DESAIN DAN ANALISIS PROPORSIONAL KONTROL BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM PHOTOVOLTAIK

dokumen-dokumen yang mirip
DESAIN RANGKAIAN BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM CHARGING LAMPU PENERANGAN LINGKUNGAN PONDOK PESANTREN DI KOTA MALANG

Rancang Bangun Charger Baterai dengan Buckboost Konverter

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian tugas akhir dilaksanakan pada bulan Februari 2014 hingga Januari

Materi 3: ELEKTRONIKA DAYA (2 SKS / TEORI) SEMESTER 106 TA 2016/2017 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

Andriani Parastiwi. Kata-kata kunci : Buck converter, Boost converter, Photovoltaic, Fuzzy Logic

DESAIN SISTEM HIBRID PHOTOVOLTAIC-BATERAI MENGGUNAKAN BI-DIRECTIONAL SWITCH UNTUK CATU DAYA KELISTRIKAN RUMAH TANGGA 900VA, 220 VOLT, 50 HZ

Rancang Bangun Modul DC DC Converter Dengan Pengendali PI

NAMA :M. FAISAL FARUQI NIM : TUGAS:ELEKTRONIKA DAYA -BUCK CONVERTER

RANCANG BANGUN CATU DAYA TENAGA SURYA UNTUK PERANGKAT AUDIO MOBIL

DAFTAR GAMBAR. Magnet Eksternal µt Gambar Grafik Respon Daya Output Buck Converter dengan Gangguan Medan

Auto Charger System Berbasis Solar Cell pada Robot Management Sampah

Desain Penyearah 1 Fase Dengan Power Factor Mendekati Unity Dan Memiliki Thd Minimum Menggunakan Kontrol Pid-Fuzzy Pada Boost Converter

RANCANG BANGUN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) DENGAN ENERGI HYBRID (SUBJUDUL: HARDWARE) Abstrak

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MULTI-INPUT KONVERTER DC-DC PADA SISTEM TENAGA LISTRIK HIBRIDA PV/WIND

Raharjo et al., Perancangan System Hibrid... 1

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

H. Suryoatmojo. Kata-kata kunci : Lithium Polymer, Dual Induktor, Penyeimbang SOC Baterai.

Desain Dan Implementasi Penyeimbang Baterai Lithium Polymer Berbasis Dual Inductor

Kendali Sistem Pengisi Baterai Tenaga Surya Metode Incremental Conductance Berbasis Mikrokontrol

Rancang Bangun AC - DC Half Wave Rectifier 3 Fasa dengan THD minimum dan Faktor Daya Mendekati Satu menggunakan Kontrol Switching PI Fuzzy

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. 1.2 Penelitian Terkait

Perancangan Sistem Charger Otomatis pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Desain dan Implementasi Soft Switching Boost Konverter Dengan Simple Auxillary Resonant Switch (SARC)

MEMAKSIMALKAN DAYA PHOTOVOLTAIC SEBAGAI CHARGER CONTROLLER

Studi Analisa Synchronous Rectifier Buck Converter Untuk Meningkatkan Efisiensi Daya Pada Sistem Photovoltaic

DESAIN PENYEARAH 1 FASE DENGAN POWER FACTOR MENDEKATI UNITY DAN MEMILIKI THD MINIMUM MENGGUNAKAN KONTROL PID-fuzzy PADA BOOST CONVERTER

PERENCANAAN INVERTER PWM SATU FASA UNTUK PENGATURAN TEGANGAN OUTPUT PEMBANGKIT TENAGA ANGIN

RANCANG BANGUN BIDIRECTIONAL CONVERTER MENGGUNAKAN KONTROL PROPORTIONAL-INTEGRAL UNTUK SISTEM PENGEREMAN REGENERATIF

Rancang Bangun Interleaved Boost Converter Berbasis Arduino

PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI MENGGUNAKAN SOLAR CELL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF UNTUK MENGGERAKKAN KONVEYOR

BAB III RANCANGAN SMPS JENIS PUSH PULL. Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan power supply switching push pull

