BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada penelitian sebelumnya, sistem otomasi dan sistem monitoring hidroponik hanya menggunakan sumber energi listrik yang saat ini semakin menipis karena konsumsi energi listrik yang sangat banyak dan pesatnya perkembangan teknologi. Hanya sedikit yang menggunakan tenaga surya sebagai sumber energi untuk menjalankan sistem otomasi hidroponik. Dengan kondisi tersebut, maka salah satu solusinya adalah dibuat Smart Solar Power Plant Unit untuk mengganti sumber energi listrik dan menyuplai energi listrik untuk sistem otomasi dan sistem monitoring Hidroponik. Smart Solar Power Plant Unit memiliki karakteristik hybrid yaitu sebuah sistem yang secara otomatis bertukar aliran energi listrik antara aliran energi listrik dari inverter dan aliran energi listrik dari PLN saat tegangan dari inverter turun. Proyek akhir kali ini akan memperbaiki kekurangan sistem sumber energi menggunakan panel surya yang sebelumnya sehingga dapat menyempurnakan kekurangan pada penelitian sebelumnya. 1.2 Rumusan Masalah Terdapat beberapa perumusan masalah yang perlu diperhatikan dalam Proyek akhir ini sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang Sistem Smart Solar Power Plant Unit sebagai pengganti sumber energi listrik dari PLN? 2. Bagaimana merancang sistem hybrid pada Sistem Smart Solar Power Plant Unit? 1
1.3 Tujuan Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah : 1. Membuat sistem Smart Solar Power Plant Unit sebagai pengganti sumber energi listrik dari PLN 2. Membuat sistem hybrid pada Smart Solar Power Plant Unit dengan menggunakan sensor tegangan dan relay 220V. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah pada Proyek Akhir ini adalah : 1. Sistem kontrol Smart Solar Power Plant Unit sebagai sumber energi listrik sistem otomasi dan sistem monitoring hidroponik. 2. Waktu transisi switch dari inverter ke PLN hanya berdurasi 5 detik. 3. Tidak dibahas teknik penanaman dengan media hidroponik, hanya konsentrasi pada sistem Smart Solar Power Plant Unit. 1.5 Definisi Operasional 1.5.1 Smart Solar Power Plant Unit Smart Solar Power Plant Unit adalah instalasi pembangkit listrik tenaga surya yang digunakan sebagai pengganti supply tenaga listrik PLN. Dalam penelitian Sistem Otomasi Hidroponik ini, menggunakan panel surya atau pembangkit listrik tenaga surya dengan tujuan untuk meminimalisir biaya yang dikeluarkan dalam pemakaian listrik. 1.5.2 Sistem Hybrid Sistem hybrid adalah sebuah sistem pertukaran aliran energi listrik secara otomatis dengan menggunakan dua pasang relay sebagai perantara pertukaran aliran listrik dari inverter ke PLN yang diletakan pada sebuah terminal. Sistem ini bekerja jika 2
sensor tegangan mendeteksi tegangan dari baterai turun dan relay akan bertukar aliran listrik dari inverter ke aliran listrik PLN. 1.5.3 Sistem Otomasi Sistem otomasi yang diterapkan untuk Hidroponik NFT adalah untuk mengontrol mesin pendingin air dan lampu. Sensor yang digunakan terdiri dari Sensor Ultrasonik, Sensor ph, Sensor arus dan tegangan listrik, Sensor cahaya, Sensor suhu. Kontrol mesin pendingin air menggunakan sensor suhu, kontrol LED menggunakan sensor LDR. Sensor Ultrasonik mengukur ketinggian air pada kolam yang akan dialirkan. Sensor ph digunakan untuk mendetksi nilai ph pada kolam air. Sensor arus dan tegangan digunakan untuk mengukur arus dan tegangan yang bersumber dari Power Supply. 1.5.4 Sistem Monitoring Sebuah sistem pemantauan aktivitas elektronik selama proses hidroponik berlangsung. Dalam sistem ini user dimudahkan dengan adanya sistem monitoring. 1.5.5 Hidroponik Hidroponik berasal dari kata Yunani yaitu hydro yang berarti air dan ponos yang artinya daya. Hidroponik juga dikenal sebagai soilless culture atau budidaya tanaman tanpa tanah. Ada banyak cara menanam hidroponik: wick, sistem NFT, deep water, drip irigation, aeroponik, dan lain-lain. sistem NFT merupakan Nutrient Film Technique, dimana konsep dasar NFT ini adalah suatu metode budidaya tanaman dengan akar tanaman tumbuh pada lapisan nutrisi yang dangkal dan tersirkulasi sehingga tanaman dapat memperoleh cukup air, nutrisi dan oksigen. 3
