PERANCANGAN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS

MENGUNAKAN SENSOR SUHU

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

dari Politeknik Negeri Padang

FERRY HARFAYUDI

BP 1201031004

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

PERANCANGAN PENYIRAM TAMAN OTOMATIS

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU

TUGAS AKHIR

Oleh

Ferry Harfayudi

Bp.1201031004

Telah Disetujui

Pembimbing I Pembimbing II

A. Fadli, ST., MT Zas Ressy Aidha . SST., MT

NIP : 19590419 198803 1 002 NIP : 19710207 200003 2 002

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir yang berjudul Perancangan Penyiram Taman Otomatis Menggunakan

Sensor Suhu ini telah disidangkan atau dipertanggung jawabkan di depan tim penguji

sebagai berikut, pada hari Kamis, 12 November 2015 di Program Studi Teknik Listrik

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.

No. Nama Jabatan Tanda Tangan

1. Roswaldi. SK,Drs.,SST.,M.Kom Ketua

............................

NIP. 19580615 198603 1 002

2. Ir. Dedi Erawadi, M.Kom Sekretaris

............................

NIP. 19640901 199601 1 001

3. Junaidi Asrul, S.ST, MT Anggota

............................

NIP.19810625 201404 1 002

4. A. Fadli, ST., MT Anggota

............................

NIP. 19590419 198803 1 002

Mengetahui :

Ketua Jurusan

Teknik Elektro

Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom

Nip. 19640429 199003 1 001

Ketua Program Studi

Teknik Listrik

Herisajani.ST.,M.Kom

Nip. 19660130 199003 1 001

iv

Dengan Menyebut Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

“Barangsiapa bersungguh-sungguh,

sesungguhnya kesungguhannya itu

adalah untuk dirinya sendiri.”

(QS Al-Ankabut [29]: 6)

“Jika kamu berbuat baik (berarti) kamu berbuat baik bagi dirimu sendiri, dan jika kamu berbuat

jahat, maka kejahatan itu untuk dirimu sendiri..”

(QS. Al-Isra’: 7)

“Kecintaan/ketulusan teman itu, akan tampak pada waktu kesempitan”

“Jika kamu letih istirahat lah sejenak jika kamu sudah siap mulailah semua lagi jangan pernah

berhenti tuk selama nya”

“Life is struggle , There is no life without struggle”

Segala puji dan syukur kupersembahkan bagi sang penggenggam langit dan bumi, dengan rahman

rahim yang menghampar melebihi luasnya angkasa raya. Dzat yang menganugerahkan kedamaian

bagi jiwa-jiwa yang senantiasa merindu akan kemaha besarannya.

Lantunan sholawat beriring salam penggugah hati dan jiwa, menjadi persembahan penuh kerinduan

pada sang revolusioner Islam, pembangun peradaban manusia yang beradab Habibana wanabiyana

Muhammad SAW...

v

Alhamdulillah maha besar Allah, sembah sujud sedalam qalbu hamba haturkan atas karunia dan

rizki yang melimpah, kebutuhan yang tercukupi, dan kehidupan yang layak.

Pada akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat waktu (InsyaAllah),

Karya ini merupakan wujud dari kegigihan dalam ikhtiar untuk sebuah makna kesempurnaan dengan

tanpa berharap melampaui kemaha sempurnaan sang maha sempurna.

Saya Persembahkan seluruhnya yang telah kuraih untuk Papah dan Mamah saya yang alah

mendidik saya selama ini sehingga saya dapat menjadi saya yang sekarang ini.

Untuk Mama , Engkau adalah Wanita Hebat, Kuat, Pantang Menyerah, Pekerja Keras,

walaupun rintangan menghadang kau selalu berusaha untuk melakukan yang terbaik dan karena

Semangat, Nasehat serta Doa dari mu lah Ibu semuanya terselesaikan pada waktunya.

Untuk Papah, Pria yang Sangat Bijaksana, akhirnya Pengorbanan, Dukungan dan Doa dari

Papah Selama ini bisa menghantarkan Arif bisa seperti ini.

Untuk kakak saya Ceny FitriaWahyuni, terima kasih sudah cerewet selama ini untuk mengingatkan

saya untuk rajin sholat dan belajar, juga untuk cepat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan cepat.

Ayo cari kerja cepat kerjaanya ya.

Untuk Adik laki-lakiku M. Fauzy Rahman (Mahasiswa) dan Muhammad Yusuf Jadilah anak

yang berbakti kepada Orang Tua, anak yang sholeh, rajinlah belajar dan gapailah cita-citamu

setinggi-tingginya.

Untuk Para Sanak Family yang tidak bisa disebutkan satu persatu, gapailah cita-cita dan

bahagian orang tua kalian karena jerih payah orang tua untuk memperjuangkan sangat berarti untuk

mensukseskan anak-anaknya…..

Kepada dosen pembimbing ….. A. Fadli, ST., MT dan Bapak Zas Ressy Aidha . SST., MT

terima kasih atas bimbingannya selama ini dalam menyelesaikan tugas akhir ini. banyak atas nasihat

dan motivasi yang bapak berikan telah menjadi dasar tentang arti menjalani kehidupan ini dimasa

yang akan datang.

vi

Untuak Kawan-kawan lokal A Reguler EL

Ujang (RahmatUlfan) : “Dulu lo jang salasai pado wak yo , sampai batuka lo judul TA wak ha

dek ndak datang datang wak ka kampus “hehe.......

Saik (Muhamad Irsyad Syafnal) :“Si saik lah tibo se di PLN kini yo “......

Nop (Sanofri Andrika Putra) : “Inyo nan lah pulang baliak Malaisia semppat juo tibo waktu

sidang, mokasih yo “...

Arlen (Arlen Fandora) :”Si Arlen rajin surang surang se nyo kini lah karajo di PLN se “.......

Rido (Ridho Maryonda) : “Rido ko yo takajuak bisa salasai dulu lo nyo pado wak “........

Aris (Haris Novan Saputra) : “Kajaan lah revisi tu lai ris, PLN bukak ge ha , jan tunguan jo

wak salasai dulu lae”........

Ket (Khairul Warman) :”Ket kalau batamu jan lupo anime ndak “hehehe.....

Cha (Cut Yulisa Hasmi) : “Cha lah jauah se kini , ndakdo kabanyo lae doh “

Mul (Azmul Fauzie) :”Bilo wak download malam lae, lah taragak wak ha”hahaa.

Dwi (Dwi Saputra Juliandi) :”Bilo wak lalok samo2 lai ko lah kangen lo wak samo dwi ko sukses

ingek kawan buruak ko la”.

Bi (Febi Ramadhan) :”Bi, rajin na ka kampus walaupun lah lulus mah yo, demi dedek ” hahaa...

Syad (Muhammad Sad) :”Lah jadi Pak PLN se sad”.

Mhammad Arifin(Dewa) : Samo2 cari karajo lah wak fin tapi mau beli mobil

Eko (Eko Fajri) :”Si eko lah tibo di purwakarta kini yo , salamoko cek pai main main se nyo

loh”hehe.

Febi (Febrina Yufi Arnes) :”Karajoan lah revisi tu lai bia bisa dapek ijazah untuak mancari

karajo, pado lalok2 jo di rumah tu”hahaa....

Jon (Afrizon) :”Dima lah kawan wak nan surang ko kini karajo”.

Kairul (Khairul Hamdani) :”Lah karajo se nyo kini yo” hahaa...

Jul (Julia Juni Ertati) :”Lah jadi artis jul di jakarta kini”.

Nef (Nefri Surya Arganata) : “Bilo bisamenggaduah nef lagi ko bagaluik liak wak ko biar bisa

masuk ke sidang pkl dewa lai ingek dak”.

vii

Untuk Kawan-Kawan wak nan lain

Akhir kata thanks to all…… terima kasih atas pihak-pihak yang telah membantu baik langsung

ataupun secara tidak langsung, mohon maaf bila ada kata dan perbuatan yang selama ini telah saya

lakukan.

