.: Februari 2010

Proposal tugas akhir

DESAIN DAN IMPLOMENTASI UNTUK MEMAKSIMALKAN DAYA SERAP SEL SURYA TERHADAP SINAR MATAHARI MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER BS2P40

Disusun Oleh :

Abdul Ghafur Eko Anggoro

05 162 012

Fakultas teknik elektro

Universitas muhammadiyah jember

2009

PROPOSAL PROYEK TUGAS AHKIR

Judul Penelitian: DESAIN DAN IMPLOMENTASI UNTUK MEMAKSIMALKAN DAYA SERAP SEL SURYA TERHADAP SINAR MATAHARI MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER BS2P40

Peneliti

Nama : Abdul Ghafur Eko A.

NIM : 05 162 012

Fak./Jur : Teknik/Elektro

Alamat : Perum. Griya Panji Mulya E.11 panji - situbondo

Tempat : Laboratorium Teknik Elektro UMJ

Lama : 3 bulan (lihat jadwal)

Jember,

Peneliti

Abdul Ghafur Eko Anggoro

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Sofia Ariyani, S, Si, MT

A. Abstrak

Sel surya, solar sel atau photovoltaic telah mengubah cara pandang kita tentang energi dan memberi jalan baru bagi manusia untuk memperoleh energi listrik tanpa perlu membakar bahan bakar fosil seperti pada minyak bumi, gas alam ataupun batu bara. Pemanfaatan energi surya sudah sangat berkembang, untuk itulah diperlukan suatu instrument yang mampu memaksimalkan daya serap sel surya terhadap sinar matahari. Alat ini mampu bergerak mengikuti arah pancaran sinar matari sehingga jumlah energi listrik yang dibangkitkan akan lebih maksimal. Dengan memanfaatkan LDR sebagai sensor yang sangat peka terhadap pancaran sinar matahari, maka motor akan selalu bergerak dan menempatkan sel surya pada posisi yang paling maksimal untuk mendapatkan pancaran sinar matahari. Sebagai pengolah data alat ini memakai mikrokontroler BS2P 40.

Kata kunci : Sel surya, LDR, Motor, Mikrokontroler BS2P 40

B. Pendahuluan

Dengan adanya informasi yang berkembang ditengah masyarakat bahwa bahan bakar fosil akan segera menipis, maka cepat atau lambat dunia akan mengalami suatu krisis energi. Untuk mengantisipasi hal seperti itulah maka sangat diperlukan sumber energi alternatif. Pada dasarnya banyak sekali sumber energi alternatif di bumi ini yang bisa kita manfatkan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Salah satu yang sudah sangat populer adalah energi surya.

Energi surya merupakan energi yang dapat terbarukan, karena tersedia bebas hampir diseluruh permukaan bumi. Untuk memanfaatkan energi tersebut diperlukan sel surya. Sel surya mampu mengkonversikan energi dari sinar matahari menjadi energi listrik. Sel surya dapat digunakan tanpa polusi, baik polusi udara maupun suara, dan di segala cuaca. Sel surya juga telah lama dipakai untuk memberi tenaga bagi semua satelit yang mengorbit bumi nyaris selama 30 tahun. Semua keunggulan sel surya di atas disebabkan oleh karakteristik khas sel surya yang mengubah cahaya matahari menjadi listrik secara langsung. Sel surya tidak memiliki bagian yang bergerak, sehingga kadang pemanfaatannya kurang maksimal. Untuk itulah , sebagai tugas akhir diambil judul ”Desain dan Implementasi Alat Untuk Memaksimalkan Daya Serap Sel Surya Terhadap Sinar Matahari Berbasi Mikrokontroler BS2P 40”.

C. Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana merancang dan membuat alat untuk memaksimalkan daya serap sel surya terhadap sinar matahari yang dikendalikan mikrokontroler

2. Membuat program untuk menampilkan telah maksimal berupa tampilan pada LCD

D. Tujuan

Tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini adalah

1. Membuat sebuah alat yng mampu memaksimalkan daya serap sel surya terhadap sinar matahari

2. Membuat sebuah perangkat yang dapat membaca nilai dari sensor dan merubahnya menjadi data digital.

E. Batasan Masalah

Dalam penuliasan tugas akhir ini masalah yang akan dibahas adalah sebagai berikut;

1. Alat ini hanya akan menampilkan prosentase yang berupa persen yang di hasilkan oleh sensor LDR.

2. Pembahasan hanya ditekankan pada peralatan yang dibuat.

3. Tidak membahas tentang prinsip kerja peralatan elektronik kecuali yang berkaitan dengan perancangan alat yang akan dibuat.

