POMPA AIR AQUARIUM MENGGUNAKAN SOLAR PANEL TUGAS AKHIR MUHAMMAD IRWANSYAH

POMPA AIR AQUARIUM MENGGUNAKAN

SOLAR PANEL

TUGAS AKHIR

Oleh :

MUHAMMAD IRWANSYAH

3211001036

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III

Program Studi Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

POLITEKNIK NEGERI BATAM

LEMBAR PENGESAHAN

POMPA AIR AQUARIUM MENGGUNAKAN

SOLAR PANEL

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya

Pada

Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam

Batam, 12 Juli 2013 Mengetahui / Menyetujui :

ABSTRAK

Aplikasi ini dibuat untuk salah satu pengematan penggunaan supply daya listrik dengan menggunakan solar panel sumber utama, dengan aplikasi ini dapat diharapkan mampu dalam pemakian listrik lebih dapat terjangkau dan kemudian penggunaan dalam menggunakan pompa air aquarium adalah salah satu bila mana terjadi pemadaman listrik maka back up menggunakan solar panel dan inverter salah satu mengubah dc ke ac untuk menghidupkan pompa air aquarium tersebut, karena siklus air dalam aquarium tidak boleh padam dikarenakan oksigen dalam air akan berkurang.

Pompa air aquarium menggunakan solar panel dirancang dengan cara menggunakan beberapa alat yaitu : solar panel, control charger, baterai atau aki, dan

inverter, berupa alat utama untuk menghidupkan pompa air aquarium tersebut.

Alat yang dibuat dari empat bagian utama, bagian pertama yaitu solar panel untuk sumber utama dari energi matahari menjadi tegangan awal dc, bagian kedua yaitu control charger untuk salah satu pengecasan pada baterai atau penyimpanan daya yang dihasilkan dari solar panel tersebut, bagian ketiga yaitu inverter salah satu pengubah tegangan dc dari battery ke ac 220vac dengan bantuan trafo stup up untuk menjadi tegangan 220 vac dan frekuensi 50 Hz, serta bagian ke lima yaitu pompa air aquarium sebagai salah beban utama dalam aplikasi tersebut.

ABSTRACT

This application is made for one of the Observation of the use of the supply of electric power by using solar panels the main source, with this application can be expected to be able to use electricity more affordable and then use the use the water pump is one when where a power outage then back up using solar panel one of the panels and inverters convert dc to ac to turn the water pumps, because of the water cycle in the tank should not be extinguished due to oxygen in the water will be reduced.

Pump water using the solar panel designed with a way using the several divece namely: solar panel, control charger, battery , and inverter, the form of divece main for the liven up water pump such.

Tool made of four main parts, the first part is the solar panel to the ultimate source of solar energy into initial dc voltage, the second part is the control one charger for charging the battery or storage of power generated from the solar panels, an inverter is one of the three parts a voltage converter dc from battery to ac 220VAC with the help of a transformer stup up to a voltage of 220VAC, as well as part of the fifth is the water pump as the main load in the application.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis aturkan kepada Allah S.W.T, karena berkat dan rahmat-nya

penulis dapat meneyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul “Pompa Air

Menggunakan Solar Panel”. Tidak lupa shalawat beriring salam, penulis sampaikan kepada junjungan alam Nabi besar Muhammad S.A.W, Karena berkat beliaulah kita dapat merasakan zaman saat ini yang penuh dengan ilmu pengetahuan dan teknologi.

Penulisan laporan tugas akhir ini dimaksudkan untuk melengkapi persyaratan kelulusan tingkat Diploma III program Studi Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam, Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka penulis mencoba untuk mengaplikasikan sebuah sistem dalam bentuk dengan menggunakan solar panel, Fungsi penggunaan solar panel tersebut adalah untuk salah satu penghematan dalam pemakaian sumber daya listrik sekarang dan perawatan lebih mudah efesien.

Penulis menyadari bahwa apa yang telah penulis lakukan dalam penyusunan buku tugas akhir ini masih terlalu jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang berguna dalam penyempurnaan-penyempurnaan system ini dimasa yang akan datang, semoga apa yang telah penulis lakukan ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Dalam perencanaan dan pembuatan hingga selesainya tugas akhir ini penulis tidak lepas dari bantuan pihak-pihak yang sangat membantu, Sehingga pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Allah S.W.T, Atas anugrah yang telah diberikan kepada penulis. 2. Kedua Orang tua dan keluarga atas jasa, do’a, bimbingan dan nasehat. 3. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto, Selaku Direktur Politeknik Negeri Batam 4. Bapak Sumantri Kurniawan, ST, MT. Selaku Ka.Jurusan Teknik

Elektronika Politeknik Negeri Batam.

5. Bapak Heru Wijanarko, ST selaku Ka.Prodi Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam

6. Bapak Didi Istardi,M.Sc Selaku dosen wali serta pembimbing pada tugas akhir ini.

7. Bapak Iman Fahruzi, MT Selaku dosen pengampu mata kuliah tugas akhir. 8. Seluruh dosen-dosen Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam.

9. Dan tidak lupa kepada seluruh teman-teman dan senior telah memberikan motifasi, orongan serta masukan, demi terselesaikannya buku laporan ini.

Batam, Juni 2013

DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR PENGESAHAN………... i ABSTRAK………. ii ABSTRACT……….. iii KATA PENGANTAR……….. iv DAFTAR ISI……… v DAFTAR GAMBAR……… ix DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN……… 1 1.1 Latar Belakang………. 1

