Bab 5. Pengujian Sistem

Transkripsi

1 Bab 5. Pengujian Sistem Pada bab berikut berisi langkah-langkah Pengujian Sistem Maximum Power Point Tracking Panel Surya Gama Solar 50P-36 dengan Buck Converter LM2596. Saat pengujian sistem terdiri dari Unit Testing Gama Solar 50P-36, Buck Converter, Sensor Tegangan dan Sensor Arus dengan MyDAQ Unit Testing Unit testing berikut tahapan untuk memastikan bahwa komponen tersebut bekerja dan data pengujiannya mendekati apa yang tertera di data sheet Gama Solar 50P-36 Rangakaian (a) Test Open Circuit (b) Test Short Circuit Gambar 5.1. Test Panel Surya Metode 1. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan open circuit dan arus short circuit 2. Dilakukan pada Sabtu, 7 Januari 2017 pukul pada rentang waktu per 5 menit di bawah sinar mathari. 3. Tegangan Open Circuit dilakukan dengan cara menghubungkan kabel positifnegatif pada panel surya dengan kabel positif-negatif pada Volt Meter. 4. Pengujian Short Circuit dilakukan dengan mengganti mode Ampere Meter dan lakukan pengukuran arus. 5. Dengan menghubungkan kabel positif-negatif pada panel surya dengan kabel positif-negatif pada Ampere meter. 6. Lalu lakukan pengukuran dari hasil yang didapatkan. (dilakukan pada Sabtu, 7 Januari 2017 pukul ) 1. Test Open Circuit (Volt) Maximum Tegangan Open Circuit Gama Solar = 21,6 V Unit Testing dilakukan untuk mengukur tegangan Open-Circuit pada Panel Surya. Tabel 5.1 Hasil Pengukuran Test Open Circuit Waktu Pengukuran Intensitas Matahari ,4 V Terang ,4 V Terang ,9 V Terang ,3 V Terang ,3 V Redup

2 Waktu Pengukuran Intensitas Matahari ,2 V Redup ,0 V Redup ,9 V Terang ,8 V Terang ,6 V Terang ,4 V Terang ,5 V Terang ,4 V Terang ,3 V Redup ,60 V Redup ,58 V Redup ,56 V Redup ,62 V Redup Gambar 5.2. Perubahan Waktu dengan Open Circuit (Volt) 2. Test Short Circuit (Ampere) Maximum Arus Short Circuit Gama Solar = 3,23 A Unit Testing dilakukan untuk mengukur arus Short-Circuit pada Panel Surya. Tabel 5.2. Hasil Pengukuran Test Short Circuit Waktu Pengukuran Intensitas Matahari ,4 A Terang ,35 A Terang ,39 A Terang ,3 A Terang ,2 A Redup ,16 A Redup ,1 A Redup

3 Waktu Pengukuran Intensitas Matahari ,35 A Terang ,40 A Terang ,28 A Terang ,11 A Terang ,5 A Terang ,2 A Terang ,23 A Redup ,25 A Redup ,24 A Redup ,23 A Redup ,25 A Redup Gambar 5.3. Perubahan Waktu dengan Test Short Circuit (A) Unit Testing Gama Solar 50P-36 dilakukan untuk melihat ketersesuaian kinerja Gama Solar sesuai pada setiap rentang waktu tertentu. Pengujian dilakukan dengan meletakkan Gama Solar pada tanah yang dimana terdapat intensitas matahari yang cukup. Lalu menggunakan Volt Meter dan Ampere Meter untuk melihat Arus (A) dan Tegangan yang didapatkan. Alat akan bekerja dengan baik pada setiap kenaikan intensitas mataari. Di sini, kesesuaian Gama Solar dengan Datasheet juga dilakukan untuk melihat batas maximum dari tegangan open circuit dan arus short circuit.