1.6 Metode Pengerjaan Metode yang digunakan dalam proyek akhir Smart Solar Power Plant Unit Untuk Sistem Otomasi Hidroponik NFT(Nutrient Film Technique) adalah metode SDLC (Systems Development Life Cycle) yang terdiri dari beberapa tahapan, yaitu: 1.6.1 Metode Pengumpulan Data a. Pencarian referensi dari sumber sumber yang berhubungan dengan perancangan sistem Smart Solar Power Plant Unit untuk sistem otomasi hidroponik. b. Mempelajari masing masing bagian dari perangkat atau modul yang digunakan sebagai sistem Smart Solar Power Plant Unit. 1.6.2 Metode Pengembangan Sistem a. Tahap Analisis Tahap Analisis dalam Sistem Smart Solar Power Plant Unit berdasarkan tinjauan pustaka, yaitu dengan mencari referensi dan atau materi Tentang Solar Panel. b. Tahap Perancangan Dalam tahap ini diperlukan perhitungan ukuran kerangka penyangga Solar Panel dan Perancangan Sistem Hybrid pada Sistem Smart Solar Power Plant Unit. c. Tahap Implementasi Tahap Implementasi dilakukan setelah ditentukan pilihan dari tahap perancangan. Pada tahap ini kerangka dan sistem Hybrid dirancang sesuai tahap perancangan. d. Tahap Pengujian 4
Pada tahap pengujian, dibagi menjadi beberapa tahap antara lain : i. Tahap Pengujian Panel Surya Pengujian Panel Surya dilakukan untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan oleh serangkaian panel yang telah dirangkai dan menjadi pembangkit tenaga listrik untuk mendistribusikan arus listrik pada serangkaian sistem otomasi. Pengujian Panel Surya ini meliputi pengujian tegangan listrik, arus listrik, dan kontroler. ii. Tahap Pengujian Sistem Hybrid Pengujian Sistem Hybrid dilakukan sesudah Tahap pengujian Panel surya, pengujian ini dilakukan jika salah satu suplai daya turun atau mati Switch akan memindahkan ke suplai daya yang mempunyai daya. iii. Tahap Pengujian Sistem Otomasi Pengujian Sistem Otomasi dilakukan setelah tahap pengujian panel surya dan sistem hybrid, pengujian ini dilakukan untuk mengukur tingkat keakuratan dari serangkaian modul sensor yang saling terintegrasi. Pengujian ini meliputi pengujian sensor ph, sensor ketinggian air(sensor PING), sensor tegangan listrik, sensor arus listrik, sensor suhu(lm35), relay dan pengujian pompa air. iv. Tahap Pegujian Sistem Monitoring Pengujian Sistem monitoring dilakukan setelah tahap pengujian sistem panel surya dan sistem otomasi. Pengujian ini meliputi pengambilan data sensor-sensor serta tegangan dan arus pada sistem yang bekerja pada sistem panel surya dan sistem otomasi. v. Tahap pengujian media Hidroponik 5
Pada tahap ini merupakan pengujian media hidroponik yang nantinya akan ditanami tanaman, pengujian ini meliputi kecepatan pompa air mendistribusikan air ke media hidroponik, pengukuran volume air yang melewati media hidroponik per satu menit. 1.7 Jadwal Pengerjaan Jadwal Pelaksanaan Tabel 1.1 Jadwal Pelaksanaan Target Keluaran Proyek Akhir Fungsionalitas - Fitur System 1. Pembuatan prototype power. -Pembuatan Rak Penyangga Panel. 2. Perancangan Sistem. -Pembuatan Sistem menggunakan Eagle 3. Pemograman Arduino. Integrasi sensor tegangan dengan Mikrokontroller. Integrasi sensor arus dengan Mikrokontroller. Membangun protokol komunikasi Antara Raspberry pi dengan Mikrokontroller melewati APC. Sistem hybrid pada saat sensor Tegangan mendeteksi tegangan pada kondisi tertentu. Pengujian System 1. Pengujian sensor tegangan pada Mikrokontroller 2. Pengujian sensor arus pada Mikrokontroller 3. Pengujian Sistem Hybrid Pengujian pada saat tegangan turun Pada sensor tegangan Maret April Mei 6 13 20 27 3 10 17 24 1 8 15 22 29 6
Target Keluaran Proyek Akhir Pengujian switch antara power dari PLN Dengan power dari baterai 4. Pengujian protokol komunikasi Raspberry Pi dengan mikrokontroller Melewati APC Fungsi Tambahan (optional) 1. pengujian sistem power pada panel surya selama 3 minggu Maret April Mei 6 13 20 27 3 10 17 24 1 8 15 22 29 7