BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Transkripsi

1 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pada bab ini akan dijelaskan tentang pengujian keseluruhan alat yang telah direalisasikan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah alat yang sudah terealisasi telah sesuai dengan spesifikasi alat. Pengujian yang dilakukan penguian sensor tegangan, pengujian sensor arus ACS712, pengujian keluaran sistem dengan tegangan masukan power supply, pengujian melakukan pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya dan power supply, pengujian ON/OFF Port beban, duty cycle dan tampilan LCD Pengujian sensor tegangan Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil keluaran sensor tegangan yang telah dibaca oleh mikrokontroller. Berikut ini adalah data hasil dari pengujian sensor tegangan yang terbaca oleh mikrokontroller: Tabel 4.1. Pengujian sensor tengangan Tegangan masukan Tegangan yang terbaca mikrokontroller Ralat % 5V 5.09V 1,80% 8V 8.10V 1,25% 10V 10.12V 1,20% 12V 12.14V 1,17% 14V 14.16V 1,14% 16V 16.20V 1,26% 18V 18.23V 1,28% 20V 20.25V 1,25% Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa tegangan masukan dengan yang terbaca oleh arduino memiliki ralat rata-rata 1,29%. Pada pembacaan data terlihat bahwa data yang diterima sudah mendekati data yang diinginkan. Yang berarti sensor tegangan sudah cukup baik untuk digunakan pada skripsi ini. Berikut adalah rumus cara menghitung ralat : Ralat = Tegangan masukan Tegangan yg terbaca arduino Tegangan masukan x 100% (4.1) 29

2 4.2. Pengujian sensor arus ACS712 Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui hasil keluaran sensor arus ACS712 yang telah dibaca oleh mikrokontroller. Berikut ini adalah data hasil dari pengujian sensor tegangan yang terbaca oleh mikrokontroller: Tabel 4.2. Pengujian Sensor arus ACS712 Arus Tegangan yang terbaca mikrokontroller 0A 2.477V 0.2A 2.481V 0.4A 2.495V 0.6A 2.514V 0.8A 2.533V 1A 2.573V 1.2A 2.596V 1.4A 2.611V 1.6A 2.639V 1.8A 2.674V 2A 2.692V Berdasarkan Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa sensor dapat bekerja sesuai fungsinya ketika terjadi perubahan arus maka nilai keluaran sensor yang terbaca oleh arduino berubah sesuai dengan perubahan arus. Yang berarti sensor ini cukup baik digunakan pada skripsi ini Pengujian keluaran sistem dengan tegangan masukan power supply Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dari buck-boost converter dengan cara menguji hasil keluaran dari sistem terhadap nilai tegangan masukan yang berubah-ubah. Karena nilai tegangan keluaran dari panel yang berubah ubah, maka rancangan skripsi ini harus dapat mempertahankan nilai tegangan keluaran sistem sehingga sesuai untuk melakukan pengisian baterai. Pengujian dilakukan menggunakan tegangan masukan power supply yang dapat diubah-ubah nilai tegangannya. Pengujian ini dilakukan tanpa menggunakan beban. Berikut ini adalah data dari hasil pengujian yang dilakukan : Gambar 4.1 Diagram pengujian keluaran sistem dengan tegangan masukan power supply 30

3 Gambar 4.2. Pengujian keluaran sistem dengan tegangan masukan power supply Tabel 4.3. Pengujian keluaran sistem dengan tegangan masukan power supply Vin Uji Vout ke 1 Uji Vout ke 2 8V 13,93V 14,16V 9V 13,98V 14,14V 10V 14,21V 13,46V 11V 14,43V 14,48V 12V 14,60V 14,49V 13V 14,68V 15,42V 14V 14,50V 14,54V 15V 14,46V 14,50V 16V 15,57V 13,47V 17V 14,44V 15,68V 18V 14,43V 15,07V 19V 15,06V 14,38V 20V 15,13V 15,16V 31

4 Dapat dilihat dari Tabel 4.3 bahwa nilai keluaran sistem berkisar 14-15V dengan menggunakan tegangan masukan power supply yang dapat diubah-ubah nilai tegangannya antara 8-20V, dimana nilai tegangan keluaran sistem tersebut merupakan nilai ideal yang digunakan untuk melakukan pengisian baterai 12V yaitu berkisar 13,8V- 14,4V. Pengukuran pada Tabel 4.3 dilakukan dengan mengunakan multimeter tegangan yang diukur langsung pada keluaran buck-boost Pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sistem dapat melakukan pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan panel surya. Seperti yang diketahui bahwa nilai keluaran panel surya berubah-ubah tergantung pada kondisi cuaca, sehingga perlu dilakukan pengujian pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan panel surya. Pengujian ini dilakukan di tempat terbuka agar panel surya mendapat cahaya matahari secara langsung. Pengukuran nilai pada Tabel 4.4 dilakukan secara berkala dengan menggunakan multimeter. Gambar 4.3. Diagram pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya 32