4 Buck Converter Gambar 5.4 Rangkaian Unit Testing Buck Converter Metode Pengujian Buck Converter dilakukan dengan menggunakan bantuan AVO meter dan dilakukan dengan pengukuran tegangan saat resistor Variable diputar untuk mencapai tegangan minimum dan tegangan maksimum serta cek kesesuaian hal tersebut dengan datasheet. Untuk melakukan pengujian unit buck converter, ikuti langkah-langkah berikut: o Pengujian 1 1. Siapkan sumber tegangan yang akan menjadi tegangan input Buck Converter (pada pengujian kali ini digunakan Power supply yang diatur tegangannya 0-30V) 2. Hubungkan Power supply dengan buck converter melalui pin input buck converter 3. Lakukan pengecekan lampu indikator buck converter, bila lampu menyala menandakan buck converter telah terhubung dengan sumber tegangan adaptor. 4. Hubungkan pin output buck converter dengan voltmeter untuk mengukur tegangan output buck converter 5. Putar skrup kecil pada buck converter ke arah kiri untuk melihat tegangan minimum yang bisa dihasilkan buck converter, memutar skrup ke kiri dengan batasan lampu indikator masih menyala 6. Setelah mendapatkan tegangan minimum buck connveter lakukan pemutaran skrup buck converter sebanyak 1/2x,1x,2x dan 3x putaran kearah kanan lalu catat tegangan output buck converter. 7. Untuk mencari tegangan maksimum buck conveter terhadap tegangan input yang sedang terhubung, putar skrup kecil ke arah kanan terus menerus sampai tegangan output tidak menunjukan perubahan. 8. Ulangi langkah 1-7 tetapi dengan mengubah-ubah tegangan power supply dari 10V;12,5V;15V;17,5V;20V;22,5V;25V;30V

5 Gambar 5.5 Ilustrasi Penggunaan Power Supply Port 1 (hijau=master, biru=slave) = Scrobe merah (+) port 2 (hijau=master, biru=slave) = Scrobe hitam (-) Slider 3 = Mengatur arus Slider 4 = Mengatur Tegangan Tegangan Power Supply Tabel 5.3. Hasil Pengukuran Unit Testing Buck Converter LM2596 Ke kiri Putar ke Putar ke Putar ke Maksimum kanan 1/2x kanan 1x kanan 2x *lampu putaran dari putaran putaran indikator kondisi dari dari kondisi menyala minimum kondisi minimum Putar ke kanan 3x putaran dari kondisi minimum Maks minimum 10V 1,5V 2,0V 2,8V 4,4V 6,0V 9,2V 12,5V 1,5V 2,0V 2,8V 4,4V 5,9V 11,8V 15V 1,5V 2,0V 2,8V 4,3V 5,9V 14,8V 17,5V 1,4V 2,0V 2,8V 4,3V 6,0V 16,8V 20V 1,5V 2,0V 2,7V 4,3V 5,9V 19,3V 22,5V 1,5V 2,0V 2,8V 4,4V 6,0V 21,8V 25V 1,5V 2,0V 2,8V 4,4V 6,0V 24,4V 30V 1,5V 2,0V 2,8V 4,4V 5,9V 29,4V Dari hasil yang didapat, terlihat bahwa buck converter yang digunakan memiliki peformansi yang luar biasa bila tegangan input yang diberikan diubahubah. Keakuratan rentang kenaikan tegangan output terhadap putaran skrup terbilang presisi untuk setiap tegangan input. Perbedaan antara tegangan maksimum output dengan tegangan input juga dijaga pada rentang perbedaan 0,7V-0,6V. Pada Saat pengujian, tegangan output Buck Converter dapat diatur sampai dengan < 1,5V, namun untuk mencapai angka tersebut, skrup kecil yang terdapat pada Buck Converter LM2596 harus diputar terus menerus sampai lampu indikator yang menandakan aktifnya Buck Converter meredup dan akan mati pada angka tegangan output 1V. Dengan matinya lampu indikator Buck Converter, kami