Perancangan Battery Control Unit (BCU) Dengan Menggunakan Topologi Cuk Converter Pada Instalasi Tenaga Surya

Pengendalian Kecepatan Motor DC Magnet Permanen Dengan Menggunakan Sensor Kecepatan Rotari

RANCANG BANGUN BECAK LISTRIK TENAGA HYBRID DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL PI-FUZZY (SUBJUDUL: HARDWARE) Abstrak

Rancang Bangun Catu Daya Tenaga Surya Untuk Perangkat Audio Mobil

BAB I PENDAHULUAN. digunakan, dari mulai jam, perangkat portabel hingga mobil listrik yang mulai

BAB III PERANCANGAN PEMODELAN SISTEM

DC-DC Step-Up Converter Rasio Tinggi Kombinasi Charge Pump dan Boost Converter untuk Catu Daya Motor Induksi pada Mobil Listrik

PERANCANGAN MULTILEVEL BOOST CONVERTER TIGA TINGKAT UNTUK APLIKASI SEL SURYA

DESAIN DAN IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) MIKROKONTROLLER AVR. Dosen Pembimbing

Desain dan Implementasi Tapped Inductor Buck Converter dengan Metode Kontrol PI pada Rumah Mandiri

BAB I PENDAHULUAN. sumber energi tenaga angin, sumber energi tenaga air, hingga sumber energi tenaga

Perancangan dan Implementasi Multi-Input Konverter Buck Untuk Pengisian Baterai Menggunakan Panel Surya dan Turbin Angin

RANCANG BANGUN MODUL BOOST CHOPPER VOLT DC 200 WATT BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 16 ABSTRAK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

RANCANG BANGUN KONVERTER PHOTOVOLTAIC DAN PENTAKSIRAN DAYA PHOTOVOLTAIC UNTUK DC POWER HOUSE

RANCANG BANGUN PENYEARAH AC TO DC RESONANSI SERI DENGAN ISOLASI TERHADAP FREKUENSI TINGGI

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

PORTABLE SOLAR CHARGER

Desain dan Simulasi Konverter Buck Sebagai Pengontrol Tegangan AC Satu Tingkat dengan Perbaikan Faktor Daya

MEMAKSIMALKAN KONVERSI ENERGI PV MODULE BERDASARKAN KURVA KARAKTERISTIK PADA LERENG TEGANGAN

ISSN : e-proceeding of Engineering : Vol.3, No.2 Agustus 2016 Page 1375

DESAIN DAN IMPLEMENTASI PENAIK TEGANGAN MENGGUNAKAN KOMBINASI KY CONVERTER DAN BUCK- BOOST CONVERTER

Simulasi Maximum Power Point Tracking pada Panel Surya Menggunakan Simulink MATLAB

IMPLEMENTASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) UNTUK OPTIMASI DAYA PADA PANEL SURYA BERBASIS ALGORITMA INCREMENTAL CONDUCTANCE

Hari Agus Sujono a), Riny Sulistyowati a), Agus Budi Rianto a)

PEMODELAN DAN SIMULASI MAXIMUM POWER POINT TRACKER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Konverter elektronika daya merupakan suatu alat yang mengkonversikan

ISSN : e-proceeding of Engineering : Vol.4, No.3 Desember 2017 Page 3122

Disain Konverter Charge Pump Rasio Tinggi Untuk Aplikasi Mobil Listrik

RANCANG BANGUN CHARGER DENGAN KASKADE FLYBACK DAN BUCK KONVERTER MENGGUNAKAN KONTROL FUZZY

SIMULASI MAXIMUM POWER POINT TRACKING (MPPT) PANEL SURYA MENGGUNAKAN PERTURB AND OBSERVE SEBAGAI KONTROL BUCK-BOOST CONVERTER Mochamad Firman Salam

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian dan penulisan laporan tugas akhir dilakukan di Laboratorium

BAB I PENDAHULUAN. manfaat, baik itu pada bumi dan pada manusia secara tidak langsung [2].