Kupersembahkan :

Untuk Ayah dan Ibu tercinta, Kakak dan

adik-adikku,

Terimalah hasil jerih ini

Ferry Harfayudi A.Md

ABSTRAK

Saat ini penyiraman tanaman secara tradisional dirasa kurang efisien karena

lamanya dalam penyiraman tanaman. Tak hanya itu, penyiraman tanaman secara

tradisional membutuhkan banyak tenaga dalam melakukan penyiraman tanaman. Hal

ini menyebabkan pemilik tidak bisa meninggalkan tanaman dalam waktu yang lama,

karena tanaman dapat kekurangan air. Atas dasar tersebut, alat ini ditujukan untuk

membantu pengguna atau pemilik tanaman dalam menyiram tanaman tanpa harus

disiram secara manual.

Alat Penyiram Tanaman Otomatis ini merupakan salah satu contoh penerapan

aplikasi dari IC Mikrokontroler LM35 dengan menggunakan perangkat tambahan

LCD (Liquid Crystal Display), pendeteksi sebuah sensor kelembaban yang terpasang

pada permukaan tanah tanaman dan relay yang digunakan sebagai saklar otomatis

pada sebuah pompa air dalam alat penyiram tanaman ini.Alat ini mampu menyiram

taman dalam suhu yang di tentukan,penyiraman taman akan dilakukan dalam suhu

antara suhu 27oC sampai 29

oC dalam percobaan penyiraman taman akan dilakukan

antara pukul 07.00 sampai pukul 09.00 dengan hidup tiga kali dan pada saat sore hari

penyiram taman akan di lakukan antara 17.45 sampai 18.45 dengan hidup sebanyak 2

kali setiap sekali hidup pompa kana menyiram selama 5 menit.

Kata kunci : Micro Controler atmega 8A-PU, Sensor Suhu LM35, Pompa Wiver, .

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa

memberikan Rahmat dan Karunianya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan

Tugas Akhir dengan Judul “Perancangan Penyiram Taman Otomatis Menggunakan Sensor

Suhu” ini di ajukan untuk memenuhi syarat akhir untuk menyelesaikan pndidikan program

Ahli Madya pada jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.

Rasa terima kasih yang tulus penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah

membantu selam penyusunan Tugas Akhir ini yaitu kepada :

1. Bapak Ir.Aidil Zamri,MT, Direktur Politeknik Negri Padang.

2. Bapak Efrizon,SST.,MT Ketua Jurusan Teknik Elekro TA 2015 dan Bapak

Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom Ketua Jurusan Teknik Elektro TA 2016.

3. Bapak Tri Artono ST.,M.Kom Ketua Program Studi Teknik Listrik TA 2015 Dan

Bapak Herisajani.ST.M.Kom Ketua Progam Studi Teknik Listrik TA 2016.

4. Bapak H.A.Fadli,ST.,MT Sebagai pembimbing I yang telah membimbing dan

membantu dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini dengan baik

5. Ibu Zas Ressy Aidha,SST.,MT Sebagai pembimbing II yang telah membimbing

dan membantu dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini dengan baik

6. Bapak/Ibu staf pengajar program studi Teknik Listrik.

7. Teristimewa untuk kedua orang tua yang selalu mendoakan dan mendukung saya

dalam kelancaran pembuatan tugas akhir ini.

8. Dan utuk teman-teman seperjuangan di Teknik Listrik serta semua pihak yang

telah membantu dalam pembuatan tugas akhir ini dengan baik.

Akhir kata,Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam

pembuatan tugas akhir ini. Oleh karan itu kritik dan saran dari pembaca akan sangat

bermanfaat bagi penulis . Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak

yang membaca.

Padang, 12 November 2015

FERRY HARFAYUDI

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..........................................................................................

DAFTAR ISI .........................................................................................................

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................

DAFTAR TABEL .................................................................................................

BAB I: PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................................

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

1.3 Tujuan.................................................................................................

1.4 Batasan Masalah .................................................................................

1.5 Metode Penulisan ...............................................................................

1.6 Sistematika Penulisan .........................................................................

BAB II: LANDASAN TEORI

2.1 Sel Surya ...........................................................................................

a. Pengertian sel surya ......................................................................

b. Jenis-jenis sel surya ......................................................................

1. Monocrystalline .....................................................................

2. Polycrystalline ........................................................................

3. Thim Film Solar Cell(TFSC) .................................................

c. Struktur dan Cara Kerja dari Sel Surya ........................................

1. Struktur Sel Surya ..................................................................

2. Cara kerja Sel Surya ...............................................................

2.2 Baterai ................................................................................................

1. Prinsip Kerja .........................................................................

2. Kategori dan jenis Baterai .....................................................

a. Baterai Primer .................................................................

b. Baterai Sekunder ............................................................

3. Kondisi Pengisian Baterai ....................................................

2.3 Sensor Suhu LM35 ................................................................................

a. Penjelasan LM35 ...................................................................

b. Karakteristik sensor LM35 ....................................................

c. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu .....................................

d. Cara kerja sensor suhu ..........................................................

2.4 Resistor ..................................................................................................

2.5 Transistor ...............................................................................................

a. Pengertian Transistor............................................................

b. Cara Kerja Transistor ...........................................................

c. Jenis-jenis Transistor ............................................................

d. Karakteristik dan daerah kerja..............................................

i

iii

v

vii

1

1

2

2

2

3

4

5

5

6

7

8

9

10

13

15

16

17

17

17

25

27

28

28

29

30

32

36

36

37

37

41

iv

2.6 Sifat Air ..............................................................................................

a. Peranan Air Bagi Tumbuhan ...............................................

b. Faktor-faktor mempengaruhi kebutuhan air pada tanaman

c. Pengaruh Cekaman Air Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil

Dan hasil Tanaman ..............................................................

BAB III: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Defenisi Penyiram Taman Otomatis ..................................................

3.2 Perencanan .........................................................................................

3.3 Perancangan dan Pembuatan Rangkaian mikrokontroler ..................

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tujuan Pengujian .................................................................................

4.2 Data Hasil Pengujian dan Analisa Rangkaian Daya ...........................

4.3 Pengujian Dan Analisa dari Mikrokontroler .......................................

BAB V : PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..........................................................................................

5.2 Saran ....................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................

50

51

52

55

59

61

63

66

66

68

72

73

74

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis-jenis sel surya ............................................................................

Gambar 2.2 Bentuk Solar Cell Monocrystalline ...................................................

Gambar 2.3 Panel surya berbentuk Polycrystalline ..............................................

Gambar 2.4 sel surya thin film .............................................................................

Gambar 2.5 Modul Panel Surya ............................................................................

Gambar 2.6 struktur dari sel surya ........................................................................

Gambar 2.7 Junction atara semikonduktor tipe-p(kelebihan hole) dan

tipe-n (kelebihan lectron) ...............................................................

Gambar 2.8 Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction .................

Gambar 2.9 Jenis sel dan baterai kecil ..................................................................

Gambar 2.10 Percobaan cara kerja baterai ..............................................................

Gambar 2.11 Komposisi sel batrai asam timbal .....................................................

Gambar 2.12 Metoda three stage charging ..............................................................

Gambar 2.13 Fungsi kaki-kaki LM35 ......................................................................

Gambar 2.14 macam-macam transistor ..................................................................

Gambar 2.15 Transistor NPN. ................................................................................

Gambar 2.16 sirkuit sederhana transistor NPN .......................................................

Gambar 2.17 Transistor PNP ...................................................................................

Gambar 2.18 sirkuit sederhana transistor PNP .......................................................

Gambar 2.19 Karakteristik daerah kerja transistor .................................................

Gambar 2.20 penggunaan transistor NPN ..............................................................

Gambar 2.21 Transistor JFET .................................................................................

Gambar 2.22 Tegangan antara Gate dengan Source ...............................................

Gambar 2.23 Contoh pemasangan JFET .................................................................

Gambar 2.24 Transistor MOSFET ..........................................................................

Gambar 2.25 Transistor mode depletion .................................................................

Gambar 2.26 transistor mode enchancement ..........................................................

Gambar 3.1 blok diagram daripompa penyiram taman..........................................

Gambar 3.2 flow chat diagram ...............................................................................

Gambar 3.3 Perancangan pembuatan rangkaian mikrokontroler ...........................

Gambar 4.1 (A) Arus pengisian baterai terhadap waktu .......................................

(B) Tegangan baterai terhadap waktu ...............................................

