Penerangan Lampu Taman Otomatis Dengan Tenaga Surya Menggunakan Sensor LDR [PDF]

Citation preview

PENERANGAN LAMPU TAMAN OTOMATIS DENGAN TENAGA SURYA MENGGUNAKAN SENSOR LDR



HERMAN WIJAYA MUHAMMAD ANDRYAN MUHAMMAD ANDIKA PRATAMA RAFLY ASSIDIQI VIKRA AINAL IKRAM



PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITA JAYABAYA



DEPOK 2021



DAFTAR ISI



DAFTAR ISI PENERANGAN LAMPU TAMAN OTOMATIS DENGAN TENAGA SURYA MENGGUNAKAN SENSOR LDR.......................................................................................1 DAFTAR ISI...............................................................................................................................i ABSTRACT...............................................................................................................................ii BAB I.......................................................................................................................................1 PENDAHULUAN.......................................................................................................................1 a.



Latar Belakang.............................................................................................................1



a.



Tujuan.........................................................................................................................2



BAB II......................................................................................................................................3 DASAR TEORI..........................................................................................................................3 a.



Landasan Teori............................................................................................................3 1.



Panel Surya.............................................................................................................3



2.



Relay.......................................................................................................................3



1.



Sensor LDR..............................................................................................................4



2.



Resistor...................................................................................................................4



3.



Transistor................................................................................................................5



b. Tinjauan Pustaka.........................................................................................................5 a.



Rancangan Penelitian..............................................................................................5



BAB III.....................................................................................................................................8 PENUTUP................................................................................................................................8 5.1 Kesimpulan...................................................................................................................8



i



PENERANGAN LAMPU TAMAN OTOMATIS DENGAN TANAGA SURYA MENGGUNAKAN SENSOR LDR HERMAN WIJAYA MUHAMMAD ANDRYAN MUHAMMAD ANDIKA PRATAMA RAFLY ASSIDIQI VIKRA AINAL IKRAM PROGRAM STUDY TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITA JAYABAYA



ABSTRACT Sinar matahari mempunyai peran dan manfaat yang sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia di bumi. Energi matahari juga tersedia cukup besar bagi kehidupan, tidak bersifat polutif dan tentunya bisa kita nikmati secara gratis sepanjang masa. Masalah energi juga tetap menjadi topik utama untuk penelitian yang menarik sepanjang peradaban manusia. Karena hal tersebut disebabkan karena energi merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam kehidupan. Penerangan lampu taman otomatis dengan tenaga surya menggunakan sensor LDR merupakan konsep yang memanfaatkan tenaga surya sebagai sumber energi yang menghasilkan listrik serta pemanfaatan sensor LDR sebagai saklar otomatis untuk mengendalikan nyala lampu. Energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya cukup untuk menghidupkan rangkaian sensor LDR sederhana dan sebagai sumber tenaga untuk menghidupkan lampu taman digunakan listrik PLN dengan tegangan AC 220 Volt. Kata Kunci : Sinar Matahari, Panel Surya, Sensor LDR



ii



BAB I PENDAHULUAN a. Latar Belakang Matahari merupakan pusat tata surya yang menjadi sumber energi bagi kehidupan manusia. Banyak pula sumber yang mengatakan bahwa salah satu faktor yang membuat bumi ini dapat ditinggali adalah karena bumi mendapatkan paparan sinar matahari yang cukup. Sinar matahari sendiri mempunyai peran dan manfaat yang begitu penting bagi kelangsungan hidup manusia di bumi. Salah satu teknologi yang memanfaatkan sinar matahari adalah Panel Surya. Teknologi panel surya terbaru yang kita pakai sekarang, diciptakan pada tahun 1954 oleh Bell Laboratories. Beberapa peneliti dibalik penemuan ini adalah Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller, dan Gerald Pearson. Produknya dianggap sebagai perangkat praktis pertama yang dapat mengubah energi matahari menjadi listrik. Namun, panel surya ini dianggap sangat mahal bagi masyarakat pada masa itu. Untuk memecahkan masalah tersebut, pada tahun 1973, University of Delaware menciptakan suatu bangunan panel surya pertama yang disebut Solar One. Uniknya, bangunan tersebut tidak menggunakan panel surya, tetapi mengintegrasikan cahaya matahari langsung ke dalam atap dengan mengombinasikannya dengan tenaga thermal. disampaikan oleh Haller dan Grupp (2009), mereka mengingatkan bahwa masa depan sebuah industri ditentukan oleh kemampuan inovasi dalam hal energi konvensional, namun terkadang inovasi dan pertumbuhan ekonomi sering tidak tumbuh secara beriringan sehingga terjadi ketimpangan. Teknologi lainnya yang memanfaatkan sinar matahari adalah sensor Light Dependent Resistor (LDR). LDR atau light Dependent Resistor adalah



1



salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. Besarnya nilai hambatan pada LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Dengan dua teknologi diatas yang memanfaatkan sinar matahari kita dapat membuat suatu alat yang mampu mengendalikan nyala lampu secara otomatis sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Dengan kata lain, lampu akan hidup ketika cahaya disekitarnya redup atau memasuki waktu malam dan lampu akan mati ketika sensor mendeteksi intensitas cahaya yang besar atau menjelang pagi hari.



a. Tujuan 1. Mengetahui berbagai alat yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energi utama 2. Mengetahui dan memahami system dan cara kerja rangkaian lampu otomatis 3. Mengetahui dan memahani cara membuat rangakaian lampu otomatis



2



BAB II DASAR TEORI a. Landasan Teori 1.



