktif.

· Frekuensi PWM sampai dengan 20 KHz.

· Fault Detection.

· Proteksi hubungan singkat.

· Proteksi overtemperature.

· Undervoltage dan Overvoltage Shutdown.

· Reverse Battery Protection.[3]

2.6 Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC

Catu daya adalah merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai penyuplai aliran listrik kepada komponen-komponen elektronika. Dimana prinsip kerjanya menurunkan tegangan 220 VAC menjadi 24 VAC atau 12 VAC dan kemudian dirubah menjadi tegangan searah (DC) menggunakan dioda bridge. Sedangkan regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk meregulasi tegangan DC ke DC dari catu daya sesuai dengan kebutuhan menggunakan IC LM7805 dimana tegangan 6 VDC akan menjadi 5 VDC ini digunakan untuk mikrokontroler dan IC LM7812 akan meregulasi tegangan 15 VDC menjadi 12 VDC untuk menjalankan motor DC.

2.7 Potensiometer

Potensiometer adalah seperti Gambar 2.9 salah satu jenis resisitor variable.

Jenis ini sering sekali digunakan untuk aplikasi-aplikasi perangkat audio.

Potensiometer memiliki tiga terminal dari komponen ini disambungkna kea pa yang di sebut sebagai wiper. Wiper adalah sebuah strip (lempengangan kecil dan tipis) logam yang bersifat luntur, yang menempel kuat dan menekan kuat pada jalur karbon dan membentuk suatu hubungan listrik. Wiper terpasang pada sebuah kenop geser, yang digunakan untuk memindahkan posisi wiper

(23)

disepanjang jalur karbon. Dengan berpindahnya jalur wiper pada jalur karbon, jarak antara salah satu jalur (misalnya, ujung A) dengan posisi wiper (W) mengalami perubahan. Perubahanan jarak ini berdampak pada berubahnya nilai tahanan listrik antara A dan W. Tahanan listrik potensiometer dapat memiliki nilai antara nol hingga nilai penuh yang dapat diberikan seluruh jalur karbon.

Potensiometer gesr seringkali digunakan pad perangkat audio untuk mengatur tanggapan frekuensi. Pada umumnya jalur karbon potensiometer memiliki kelengkungan sudut sebesar 270^o. Potensiometer banyak digunakan untuk aplikasi pengaturan volume suara, dan untuk mengontrol tingkat terang-gelap lampu, kecepatan putaran motor dan berbagai penerapan lainnya[2].

Gambar 2.9 Potensiometer

(24)

BAB 3

Perancangan Sistem

3.1 Perancangan Navigasi Solar Cell

Perancangan navigasi solar cell merupakan proses yang kita lakukan terhadap alat, mulai dari rancangan kerja rangkaian hingga hasil jadi yang akan difungsikan rancangan dan pembuatan alat merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir.

Pada prinsipnya perancangan dan sistematik yang baik akan memberikan kemudahan dalam proses pembuatan alat. Pada perancangan perangkat keras terdiri dari: perancangan rangkaian mekanik, perancangan catu daya, dan perancangan sensor cahaya.

Gambar 3.1 Deskripsi sistem

Seperti terlihat pada Gambar 3.1 saat sinar matahari terkena pada permukaan sensor cahaya LDR masukan tersebut akan masuk kedalam unit pengendali data yakni mikrokontroler kemudian data yang masuk diolah dan di bandingkan filter moving-average atas dengan bawah dan filter moving-average kiri dengan kanan. Data yang terbesar sebagai acuan untuk menggerakan navigasi solar cell. Setelah didapat data yang dibutuhkan unit pengendali akan meneruskannya kepada penggerak atau motor DC untuk mencari titik tegak lurusnya sinar matahari tersebut setelah itu sensor posisi (potensiometer) akan bekerja dan menghentikan pergerakan dari motor apabila posisi solar cell tegak lurus dengan matahari. Dan jika intensitas cahaya matahari menurun maka navigasi solar cell tidak akan bergerak.