DESAIN BATTERY CHARGER DENGAN EFFISIENSI OPTIMUM MENGGUNAKAN KONTROL PI-Fuzzy

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Perancangan Simulator Panel Surya Menggunakan LabView

Simulasi dan Analisis Konverter Kaskade Buck- Boost Dua Arah sebagai Pencatu Tegangan Inverter Motor Induksi pada Mobil Listrik

Pengkonversi DC-DC (Pemotong) Mengubah masukan DC tidak teratur ke keluaran DC terkendali dengan level tegangan yang diinginkan.

DAFTAR ISI. ABSTRAK... Error! Bookmark not defined. KATA PENGANTAR... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI... iv. DAFTAR TABEL...

BAB I PENDAHULUAN 1.1 L atar Belakang Masalah

Pendahuluan. 1. Timer (IC NE 555)

BOOST-UP CHOPPER 24 V/320 V DENGAN KENDALI PROPORSIONAL- INTEGRAL (PI) BERBASIS MIKROKONTROLLER

Rancang Bangun Buck-Boost Converter Pada Panel Surya Menggunakan Metode Kontrol PI Dan PID Berbasis Mikrokontroler

Rancang Bangun Sistem Pengaturan Lampu Taman Menggunakan Tenaga Surya Melalui Kontroler Logika Fuzzy

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

RANCANG BANGUN MAXIMUM POWER POINT TRACKER (MPPT) PADA PANEL SURYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FUZZY

Perancangan dan Simulasi Chopper Buck Boost pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Perbaikan Performa DC-Link Inverter Satu Fasa Menggunakan Interleaved DC-DC Boost Konverter pada Aplikasi Photovoltaics

Perancangan dan Implementasi Konverter Boost Rasio Tinggi dengan Transformator Hybrid untuk Aplikasi Photovoltaic

III. METODE PENELITIAN. dari bulan November 2014 s/d Desember Alat dan bahan yang digunakan dalam perancangan Catu Daya DC ini yaitu :

BAB III DESKRIPSI DAN PERENCANAAN RANCANG BANGUN SOLAR TRACKER

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS Kampus ITS Sukolilo,Surabaya

BAB I PENDAHULUAN. adalah lebih hemat energi. Untuk menghidupkan lampu LED tersebut dapat

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sistem Catu Daya Sel Surya Otomatis untuk Komputer Bergerak Berbasis Switching Regulator

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI TEPAT GUNA : STUDI PARAMETER TEKNOLOGI HYBRID KOLEKTOR SEL SURYA SEBAGAI TEKNOLOGI PENGERING HASIL PANEN ABSTRAK

KINERJA KONVERTER ARUS SEARAH TIPE BUCK CONVERTER DENGAN UMPAN BALIK TEGANGAN BERBASIS TL494

ANALISIS KINERJA FLYBACK CURRENT-FED PUSH-PULL DC-DC CONVERTER PADA MODE BUCK

Rancang Bangun Inverter Multipulsa untuk Beban Penerangan Rumah Tangga Jenis Lampu Pijar

SWITCH MODE POWER SUPPLY MENGGUNAKAN BOOST CONVERTER SEBAGAI PFC CONVERTER Surya Indrajati 1,Ir.Moh.Zaenal Effendi,MT. 2 1

ANALISIS STEP-UP CHOPPER SEBAGAI TRANSFORMASI R SEBAGAI INTERFACE PHOTOVOLTAIC DAN BEBAN

PENYEDIA DAYA DC BERBASIS MIKROKONTROLER MC68HC908QT2

Oleh : Aries Pratama Kurniawan Dosen Pembimbing : Prof. Dr.Ir. Mochamad Ashari, M.Eng Vita Lystianingrum ST., M.Sc

DASAR TEORI. Kata kunci: grid connection, hybrid, sistem photovoltaic, gardu induk. I. PENDAHULUAN

RANCANG BANGUN SUATU SISTEM PEMANFAATAN SUMBER ENERGI TENAGA SURYA SEBAGAI PENDUKUNG SUMBER PLN UNTUK RUMAH TANGGA BERBASIS MIKROKONTROLLER.