6 menyimpulkan bahwa Buck Converter tidak lagi bekerja dengan semestinya. Tidak terbatasnya sudut putar skrup kecil pada Buck Converter dapat dikatakan sebagai kekurangan Buck Converter yang kami gunakan Sensor Tegangan dengan MyDAQ + Power Supply V - Pembacaan Voltmeter - dmm + mydaq Kabel USB PC dengan Labview Pembacaan dmm MyDAQ Gambar 5.6 Rangkaian Pengujian Sensor Tegangan dengan MyDAQ Metode Pengujian pembacaan tegangan dari mydaq dilakukan dengan hubungkan port Digital Multimeter dengan output Buck Converter dengan tujuan untuk memvariasi tegangan output. Variasi tersebut dibaca juga dengan Voltmeter dan dibandingkan ketepatannya. Pengujian dilakukan dengan langkah langkah sebagai berikut. 1. Dipersiapkan Power Supply DC sebagai sumber tegangan untuk berikutnya dilakukan pengujian tegangan, DAQ, PC, dan Voltmeter. 2. Port Positif dari Power Supply dihubungkan dengan Port positif pada Voltmeter dan Port positif pada dmm MyDAQ. 3. Port Negatif dari Power Supply dihubungkan dengan Port negatif pada Voltmeter dan Port negatif pada dmm MyDAQ 4. Program pada Labview disiapkan untuk membaca tegangan serta disiapkan juga pada front panel Labview untuk memberikan grafik perubahan tegangan sebagai berikut. 5. Setelah terhubung, Power supply dinyalakan dan divariasikan sesuai tabel data yang telah disertakan.

7 Gambar 5.7 Software Pengujian Sensor Tegangan dengan MyDAQ Dari pengujian tersebut tampak bahwa pembacaan tegangan dari mydaq hampir sama dengan tegangan pada mydaq. Dengan perbedaan yang sangat kecil tersebut maka pembacaan mydaq dapat dinyatakan layak. Tabel 5.4. Hasil Pengukuran Unit Testing NI MyDAQ Set Tegangan Power NI MyDAQ Voltmeter Supply 2 V 1,9573 V 1,955 V 3 V 2,96 V 2,9582 V 4 V 4,0169 V 4,02 V 5 V 4,9981 V 4,99 V 6 V 5,98 V 5,98 V 7 V 6,98601 V 6,98 V Dari Data yang didapat, tampak pembacaan tegangan menggunakan dmm dan Voltmeter menunjukkan hampir sama sehingga pembacaan tegangan dmm MyDAQ dapat dikatakan baik Resistor 1 Ohm Sebagai Sensor Arus Gambar 5.8 Rangkaian Unit Testing Sensor Arus Resistor 1 Ohm

8 Metode Pengujian Resistor 1 Ohm dilakukan dengan menggunakan bantuan AVO meter dan dilakukan dengan pengukuran tegangan resistor saat diberi arus yang berbeda-beda. Pengujian ini bertujuan untuk membuktikan keakuratan sensor arus dengan cara membaca tegangan resistor, sesuai dengan rumus: Bila R = 1 Ohm, maka: Untuk melakukan pengujian unit sensor arus 1 Ohm, ikuti langkah-langkah berikut: o Pengujian 1 1. Siapkan sumber arus yang akan menjadi arus input Resistor (pada pengujian kali ini digunakan Power supply yang diatur arusnya 0,2A- 0,19A) 2. Atur besarnya arus power supply sesuai metode penggunaan power supply pada pengujian buck converter 3. Hubungkan Power supply dengan resistor dengan cara menghubungkan masing-masing kaki resistor dengan masing-masing scrobe power supply 4. Hubungkan Voltmeter secara pararel dengan resistor untuk membaca tegangan resistor 5. Catat nilai tegangan yang ditunjukan voltmeter. 6. Ulangi langkah 1-4 tetapi dengan mengubah-ubah arus power supply dari 0.2A,0.5A,1A,1.5A,1.75A 1.9A,2A Tabel 5.9 Hasil Pengukuran Unit Testing Sensor Arus Resistor 1 Ohm Set Arus Power Supply Arus terukur pada MultiMeter Tegangan Resistor 0,2A 0,19A 0,19V 0,5A 0,49A 0,51V 1A 0,98A 1,03V 1,5A 1,48A 1,56V 1,75A 1,73A 1,83V 1,9A 1,88A 1,98V 2A 1,97A 2,08V Dari hasil yang didapat, dapat dilakukan dua analisa keakuratan resistor 1 Ohm yaitu terhadap arus yang ditunjukan power supply dan arus yang terbaca pada Multimeter. Analisa dilakukan ini untuk melihat apakah nilai resistansi yang dimiliki oleh resistor yang digunakan tepat bernilai 1. Terhadap Pembacaan Power Supply Rata-rata nilai resistansi sebenarnya dapat dicari dengan cara: Di mana: V r = tegangan resistor I ps = Arus Power supply

