BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4. a Batasan masalah pembuatan tugas akhir ini adalah terbatas pada sistem kontrol bagaimana solar cell selalu menghadap kearah datangnya sinar matahari, analisa dan pembahasan dari rancang bangun solar cell penjejak matahari 4 arah dilakukan dengan cara melakukan pengujian pengukuran pada setiap bagian dari sistem kontrolnya Alat dan Bahan yang Digunakan Peralatan dan bahan digunakan untuk memudahkan proses pengukuran dalam mendapatkan data-data spesifikasi alat. Alat dan bahan tersebut adalah sebagai berikut: 1. Solar cell 2. Rangkaian Catu daya : 1 buah 3. Rangkaian Sistem Minimum AVR : 1 buah 4. Sensor LDR : 4 buah 5. Rangkaian driver LDR : 1 buah 6. Rangkaian driver motor DC : 1 buah 7. Multimeter : 1 buah 8. Kabel penghubung : 1 meter 9. Busur derajat : 1 buah 4.2. Langkah Pengukuran Dalam pelaksanaan pengukuran rangkaian terdapat langkah kerja yang harus dilakukan pada semua bagian. Langkah kerja tersebut antara lain : 1. Mempersiapkan gambar rangkaian dan rangkaian bagian yang akan diuji. 2. Mempersiapkan semua peralatan yang dipergunakan dan memastikan berada dalam kondisi normal. 3. Melakukan pengukuran rangkaian. 40

2 41 4. Mengukur tegangan pada titik titik tertentu terhadap ground. 5. Pengukuran dilakukan secara urut dan bertahap pada semua bagian dengan memulainya dari rangkaian yang paling sederhana dengan tujuan menghindari kesalahan sejak awal Pengujian Rangkaian Pengujian dilakukan dengan melakukan pengukuran pada masing masing rangkaian untuk mengetahui kemungkinan adanya kesalahan pada rangkaian dan besar tegangan keluarannya Pengukuran Panel Solar Cell Langkah pengukuran panel sel surya adalah sebagai berikut: 1. Meletakkan solar cell ditempat yang terkena sinar matahari langsung, serta memastikan sinar matahari tidak terhalang oleh benda apapun; 2. Mengarahkan panel solar cell tegak lurus 90 derajat menghadap ke atas 3. Mencatat waktu saat pengambilan data dilakukan 4. Mengukur tegangan antara terminal positif dan negatif pada bagian belakang solar cell dengan menggunakan multimeter. 5. Mengukur arus hubung singkat antara terminal positif dan negatifnya 6. Ambil dan cata data hasil pengukuran setiap jam Gambar 4.1 Panel Solar cell

3 42 No. Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Panel Solar Cell Waktu Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Daya (Watt) JUMLAH RATA-RATA Pengujian Sistem Minimum ATmega8535 Pada pengujian sistem minimum ATmega8535 ini meliputi tegangan masing-masing port yaitu port A, port B, port C, dan port D, pada kondisi logika tinggi dan logika rendah. Adapun langkah langkah yang dilakukan untuk mengukur sistem minimum ATmega8535 adalah sebagai berikut: 1. Menghubungkan masukan tegangan pada catu daya utama dengan sistem minimum ATmega Download program pengujian yang sederhana dengan memberikan inputan masing-masing port pada kondisi logika tinggi. Berikut contoh main program yang digunakan dalam CodeVisionAVR jika ingin memberikan logika tinggi untuk semua pin. while (1) { PORTA=0xFF; PORTB=0xFF; PORTC=0xFF; PORTD=0xFF; }

4 43 3. Ukur dan catat tegangan masing-masing port. 4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk kondisi logika rendah. Untuk kondisi logika rendah program yang digunakan adalah sebagai berikut : while (1) { PORTA=0x00; PORTB=0x00; PORTC=0x00; PORTD=0x00; } 5. Mencatat hasil pengukuran, tegangan baik pada kondisi logika tinggi maupun logika rendah. 6. Hasil pengujian dan pengukuran sistem minimum mikrokontroler dapat dibuat seperti tabel 5-2. Gambar rangkaian untuk pengukuran sistem minimum ATmega8535 dapat dilihat pada gambar 4.2. Gambar 4.2 Rangkaian Sistem Minimum Atmega853 Port High / Low Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Kondisi Logika Port Mikrokontroler Tegangan pada masing-masing pin (V) A H L B H L C H L D H L

5 44 Dari hasil pengujian dan pengukuran yang menyatakan bahwa kondisi logika tinggi (1) sekitar Nilai ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa logika tinggi berkisar antara 4.0V-5.5V. Sedangkan Untuk logika rendah (0) tegangan yang terukur adalah sekitar 0.01V-0.05V Pengujian Rangkaian Catu Daya Langkah pengukuran rangkaian catu daya adalah sebagai berikut : 1. Hubungkan rangkaian catu daya dengan aki. 2. Ukur dan catat tegangan keluaran dari terminal output rangkaian Gambar 4.3 Rangkaian Catu Daya Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengukuran Catu Daya Tegangan Input Tegangan Output V 5.75 V Pengujian Rangkaian Driver LDR Langkah pengukuran rangkaian modul sensor LDR adalah sebagai berikut: 1. Menghubungkan rangkaian Sensor LDR dengan catu daya 5 V. 2. Mengukur tegangan output A, B, C dan D dengan ground, ketika sensor mendeteksi adanya cahaya.