1.2 Tujuan dan Manfaat……… 2

1.3 Rumusan Masalah……….. 2

1.4 Batasan Masalah………. 2

2.2 Baterai Charger……… 5

2.2.1 Rangkaian Baterai Charger………. 6

2.3 inverter……….. 6

2.3.1 Inverter Berdasarkan Bentuk Gelombang……….. 7

2.3.2 Prinsip Kerja Inverter………. 8

2.3.3 Jenis-Jenis Inverter Bentuk Gelombang……… 8

2.4 Baterai……… 11

2.4.1 Jenis – Jenis Baterai……… 11

2.4.2 Perhitungan Baterai……… 12

2.4.3 Prinsip Kerja Baterai……….. 12

2.5 Pompa Aiar Aquarium………. 12

2.6 Transformator………. 13

2.6.1 Prinsip Kerja Tranformator……….. 13

2.6.2 Jenis – Jenis Transformator………. 13

BAB III PERANCANGAN SISTEM……….. 14

3.1 Modul Solar Cell……….. 15

3.2 Perancangan Mekanik………. 15

3.2.1 Perancangan Mekanik Aquarium………. 15

3.2.2 Perancangan Rangka Mekanik Solar Cell………. 16

3.2.3 Perancangan Kotak Box Rangkaian………. 16

3.3 Perancangan Rangkaian….……… 17

3.3.2 Perancangan Rangkaian Inverter……… 20

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM……….. 22

4.1 Pengukuran……….. 22

4.1.1 Pengukuran Rangkaian Beterai Charger……… 22

4.1.2 Hasil Pengukuran Keluaran Solar Cell Dan Arus………. 23

4.1.3 Hasil Pengukuran Keluaran Baterai Charger Dan Arus………… 24

4.1.4 Hasil Pengukuran Rangkaian Inverter……….. 25

4.2 Pengujian………... 29

4.2.1 Pengujian Rangkaian Charger………. 29

4.2.2 Pengujian Rangkaian Inverter………. 29

4.2.3 Pengujian Tegangan Baterai Menggunakan Inverter………. 30

4.2.4 Pengujian Pengecasan Pada Baterai……… 33

4.3 Analisa Sistem……… 33

4.3.1 Solar Cell………. 33

4.3.2 Rangkaian Charger………. 33

DAFTAR PUSTAKA……… 38 LAMPIRAN A DATA SHEET……… 39 RIWAYAT HIDUP PENULIS………. 40

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Gambar Baterai Charger………. 5

2.2 Schematic Rangkaian Baterai Charger………... 6

2.3 Gambar Bentuk Gelombang Sine wave, Modifed dan Squarewave………….. 7

2.4 Gambar Prinsip Kerja Inverter……… 8

2.5 Rangkaian Inverter Setengah Gelombang……….. 9

2.6 Bentuk Inverter Setengah Gelombang……… 9

2.7 Rangkaian Inverter Gelombang Penuh………... 10

2.8 Bentuk Inverter Gelombang Penuh……… 10

3.1 Gambar Diagram Blok Alat……… 14

3.2 Gambar Bentuk Aquarium……….. 15

3.3 Gambar Rangka Kedudukan Solar Cell……….. 16

3.4 Gambar Perancangan Kotak Box Rangkaian……….. 17

3.5 Gambar Schematic Rangkaian Baterai Charger………. 17

3.6 Gambar Schematic Rangkaian Inverter……….. 20

3.7 Gambar Rangkaian Pengatur Frekuensi Pada Inverter IC 4047………. 21

4.1 Gambar Pengukuran Masukan Sampai Keluaran Rangkaian Charger……….. 22

4.2 Pengukuran Masukan Inverter Sampai Keluaran Pada Rangkaian Inverter….. 25

4.3 Gambar Gelombang Keluaran Baterai……… 26

4.4 Gambar Gelombang Keluaran Inverter……….. 26

4.5 Gambar Pengukuran Pada Kaki IC 10 dan 11 Sebagai Keluaran AC………… 27

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

4.1 Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Charger……….. 23

4.2 Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Solar Cell dan Arus Ke Charger…….. 23

4.3 Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Baterai Charger Dan Arus Ke Baterai. 24 4.4 Pengukuran Test Point Pada Rankaian Inverter……… 27

4.5 Pengukuran Test Point Pada Kaki IC 10 dan 11 IC 4047……….. 27

4.6 Pengukuran Keluaran Inverter Sesudah Trafo………... 28

4.7 Pengujian Inverter Tanpa Beban dan Berbeban……… 29

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi baru dan terbarukan mulai mendapat perhatian sejak terjadinya krisis energi dunia yaitu pada tahun 70-an dan salah satu energi itu adalah energi surya. Cahaya matahari jumlahnya melimpah dan bahkan untuk Negara tropis, Penyinaran matahari hampir sepanjang tahun. Oleh karena itu pembangkit listrik tenaga surya sangat cocok untuk diaplikasikan di Indonesia.

Tenaga surya memiliki beberapa keuntungan antara lain energinya tersedia secara cuma-cuma, Perawatannya mudah dan tidak ada komponen yang bergerak sehingga tidak menimbulkan suara/kebisingan, Serta mampu bekerja secara otomatis. Akan tetapi tenaga surya juga memiliki kendala yaitu energi yang dihasilkan tergantung pada intensitas cahaya matahari yang tidak tersedia 24 jam sehari sehingga diperlukan suatu media penyimpanan energi berupa baterai sebagai sumber pada saat intensitas cahaya menurun atau bahkan tidak ada sama sekali.

Proses pengisian baterai diatur dengan baterai charger. Tegangan yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik berupa tegangan DC maksimal tegangan 21.09 Volt dc. Apabila digunakan untuk menyuplai pompa air aquarium maka diperlukan peralatan tambahan untuk mengkonversi tegangan DC menjadi AC. Untuk menyesuaikan tegangan AC tersebut maka ditambah trafo. Pada tugas akhir ini merancang inverter jenis pushpull untuk diaplikasikan pada sistem pompa air aquarium fotovoltaik dengan spesifikasi tegangan input DC 12V dari baterai, tegangan output 220 V AC frekuensi 50 Hz dengan keluaran berbentuk gelombang kotak (square wave). [5]

1.2 Tujuan dan Manfaat

 Tujuannya yang ingin dicapai dalam tugas akhir ini adalah :

1. Rancang bangun pompa air aquarium menggunakan solar cell sebagai sumber energi utama.

 Manfaat dibuatnya alat ini adalah untuk suatu permasalahan sumber daya

listrik untuk penghematan dalam pemakaian listrik untuk di rumah mau pun di luar rumah.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan pentingnya alat penggunaan solar panel menggunakan pompa air aquarium yang telah diuraikan pada latar belakang, maka perumusan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana cara pengambilan data pencahayaan maksimal pada solar panel tersebut?

2. Bagaimana cara inverter tersebut dari sumber DC to AC bisa bekerja?

1.4 Batasan Masalah

Perlu diberikan beberapa batasan masalah dengan tujuan agar pembahasan tidak meluas atau menyimpang dari tujuan.