KINERJA DC CHOPPER TIPE CUK DENGAN MOSFET DALAM MODE CCM DAN DCM

PERANCANGAN PENGENDALI POSISI LINIER UNTUK MOTOR DC DENGAN MENGGUNAKAN PID

Transkripsi:

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 78 DESAIN DAN ANALISIS PROPORSIONAL KONTROL BUCK-BOOST CONVERTER PADA SISTEM PHOTOVOLTAIK Achmad Komarudin 1 Abstrak Krisis energi memicu manusia untuk mengembangkan energy alternatif. Salah satu energy alternative yang banyak dikembangkan adalah photovoltaic. Energi matahari disimpan dalam baterai. Pengisian baterai menggunakan konverter buck-boost. Pada penelitian ini dilakukan studi terhadap proporsional kontrol yang diterapkan pada konverter buckboost. Penerapan proporsional kontrol menghasilkan respon yang lebih cepat sebesar 0.5 s dan sedikit overshoot pada keluaran rangkaian buckboost. Sistem pengisian baterai mampu mengisi baterai walaupun tegangan photovoltaik lebih rendah dari tegangan baterai. Kata-kata kunci: photovoltaik, koverter buck-boost, kontroler proporsional. Abstract The energy crisis triggered human to develop alternative energy.one of the many alternative energy developed is photovoltaics. Solar energy is stored in batteries. Charging the battery using a buck-boost converter. In this research, a study of the proportional control is applied to the buck-boost converter. Application of proportional control produces a faster response of 0.5 s and a little overshoot on the output buck-boost circuit. Battery charging system is able to charge the battery even if the photovoltaic voltage is lower than the battery voltage. Keywords: photovoltaic, buck-boost converter, proporsional control. 1. PENDAHULUAN Krisis minyak bumi dunia yang terjadi pada beberapa tahun terakhir menyadarkan manusia untuk berupaya mencari energi alternatif selain minyak bumi. Salah satu energi alternatif yang masih terus diteliti hingga sekarang adalah energi dari sinar matahari. Energi dari sinar matahari dapat dimanfaatkan dengan 1 Achmad Komarudin. Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Malang

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 bantuan suatu sistem sel surya (solar cell). Sistem sel surya memungkinkan untuk memanfaatkan energi matahari selama waktu bersinarnya. Energi matahari adalah energi yang selalu tersedia dan merupakan salah satu sumber energi listrik yang tidak menimbulkan polusi dan dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan. Sistem seperti ini akan membutuhkan baterai untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh sel surya. Energi listrik yang tersimpan dalam baterai dapat dimanfaatkan pada waktu malam hari atau pada saat matahari tidak menampakkan sinarnya (Daoud dan Midoun, 2005). Proses pengisian baterai merupakan bagian penting agar laju pengisian baterai dapat dilakukan secara optimal. Rangkaian pengisi baterai merupakan pengembangan dari peralatan pengontrol pengisi baterai konvensional yang menggunakan rangkaian transistor sebagai komponen kontrolnya. Pengisian baterai (battery charging) dengan metode switching mempunyai kinerja yang lebih baik daripada metode pengendalian arus dengan transistor. Dengan metode switching ini efisiensi yang diperoleh bisa mencapai 85% atau lebih (O Connor, 1999). Disipasi panas yang dihasilkan oleh metode switching lebih rendah daripada metode pengendalian arus dengan transistor. Pada penelitian ini topologi rangkaian pengisi baterai adalah buck-boost converter. Topologi ini memungkinkan sumber energi memiliki tegangan lebih besar atau lebih kecil dari baterai. Metode kontrol diusulkan menggunakan kontrol proporsional dengan pertimbangan karakteristik rangkaian buck-boost converter yang cenderung linier. 2. KAJIAN PUSTAKA 2.1 Photovoltaik Photovoltaic adalah bahan semikonduktor yang dapat melepas elektron apabila ada rangsangan dari sinar matahari yang kemudian membentuk arus listrik. Bahan semikonduktor yang sering dipakai oleh sel photovoltaic adalah silicon. Di dalam silicon paling tidak terdapat dua lapisan yaitu lapisan bermuatan positif dan bermuatan negatif. Kemudian ada gerbang diantara dua lapisan tersebut, dimana gerbang itu akan terbuka apabila ada 79