5

6

7

8

10

11

14

15

16

16

20

24

27

36

38

39

39

40

41

43

45

46

47

47

48

49

60

61

63

67

67

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan beberapa tipe baterai sekunder ..................................

Tabel 2.2 Tegangan baterai untuk berbagai kondisi pengisian .........................

Tabel 2.3 Nilai spesifik gravitasi untuk baterai lead acid .................................

Tabel 2.4 Besar kapasitas baterai lead acid pada pabrikan ...............................

Tabel 2.5 tabel warna dan nilai dari warna resistor ...........................................

Tabel 3.1 Bahan-bahan dan komponen yang diperlukan ...................................

Tabel 4.1 Data pengamatan pengisian baterai lead acid 12 Vdc 50 Ah .............

Tabel 4.2 Data percobaan pagi hari ....................................................................

Tabel 4.3 Data percobaan sore hari ....................................................................

18

25

26

26

33

62

66

68

70

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat, dimana dapat

kita rasakan disegala aspek kehidupan, yang dahulunya tidak memungkinkan tetapi

sekarang bisa menjadi mungkin, hal ini dikarenakan kemajuan teknologi sehingga

menuntut manusia mencari cara baru untuk mempermudah segala aktifitasnya sehari-

hari.

Dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat dewasa ini,

memungkinkan manusia untuk melakukan aktifitas kerja sehari-hari dapat dilakukan

dengan mudah.

Maka dari itu dalam mempermudah perkerjaan saya mendapatkan ide untuk

mempermudah kita dalam proses penyiraman tanaman maka penulis mendapatkan

judul tugas akhir dari latar belakang tersebut, dengan tugas akhir yang berjudul

“Perancangan Penyiram Taman Otomatis Menggunakan Sensor Suhu”

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan permasalahannya yaitu :

1. Bagaimana merancang alat penyiram taman otomatis menggunakan sensor suhu

2. Bagaimana membuat rangkaian pengontrolan suhu untuk penyiraman taman

3. Bagaimana pemanfaatan penyiraman tanaman otomatis sehingga dapat dipakai di taman

dengan pengaturan suhu

2

C. Tujuan

Tujuan tugas akhir ini untuk mengimplementasikan IPTEK antara dunia

kampus yang teoritis dan dunia kerja yang bersifat praktis. Secara khusus tujuan yang

ingin dicapai dari tugas akhir ini antara lain sebagai berikut :

1. Diperoleh suatu rangkaian penyiram taman otomatis dengan menggunakan

microcontroler untuk mengukur batas dari sensor suhu.

2. Mengetahui prinsip kerja alat penyiram taman otomatis dengan

menggunakan sensor suhu.

D. Batasan Masalah

Untuk membuat tugas akhir ini, Penulis mempunyai beberapa batasan masalah

diatnaranya :

1. Penyiraman taman otomatis ini menggunakan sebuah pompa untuk mensuplai air.

2. Menganalisa temperatur suhu yang dibutuhkan saat penyiraman taman dilakukan

secara otomatis.

3. Mengetahui jumlah debit air yang keluar tiap sensor berkerja.

E. Metode Perancangan dan Penulisan

Metode Perencanaan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini dilakukan

dengan cara sebagai berikut :

1. Melakukan indikasi masalah terhadap tujuan tugas akhir.

2. Mengembangkan data yang telah didapat dari teori dan praktek, Beserta

konsultasi derngan dosen pembimbing, teknisi di bengkel dan labor dan

teman mahasiswa

3. Menentukan dan merancangkan rangkaian sensor suhu untuk penyiraman

taman.

4. Melakukan pengujian untuk mendapatkan data pada alat yang dirancang.

3

F. Sitematika Penulisan Laporan

Untuk memudahkan penulisan laporan tugas akhir ini maka disusun sistematika

dalam penulisannya, sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas penjelasan tentang latar belakang, tujuan,

perumusan masalah, metode perancangan dan penulisan, dan

sistematika penulisan laporan.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini membahas tentang penyiraman taman otomatis

teori dari solarcell , teori sensor LM35, teori Batrei, teori

resistor dan transistor.

BAB III RANCANG BANGUN

Pada Bab ini akan dibahas tentang perancangan dan peralatan

yang digunakan dan pembuatan alat.

Bab IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada aba ini akan diuraikan tentang pembahasan dan analisis

alat yang dibuat.

BAB V PENUTUP

Pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sel Surya

a. Pengertian sel surya

Matahari adalah bintang yang paling dekat dengan bumi, sehingga penelitian

tentang bintang ini lebih mudah dari pada bintang lainnya. Matahari memiliki

jarak 150 juta kilometer dari bumi, dan dia menyediakan energi yang dibutuhkan

oleh kehidupan di bumi ini secara terus-menerus (Mulyono, 2007: 47).

Energi yang dibebaskan oleh matahari setiap detinya menurut perhitungan para

ahli, adalah ekuivalen dengan konversi massa hidrogen yang besarnya adalah 4,2

X 10 6 ton/detik, yang ekuivalen dengan 1,2 x 10

16 KW (Daryanto, 2007: 72).

Energi yang diradiasikan akibat transformasi hidrogen menjadi helium yang

kemudian menghasilkan energi

41H1 2 He4 + 2e

+ + energi

Sebagian energi tersebut di transmisikan ke bumi dengan cara radiasi gelombang

elektromagnetik. Radiasi menjalar dengan kecepatan cahaya (3x 108 m/s) dalam

bentuk gelombang yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda.

Peristiwa ini akan berhenti jika hidrogen dalam reaksi inti habis (Daryanto, 2007:

72).

Solar cell atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri

dari sebagian besar dioda p-n junction dan dengan adanya cahaya matahari

mampu menciptakan energi listrik. Perubahan ini disebut efek photovoltaic.

5

Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai photovoltaics (Patel,

2006: 143).

Berdasarkan jenis dan bentuk susunan atom-atom penyusunnya, solar cell dapat

dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu (Patel, 2006: 153):Jurnal Neutrino Vol.4, No. 2

April 2012

Gambar 2.1 Jenis-jenis sel surya

( http://www.solar-power-answers.co.uk )

Untuk menentukan bagus tidaknya sebuah sel surya digunakan istilah

Efficiency. Menentukan nilai efisiensi ini menggunakan rumus yang rumit

deengan berbagai persyaratan dan dihitung dalam persen(%). Namun kita

definisikan saja secara sederhana yaitu,perbandingan energi listrik yang

dihasilkan dari satu sel surya terhadap energi sinar matahari yang mengenai

permukaan sel surya tersebut.

b. Jenis-jenis sel surya

Jenis-jenis sel surya digolongkan berdasarkan teknologi pembuatannya.

Secara garis bersar sel surya dibagi dalam tiga jenis, yaitu:

6

1. Monocrystalline

Jenis ini terbuat dari batangan kristal silikon murni yang di iris tipis-tipis

dengan pengirisan teknologi khusus untuk mengirisnya menjadi kepingan-

kepingan kristal silikon yang tipis. Dengan teknologi xseperti ini. Akan

menghasilkan kepingan sel surya yang identik satu sama lain dan berkinerja

tinggi. Sehingga menjadi sel surya yang paling efisien di bandingkan jenis sel

surya lainnya, sekitar 15% - 20%.

Mahalnya harga kristal silikon murni dan teknologi yang digunakan,

menyebabkan mahalnya harga kristal silikon murni dan teknologi yang

digunakan, menyebabkan mahalnya harga jenis sel surya ini dibandingkan

jenis sel surya yang lain di pasaran kelemahannya, sel surya ini dibandingkan

jenis sel surya yang lain di pasaran kelemahan, selsurya jenis ini jika di susun

membentuk solar modul (panel surya) akan menyisakan banyak ruang yang

kosong karena sel surya seperti ini umumnya berbentuk segi enam atau bulat,

tergantung dari bentuk batangan kristal silikonnya, seperti terlihat pada

gambar berikut.

Gambar 2.2 Bentuk Solar Cell Monocrystalline (sanfordlegenda)

7

Keterangan gambar :

1. Batangan kristal silikon murni.

2. Irisan kristal silikon yang sangat tipis.

3. Sebuah panel surya monocrystalline yang sudah jadi

Monocrystalline. Nampak area kosong yang tidak tertutup karena bentuk sel

surya jenis ini.