Sensor Cahaya LDR

Mikrokontroler

Driver Motor Motor DC

Sensor Posisi Potensiometer Sinar Matahari

Filter Moving avarage

konversi sudut

Pengendali Data

(25)

3.2 Rancangan Bangun dan Pembuatan Mekanik Navigasi Solar Cell

Dari Gambar 3.2 dapat dilihat rancangan mekanik dari navigasi solar cell yang terbuat dari triplek dengan ketebalan 1 cm untuk bagian kotak yang berisi driver motor, mikrokontroler dan catu daya, pada bagian berwarna merah terbuat dari almunium siku dan yang berwarna biru terbuat dari hollow almunium.

Gambar 3.2 Rancangan mekanik navigasi solar cell

Pada Gambar 3.2 dapat dilihat rancangan mekanik dari navigasi solar cell, yaitu bagian yang berwarna hijau adalah kotak untuk meletakan mikrokontroler, driver motor, trafo dan catu daya 5 VDC dan 12 VDC. Bagian berwarna biru digunakan untuk meletakan solar cell.

Gambar 3.3 Bentuk fisik dari navigasi solar cell

Sensor cahaya LDR

Motor DC atas

Switch on/off

Potensio Dtime dan Dtoleransi Motor DC bawah

Sensor posisi atas

Sensor posisi bawah

(26)

3.3 Penempatan LDR Sebagai Sensor Cahaya

Penempatan LDR seperti Gambar 3.4 dilakukan agar pada saat matahari berada disalah satu sisi. Misalnya sisi sebelah kanan terkena matahari maka akan dibandingkan dengan sisi sebelah kiri dan jika kanan lebih besar intensitas cahaya matahari maka motor akan bergerak ke arah kanan, apabila sinar matahari berada pada sisi sebelah atas, motor akan bergerak ke arah atas.

Gambar 3.4 Penempatan sensor cahaya LDR

3.4 Pergerakan Navigasi Solar Cell

Dari Gambar 3.5 dapat dilihat pergerakan sumbu vertikal digunakan untuk pergerakan navigasi solar cell dari timur ke barat yakni saat matahari terbit hingga tenggelam. Gerakan ini untuk mengikuti arah dari matahari saat sumbu bawah telah mendapatkan posisi, maka sumbu atas akan mulai mengikuti arah matahari agar tegak lurus.

Gambar 3.5 Pergerakan dari sumbu vertikal navigasi solar cell tampak samping

0⁰

90⁰

180⁰

(27)

Dari Gambar 3.6 dapat dilihat pergerakan dari sumbu horizontal digunakan untuk pergerakan dari utara ke selatan. Gerakan ini untuk menyesuaikan arah dari matahari dimana saat navigasi solar cell diletakan sembarang pergerakan sumbu bawah akan memutar ke arah matahari.

Gambar 3.6 Pergerakan dari sumbu horizontal navigasi solar cell tampak atas

3.5 Perancangan Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC

Catu daya adalah seperti pada Gambar 3.7 dan Gambar 3.8 merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai menyuplai aliran listrik kepada komponen-komponen elektronika.

Dimana prinsip kerjanya trafo akan menurunkan tegangan 220 VAC menjadi 24 VAC atau 12 VAC dan kemudian akan menjadi tegangan DC menggunakan dioda bridge. Sedangkan regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk meregulasi tegangan DC ke DC dari catu daya sesuai dengan kebutuhan.

Gambar 3.7 Catu daya 5 VDC

0⁰

90⁰

180⁰

~ 6VAC 5 VDC

(28)

Rangkaian catu daya 5 VDC seperti Gambar 3.7 digunakan untuk mensuplai tegangan 5 VDC ke arduino, dimana tegangan tersebut akan disalurkan lagi ke sensor cahaya LDR, dan potensiometer yang digunakan sebagai sensor posisi, dtime dan toleransi.