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 rangsangan dari cahaya matahari sehingga membentuk suatu aliran elektron atau arus searah (DC). Besar gerbang berbanding lurus dengan banyaknya intensitas cahaya matahari yang masuk. Dikarenakan besarnya arus yang dihasilkan berbanding lurus dengan intensitas cahaya matahari, maka tidak sama antara kondisi cuaca cerah dan kondisi mendung. Sehingga bisa dikondisikan besarnya arus yang dihasilkan berbanding lurus dengan berat jenis awan yang memantulkan sinar dari matahari. Gambar 1 Photovoltaik dan Spesifikasi 2.2 Kontrol Proporsional PID (Proportional Integral Derivative controller) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tersebut. Gambar 2 Blok Diagram Proportional Control 80

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 Proportional control jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) e maka u = Kp e dengan Kp adalah Konstanta Proportional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan proportional control memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana proportional control ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time. (Curtis D. Johnson: 2000). 2.3 Konverter Buck-Boost Konverter Buckboost sebagai salah satu regulator mode pensaklaran menghasilkan tegangan keluaran yang lebih kecil atau lebih besar dibanding tegangan masukannya. Gambar 3 adalah rangkaian buckboost secara umum: Gambar 3 Rangkaian Buckboost Converter *) *) Rasyid: 2007 Prinsip kerja rangkaian ini dibagi menjadi 2 mode. Selama mode 1, transistor Q1 di-on-kan dan diode Dm mendapat bias mundur arus input, yang bertambah mengalir melalui induktor L dan transistor Q1. Selama mode 2, transistor Q1 di-off-kan. Dan arus mengalir melalui inductor L, diteruskan ke C, Dm dan ke beban. Energi yang tersimpan di dalam inductor L akan ditransfer ke beban. Dan arus induktor akan berkurang sampai transistor Q1 di-on-kan lagi pada siklus berikutnya. 81

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 Gambar 4 Rangkaian Buckboost Converter Saklar Tertutup *) *) Rasyid: 2007 Pada Gambar 4 menunjukkan rangkaian konverter Buckboost dalam keadaan mosfet Q1 ON. Hal ini menyebabkan diode bekerja reverse sehingga arus akan mengalir ke induktor L. Dengan adanya arus yang mengalir ke induktor maka terjadi pengisian arus pada induktor sehingga arus induktor (IL) naik. 82 Gambar 5 Rangkaian Buckboost Converter Saklar Terbuka *) Rasyid: 2007 Pada Gambar 5 menunjukkan rangkaian Buckboost Converter dalam keadaan mosfet Q1 OFF. Hal ini menyebabkan dioda bekerja forward sehingga arus mengalir L, C, Dm dan beban. Energi yang tersimpan di induktor mengalami discharging. Konverter buckboost menghasilkan tegangan keluaran yang terbalik tanpa memerlukan trafo dan menghasilkan tegangan keluaran yang lebih rendah maupun lebih tinggi dari tegangan masukan. Dengan catatan, bila duty cycle PWM sebagai penyulut switch lebih dari 50%, maka tegangan keluaran akan lebih tinggi dari tegangan masukan. Dan bila duty cycle PWM kurang dari 50%, maka tegangan keluaran akan lebih rendah dari tegangan masukan.(rasyid: 2007).