F. Metodelogi

Langkah-langkah operasional dalam penyelesaian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Studi Literatur

2. Studi Lapangan

3. Perancangan dan Pembuatan Program

4. Pengujian Program

5. Penyusunan laporan Tugas Akhir

G. Sistematika

Tugas Ahkir ini dikelompokkan dalam lima bab, dalam setiap bab terdiri dari sub bab yang merupakan topik dengan susunan sebagai berikut:

1. BAB I PENDAHULUAN, merupakan pendahuluan yang membahas tentang latar belakang, rumusan masalahan, tujuan , batasan masalah, metodelogi, sistematika penyusunan dan relevansi.

2. BAB II DASAR TEORI, membahas tentang teori dasar yang menunjang dalam perancangan dan pembuatan program guna penyelesaian penyusunan Tugas Akhir ini.

3. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT, membahas tentang perancangan dan pembuatan perangkat keras termasuk analisa kerjanya.

4. BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN, merupakan pembahsan tentang pengujian alat dan program yang telah dibuat

5. BAB V PENUTUP, adalah berisi tentang kesimpulan dari hasil coba dan saran-saran.

H. Relevansi

Diharapkan dari studi Tugas Akhir ini dapat menghasilkan metode yang tepat guna menumbuh kembangkan minat mahasiswa Elektro kepada dunia instrumentasi sehingga terus terjadi perbaikan dalam perancangan alat instrumentasi khususnya dalam pemakain sel surya.

I TINJAUAN PUSTAKA

I.1. Panel Surya

adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.

I.2 Motor Stepper

adalah motor listrik yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa digital, bukan dengan memberikan tegangan yang terus-menerus. Deretan pulsa diterjemahkan menjadi putaran shaft, dimana setiap putaran membutuhkan jumlah pulsa yang ditentukan. Satu pulsa menghasilkan satu kenaikan putaran atau step, yang merupakan bagian dari satu putaran penuh. Oleh karena itu, perhitungan jumlah pulsa dapat diterapkan untuk mendapatkan jumlah putaran yang diinginkan. Perhitungan pulsa secara otomatis menujukkan besarnya putaran yang telah dilakukan, tanpa memerlukan informasi balik(feedback).

pulsa 1 step.jpg jumlah pulsa menentukan jumlah step.jpg

Ketepatan kontrol gerak motor stepper terutama dipengaruhi oleh jumlah step tiap putaran; semakin banyak jumlah step, semakin tepat gerak yang dihasilkan. Untuk ketepatan yang lebih tinggi, beberapa driver motor stepper membagi step normal menjadi setengah step(half step) atau mikro step.

I.3 LCD (Liquid Cell Display)

LCD liquid cell display merupakan suatu alat yang dapat menampilkan karakter ASCI sehingga kita bisa menampilkan campuran huruf dan angka sekaligus. LCD didalamnya terdapat sebuah mikroprosesor yang mengendalikan tampilan, kita hanya perlu membuat program untuk berkomunikasi.

Keuntungan penggunaan LCD ini antara lain :

a. Dapat menampilkan karakter-karakter ASCII, sehingga memudahkan untuk membuat program penampilnya..

b. Mempunyai ukuran yang relatif kecil dan tipis, sehingga fleksibel untuk ditempatkan dimanapun.

I.4 Sensor Cahaya - LDR (Light Dependent Resistor)

LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 µm untuk CdS dan 0,75 µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang typikal memiliki resistansi sekitar 1 MΩ dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 KΩ ketika ditempatkan dibawah sumber cahaya terang. .:

I.5 ADC 0808

Analog to Digital Converter atau disingkat dengan ADC adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.

Gambar 2 ADC 0808

Fungsi masing-masing pena adalah sebagai berikut :

1. Masukan Analog

Ada 8 masukan yang dapat dikonversi dengan cara multiplex, yakni mengatur kombinasi bit pada pin ADD A, B, C.

2. Addres A, B, C

Untuk mengatur pemilihan masukan analog yang dikonversi

3. Clock

Clock tempat memberikan pengaturan keserempakan kerja dalam internal ADC. Dengan kata lain clock berfungsi untuk menentukan kecepatan proses dan tegantung berapa besar frekuensi yang masuk ke ADC.

4. Ref (+) dan Ref (-)

Tegangan referensi untuk menentukan kenaikan bit keluaran.