Gambar 3.8 Catu daya 12 VDC

Rangkaian pada Gambar 3.8 catu daya 12 VDC digunakan untuk mengalirkan tegangan 12 VDC ke driver EMS 30 A H-bridge kemudian akan disalurkan ke motor DC.

3.6 Perancangan Sensor Cahaya LDR

Dari Gambar 3.9 diatas LDR dipasang dengan rangkaian pembagi tegangan agar tegangan masukan yang masuk ke rangkaian dapat dibagi menjadi beberapa bagian dan dapat berubah sesuai dengan tahanan dari LDR-nya karena semakin besar nilai hambatan pada LDR maka akan semakin besar luaran yang keluar dan sebaliknya.

Gambar 3.9 Skematik sensor cahaya LDR

~ 18VAC 12 VDC

(29)

3.7 Flowchart navigasi solar cell

Dalam perancangan perangkat lunak diperlukan flowchart dari pergerakan navigasi solar cell dari awal sampai menemukan posisi navigasi tegak lurus dengan matahari.

MULAI

CARI CAHAYA MATAHARI

CARI PERBEDAAN VERTIKAL

CARI PERBEDAAN HORIZONTAL

GERAKKAN MOTOR ATAS

GERAKKAN MOTOR BAWAH

POSISI SESUAI?

MOTOR BERHENTI

MOTOR BERHENTI TIDAK

TIDAK

YA YA

TIDAK

TIDAK CARI RATA-RATA LDR

TIDAK

YA

Flowchart kondisi navigasi solar cell ada dalam keadaan tidak tegak lurus dengan matahari kemudian akan mencari posisi dari matahari. Pertama-tama yang dilakukan navigasi mencari arah matahri lalu dirata-rata dari semua dengan cara membagi dua data ADC dari semua LDR.Setelah didapatkan hasil dari rata-rata LDR, data tersebut akan dibandingkan antara atas dan bawah dan kiri dan kanan dan hasil tersebut akan diproses untuk menemukan perbedaan vertical dan horizontal. Motor akan bergerak kearah yang lebih besar dan saat nilai ADC dari masing-masing dalam keadaan sama maka motor akan berhenti di posisi dari cahaya yang lebih terang. Apabila cahaya mulai berubah navigasi solar cell akan mengulangi proses.

Gambar 3.10 Flowchart navigasi solar cell

(30)

3.8 Perancangan Program Filter Moving Average

Perancangan program filter moving average adalah program yang dapat mencari rata- rata dari setiap LDR pada sensor cahaya.

Gambar 3.11 Flowchart filter moving average

Keterangan:

1. LDRLT = LDR left and top 2. LDRRT = LDR right and top 3. LDRLD = LDR left and down 4. LDRRT = LDR Right and down 5. AVL = Average left

6. AVD = Average Down 7. AVT = Average top 8. AVR = Average right

(31)

Dari Gambar 3.11 dapat dilihat saat ada cahaya matahari kemudian cahaya akan mengenai permukaan LDR1 hinga LDR4, setelah itu data ADC dari masing-masing LDR akan dikelola dengan cara menambahkan kedua LDR dan dibagi dua misalnya (LDRLT + LDRRT) 2⁄ didapatkan hasil rata-rata dari hasil tersebut akan dibandingkan lagi dengan hasil yang lain untuk dicari perbedaan antara top dan down, perbedaan antara left dan right.