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 3. METODE 3.1 Tahapan Penelitian Penelitian diawali dengan studi literatur tentang karakteristik sel surya dan konverter buck boost. Dari hasil studi ini didapatkan rumusan tujuan penelitian. Kemudian dibuat perencanaan dan perancangan sistem pengisian baterai menggunakan rangkaian konverter buck boost. Langkah selanjutnya adalah pembuatan program pada mikrokontroler untuk memberikan pulsa PWM pada rangkaian koverter buck boost. PWM pada konverter buck boost diatur dengan kondisi tegangan keluaran photovoltaik. Apabila tegangan keluaran photovoltaik lebih besar dari tegangan baterai maka duty cycle PWM harus kurang dari 50% sehingga konverter beroperasi pada mode buck, dan bila tegangan keluaran photovoltaik lebih kecil dari tegangan baterai maka duty cycle PWM dikondisikan lebih dari 50% sehingga konverter beroperasi pada mode boost. Selanjutnya dilakukan pengamatan hasil pengisian baterai dan menganalisis hasilnya. Kemudian diambil kesimpulan dan saran berdasarkan hasil-hasil yang telah diperoleh. 3.2 Perencanaan Sistem Perencanaan sistem mengikuti diagram blok seperti pada Gambar 6. BUCK-BOOST CONVERTER BATERAI Gambar 6 Diagram Blok Sistem Charging Baterai Berikut adalah penjelasan fungsi masing-masing bagian sistem charging baterai: 1. Photovoltaik berfungsi sebagai sumber energi listrik, energi listrik selanjutnya disimpan dalam baterai. 2. Konverter buck boost digunakan sebagai pengaturan sistem pengisian baterai. Mode buck diterapkan saat kondisi 83

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 tegangan PV lebih dari baterai dan mode boost diterapkan saat kondisi tegangan PV kurang dari tegangan baterai. 3. Mikrokontroler berfungsi sebagai otak sistem charging baterai. Berdasarkan feedback tegangan dari PV dan baterai, mikrokontroler memutuskan mode yang harus diterapkan pada konverter buck-boost dengan memberikan pulsa PWM yang sesuai. 4. Baterai berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dari PV dan sebagai catu daya bagi rangkaian kontrol. Perencanaan rangkaian konverter buck-boost didasarkan pada karakteristik PV dan kebutuhan beban. Rangkaian konverter buck-boost direncanakan seperti pada Gambar 7. Gambar 7 Rangkaian Konverter Buck-Boost Parameter awal yang diperlukan untuk desain induktor ini adalah sebagai berikut : Vin min = 10 V I= 2A Vin Max = 20 V f = 40kHz Perancangan Buckboost Converter dimulai dengan penentuan tegangan minimal dan tegangan maksimal dari masukan Buckboost Converter. Desain Buckboost Converter memiliki tegangan minimial 10 V dan maksimal 20 V. Arus yang dikehendaki 2A, dan frekuensi 40kHz. Setelah mengetahui parameter selanjutnya dapat menentukan duty cycle untuk batas waktu buck dan boost. D Vout Vin 1 D (1) 84

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 D 14 10 1 D D 1.4 1 D 1.4 2.4D D 0.583 Nilai resistansi beban: Vo R (2) I 14 R 2 R 7 Setelah menentukan nilai duty cycle. Selanjutnya adalah menentukan nilai induktor dengan menggunakan persamaan 3 di bawah ini. 1 V L Vout V V in min 1 (3) f F V V V V I out F in min L I 20% I L L( avg) (4) 2 V I o (5) L( avg) V s RD Sebelum menentukan nilai induktor, maka perlu dicari terlebih dahulu arus yang mengalir pada induktor. Persamaan 4 dan 5 mencari arus rata-rata yang akan mengalir pada induktor yang akan mempengaruhi ukuran diameter kawat yang akan digunakan pada induktor Nilai induktor: 1 Vin 1 min L Vout VF f Vout VF Vin V min I L 1 10 1 L 14 1 40000 14 110 0.96 L 3.7510 L 1.5610 L 156uH 3 4 0.41.041 H Perencanaan kontroler proporsional dilakukan dengan melihat respon transien konverter buck-boost seperti pada Gambar 8. 85

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 Gambar 8 Respon Transien Konverter Buck Dengan metode Zeiger - Nichols dengan pendekatan kurva respon Kp = T/L Kp = 2/6.5 = 0.3s Ls Ke G( s) Ts 1 6.5s 0.3e G( s) 2s 1 Didapatkan nilai dari kurva di atas : L =1 T=2 T Kp (6) L 2 Kp 1 Kp 2 (7) Dari nilai Kp yang diperoleh dapat disimulasikan dengan simulink untuk mengetahui respon. Hasil tuning parameter proporsional dengan menggunakan metode kurva respon Zeigler- Nichols pada respon tegangan di peroleh nilai Kp=2. Dalam aplikasi di mikrokontroler menggunakan rumus sebagai berikut: P Kp * error (8) 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Sistem Kontrol Proporsional Pengujian dilakukan dengan membandingkan saat konverter diberi kontroler proporsional dan saat konverter tidak diberi 86

