PERANCANGANPROTOTYPE SISTEM PEMBANGKIT LISTRI

TENAGASURYA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328

SKRIPSI

Disusun Oleh :

JURUSAN SISTEM KOMPUTER

KONSENTRASI COS

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN DAN ILMU KOMPUTER

(STMIK) RAHARJA

TANGERANG

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN DAN ILMU KOMPUTER
(STMIK) RAHARJA

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

'

'

'

Disusun Oleh :

Disahkan Oleh :

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN DAN ILMU KOMPUTER
(STMIK) RAHARJA

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING

'

'

'

Dibuat Oleh :

Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Ujian Komprehensif Jurusan Sistem Komputer Konsentrasi Computer System (COS) Tahun Akademik 2014/2015

Disetujui Oleh :

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN DAN ILMU KOMPUTER
(STMIK) RAHARJA

LEMBAR PERSETUJUAN DEWAN PENGUJI

PENGEMBANGAN FORMULIR ONLINE

MENGGUNAKAN QR CODE PADA SiS+

DI PERGURUAN TINGGI RAHARJA

Dibuat Oleh :

Disetujui setelah berhasil dipertahankan dihadapan Tim Penguji Ujian Komprehensif Jurusan Sistem Komputer Konsentrasi Computer System (COS) Tahun Akademik 2014/2015

Disetujui Penguji :

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN DAN ILMU KOMPUTER
(STMIK) RAHARJA

LEMBAR KEASLIAN SKRIPSI

PENGEMBANGAN FORMULIR ONLINE

MENGGUNAKAN QR CODE PADA SiS+

DI PERGURUAN TINGGI RAHARJA

Disusun Oleh :

Menyatakan bahwa Skripsi ini merupakan karya tulis saya sendiri dan bukan merupakan tiruan, salinan, atau duplikat dari Skripsi yang telah dipergunakan untuk mendapatkan gelar Sarjana Komputer baik di lingkungan Perguruan Tinggi Raharja maupun di Perguruan Tinggi lain, serta belum pernah dipublikasikan.

Pernyataan ini dibuat dengan penuh kesadaran dan rasa tanggung jawab, serta bersedia menerima sanksi jika pernyataan diatas tidak benar.

Tangerang, 2015

)*Tandatangan dibubuhi materai 6.000;

ABSTRAK

Listrikadalah salah satu sumber energi yang dapat digunakan untuk perangkatelektronik, dan manusia sudah sangat bergantung akan kebutuhan listrik karenatampa listrik manusia tidak dapat berkerja dan beraktifitas. Pemakaian listrikpada umumnya belum sepenuhnya merata pada seluruh daerah terutama pada daerahterpencil yang jauh dari kota, karena minimnya fasilitas yang mendukung saranadan prasarana untuk menfasilitasi daerah-daerah yang terpencil untuk dapatmemanfaatkan listrik negara. Tingginya penggunaan listrik pada kota-kota besarsemakin jauh pula harapan penduduk didaerah terpencil yang dapat menggunakanlistrik karena pembangkit listikpun masih jauh dari kata cukup. Untuk dapatmengurangi hal tersebut penelitian yang dilakukan terhadap penggunaan energiyang dapat diperbarui adalah penggunaan tenaga matahari sebagai sumber energialternatif. Solar cell adalah salah satu alat yang dapat digunakan untukmenyerap tenaga matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik. Penggunaansolar cell sangat efektif ketika berada didaerah terpencil. Solar cell mampumenyerap panas matahari secara langsung dan akan diubah menjadi energi listrik DCyang dapat dapat diubah menjadi listrik ac, pengubahan listrik dc ke listrik actersebut menggunakan sebuah alat yaitu DC to AC inverter. Dan untukmencadangkan energi listrik yang akan dirubah tersebut menggunakan Accu. Agarenergi listrik bisa dimanfaatkan sesuai dengan kebutuhan maka membutuhkan sebuah arduino yang akan digunakan sebagaipengotrol dan pengendali dari penggunaan energi solar cell tersebut. Penggunaanarduino untuk mengontrol dimaksudkan untuk mengalirkan listrik pada malam harisaja.