3.8 Penelitian Ini Membutuhkan Alat dan Bahan Sebagai Berikut:

a. 1 unit kit mikrokontroler (Arduino Mega 1280)

Mikrokontroler digunakan untuk sebagai pusat pengendali data dan mengeksekusi program.

b. 4 buah LDR (Light Dependent Resistor)

LDR digunakan sebagai sensor cahaya dimana data dari LDR akan dimasukan ke dalam pusat pengendali yakni mikrokontroler yang akan membandingkan data LDR.

c. 4 buah potensiometer

Potensiometer digunakan sebagai sensor posisi dimana data ADC akan diubah menjadi bentuk sudut dan juga potensiometer digunakan untuk menambahkan toleransi dan Dtime (untuk men-delay waktu pengiriman data ADC LDR ke mikrokontroler)

d. 1 unit laptop

Laptop digunakan untuk merancangan perangkat lunak seperti layout rangkaian, AutoCAD, dan memprogram navigasi solar cell.

e. 2 buah motor DC

Motor DC digunakan kan untuk menggerakkan mekanik navigasi sola cell f. 2 buah driver motor DC

Driver motor DC digunakan untuk menggerakkan motor DC maju dan mundur g. 1 unit catu daya 12 VDC

Catu daya 12 VDC digunakan untuk mensuplai motor DC h. 1 unit catu daya 5 VDC

Catu daya 5 VDC digunakan untuk mensuplai mikrokontroler i. 1 unit multitester digital

Multitester digunakan untuk mengukur arus dan tegangan pada navigasi solar cell.

(32)

BAB 4

Hasil dan Analisa Data

4.1 Pengujian

Pengujian dilakukan dengan tujuan untuk memastikan apa yang telah dirancang sudah sesuai dengan apa yang diharapkan, adapun beberapa alat yang digunakan dalam proses pengukuran ini adalah multitester digital dan luxmeter. Multitester digital digunakan untuk mengukur tegangan dan arus pada titik pengukuran yang akan diukur. Luxmeter digunakan untuk mengukur besaran cahaya matahari apakah telah sesuai dengan sensor cahaya LDR.

4.1.1 Pengujian Catu Daya 5 VDC

Pengukuran catu daya dilakukan pada titik pengukuran yakni A dan B seperti yang terlihat pada Gambar 4.1 pengukuran bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan pada catu daya.

Gambar 4.1 Titik pengukuran rangkaian catu daya 5 VDC

Pada Gambar 4.1 pengukuran dilakukan dengan cara meletakan prob merah dari multitester pada panah berwarna merah dan prob hitam pada panah berwarna hitam untuk mengukur tegangan harus secara paralel.

Tabel 4.1 Pengukuran catu daya 5 VDC

Hari Tanggal Jam Titik pengukuran Vout catu daya 5 VDC (V)

Selasa 14/01/2014 10.10 Titik A 5.98

10.15 Titik B 4.89

~6 VAC Trafo

5 VDC V V

(33)

4.1.2 Pengujian Catu Daya 12 VDC

Pengukuran catu daya dilakukan pada titik pengukuran yakni A dan B seperti yang terlihat pada Gambar 4.2. pengukuran bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan pada catu daya

Gambar 4.2 Titik pengukuran catu daya 12 VDC

Pada Gambar 4.2 pengukuran dilakukan dengan cara meletakan prob merah dari multitester pada panah berwarna merah dan prob hitam pada panah berwarna hitam untuk mengukur tegangan harus secara paralel.

Tabel 4.2 Pengukuran catu daya 12 VDC

Hari Tanggal Jam Titik

pengukuran Vout catu daya 12 VDC (V)

Selasa 14/01/2014 10.00 Titik A 14.87

10.05 Titik B 11.38

4.2 Pengujian LDR (Light Dependent Resistor)

Pengujian LDR1, LDR2, LDR3 dan LDR4 dilakukan untuk mengetahui apakah sensor cahaya sudah bekerja sesuai dengan yang di harapkan dan juga dari hasil [engujian dapat dilihat pada grafik Gambar 4.3 data ADC memiliki persamaan atau hanya mengalami perubahan sedikit ini dapat dilihat pada tabel LDR di lampiran 1.