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 kontroler proporsional. Pada saat konverter tidak diberi kontroler proporsional respon yang dihasilkan seperti pada Gambar 9. Gambar 9 Respon Transien Konverter Tanpa Kontroler Proporsional Dari hasil pengujian konverter buckboost, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tegangan steady state adalah 3.0s. Hasil ini untuk bisa diaplikasikan namun memerlukan waktu cukup lama untuk mencapai tegangan yang diinginkan apabila terjadi perubahan tegangan yang cepat pada input konverter buckboost. Selanjutnya diterapkan kontroler proporsional dengan nilai KP sesuai perencanaan, hasil respon transien ditunjukkan pada Gambar 10. Gambar 10 Respon Transien Konverter Dengan Kontroler Proporsional Berdasarkan hasil pengujian didapat grafik respon transien yang lebih cepat yaitu dengan waktu 0.5s. Sehingga apabila terjadi perubahan yang cepat pada sisi input diharapkan terjadi perubahan yang cepat pula pada sisi output. 87

Jurnal ELTEK, Vol 12 No 02, Oktober 2014 ISSN 1693-4024 4.2 Pengujian Pengisian Baterai Pengujian proses pengisian baterai dilakukan dengan mengamati proses pengisian baterai dari keadaan tegangan awal sampai pada tegangan akhir pada nilai tertentu. Hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 1. V Input Tabel 1 Pengisian Baterai V Output V awal baterai V akhir baterai Lama Pengisian 18V 12.1 11.33 11.72 65 menit 12V 12.05 11.34 11.74 93 menit 14V 12.1 11.32 11.39 78 menit 11V 11.87 10.19 10.29 57 menit Setelah uji coba menggunakan charger didapatkan data bahwa konverter pada saat tegangan rendah 12V kemudian dinaikkan dengan mode boost arus menjadi lebih kecil sehingga pengisian baterai menjadi lebih lama. Karena arus yang dihasilkan dari photovoltaic maksimal 1 A pada kondisi intensitas yang di tangkap sangat berperngaruh pada sistem charge. 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan semua pengujian dan analisis yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan: 1. Metode kontrol proportional pada pengaturan duty cycle konverter buckboost berfungsi untuk mencapai setpoint dengan waktu 0.5s. 2. Proses charging dengan menggunakan rangkaian konverter buckboost dengan beban baterai 7 AH, tegangan awal 11.34V dalam waktu 90 menit tegangan menjadi 11.74 V dengan tegangan sumber 11.9V. Pada saat tegangan awal 10.19V menjadi 10.39V dengan tegangan sumber 10.9V (boost mode). 5.2 Saran Saran yang bisa diberikan untuk pengembangan penelitian ini antara lain: 88

Achmad Komarudin, Desain Kontrol Proporsional, Hal 78-89 1. Perlu dilakukan perubahan topologi konverter karena hasil tegangan yang berubah polaritasnya menyebabkan terjadinya kesulitan pada rangkaian feedback. 2. Perlu ditambahkan sensor arus untuk memonitor daya maksimum yang bisa dihasilkan photovoltaik. 6. DAFTAR PUSTAKA Curtis D. Johnson. 2000. Process Control Instrumentation Technology, Prentice Hall, New Jersey. Daoud, A. and Midoun, A. 2005. Fuzzy Control of a Lead Acid Battery Charger. Journal of Electrical Systems 1(1):62-72 Morel C, dkk, 2004, Extension of Chaos Anticontrol Applied to the Improvement of Switch Mode Power Supply Electromagnetic Compatibility, IEEE Symposium on Industrial Electronic, Ajaccio, France. Muhammad H. Rashid. 2007. Power Electronics SECOND Edition, Englewood Cliff, New Jersey. 89