BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Transkripsi

1 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian pada algoritma pengikut matahari dan sistem sistem lainnya. Tujuan dari pengujian adalah mengetahui hasil perancangan alat dari semua sistem yang dapat bekerja sesuai dengan perancangan yang telah dibuat. Pada sub bab 4.1 akan dibahas mengenai pengujian hardware sistem, pada sub bab 4.2 akan dibahas mengenai pengujian software sistem dengan menggunakan algoritma Plataforma Solar de Almerýa (PSA), dan pada sub bab 4.3 akan mengenai tentang pengujian mekanik sistem Pengujian Hardware Sistem Modul Arduino Uno Pada modul Arduino Uno menggunakan mikrokontroler ATmega328 yang membutuhkan tegangan sebesar 5 volt. Didalam modul Arduino Uno ini sudah dilengkapi regulator, maka dari itu dibutuhkan tegangan dari luar antara 7-12 Volt. Arduino uno akan mendapatkan tegangan dari luar sebesar 12 Volt dari aki Modul Motor Driver Pada 4 buah optocoupler ( PC 817 ) ini akan diberi inputan dari mikrokontroler pada pin 12 dan pin 11 sebagai kontrol gerak altitude, pin 1 dan pin 9 sebagai kontrol gerak azimuth. Keluaran pada optocoupler akan mengaktifkan relay yang telah ditentukan. Modul ini diberi masukan tegangan sebesar 12 volt. Pada Tabel 4.1 dibawah ini akan menjelaskan logika yang menentukan pergerakan motor melalui relay. 33

2 Tabel 4.1. Logika Pada Motor Driver. Logika Logika Pergerakan Motor Pin 12 dan pin 1 Pin 11 dan pin 9 Tidak bergerak 1 Searah jarum jam 1 Berlawanan jarum jam 1 1 Tidak bergerak Modul Rotary Encoder Pada keluaran modul rotary encoder ini, akan masukan pada interupsi eksternal pin 2 untuk menghitung langkah pergerakan motor altitude sedangkan interupsi eksternal pin 3 menghitung langkah pergerakan motor azimuth. Mode interupsi eksternal pada Arduino Uno adalah Change. Change adalah penggabungan antara mode Rising ( perubahan tegangan dari low ke high ) dan Falling ( perubahan tegangan dari high ke low ). Pada motor bertorsi yang telah dibuat, solar dish membutuhkan 7,77 interupsi pada pin 2 untuk bergerak 1 terhadap altitude dan 2.7 interupsi pada pin 3 untuk bergerak 1 terhadap azimuth. Berikut ini ( Tabel 4.2 ) adalah jumlah interupsi yang dibutuhkan untuk menjalankan solar dish pada sudut tertentu. Tabel 4.2. Jumlah Interupsi pada Motor. Sudut Jumlah perubahan tegangan pada interupsi Motor Altitude ( pin 2 ) Motor Azimuth ( pin 3 )

3 Pada pengujian modul rotary encoder ini, menghitung interupsi eksternal pada motor altitude maupun azimuth pada sudut 9 sebanyak 1 kali percobaan. Jumlah counter seharusnya pada Rotary Encoder Altitude adalah 699 dan Rotary Encoder Azimuth adalah 186 Berikut ini adalah hasil penghitungan interupsi eksternal serta pin 2 menghitung langkah pergerakan motor altitude sedangkan interupsi eksternal pin 3 menghitung langkah pergerakan motor azimuth. Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rotary Encoder. Counter pada Rotary Encoder Selisih No Motor Altitude Motor Azimuth Motor Altitude Motor Azimuth Jumlah Rata - Rata Persentase error.95 % 2.1 % 35

4 a. b. Gambar 4.1. a. Jumlah interupsi terhadap Altitude dan b. jumlah interupsi terhadap motor Azimuth Pengujian Software Sistem Pada pengambilan nilai waktu kini seperti jam, menit, detik, tanggal, bulan, tahun akan diolah pada Algoritma Plataforma Solar de Almerýa (PSA) yang akan menghasilkan sudut Altitude dan sudut Azimuth pada matahari. Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ) juga membutuhkan koordinat pada letak solar dish yaitu Latitude, Longitude dan GMT offset. Latitude, Longitude dan GMT offset yang digunakan adalah - 7,34, 11,45 dan 7. Latitude, longitude dan GMT offset berfungsi untuk menentukan letak posisi parabola tersebut. Pada Gambar 4.2 adalah grafik elevasi terhadap waktu, Gambar 4.3 adalah grafik azimuth terhadap waktu dan Gambar 4.4 adalah grafik Azimuth terhadap elevasi pada matahari yang didapat pada Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ).Grafik pada Gambar 4.2, Gambar 4.3 dan Gambar 4.4 diambil pada tanggal yang dirujuk pada lampiran A hasil data pengujian Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ) halaman 4. Tabel dari hasil data pengujian dari pengujian Algoritma Plataforma Solar de Almerýa ( PSA ) terdiri dari Time, d, B, LT ( Local Time ), LSTM ( Local Standard Time Meridian ), EoT ( Equation of Time ), TC ( Time Correction Factor ), HRA ( Hour Angle ), Delta ( Declination Angle ), Altitude Angle, Azimuth Angle. 36