15 VAC

12 VDC Trafo

V

(34)

830 880 930 980 1030

10.18 11.08 12.00 13.14 14.13 15.10 16.17 17.00

Data ADC

Jam

LDR1

830 880 930 980 1030

10.18 11.08 12.00 13.14 14.13 15.10 16.17 17.00

Data ADC

Jam

LDR2

830 880 930 980 1030

10.18 11.08 12.00 13.14 14.13 15.10 16.17 17.00

Data ADC

Jam

LDR3

(35)

Gambar 4.3 Grafik data LDR1, LDR2, LDR3 dan LDR4

Berdasarkan Gambar 4.3 dapat kita lihat perubahan nilai ADC LDR1, LDR2, LDR3, dan LDR4 pada jam 10.18 s/d 15.10 masih berada di angka 1000 lebih dan setelah jam 16.17 s/d 17.00 nilai dari ADC-nya mulai menurun karena instensitas cahaya matahari mulai menurun.

4.3 Pengujian Arus pada Motor DC

Pada Gambar 4.4 pengukuran dilakukan dengan cara meletakan prob merah dari multitester pada panah berwarna merah dan prob hitam pada panah berwarna hitam untuk mengukur tegangan harus paralel dengan beban yakni motor DC.

Gambar 4.4 Titik pengukuran tegangan motor

830 880 930 980 1030

10.18 11.08 12.00 13.14 14.13 15.10 16.17 17.00

Data ADC

Jam

LDR4

Mout2 Mout1

(36)

Pada Gambar 4.5 pengukuran dilakukan dengan cara meletakan prob merah dari multitester pada panah berwarna merah dan prob hitam pada panah berwarna hitam untuk mengukur arus harus secara seri dengan beban yakni motor DC.

Gambar 4.5 Titik pengukuran arus motor

4.3.1 Motor DC Bawah

Berdasarkan Gambar 4.6 pengukuran dilakukan dengan cara mengukur langsung pada driver motor saat motor bergerak dari sudut ke sudut potensiometer sebagai sensor posisi, dapat kita lihat arus yang di konsumsi saat motor bergerak sebesar 0,8 A dan tegangannya sebesar 2,9 volt. Begitu juga pada saat motor berhenti pada posisi potensiometer arus sebesar 0,2 A dan tegangan 0,03 V ini di sebabkan oleh feedback motor dan mengakibatkan arusnya keluar dapat dilihat pada lampiran 1.

Gambar 4.6 Grafik data konsumsi arus motor bawah 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

Arus motor bawah (A)

Sudut potensio (derajat^o)

Arus motor

Arus feedback motor Mout2

Mout1

(37)

Berdasarkan Gambar 4.6 dapat kita lihat perubahan arus konsumsi dari motor bawah yang mengalami kenaikan dari 0,676 s/d 0,82 A saat bergerak dari sudut ke sudut seperti pada grafik berwarna biru dan arus (feedback) saat motor berhenti yakni sebesar 0,222 s/d 0,254 A seperti pada grafik berwarna merah.

Gambar 4.7 Grafik data tegangan motor bawah

Berdasarkan Gambar 4.7 dapat kita lihat perubahan tegangan dari motor bawah yang mengalami kenaikan dari 0,8 s/d 0,3 VDC saat bergerak dari sudut ke sudut seperti pada grafik berwarna biru dan tegangan (feedback) saat berhenti tidak terdapat luaran dibawah 0 VDC seperti pada grafik berwarna merah.

4.3.2 Motor DC Atas

Berdasarkan hasil Gambar 4.8 pengukuran dilakukan dengan cara mengukur langsung pada driver motor saat motor bergerak dari sudut ke sudut potensiometer sebagai sensor posisi, dapat kita lihat arus yang di konsumsi saat motor bergerak sebesar 0,8 A dan tegangannya sebesar 3,5 VDC. Begitu juga pada saat motor berhenti pada posisi potensiometer arus sebesar 0,2 A dan tegangan 0,06 VDC ini disebabkan oleh feedback motor dan mengakibatkan arusnya keluar dapat dilihat pada lampiran 1.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

Tegangan motor (volt)

Tegangan motor bawah Tegangan feedback motor

(38)

Gambar 4.8 Grafik data konsumsi arus motor atas

Berdasarkan Gambar 4.8 dapat kita lihat perubahan arus konsumsi dari motor bawah yang mengalami kenaikkan dari 0,81 s/d 0,83 A saat bergerak dari sudut ke sudut seperti pada grafik berwarna biru dan arus (Feedback) saat motor berhenti yakni sebesar 0,22 s/d 0,301 A seperti pada grafik berwarna merah.