Katakunci : Arduino, Solar cell, Listrik,Pengontrolan, Energi.

ABSTRACT

'

'

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahiim,

Puji dan syukur penulis panjatkankehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga penulisdapat menyelesaikan laporan Skripsi ini dengan baik. Laporan ini disajikandalam bentuk buku. Adapun judul yang diambil dalam penyusunan Skripsi iniadalah "PERANCANGAN PROTOTYPE SISTEM PEMBANGKIT LISTRITENAGA SURYA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328 PADA DESA SUMANTRI”.

Laporanini merupakan salah satu syarat yang ditempuh oleh mahasiswa sebelummelaksanakan Skripsi dalam jenjang Sarjana jurusan Sistem Komputer padaPerguruan Tinggi Raharja, Tangerang. Sebagai bahan penulisan, data dikumpulkanberdasarkan hasil observasi, wawancara, dan sumber literature yang mendukungpenulisan ini. Penulis menyadari dengan sepenuh hati bahwa tersusunnya Skripsiini bukan hanya atas kemampuan dan usaha penulis semata, namun juga berkatbantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasihkepada:

Penyusunmenyadari bahwa dalam penyajian dan penyusunan laporan Skripsiini masih banyak kekurangan dan kesalahan, baik dalam penulisan, penyajianataupun isinya. Oleh karena itu, penulis senantiasa menerima kritik dan saranyang bersifat membangun agar dapat dijadikan acuan bagi penyusun untukmenyempurnakannya dimasa yang akan datang.

Akhirkata, penulis mengucapkan terima kasih atas perhatian dari pembaca. SemogaTuhan Yang Maha Esa senantiasa memberikan rahmat-Nya kepada kita semua. Dansemoga laporan Skripsi ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis danumumnya bagi seluruh pembaca sekalian.

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR SIMBOL

1. SIMBOL FLOWCHART (DIAGRAM ALIR)

2. SIMBOL ELEKTRONIKA

Panelsurya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadilistrik. karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapatdimanfaatkan untuk digunakan sebagai pembangkit listrik. Penggunaan solar cellsebagai pembangkit listrik alternatif masih sangat sedikit dikarenakan biayanyalebih mahal dari sumber listrik negara.

Penggunaansolar cell sangat penting untuk daerah-daerah yang masih jauh dari sumberlistrik negara, karena minim biaya yang dianggarkan pemerintah untukmenfasilitasi daerah-daerah pelosok sehingga penggunaan listrik di Indonesiamasih belum merata.

Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada masa sekarang terus menerus diikuti olehsebagian bahkan hampir semua kalangan tak terkecuali dengan alat pembangkit listrik tenaga surya. Pada era sekarangpenggunaan tenaga surya sebagai energi alternatif untuk pembangkit listrik sudah sangat diperlukan, karenatingginya peringatan tentang global warning, dengan adanya pengalihan sumber daya pembangkit energi dari energidiesel maka resiko dampak dari penggunaan energi diesel tersebut akanberkurang. Dengan memanfaat solar cell sebagai alat yang dapat menyerap energipanas dan dirubah menjadi energi listrik maka dapat dibuat sebagai pembangkitenergi listrik. Tidak lepas dari hal di atas perkembangansistem yang umumnya berbasis komputer dan sistem terkontrol yang menggunakan Arduino sudahsangat maju seiring perkembanganteknologi.

Seiringdengan perkembangan teknologi tersebut, peranan-peralatan pembantu dalammempermudah kegiatan manusia dan peralatan kontrol sebagai penunjang dalampeningkatan kebutuhan semakin besar. Pengontrolan peralatan pembantu untuk pembangkitlistrik telah menghasilkan metode yang sangat maju seiring dengan perkembanganteknologi alat penyerap energi matahari ini. Dengan kemajuan teknologi tersebutpada era sekarang ini alat pembamgkitlistrik tenaga surya dapat diterapkan sebagai pembangkit listrik didaerah yangsangat sulit dijangkau oleh sumber energi listrik milik negara, dengan memanfaatan energi matahari sebagaipembangkit listrik dapat dibuat sistem kontrol otomatis berbasis Arduino, seperti sistem automatic controllainnya yang dapat diprogram menggunakan Arduino atau jenis mikrokontroller lainnya. perlunyapemahaman tentang komponen-komponen elektronika sangat dibutuhkan. Padaperancangan ini juga menggunakan arduino sebagai pengontrol switch dari sebuah sistem kerjanya.