Berdasarkan pemaparan latar belakang diatas maka dapat diidentifikasikan batasan masalah dari system yang dirancang ini adalah :

1. Tidak membahas kecepatan Pompa air saat di hidupkan.

2. Pompa air aquarium yang di gunakan dengan daya di bawah 100 Watt.

3. Tidak membahas pengaruh suhu permukaan solar panel terhadap daya yang dihasilkan pada solar panel.

4. Tidak membahas struktur kimia batterai secara detail.

1.5 Metodologi

Dalam pembuatan laporan tugas akhir ini penulis memperoleh referensi dan informasi dari dosen pembimbing tugas akhir, dosen-dosen teknik elektro, internet, buku-buku perpustakaan dan jurnal, maupun media lainya yang berhubungan dengan materi yang dikerjakan. Sedangkan data dari alat diperoleh dengan menggunakan metode

pengukuran dan pengujian serta analisa. Hasil pengujian penulis melakukan perbandingan antara teori dengan hasil yang didapat.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan merupakan bagian dari penulisan laporan yang mempunyai tujuan untuk mempermudah pembaca dalam memahami isi yang terkandung dalam laporan ini. Dalam penulisan laporan ini dibagi menjadi beberapa bagian bab berdasarkan pokok pembahasanya yaitu :

BAB I. Pendahuluan berisikan latar belakang masalah, tujuan dan manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, metodelogi penulisan, sistematika penulisan.

BAB II. Landasan teori yang berisi penjelasan tentang teori-teori yang digunakan penulis untuk mendukung dalam menyelesaikan tugas akhir.

BAB III. Perancangan sistem, menggambarkan desain mekanik dan desain elektronik secara lengkap.

BAB IV. Pengujian dan analisa data sistem menjelaskan tentang cara pengujian dan menganalisa system data tersebut.

BAB V. Penutup yang berisi pernyataan singkat dari hasil pengujian dan analisa yang dilakukan penulis, meliputi kesimpulan yang ditarik penulis serta saran-saran yang dapat membantu dalam pengembangan lebih lanjut.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Solar Cell

Solar cell terdiri dari silikon, silikon mengubah intensitas sinar matahari menjadi

energi listrik, saat intensitas cahaya berkurang (berawan, hujan, mendung) energi listrik yang dihasilkan juga akan berkurang. Dengan menambah solar cell (memperluas) berarti menambah konversi tenaga surya. Sel silikon di dalam solar cell panel yang disinari matahari/ surya, membuat photon bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah sel silikon menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun). Solar cell panel module memiliki kapasitas keluaran: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan keluaran daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk perhitungan daya yang dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam.

2.1.1 Solar Cell Polikristal

Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Type polikristal memerlukan permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilakan daya listrik saat mendung.

2.1.2 Solar Cell Monokristal

Merupakan panel yang paling efesien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efesiensi sampai 15%. Kelemahan dari panel ini adalah tidak akan baik bila mana cahaya mataharinya kurang(teduh), efesiensinya akan turun drastis bila mana berawan.

2.2. Baterai Charger

Battery Charger merupakan otak pengaturan sistem charging dari solar Cell

yang didesain multi fungsi. Charger bisa difungsikan sistem normal atau auto load. Pada posisi normal tegangan keluaran load tetap bekerja walaupun pada saat pengisian dari solar cell maupun tanpa pengisian. Posisi auto load tegangan keluaran load tidak akan bekerja selama tegangan/arus dari solar cell mengisi baterai. Solar Charger biasanya terdiri dari : 1 masukan ( 2 terminal ) yang terhubung dengan keluaran panel sel surya, 1 keluaran ( 2 terminal ) yang terhubung dengan baterai / aki dan 1 keluaran ( 2 terminal ) yang terhubung dengan

2.2.1 Rangkaian Baterai Charger

Penggunaan komponen-komponen penting pada rangkaian di atas yaitu LM 317 sebagai regulator, dan dioda 1N4004 sebagai penyearah keluaran dioda silicon cut sebesar 0.7 V, serta dioda zener 12 V sebagai cut off tegangan pada baterai saat tegangan baterai 12 V ke atas maka saat dioda zener aktif maka TIP 122 mendapatkan arus dan led 2 akan menyala.

2.3. Inveter

Inverter merupakan suatu alat yang dipergunakan untuk mengubah tegangan searah

menjadi tegangan bolak-balik dan frekuensinya dapat diatur. Inverter ini sendiri terdiri dari beberapa sirkuit penting yaitu sirkuit converter (yang berfungsi untuk mengubah daya komersial menjadi dc serta menghilangkan ripple yang terjadi pada arus ini) serta sirkuit inverter (yang berfungsi untuk mengubah arus searah menjadi bolak-balik dengan frekuensi yang dapat diatur-atur). Inverter juga memiliki sebuah sirkuit pengontrol.

Dan juga Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Curent). Keluaran suatu inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine

wave), gelombang kotak (square wave) dan sinus modifikasi (sine wave modified). Sumber

tegangan DC yang lain. Inverter dalam proses mengubah tegangn DC menjadi tegangan AC membutuhkan multivibrator.

2.3.1 Inverter Berdasarkan Bentuk Gelombang

1. Sine Wave inverter, yaitu inverter yang memiliki tegangan keluaran dengan bentuk gelombang sinus murni, inverter jenis ini dapat memberikan supply tegangan ke beban (inductor) atau motor listrik dengan efesiensi daya yang baik.

2. Sine Wave Modifed inverter, yaitu inverter dengan tegangan keluaran berbentuk gelombang kotak yang dimodifikasi sehingga menyerupai gelombang sinus,

inverter ini mempunyai efesiensi daya yang rendah apabila digunakan untuk

mesupplay beban inductor atau motor listrik.

3. Square Wave Inverter, yaitu inverter dengan keluaran berbentuk gelombang kotak, inverter jenis ini tidak dapat digunakan untuk untuk mensuply ke beban induktif atau motor listrik.

2.3.2 Prinsip Kerja Inverter

Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan dengan menggunakan 4 sakelar seperti ditunjukan pada gambar 2.3. Jika saklar S1 dan S2 kondisi ON maka akan mengalir arus DC ke beban R dari arah kiri ke kanan, Jika sakelar S3 dan S4 yang ON maka akan mengalir arus DC ke beban R dari kanan ke kiri, Inverter biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa ( pulse width modulation-pwm ) dalam proses konvernsi tegangan DC menjadi tegangan AC.

2.3.3 Jenis– jenis Inverter Berdasarkan Bentuk Gelombang 1. Inverter Setengah Gelombang

Prinsip kerja dari inverter setengah gelombang dapat dijelaskan dengan gambar 2.1(a) Ketika transistor Q1 yang hidup untuk waktu T0/2, tegangan pada beban V0 sebesar Vs/2. Jika transistor Q2 hanya hidup untuk T0/2, Vs/2 akan melewati beban. Q1 dan Q2 dirancang untuk bekerja saling bergantian. Pada gambar 2.1(b) menunjukkan bentuk gelombang untuk tegangan keluaran dan arus transistor dengan beban resistif.

