PENGGUNAAN BUCK BOOST CONVERTER PADA SISTEM …

HALAMAN JUDUL

TUGAS AKHIR – TE 145561 Dwi Ranggah Kurniawan NRP 2213039004 Amalia Kusumaningrum NRP 2213039021 Dosen Pembimbing 1 Suwito, ST., MT. Dosen Pembimbing 2 Eko Pujiyatno Matni, S.Pd. PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2016

PENGGUNAAN BUCK BOOST CONVERTER PADA SISTEM BATTERY CHARGING TERKENDALI MIKROKONTROLER BERSUMBER SOLAR CELL

HALAMAN JUDUL

FINAL PROJECT – TE 145561 Dwi Ranggah Kurniawan NRP 2213039004 Amalia Kusumaningrum NRP 2213039021 Advisor 1 Suwito, ST., MT. Advisor 2 Eko Pujiyatno Matni, S.Pd. ELECTRICAL ENGINEERING D3 STUDY PROGRAM Faculty of Industrial Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2016

USING BUCK BOOST CONVERTER FOR BATTERY CHARGING SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLER WHICH HAVE SOLAR PANEL SOURCE

v

vi

-----Halaman ini sengaja dikosongkan-----

vii

viii

PENGGUNAAN BUCK BOOST CONVERTER PADA SISTEM

BATTERY CHARGING TERKENDALI MIKROKONTROLER

BERSUMBER SOLAR CELL

Nama Mahasiswa : Dwi Ranggah Kurniawan

NRP : 2213 039 004

Nama Mahasiswa : Amalia Kusumaningrum

NRP : 2213 039 021

Dosen Pembimbing 1 : Suwito, ST., MT

NIP : 19810105 200501 1 004

Dosen Pembimbing 2 : Eko Pujiyatno Matni, S.Pd

NIP : 19710330 199403 1 002

ABSTRAK Potensi Energi matahari di Indonesia cukup besar sebagai wilayah

negara tropis. Pemanfaatan energi matahari menggunakan solar cell

yang disimpan dalam baterai membutuhkan sebuah regulator. Umumnya

charge controller yang digunakan merupakan jenis regulator tegangan

dan proses charging saat akan berhenti ketika cuaca berawan sehingga

tegangan luaran solar cell kurang dari tegangan standar pengisian

baterai.

Pada tugas akhir ini dibuat battery charging dengan metode buck-

boost converter untuk menstabilkan tegangan luaran solar cell. Sistem

battery charging menggunakan mikrokontroler sebagai pusat kendali

untuk menaikkan dan menurunkan tegangan luaran solar cell secara

otomatis. Tegangan output dari sistem pengendali ini dijaga sesuai

standar tegangan pengisian baterai.

Hasil pengujian battery charging mencapai efisiensi 78 % saat

intensitas matahari tinggi yaitu pada pukul 10.00 sampai 14.00 Secara

keseluruhan tegangan charging rata-rata yang terbaca sekitar 13,6 Volt

dan arus charging yang dihasilkan rata-rata 1 Ampere. Charging battery

12 Volt membutuhkan waktu kurang lebih 5 jam.

Kata Kunci : solar cell,mikrokontroler, Buck-Boost Converer, Battery

Charging

ix


x

USING BUCK BOOST CONVERTER FOR BATTERY

CHARGING SYSTEM BASED ON MICROCONTROLLER WHICH

HAVE SOLAR PANEL SOURCE

Nama Mahasiswa : Dwi Ranggah Kurniawan

NRP : 2213 039 004

Nama Mahasiswa : Amalia Kusumaningrum

NRP : 2213 039 021

Dosen Pembimbing 1 : Suwito, ST., MT

NIP : 19810105 200501 1 004

Dosen Pembimbing 2 : Eko Pujiyatno Matni, S.Pd

NIP : 19710330 199403 1 002

ABSTRACT The potential of solar energy in Indonesia is quite large as an area

of tropical countries. Utilization of solar energy using a solar cell that is

stored in the battery requires a regulator. Generally, charge controller

used is a type of voltage regulator and current charging process will

stop when the weather was cloudy, so the output voltage of the solar

cell is less than the standard voltage battery charging,

In this final task, battery charging system created by the method of

buck-boost converter to stabilize the output voltage of the solar cell.

Battery charging system using a microcontroller as the central control

for raising and lowering the output voltage of the solar cell

automatically. The output voltage of this control system is maintained

according to the standard battery charging voltage.

Battery charging system test results reach 78% efficiency when the

high sun intensity is at 10.00 to 14.00 Overall average charging voltage

that is read around 13.6 Volt and the charging current is generated on

average 1 Ampere.Charging battery 12 Volt takes approximately 5

hours.

Keywords : solar cell, microcontroller,Buck -Boost Converer, Battery

Charging

xi


xii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu

memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan dengan baik. Shalawat serta salam semoga selalu

dilimpahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.

Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna

menyelesaikan pendidikan Diploma pada Bidang Studi Elektro Industri,

Program Studi D3 Teknik Elektro, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas

Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

dengan judul :

" PENGGUNAAN BUCK BOOST CONVERTER PADA SISTEM

BATTERY CHARGING TERKENDALI MIKROKONTROLER

BERSUMBER SOLAR CELL"

Dengan terselesaikannya Tugas Akhir ini, Penulis menyampaikan

terima kasih yang sebesar - besarnya kepada :

1. Kedua orang tua yang senantiasa mendoakan dan memberikan

dukungan dengan tulus tiada henti.

2. Bapak Suwito, ST., MT. selaku dosen pembimbing.

3. Bapak Eko Pujiyatno Matni, S.Pd. selaku dosen pembimbing dari

BLKIP.

4. Bapak Ir. Hanny Budi Nugroho, MT. Slamet Budiprayitno, ST., MT.

Moh. Abdul Hady, ST,. MT. selaku dosen penguji

5. Teman - teman Elektro Industri Angkatan 2013 yang selalu

memberikan doa, semangat, dan dukungannya.

6. Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun

tidak langsung dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari dan memohon maaf atas segala kekurangan

pada Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat dalam pengembangan keilmuan di kemudian hari.

Surabaya, Juni 2016

Penulis

xiii


xiv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................... i

HALAMAN JUDUL .................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... v

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................... vii

ABSTRAK .................................................................................. ix

ABSTRACT .................................................................................. xi

KATA PENGANTAR .............................................................. xiii

DAFTAR ISI .............................................................................. xv

DAFTAR GAMBAR ................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................ 1

1.3 Batasan Masalah .............................................................. 2

1.4 Tujuan Perencanaan ........................................................ 2

1.5 Sistematika Laporan Tugas Akhir ................................... 2

1.6 Relevansi ........................................................................ 3

BAB II TEORI PENUNJANG

2.1 Mikrokontroler ATMega328 ........................................... 5

2.2 Buck boost converter ........................................................ 5

2.3 Sensor Arus ................................................................... 10

2.4 Voltage Divider ............................................................. 12

2.5 Accumulator/Aki ............................................................ 13

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Blok Diagram Fungsional ............................................. 15

3.2 Perancangan Penunjang Hardware ................................ 16

3.2.1 Perancangan Box Control ................................... 16

3.3 Perancangan Elektronik ................................................ 17

3.3.1 Setting Port Mikrokontroler ............................... 17

3.3.2 Perancangan Buck Boost Converter .................... 18

3.3.3 Perancangan Driver Mosfet ................................ 22

3.3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Tegangan .......... 23

3.3.5 Perancangan Rangkaian Sensor Arus .................. 24

3.4 Perancangan Perangkat Lunak (software) ..................... 24

3.4.1 Perancangan Program Pembangkit PWM ........... 25

xv

3.4.2 Perancangan Program Pembacaan Sensor

Tegangan............................................................. 26

3.4.3 Perancangan Program Pembacaan Sensor Arus .. 27

3.4.4 Perancangan Program Keseluruhan .................... 28

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian Solar Cell ..................................................... 31

4.2 Pengujian Tegangan Output Terhadap Perhitungan ....... 32

4.3 Pengujian Nilai Duty Cycle .......................................... 33

4.4 Pengujian Sensor Tegangan ........................................... 34

4.4 Pengujian Sensor Arus .................................................. 35

4.5 PengujianKeseluruhan .................................................... 36

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................... 41

5.2 Saran ............................................................................. 42

DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 43

LAMPIRAN A TABEL HASIL PENGUJIAN ..................... A-1

LAMPIRAN B PROGRAM .................................................. B-1

LAMPIRAN C DATASHEET ................................................ C-1

LAMPIRAN D GAMBAR ...................................................... D-1

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ................................................. E-1

xvi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 ATMega 128 ............................................... 5

Gambar 2.2 Rangkaian Non Inverting Buck Boost

Converter mode buck ................................... 6

Gambar 2.3 Analisa Switch Tertutup .............................. 6

Gambar 2.4 Analisa Switch Terbuka ............................... 7


Converter mode boost .................................. 7

Gambar 2.6 Analisa Switch Tertutup .............................. 8



Converter ..................................................... 9

Gambar 2.9 Analisa Switch tertutup ................................ 9


Gambar 2.11 ACS712-20A-T ............................................ 11

Gambar 2.12 Diagram pin ACS712 ................................... 11

Gambar 2.13 Rangkaian dasar voltage divider .................. 12

Gambar 3.1 Blok Fungsional Sistem Baterai Charging ... 15

Gambar 3.2 Desain Box Kontrol ..................................... 16

Gambar 3.3 Skematik Setting Port Mikrokontroler ........ 18

Gambar 3.4 Online Calculator Coil ................................ 20

Gambar 3.5 Spesifikasi Inti Toroid ................................ 21

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem Battery

Charging ...................................................... 21

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Mosfet Mode Buck ......... 22