2. Polycrystalline

Jenis ini terbuat dari beberapa abatang kristal silikon yang dileburkan /

dicairkan kemudian dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi.

Kemudian kristal silikon tidak semurni pada sel surya monocrystalline,

karenanya sel surya yang dihasilkan tidak identik satu sama lain dan

efisiensinya lebih rendah, sekitar 13%-16%.

Tampilannya nampak seperti ada motif pecahan kaca di dalamnya.

Bentuknya yang persegi, jika disusun membentuk panel surya

monocrystailline di atas. Proses pembuatannya lebih mudah dibandingkan

monocrystalline, karenanya harganya lebih murah. Jenis ini paling banyak

dipakai saat ini

Gambar 2.3 panel surya berbentuk Polycrystalline (sanfordlegenda)

8

3. Thin Film Solar Cell (TFSC)

Jenis sel surya ini diproduksi dengan cara menambahkan satu atau

beberapa lapisan material sel surya yang tipis ke dalam lapisan dasar. Sel

surya jenis ini sangat tipis ke dalam lapisan dasar. Sel surya jenis ini sangat

tipis karenanya sangat ringan dan fleksibel. Jenis ini dikenal juga dengan

nama TFPV (Thin film Photovoltaic)

Gambar 2.4 sel surya thin film (sanfordlegenda)

Pengolongan sel surya thin film ini terdiri 3 macam :

3.1.Amorphous Slicon (a-Si) Solar Cells

Sel surya dengan bahan Amorphous silicon ini, awalnya banyak diterapkan

pada kalkulator dan jam tangan. Namun seiring dengan teknik produksi yang

disebut “stacking”(susun lapis), dimana beberapa lapisan amorphous silicon

ditumpuk membentuk sel surya, akan memberikan efisiensi yang lebih baik

antara 6% - 8%.

9

3.2 Cadmium Telluride (CdTe) Solar Cells

Sel surya jenis ini mengandung bahan Cadmium Telluride yang memiliki

efisiensi lebih tinggi dari sel surya Amorphous Silicon,yaitu sekitar 9% - 11%

.

3.3 Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) Solar Cells.

Dibandingkan kedua jenis sel surya thin film di atas, CIGS sel surya memiliki

efisiensi paling tinggi yaitu sekitar 10% - 12 % . selain itu jenis ini tidak

mengandung bahan berbahaya Cadmium seperti pada sel surya CdTe.

Teknologi produksi sel surya thin film ini masih baru, masih banyak

kemungkinan di masa mendatang. Ongkos produksi yang murah serta

bentuknya yang tipis, ringan dan fleksibel sehingga dapat diletakkan pada

berbagai bentuk permukaan, seperti kaca, dinding gedung dan genteng rumah

dan bahkan tidak menutup kemungkinan kelak dapat diletakkan pada bahan

seperti baju kaos.

c. Struktur dan Cara Kerja dari Sel Surya

Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu

mengkonveksi langsung cahaya matahira menjadi listrika. Sel surya bisa disebut

sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya

matahari yang sampai ke bumi, walaupun selain dipergunakan untuk

menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi

panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat di analogikan sebagai divais dengan dua terminal atau

sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti

10

dioda, dan saat disinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan dc

sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala miliampere per cm2.

Besarnya tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga

umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu

modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya. Dan total menghasilkan

tegangan dc sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5).

modul surya tersebut di gabungkan secara paralel atau seri untuk memperbesar

total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya yang di butuhkan untuk

aplikasi tertentu.Gambar dibawah menunjukkan ilustrasi dari modul surya.

Gambar 2.5 Modul Panel Surya

biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk

memperbesar total daya out put (Gambar :”The Physics of Solar Cell”, Jenny

Nelson)

1. Struktur Sel Surya

Sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi, jenis-jenis

teknologi sel suryapun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang

disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empatdengan struktur atau

11

bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula(jenis-jenis teknologi surya

akan dibahas di tulisan ini akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis

teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel

surya yang umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi

pertama(sel surya silikon) dan kedua (thin film/ lapisan tipis).

Gambar 2.6 struktur dari sel surya

komersial yang menggunakana material silikon sebagai semi

konduktor.(Gambar:HowStuffWorks)

Gambar ini menunjukkan ilustrasi sel surya dan juga bagian-

bagiannya. Secara umum terdiri dari:

1. Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel

surya.material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik

yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel

surya, sehingga umumnya digunakan material metal atau logam seperti

alumunium atau molybdenum. Untuk sel surya dye-sensitized (DSSC)

dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat

12

masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material

koduktif tapi juga trasparan seperti ndium tin oxide (ITO) dan flourine

doped tin oxide (FTO).

2. Material Semikonduktor

Material semi konduktor merupakan bagian inti sel surya yang

biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrmometer untuk

sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi

menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar di atas

semikonduktor yang digunakan adalah material semikonduktor yang

digunakan adalah material silkon yang umum diaplikasikan di industri

elektronik.

Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang

umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material

Cu(In,Ga)(S,Se)2(CIGS), CdTe (Kadmium telluride), dan amorphous

silikon, disamping material-material semikonduktorPotensial lain yang

sedang dalam penelitian intensif seperti CU2ZnSn(S,Se)4(CZTS) dan

Cu2O (copper oxide).

Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari

dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-

material yang disebut diatas) dan tipe-n(silikon tipe-n, CdS, dll) yang

membentuk junction . P-n junction dan sel surya akan dibahas dibagian

“ccara kerja sel surya”.

13

3. Selaian substrat sebagai kontak positif, diatas sebagai material

semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material

konduktifit transparan sebagai kontak negatif.

4. Lapisan antireflekif

Reefleksi cahaya haus diminimalisir agar mengoptimakan cahaya yang

terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya

dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti refleksi ini adalah

lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara

semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke

arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya dipantulkan

kembali.

5. Enkapsulasi / cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul

surya dari hujan atau kotoran.

2. Cara kerja sel surya

Sel surya konvensional berkerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu

junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari

ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron tipe-p dan tipe-n.

Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron

(muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole

(positif) dalam struktur atomnya. Konsdisi kelebihan elektron dan hole tersebut

bisa terjadi dengan mendoping material dengan atomnya. Kondisi kelebihan

elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom

14

dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon

didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n,

silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi di bawah menggambarkan junction

semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Gambar. 2.7 Junction atara semikonduktor tipe-p(kelebihan hole) dan tipe-n

(kelebihan lectron) (Gambar : eere.energy.gov)

Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik

sehingga elektron(dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk

menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka

kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n negatif pada

semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk

medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susunan p-n junction

ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak

negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole

15

bergerak menuju kontak positif menunggu lectron datang, seperti diilustrasikan

pada gambar dibawah.

Gambar. 2.8 Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction (Gambar

: sun-nrg.org)

2.2 Baterai

Baterai listrik adalah satu sel elektrokimia atau yang mengkonversi energi

kimia tersimpan menjadi energi listrik. Sejak penemuan baterai pertama

(tumpukan volta) pada tahun 1800 oleh Alessandro Volta, baterai telah menjadi

sumber daya yang umum bagi banyak rumah tangga dan aplikasi industri.

Menurut estimasi tahun 2005, industri baterai di seluruh dunia menghasilkan US $

48 miliar dalam penjualan setiap tahun, dengan pertumbuhan tahunan 6%.

Ada dua jenis baterai, baterai primer (baterai sekali pakai) yang dirancang

untuk digunakan sekali dan dibuang ketika sudah habis dan baterai sekunder

(baterai isi ulang) yang dirancang untuk diisi ulang dan digunakan beberapa kali.

Gambar 2.12 merupakan jenis sel dan baterai kecil.

16

Gambar 2.9 Jenis sel dan baterai kecil(Mitrabaterai.blogspot.co.id)

1. Prinsip Kerja

Baterai adalah sebuah alat yang mengubah energi kimia langsung menjadi

energi listrik, terdiri dari sejumlah sel volta. Setiap sel volta terdiri dari dua sel

setengah dihubungkan secara seri oleh elektrolit konduktif yang mengandung

anion dan kation. Satu setengah-sel termasuk elektrolit dan elektroda yang anion

(ion bermuatan negatif) berpindah yaitu anoda atau negatif elektroda, setengah

sel-lain termasuk elektrolit dan elektroda yang kation (ion bermuatan positif)

berpindah yaitu katoda atau elektroda positif. Cara kerja baterai seperti terlihat

pada gambar 2.8 berikut ini.