2. Inverter Gelombang Penuh

Inverter gelombang penuh ditunjukkan pada gambar 2.8. Ketika

transistor Q1 dan Q2 bekerja (ON), tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF). Selanjutnya, transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF), maka pada beban akan timbul tegangan –Vs. Bentuk gelombang ditunjukkan pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Rangkaian Inverter Gelombang Penuh

Gambar 2.8 Bentuk Inverter Gelombang Penuh

2. Inverter Gelombang Penuh

Inverter gelombang penuh ditunjukkan pada gambar 2.8. Ketika

transistor Q1 dan Q2 bekerja (ON), tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF). Selanjutnya, transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF), maka pada beban akan timbul tegangan –Vs. Bentuk gelombang ditunjukkan pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Rangkaian Inverter Gelombang Penuh

Gambar 2.8 Bentuk Inverter Gelombang Penuh

2. Inverter Gelombang Penuh

Inverter gelombang penuh ditunjukkan pada gambar 2.8. Ketika

transistor Q1 dan Q2 bekerja (ON), tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF). Selanjutnya, transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF), maka pada beban akan timbul tegangan –Vs. Bentuk gelombang ditunjukkan pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Rangkaian Inverter Gelombang Penuh

Berdasarkan jumlah fasa keluaran

 Inverter 1 fasa, yaitu inverter dengan keluaran 1 fasa.  Inverter 2 fasa, yaitu inverter dengan keluaran 3 fasa.

Berdasarkan cara pengaturan tegangan

 Voltage Fed Inverter (VFI) yaitu inverter dengan tegangan masukan yang

diatur konstan.

 Current Fed Inverter (CFI) yaitu inverter dengan arus masukan yang diatur

konstan

 Variable dc linked inverter yaitu inverter dengan tegangan masukan yang

dapat diatur.

2.4. Baterai

Baterai adalah obyek kimia penyimpan arus listrik. Dalam sistem solar cell, energi

listrik dalam baterai digunakan pada malam hari dan hari mendung. Karena intensitas sinar matahari bervariasi sepanjang hari, baterai memberikan energi yang konstan.

Baterai tidak seratus persen efisien, beberapa energi hilang seperti panas dari reaksi

kimia, selama charging dan discharging. Charging adalah saat energi listrik diberikan kepada baterai, Discharging adalah pada saat energi listrik diambil dari baterai. Satu cycle adalah charging dan discharging. Dalam sistem solar cell, satu hari dapat merupakan contoh satu cycle baterai (sepanjang hari charging, malam digunakan/ discharging).

2.4.2 Perhitungan Baterai

Sebuah baterai dengan kapasitas 1 amp-hour seharusnya mampu menyuplai arus secara kontinu sebesar 1 A selama 1 jam, atau 2 A selama ½ jam, atau 1/3selama 3 jam, dan seterusnya hingga benar-benar isinya habis. Pada sebuah baterai yang ideal, hubungan antara arus yang kontinu dan waktu discharge adalah stabil dan mutlak, Tetapi baterai yang asli tidak mungkin, Ketika kapasitas amp-hour digunakan pada baterai, Maka nilai ini akan dibatasi oleh nilai arus tertentu, atau lama pemakain tertentu, atau dapat diasumsikan waktu penggunaannya adalah 8 jam (bila faktor pembatasnya tidak tertera).

2.4.3 Prinsip Kerja Baterai

Bila sel dihubungkan dengan beban maka, negatif mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya negatif yang bergerak dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi negatif untuk mengalir.

2.5. Pompa Air Aquarium

Pompa adalah mesin atau peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisi keluar atau

discharge dari pompa.

Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan

hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan-peralatan berat.

Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, Sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan dan pada penggunaan pompa pada saat ini adalah pompa Air Aquarium yang di gunakan untuk daerah indor saja.

2.6. Transformator

Transformator atau trafo adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai masukan, Kumparan kedua (sekunder) yang bertindak sebagai keluaran, Dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

2.6.1 Prinsip Kerja Transformator

Pada dasarnya transformator terdiri dari dua kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Dimana tegangan pada pada kumparan primer akan ditransformasikan (diubah) pada kumparan sekunder, yang besarnya tergantung dari masing-masing jumlah lilitan pada kedua kumparan tersebut. Bila pada kumparan primer terdapat N1 lilitan yang diberi sumber tegangan V1 dan pada kumparan sekunder terdapat N2 lilitan maka pada kumparan sekunder terdapat tegangan dengan persamaan :

1 =

2 ……….(2.1)

Dengan :

V2 : tegangan sekunder (V) V1 : tegangan primer (V) N2 : jumlah lilitan sekunder N1 : jumlah lilitan primer

2.6.2 Jenis– Jenis Transformator 1. Step– Up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Solar cell sebagai masukan dapat mengalirkan tegangan maksimal sebesar 21.9

Vdc kepada baterai charger yang berfungsi sebagai pengecasan untuk aki 12 V/4AH, Dan dari aki menuju inverter yaitu salah satu mengubah tegangan DC pada aki ke AC, Kemudian setelah dari inveter yaitu beban pompa air aquarium 1 buah sebagai keluaran.

Adapun gambaran umum tentang alat dapat dilihatpada blok diagram :

Battery Solar Panel Charger Inverter Pompa Air Aquarium Aquarium

3.1. Modul Solar Cell

Modul solar cell ada beberapa jumlah sel fotovoltaik, dan berikut adalah spesifikasi

solar cell tersebut:

Maximum Power (+10% / -5%) (Pmax) : 30 W

Maximum Power Voltage (Vpm) : 17.28 V

Maximum Power Current (Ipm) : 1.74 A

Open voltage (VOC) : 21.6 V

Short circuit (ISC) : 1.91 A

Jumlah Sel fotovoltaik : 36

Material Sel fotovoltaik : Silikon biru

Efisiensi : 3 %

3.2. Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik pada alat ini menggunakan plat alumunium atau holow yaitu hanya untuk salah satu kedudukan pada solar cell tersebut dan perancangan box rangkaian serta perancangan aquarium tersebut dapat di uraikan.