Gambar 3.8 Rangkaian Driver Mosfet Mode Boost ........ 23

Gambar 3.9 Rangkaian Pembagi Tegangan ..................... 23

Gambar 3.10 Rangkaian Sensor Arus ................................ 24

Gambar 3.11 Flowchart Pembangkitan PWM .................. 25

Gambar 3.12 Contoh Segmen Program Pembangkitan

Pulsa PWM .................................................. 26

Gambar 3.13 Flowchart Sensor Tegangan ........................ 26

Gambar 3.14 Contoh Segmen Program Pembacaan

Sensor Tegangan .......................................... 27

Gambar 3.15 Flowchart Kalibrasi Sensor Arus ................. 27

Gambar 3.16 Contoh Segmen Program Kalibrasi Sensor

Arus.............................................................. 28

Gambar 3.17 Flowchart Program Keseluruhan Sistem

Battery Charging . ....................................... 30

xvii

Gambar 4.1 Rangkaian Beban Pengujian Solar Cell ....... 31

Gambar 4.2 Grafik Vout dan Iout yang dihasilkan solar

cell ............................................................... 31

Gambar 4.3 Rangkain Pengujian Buck Boost Converter . 32

Gambar 4.4 Grafik Tegangan output Buck Boost Converter

dan Tegangan output seharusnya ................ 32

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Vinput dan Duty Cucle

Mode Buck ................................................. 33

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Vinput dan Duty Cucle

Mode Boost .................................................. 33

Gambar 4.7 Rangkaian Pengujian Sensor Tegangan ....... 34

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Tegangan input dan

tegangan output yang dihasilkan sensor ....... 34

Gambar 4.9 Rangkaian Pengujian Sensor Arus ............... 35

Gambar 4.10 Grafik Pengukuran Sensor Arus .................. 35

Gambar 4.11 Pengujian Keseluruhan Battery Charging ... 36

Gambar 4.12 Grafik Vinput dan Voutput Battery

Charging I .................................................... 36

Gambar 4.13 Grafik Iinput dan Ioutput Battery

Charging I .................................................... 37


Charging II .................................................. 37


Charging II .................................................. 38


Charging III ................................................. 38


Charging III ................................................. 39

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini banyak perangkat elektronik yang menggunakan sumber

energi dari solar cell yang disimpan dalam sebuah baterai. Baterai

merupakan sumber listrik portable yang dapat di isi ulang. Penggunaan

listrik PLN untuk media pengisian baterai secara terus menerus akan

mengakibatkan pemborosan energi listrik dari PLN. Agar tidak terjadi

pemborosan energi listrik maka digunakan energi alternatif yang

terbarukan. Sebagai negara beriklim tropis seperti di Indonesia banyak

energi alternatif yang bisa dimanfaatkan untuk dikonversi menjadi

energi listrik, misalnya angin, cahaya matahari, ombak dan sebagainya.

Energi matahari sangat cocok jika dikonversi ke energi listrik karena

sinar matahari jumlahnya tak terbatas meskipun ada kurun waktunya

antara terbit sampai terbenam. Pengkonversian energi matahari ke energi

listrik membutuhkan suatu solar cell.

Selama ini baru ada alat charging baterai yang hanya berfungsi

sebagai regulator tegangan solar cell saja. Penelitian sebelumnya telah

dilakukan terkait battery charging bersumber solar cell yaitu Dani S,

Rizka M, 2012, “Rancang Bangun Kontroler Baterai Charger Untuk

Solar Cell” dan Aulia Rizki “Battery Charger Dengan Converter Boost”

Pada penelitian tersebut DC DC Converter menggunakan boost. Pada

penelitian tersebut DC DC Converter menggunakan boost converter.

Namun dengan metode boost converter hanya mengandalkan tegangan

lebih rendah untuk di regulasi ke level lebih tinggi. Hal itu tentunya

akan sangat merugikan karna pada kondisi cuaca yang tidak menentu

menyebabkan output dari solar cell tidak akan mencapai standar

tegangan pengisian baterai. Untuk itu perlu adanya suatu metode yang

dapat mengefektifkan tegangan output solar cell karena intensitas

cahaya matahari yang berubah - ubah.

Salah satu metode yang dapat dilakukan adalah menggunakan

metode buck boost converter bersumber solar cell untuk membuat

sistem pengendali pengisian baterai. Metode Buck Boost Converter

dipilih karna dapat menstabilkan tegangan keluaran dari solar cell ketika

cuaca tidak menentu. Jika intensitas cahaya matahari redup tegangan

keluaran panel juga akan rendah, maka converter akan berada dalam

mode boost untuk meningkatkan level tegangan, sebaliknya jika

intensitas cahaya terang tegangan keluaran panel juga akan tinggi, maka

2

converter akan berada dalam mode buck untuk menurunkan level

tegangan. Tegangan output dari sistem pengendali ini dijaga sesuai

standar tegangan pengisian baterai yaitu 13,6 volt DC.

1.2 Rumusan Masalah

Pada Tugas Akhir ini yang menjadi permasalahan utama adalah

tidak ada sistem battery charging yang dapat menstabilkan tegangan

output dari solar cell baik saat intensitas cahaya rendah, sedang atau

tinggi menjadi standar level tegangan pada battery charging.

1.3 Batasan Masalah

Level terendah tegangan luaran solar cell yang diproses adalah 7,5

Volt dan level tegangan tertinggi adalah 21 Volt. Dibawah 7,5 Volt

sistem battery charging tidak akan bekerja.

Sistem battery charging menggunakan satu solar cell sebagai

sumber dan satu baterai 12 Volt sebagai beban

Mikrokontroler menggunakan Arduino Uno

1.4 Tujuan Perencanaan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat Battery Charging

dengan metode buck boost converter yang dapat bekerja pada berbagai

tingkat pencahayaan. Hasil yang diharapkan adalah output tegangan

yang stabil yaitu 13,6 Volt dari solar cell sehingga mampu digunakan

untuk mencharge baterai

1.5 Sistematika Laporan Tugas Akhir

Sistematika pembahasan tugas akhir ini terdiri dari lima bab, yaitu

pendahuluan, teori penunjang, perencanaan dan pembuatan alat,

pengujian dan analisa alat, serta penutup.

Bab I : PENDAHULUAN

Pada bab ini membahas tentang latar belakang

permasalahan, permasalahan, tujuan, sistematika laporan,

serta relevansi.

Bab II : TEORI PENUNJANG

Pada bab ini membahas tentang teori penunjang yang

mendukung dalam perencanaan pembuatan alat meliputi

definisi dan aplikasi solar cell, teori buck boost converter,

aplikasi dan perancangan mikrokontroler dan fungsi

fungsi dari prinsip lainnya.

3

Bab III : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan perangkat

keras (hardware) yang meliputi perangkaian solar cell,

pembuatan kotak buck boost converter, perancangan

mikrokontroler, perancangan sensor. Serta perangkat

lunak (software) berupa program untuk membangkitkan

PWM (Pulse Width Modulation) pada Mikrokontroler

Bab IV : PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT

Membahas tentang pengukuran, pengujian, dan

penganalisaan terhadap komponen-komponen fisik seperti

pengukuran tegangan pada input maupun output, pengujian

duty cycle, pengujian keseluruhan baterry charging.

Bab V : PENUTUP

Menjelaskan tentang kesimpulan dari tugas akhir ini dan

saran-saran untuk pengembangan alat ini lebih lanjut

1.6 Relevansi

Dengan adanya battery charging ini diharapkan proses charging

baterai menjadi optimal meskipun intensitas cahaya cukup rendah.

4


5

BAB II

TEORI PENUNJANG 2.1 Mikrokontroler ATMega 328 [1]

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil disuatu sirkuit

terpadu yang berisi tentang inti prosesor, memori dan input/output yang

telah diprogram. Program disimpan dalam bentuk RAM, Nor Flash,

OTP ROM yang disertakan dalam chip.

Salah satu jenis mikrokontroler dari tipe Atmel AVR (8-bit) adalah

ATmega 328. ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel

yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer)

yang setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC

(Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki

beberapa fitur antara lain :

130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu

siklus clock.

32 x 8-bit register.

Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

32 KB Flash memory dan pada arduino

Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi

permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu

daya dimatikan.

Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse

Width Modulation) output.

Gambar 2.1 ATmega 328

2.2 Buck- Boost Converter [2]

Buck Boost Converter berfungsi untuk mengubah level tegangan

DC, baik ke level yang lebih rendah dan ke level yang lebih tinggi.

Rangkaian Non-inverting Buck-Boost (NIBB) menggunakan dua buah

switch mode buck dan switch mode boost.

6

Rangkaian NIBB mempunyai tiga mode pengoperasian, yakni mode

buck , boost dan buck-boost. Ketika tegangan input dibawah tegangan

yang diinginkan maka rangkaian akan berubah menjadi mode boost.

Sebaliknya ketika tegangan input diatas tegangan yang diinginkan, maka

mode akan berubah ke mode buck. Ketika tegangan input stabil

mendekati tegangan yang diinginkan, maka bekerja pada mode buck-

boost.

Mode Buck Pada mode buck, Switch buck akan mendapat sinyal switching dari

PWM1, sedangkan Switch boost mendapat sinyal switching PWM2

dengan nilai duty-cycle (D) = 0, sehingga switch boost akan open.

Gambar 2.2 Rangkaian Non Inverting Buck Boost Convertermode

buck

Pada mode ini analisa rangkaian terbagi menjadi dua, analisa saklar

tertutup dan terbuka.