5 8 Solar Elevation vs. Hour of Day 7 Sudut Elevasi ( O ) :: 6:: 12:: 18:: :: Waktu Gambar 4.2. Grafik Elevasi Pada Matahari Terhadap Waktu. 45 Solar Azimuth vs. Hour of Day 4 35 Sudut Azimuth ( O ) :: -5 6:: 12:: 18:: :: Waktu Gambar 4.3. Grafik Azimuth Pada Matahari Terhadap Waktu. 37

6 Solar Azimuth vs. Elevation Angle Sudut Azimuth ( O ) Sudut Elevasi ( O ) Gambar 4.4. Grafik Azimuth Terhadap Elevasi Pada Matahari. Solar dish akan mengkoreksi letak matahari setiap matahari bergeser satu derajat. Pengkoreksi ini berlaku untuk gerak motor altitude maupun motor azimuth. Solar dish akan mengikuti letak matahari dari jam 8 pagi sampai 3 sore. Setelah jam 3 sore, solar dish akan kembali posisi semula yaitu menghadap ke timur. Solar dish dapat menghadap ke timur dengan menggunakan limit switch yang telah ditentukan. Gambar 4.5. Posisi Awal Pada Solar Dish Menghadap Ke Timur. 38

7 4.3. Pengujian Mekanik Sistem Pengujian pada mesin Stirling dilakukan pada tanggal 28juni 215 dari jam 1:: sampai 1:2:5 dengan sumber panas dari daya radiasi dari luar yang telah difokuskan oleh solar dish. Setiap data diambil setiap 1 detik. Data yang diambil pada pengujian mesin Stirling ini adalah RPM (Rotation per minute), Tc (⁰C) atau temperatur pada sisi tabung dingin, Th (⁰C) atau temperatur pada sisi tabung panas, tekanan (Pascal), tegangan (volt) dan arus (ma). Beban yang digunakan untuk mengukur arus adalah 56 ohm. Pada Gambar 4.6 adalah grafik suhu sisi tabung panas dan dingin, Gambar 4.7 adalah grafik thermal eff terhadap waktu dan Gambar 4.7 adalah grafik hasil daya terhadap RPM yang dirujuk pada lampiran B hasil data pengujian mesin Stirling halaman 43.Tabel data hasil dari pengujian mesin Stirling terdiri dari RPM, Tc (⁰C), Tc (K), Th (⁰C), Th (K),Tekanan (Pa), Tegangan (V), Arus (ma), Daya (mw) dan Thermal Eff (%).Thermal eff didapat dengan memakai persamaan (13) ⁰ C :57:36 1:4:48 1:12: 1:19:12 1:26:24 Waktu Tc (⁰C) Th (⁰C) Gambar 4.6. Suhu sisi tabung panas dan dingin pada mesin Stirling. 39

8 4 Thermal Eff vs. waktu % Thermal Eff (%) 9:57:36-5 1:4:48 1:12: 1:19:12 1:26:24 Waktu Gambar 4.7. Grafik Thermal Eff terhadap waktu pada mesin Stirling. Grafik pada Gambar 4.6 terlihat temperatur menurun pada waktu 1:12: karena percobaan ini dilakukan hanya selama 12 menit. Setelah menit ke 12, mesin ini tidak menerima sumber panas dari solar dish sampai suhu kembail ke semula. 7 Daya vs. RPM milliwatts Daya (mw) RPM Gambar 4.8. Grafik Hasil Daya pada mesin Stirling. Pada Gambar 4.8 menggambarkan grafik daya yang dihasilkan oleh mesin Stirling melalui generator listrik terhadap RPM. Beban yang digunakan untuk mengukur arus adalah 56 ohm. Pada grafik terlihat RPM yang semakin meningkat maka daya yang dihasilkan pun semakin meningkat. 4