Bentuk dan dimensi dari masing-masing device dapat di lihat dari keterangan di bawah ini :

3.2.1 Perancangan Mekanik Aquarium

Dimensi Aquarium :

 Panjang : 42.5 cm  Lebar : 19.5 cm  Tinggi : 25.5 cm

Yang mana dalam pembuatan mekanik aquarium tersebut tesebut menggunakan

3.2.2 Perancangan Rangka Mekanik Solar cell

Dimensi Rangka Mekanik :

 Tinggi tiang depan : 27 cm

 Tinggi tiang belakang : 50 cm

 Panjang : 54.5 cm

 Lebar : 54.5 cm

 Tebal hollow : 3.5 cm

Yang mana dalam pembuatan rangka mekanik kedudukan solar cell ini menggunakan plat holow yaitu plat alumunium yang tidak mudah berkarat dan gampang di bentuk.

3.2.3 Perancangan Kotak box Rangakaian

Dimensi Kotak Box :

 Panjang : 35.4 cm  Lebar : 16.5 cm  Tinggi : 18.5 cm

Yang mana dalam box tersebut terdiri dari 2 buah device rangkaian berserta alat lainya yang memiliki fungsi kerja saling berkaitan, adapun dari device-device tersebut adalah :

1. Rangkaian inverter 2. Rangkaian charger

4. Stop kontak

5. Baterai 12 V 3.5 AH

3.3. Perancangan Rangakaian

Perancangan dan pembuatan sistem pompa air aquarium menggunakan solar cell ini mempunyai beberapa unsur dari masing-masing saling berhubungan, sehingga dapat alat berfungsi dengan baik, dari beberapa unsur tersebut adalah : battery charger regulator,

inverter. Serta penjabaran dari setiap device tersebut adalah :

3.3.1 Perancangan Batterai Charger

Perancangan sistem sangat di butuhkan dalam pembuatan tugas akhir ini : Gambar 3.4 :Gambar Perancangan Kotak Box Rangkaian

Pada rangkaian diatas dapat dijelaskan bahwa masukan pertama adalah penerima masukan dari solar cell kemudian melalui dioda sebagai penyearah tegangan masuk setelah melalui dioda T1 LM 317 sebagai regulator tegangan dan R2 serta R3 adalah pembagi tegangan keluaran T1 regulator, Serta fungsi D2 adalah bila mana tegangan pada baterai sudah mencapai pada puncaknya maka arus tidak mengalir ke rangkaian regulator tersebut, Kemudian fungsi D3 zener 12 V adalah cut off membaca tegangan pada baterai saat mencapai 12 V ke atas maka D3 akan aktif dan memutus arus mengalir melalui sisi positif D3 untuk dan kaki base TIP 122 mendapatkan arus maka kaki collector TIP 122 mendapatkan tegangan untuk menyalakan LED 2.

Pada perancangan baterai charger terdapat beberapa komponen utama yang digunakan, Sebagaimana yang sudah di jelaskan di bab II, Komponen tersebut mempunyai landasan penggunaan pada peracangan baterai charger ini, adapun alas an penggunaan dari masing-masing komponen ini adalah :

 LM 317 atau disebut dengan ic regulator adalah untuk menstabilkan

tegangan dc , Bahwa di tegangan dc itu ada tegangan ripple , Tegangan

ripple ini terjadi karena kurang bagusnya penyearah (dioda) yang dipakai.

Maka dari itu digunakanlah ic regulator ini untuk mengecilkan tegangan

ripple ini.

 R2 dan R3 adalah salah satu pembagai tegangan untuk keluaran pada LM

317 tersebut, adapun hitungan-hitungan pembagi tegangan tersebut bila mana Vin = 20 Vdc.

 D2 1N4004 salah satu dioda yang di pakai bila mana tegangan pada aki atau

baterai sudah pada puncaknya 12.4 V atau lebih maka arus tidak akan berbalik ke rangkaian regulator maka fungsi D2 di sini sebagai tembok arus bila mana tegangan pada baterai sudah di atas 12 V.

 D4 salah satu dioda zener 12 V, diode zener ini akan aktif bila mana

tegangan yang melewatinya sudah melebihi 12 V dan maka zener akan mengeluarkan arus untuk menuju kaki Base T2.

 T2 salah satu transistor NPN, dan cara kerja transistor ini pada rangkaian di

atas, bila mana mendapat arus dari kaki base dari D4 maka kaki collector pada T2 akan mengeluarkan arus untuk menghidupkan led 2 sebagai salah satu indicator bila mana tegangan pada baterai sudah mencapai 12 V ke

 R3 dan R4 digunakan sebuah resistor dengan bahan metal yang memiliki

nilai tahanan sebesar 1 ohm dengan daya 2 watt, nilai tahanan 1 KΩ ini l, diperoleh dari hasil konsumsi arus yang akan diambil oleh sebuah led, secara normal dengan kondisi stabil sebuah led akan mengkomsumsi arus sebesar kurang lebih 25 mA( 0.025 A ) sehingga nilai hambatan arus (R).

 Nilai resistansi 1 KΩ yang digunakan sangat memberikan keamanan bagi

sebuah led, karena daya tahan arus yang diberikan oleh resistor tersebut lebih besar sehingga arus yang akan dikeluarkan akan menjadi kecil. Secara perhitungan arus yang mengalir pada led.

 Sedangkan nilai daya yang dipilih 2 watt bertujuan untuk mereduksi hasil

panas yang dihasilkan setelah melakukan penahanan arus secara berlanjut, secara perhitungan daya total.

 Sedangkan nilai actual resistor yang di pasang pada perancangan

rangakaian charger pada R3 dan R3 ini adalah 1 watt. Nilai ini sangat bagus digunakan karena beban daya yang akan ditahan oleh resistor tersebut lebih kecil dibandingkan kemampuan daya tahan pada resistor tersebut.

 D1 LED ( Light Emiting Diode ) adalah sebuah lampu indicator yang

dipasang pada keluaran LM 317 pada rangakaian charger. Indicator ini bertujuan untuk memberikan petunjuk bahwasanya rangakaian charger tersebut sudah bekerja atau belum. Bila kondisi LED hidup maka arus kondisi bekerja dan sedangkan mati maka kondisi tidak bekerja.

3.3.2 Perancangan rangkaian inverter

Perancangan sistem sangat di butuhkan dalam pembuatan proyek akhir ini, dan pada perancangan sistem alat ini daapt di lihat pada gambar 3.3.2 :

Pada rangkaian diatas dapat dijelaskan bahwa kaki masukan pertama adalah penerima masukan dari solar cell kemudian melalui C5 capasitor polar sebagai berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian inverter masukan dari baterai , Kapasitor sebagai

ripple filter, Disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang

berfungsi untuk memotong tegangan ripple. Dan pada rangkaian inverter ini menggunakan IC 4047 sebagai multivibrator.