Padaperkembangan teknologi sekarang sudah berbagai jenis sistem pembangkit tenagalistrik yang pernah dibangun dan rancang oleh berbagai kalangan, dengandemikian dapat dirancang sebuah sistem kontrol energi matahari sebagai energialternatif pada daerah terpencil.

Adapunkeuntungan yang didapatkan dengan menggunakan teknologi Arduinodan solar cell adalah bagaimana sistem kontrol yangkita buat pada pembagkit energi listrik dapat dihubungkan dengan Arduino sebagai alat yangdapat mengontrol dari pemakaian energy yang dihasilkan.

Pemanfaatanenergy matahari sebagai sumber energy listrik masih sangat sedikit dengandemikian lahirlah ide penulis untuk membuat dan merancang system yang dapatdigunakan sebagai energi alternatif yang berjudul” PERANCANGAN PROTOTYPESISTEM PEMBANGKIT LISTRI TENAGA SURYA BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328 PADADESA SUMANTRI”.

Berdasarkan latarbelakang di atas, maka permasalahan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

Berdasarkanrumusan masalah di atas, maka dapat diarahkan pada perancangan dan pembuatansebuah sistem sistem pembangkit listrik sebagai alat yang memanfaatkan energimatahari, serta dapat dirancangdengan komponen pendukung sistem yang meliputi:

Tujuan pokok dari penelitian ini adalah memanfaatkan solar cell sebagai alat yang dapatmenyerap energi matahari dan diubah menjadi energi yang dapat menghasilkanlistrik DC, dan denganmemanfaatkan sebuah inverter DC to AC maka energi listrik yang dihasilkan dapatdigunakan untuk menyalakan lampu dan peralatan listrik lainnya.

Adapun manfaat yang dihasilkan daripenelitian ini adalah:

Dalam melakuan penelitian terhadap alat inimaka metode yang penulis gunakan adalah:

Untukmemahami lebih jelas tentang penulisan penilitian ini, maka dikelompokkanmateri penulisan menjadi 5 (lima) bab yang masing- masing saling berkaitanantara bab satu dengan yang lainnya, sehingga menjadi satu kesatuan yang utuh,yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentanguraian latar belakang, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, ruanglingkup, metode penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini berisikanbeberapa definisi dari teori-teori pendukung analisa dan teori-teori lainnyayang digunakan untuk mendukung penelitian serta literature review.

BAB III ANALISA SISTEM BERJALAN

Bab ini berisikantentang gambaran umum objek yang diteliti meliputi sejarah singkat, wewenangdan tanggung jawab, permasalahan yang dihadapi, dll.

BAB IV RANCANGAN SISTEM YANG DIUSULKAN

Bab ini berisi tentang rancangansistem yang akan diusulkan berupa elisitasi, tampilan program dan implementasisistem.

BAB V PENUTUP

Pada bab ini dikemukakan kesimpulandari hasil analisis dan perancangan yang telah dilakukan dan saran kepadapihak-pihak yang berkepentingan sehingga tujuan dan manfaat dari penulisan inidapat disampaikan.

DAFTAR PUSTAKA

Berisi study pustaka yang digunakan padareferensi untuk menyusun laporaan skripsi.

LAMPIRAN

Lampiran ini merupakan daftar yang membuat keperluanlampiran-lampiran yang melengkapi laporan.

Setelah melakukan perancangan dan pemasangan komponen, selanjutnya adalah melakukan serangkaian uji coba pada masing-masing blok rangkaian yang bertujuan untuk mendapatkan kesesuaian spesifikasi dan hasil yang diinginkan. Untuk lebih jelas mengenai pembahasan hasil uji coba yang akan dilakukan dan dapat dilihat pada sub bab berikut.