Panel Surya Panel surya merupakan pembangkit listrik yang mampu mengkonversi sinar matahari menjadi arus listrik. Dalam proses perancangan rangakaian ini digunakan sebagai sumber energi listrik untuk saklar otomatis.



Gambar 1. Panel Surya (Sumber: griyatekno.com)



2.



Relay



Relay



menggunakan



Prinsip



Elektromagnetik



untuk



menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.



Sebagai



contoh,



dengan



Relay



yang



menggunakan



Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.



3



Gambar 2. Relay (Sumber: teknikelektronika.com) 1.



Sensor LDR



Dalam proses perancangan alat ini sensor LDR digunakan sebagai saklar otomatis apabila dalam keadaan kondisi gelap atau waktu sudah malam maka lampu ditaman akan menyala dengan otomatis.



Gambar 3. Sensor LDR (Sumber: teknisibali.com)



2.



Resistor Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.



4



Gambar 4. Resistor (Sumber: teknikelektronika.com) 3.



Transistor Beberapa fungsi Transistor diantaranya adalah sebagai Penguat arus, sebagai Switch (Pemutus dan penghubung), Stabilitas koneksi, Modulasi Sinyal, Penyearah dan lain sebagainya.



Gambar 5. Transistor (Sumber: teknikelektronika.com) b. Tinjauan Pustaka Pustaka yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini antara lain penelitian yang dilakukan oleh, Ryan Ardi Winata (2018) dalam penelitianya yang berjudul “PROTOTYPE KENDALI OTOMATIS PENERANGAN



TAMAN



DENGAN



TENAGA



SURYA



BERBASIS ARDUINO”. Di dalam penelitian menjelaskan tentang pemanfaatan tenaga surya ini sangat dibutuhkan sebagai alternatif power supply. a. Rancangan Penelitian



1. Alat dan Bahan



5



Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagaimana sudah dijelaskan pada bagian dasar teori. Untuk alat yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Solder



b. Timah Solder



c. PCB lubang



d. Kabel



e. Lampu AC 220 Volt



6



2. Skematik Rangkaian



Rangkaian diatas bekerja dengan menggunakan catu daya 9 volt DC. Transistor Q1 menggunakan tipe NPN ( C829, C930, C945 atau sejenisnya ). Resistor variabel digunakan untuk menyesuaikan kepekaan. Jangan lupa relay RL1 juga ukuranya 9 volt. Jika sudah menggunakan rangkaian tersebut kita tidak perlu lagi menggunakan tombol saklar untuk lampu penerangan kita. 3. Blok Diagram System Matahar



Senso r LDR



Panel Surya



Rangkaian Pembanding



7



Relay



Lampu



BAB III PENUTUP Bab penutup ini berisi kesimpulan yang diperoleh selama proses pembuatan alat Sistem Pengaturan Lampu Taman Bertenaga Surya, kesimpulan dari hasil pengujian dan analisa data, serta saran untuk pengembangan alat ini kedepannya.



5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir dengan judul Sistem Pengaturan Lampu Taman Bertenaga Surya adalah :



1. Panel Surya 80 WP menghasilkan tegangan rata-rata sebesar 19,15 Volt dan arus rata-rata sebesar 1,186 Ampere ketika dibebani resistor 15,75Ω.



2. Boost converter yang telah dibuat telah mampu menaikkan tegangan dari panel surya yang bernilai 10-20 Volt. Efisiensi boost converter mencapai 70,1 % ketika diberi sumber panel surya, sedangkan menggunakan sumber power supply efisiensi dapat mencapai 77,1%. Kerja duty cycle terbesar hanya mencapai 60%.



3.



4.



Solar Charge Controller dapat digunakan untuk mengisi dua buah baterai berkapasitas 9Ah dengan tegangan charging maksimum sebesar 27 Volt dengan arus keluaran maksimum 1 Ampere. Arus pengisian baterai turun hingga 0,73 Ampere selama 3,5 jam pengisian dengan pengambilan data setiap 30 menit. Sistem kontrol lampu dapat menghemat konsumsi energi sebesar 10,4 Wh ketika terjadi perubahan intensitas cahaya sekitar sehingga PWM lampu dapat menyesuaikan. Sedangkan lampu yang tidak dilengkapi dengan sistem kontrol akan menyalakan lampu dengan PWM 100%.



5.2 Saran Saran untuk proses desain alat Sistem Pengaturan Lampu Taman Bertenaga Surya adalah :



1.



Desain dan pembuatan induktor yang lebih baik. Karena desain yang kurang baik akan mengakibatkan losses pada Battery Charger.



8



2.



Penambahan sensor cahaya LDR disetiap titik akan memberikan tingkat intensitas cahaya sekitar yang lebih presisi.



3.



Pengambilan data yang lebih banyak akan membantu perbaikan sistem.



9