Pada perancangan inverter terdapat beberapa komponen utama yang digunakan, sebagaimana yang sudah di jelaskan sedikit di bab II, Komponen tersebut mempunya landasan penggunaan pada peracangan inverter ini, Inverter ini terdapat 2 jenis yaitu gelombang sinus murni dan sinus modifikasi, Adapun alasan penggunaan dari

 C5 2200uf/35v capasitor polar sebagai berfungsi sebagai filter pada sebuah

rangkaian inverter masukan dari baterai, Yang dimaksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, Disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.

 D3 1N4004 yaitu pada rangkaian inverter ini sebagai penyearaah dan dioda

di sini juga sebagai penahan arus balik ke baterai.

 T5 dan T6 A733 sebagai pembangkit pulsa sinus soidal dari IC 4047

sebagai multivibrator dan kemudian A733 mendapatkan pulsa da frekuensi berubah menjadi 50 Hz dan gelombang yang di hasilkan belum sepenuhnya sempurna maka di perlukan Transistor IRFZ44N sebagai penaik gelombang sinus soidal.

Pada inverter ini memiliki komponen utama atau sistem yang dibutuhkan yaitu pada ic 4047, fungsi dari ic ini adalah sebagai pembentuk gelombang pulsa atau disebut dengan multivibrator yaitu menghasilkan frekuensi 50 Hz.

`

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

4.1. Pengukuran

Pengukuran pada alat ini dilakukan untuk mendapatkan data dam untuk mengetahui kinerja dari sebuah sistem yang telah dirancang. Kemudian hasil dari pengolahan alat tersebut dibandingkan dengan data kuantitatif maupun teori yang berhubungan dengan prinsip kerja alat tersebut, Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem yang telah ada, apakah sesuai dengan spesifikasi alat yang telah dibuat atau tidak.

Besaran listrik yang di ukur adalah tegangan (Volt atau V), arus (Amper atau I) tahanan (Ohm atau Ω) dan besaran lainya yang di ukur adalah nilai frekuensi (Hertz), Pengukuran besaran-besaran ini menggunkan instrument pengukuran.

Instrument pengukuran yang digunakan adalah multimeter untuk mengukur besaran

listrik tahanan arus dan tegangan, serta oscilloscope digunakan untuk mengukur frekuensi dan perioda.

4.1.1 Pengukuran Rangkaian Baterai Charger

Pengukuran rangkaian charger dilakukan dengan menggunakan multimeter, Pada bagian charger ini ada beberapa point yang harus diukur diantaranya adalah masukan awal melalui dioda 1N4004 pada test point 1, Keluaran LM 317 sebagai regulator pada test point 2, Dan keluaran dari charger baterai saat melalui D2 dan R6 pada test point 3 , kemudian arus keluaran charger ke baterai pada test point 4, Setelah itu tegangan pada sisi positif dioda zener pada saat berbeban baterai pada tes point 5, Kemudian arus keluaran

`

dari panel surya ke charger pada test point 6.

Keluaran solar cell 21 V, Saat cuaca berubah-ubah bisa saja tegangan keluaran

solar cell juga berubah. Dan saat kondisi pengukuran dalam kondisi berbeban baterai

dengan tegangan awal 11.7 Vdc.

4.1.2 Hasil Pengukuran Keluaran Solar Cell Dan Arus

Pengukuran keluaran pada solar cell di lakukan dengan multimeter pada bagian yang di ukur adalah tegangan keluaran pada solar cell dan beserta arus keluaran solar cell ke rangakaian battery charger regulator dengan pengujian yang diukur dalam waktu rentang 3 hari berikut ini data tersebut

Nilai Tegangan dan Arus

NO Titik Pengukuran DC Volt Amper DC

1 TP 1 20.2 2 TP 2 18.9 3 TP 3 11.7 4 TP 4 5.6 mA 5 TP 5 0.44 6 TP 6 32.3 mA

Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Solar Cell dan Arus ke Charger

No Hari Tanggal Jam Pengukuran Arus Kondisi

1 Jumat 28 - 12 – 2012 10.00 WIB 21.05 V 32.8 mA Panas

11.00 WIB 21.00 V 32.3 mA Panas

12.15 WIB 21.06 V 32.1 mA Panas

13.00 WIB 18.98 V 30.8 mA Ber awan

`

4.1.3 Hasil Pengukuran Keluaran Baterai Charger Dan Arus

Pengukuran keluaran pada charger baterai di lakukan dengan multimeter pada bagian yang di ukur adalah tegangan keluaran pada charger baterai dan beserta arus keluaran charger baterai ke baterai atau aki dengan pengujian yang diukur dalam waktu rentang 3 hari berikut ini data tersebut :

Tabel 4.3 Pengukuran Tegangan Keluaran Pada Baterai Charger dan Arus Charger ke Baterai

No Hari Tanggal Jam Pengukuran Arus Kondisi

1 Jumat 28 - 12 - 2012 10.00 WIB 15.86 V 5.6 mA Panas

11.00 WIB 15.77 V 5.5 mA Panas

12.15 WIB 15.88 V 5.6 mA Panas

13.00 WIB 13.56 V 4.9 mA Ber awan

14.00 WIB 12.86 V 4.5 mA Mendung

2 Sabtu 29 - 12 - 2012 10.10 WIB 13.43 V 5 mA Ber awan

11.00 WIB 15.01 V 5.2 mA Panas

12.05 WIB 15.76 V 5.5 mA Panas

13.00 WIB 13.76 V 5.1 mA Ber awan

14.00 WIB 13.45 V 4.8 mA Ber awan

3 Minggu 30 - 12 - 2012 10.30 WIB 15.90 V 5.7 mA Panas

11.00 WIB 15.83 V 5.6 mA Panas

11.50 WIB 15.78 V 5.5 mA Panas

`

4.1.4 Hasil Pengukuran rangkaian inverter

Pengukuran rangkaian inverter dilakukan dengan menggunakan multimeter, Pada bagian rangkaian inverter ini, ada beberapa point yang harus di ukur diantaranya adalah masukan awal melalui sumber positif baterai dioda 1N4004 dan C5 2200uf/35v sebagai

filter tegangan masuk dari baterai pada test point 1, Keluaran pada sisi sebalah T2 yaitu

15.3 VAC karena keluaran sudah melalui transistor sebagai penguat tegangan dan frekuensi sudah mencapai 50 Hz pada test point 2, Keluaran dari T3 tidak jauh berbeda dari T2.