1. Pengujian rangkaian catu daya

Catu daya sebagai power supply adalah sebuah piranti elektronika yang berguna sebagai sumber daya untukpiranti lain yang sangat penting. Dalam realisasi perangkat keras yang berupa 1 buah sensor ldr dan keseluruhan rangkaian sistem di sini membutuhkan catu daya. Gambar 4.1 adalah merupakan gambar rangkaian catu daya yang terhubung dalam suatu rangkaian sistem. Ujicoba dilakukan dengan menggunakan lampu led(light-emitting diode), sebagai output dari tegangan kerja pada sebuah rangkaian catu daya, uji coba rangkaian catu daya dapat dilihat pada gambar 4.1 sebagai berikut:

Dari hasilpengujian pada rangkaian diatas didapatkan hasil yang terukur sebenarnya adalah sebagai berikut :

Dari hasil pengujian rangkaian catu daya didapatkan hasil yang cukup stabil untuk membuatsistem dapat bekerja seperti yang diharapkan, sehingga pada rangkaian catu dayaini sudah dapat digunakan dengan baik.

Penggunaan rangkaian yang sensor cahaya adalahdimaksudkan untuk mendeteksi kondisi dari tingkat kcerahan cahaya, siangataupun sedang malam hari, dalam penerapan sensor cahaya pada sistem ini,dimaksudkan ketika pada saat gelap maka sistem arduino akan aktif, dan ketika terangmaka sistem tersebut tidak aktif. Adapun bentuk dari rangkaiannya dapat dilihatpada gambar berikut.

Dalam penggunaan sensor cahaya pada sistemkontrol maka harus dideklarasikan terlebih dahulu sehingga dapat bekerja sesuaidengan prinsip kerjanya yaitu membaca data analog. Adapun listing program yangdigunakan dapat dilihat seperti gambar berikut.

Gambarberikut adalah bagaimana sensor cahaya ketika lampu ruangan sedang dalamkondisi menyala maka lampu tidak dapat menyala, hal ini terjadi karena prinsipkerja yang diinginkan adalah lampu led menyala jika cahaya yang diterima sensorcahaya berkurang.

Lampu led adalah suatu komponen elektronikayang dapat mengeluarkan cahaya yang biasanya digunakan sebagai indikator dari sebuahrangkaian elektronika, pada pengujian lampu led disini menggunakan sebuahprogram yang terdapat pada program arduino yaitu dengan tipe lampu blink , uji coba dilakukan dapat dilihat padagambar 4.6 sebagai berikut:

Adapun listing Program yang digunakan dalam uji coba dari rangkaian diatas adalah sebagai berikut:

Rangkaianpengendali panel solar cell digunakan untuk mengendalikan listrik yangdihasilkan dari panel solar cell untuk untuk dialirkan kedalam penampung aki.

Pengujian yangakan dilakukan pada rangkaian pengendali panel solar cell menggunakan solarcell controller, hanya untuk mengetahui dan memastikan bahwa listrik yang masukke aki dan besar tegangan yang dihasilkan tergantung intesitas cahaya yangdiserap oleh panel solar cell. Langkah pertama adalah solar cell dihubungkanpada solar cell controller pada pin input voltase yang nantinya akan dimasukankedalam aki untuk ditampung, dan setelah itu akan dikeluarkan dan diubahkembali menjadi tegangan ac melalui inverter dc to ac. Setelah melakukanlangkah-langkah tersebut maka akan menghasilkan tegangan ac sehingga dapatdigunakan sebagai sumber listrik yang dapat menghidupkan peralatan-peralatanelektronika seperti tv, kipas, kulkas, lampu, dll. Adapun hasil dari penyusunanperangkat-perangkat yang digunakan dapat dilihat seperti gambar berikut.

Dalampengujian panel solar cell menggunakan dua buah perangkat elektronika yaitu handphonedan kipas seperti terlihat pada gambar berikut.