Gambar 2.10 Percobaan cara kerja baterai(ElectrochemCell.png)

17

2. Kategori dan Jenis Baterai

Baterai diklasifikasikan ke dalam dua kategori besar, masing-masing jenis

dengan kelebihan dan kekurangan yaitu:

a. Baterai Primer

Baterai primer mengubah energi kimia menjadi energi listrik, bila daya awal

habis energi tidak dapat diisikan ke baterai dengan menggunakan listrik. Baterai

primer dapat menghasilkan arus langsung pada rangkaian, baterai ini

dimaksudkan untuk digunakan sekali dan kemudian dibuang. Sel primer sekali

pakai tidak dapat diisi ulang, karena reaksi bahan kimia reversibel dan aktif tidak

dapat kembali ke bentuk aslinya.

b. Baterai Sekunder

Baterai sekunder dapat diisi ulang artinya baterai ini memiliki daya kimia

yang dapat dibalik dengan penyediaan energi listrik ke sel (pengisian komposisi

asli baterai). Baterai isi ulang atau baterai sekunder harus diisi sebelum

digunakan, karena dirakit dengan bahan aktif. Baterai isi ulang atau sel sekunder

dapat diisi ulang dengan menggunakan arus listrik yang membalikkan reaksi

kimia yang terjadi selama penggunaannya. Perangkat untuk mengisi yang tepat

disebut charger atau rechargers. Sebuah jenis peningkatan baterai elektrolit cair

adalah valve-regulated lead-acid battery (VRLA), populer di industri otomotif

sebagai pengganti asam-lead sel basah. Baterai VRLA menggunakan elektrolit

asam sulfat bergerak, mengurangi kemungkinan kebocoran dan memperpanjang

umur simpan. VRLA baterai elektrolit dibagi menjadi dua jenis, antara lain:

18

1) Baterai Gel (sel gel) mengandung elektrolit semi-padat untuk mencegah

tumpahan.

2) Baterai RUPS baterai yang menyerap elektrolit dalam fiber glass

khusus. Baterai sekunder terbagi kedalam beberapa tipe berdasarkan

material aktif yang digunakan yaitu:

a) Flooded Lead-Acid

b) Valve Regulating Lead Acid (VRLA)

c) Nickel Cadmium

Ketiga tipe baterai tersebut masing-masing mempunyai kelebihan dan

kelemahan baik harga perawatan maupun kinerjanya. Tabel 2.3 memperlihatkan

perbandingan dari harga, kinerja dan perawatan beberapa tipe baterai skunder.

Tabel 2.1 Perbandingan beberapa tipe baterai sekunder

3) Baterai Lead Acid

a. Karakteristik Baterai Sekunder (Lead Acid Battery)

19

Untuk memahami lebih dalam tentang baterai sekunder ini, akan

dijelaskan beberapa karakteristiknya.

1) Pengosongan (Discharge) adalah proses pada saat baterai menyalurkan

arus kebeban.

2) Pengisian (Charge) adalah proses dimana baterai menerima arus dari

sumber.

3) State of Charge (SOC) adalah persentase perbandingan kapasitas baterai

terhadap kapasitas maksimum dari baterai.

4) Deep of Discharge (DOD) adalah kedalaman pengeluaran daya adalah

banyaknya daya yang diambil dari baterai dalam satu siklus pengeluaran

daya, yang diekspresikan sebagai persentase.

5) Open Voltage adalah tegangan baterai pada saat kedua kutubnya terbuka.

Pada baterai asam timbal dengan kapasitas penuh (100% SOC),

teganganbuka baterai asam timbal (lead acid baterai) tipikal bernilai (12.6

Volt – 13.2 Volt) untuk sistem 12 Volt.

6) Cut off Voltage adalah nilai tegangan terendah yang diperbolehkan ketika

baterai mengalami pengosongan. Nilai tegangan cut off ini berbeda-beda

tergantung nilai rata-rata arus pengosongannya.

7) Kapasitas baterai adalah kemampuan baterai dalam menyimpan atau

menyalurkan energi listrik.

8) Ampere-Hour (Ah) adalah satuan yang umum digunakan yang

menunjukkan kapasitas baterai.

20

9) Cycle adalah banyaknya baterai mengalami proses pengosongan dengan

arus pengosongan tertentu yang diikuti pengisian hingga penuh kembali

(100% SOC).

10) Rata-rata pengisian atau pengosongan (Rate of Charge atau Discharge)

adalah rasio arus pengisian atau pengosongan dalam jam.

11) Self Discharge adalah proses dimana terjadinya penurunan kapasitas

baterai pada saat kedua kutub baterai terbuka. Self discharge disebabkan

oleh proses internal dari baterai itu sendiri dan rata-rata pengosongannya

(self-discharge rate) berbeda-beda untuk setiap tipe baterai.

b. Struktur Baterai Asam Timbal (Lead Acid Battery)

Pada penerapan pembangkit listrik tenaga surya, baterai asam timbal (lead

acid battery) banyak dipergunakan karena harganya yang relatif cukup murah

dibandingkan baterai tipe lainnya. Komposisi sel baterai asam timbal seperti

terlihat pada gambar 2.14 berikut ini.

Gambar 2.11 Komposisi sel batrai asam timbal

21

c. Prinsip Kerja Baterai Asam Timbal (Lead Acid Battery)

Bila kondisi baterai asam timbal tidak dibebani, maka tiap molekul cairan

elektrolit asam sulfat (H2SO4) dalam sel baterai asam timbal tersebut pecah

menjadi dua ion-hidrogen yang bermuatan positif (2H+) dan ion sulfat yang

bermuatan negatif (SO42-).

1) Proses pengosongan sel baterai asam timbal (Lead Acid Battery)

Pada saat dibebani, maka tiap ion negatif sulfat (SO42-) akan beraksi dengan pelat

Timbal (Pb) sebagai katoda menjadi Timbal Sulfat (PbSO4) sambil melepaskan

dua elektron. Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+) akan beraksi dengan

Timbal Dioksida (PbO2) sebagai anoda menjadi Timbal Sulfat (PbSO4) sambil

mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk

membentuk molekul air (H2O).

2) Proses pengisian sel baterai asam timbal (Lead Acid Battery)

Pada proses pengisian baterai dikembalikan dalam keadaan semula denganc.

Prinsip Kerja Baterai Asam Timbal (Lead Acid Battery) Bila kondisi baterai asam

timbal tidak dibebani, maka tiap molekul cairan elektrolit asam sulfat (H2SO4)

dalam sel baterai asam timbal tersebut pecah menjadi dua ion-hidrogen yang

bermuatan positif (2H+) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (SO4

2-).

1) Proses pengosongan sel baterai asam timbal (Lead Acid Battery)

Pada saat dibebani, maka tiap ion negatif sulfat (SO42-) akan beraksi dengan

pelat Timbal (Pb) sebagai katoda menjadi Timbal Sulfat (PbSO4) sambil

melepaskan dua elektron. Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+) akan beraksi

22

dengan Timbal Dioksida (PbO2) sebagai anoda menjadi Timbal Sulfat (PbSO4)

sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk

membentuk molekul air (H2O).

2) Proses pengisian sel baterai asam timbal (Lead Acid Battery)

Pada proses pengisian baterai dikembalikan dalam keadaan semula dengan

memberikan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arus yang terjadi pada

saat pengosoangan. Pada proses ini semua molekul air terurai dan tiap pasang ion

hidrogen (2H+) yang dekat dengan plat negatif bersatu dengan ion negatif sulfat

(SO42-) pada plat negatif untuk membentuk molekul asam sulfat. Sedangkan ion

oksigen yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif membentuk

Timbal Dioksida (PbO2).

d. Pengisian Pada Baterai Asam Timbal ( Lead Acid Battery)

Pada baterai sekunder dikenal dua metode dasar pengisian, yaitu pengisian

dengan tegangan konstan dan pengisian dengan arus konstan dimana masing-

masing pengisian mempunyai kelebihan dan kekurangan.