Gambar 2.3 Analisa switch tertutup

Analisa switch tertutup pada mode buck, ketika Switch buck kondisi

ON (close) sedangkan Dioda 1 bekerja reverse-bias dan Dioda 2 bekerja

forward-bias, sehingga arus akan mengisi induktor sekaligus menyuplai

beban.

7

Gambar 2.4 Analisa switch terbuka

Analisa switch terbuka ketika Switch buck open maka Dioda 1 dan

diode 2 bekerja forward-bias, arus yang tersimpan di induktor akan

menyuplai beban (discharging).

Dengan persamaan nilai Vout adalah sebagai berikut:

Vout = Vin . D

Mode Boost Pada mode boost, Switch boost mendapat sinyal switching PWM2.

Switch buck mendapat sinyal PWM1 (duty-cycle=1) dan selalu close.

.

Gambar 2.5 Rangkaian Non Inverting Buck Boost Convertermode

boost

Pada mode boost ini analisa rangkaian terbagi menjadi dua, analisa

switch tertutup dan terbuka.

8

Gambar 2.6 Analisa Switch Tertutup

Analisa switch tertutup pada mode boost, ketika Switch boost pada

kondisi ON (close) , D1 dan D2 bekerja reverse-bias, sehingga arus akan

mengisi induktor. Polaritas induktor pada sisi kiri lebih positif

dibandingkan sisi kanannya.

i

Gambar 2.7 Analisa Switch Terbuka

Analisa switch terbuka ketika Switch boost open maka D1 bekerja

reverse bias dan D2 bekerja forward-bias, arus yang tersimpan di

induktor akan berkurang karena impedansi yang lebih tinggi.

Berkurangnya arus pada induktor menyebabkan induktor tersebut

membalik polaritasnya (lebih negatif dari sisi kiri) sehingga arus yang

mengalir pada dioda dan pada beban adalah penjumlahan antara arus

pada sumber dan arus pada induktor. Disaat yang bersamaan kapasitor

akan melakukan penyimpanan energi dalam bentuk tegangan. Boost

Converter memiliki luaran lebih tinggi dibandingkan tegangan input.

Dengan persamaan nilai Vout adalah sebagai berikut:

9

Mode Buck-Boost Pada mode buck-boost switch buck dan switch boost mendapat

sinyal switching PWM1 dan PWM2.

Gambar 2.8 Rangkaian Non Inverting Buck Boost Converter

Prinsip kerja rangkaian mode buck-boost ini dibagi menjadi dua

yaitu: analisa switch tertutup dan switch terbuka.

Gambar 2.9 Analisa switch tertutup

Gambar 2.9 menunjukkan rangkaian buck-boost dengan analisa

switch tertutup dimana switch buck dan Switch boost ON (closed). Hal

ini menyebabkan dioda 1 dan dioda 2 bekerja reverse-bias sehingga arus

akan mengisi induktor L (charging) dan arus induktor (IL) naik sampai

arus maksimum dari induktor. Dengan rumus penurunan pada analisa

switch tertutup adalah sebagai berikut:

Vin = VL

Vin = L x (di/dt)

Vin = L x (di/Ton)

Gambar 2.10 Analisa switch terbuka

10

Gambar 2.10 menunjukkan rangkaian buck-boost dengan anlisa

switch terbuka dimana switch buck dan switch boost OFF (open).

Sehingga kedua dioda bekerja forward-bias dan arus yang tesimpan

pada induktor L akan menyuplai ke beban (discharging). Dengan rumus

penurunan pada saat mode saklar terbuka adalah sebagai berikut:

Vout = VL

Vout = L x (di/dt)

Vout = L x (di/Toff)

L di = Vout . Toff

Ketika mode saklar tertutup dan terbuka disubtitusikan, maka akan

diperoleh persamaan tegangan output rangkaian buck-boost converter

sebagai berikut:

Vin = (Vo.Toff)/Ton

Ton = D . T

Toff = (1-D) . T

Vin = (Vo.(1-D).T)/(D.T)

Vin = (Vo.(1-D))/D

Vout = (Vin.D) / (1-D)

2.3 Sensor Arus [3]

ACS712 20A adalah sensor arus yang bekerja berdasarkan efek

medan. Sensor arus ini dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau

DC. Modul sensor ini telah dilengkapi dengan rangkaian penguat

operasional, sehingga sensitivitas pengukuran arusnya meningkat dan

dapat mengukur perubahan arus yang kecil. Sensor ini digunakan pada

aplikasi-aplikasi di bidang industri, komersial, maupun komunikasi.

Contoh aplikasinya antara lain untuk sensor kontrol motor, deteksi dan

manajemen penggunaan daya, sensor untuk catu daya tersaklar, sensor

proteksi terhadap arus lebih, dan lain sebagainya.

11

Gambar 2.11 ACS712-20A-T

Spesifikasi Sensor Arus ACS712-20A-T:

1. Berbasis ACS712-20A-T dengan fitur:

Waktu kenaikan perubahan luaran = 5 µs.

Lebar frekuensi sampai dengan 80 kHz.

Total kesalahan luaran 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.

Tahanan konduktor internal 1,2 mΏ.

Sensitivitas luaran 100 mV/A.

Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 20 A.

2. Tegangan kerja 5 VDC.

3. Dilengkapi dengan penguat operasional untuk menambah sensitivitas

luaran.

Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui

kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan

magnet yang di tangkap oleh IC medan terintegrasi dan diubah menjadi

tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan

dengan cara pemasangan komponen yang ada di dalamnya antara

penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan tranducer medan

secara berdekatan.

Gambar 2.12 Diagram pin ACS712

Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya

yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari

sensor timah mengarah (pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor

arus ACS712 dapat digunakan pada aplikasi-aplikasi yang

membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau

teknik isolasi lainnya yang mahal. IC ACS712 tipe 20A IC ini

mempunyai sensitivitas sebesar 100mV/A. Saat arus yang mengalir 0A

IC ini mempunyai output tegangan 2,5V. Nilai tegangan akan bertambah

berbanding lurus dengan nilai arus.

12

2.4 Voltage Divider [4]

Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat

suatu tegangan referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik

tegangan referensi pada sensor, untuk memberikan bias pada rangkaian

penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif. Rangkaian

pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat dengan 2 buah resistor,

contoh rangkaian dasar pembagi tegangan dengan output VO dari

tegangan sumber VI menggunakan resistor pembagi tegangan R1 dan

R2 seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.13 Rangkaian dasar voltage divider

Tahanan efektif dari kedua resistor seri ini adalah R1 + R2. Jatuh

tegangan pada gabungan kedua resistor ini adalah Vin, menurut Hukum

Ohm arus yang mengalir adalah

Tegangan pada R2 menjadi :

Mensubstitusikan I dengan persamaan pertama, menghasilkan

Persamaan ini adalah persamaan untuk menghitung tegangan output

yang dihasilkan oleh sebuah rangkaian pembagi tegangan. Dengan

memilih dua buah resistor dengan nilai tahanan yang sesuai, kita dapat

memperoleh nilai tegangan output manapun didalam kisaran 0 V hingga

Vin

2.5 Accumulator / Aki [5]

Accumulator atau sering disebut aki mampu mengubah energi

kimia menjadi energi listrik. Dalam sebuah aki berlangsung proses

elektrokimia yang reversible (bolak-balik) dengan efisiensi yang tinggi.

Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversible yaitu saat aki

diapakai, berlamgsung proses pengubahan energi kimia menjadi energi

listrik (discharging). Sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi proses

tenaga listrik menajdi tenaga kimia (charging).

http://www.elektronikabersama.web.id/2011/04/hambatan-listrik-dan-hukum-ohm.html

http://www.elektronikabersama.web.id/2011/04/hambatan-listrik-dan-hukum-ohm.html

13

Tabel 2.1 State of Charge Battery

Berdasarkan Tabel 2.1, pada umumnya dalam kondisi optimal, aki

dikatakan penuh saat pengisian mencapai 80%. Jika pengisian lebih dari

80% akan mengalami over charge yang dapat merusak aki. Selain itu

aki dapat dikatakan kosong atau tidak dapat digunakan ketika pengisian

mencapai 20%. Pada level tersebut maka aki harus segera diisi.

Arus ideal saat pengisian aki adalah 10% sampai 30% dari arus aki.

Lama pengisian aki berkisar 4,5 jam sampai 10 jam. Charger aki dengan

arus yang besar menyebabkan aki cepat penuh, namun aki akan

mendidih dan panas serta beresiko sel pada aki melengkung dan rusak.

Voltage charger biasanya disetting 110% sampai 120% dari nominal

tegangan aki. Bila aki 12 volt maka tegangan charger harus sekitar 14,4

Volt.

Di dalam standar internasional setiap satu sel aki memliki tegangan

sebesar 2 volt. Sehingga aki 12 volt, memiliki 6 sel sedangkan aki 24

volt memiliki 12 sel. Pada aki juga terdapat kapasitas aki saat digunakan

perjamnya yang disebut AH (Ampere-Hour). Dalam pengisian aki

terdapat standar level dimana aki dapat dikatakan penuh. Tegangan

baterai saat terisi penuh memilik nilai di atas 15%-25% dari rating

tegangan baterai.

14


15

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Pada bab ini dibahas mengenai perancangan perangkat keras

(hardware) dan perangkat lunak (software). Hal tersebut guna

mewujudkan tugas akhir yang berjudul “Penggunaan buck boost

converter pada sistem battery charging terkendali mikrokontroler

bersumber solar cell”.

3.1 Blok Fungsional Sistem

Gambar 3.1 Blok Fungsional Sistem Battery Charging

Sistem battery charging menggunakan solar cell sebagai sumber

energi listrik .Tegangan luaran solar cell berkisar 0-21 Volt maka

diperlukan rangkaian buck boost converter untuk menstabilkan

tegangan. Tegangan luaran solar cell dikontrol agar stabil di 13,6 volt

sebagai standart pengisian baterai.