Proses analisa dilakukan untuk mendapatkankesesuaian antara perangkat keras (hardware)yang sudah di uji coba dengan perangkat lunak (software) yang berupa listingprogram yang telah di masukan ke dalam sistem arduino.

Setelah melakukan penulisan listing program pada Arduino 1.0 di lakukan maka dapat dijelaskanseperti berikut:

Kode di atas merupakan fungsi untuk mendeklarasikan ataupenamaan terhadap variabel untuk komponen yang digunakan, sedangkan barisan kodeyang digunakan sebagai deklarasi sensor cahaya dapat dilihat pada baris programberikut ini.

Sedangkan program yang digunakan untuk melakukan perintah-perintaheksekusi baik berupa input ataupun output dapat dilihat pada blok void setup. Pada bagian ini program akandialamatkan sebagai media output dan input tergantung pada penggunaan dari device-device yang terhubung.

Program diatas hanya dijalankan selama sekali ketika padasaat pertama kali sistem arduino mendapat arus listrik, sedangkan program yangdapat berjalan berulang kali akan terlihat seperti baris program berikut ini.

Barisan program diatas akan dijalankan berulang kali selama arus listrik mengalir.

Setiap program yang menggunakan bootloader Arduino biasa disebut sketch mempunyai dua buahfungsi yang harus ada yaitu:

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkandalam format penulisan.

Dalam pembuatan sistem dan perancangan program dapatdigambarkan dalam bentuk flowchartsehingga dapat mempermudah dalam melakukan dan merancang langkah-langkah atauproses dengan benar. Adapun bentuk dari flowchartkeseluruhan dari sistem yang dibuat dapat dilihat pada gambar berikut.

Tahap pertama untuk pembuatan suatu alat dan program, yangpertama kali harus dilakukan adalah tahap perancangan, sebagai tolak ukurperancangan yang pertama kali harus sesuai dengan kebutuhan. Dengan demikianhasil perancangan akan di jadikan sebagai acuan untuk perakitan alat danpembuatan program.

Pada dasarnya tujuan dariperancangan program adalah untuk mempermudah didalam merealisasikan pembuatanalat dan program yang sesuai dengan apa yang diharapkan, adapun tahapantersebut dapat di gambarkan dalam bentuknavigasi sebagai berikut.

Sistem perangkat lunak yang dimaksud adalah Ide Arduino yangmerupakan perangkat lunak untuk menuliskan listing program arduino, sehingga sistemarduino yang di buat dapat bekerja sesuai dengan apa yang di inginkan.

Pada perancangan perangkat lunak untuk arduino menggunakanbahasa pemrograman C yang dimana listing programnya dapat di compile dan di upload langsung kedalam arduino dengan Ide Arduino, adapun tampilanjendela Ide Arduino pada saat lsiting program ditulis seperti yang terlihatpada gambar 4.14 berikut.

Adapun tahap yang dilakukan adalah menulis listing program-> mengecek keslahan terhadap listingprogram yang ditulis -> menguploadlisting program kedalam arduino. Adapun langkah-langkah tersebut dapat dilihat seperti gambar 4.15 berikut.

Pada bagian ini merupakan hasil rancangan dari prototype keseluruhan yang digunakandalam pembuatan alat ini, adapun hasil dari prototypesistem dapat digambarkan sebagai berikut.

1. Rancangan Prototype Sistem

Pada perancangan sistem usulan ini terdapat beberapa hardware atapun Software yang digunakan yaitu untuk melakukan perancangan danmembuat program, baik untuk sisem arduino maupun panel solar cell nya. Adapun perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software)yang digunakan dapat di lihat pada sub bab berikut ini.