1. Pengisian tegangan konstan

Pada pengisian tegangan konstan, tegangan pengisian distabilkan pada nilai

tegangan overcharge dari baterai tersebut. Arus pengisian ke baterai akan

berangsur-angsur turun seiring dengan naiknya kapasitas baterai. Pada akhir

pengisian dimana kondisi baterai telah mencapai 100% SOC. Meskipun kapasitas

baterai telah mencapai 100%, arus baterai pengisian akan tetap ada. Hal ini

disebabkan adanya karakteristik self discharge dari baterai. Metode pengisian ini

23

aman karena tegangan pengisian yang dibatasi untuk menghindari kelebihan

pengisian (Overcharge) namun lambat dalam waktu pengisiannya.

2) Pengisian arus konstan

Pada pengisian arus konstan, arus pengisian distabilkan pada nilai tertentu

dengan tegangan yang lebih besar dari tegangan overcharge baterai. Pada awal

pengisian, tegangan baterai akan naik dengan cepat dari tegangan buka nilai ke

titik tegangan tertentu tergantung arus pengisiannya. Semakin besar arus

pengisian, semakin tinggi pula titik tegangan tersebut. Setelah itu kenaikan

tegangan baterai akan berjalan perlahan hingga mendekati kondisi ± 90% SOC.

Selanjutnya itu kenaikan tegangan baterai akan meningkat cepat. Kenaikan ini

menunjukkan bahwa kapasitas baterai mendekati kapasitas maksimumnya dan

pengisian harus dihentikan. Kelebihan dari pengisian dengan metode arus konstan

ini adalah kecepatan dalam mengembalikan baterai mendekati kondisi

maksimumnya, namun kemungkinan terjadinya proses gassing akibat Overcharge

akan terjadi jika tidak ada pembatasan tegangan maksimum baterai.

3) Metoda three stage charging

Untuk mengembalikan kondisi hingga kapasitas maksimum secara cepat dan

aman digunakan metoda pengisian dengan menggabungkan kedua metoda dasar

tersebut. Gambar 2.12 menggambarkan tentang metoda pengisian dengan

menggabungkan kedua metoda arus konstan dan tegangan konstan.

24

Gambar 2.12 Metoda three stage charging

Dalam penggabungan metoda arus konstant dan tegangan konstant tersebut

terdapat beberapa langkah pengisian, yaitu :

a) Fase bulk : Baterai akan diisi sesuai dengan tegangan setup (14.4 - 14.6 Volt)

dan arus diambil secara maksimun dari panel surya. Pada langkah ini arus

pengisian tidak dibatasi selama tegangan baterai sudah pada tegangan setup

(bulk). Pada saat baterai sudah pada tegangan setup (bulk) dimulailah fase

absorption.

b) Fase absorption : Pada fase ini, tegangan baterai akan dijaga sesuai dengan

tegangan bulk, sampai waktu pengisian (umumnya satu jam) tercapai, arus yang

dialirkan menurun sampai tercapai kapasitas dari baterai.

c) Fase float : Setelah baterai mendekati kondisi maksimum pengisian akhir perlu

dilakukan dengan menstabilkan tegangan. Baterai akan dijaga pada tegangan float

setting (umumnya 13.2 - 13.7 Volt). Beban yang terhubung ke baterai dapat

menggunakan arus maksimun dari panel surya pada tahap ini.

25

3) Kondisi Pengisian Baterai

Ada dua metode yang digunakan untuk menentukan kondisi untuk

pengisian baterai lead acid antara lain sebagai berikut.

1) Tegangan terminal

Terminal tegangan dimana tegangan rangkaian terbuka (tidak ada arus

mengalir) dari sel yang sudah terisi penuh tergantung pada jenisnnya biasanya 2.1

V sampai 2.3 V (12.6V sampai 13.8V untuk baterai 12V). Tabel 2.4 menjelaskan

tentang kondisi pengisian. Jika tegangan diukur maka pengisian arus yang

mengalir akan meningkat sebesar penurunan tegangan pada resistansi internal.

Tabel 2.2 Tegangan baterai untuk berbagai kondisi pengisian

(sumber : T.R. Crompton, Battery reference book, p.506)

2) Berat jenis

Metode menggunakan hidrometer untuk menentukan berat jenis baterai.

Untuk baterai tipe lead acid dalam kondisi baik, berat jenis bervariasi disekitar

1,25 kg/ liter untuk baterai yang terisi penuh dan 1,17 kg/ liter untuk baterai habis.

26

Tabel 2.3 menjelaskan tentang nilai spesifik gravitasi untuk baterai lead acid

dimana angka-angka ini sedikit berbeda tergantung pada jenis baterai dan suhu.

Tabel 2.3 Nilai spesifik gravitasi untuk baterai lead acid (sumber : T.R.

Crompton, Battery reference book, p.507)

f. Kapasitas Baterai Lead Acid

Daya kapasitas dari baterai lead acid ditentukan dari besar Ah nya. Untuk

menentukan kapasitas Ah yang ada dalam pemasaran dapat dilihat pada tabel 2. 4

berikut ini.

Tabel 2.4 Besar kapasitas baterai lead acid pada pabrikan (sumber : Katalog

baterai lead acid)

27

2.3 Sensor suhu LM35

Sensor suhu LM35 merupakan sensor sederhana yang berbentuk transistor

denga tiga kaki dan masing-masinh kaki memiliki fungsi input dan output.

Berdasarkan gambar, dari kiri ke kanan, kaki-kaki tersebut berfungsi

sebagai VCC – OutPut – GND.

Gambar 2.13 Fungsi kaki-kaki LM35

Sensor ini bisa mendeteksi suhu 0 – 100 derajat celcius denga karakteristik

10 mV pada out put mewakili 1 derajat celcius. Jika tegangan out put

300mV berarti suhu adalah 30 derajat celcius, jika tegangan out put 230

mV berarti suhu 23 derajat Celcius.

a. Penjelasan LM35

Sensor suhu LM35 adlah komponen electronika yang memiliki fungsi

untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk

tegangan. Sensor suhu Lm35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa

komponen elektronika yang di produksi oleh National Semiconductor.

LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika

dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai

28

keluaran impendansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat

dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak

memerlukan penyetelan lanjutaan, meskipun tegangan sensor ini dapat

mencapai 30 Volt akan tetapi yang diberikan ke sensor adalah sebesar 5

volt , sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan

ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesaor 60 µA hal ini

berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self –

heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang

sangat rendah yaitu kurang dari 0,5 oC pada suhu 25

oC.

b. Karakteristik sensor LM35

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan

dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat di kalibrasikan langsung dalam

celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

seperti terlihat pada gambar 2.2.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150

ºC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang

dari 0,1 ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1

mA.

29

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

c. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran

tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan

100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)

kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply

tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang

sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk

Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap

perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke

besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa

kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar

karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada

temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC

LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator

tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay

sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam

suhu ruangan.

30

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat

dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic

temperature sensor.

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

• Lineritas +10 mV/ º C.

• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

• Range +2 º C – 150 º C.

• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.• Arus yang mengalir kurang dari 60

μA.

d. cara kerja sensor suhu.

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran

tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan

100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)

kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply

tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang

sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk

Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap

perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke

besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa

kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

Gambar Rangkaian Sensor LM35

31

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar

karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada

temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC

LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator

tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay

sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam

suhu ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat

dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic

temperature sensor.

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

– Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

– Lineritas +10 mV/ º C.

– Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

– Range +2 º C – 150 º C.

– Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

– Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa

2.4 Resistor

Cara Membaca Nilai Resistor

32

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit

Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor.

Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik

maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara

membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Berdasarkan bentuknya dan proses pemasangannya pada PCB, Resistor

terdiri 2 bentuk yaitu bentuk Komponen Axial/Radial dan Komponen Chip. Untuk

bentuk Komponen Axial/Radial, nilai resistor diwakili oleh kode warna sehingga

kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang terkandung

dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili oleh

Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya.