5. Output 8 bit

Saat keluarnya data digital hasil konversi yang dihubungkan dengan data bus jika di-interfacekan dengan komputer.

6. ALE (Addres Lacth Enable)

ALE mengunci alamat yang telah diberikan pada ADD A, B, C dengan masukan analog yang akan dikonversi.

7. Start

Untuk memberitahu agar ADC mulai mengkonversi tegangan masukan analog yang telah dipilih, dengan memberikan kombinasi pada 3 bit alamat dan mengunci dengan ALE.

8. EOC (End Of Convertion)

Kaki ini akan memberikan sinyal aktif rendah jika ADC telah selesai mengkonversi tegangan analog yang diberikan. Kaki ini dapat dihubungkan kesuatu port sebagai status atau ke pin interupt dari prosessor sebagai tanda pemberitahuan agar CPU mengambil data yang telah siap.

9. OE (Output Enable)

Setelah EOC memberikan pulsa aktif rendah sejenak maka berarti data siap dibuffer internal ADC, untuk mengambil yang masih ada buffer agar keluar ke data bus perlu memberikan pulsa aktif tinggi pada pin OE.

I.6 Mikrokontroler BS2p40

Mikrokontroler BS2p40 di desain untuk berbagai aplikasi, didalam-nya memiliki basic interprenter chip, memori (RAM dan EEPROM). Port I/O level TTL (transistor–transistor logic). Modul basic stamp BS2p40 dapat menggerakkan 12.000/sec. Dalam pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi PBASIC.

DT BASIC Mini Sistem

DT-BASIC mini sistem merupakan seri mikrokontroler berbasis mikrokontroler PBASIC dari Parallax dengan BASIC interpreater yang tertanam didalam-nya dengan program basic stamp editor, DT-BASIC mini sistem merupakan modul single chip mikrokontroler basic stamp BS2P40 dengan kemampuan komunikasi serial UART serta Serial Downloading. Modul ini cocok digunakan dalam aplikasi-aplikasi sederhana hingga komplek, beberapa contah aplikasinya adalah sebagai pengendali tampilan LED, pengendali driver motor, penggerak robot, akses memori, tampilan seven segment, ADC-DAC, alat penghubung (interface). Spesifikasi hardware:

Mikrokontroler basic stamp BS2p40 interpreater chip (PBASIC48W/ P40).
8 X 2 kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4000 intruksi.
Kecepatan prosessor 20MHZ turbo dengan kecepatan eksekusi program hingga 12.000 intruksi per detik.
RAM sebesar 38 byte (12 I/O, 26 variabel) dengan scratch pad sebesar 128 byte.
Jalur input/output sebanyak 32 pin dengan kemampuan source/sink arus sebesar 30mA per pin dan 60 mA per 8 pin.
Jumlah instruksi yang didukung sebanyak 55 intruksi.
Tersedia jalur komunikasi serial UART RS 232 dengan konektor DB9.
Tegangan input : 9–12 Vdc dan tegangan output : 5 Vdc.
Dilengkapi LED indikator pemrograman

I.7 Blog Diagram

Alat ini mampu bergerak mengikuti arah pancaran sinar matari sehingga jumlah energi listrik yang dibangkitkan akan lebih maksimal. Dengan memanfaatkan LDR sebagai sensor yang sangat peka terhadap pancaran sinar matahari, maka motor akan selalu bergerak dan menempatkan sel surya pada posisi yang paling maksimal.

Cara kerja :

Sensor LDR memastikan melihat kapasitas sinar matahari yang bisa diterima sel surya dengan maksimal, LDR akan mengeluarkan sinyal analog dan di ubah menjadi sinyal digital melalui ADC kemudian mikrokontroler akan mengolah data dan ditampilkan melalui LCD berupa prosentase persen(%), sedangkan motor stepper akan berputar sesuai dengan tampilan LCD dan akan berhenti berputar saat LCD telah menampilkan nilai maksimal atau 100%.

J. JADWAL PENELITIAN

NO	Keterangan	Bulan
		Oktober ‘09				November ‘09				Desember ‘09
		1	2	3	4	1	2	3	4	1	2	3	4
1	Proposal TA
	1. Pengajuan Judul
	2. Revisi Judul
	3. Pembuatan
	4. Revisi Proposal
	5. Seminar Proposal
2	Pembuatan TA
	1. Perencanaan + Pembuatan
	2. Pengujian Program
	3. Revisi Bab I + II
	4. Revisi Bab III
	5. Revisi Bab IV
	6. Revisi Bab V
	7. Seminar Akhir