Pada spesifikasi perangkat keras (hardware) dibawah ini merupakan perangkat keras atau modul yangdigunakan, dan memiliki fungsi dan kegunaan masing-masing, dan dapatdigambarkan secara garis besar saja tidak secara detail dalam pembuatan suatumodul tersebut. Adapun perangkat keras (Hardware)yang digunakan meliputi sebagai berikut:

Pada spesifikasi perangkat lunak (software) dibawah ini merupakan Aplikasi yang digunakan untukmembuat program, merancang alur diagram, mengedit program, sebagai interface, media untuk mengupload program dan mengedit suatugambar. Adapun perangkat lunak (software)yang digunakan meliputi sebagai berikut:

Dalam membuat sebuah sistem perangkat keras (hardware) harus dan perlu adanya sebuah hak akses baik oleh petugasyang berwenang atau seseorang yang menjabat sebagai pemegang hak akses sangatdiperlukan untuk keamanan dari sistem perangkat lunak (software) ataupun perangkat keras (hardware) yang dirancang, karena aplikasi perangkat lunak (software) ataupun perangkat keras (hardware) yang tidak memiliki hak aksesakan sangat tidak aman. Adapun system yang digunakan adalah menggunakan tombolon/off saja, karena system ini dipasang sistem automatis control menggunakansensor cahaya yang dapat digunakan sebagai pengendali otomatis denganmenggunakan intesitas cahaya sebagai media inputnya.

Pada tahap testingdilakukan pengujian terhadap sistem yang dibuat yaitu dengan menggunakan metodeBlackBox testing, adapun pengujiandilakukan melalui ide arduino, dimana pengujian tersebut agar dapat mengetahui fungsionalitasdari suatu software untuk membuatprogramnya yang dirancang, adapun tahapannya tersebut untuk menemukan kesalahandalam beberapa kategori, diantaranya adalah sebagai berikut.

Pengujian dengan metode BlackBoxsangat memperhatikan pada fungsi fungsional dari suatu program dengan melakukanpendekatan yang melengkapi untuk menemuka kesalahan.

Berdasarkan uji coba darikeseluruhan sistem yang dibuat terdapat dua metode pengujian yang dilakukanbaik secara software maupun secara hardware, pada saat melakukan pengujianpada aplikasi ide arduino.

Lalu uji coba dilakukanlagi secara hardware yaitu dengan melakukankontroling pada secara otomatis melalui sensor cahaya. Hasil dari evaluasi baiksecara Software dan Hardware mendapat hasil yang cukup baiksehingga sudah dapat diterapkan dalam bentuk Prototype.

Pada tahap ini merupakan tahap-tahap utnuk merealisasikandari sistem yang dirancang yang dimulaidari tahap pengumpulan data-data yang diharapkan dapat membantu dan mendukungsehingga sampai tercapainya dalam penerapannya.

Berdasarkan data yang dikumpulkan, sehingga sistem yangmemanfaatkan energi listrik dari tenaga matahari dapat dirancang dan dibuat,penulispun melakukan pendekatan terhadap pihak yang berkaitan yang merupakantempat observasi penulis, hal ini dilakukan demi kepentingan pengguna yangdimana pengguna menginginkan suatu sistem yang dapat membantu dalam melakukanpekerjaan, sedangkan penulis sangat perlu melakukan pendekatan tersebut karenaada beberapa hal yang mungkin akan menjadi kendala ketika dalam prosesperancangan dan pembuatan. Adapun jadwalyang dilakukan dalam proses mulai hingga selesai disajikan dalam tabel 4.1sebagai berikut.

Pada bagian ini halyang dilakukan adalah bagian untuk menerapkan sistem yang dibuat agarmendapatkan hasil yang sesuai dengan harapan baik bagi penulis maupun olehinstansi yang bersangkutan, instansi dimana tempat melakukan riset.

Berikutadalah rincian dalam pembuatan sistem pembangkit listrik tenaga surya adalah.

Adapunbeberapa kesimpulan yang melatar belakangi penelitian sistem pembangkit listriktenaga surya adalah.

Dengan perpaduan antara sistem arduino dansolar cell maka dapat dibuat system pembangkit listrik tenaga matahari yangdapat bekerja secara otomatis.

Penulis sadar bahwa dalammelakukan penerapan dan mengimplementasikan suatu sistem pada sebuah instansisangat sulit daripada membuat sistem itu sendiri.