5 Gambar 4.4. Pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya Tabel 4.4. Pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya Jam Vout panel surya Arus Vout charging Vbaterai ,37V 1,3A 14,45V 12,22V ,60V 1,1A 14,27V 12,40V ,70V 1,1A 14,19V 12,68V ,29V 1,0A 14,48V 12,96V ,89V 0,8A 14,16V 13,28V ,80V 0,8A 14,51V 13,70V ,96V 0,7A 14,13V 13,83V Berdasarkan Tabel 4.4 dapat dilihat bahwa sistem dapat melakukan pengisian baterai dengan tegangan masukan panel surya. Pada Gambar 4.3 digunakan 2 multimeter yang digunakan untuk mengukur arus yang dikeluarkan panel surya dan pada multimeter tegangan digunakan untuk mengukur tegangan panel surya, dan tegangan baterai yang seperti pada Tabel 4.4 Terlihat bahwa nilai arus yang diukur setiap 15 menit sekali semakin lama semakin kecil seiring dengan bertambahnya nilai tegangan baterai. 33

6 Hal ini disebabkan karena baterai kondisi baterai yang hampir penuh. dengan menggunakan baterai 12V 7Ah maka didapat perhitungan energi yang diisikan ke baterai sebagai berikut: Energi maksimal yang tersimpan pada baterai E = V x Q (4.2) E = 13,8 x 7 E = 96,6 Wh Energi yang diisikan baterai dengan data dari Tabel 4.4. o Ah = I x t (4.3) Ah = 1,3 x 900 Ah = = 0,32Ah E = V x Q (4.4) E = 14,45 x 0,32 E = 4,61 Wh o Ah = I x t Ah = 1,1 x 900 Ah = = 0,27Ah E = V x Q E = 14,27 x 0,27 E = 3,85 Wh o Ah = I x t Ah = 1,1 x 900 Ah = = 0,27Ah E = V x Q E = 14,19 x 0,27 E = 3,83 Wh 34

7 o Ah = I x t Ah = 1,0 x 900 Ah = = 0,25 Ah E = V x Q E = 14,48 x 0,25 E = 3,62 Wh o Ah = I x t Ah = 0,8 x 900 Ah = = 0,2Ah E = V x Q E = 14,16 x 0,2 E = 2,83 Wh o Ah = I x t Ah = 0,8 x 900 Ah = = 0,2Ah E = V x Q E = 14,51 x 0,2 E = 2,90 Wh Energi yang terisikan pada baterai saat dilakukan pengujian pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan panel surya. E total = 4,61 + 3,85 + 3,83 + 3,62 + 2,83 + 2,90 = 21,67 Wh (4.5) Dari perhitungan energi total pada saat melakukan pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan panel surya maka energi yang terisi adalah 21,67 Wh atau sekitar 22,57% dari kapasitas baterai maksimal, Dapat disimpulkan bahwa alat ini bisa melakukan pengisian ulang baterai dengan menggunakan tegangan masukan panel surya. 35

8 4.5. Pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bahwa sistem dapat melakukan pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan yang bervariasi. Pengujian ini dilakukan menggunakan power supply sebagai sumber tegangan masukan sistem. Untuk pengujian pada Tabel 4.5 digunakan nilai tegangan 20V sebagai tegangan masukan sistem, sedangkan pada Tabel 4.6 digunakan nilai tegangan 8V sebagai tegangan masukan sistem. Gambar 4.5. Diagram pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply Gambar 4.6. Pengujian pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply 36