`

Transistor penguat tegangan dengan frekuensi sudah 50 Hz pada test point 3 , Tegangan sudah melewati dioda 1N4004 yaitu saat diukur menggunakan multimeter 11.3 VDC dikarenakan pada masukan awal baterai 12.11 VDC pada test point 4, Dan setelah itu pada T5 yaitu pengukuran menggunakan OSC dan gelombang yang di hasilkan kotak.

Gambar 4.3 Gambar Gelombang Keluaran Baterai

`

Nilai Tegangan DC dan AC

NO Titik Pengukuran DC Volt AC Volt

1 T1 12

2 T2 12.4

3 T3 12.4

4 T4 11.3

Tabel 4.4 Pengukuran Test Point Pada Rangkaian Inverter

`

Setelah mengetahui bahwa tegangan keluaran dari inverter adalah 13.1 volt dan frekuensi yag diinginkan, Maka selanjutnya adalah menghubungkan keluaran

inverter ke trafo agar teganga dinaikan menjadi 220 Ac.

Gambar 4.6 Pengukuran keluran Inverter Sesudah Trafo

Tabel 4.6 Pengukuran keluran Inverter Sesudah Trafo

Setelah melakukan pengukuran menggunakan oscilloscope pada keluaran inverter sesudah trafo dengan keluaran trafo sisi skunder 110 volt ac keluaran gelombang dapat dilihat pada gambar 4.7.

No Titik Pengukuran Tegangan

1 A - B 230 Volt

A B

`

Dari gambar 4.7 dengan hasil pengukuran gelombang menggunakan oscilloscope dengan hasil frekuensi 44 Hz, prioda 22.60ms, vmak 11.6 volt dan vrms 9.84 volt

4.2 Pengujian

Pengujian dilakukan untuk mengtahui kinerja dari sebuah rangkaian yang telah kita buat dan digunakan, Penulis menguji berdasarkan blok-blok sistem yang terdapat pada Tugas Akhir yang telah penulis rancang. Diantaranya rangkaian charger, rangkaian inverter.

4.2.1 Pengujian Rangkaian Charger

Pengujian ini dilakukan dengan memberikan tegangan masukan dari solar cell dan kemudian tegangan masukan solar cell maksimal 22 Volt DC setelah itu dioda 1N4004 sebagai penyearah masukan DC dan juga disana juga terdapat IC LM 317 sebagai

regulator dan masukan serta keluaran ratting LM 317 maksimal 40 Volt DC sesuai datasheet, Dan tergantung masukan awal berapa maka Vout LM 317.

Menentukan rangkaian pembagi tegangan R1 dan R2 pada rangkaian charger diatas yang sudah di tentukan R1 dan R2. Kemudian ada dioda zener sebagai pembanding tegangan, Bila mana tegangan pada aki 12 V ke atas maka dioda zener ini akan berkerja dan mengalirkan arus ke TIP 122 mengaktifkan led 2 bearti tegangan pada baterai sudah mencapai 12 Volt DC ke atas.

4.2.2 Pengujian Rangkaian Inverter

Pengujian rangkaian inverter ini dengan melakukan masukan awal yaitu baterai/aki 12 V DC, Kemudian dari keluaran inverter ada beberapa titik, Yaitu Titik 1 , Titik CT , Titik 2, Berarti titik 1 yaitu keluaran 13.1 V AC, Titik 2 CT berarti terhubung dengan positif dan titik 2 13.1 Volt AC dan kemudian keluaran inverter ini digunakan lagi sisi primer trafo step up, Maka sisi skunder dari trafo ini keluaran adalah 220 Volt AC dan sisi

`

4.2.3 Pengujian Tegangan Batterai Menggunakan Inverter

Tegangan masukan pada baterai 12 V 1.2 AH saat sebelum digunakan untuk baterai adalah 12.2 Volt Dc, Dan kemudian dihidupkan dengan penggunaan inverter dengan beban 20 watt selama kurang lebih 10 menit, Maka hasil yang didapat adalah :

Berarti 1.2 AH x 12 Volt = 14.4 dan di hidupkan Selama 10 menit maka sisa daya dan tegangan sesuai dengan perhitungan adalah :

10 menit x 60 detik = 1800 Detik

12.2 Volt DC tegangan awal baterai sesudah di pakai selama kurang lebih 10 menit turun menjadi 11.8 Volt DC dan arus Saat berbeban dengan 20 watt adalah :

I = V / R = 11.8 / 20 = 0.59 mA

Sedangkan daya pada baterai saat 10 menit pemakaian adalah : P = V . I = 11.8. 0.59 mA = 6.9 Watt/Hour

Serta Pengujian penggunaan baterai 12 Volt Dc 3.5 AH, Saat berbeban pompa air aquarium 20 watt, Selama penggunaan baterai 1 Jam 40 menit dapat dilihat ditabel berikut serta tegangan awal baterai sebelum berbeban 12.20 Volt Dc :

`

Tabel 4.8 : Pengujian Tegangan Batterai Selama 1 Jam 40 Menit

NO Tanggal Menit / Jam Tegangan Batterai(DC) Keterangan

1 13-06-2013 13.00 12.20 Volt Ok 13.15 11.92 Volt Ok 13.30 11.84 Volt Ok 13.40 11.77 Volt Ok 13.50 11.72 Volt Ok 14.00 11.65 Volt Ok 14.10 11.57 Volt Ok 14.20 11.50 Volt Ok 14.30 11.40 Volt Ok

` 11.40 Volt 11.50 Volt 11.60 Volt 11.70 Volt 11.80 Volt 11.90 Volt 12.00 Volt 12.10 Volt 12.20 Volt 13.00 13.15 13.30 13.40 13.50 14.00 14.10 14.20 14.30 Sumbu (X) Waktu Wa W Sumbu (Y) Tegangan

Baterai Wa

W

`

4.2.4 Pengujian Pengecasan Pada Batterai

Dalam uji coba pengecasan pada baterai pada saat tegangan awal baterai 11.43 V sampai 11.62 V karena hanya pengujian pengecasan awal pada baterai 1.2 AH dengan ukuran amper hours yang kecil.