Gambar 4.9 Grafik data tegangan motor atas 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Arus motor atas (A)

Sudut potensiometer_(derajat^o₎

Arus motor

Arus feedback motor

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Tegangan motor (volt)

Tegangan motor atas Tegangan feedback motor atas

(39)

Berdasarkan Gambar 4.9 dapat kita lihat perubahan tegangan dari motor bawah yang mengalami kenaikkan dari 3,52 s/d 3,1 VDC saat bergerak dari sudut ke sudut seperti pada grafik berwarna biru dan tegangan (feedback) saat berhenti terdapat luaran dibawah 0.1 VDC seperti pada grafik berwarna merah.

4.4 Pengukuran Potensiometer (Sensor Posisi)

Pada Gambar 4.10 pengukuran dilakukkan dengan cara meletakkan prob merah dari multitester pada panah berwarna merah dan prob hitam pada panah berwarna hitam (GND) untuk mengukur tegangan harus secara paralel

Gambar 4.10 Titik pengukuran tegangan potensiometer

.

4.4.1 Potensiometer Atas dan Bawah

Berdasarkan hasil Gambar 4.11 dapat dilihat data ADC dari potensiometer atas dan bawah yang berubah saat potesiometer berputar dari sudut 10^o ke sudut 180^o akan mengalami kenaikkan sesuai dengan sudutnya. Tengangan dari potensiometer juga akan mengalami kenaikkan saat potensio berputar ke arah sudut yang lebih besar dapat dilihat pada lampiran 1.

(40)

Gambar 4.11 Grafik dari data ADC potensiometer

Berdasarkan Gambar 4.11 dapat kita lihat perubahan nilai ADC pot atas dan bawah saat sudut 0^o dari dari ADC yang belum mengalami perubahan dari 0 dan ketika sudut potensiometer berputar ke sudut yang lebih besar maka nilai ADC akan mengalami kenaikkan seperti terlihat pada grafik diatas.

Gambar 4.12 Grafik dari luaran potensiometer

Berdasarkan Gambar 4.12 dapat kita lihat perubahan nilai luaran dari potensiometer atas dan bawah saat 0^obelum mengeluarkan tegangan yakni 0 VDC pada potensio berputar ke sudut yang lebih besar akan mengalami kenaikkan saat sudut 180^o maka luaran potensio 3,582 VDC seperti yang terlihat pada grafik diatas.

500 100150 200250 300350 400450 500550 600650 700

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180

Data ADC

Sudut dari potensimeter (derajat^o)

Pot Atas Pot Bawah

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

Luaran potensio (V)

Sudut dari potensiometer (derajat^o)

Luaran pot bawah luaran pot atas

(41)

4.5 Analisa Data

4.5.1 Catu Daya 5 VDC dan 12 VDC

Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengukuran, nilai luaran dari catu daya 5 VDC sebesar 4.89 VDC, tetapi nilai ini berbeda dengan nilai ideal dari IC LM7805 yakni 5 VDC. Tegangan luaran sebesar 4.89 VDC ini tidak terlalu berpengaruh pada sistem elektronika navigasi solar cell. Sistem masih dapat bekerja dengan baik pada level tegangan 4.89 VDC. Pada catu daya 12 VDC memiliki nilai keluaran 11.38 VDC ini berbeda dengan tegangan idel dari IC LM 7812 yakni sebesar 12 VDC, tetapi hal ini tidak terlalu berpengaruh pada pergerakan motor DC.