Pusat pengendali sistem battery charging menggunakan

Mikrokontroler. Sumber tegangan Mikrokontoler berasal dari luaran

solar cell yang diregulasi dengan dc to dc voltage regulator.

Mikrokontroler menghasilkan PWM untuk mengatur switch mosfet pada

buck boost converter. Terdapat dua mosfet pada buck boost converter,

yaitu mosfet untuk buck dan mosfet untuk boost. Ketika tegangan luaran

solar cell dibawah 13,6 volt, maka mosfet mode buck selalu ON dan

MOSFET mode boost switching. Sebaliknya ketika tegangan luaran

solar cell diatas 13,6 volt, maka mosfet mode buck switching dan mosfet

mode boost OFF.

16

Voltage divider mengirimkan sinyal ke mikrokontroler untuk

mengubah duty cycle PWM secara otomatis. Sensor arus mengirim

sinyal ke mikrokontroler untuk menunjukkan arus yang mengalir pada

sumber dan luaran buck boost converter.

Tegangan luaran yang telah stabil sebesar 13,6 volt digunakan

untuk mengisi baterai.

3.2 Perancangan Penunjang Hardware Perancangan Penunjang hardware terdiri dari perancangan box

control.

3.2.1 Perancangan Box Control Box control terbuat dari acrylic warna hitam dengan tebal 5mm

dan dibentuk kubus dengan ukuran 25cm x 20cm x 15cm. Box control

berisi rangkaian elektronik meliputi rangkaian buck boost converter,

rangkaian voltage divider, rangkaian sensor arus, dan indikator lampu

yang menunjukan kondisi alat.

Gambar 3.2 Desain Box Control

Bagian depan box control dipasang LCD berukuran 4x20 yang

berfungsi untuk menampilkan informasi pembacaan tegangan input,

tegangan output, duty cycle, arus input dan arus output. Selain itu

terdapat enam lampu indikator dengan keterangan sebagai berikut :

1. Ketika lampu merah (On) menyala menunjukkan bahwa

mikrokontroler sebagai pusat kendali telah aktif.

2. Ketika lampu merah (Low) menyala menunjukkan kondisi baterai

10% - 20% dari keadaan penuh.

17

3. Ketika lampu kuning (Charge) menyala, menunjukkan terjadi proses

charging pada baterai.

4. Ketika lampu kuning (Medium) menyala menunjukkan kondisi

baterai 30% - 80% dari keadaan penuh.

5. Ketika lampu hijau menyala (high), menunjukkan kondisi baterai

90% - 100% (penuh)

6. Ketika lampu hijau (Full) menyala, berarti baterai yang dicharge

sudah penuh.

3.3 Perancangan Elektronik Perancangan elektronik membahas setting port mikrokontroler,

rangkaian buck boost converter, sensor tegangan, sensor arus.

3.3.1 Setting Port Mikrokontroler

Mikrokontroler digunakan sebagai pusat kendali sistem battery

charging. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno. Arduino

Uno adalah sebuah board mikrokontroler didasarkan pada ATmega 328.

Pada Sistem battery charging digunakan beberapa pin mikrokontroler

dengan rancangan sesuai pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Konfigurasi Port Mikrokontroler

No Pin Arduino Keterangan

1 Pin A0 Voltage Divider 1 (input)

2 Pin A1 Voltage Divider 2

(output)

3 Pin A2 Sensor Arus 1 (input)

4 Pin A3 Sensor Arus 2 (output)

5 Pin 9 PWM mode buck

6 Pin 10 PWM mode boost

7 Pin

SDA,SCL,,VCC,GND LCD

18

Gambar 3.3 Skematik Setting Port Mikrokontroler

3.3.2 Perancangan Buck-Boost converter

Desain Rangkaian Buck Boost converter menggunakan dua

mosfet sebagai switch dalam menurunkan tegangan (Buck Mode) dan

menaikkan tegangan (Boost Mode) melalui pengaturan duty cycle PWM

yang di hasilkan dari mikrokontroler secara otomatis.

Rangkaian buck boost converter digunakan untuk menstabilkan

tegangan luaran solar cell. Tegangan luaran yang di harapkan mencapai

13,6 Volt.

Pada perancangan buck boost converter di jelaskan mengenai

perhitungan komponen buck boost converter, pembuatan induktor dan

rangkaian buck boost converter secara keseluruhan.

A. Buck-Boost converter

Tabel 3.2 Parameter Perhitungan Buck Boost converter P ( daya ) 27 Watt

Vinput ( tegangan input minimal ) 7 V

Vinput ( tegangan input rata rata tinggi ) 17 V

Voutput ( tegangan output yang diinginkan) 13,6 V

Ripple Tegangan Output 1%

Ripple Arus Induktor 10%

Io 2 A

Rbeban 12 Ω

Berikut perhitungan untuk menentukan nilai dari komponen-

komponen yang digunakan :

19

1. Perhitungan dengan input 7 Volt

a. Menentukan nilai Duty Cycle

(3.1)

b. Menentukan nilai induktor

(3.2)

c. Menentukan nilai kapasitor

(3.3)

2. Perhitungan dengan input 17 Volt

a. Menentukan nilai Duty Cycle

(3.4)

b. Menentukan nilai induktor

(3.5)

20

c. Menentukan nilai kapasitor

(3.6)

Dari perhitungan buck boost converter dipilih nilai induktor terkecil

560 mikroHenry dan nilai kapasitor terbesar 470 mikroFarad.

B. Perancangan Induktor

Pada perancangan buck-boost converter, induktor berfungsi untuk

menyimpan arus. Agar nilai induktor sesuai dengan perhitungan, maka

induktor dibuat sendiri dengan cara melilitkan kawat pada inti toroid.

Untuk menentukan jumlah lilitan pada inti toroid, digunakan online

calculator coil seperti pada Gambar 3.4. Dibutuhkan 86 lilitan untuk

mendapatkan nilai induktansi 560 uH. Hasil tersebut hampir mendekati

nilai yang diinginkan pada algoritma perhitungan nilai komponen buck

boost converter.

Gambar 3.4 Online Calculator Coil

21

Gambar 3.5 Spesifikasi Inti Toroida

C. Rancangan Keseluruhan Sistem Battery Charging

Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem Battery Charging

22

Gambar keseluruhan rangkaian sistem battery charging dengan

data:

- Sumber Tegangan ( Solar cell ) = 0 – 21 Volt

- Mikrokontroler Atmega 328

- Induktor (L) = 560 mikroHenry

- Capasitor ( C ) = 470 mikroFarad 100 Volt

- DriverMosfet yang digunakan adalah Transistor C829 dan TLP 250

- Mosfet IRF4905 dan IRF 9640

- Sensor Arus ACS712

- R BEBAN = 12 Ω 20 Watt

3.3.3 Perancangan Driver Mosfet

Driver mosfet yang digunakan ada 2 yaitu Transistor 2SC829 dan

TLP 250. Transistor 2SC829 merupakan transistor yang berfungsi

sebagai switching mode buck. Spesifikasi Transistor 2SC829 sebagai

berikut :

Collector to base voltage(VCBO) : 30 V

Collector to emitter voltage(VCEO) : 20 V

Emitter to base voltage(VEBO) : 5 V

Collector Current(Ic) : 30 mA

Gambar 3.7 Rangkaian Driver Mosfet Mode Buck

Kaki collector transistor 2CS829 disambungkan dengan gate IRF

4905, Emitter disambungkan pada ground, Base disambungkan pada pin

pwm mikrokontroler.

Driver mosfet yang digunakan sebagai switching mode boost adalah

TLP 250. Spesifikasi TLP 250 sebagai berikut :

• Input threshold current: IF=5mA(max.)

23

• Supply current (ICC): 11mA(max.)

• Supply voltage (VCC): 10−35V

• Output current (IO): ±1.5A (max.)

• Switching time (tpLH/tpHL): 1.5µs(max.)

• Isolation voltage: 2500Vrms(min.)

Gambar 3.8 Rangkaian Driver Mosfet Mode Boost

Pin 2 disambungkan dengan mikrokontroler untuk dibangkitkan

sinyal PWM, pin 3 disambungkan pada ground mikrokontroler, pin 6

disambungkan pada gate mosfet IRF4905 dan pin 8 disambungkan pada

Vcc 12 volt.

3.3.4 Perancangan Rangkaian Sensor Tegangan

Sensor tegangan yang digunakan adalah rangkaian pembagi

tegangan. Rangkaian pembagi tegangan berfungsi sebagai konversi

tegangan dari solar cell. Tegangan output yang dihasilkan solar cell

dimisalkan 0 - 30 Volt, sedangkan tegangan yang diinputkan pada

mikrokontroler 0 sampai 5 Volt.

Gambar 3.9 Rangkaian Pembagi Tegangan

Perhitungan rangkaian pembagi tegangan sebagai berikut :

(3.7)

24

Misalkan R2 = 25 kΩ

Vout = 5 Volt (V mikrokontroler)

Vin = 30 Volt ( V input dari solar cell)

Jadi dalam rangkaian voltage divider digunakan 2 resistor yaitu

resistor 25 kΩ dan resistor 5 kΩ.

3.3.5 Perancangan Rangkaian Sensor Arus

Gambar 3.10 Rangkaian Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan adalah ACS712. Pin IP+ dan IP-

terhubung pada input. Sensor arus dicatu oleh tegangan 5V yang

terhubung ke Vcc. Keluaran sensor arus Vout terhubung ke pin ADC

mikrokontroler.

