NASKAH PUBLIKASI
DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU PADA KELEMBABAN TANAH
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
JUNAIDI D400 110 046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
HALAMAN PENGESAHAN NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR
Naskah publikasi yang berjudul DE“AIN PENYIRAM TAMAN OTOMATI“
TENAGA “URYA MENGACU PADA KELEMBABAN TANAH , telah disetujui dan disahkan oleh Pembimbing Tugas Akhir sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : JUNAIDI
NIM : D400110046
Disetujui pada :
Hari :
Tanggal :
Pembimbing Pendamping,
DESAIN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS TENAGA SURYA MENGACU PADA KELEMBABAN TANAH
Junaidi, Aris Budiman, Hasyim Asy’ari
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
junaidy0046@gmail.com
ABSTRAKSI
Berbagai penelitian dilakukan untuk mengolah energi matahari yang berlimpah luas di dunia, termasuk di Indonesia yang merupakan negara tropis. Sekarang ini penggunaan panel surya mulai dikembangkan sebagai sumber pembangkit energi listrik alternatif. Para peneliti mencari cara untuk memanfaatkan panel surya sebagai alat yang dapat meringankan dan berguna bagi masyarakat seperti penyiram taman yang bekerja secara otomatis dengan mempertimbangkan kelembaban tanah. Penelitian ini bertujuan untuk membuat desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah.
Pada penyiram taman otomatis tenaga surya metode yang dilakukan adalah merancang tempat untuk peletakan panel surya pada ketinggian 2 meter diatas permukaan tanah dengan sudut kemiringan 300, pemasangan sprinkler di daerah tanaman berada agar tanaman dapat tersirami air secara menyeluruh, dan pemasangan sensor kelembaban tanah di permukaan tanah dengan jarak 1 meter dengan harapan sensor dapat bekerja sesuai nilai kelembaban tanah. Cara pengamatan yang dilakukan adalah pengambilan data terkait nilai tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel surya, debit air, variasi semburan air dan lama waktu pompa air agar dapat menyuplai. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran ini antara lain: luxmeter, digunakan untuk mengukur intensitas cahaya. Amperemeter, digunakan untuk mengukur arus DC. Multitester, digunakan untuk mengukur tegangan dan arus AC. Stopwatch, digunakan untuk menghitung lamanya waktu.
Kata kunci : penyiram taman otomatis, panel surya, arduino, sensor kelembaban tanah.
1. Pendahuluan
Energi matahari yang disediakan Tuhan untuk umat manusia khususnya di Indonesia sebagai negara yang memiliki iklim tropis sangatlah berlimpah. Selain berlimpah dan tidak habis dipakai, energi matahari juga tidak menimbulkan polusi. Energi matahari tidak dapat langsung dimanfaatkan secara langsung, untuk memanfaatkan energi matahari menjadi energi listrik, masih diperlukan peralatan seperti sel surya (solar cell) untuk mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik.
Konversi energi merupakan suatu proses perubahan dimana bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi lain yang dibutuhkan. Pernyataan tersebut mengartikan bahwa untuk memperoleh suatu bentuk energi, perlu adanya energi lain yang dikonversikan menjadi energi yang dibutuhkan tersebut. Salah satu contohnya untuk mendapatkan energi listrik yang tidak dapat diperoleh secara langsung, tetapi ada proses konversi
energi sebelum energi listrik tersebut didapat untuk dimanfaatkan sebagai alat yang berguna bagi masyarakat seperti penyiram taman otomatis.
Penyiram tanaman ini dirancang untuk mengelola air dengan benar berdasarkan jenis tanah dan menjaga tanaman sehat dengan penyiraman tanaman pada waktu yang tepat, yaitu ketika jumlah curah hujan terbatas untuk penyediaan air pada tanaman yang dikendalikan dengan sensor kelembaban tanah. Sensor kelembaban tanah merupakan sensor yang mampu mendeteksi intensitas air di dalam tanah (moisture). Sensor ini berupa lempeng konduktor berbahan logam yang sangat sensitive terhadap muatan listrik. Kedua lempeng ini merupakan media yang akan menghantarkan tegangan analog yang nilainya relatif kecil. Tegangan ini nantinya akan diubah menjadi tegangan digital yang akan menjadi masukan sistem untuk diproses ke dalam mikrokontroler.
sistem yang dapat bekerja secara otomatis. Dengan menggunakan alat ini diharapkan penyiraman tanaman dapat dilakukan pada waktu dan saat yang tepat. Skripsi ini mengambil judul “Desain Penyiram Taman Otomatis Tenaga Surya Mengacu Pada Kelembaban Tanah” sebagai upaya untuk memperoleh energi alternatif dan dimanfaatkan sebagai media penyiram taman otomatis tanpa perantara manusia.
2. Metode Penelitian 2.1 Jadwal Penelitian
Penelitian dan pembuatan laporan desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah dilakukan dalam jangka waktu 10 minggu. Pada penelitian terdapat kendala yakni dalam pembelian bahan, sehingga waktu penelitian menjadi lebih lama dari jadwal yang telah dibuat sebelumnya.
Tempat penelitian desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah dilakukan di desa gumpang kecamatan kartasura tepatnya di lapangan gumpang.