9 Tabel 4.5. Pengujian sistem pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply 20V Jam Arus Vout Charging V baterai ,5A 14,55V 12,22V ,3A 14,17V 12,60V ,3A 14,37V 12,98V A 14,48V 13,36V ,8A 14,56V 13,58V ,7A 14,35V 13,80V Tabel 4.6. Pengujian sistem pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply 8V Jam Arus Vout Charging V baterai ,4A 14,53V 12, ,3A 14,66V 12, ,1A 14,32V 12, A 14,44V 13, ,8A 14,53V 13, ,7A 14,33V 13,84 Berdasarkan Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 maka dapat dilihat bahwa sistem dapat melakukan pengisian baterai dengan tegangan masukan power supply. Pada Tabel 4.5 digunakan nilai tegangan power supply 20V ini menunjukkan bahwa sistem dapat bekerja saat buck mode dan pada Tabel 4.6 digunakan tegangan power supply 8V ini menunjukkan bahwa sistem dapat bekerja saat boost mode. Pada pengujian ini digunakan tegangan masukan 8V dan 20V karena sistem ini hanya dapat bekerja antara tegangan masukan 8-20V untuk melakukan pengisian baterai. 37

10 Dapat disimpulkan bahwa alat ini dapat melakukan pengisian baterai dengan menggunakan tegangan masukan power supply. Pengujian dilakukan dengan melakukan pengukuran seperti Gambar 4.5 dengan menggunakan multemeter digunakan untuk mengukur tegangan keluaran buck-boost dan tegangan baterai setiap 15 menit yang terlihat pada Tabel 4.5 dan Tabel Pengujian ON/OFF port beban Pengujian ON/OFF port beban ini dilakukan untuk mengetahui cara kerja rancangan port beban yang telah dibuat. Port beban ini akan ON apabila kondisi baterai sudah terbaca 13,8V oleh Arduino, maka pin D3 Arduino akan HIGH untuk mengaktifkan port beban. Port beban akan OFF saat kondisi baterai terbaca 12,5V maka pin D3 pada arduino akan LOW untuk mematikan port beban. Gambar 4.7. Diagram pengujian kondisi port beban saat OFF Gambar 4.8. Pengujian kondisi port beban saat OFF Gambar 4.9. Diagram pengujian kondisi port beban saat ON 38

11 Gambar Pengujian kondisi port beban saat ON Tabel 4.7. Pengujian ON/OFF port beban Percobaan ke- Kondisi ON Kondisi OFF Keterangan Percobaan 1 13,8Volt 12,5Volt Berhasil Percobaan 2 13,9Volt 12,6Volt Berhasil Percobaan 3 13,7Volt 12,4Volt Berhasil Percobaan 4 13,8Volt 12,5Volt Berhasil Pada pengujian port beban ini digunakan lampu sebagai beban. Ketika port beban OFF maka lampu mati seperti terlihat pada Gambar 4.5. Sedangkan saatport beban ON maka lampu akan menyala seperti terlihat pada Gambar 4.6. Melalui Tabel 4.7 dapat disimpulkan bahwa sistem dapat mengendalikan port beban sesuai dengan kondisi baterai dengan tingkat keberhasilan 100% Pengujian Duty Cycle Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berubahnya duty cycle pada saat sistem melakukan pengisian baterai. Berikut adalah Gambar keluaran sinyal PWM yang digunakan untuk melakukan pengisian baterai: 39

12 Gambar Tampilan duty cycle 96% pada osiloskop Gambar Tampilan duty cycle 60% pada osiloskop Gambar Tampilan duty cycle 0% pada osiloskop Pada pengujian ini dapat disimpulkan bahwa sistem dapat berubah duty cycle sesuai dengan kondisi baterai pada saat melakukan pengisian baterai secara otomatis yang dikendalikan oleh Arduino. Pada saat sensor tegangan baterai dibawah 13,5V maka sistem akan mengirimkan duty cycle 96% seperti yang terlihat pada Gambar 4.11, apabila tegangan baterai 13,5V dan lebih kecil dari 13,8V maka sistem akan mengirmkan duty cycle 60% seperti terlihat pada Gambar

13 saat tegangan baterai 13,8V atau lebih besar maka sistem akan mengirimkan duty cycle 0% dan sistem pengisian baterai akan berhenti seperti terlihat pada Gambar Pengujian tampilan LCD Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bahwa sistem dapat menampilkan nilai tegangan dan arus pada LCD. Gambar Tampilan LCD Gambar Tampilan multimeter arus Gambar Tampilan multimeter tegangan 41

14 Pada pengujian ini dapat dilihat pada Gambar 4.14 bahwa sistem dapat menampilkan nilai tegangan sistem. Dibandingkan dengan Gambar 4.15 memiliki ralat 1,3%, sedangkan tampilan arus dibandingkan dengan Gambar 4.16 memiliki ralat 1,4% antara tampilan LCD dengan alat ukur. Maka dapat disimpulkan bahwa alat ini dapat menampilkan nilai tegangan dan arus hampir sesuai dengan nilai tegangan yang sebenarnya. 42