3.4 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Pada bab ini dibahas perancangan program untuk pembangkit

sinyal PWM, perancangan program pembacaan sensor tegangan,

program kalibrasi sensor arus dan perancangan program keseluruhan

sistem battery charging. Simbol Flowchart yang digunakan berdasarkan

Standart ECMA-4 (European Computer Manufacturers Association).

3.4.1 Perancangan Program Pembangkit PWM

Pada sistem battery charging digunakan pembangkitan PWM

dengan metode digital atau dengan menggunakan mikrokontroler.

25

Gambar 3.11 Flowchart Pembangkitan PWM

Penjelasan flow chart sebagai berikut:

1. Start adalah ketika program dimulai.

2. Inisialisasi Port PWM, Port 9 digunakan untuk PWM mode buck,

Port 10 digunakan untuk PWM mode boost.

3. Duty Cycle akan menyesuaikan dari perubahan tegangan input dan

akan mengatur agar tegangan output tetap pada 13,6 volt

4. Apabila tegangan output belum sesuai dengan duty cycle, maka akan

kembali ke sistem awal dimana Arduino akan menyesuaikan duty

cycle menurut perubahan tegangan input yang akan menjaga

tegangan output di 13,6 Volt.

26

Gambar 3.12 Contoh Segmen Program Pembangkit Pulsa PWM

3.4.2 Perancangan Program Pembacaan Sensor Tegangan

Gambar 3.13 Flowchart Pembacaan Sensor Tegangan

Penjelasan flowchart adalah sebagai berikut:


2. Inisialisasi Port ADC Mikrokontroler, sensor tegangan input dibaca

di Port A0, sensor tegangan output dibaca di Port A1

3. Data yang masuk pada port ADC berupa tegangan dengan range 1-5

Volt kemudian dikonversi ke tegangan sebenarnya 0-30 Volt

27

4. Data tegangan input dan tegangan output yang sudah di konversi

ditampilkan pada LCD.

Gambar 3.14 Contoh Segmen Program Pembacaan Sensor

Tegangan

3.4.3 Perancangan Program Pembacaan Sensor Arus

Gambar 3.15 Flowchart Program Pembacaan Sensor Arus

Penjelasan flowchart sebagai berikut:


2. Inisialisasi Port ADC Mikrokontroler, sensor arus input dibaca di

Port A2, sensor arus output dibaca di Port A3

28

3. Data yang masuk pada port ADC berupa tegangan. Ketika mendapat

arus input 0 maka terbaca 2.5 Volt. Sensor Arus memiliki resolusi

100mV/Ampere

4. Data arus input dan arus output ditampilkan pada LCD.

Gambar 3.16 Contoh Segmen Program Pembacaan Sensor Arus

3.4.4 Perancangan Program Keseluruhan

Program keseluruhan merupakan penggabungan dari semua

komponen yang digunakan mulai dari pengukuran tegangan yang

dihasilkan solar cell, penggunaan buck boost converter dan indikator

yang digunakan untuk pengisian daya pada baterai.

29

Gambar 3.17 Flowchart Program Keseluruhan Sistem BatteryCharging

30

Penjelasan flow chart sebagai berikut:

1. Start adadalah ketika program dimulai

2. Inisialisasi port ADC sebagai pembaca sensor tegangan input pada

pin A0, sensor tegangan output pada pin A1, sensor arus input pada

A2, dan sensor arus output pada A3

3. Data pembacaan sensor tegangan output juga sebagai pembaca

tegangan baterai masuk ke dalam mikrokontroler

4. Jika tegangan baterai lebih dari 12,00 volt, maka tidak ada proses

charging, maka lampu status baterai akan menyala.

5. Jika tegangan baterai lebih dari 12,60 volt, maka Pin 7 = HIGH

yang akan menghidupkan lampu Full&High

6. Jika tegangan baterai diantara 12,20 sampai 12.60 volt, maka Pin

11= HIGH yang akan menyalakan lampu Medium

7. Jika tegangan baterai diantara 11,89 sampai 12.20, maka Pin 8 =

HIGH yang akan menyalakan lampu low secara berkedip

8. Jika tegangan baterai kurang dari 11,89 volt, maka Pin 8= HIGH

yang akan menyalakan lampi Low jika tidak, maka pembacaan data

diulang dari Jika baterai dalam keadaan lebih dari 12.60 volt

9. Jika tegangan baterai kurang dari 12,00 volt maka masuk pada

proses charging.

10. Jika tegangan luaran solar cell kurang dari 7,50 volt maka sistem

tidak berjalan

11. Jika tegangan luaran solar cell diantara 7,50 sampai 13,00 volt,

maka PWM_Buck akan ON dan PWM_Boost akan switching agar

tegangan luaran buck-boost terjaga di 13,60 volt (Boost Mode)

12. Jika tegangan luaran solar cell diantara 13,00 sampai 14,00 volt

maka PWM_Buck akan switching dan PWM_Boost akan switching

agar tegangan luaran buck-boost terjaga di 13,60 volt (Buck-Boost

Mode)

13. Jika tegangan luaran solar cell diatas 14,00 volt dan sampai batas

maksimal 21 volt, maka PWM_Buck akan switching dan

PWM_Boost akan OFF agar tegangan luaran buck-boost terjaga di

13,60 volt (Buck Mode)

14. Jika arus output kurang dari 0,2 ampere, dan tegangan luaran buck-

boost lebih dari sama dengan 13,60 volt maka proses charge akan

berhenti, dan pembacaan ADC diulang dari keadaan tegangan

baterai apakah kurang dari 12 volt atau tidak

31

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT

Pengujian pada sistem battery charging meliputi: pengujian solar

cell, pengujian buck boost converter, pengujian sensor tegangan,

pengujian sensor arus dan pengujian keseluruhan. Setelah melakukan

beberapa pengujian alat, data yang diperolah akan dianalisa untuk

mengetahui proses kerja dari seluruh sistem battery charging.

4.1 Pengujian Solar cell Pengujian Solar cell diperlukan untuk mengetahui tegangan

tertinggi dan tegangan terendah dari solar cell.

Untuk mengukur nilai tegangan dan nilai arus yang dihasilkan

solar cell, dilakukan pengujian sederhana dengan memberikan beban

berupa resistor 12 Ω 20 Watt. Pengujian dilakukan setiap 1 jam sekali.

Gambar 4.1 Rangkaian Beban Pengujian Solar cell

Gambar 4.2 Grafik Vout dan Iout Yang Dihasilkan Solar cell

Berdasarkan Gambar 4.2 didapatkan nilai tegangan tertinggi

19,1 Volt, tegangan terendah 15 Volt, Arus tertinggi 1,5 A dan Arus

terendah 0,41 A dari solar cell. Tegangan dan arus yang berubah-ubah

tergantung dari intensitas cahaya matahari yang mengenai solar cell.

19.1

18.8

18.4

19.9 18

19.1

19.1

18.6 15

1.4 1.5 1.4 1.5 1.4 1.4 1.5 1.3 0.41 0

5

10

15

20

25

Ou

tpu

t S

ola

r C

ell

Waktu

Voutsolarcell

Ioutsolarcell

32

4.2 Pengujian Tegangan Output Buck Boost Terhadap Perhitungan

Tahap pertama pengujian Buck-boost converter adalah pengujian

tegangan output yang dihasilkan Buck-boost converter menggunakan

input dari power supply variable. Pada perhitungan Buck-boost

converter, tegangan output yang diharapkan adalah 13,6 Volt.

Gambar 4.3 Rangkaian Pengujian Buck Boost converter

Gambar 4.4 Grafik Tegangan Output Buck Boost converter dan

Tegangan Output Seharusnya

Pada Gambar 4.4 dapat dilihat perbedaan tegangan output buck

boost dan tegangan output perhitungan tidaklah jauh. Dapat disimpulkan

hasil perhitungan Buck-boost converter dengan hasil pengujian hampir

sama, eror yang terjadi sebesar 0,07% sampai 0,2%.

4.3 Pengujian Nilai Duty Cycle

Pengujian nilai duty cycle digunakan untuk mengetahui

perbandingan nilai duty cycle pada pengujian dengan hasil perhitungan.

Saat tegangan input dibawah 13,6 Volt, perhitungan duty cycle

menggunakan rumus boost. Ketika tegangan input diatas 13,6 Volt,

perhitungan duty cycle menggunakan rumus buck.

Rumus menentukan duty cycle mode buck :

13

13.2

13.4

13.6

13.8

14

9.5 11 13 15 17 19 21

V o

utp

ut

V input

Vout buckboost

Voutseharusnya

33

Rumus menentukan duty cycle mode boost :

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Vinput dan Duty Cucle Mode Buck

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Vinput dan Duty Cucle Mode Boost

Gambar 4.5 merupakan grafik perbandingan Vinput dan duty cycle

saat mode buck, dapat dilihat bahwa semakin besar Vinput maka

semakin kecil duty cycle. Gambar 4.6 merupakan grafik perbandingan

Vinput dan duty cycle saat mode boost, dapat dilihat bahwa semakin

besar Vinput maka semakin kecil duty cycle. Nilai duty cycle yang

dibutuhkan pada sistem battery charging adalah 0.1 sampai 0.8.

4.4 Pengujian Sensor Tegangan

Sensor Tegangan menggunakan rangkaian voltage divider.

Pengujian voltage divider bertujuan untuk mengambil data tegangan

yang terbaca oleh rangkaian voltage divider. Pengujian voltage divider

menggunakan fasilitas ADC pada mikrokontroler, Tegangan output pada

rangkaian pembagi tegangan ditampilkan pada LCD.