2.2 Pengambilan Data
Penelitian desain penyiram taman otomatis tenaga surya mengacu pada kelembaban tanah yang harus menjadi catatan antara
2.3 Bahan dan Peralatan
Bahan dan peralatan utama yang digunakan untuk mendukung penelitian ini adalah sebagai berikut: (1) Panel surya 100 Wp; (2) PWM Solar charge controller 20A; (3)
2.4 Flowchart Penelitian
Gambar 1. Flowchart Penelitian 3. Hasil Penelitian
Penelitian mengenai pemanfaatan panel surya untuk menghidupkan dan memaksimalkan kinerja pompa menggunakan 2 buah pompa air aquarium dengan kapasitas daya 60 watt, satu buah panel surya dengan kapasitas 100 Wp dan baterai 9 Ah. Komponen-komponen tersebut diharapkan mampu memaksimalkan kinerja pompa air yang bekerja secara
otomatis dan bisa digunakan sebagai energi alternatif.
Penelitian awal dilakukan dengan melakukan perancangan desain pompa aquarium dan sprinkler. Setelah perancangan selesai, dilakukan pemasangan pompa air dengan ditambah beberapa komponen, seperti: panel surya, solar charge controller, baterai (accu), rangkaian relay, arduino uno dan inverter. Penelitian menggunakan satu buah panel surya dengan kemampuan panel 100Wp. Panel surya dipasang pada tempat yang terpapar sinar matahari secara langsung. Berikut adalah sistem rangkaian yang digunakan pada penelitian ini.
Gambar 2. Diagram Sistem Rangkaian
pengujian pompa air dengan ketinggian pompa air 2,5 meter adalah sebagai berikut:
1. Panel surya
Rata-rata tegangan pada panel surya
2.Bebansebelum inverter (DC)
Rata-rata tegangan pada
bebansebelum inverter (DC)
V =
= 12 V
Rata-rata arus pada beban sebelum inverter (DC)
I =
= 7,76 A
Rata-rata daya pada beban sebelum inverter (DC)
P panel = V panel x I panel = 93,1 Watt
3. Bebansesudah inverter (AC)
Rata-rata tegangan pada
bebansesudah inverter (AC)
V =
= 201 V
Rata-rata arus pada beban sesudah inverter (AC)
I =
= 0,61 A
Rata-rata daya pada beban sesudah inverter (AC)
P panel = V panel x I panel = 122,61 Watt 4. Debit air
Rata-rata ketahanan aki dengan kedalaman air 2,5 meter
t =
= 38 menit
Berdasarkan hasil analisa dan pengujian yang dilakukan oleh peneliti ditemukan bahwa semakin besar intensitas cahaya maka semakin lama kinerja pompa aquarium hal ini karena adanya suplai energi listrik dari panel surya ke baterai (accu) tetapi panel surya kurang dapat maksimal dikarenakan beban yang lebih besar dibandingkan dengan kapasitas yang dihasilkan oleh panel surya, sehingga panel surya memerlukan baterai atau accu untuk membantu menyuplai energi untuk menghidupkan pompa air aquarium.
Untuk melihat lebih jelas perbandingan intensitas cahaya terhadap arus dan tegangan panel surya maupun intensitas cahaya terhadap ketahanan aki dari pengujian tersebut, maka
dapat dilihat pada gambar grafik 3. dan 4. berikut.
Gambar 3. Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap Arus
dan Tegangan Panel Surya
Gambar 4. Grafik Perbandingan Intensitas Cahaya terhadap
Ketahanan Aki
4. Simpulan
karena adanya sensor kelembaban tanah yang telah diprogram sesuai kebutuhan pengguna. Apabila sensor kelembaban tanah menunjukkan nilai diatas nilai 700 maka arduino uno akan memberi alamat 1, artinya menyalurkan daya output menuju rangkaian relay sehingga pompa air menyala. Sebaliknya, jika sensor kelembaban menunjukkan nilai kurang dari 700 maka arduino uno akan memberi alamat 0, artinya tidak menyalurkan daya output menuju rangkaian relay sehingga sumber DC dari baterai tidak dapat disalurkan ke pompa air.
Pengujian yang dilakukan penulis menunjukan bahwa saat intensitas cahaya 0 atau saat tidak menggunakan panel surya, mampu menghidupkan pompa air aquarium selama 25 menit. Saat tidak menggunakan panel surya daya secara penuh disuplai oleh aki (accu). Sedangkan untuk intensitas
tertinggi yang didapat saat penelitian adalah 102.000 lux, mampu menghidupkan pompa air aquarium selama 55 menit. Pompa air aquarium dapat bekerja lebih lama
dengan selisih waktu 30 menit
dibanding tanpa menggunakan panel surya.
Penelitian dan analisa yang dilakukan menunjukkan bahwa semakin besar intensitas cahaya maka semakin lama kinerja pompa aquarium hal ini karena adanya suplai energi listrik dari panel surya ke baterai (accu), Tetapi panel surya kurang dapat maksimal karena beban yang lebih besar dibandingkan dengan kapasitas yang dihasilkan oleh panel surya.
DAFTAR PUSTAKA
Hasan, Hasnawiya. (2012). Perancangan Pembangkit Tenaga Surya di Pulau Saugi. Jurnal Riset dan Teknologi
Kelautan (JRTK). Vol 10 No.2: 169-179.
Sukmawati, Arini. Gilang Rachman Perdana. Tengku Okky Dinova. (2012). Sistem Kecerdasan Fuzzy untuk
Penyiram Tanaman
Menggunakan Tenaga Surya.
Arie, Septayudha. Warsito Agung. Karnoto. (2010). Fotovoltaik Pompa Air dengan
Menggunakan Inverter dan
Baterai. Skripsi. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro dalam penelitiannya.
Pahlevi, Reza. (2014). Pengujian Karakteristik Panel Surya
Berdasarkan Intensitas
Tenaga Surya. Skripsi. Universitas Muhammadiyah Surakarta
Prakoso, Dhimas Febriananda. (2014). Kinerja Pompa Air Dengan Panel Surya Portable
Bedasarkan Intensitas Panel
