BAB II LANDASAN TEORI. fotovoltaik yaitu mengkonversi cahaya matahari menjadi energi listrik. Panel

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Sistem Panel Surya Sel surya adalah suatu peralatan yang merupakan implementasi dari efek fotovoltaik yaitu mengkonversi cahaya matahari menjadi energi listrik. Panel surya adalah satu kesatuan modul yang di dalamnya terdapat sel surya dan peralatan tambahan lainnya. Tegangan output yang dihasilkan dari sel surya berubah ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang jatuh pada permukaannya. Perubahan nilai tegangan ini akan menghambat sistem charging baterai apabila solar cell langsung dihubungkan dengan baterai. Sehingga dibutuhkan peralatan tambahan yang dapat menghasilkan tegangan output yang stabil dari tegangan input sel surya yang berubah ubah. Ketika tegangan input dari sel surya terlalu kecil maka harus dinaikkan dengan Buck-Boost Konverter. Sedangkan saat tegangan input dari sel surya terlalu besar maka perlu digunakan buck konverter untuk menurunkan tegangan. Operasi dari kedua kontroler tersebut diatur oleh mikrokontroller, sebagai contoh adalah Mikrokontroler AT Mega16. Agar efisiensi dari panel surya tinggi maka foton yang berasal dari sinar matahari harus bisa diserap sebanyak-banyaknya, kemudian memperkecil refleksi dan rekombinasi serta meperbesar konduktivitas bahannya. Untuk bisa membuat agar foton yang diserap dapat sebanyak banyaknya, maka absorber harus memiliki energi pembebas electron dengan range yang lebar. 7

2 8 Gambar 2.1. Diagram Sistem Panel Surya 2.2. Arduino Uno Arduino menurut situs resminya di didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik terbuka (open source), berbasis pada hardware dan software yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk para seniman, desainer, hobbies, dan setiap orang yang tertarik dalam membuat obyek atau lingkungan yang interaktif. Menurut Massimo Banzi dalam bukunya Getting Started with Arduino, arduino didefinisikan sebagai sebuah platform komputasi fisik (Physical Computing) yang open source, yang tedapat pada board input output sederhana. Platform komputasi fisik sendiri mempunyai makna yang berarti sebuah sistem fisik yang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi yang ada di dunia nyata.

3 9 Nama Arduino tidak hanya dipakai untuk menamai board rangkaiannya saja, tetapi juga untuk menamai bahasa dan software pemrogramannya, serta lingkungan pemrograman atau IDE-nya, Integrated Development Environment. Kelebihan Arduino dari platform hardware mikrokontroler lain adalah : 1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh, dan Linux. 2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang mempunyai kelebihan dalam hal kesederhanaannya sehingga mudah digunakan. 3. Pemrograman Arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB, bukan port serial. Hal ini sangat berguna karena komputer jaman sekarang jarang sekali yang mempunyai port serial. 4. Arduino adalah hardware dan software yang bersifat open source, semua orang dapat mengunduh software dan gambar rangkaian Arduino tanpa harus membayar kepada pembuat Arduino. 5. Biaya pembuatan hardware cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan jika dalam eksperimen nantinya dapat membuat kesalahan yang pada akhirnya menuntut penggantian komponen penyusunnya. 6. Proyek Arduino dikembangkan dalam lingkungan pendidikan, sehingga bagi pemula pun akan lebih cepat dan mudah dalam mempelajarinya. 7. Arduino memiliki banyak pengguna di seluruh dunia, tergabung dalam komunitas di internet sehingga siap membantu apabila kita menemui kesulitan dalam mempelajarinya. Penulis menggunakan versi Arduino Uno cloning, sehingga yang akan dibahas tentu saja Arduino Uno. Karena versi Arduino Uno merupakan

4 10 penyempurna Arduino Duemilanove, maka banyak kesamaan diantara keduanya. Perbedaan yang paling signifikan terdapat pada IC konverter USB ke serialnya. Apabila Arduino Duemilanove menggunakan IC FTDI, maka Arduino Uno menggunakan IC ATMega 16U (Arduino Uno R3) atau ATMega 8U (Arduino Uno R2) sebagai konverter USB ke serialnya. Perbedaan Arduino Uno R2 dan R3 adalah jenis IC konverter USB ke serialnya. Arduino Uno R2 pada board-nya terdapat pulling resistor antara pin HWB pada ATMega 8U dan ground, yang akan mempermudah kita agar bisa masuk ke mode DFU (Device Firmware Upgrade) atau pembaruan firmware dari ATMega8U. Arduino Uno R3 sebagai penyempurna Arduino R2 memakai ATMega16U sebagai cip pengubah USB ke serialnya. Fitur fitur terbaru yang diusung antara lain : pinout : ditambahkan pin SDA dan SCL dekat dengan pin AREF, juga ditambahkan 2 pin dekat pin RESET. IOREF yang memungkinkan shield untuk mengadaptasi tegangan yang disediakan oleh board. Ke depan, shield akan kompatibel dengan board yang memakai AVR, yang bekerja dengan 5 V dan dengan Arduino Due (Arduino terbaru) yang memakai tegangan 3.3 V. Pin kedua adalah pin yang tidak tersambung, yang dimaksudkan untuk kegunaan yang akan dating. Sirkit RESET yang lebih powerful ATMega16U2 menggantikan 8U2. Uno dalam bahasa Italia bermakna satu. Nama tersebut sebenarnya merepresentasikan kehadiran IDE terbaru Arduino saat itu, yakni versi 1.0.