0.8 0.81 0.75 0.7

0.65 0.6 0.56 0.5

0.9 0.9 0.8 0.8 0.75 0.7 0.68 0.6

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

13.6 15 16 17 18 19 20 21

Du

ty C

ycle

Vinput

Duty cyclepengujian

Duty Cycleperhitungan

0.32 0.3

0.19 0.13

0.09 0.3

0.2 0.19

0.11 0.04 0

0.1

0.2

0.3

0.4

9.5 10 11 12 13

Du

ty C

ycle

Vinput

Duty cyclepengujian

Duty Cycleperhitungan

34

Pengujian sensor tegangan dilakukan dengan menyambungkan

input rangkaian pembagi tegangan dengan power supply variable.

Tegangan yang keluar dari power supply diatur dengan menggunakan

potensiometer. Tegangan output yang terukur dimunculkan pada LCD

seperti Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Rangkaian Pengujian Sensor Tegangan

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan VInput Dan Voutput sensor tegangan

Berdasarkan Gambar 4.8 didapatkan nilai tegangan input dan

nilai tegangan output sensor yang terukur hampir sama. Terdapat error

atau kesalahan dalam sistem sebesar 0,06% sampai 0,8%.

4.5 Pengujian Sensor Arus

Sensor arus yang digunakan adalah ACS 712. Pengujian sensor

arus bertujuan untuk mengambil data arus yang terbaca oleh sensor arus.

Gambar 4.9 Rangkaian Pengujian Sensor Arus

Pada pengujian diberikan beban berupa resistor 4.7 Ω dan

dihubungkan pada mikrokontroler sebagai pengendali. Sumber tegangan

yang digunakan adalah power supply variable. Untuk menguji besarnya

4.96

6.95

8.97

10.97

12.99

14.99

16.98

18.97

20.98

0

5

10

15

20

25

5 7 9 11 13 15 17 19 21

Vo

utp

ut

Vinput

Voutput

35

arus yang terukur oleh sensor arus, dialirkan tegangan input yang

berbeda beda.

Gambar 4.10 Grafik Pengukuran Sensor Arus

Dari grafik didapatkan nilai arus yang terukur pada sensor dan

nilai input hampir sama. Terdapat error atau kesalahan dalam sistem

sebesar 0 % sampai 0,8%

4.6 Pengujian Keseluruhan

Pengujian keseluruhan bertujuan untuk mengetahui performa

sistem sebagai pengisi baterai 12 Volt. Pengujian keseluruhan

menggunakan sumber dari solar cell , luarannya distabilkan oleh buck

boost converter dan digunakan untuk mengisi baterai. Untuk

menghitung efisiensi digunakan rumus sebagai berikut :

Tegangan open circuit baterai sebelum di-charging bernilai 12.12

Volt . Pengujian ini dilakukan tiga kali yaitu pada pukul 10.00 WIB,

pukul 08.00 WIB dan pukul 07.30 WIB.

Gambar 4.11 Pengujian Keseluruhan Battery Charging

0.19 0.61

1.01 1.39

1.79 2.01 2.19 2.39 3.01

0

1

2

3

4

0.2 0.6 1 1.4 1.8 2 2.2 2.4 3

I ou

tpu

t

I input

Ioutsensorarus

36

Gambar 4.12 Grafik Vinput dan Voutput Battery Charging I

Gambar 4.13 Grafik I input dan I output Battery Charging I

Gambar 4.12 dan Gambar 4.13 merupakan pengujian pertama

yang dilakukan pada tanggal 24 Mei 2016, pukul 10.00 WIB hingga

12.40 WIB. Tegangan charging rata-rata yang terbaca sekitar 13,6 Volt

dan arus charging yang dihasilkan rata-rata 1 Ampere. Charging battery

12 Volt membutuhkan waktu 3 jam dari keadaan battery 12.12 Volt

sampai 12.81 Volt (Full). Pada level tegangan luaran solar cell lebih

dari 14 volt sistem buck bekerja dengan baik, meskipun arus output

belum bisa melebihi arus input dalam keadaan ideal.

18.56 18.77 18.83 18.59 18.56 18.83 18.83 19.09

13.63 13.53 13.67 13.51 13.67 13.69 13.67 13.57

0

5

10

15

20

25

10.00am

10.30am

11.00am

11.30am

12.00pm

12.30pm

13.00pm

13.30pm

Tega

nga

n

Waktu

Vin

Vout

1.69

1.05 0.96 0.77

0.65 0.53

0.4 0.24

1.16 1

0.86 0.63 0.59 0.49 0.31 0.26 0

0.5

1

1.5

2

10.00am

10.30am

11.00am

11.30am

12.00pm

12.30pm

13.00pm

13.30pm

Aru

s

Waktu

Iinput

Ioutput

37

Gambar 4.14 Grafik Vinput dan Voutput Battery Charging II

Gambar 4.15 Grafik I input dan I output Battery Charging II

Gambar 4.13 dan Gambar 4.14 merupakan hasil pengujian kedua

yang dilakukan pada 27 Mei 2016, pukul 08.00 WIB hingga 14.20

WIB. Tegangan charging rata-rata yang terbaca sekitar 13,6 Volt dan

arus charging yang dihasilkan rata-rata dibawah 1 Ampere. Charging

battery 12 Volt membutuhkan waktu sekitar 5 jam dari keadaan battery

12,12 Volt sampai 12.81 Volt (Full). Charging baterai lebih lama karena

cuaca berawan sehingga intensistas cahaya matahari rendah.

Pada level tegangan luaran solar cell kurang dari 14 volt sistem

boost bekerja dengan baik, Sistem charging battery terputus ketika

tegangan luaran solar cell kurang dari 7,5 volt atau pada keadaan arus

charging kurang dari 0,2 ampere.

8.42 7.74 8.33

18.56 18.71 18.68 17.9

8.24

12.45 12.34 12.69

13.63

13.61

13.63 13.59

13.1

0

5

10

15

20

08.00am

08.30am

09.00am

10.00am

11.00pm

12.00pm

13.00pm

14.00pm

Tega

nga

n

Waktu

Vin

Vout

0.93 1.18

1.87 1.55

1 0.77

0.61 0.6

0.13 0.38

0.14

1.17

0.82 0.66 0.44 0.2

0

0.5

1

1.5

2

08.00am

08.30am

09.00am

10.00am

11.00pm

12.00pm

13.00pm

14.00pm

Aru

s

Waktu

Iinput

Ioutput

38

Gambar 4.16 Grafik Vinput dan Voutput Battery Charging III

Gambar 4.17 Grafik I input dan I output Battery Charging III

Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 merupakan hasil pengujian ketiga

dilakukan pada pukul 07.30 WIB hingga 12.40 WIB. Tegangan

charging rata-rata yang terbaca sekitar 13,6 Volt dan arus charging yang

dihasilkan rata-rata 1 Ampere. Charging battery 12 Volt membutuhkan

waktu sekitar 5 jam dari keadaan baterai 10.12 Volt sampai 12.81 Volt

(Full).

13.84 14.11

18.18

14.08

18.65 18.53 18.5

12.36 12.67 13.61

13.18 13.57 13.67 13.63

0

5

10

15

20

07.30am

08.00am

09.00am

10.00am

10.30am

11.30am

12.30pm

Tega

nga

n

Waktu

Vin

Vout

0.77

1.9

1.45

0.58 0.92 0.72

0.57

0.25

1.63

1.34

0.36 0.72

0.53 0.29 0

0.5

1

1.5

2

07.30am

08.00am

09.00am

10.00am

10.30am

11.30am

12.30pm

Aru

s

Waktu

Iinput

Ioutput

39

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari perencanaan, pembuatan, pengujian, analisa metode yang

digunakan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Battery charging dapat digunakan untuk mengisi baterai 12 Volt

dengan tegangan charging baterai sebesar 13.6 Volt ,arus keluaran

rata rata 1 Ampere.Lama proses charging baterai rata rata 4 jam.

2. Saat intensitas matahari tinggi yaitu pada pukul 10.00 sampai 14.00

efisiensi mencapai 78%

3. Pada level tegangan luaran solar panel 13 volt – 14 volt,tegangan

output mencapai 12,36 sampai 13,40 Volt.

4. Pada level tegangan luaran solar panel lebih dari 14, tegangan ouput

rata rata 13,6 Volt , arus output rata rata 1,2 Volt

5. Sistem charging battery terputus ketika tegangan luaran panel

kurang dari 7,5 volt atau pada keadaan arus charging kurang dari

0,2 ampere.

5.2 Saran

1. Untuk pengembangan battery charging ini dapat ditambahkan

komunikasi ke perangkat seperti PC, Smartphone atau lainnya agar

pengambilan data lebih mudah

2. Pembuatan desain box yang tahan air akan menambah kehandalan

alat disaat hujan

3. Menambah desain tempat Baterai agar bisa terhindar dari sinar

matahari langsung

40


41

DAFTAR PUSTAKA [1] Datasheet Microcontroller ATMega 128

[2] Haifeng,”Design tips For an Efficient Non-Inverting Buck-Boost

Converter”,Jurnal, Texas Instrument

[3] Datasheet ACS712, 2009 “Fully Integrated, Hall Effect-Based

Linear Current Sensor with 2.1 kVRMS Voltage Isolation and a

LowResistance Current Conductor”, Allegro MicroSystem, diakses

pada tanggal 10 April 2016.

[4] Pujiono,”Rangkaian Listrik”, Graha Ilmu,Yogyakakarta,2013.