9 7= banyaknya data Dari hasil perhitungan rumus didapatkan hasil: R=1,0239 Ohm Terhadap Pembacaan Power Supply Rata-rata nilai resistansi sebenarnya dapat dicari dengan cara: Di mana: V r = tegangan resistor I m = Arus terbaca multimeter 7= banyaknya data Dari hasil perhitungan rumus didapatkan hasil: R=1,0446 Ohm Sensor Arus ai0+ ai0- MyDAQ + Power Supply Sumber Arus - 1 ohm + A - + Pembacaan Arus Amperemeter - Beban Resistor 1.5 ohm mydaq Ai0+ Ai0- Kabel USB PC dengan Labview Pembacaan Arus MyDAQ Gambar 5.9 Rangkaian Unit Testing Sensor Arus ai0+ ai0- MyDAQ Metode DAQ hanya mampu mengukur tegangan dan pada website National Instrument dijelaskan langkah-langkah yang sebaiknya dilakukan dalam melakukan pengukuran arus yaitu dengan bantuan resistor dan dibaca tegangan pada resistor tersebut [1]. Dengan begitu, digunakan resistor 1 ohm yang telah dilakukan unit testing lalu dibaca tegangan pada resistor tersebut. Pengujian dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1. Dipersiapkan Power Supply DC sebagai sumber arus, beban 1,5 Ohm, beban 1 Ohm, MyDAQ, dan Amperemeter. 2. Port positif dari Power Supply dihubungkan dengan salah satu sisi dari beban 1,5Ohm. 3. Sisi kedua dari beban dihubungkan dengan Port positif pada Amperemeter. 4. Port negatif dari Amperemeter dihubungkan dengan salah satu sisi dari resistor 1Ohm dan Port ai0+ pada MyDAQ.

10 5. Sisi kedua dari resistor 1 ohm dihubungkan dengan sisi negatif pada power supply dan Port ai0- pada MyDAQ. 6. Berikutnya dapat disiapkan program Labview sebagai berikut 7. Lalu diatur arus pada Power Supply dan divariasikan seperti tabel yang telah disediakan. Gambar 5.10 software Pengujian Sensor Arus ai0+ ai0- MyDAQ Tabel Hasil Pengukuran Unit Testing Sensor Arus MyDAQ ai0+ ai0- Set Power supply sumber arus (A) Arus MyDAQ (A) Arus Ampere meter(a) 0,2 0,214 0,19 0,6 0,68 0,58 0,8 0,91 0,79 1,01 1,19 0,99 1,2 1,37 1,18 1,4 1,61 1,39 1,6 1,8 1,57 Sensor arus mengalami permasalahan yaitu semakin besar arus yang diukur, maka semakin tidak akurat pembacaan. Hal ini dapat diasumsikan merupakan kekurangan dari MyDAQ sehingga pembacaan arus akan sangat tidak akurat. Ini menyebabkan pada bagian program nantinya, diatur agar jika tegangan Vpv lebih dari 10V, maka arus harus diinputkan manual dengan pembacaan tegangan pada resistor 1ohm dengan bantuan Voltmeter.