6 45 Gambar 4.4 Rangkaian Driver LDR Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengukuran Output Driver LDR LDR Sensor Kondisi Gelap Kondisi Terang V out sensor Timur (A) 0.00 V 4.49 V V out sensor Barat (B) 0.00 V 4.50 V V out sensor Utara (C) 0.00 V 4.48 V V out sensor Selatan (D) 0.00 V 4.49 V Pengujian Rangkaian Driver Motor DC Langkah pengukuran rangkaian catu daya adalah sebagai berikut : 1. Hubungkan driver motor DC dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroler yang telah diprogram untuk mengeluarkan data untuk memutar motor DC ke kiri dan ke kanan secara bergantian. Berikut contoh main program yang digunakan dalam CodeVisionAVR jika ingin memberikan logika tinggi dan rendah secara bergantian untuk semua pin D.0 ; D.1; D.2 dan D.3 untuk menguji rangkaian motor DC. while (1) { PORTD=0x01; delay_ms(3000); PORTD=0x02; delay_ms(3000); PORTD=0x04; delay_ms(3000); PORTD=0x08; delay_ms(3000); }

7 46 2. Hubungkan rangkaian driver motor DC dengan motornya 3. Hubungkan rangkaian sistem minimum mikrokontroler dengan rangkaian catu daya 4. Hubungkan rangkaian catu daya dan driver motor DC dengan aki 5. Ukur dan catat tegangan keluaran dari terminal output rangkaian Gambar 4.5 Rangkaian Driver Motor DC Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengukuran Output Driver Motor DC Input 1 Input 2 Output 1 Output 2 Putaran Motor Logic 1 ( 5 V ) Logic 0 ( 0 V ) V 0.00 V Kanan Logic 0 ( 0 V ) Logic 1 ( 5 V ) 0.00 V V Kiri Pengujian Solar Cell Penjejak Matahari 4 Arah Pengujian ini untuk memastikan gerakan, tegangan dan arus yang dihasilkan oleh solar cell penjejak matahari 4 arah dengan langkah langkah pengujian adalah sebagai berikut: 1. Mengamati gerakan solar cell penjejak matahari, apakah sesuai dengan logika awal perancangan yaitu :

8 47 a. Jika salah satu sensor Timur atau sensor Barat tidak mendeteksi matahari, maka motor DC 1 akan berputar ke kanan menggerakkan panel solar cell ke arah Barat. Jika menyentuh limit switch Barat maka putaran motor akan berbalik menggerakkan panel solar cell ke arah Timur. b. Jika salah satu sensor Utara atau sensor Selatan tidak mendeteksi matahari, maka motor DC 2 akan berputar ke kanan menggerakkan panel solar cell ke arah Utara. Jika menyentuh limit switch utara, maka putaran motor akan berbalik menggerakkan panel solar cell ke arah Selatan. c. Jika seluruh sensor Timur, sensor Barat, sensor Utara dan sensor Selatan tidak mendeteksi matahari, maka akan melakukan scanning dengan pergerakan motor DC 1 sebagai proritas. 2. Jika pergerakan sudah berhenti dan posisi solar cell sudah menghadap ke arah datangnya sinar matahari, ukur dan catat kondisi : a. Tegangan dan arus hubung singkat yang dihasilkan solar cell. b. Sudut pergerakan Timur-Barat dan Utara-Selatan No. Waktu Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengukuran Solar Cell Penjejak Matahari 4 Arah Jangkauan Solar Cell Sudut Kemiringan B-T U-S Tegangan (Volt) Output Arus (Ampere) Daya (Watt) Tidak Menjangkau 50 o 83 o Menjangkau 58 o 83 o Menjangkau 64 o 83 o Menjangkau 75 o 83 o Menjangkau 87 o 83 o

9 Menjangkau 97 o 83 o Menjangkau 109 o 83 o Menjangkau 118 o 83 o Menjangkau 127 o 83 o Tidak JUMLAH RATA-RATA Dari hasil percobaan pengujian tegangan dan arus yang dihasilkan oleh solar cell pada saat sebelum dan sesudah rancang bangun solar cell penjejak matahari 4 arah terdapat peningkatan tegangan dan arus yang dihasilkan oleh solar cell seperti digambarkan dalam tabel dan grafik berikut ini. Waktu Tabel 4.7 Tabel Perbandingan Hasil Pengukuran Solar cell Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Daya (Watt) Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah JUMLAH RATA-RATA PENINGKATAN 8.42% 16.41% 22.90%

10 49 25 Perbandingan Tegangan Sebelum Sesudah Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Tegangan Solar Cell Perjam Perbandingan Rata Rata Tegangan Volt Sebelum Sesudah Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Rata-Rata Tegangan Solar Cell

11 Perbandingan Arus Sebelum Sesudah Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Arus Solar Cell Perjam Perbandingan Rata Rata Arus Ampere Sebelum Sesudah Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Rata-Rata Arus Solar Cell

12 51 Perbandingan Daya Sebelum Sesudah Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Daya Solar Cell Perjam Perbandingan Rata Rata Daya Watt Sebelum Sesudah Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Rata-Rata Daya Solar Cell