[5] ……”Battery State Of-Charge Chart For Voltage & Specific

Gravity”. http://modernsurvivalblog.com/alternative-energy/battery-

state-of-charge-chart .Diakses tanggal 15 April 2016

http://modernsurvivalblog.com/alternative-energy/battery-state-of-charge-chart

http://modernsurvivalblog.com/alternative-energy/battery-state-of-charge-chart

42


A-1

LAMPIRAN A

TABEL HASIL PENGUJIAN

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Solar cell

Waktu Cuaca

Vout

Solar Cell

(V)

Iout

Solar Cell

(A)

08.00 Cerah 19,1 1,47

09.00 Cerah 18,8 1,50

10.00 Cerah 18,4 1,47

11.00 Cerah 19,9 1,56

12.00 Cerah 18,0 1,44

13.00 Cerah 19,1 1,46

14.00 Cerah 19,1 1,5

15.00 Cerah 18,6 1,39

16.00 Cerah 15,0 0,41

Tabel 4.2 Pengujian Tegangan Output Pada Buck Boost converter

V input

Vout

Seharusnya

(V)

Vout

Buck Boost

converter

(V)

Error

9.5 13,60 V 13,59 V 0,07 %

10 13,60V 13,57 V 0,22 %

11 13,60 V 13,57 V 0,22 %

12 13,60 V 13,59 V 0,07 %

13 13,60 V 13,57 V 0,22 %

14 13,60 V 13,59 V 0,07 %

15 13,60 V 13,59 V 0,07 %

16 13,60 V 13,57 V 0,22 %

17 13,60 V 13,57 V 0,22 %

18 13,60 V 13,57 V 0,22 %

A-2

V input

Vout

Seharusnya

(V)

Vout

Buck Boost

converter

(V)

Error

19 13,60 V 13,59 V 0,07 %

20 13,60 V 13,57 V 0,22 %

21 13,60 V 13,59 V 0,07 %

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Duty Cycle

V input (V) Dutycycle

Pengujian

DutyCycle

perhitungan

7.5 0.42 0.44

8.5 0.36 0.37

9.5 0,32 0,30

10 0,30 0,20

11 0,19 0,19

12 0,13 0,11

13 0,09 0,04

14 0,80 0,90

15 0,81 0,90

16 0,75 0,80

17 0,70 0,80

18 0,65 0,75

19 0,60 0,70

20 0,56 0,68

21 0,50 0,60

A-3

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Sensor Tegangan

Vin Vout

sensor Error (%)

5 V 4,96 0,80

6 V 5,95 0,83

7 V 6,95 0,71

8 V 7,98 0,25

9 V 8,97 0,30

10 V 9,97 0,30

11 V 10,97 0,27

12 V 11,99 0,08

13 V 12,99 0,07

14 V 13,99 0,07

15 V 14,99 0,06

16 V 15,98 0,12

17 V 16,98 0,11

18 V 17,98 0,11

19 V 18,97 0,15

20 V 19,97 0,15

21 V 20,98 0,09

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Sensor Arus

Iinput

(A)

Iout Sensor

(A)

Error

(%)

0,2 0,2 0

0,4 0,4 0

0,6 0,6 0

0,8 0,8 0

1,0 0,99 0,10

1,2 1,21 0,83

1,4 1,39 0,71

1,6 1,61 0,62

1,8 1,79 0,55

2,0 2,01 0,50

A-4

Iinput

(A)

Iout Sensor

(A)

Error

(%)

2,2 2,19 0,45

2,4 2,41 0,41

2,6 2,59 0,38

2,8 2,81 0,35

3,0 3,01 0,33

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Keseluruhan I -24 Mei 2016

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

9.50 Cerah 18,56 13,53 1,69 1,11 47,88 Charge

10.00 Cerah 18,77 13,63 1,46 1,16 57,69 Charge

10.10 Cerah 18,33 13,59 1,25 1,21 71,77 Charge

10.20 Cerah 18,41 13,51 1,11 1,18 78,01 Charge

10.30 Cerah 18,77 13,53 1,05 1,00 68,65 Charge

10.40 Cerah 18,86 13,55 1,00 0,96 68,97 Charge

10.50 Cerah 18,50 13,55 1,01 0,92 66,72 Charge

11.00 Cerah 18,50 13,67 0,96 0,86 66,19 Charge

11.10 Cerah 18,89 13,65 0,93 0,83 64,49 Charge

11.20 Cerah 18,65 13,49 0,77 0,63 59,18 Charge

11.30 Cerah 18,59 13,51 0,77 0,63 59,46 Charge

11.40 Cerah 18,65 13,57 0,70 0,63 65,49 Charge

11.50 Cerah 18,59 13,59 0,68 0,59 63,43 Charge

12.00 Cerah 18,56 13,61 0,65 0,59 66,56 Charge

12.10 Cerah 18,50 13,63 0,64 0,56 64,47 Charge

12.20 Cerah 18,83 13,67 0,62 0,55 64,40 Charge

12.30 Cerah 18,83 13,69 0,53 0,49 67,22 Charge

12.40 Cerah 18,89 13,51 0,45 0,42 66,75 Charge

12.50 Cerah 18,89 13,55 0,40 0,38 68,14 Charge

A-5

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

13.00 Cerah 18,83 13,67 0,40 0,31 56,26 Charge

13.10 Cerah 18,77 13,55 0,29 0,29 72,45 Charge

13.20 Cerah 18,74 13,69 0,29 0,27 68,01 Charge

13.30 Cerah 19,09 13,57 0,24 0,26 80,92 Charge

13.40 Full

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Keseluruhan II- 27 Mei 2016

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

08.00 Berawan 8,42 12,45 0,93 0,13 20,67 Charge

08.10 Berawan 8,97 12,67 1,19 0,35 41,54 Charge

08.20 Berawan 8,68 12,57 1,15 0,22 27,70 Charge

08.30 Berawan 9,06 12,56 1,18 0,38 44,64 Charge

08.40 Berawan 7,74 12,34 0,77 0,09 18,63 Charge

08.50 Berawan

Dibawah

7,5 Volt

Sistem

Tidak

Bekerja

09.00 Berawan

09.10 Berawan

09.20 Berawan 8,65 12,71 1,65 0,32 28,50 Charge

09.30 Berawan 8,33 12,69 2,02 0,14 10,56 Charge

09.40 Cerah 17,27 13,61 1,87 1,36 57,31 Charge

09.50 Cerah 17,86 13,61 1,68 1,24 56,25 Charge

10.00 Cerah 18,56 13,63 1,55 1,17 55,43 Charge

10.10 Cerah 18,48 13,59 1,37 1,14 61,19 Charge

10.20 Cerah 18,56 13,67 1,40 1,11 58,40 Charge

10.30 Cerah 18,45 13,55 1,21 1,02 61,91 Charge

10.40 Cerah 18,48 13,61 1,09 0,98 66,21 Charge

A-6

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

10.50 Cerah 18,77 13,63 1,06 0,91 62,34 Charge

11.00 Cerah 18,71 13,61 1,00 0,82 59,65 Charge

11.10 Cerah 18,39 13,57 0,89 0,81 67,16 Charge

11.20 Cerah 18,45 13,61 0,88 0,76 63,71 Charge

11.30 Cerah 19,15 13,63 0,95 0,85 63,68 Charge

11.40 Cerah 18,56 13,61 0,80 0,62 56,83 Charge

11.50 Cerah 18,68 13,55 0,81 0,66 59,10 Charge

12.00 Cerah 18,68 13,63 0,77 0,66 62,54 Charge

12.10 Cerah 18,62 13,55 0,73 0,58 57,82 Charge

12.20 Cerah 18,65 13,55 0,75 0,54 52,31 Charge

12.30 Cerah 18,50 13,55 0,65 0,43 48,45 Charge

12.40 Cerah 19,00 13,63 0,63 0,49 55,80 Charge

12.50 Berawan 18,12 13,57 0,64 0,45 52,66 Charge

13.00 Berawan 17,90 13,59 0,61 0,44 54,76 Charge

13.10 Berawan 17,45 13,22 0,62 0,40 48,87 Charge

13.20 Berawan 8,15 13,10 0,55 0,06 17,53 Charge

13.30 Berawan 8,12 13,20 0,57 0,19 54,19 Charge

13.40 Berawan 8,15 13,14 0,55 0,11 32,25 Charge

13.50 Berawan 8,01 13,20 0,58 0,21 59,67 Charge

14.00 Berawan 8,24 13,10 0,60 0,07 18,55 Charge

14.10 Berawan 7,95 13,20 0,56 0,07 20,75 Charge

14.20 Full

A-7

Tabel 4.8 Hasil Pengujian Keseluruhan III- 1 Juni 2016

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

07.30 Cerah 13,84 12,36 0,77 0,25 29,00 Charge

07.40 Cerah 14,11 12,67 0,75 0,29 34,72 Charge

07.50 Cerah 14,02 13,27 1,83 1,40 72,41 Charge

08.00 Cerah 14,11 13,41 1,90 1,63 81,53 Charge

08.10 Cerah 16,50 13,41 1,75 1,63 75,70 Charge

08.20 Cerah 16,33 13,63 2,02 1,72 71,07 Charge

08.30 Cerah 17,13 13,63 1,83 1,57 68,26 Charge

08.40 Cerah 17,24 13,57 1,73 1,55 70,52 Charge

08.50 Cerah 17,52 13,61 1,49 1,49 77,68 Charge

09.00 Cerah 18,18 13,61 1,45 1,34 69,18 Charge

09.10 Cerah 18,15 13,57 1,39 1,34 72,08 Charge

09.20 Cerah 18,06 13,61 1,20 1,09 68,45 Charge

09.30 Cerah 18,15 13,56 1,28 1,11 64,79 Charge

09.40 Cerah 18,24 13,63 1,31 1,14 65,03 Charge

09.50 Cerah 14,02 13,27 0,74 0,52 66,51 Charge

10.00 Cerah 14,08 13,18 0,58 0,36 58,10 Charge

10.10 Cerah 18,80 13,57 1,02 0,90 63,69 Charge

10.20 Cerah 17,21 13,67 0,98 0,74 59,98 Charge

10.30 Cerah 18,65 13,57 0,92 0,72 56,94 Charge

10.40 Cerah 18,71 13,57 0,91 0,78 62,17 Charge

10.50 Cerah 18,53 13,55 0,83 0,65 57,27 Charge

11.00 Cerah 19,09 13,55 0,90 0,66 52,05 Charge

11.10 Cerah 18,39 13,61 0,69 0,61 65,43 Charge

11.20 Cerah 18,33 13,53 0,79 0,47 43,91 Charge

11.30 Cerah 18,53 13,67 0,72 0,53 54,30 Charge

11.40 Cerah 18,48 13,57 0,67 0,40 43,84 Charge

A-8

Jam Cuaca Vin

(V)