11 Analog Ouput MyDAQ ao0 AGND Pembacaan Voltmeter V - GND Ao0 mydaq + Kabel USB PC dengan Labview Gambar 5.11 Rangkaian Unit Testing Analog Ouput MyDAQ ao0, AGND Metode Langkah-langkah : 1. Disiapkan MyDAQ dan AVOmeter 2. Dihubunkan analog output ao0 dengan Voltmeter + lalu AGND dengan Voltmeter 3. Divariasikan tegangan MyDAQ sesuai Tabel 5.11 Hasil pengujian sesuai dengan rangkaian Gambar 5.11 didapatkan hasil sesuai Tabel Tabel 5.11 Hasil Pengukuran Unit Testing Analog Ouput MyDAQ ao0 AGND Tegangan analog output Voltmeter 0 V 0 V 2 V 2,3 V 3 V 3,1 V 5 V 5 V Dari data tampak bahwa hasil pembacaan AVO mendekati yang diinginkan maka alat dapat dikategorikan baik Beban Motor DC Gambar 5.12 Rangkaian Unit Testing Beban motor DC

12 Metode Pengujian motor DC yang digunakan sebagai beban bertujuan untuk melihat respon arus yang digunakan oleh motor dengan memberikan berbagai nilai tegangan. Tegangan yang diberikan pada motor bersumber dari power supply. Untuk melakukan pengujian unit Motor, ikuti langkah-langkah berikut: o Pengujian 1 1. Siapkan sumber tegamgan yang akan menjadi tegangan input Motor (pada pengujian kali ini digunakan Power supply yang diatur arusnya 4,5V-9V) 2. Atur besarnya tegangan power supply sesuai metode penggunaan power supply pada pengujian buck converter 3. Hubungkan Power supply dengan resistor (sensor arus)dan motor secara seri sesuai dengan ilustrasi dibawah. 4. Hubungkan Voltmeter secara pararel dengan resistor untuk membaca tegangan resistor 5. Catat nilai tegangan yang ditunjukan voltmeter. 6. Ulangi langkah 1-4 tetapi dengan mengubah-ubah arus power supply dari 4,5V;6V;7V;7,5V;8V ;8,5V;9V Hasil pengujian sesuai dengan rangkaian Gambar 5.12 didapatkan hasil sesuai Tabel Tabel 5.12 Hasil Pengukuran Unit Testing Beban Motor DC Set Tegangan Power Supply Tegangan Resistor 4,5V 20,4mV 6V 26,5mV 7V 32mV 7,5V 34,2mV 8V 37,9mV 8,5V 41,9mV 9V 45,6mV Dari hasil yang didapat, disimpulkan bahwa sifat perbandingan lurus V Vs Arus pada karakteristik motor DC terbukti. pembacaan arus didapatkan dengan pembacaan tegangan pada resistor 1 Ohm seperti yang telah dijelaskan pada pengetesan resistor 1 Ohm sebelumnya.

13 5.1.8 Beban Resistif 1,5 Ohm 50 Watt Gambar Rangkaian Unit Testing Sensor arus resistor 1 Ohm Metode 1. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan sumber arus DC dari power supplai 2. Hubungkan sumber arus DC dengan beban resistif. 3. Dengan perubahan pada sumber arus akan di dapatkan besarnya tegangan pada beban. 4. Gunakan Avo Meter untuk melihat besarnya tegangan beban. 5. Lalu lakukan pengukuran dari hasil yang didapatkan. Hasil pengujian sesuai dengan rangkaian Gambar 5.13 didapatkan hasil sesuai Tabel Tabel 5.13 Hasil Pengukuran Unit Testing Beban Resistif 1,5 Ohm 50 Watt Percobaan Sumber Arus DC Tegangan beban 1 0,5 A 0,71 V 2 1 A 1,45 V 3 1,5 A 2,19 V 4 2 A 3,94 V 5 2,25 A 3,31 V 6 2,5 A 3,68 V 7 2,75 A 4,05 V 8 3 A 4,42 V Digunakan sumber arus sebagai masukkan dimaksudkan untuk memberikan kondisi real ketika beban resistif diberikan input Gama Solar. Dari data yang di dapatkan bahwa pada setiap kenaikan sumber arus maka akan mempengaruhi kenaikan tegangan beban juga. Pada saat pengukuran terjadi panas pada beban di karenakan input arus yang juga besar.