5 11 Arduino Uno dan versi IDE 1.0 akan menjadi referensi untuk versi Arduino ke depan. Berikut ini adalah gambar bagian bagian Arduino Uno : Gambar 2.2. Bagian-bagian Arduino Uno Tabel 2.1. Bagian-bagian Arduino Uno No. Keterangan 1 Jack USB 2 Jack Power 3 Prosesor 4 Cip Komunikasi/Serial Converter 5 Kristal 16 MHz 6 Tombol Reset 7 LED Power 8 LED TX/RX

6 12 9 LED (Terhubung ke Pin 13) 10 Pin Power 11 Input Analog 12 Pin TX dan RX 13 Inputs/outputs Digital (Tanda "~" di depan nomor sebagai output untuk PWM. 14 Ground dan pin AREF. 15 ICSP untuk Atmega ICSP untuk antarmuka USB 2.3. Sensor Arus ACS 712 Teknologi efek ruang (hall effect) yang diterapkan oleh perusahaan Allegro menggantikan resistor pelangsir dan transformator arus menjadi sebuah sensor yang mampu mengukur arus. Istilah Hall Effect dikenal setelah Edwin H. Hall ( ) menemukan bahwa jika arus listrik mengalir melalui penghantar yang ditempatkan pada garis lintang medan magnet yang kuat, akan menghasilkan beda potensial yang melewati penghantar pada kedua sudut penghantar itu. Sensor Efek Ruang (Hall Effect Sensor) adalah suatu transduser yang dapat mengubah besaran medan magnet menjadi besaran listrik yaitu berupa tegangan. Jenis sensor ini dalam pengoperasiaannya untuk mendeteksi kedekatan, keberadaan atau ketiadaan medan magnet dari objek.

7 13 Tabel 2.2. Kaki Pin Sensor ACS 712 dan Kegunaannya Gambar 2.3. Karakteristik Tegangan Keluaran Terhadap Arus Gambar 2.4. Sensor Arus ACS Modul GSM SIM 800 Sebuah modul GSM adalah jenis khusus dari modem yang menerima kartu SIM, dan mengoperasikan lebih dari berlangganan ke operator selular, seperti mobile phone. Dari perspektif operator seluler, modul GSM terlihat seperti telepon genggam. Ketika modul GSM terhubung ke komputer, ini memungkinkan komputer menggunakan modem GSM untuk berkomunikasi melalui jaringan seluler. Sedangkan modul GSM ini adalah yang paling sering digunakan untuk menyediakan ponsel konektivitas internet, banyak dari mereka juga dapat

8 14 digunakan untuk mengirim dan menerima SMS. Penggunaan dari modul GSM adalah sebagai berikut : 1. SIM 800 GSM Modul - Fixed Terminal Seluler untuk aplikasi data. 2. Compact & portable, mudah diatur. 3. Sambungan kabel di salah satu ujung dengan bantuan port serial RS232C dan nirkabel di lain. 4. Fitur seperti SMS penerima, panggilan penerima. 5. Fungsi LED termasuk Status operasi. 6. Antena eksternal (melalui SMA) Serial dan kontrol Link. 7. Power Supply. Dalam penelitian ini kami menggunakan SIM 800L Modul. SIM800L adalah Quad-band lengkap solusi GSM / GPRS dalam jenis LGA yang mendukung Quad Band 808/850/900/1800 / 1900MHz. Hal ini dapat mengirimkan suara, SMS dan dapat tertanam dalam aplikasi pelanggan. SIM data informasi 800L adalah konsumsi daya yang rendah. Dengan ukuran kecil 15,8 * 17,8 * 2,4 mm, dapat masuk ke dalam tuntutan ramping dan kompak desain pelanggan. Gambar 2.5. Modul GSM SIM 800L

9 Pembagi Tegangan Voltage Divider atau Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan Output yang diperlukan oleh komponen lainnya didalam rangkaian. Hanya dengan menggunakan dua buah resistor atau lebih dan tegangan input, kita telah mampu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana. Pengetahuan Pembagi Tegangan atau Voltage Divider ini sangat penting dan merupakan rangkaian dasar yang harus dimengerti oleh setiap engineer ataupun para penghobi elektronika. Terdapat dua bagian penting dalam merancang Pembagi Tegangan yaitu Rangkaian dan Persamaan Pembagi Tegangan. Aturan Pembagi Tegangan sangat sederhana, yaitu tegangan input dibagi secara proporsional sesuai dengan nilai resistansi dua resistor yang dirangkai seri. Untuk rumus perhitungan tegangan keluarannya adalah sebagai berikut:...(2.1) Vot = Tegangan Output (Volt) Vin = Tegangan Input (Volt) R1 = Resistor pertama (Ohm) R2 = Resistor kedua (Ohm)

10 16 Gambar 2.6. Rangkaian Pembagi Tegangan