Vout

(V)

Iin

(A)

Iout

(A)

Efisiensi

(%)

Status

Baterai

11.50 Cerah 18,39 13,63 0,52 0,41 58,44 Charge

,12.00 Cerah 18,53 13,61 0,56 0,41 53,77 Charge

12.10 Cerah 18,53 13,61 0,58 0,39 49,39 Charge

12.20 Cerah 18,59 13,63 0,56 0,32 41,90 Charge

12.30 Cerah 18,50 13,63 0,57 0,29 37,48 Charge

12.40 Cerah Full

B-1

LAMPIRAN B

PROGRAM

#include <PWM.h>

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <LiquidCrystal.h>

#define BACKLIGHT_PIN 13

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);

boolean charge= false;

int32_t frequency1 = 15000;

int32_t frequency2 = 15000;

int pwm1; // buck pwm

int pwm2; // boost pwm

int ArusInput=0;

int ArusOutput=0;

float ArusInputRata=0;

float ArusOutputRata=0;

int cnt;

//simbol battery

byte bat[8] =

0b01110,

0b11111,

0b10001,

0b10101,

0b11111,

0b10101,

0b10001,

0b11111

;

//simbol efisiensi

byte efs[8] =

0b00000,

0b01110,

0b10101,

0b00101,

B-2

0b00101,

0b00001,

0b00001,

0b00000

;

void setup()

//Lampu indikator

pinMode(5, OUTPUT); // Lampu ON

pinMode(6, OUTPUT); // Lampu CHARGE

pinMode(7, OUTPUT); // Lampu FULL&HIGH

pinMode(8, OUTPUT); // Lampu LOW

pinMode(11, OUTPUT); // Lampu MEDIUM

//Mengatur Frekuensi PWM

InitTimersSafe();

SetPinFrequencySafe(9, frequency1);

SetPinFrequencySafe(10, frequency2);

pinMode ( BACKLIGHT_PIN, OUTPUT );

lcd.begin (20,4);

digitalWrite ( BACKLIGHT_PIN, HIGH );

lcd.createChar(0, bat);

lcd.createChar(1, efs);

cnt=0;

void loop()

digitalWrite(5,HIGH); //Lampu ON

//Baca Sensor Tegangan

int SensorVi = analogRead(A0);

int SensorVo = analogRead(A1);

//Baca Sensor Arus Input

for (int i=0; i<100; i++)

B-3

ArusInput= analogRead(A2);

ArusInputRata += ArusInput;

delayMicroseconds(50);

ArusInputRata=((ArusInputRata/100)*0.004882813/0.100)-25.00; //

2.5/0.100=25.00 | 5.00/1024.00= 0.00488

//Baca Sensor Arus Output

for (int i2=0; i2<100; i2++)

ArusOutput= analogRead(A3);

ArusOutputRata += ArusOutput;

delayMicroseconds(50);

ArusOutputRata=((ArusOutputRata/100)*0.004882813/0.100)-25.00;

// 2.5/0.100=25.00 | 3.425/701.44= 0.004882813

//Konversi Sensor Tegangan

float Vi=(SensorVi/1023.00)*30.00;

float Vo=(SensorVo/1023.00)*20.00;

float Vb=(SensorVo/1023.00)*20.00;

//Konversi Efisiensi

float E=((Vo*ArusOutputRata)/(Vi*ArusInputRata))*100;

//Program Charging

if(charge==false)

lcd.clear();

lcd.setCursor(3,0);

lcd.print("BATTERY STATUS");

lcd.setCursor(0,2);

lcd.write(byte(0));

lcd.print("BATTERY :");

lcd.print(Vo);

lcd.print(" Volt");

lcd.setCursor(0,3);

lcd.write(byte(0));

lcd.print("PV :");

B-4

lcd.print(Vi);

lcd.print(" Volt");

delay(1000);

if(Vb>12.60&&Vb<=13.00)

digitalWrite(11, LOW);



digitalWrite(7, HIGH);

if(Vb<12.60&&Vb>12.20)





if(Vb<12.20&&Vb>11.89)





delay(200);


delay(300);

else if(Vb<11.00)





if(Vb<12.00&&Vb>11.89)

charge=true;

B-5

if(charge==true)






lcd.clear();

lcd.setCursor(3,0);

lcd.print("CHARGING DATA");

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("Vi:");

lcd.print(Vi);

lcd.setCursor(0,2);

lcd.print("Ii:");

lcd.print(ArusInputRata);

lcd.setCursor(12,1);

lcd.print("Vo:");

lcd.print(Vo);

lcd.setCursor(12,2);

lcd.print("Io:");

lcd.print(ArusOutputRata);

lcd.setCursor(5,3);

lcd.write(1);

lcd.print(" :");

lcd.print(E);

lcd.print("%");

delay(200);

if(Vi<=13.00)

if(Vo<=13.60)

pwmWrite(9,237);

pwmWrite(10,pwm2++);

else

B-6

pwmWrite(9,237);

pwmWrite(10,pwm2--);

if(Vi>=13.01&&Vi<=13.99)

if (Vo<=13.60)

pwmWrite(9,pwm1--);

pwmWrite(10,pwm2++);

else

pwmWrite(9,pwm1++);

pwmWrite(10,pwm2--);

if (Vi>=14.00)

if(Vo<=13.60)

pwmWrite(9,pwm1++);

pwmWrite(10,0);

else

pwmWrite(9,pwm1--);

pwmWrite(10,0);

if(Vi<7.50)

pwmWrite(9,0);

pwmWrite(10,0);

charge=false;

if(Vo>=13.60&&ArusOutputRata<=0.20 || Vo<10.00 )

B-7

pwmWrite(9,0);

pwmWrite(10,0);

charge=false;

B-8


C-1

LAMPIRAN C

DATASHEET

1. Datasheet Arduino Uno

C-2

C-3

C-4

2. Datasheet IRP 460

C-5

C-6

C-7

C-8

C-9

C-10

3. Datasheet Transistor 2SC829

C-11

C-12

4. Datasheet TLP 250

C-13

C-14

C-15

C-16

C-17

C-18

C-19

5. IRF 4905

C-20

C-21

C-22

C-23

6. Datasheet DT-Sense Current Sensor

C-24

D-1

LAMPIRAN D

FOTO

1. Tiang Penyanggah Solar Cell

2. Bagian Elektronik Sistem Battery Charging

D-2

3. Pengujian Sistem Battery Charging

4. Discharge Baterai 12 Volt

E-1

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama Nama : Dwi Ranggah Kurniawan

TTL : Surabaya, 31 Januari 1995

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Agama : Islam

Alamat : Desa Balunggarut,

Sidoarjo

Telp/HP : 082257144504

E-mail : [email protected]

Y7g

RIWAYAT PENDIDIKAN

1. 2001 – 2007 : SD Negeri Balonggarut, Sidoarjo

2. 2007 – 2010 : SMP Negeri 1 Krembung,Sidoarjo

3. 2010 – 2013 : SMA Negeri 1 Krembung,Sidoarjo

4. 2013 – 2016 : D3 Teknik Elektro, Program Studi Teknik Elektro

Industri - FTI Institut Teknologi Sepuluh

Nopember (ITS)

PENGALAMAN KERJA

1. Kerja Praktek di Dept. Maintenance PT. ATINA Buduran, Sidoarjo

2. Kerja Praktek di bagian Electric/Instrument KANGEAN ENERGY

INDONESIA Ltd. P.Pagerungan Besar, Kec.Sapeken, Kab.Sumenep

PENGALAMAN ORGANISASI

1. Wakil Ketua Musyawarah Perwakilan Kelas SMA Negeri 1

Krembung, Sidoarjo

2. Wakil Ketua Sie Kerohanian Islam SMA Negeri 1 Krembung,

Sidoarjo

3. Anggota Departemen PSDM Himad3tektro

4. Ketua Biro Pemetaan PSDM Himad3tektro

E-2


E-3

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama : Amalia Kusumaningrum

TTL : Surabaya, 23 Januari 1995

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Alamat : Jl. Bogen 3/9, Surabaya

Telp/HP : 082167503015

E-mail : [email protected]

RIWAYAT PENDIDIKAN

1. 2001 – 2007 : SDN Rangkah VIII/170,Surabaya

2 2007 – 2010 : SMP Negeri 1 Surabaya

3. 2010 – 2013 : SMA Negeri 2 Surabaya

4. 2013 – 2016 : D3 Teknik Elektro, Program Studi Teknik Elektro

Industri - FTI Institut Teknologi Sepuluh

Nopember (ITS)

PENGALAMAN KERJA

1. Kerja Praktek di PT. PAL, Surabaya

2. Kerja Praktek di PT. PLN APJ Surabaya Selatan

E-4


Documents

PENGGUNAAN BUCK BOOST CONVERTER PADA SISTEM …