Kita juga bisa mengetahui nilai suatu Resistor dengan cara menggunakan

alat pengukur Ohm Meter atau MultiMeter. Satuan nilai Resistor adalah Ohm (Ω).

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial

adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu

sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor,

tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna

lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan

nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

33

Tabel 2.5 tabel warna dan nilai dari warna resistor(teknikelektronika.com)

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

34

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan

angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau

kalikan105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1

MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

35

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang k3-3

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan

angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan

105

Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm

dengan toleransi 10%.( http://teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/)

2.5 Transistor

a. Pengertian Transisitor

Pengertian Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang

memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor

(Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung

(switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi

lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga

dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.

Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan

dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita

36

simpulkan, pengertian transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan

setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan

pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi,

komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis Transistor terbagi menjadi

2, yaitu transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N.

Gambar 2.14 macam-macam transistor(http://komponenelektronika.biz/)

b. Cara Kerja Transistor

Cara kerja transisitor hampir sama dengan resistor yang mempunyai tipe dasar

modern. Tipe dasar modern terbagi menjadi 2, yaitu Bipolar Junction Transistor

atau biasa di singkat BJT dan Field Effect Transistor atau FET. BJT dapat bekerja

bedasarkan arus inputnya, sedangkan FET bekerja berdasarkan tegangan inputnya.

Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan komponen yang

sangat penting terutama dalam rangkaian analog karena fungsinya sebagai

penguat. Rangkaian analog terdiri dari pengeras suara, sumber listrik stabil dan

penguat sinyal radio. Tidak hanya rangkaian analog, di dalam rangkaian digital

37

juga terdapat transistor yang digunakan sebagai saklar dengan kecepatan tinggi.

Beberapa transistor juga dapat di rangkai sehingga berfungsi sebagai logic gate.

c. Jenis-Jenis Transistor

Jenis-jenis Transistor juga berbeda-beda, berdasarkan kategorinya

dibedakan seperti materi semikonduktor, kemasan fisik, tipe, polaritas, maximum

kapasitas daya, maximum frekuensi kerja, aplikasi dan masih banyak lagi jenis

yang lainnya.

Demikian penjelasan singkat mengenai pengertian transistor, semoga artikel di

atas dapat berguna dan bermanfaat bagi anda semua. Baca juga artikel menarik

lainnya, seperti Cara Kerja Transistor,Transistor Sebagai Saklar, Fungsi

Transistor dan Dioda Zener.

1. Bipolar junction transistor (BJT)

Bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis transistor yang memiliki

tiga kaki, yaitu (Basis, Kolektor, dan Emitor) dan di pisah menjadi dua arah

aliran, positif dan negatif. Aliran positif dan negatif diantara Basis dan Emitor

terdapat tegangan dari 0v sampai 6v tergantung pada besar tegangan sumber yang

dipakai. Dan besar tegangan tersebut merupakan parameter utama transistor tipe

BJT. Tidak seperti Field Effect transistor (FET), arus yang dialirkan hanya

terdapat pada satu jenis pembawaan (Elektron atau Holes). Di BJT, arus dialirkan

dari dua tipe pembawaan (Elektron dan Holes), hal tersebut yang dinamakan

dengan Bipolar

Ada dua jenis tipe transistor BJT, yaitu tipe PNP dan NPN. Dimana NPN,

terdapat dua daerah negatif yang dipisah dengan satu daerah positif. Dan PNP,

38

terdapat dua daerah positif yang dipisah dengan daerah negatif.( http://werden-

forscher.blogspot.co.id/)

NPN

Gambar 2.15 Transistor NPN

Pada transistor jenis NPN terdapat arah arus aliran yang berbeda dengan

transistor jenis PNP, dimana NPN mengalir arus dari kolektor ke emitor. Dan

pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber

positif (+) pada kaki basis. Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang

mengenai kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari

kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus

yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor

akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena

perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.

39

Contoh gambar rangkaian penggunaan transistor PNP:

Gambar 2.16 sirkuit sederhana transistor NPN

PNP

Gambar 2.17 Transistor PNP

Pada PNP, terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis,

maka transistor berlogika 0 (off). Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi

sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke

kolektor, hal yang berbeda dengan NPN, yaitu arus mengalir pada kolektor ke

40

emitor. Penggunaan transistor jenis ini mulai jarang digunakan. Dibanding dengan

NPN, transistor jenis PNP mulai sulit ditemukan dipasaran

Contoh gambar rangkaian penggunaan transistor PNP:

Gambar 2.18 sirkuit sederhana transistor PNP

d. Karaktersitik dan daerah kerja

Transistor BJT digunakan untuk 3 penggunaan berbeda: mode cut off,

mode linear amplifier, dan mode saturasi. Penggunaan fungsi transistor bisa

menggunakan karakteristik dari masing-masing daerah kerja ini. Selain untuk

membuat fungsi daripada transistor, karakteristik transistor juga dapat digunakan

untuk menganalisa arus dan tegangan transistor

41

Gambar 2.19 Karakteristik daerah kerja transistor

Karakteristik dari masing-masing daerah operasi transistor tersebut dapat

diringkas sebagai berikut:

• Daerah Potong (cutoff):

Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi pergerakan

elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus Kolektor, IC = 0, atau

disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan harga arus Basis adalah 0).

• Daerah Saturasi

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor juga diberi prategangan

maju. Akibatnya, arus Kolektor, IC, akan mencapai harga maksimum, tanpa

bergantung kepada arus Basis, IB, dan βdc. Hal ini, menyebabkan Transistor

menjadi komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini,

Dioda Kolektor harus diberi prateganan mundur, dengan tegangan melebihi

VCE(sat), yaitu tegangan yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi.

42

• Daerah Aktif

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor diberi prategangan

mundur. Terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:

atau

sebagaimana penjelasan pada bagian sebelumnya. Transistor menjadi komponen

yang dapat dikendalikan.

• Daerah Breakdown

Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-

nya, BVCEO (tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat

Arus Basis adalah nol). Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang

dibolehkan. Transistor dapat mengalami kerusakan.

Contoh sederhana penggunaan transistor tipe NPN dengan fungsi switching

43

Gambar 2.20 penggunaan transistor NPN

Ketika saklar (switch) diaktifakan, maka terdapat arus yang mengalir pada

resistor 1k dan menuju basis transistor. Ketika basis transistor terdapat arus, maka

arus yang berada pada kolektor juga mengalir pada emitor yang mengakibatkan

lampu menyala, karena lampu berada pada aliran tertutup (close circuit).

Field Effect Transistor (FET)

Field Effect Transistor adalah jenis transistor yang dapat digunakan untuk

menghasilkan sinyal untuk mengontrol komponen yang lain. Komponen

Transistor efek medan (field-effect transistor = FET) mempunyai fungsi yang

hampir sama dengan transistor bipolar. Meskipun demikian antara FET dan

transistor bipolar terdapat beberapa perbedaan yang mendasar. Perbedaan utama

antara kedua jenis transistor tersebut adalah bahwa dalam transistor bipolar arus

output (Ic) dikendalikan oleh arus input (Ib). Sedangkan dalam FET arus output

44

(ID) dikendalikan oleh tegangan input (Vgs), karena arus input adalah nol.

Sehingga resistansi input FET sangat besar, dalam orde puluhan megaohm.

Transistor efek medan mempunyai keunggulan lebih stabil terhadap

temperatur dan konstruksinya lebih kecil serta pembuatannya lebih mudah dari

transistor bipolar, sehingga amat bermanfaat untuk pembuatan keping rangkaian

terpadu. FET bekerja atas aliran pembawa mayoritas saja, sehingga FET

cenderung membangkitkan noise (desah) lebih kecil dari pada transistor bipolar.

Namun umumnya transistor bipolar lebih peka terhadap input, atau dengan kata

lain penguatannya lebih besar. Disamping itu transistor bipolar mempunyai

linieritas yang lebih baik dan respon frekuensi yang lebih lebar. Jenis dari

transistor FET itu sendiri adalah JFET dan MOFET

Junction Field Effect Transistor (JFET)

Keluarga FET yang penting lainnya adalah JFET (Junction Field Efect

Transistor) dan MOSFET (Metal-Oxide Semiconduktor Field-Effect Transistor).