 Jumlah Daya Battery

Volt x AH (Battery) = daya battery 12 V x 1.2 AH = 14.4 Watt/Hour

 Waktu Pengecasan

1.2 AH / 6 mA = 20 jam

4.3 Analisa Sistem

4.3.1 Solar Cell

Pada pengukuran solar cell, Tegangan keluaran dari solar cel optimal pada saat jam 10 pagi sampai jam 15 sore, Sedangkan pada saat kondisi mendung tegangan akan berkuran atau turun, Ketika waktu memasuki panas puncak jam 12 siang tegangan akan naik hingga

Gambar 4.10 Proses Pengisian Baterai Saat Tegangan Pada Baterai 11.43 Volt Dc

`

Selanjutnya pada pengukuran ke 3 (TP3) adalah bagian tegangan yang sudah melewati 1N4004 dan ada resistor tahanan R5, Kemudian pada test point ke 4 (TP4) arus keluaraan saat berbeban baterai yang keluar 5.6 mA dan sesuai dengan tegangan keluaran yang berbeda-beda dan maka arus keluaran juga berbeda.

Kemudian pada test point ke 5 (TP5) tegangan pada sisi positif dioda zener pada saat baterai sudah 12 volt ke atas maka akan aktif dan mengalirkan arus untuk mengaktifkan kaki base TIP 122.

1. Analisa tabel hasil pengukuran keluaran solar cell dan arus keluaran adalah : dari table diatas dapat dianalisa kan atau disimpulkan bahawa pengukuran tegangan

solar cell serta arus keluaran solar cell ke beban maka dalam kondisi tersebut

dalam rentang waktu dari 10.00 pagi sampai jam 14.00 siang penyinaran matahari semakin baik maka semakin bagus tegangan dc yang di hasilkan dari solar cell tersebut dan penyinaraan berubah – rubah dapat menyebabkan tegangan dc dari

solar cell tersebut menurun.

2. Analisa Tabel Hasil Pengukuran keluaran baterai charger dan arus adalah : dari table diatas dapat dianalisa kan atau disimpulkan bahawa pengukuran tegangan keluaran serta arus charger ke beban maka dalam kondisi tersebut dalam rentang waktu dari 10.00 pagi sampai jam 14.00 siang penyinaran yang matahari yang optimal sangat baik dan serta arus yang begitu kecil hanya sampai 5.7 mA maka akan menunggu waktu yang lama, Karena arus yang begitu kecil untuk mengecas baterai ukuran 12 Volt Dc 1.2 Ah.

4.3.3 Rangkaian Inverter

Untuk power suplai inverter dibutuhkan tegangan 12 – 15 Volt Dc. Namun pada rangkaian ini menggunakan suplai tegangan masukan 12 Volt Dc. Dari beberapa pengujian yang dilakukan dapat dikatakan bahwa rangkaian inverter bekerja, semakin besar beban yang diterima maka semakin juga drop tegangan yang terjadi. Serta faktor eror yang didapat pada inverter ini adalah salah satunya penyebab pada trafo, Karena trafo memiliki rugi daya. Berikut ini rugi daya yang terdapat pada trfao.

`

Penurunan tegangan pada saat berbeban dengan pompa air aquarium 20 watt drop tegangan yang dihasilkan tidak besar.

4.3.4 Analisa Batterai Menggunakan Inverter Dengan Beban 20 Watt

Analisa Pengosongan Baterai ini dengan menggunakan baterai 12 Volt Dc dan 3.5 Ah, Serta di uji dalam waktu 1 Jam 40 menit dengan menggunakan inverter dan beban 20 watt pompa air aquarium, Dan dari data yang dapat di atas maka semakin lama menggunakan baterai tersebut maka berkurang juga tegangan pada baterai tersebut, Tegangan pada baterai sangat berpengaruh terhadap pompa air aquarium yang sebagai beban, Semakin kecil tegangan maka semakin lambat pompa air aquarium tersebut hidup.

 Efisiensi Charger dalam pengujian yang didapat setelah pengukuran adalah:

Masukan :

 Masukan tegangan solar cell ke charger = 17.24 Volt dc  Arus solar cell ke charger = 22.07 mA = 0.022 A

Maka dayanya adalah:

= . = 17.24 0.022 = 0.37

Keluaran :

 Keluaran charger ke baterai = 15.47 Volt dc  Arus charger ke baterai = 6.72 mA = 0.0067 A

Maka dayanya adalah:

= . = 15.47 0.0067 = 0.10

`

 Tegangan keluaran inverter berbeban pompa = 220 Volt ac  Arus keluaran ke beban pompa = 0.084 A

Maka rumus daya = 220 0.084 = 18.48

Maka efisiensi yang didapat pada inverter adalah :

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan rancang bangun pompa air aquarium menggunakan spesifikasi

solar cell sebagai energi utama dapat disimpulkan sebagai berikut :

 Pencahayaan berubah-ubah dengan maksimum open voltage tegangan 21.6

Volt dan tegangan saat kondisi mendung 17 volt dc dapat menyebabkan tegangan yang dihasilkan solar cell menurun.

 Pompa air aquarium 20 watt dapat hidup menggunakan inverter dan baterai

12 V 3.5 AH dalam waktu 1 jam 40 menit.

 Efisiensi yang didapat pada inverter 27 % dan efisiensi pada charger 27 %

serta inverter yang digunakan square wave atau gelombang kotak.

 Sesuai dengan gelombang keluaran trafo sisi skunder 110 volt ac yg didapat

gelombang kotak, dan tidak cocok untuk berbeban motor listrik dengan efisiensi pada inverter 27 %.

.

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 melakukan hal - hal sebagai berikut:

1. Pada perancangan pembuatan pompa air aquarium menggunakan solar

DAFTAR PUSTAKA

1. Owen Bishop, Dasar– Dasar Elektronika .Electronics – A First Course, Jakarta: Erlangga, 2004.

2. http://elektronika-dasar.web.id/?s=pengertian+inverter, di akses pada tanggal 03 Juni 2013

3. Darul Ikhsan, “Pembangkit Listrik Tenaga Surya Untuk Penerangan Taman Menggunakan Led Superbright,” Buku Tugas Akhir Diploma III, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Batam, 2012.

4. Rahmat Syukri, “Meteran Air Digital,” Buku Tugas Akhir Diploma III, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Batam, 2012.

5. Arie Septayudha,” perancangan inverter jenis push-pull dan on/off battery charger

regulator (bcr) pada aplikasi fotovoltaik sebagai sumber energi untuk pompa air

atau penerangan”. Buku Tugas Akhir S1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Diponegoro.

6. Ariono Abdulkadir, Sistem Ketenagalistrikan Jilid 2 . Energi Baru, Terbarukan, Dan Konservarsi Energi, Bandung : Penerbit ITB, 2011

7. Suriadi Dan Mahdi , “Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Terpadu Menggunakan Software PVSYST Pada Komplek Perumahan di Banda