4.5.2 Sensor Cahaya LDR

Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian, nilai ADC pada sensor cahaya berbeda-beda. Hal-hal yang mempengaruhi perbedaan nilai ADC tersebut adalah intensitas cahaya matahari. Saat matahari bergerak maka semakin sedikit cahaya matahari yang dapat dikenakan ke LDR. Sedikitnya cahaya matahari yang mengenai LDR semakin kecil nilai ADC begitu juga sebaliknya. Pada pengujian dapat dilihat data ADC yang hampir sama.

4.5.3 Motor DC

Berdasarkan hasil pengujian dan pengukuran yg dilakukan dapat dilihat konsumsi motor bawah saat bergerak sebesar ± . dan tegangan sebesar ± . . arus dan tegangan berubah-ubah sesuai dengan sudut pergerakan dan pada saat navigasi solar cell sudah tepat dengan cahaya matahari maka motor bawah akan berhenti dan motor atas akan bergerak agar tegak lurus dengan matahari kemudian akan berhenti. Pada saat berhenti motor memiliki feedback dari motor DC ke rangkaian driver motor sebesar ± . dan tegangan sebesar ± . ini menyebabkan motor tidak bisa berhenti dengan sempurna karena ada sedikit pergerakan dari motor saat tegak lurus dengan matahari.

4.5.4 Potensiometer Sebagai Sensor Posisi

Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian potensiometer dapat dilihat perubahan nilai ADC sesuai dengan perubahan sudut dari potensiometer jika diputar kearah sudut yang lebih besar ini disebabkan oleh pembagi tegangan yang terdapat pada potensiometer yang mempengaruhi nilai ADC. Hasil pengukuran dengan multitester ini juga berbanding lurus dengan nilai luaran potensiometer yakni tegangannya

(42)

BAB 5

Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan proses perancangan, pembuatan dan pengujian alat serta dengan membandingkan dengan teori-teori penunjang dan data yang telah di dapat maka dapat disimpulkan :

1. Dari alat yang telah dibuat yakni navigasi solar cell dapat menghadap tegak lurus dengan arah dari cahaya matahari dapat dilihat dari data LDR1, LDR2, LDR3 dan LDR4 yang memiliki nilai yang sama.

2. Catu daya dapat mengatur tegangan dari 15 VDC dan 6 VDC menjadi 12 VDC dan 5 VDC untuk mensuplai motor DC dan mikrokontroler.

3. Terdapat arus feedback dari motor DC ke rangkaian driver motor yakni sebesar

±0.3 A

4. Sensor cahaya bekerja dengan baik karena terjadi perubahan nilai ADC saat matahari bergerak sehingga mampu mengerakan mekanik kearah matahari dari pagi hingga sore.

5.2 Saran

Pada pengerjaan tugas akhir ini tentu tidak lepas dari berbagai macam kelemahan dan kekurangan, baik itu pada sistem maupun pada peralatan yang telah dibuat. Untuk memperbaiki kekurangan dari peralatan tersebut, maka perlu untuk perancangan sistem navigasi solar sell agar menambahkan satu buah 1 LDR dibagian tengah sebagai acuan kondisi malam hari.

(43)

Daftar Pustaka

[1] Deepthi.S, Ponni.A, Ranjitha.R, R Dhanabal, “Comparison of Efficiencies of Single-Axis Tracking System and Dual-Axis Tracking System with Fixed Mount”, International Journal of Engineering Science and Innovative Technology (IJESIT), Vol 2, Issue 2,March 2013

[2] Owen Bishop, “Potensiometer”, Dasar-dasar Elektronika, Kidlington: Elsevier Ltd, 2002, pp 32.

[3] EMS 30 A H-Bridge, innovativeeletronics., Surabaya 2009

[4] Ryan Syafi’i,” Robot otomatis KRI BARELANG 5.2.” Tugas Akhir, Politeknik Negeri Batam, Batam, 2013.