JFET terdiri atas kanal-P dan Kanal N. JFET adalah komponen tiga terminal

dimana salah satu terminal dapat mengontrol arus antara dua terminal lainnya.

JFET terdiri atas dua jenis, yakni kanal-N dan kanal-P, sebagaimana transistor

terdapat jenis NPN dan PNP. Pada umumnya penjelasan tentang JFET adalah

kanal-N, karena kanal-P adalah kebalikannya.

45

Gambar 2.21 Transistor JFET

JFET terdiri dari suatu channel (saluran) yang terbuat dari sekeping

semikonduktor (misalnya tipe N). pada saluran ini ditempelkan dua bagian yang

terbuat dari semikonduktor jenis yang berbeda (misalnya tipe P). bagian ini

disebut Gate. Dan pada bagian lain, ujung bawah di sebut source sedangkan ujung

atas disebut drain (sesuai gambar).

Cara kerja JFET

jika channel antara source dengan drain cukup lebar maka elektrok akan mengalir

dari source ke drain, hal ini sama seperti hukum GGL. dimana beda potensial

tinggi ke potensial rendah. Dan jika channel ini menyempit, maka aliran elektron

akan berkurang atau berhenti sama sekali. Lebar channel sangat ditentukan oleh

Vgs (Tegangan antara Gate dengan Source). Ilustrasinya seperti gambar berikut

46

Gambar 2.22 Tegangan antara Gate dengan Source

Drain harus lebih positif dari source sedangkan gate harus lebih negatif dari

source. Jika tegangan gate cukup negatif, maka lapisan pengosongan akan saling

bersentuhan sehingga saluran akan terjepit sehingga Id = 0. Tegangan Vgs ini

kadang-kadang disebut sebagai tegangan pinch-off (pinch-off voltage) dan

besarnya tegangan ini ditentukan oleh karakteristik JFET.

Sambungan gate dengan source merupakan diode silicon yang diberi

prategangan terbalik sehingga idealnya tidak ada arus yang mengalir. Dengan

demikian maka Is = Id. Karena tidak ada arus yang mengalir ke gate maka

resistansi masukan JFET sangat tinggi (puluhan sampai ratusan Mega OHM)

47

Gambar 2.23 Contoh pemasangan JFET

Penggunaan JFET sangat sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan resistansi

masukan yang tinggi. Sedangkan kekurangannya adalah untuk menghasilkan

perubahan Id yang besar, diperlukan perubahan Vg yang besar.( http://werden-

forscher.blogspot.co.id/)

Metal Oxide Semiconduktor Field Effect Transistor(MOSFET)

Gambar 2.24 Transistor MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconduktor Field Effect Transistor) adalah suatu

transistor dari bahan semiconduktor (silicon) dengan tingkat konsentrasi

48

ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidak murnian ini akan menentukan jenis

transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe–N (NMOS) dan transistor

MOSFET tipe-P (PMOS). Bahan silicon digunakan sebagai landasan (subsrat)

dari penguras (drain), dan sumber (source), dan gerbang (gate). Selanjutnya

transistor dibuat sedemikian rupa agar antara subsrat dan gerbangnya dibatasi oleh

oksida silicon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkan diatas sisi kiri dari kanal,

sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan

transistor BJT (Bipolar Junction Transistor) yaitu menghasilkan daya rendah.

Cara kerja MOSFET dibedakan menjadi dua yaitu:

Gambar 2.25 transistor mode depletion

1. Transistor Mode Pengosongan (Transistor Mode Depletion)

Pada transistor mode depletion, antara drain dan source terdapat saluran yang

menghubungkan dua terminal tersebut, dimana saluran tersebut terdapat fungsi

sebagai saluran tempat mengalirnya elektron bebas. Lebar dari saluran itu sendiri

dapat dikendalikan oleh tegangan gerbang. Transistor MOSFET mode

pengosongan terdiri dari tipe-N dan tipe-P

49

Gambar 2.26 transistor mode enchancement

2, Transistor Mode Peningkatan (transistor Mode Enchancement)

Transistor mode enchancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara

drain dan source nya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO2 pada

terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan

Tipe-P

Dilihat dari jenis saluran yang digunakan, transistor MOSFET dapat

dikelompokkan menjadi tiga, antara lain:

1. NMOS

2. PMOS

3. CMOS

tags: pengertian transistor, jenis-jenis transistor, transistor dan karakteristik,

pengertian BJT, NPN dan PNP, pengertian transistor JFET MOSFET, daerah

kerja transistor, field effect transistor, cara memasang transistor. (http://werden-

forscher.blogspot.co.id/)

50

2.6 Sifat Air

Air adalah basis dari kehidupan kemungkinan besar kehidupan pertama

kali berevolusi di dalam air Itulah sebabnya keberadaan Air dianggap sebagai

kemungkinan adanya kehidupan di tempat lain. air meliputi sekitar 75% dari

permukaan bumi ini.Di alam, air terdapat dalam tiga bentuk:padat, cairdan gas.

Sel hidup, 70% lebih terdiri dari air,termasuk badan manusia. Kekurangan air

beberapa persen saja sudah cukup membuat badan ini lemah, dan kekurangan

beberapa puluh persen dapat menyebabkan kematian.

Kehidupan sangat bergantung dari sifat-sifat dari air yang unik dibanding

liquid yang lain. sifat-sifat ini berasal dari struktur dan interaksi molekul air .Air

memiliki apa yang dinamakan ikatan hidrogen yang anehnya cukup kuat. Ikatan

ini memberikan air lebih struktur daripada liquid yang lain, dan memberikan

kohesi yang tinggi yang membantu transport dalam tumbuhan. Ikatan ini juga

memberikan tegangan permukaan air yang cukup kuat, dan memberikan bentuk

butir-butir air. Demikian pula air mempunyai tingkat adhesi yang tinggi dengan

kebanyakan material. Imbibisi (proses merasuknya air ke dalam struktur berpori-

pori) membantu penyerapan air ke dalam biji dan memecahkan kulit biji sehingga

biji tersebut dapat tumbuh.

Ikatan hidrogen juga menyebabkan air mempunyai kapasitas panas yang

tinggi sehingga dapat berfungsi sebagai tempat penampung panas yang efektif.

Pada waktu musim panas air menampung panas dan pada waktu musim dingin

mengeluarkannya perlahan, sehingga menjaga level temperatur yang stabil yang

penting bagi iklim dan kehidupan. air juga memerlukan energi yang banyak untuk

51

menguap sehingga memoderasi panas dari matahari, menjaga temperatur

ekosistem air, dan menjaga temperatur organisma dari ekses panas. Air juga

mempunyai sifat anomali, yaitu mengembang ketika didinginkan kurang dari 4

derajat. Hal ini terjadi karena perubahan struktur air menjadi tetrahedral. Hal ini

menjaga air di kedalaman menjadi beku. Karena berat jenis es lebih ringan, es

terbentuk dipermukaan dulu. Ketika air membeku, panas dibebaskan ke lapisan di

bawahnya dan mengisolasinya. Hal ini juga membuat transisi antara musim tidak

terjadi dengan tiba-tiba.

Air bersifat polar sehingga melarutkan kebanyakan molekul ionik seperti

mineral.Air digunakan untuk mandi, mencuci, dan oleh tanaman digunakan

sebagai alat transport mineral. Seperti juga air sistem biologi kebanyakan berada

dalam pH netral, dan sebagai buffer air menjaga keseimbangan pH tersebut, yang

sangat penting bagi proses-proses dalam sel.

a. Peranan Air Bagi tumbuhan

Air yang di butuhkan oleh tanaman adalah air yang berada di dalam

tanah yang di tahan oleh butir-butir tanah . air ini berasal dari cadangan dalam

tanah yang telah ada sebelum tanaman di tanam dan curah hujan yang turun

senbelumnya. Peranan air bagi tumbuhan guna menjamin kelangsungan proses

fisiologis dan biologi pertumbuhannya yaitu :

Ø Merupakan 90 – 95% penyusun tubuh tanaman

Ø Aktivator enzim

Ø Pereaksi dalam reaksi hidrolisis

Ø Sumber H dalam fotosintesis

52

Ø Penghasil O2 dalam fotosintesis

Ø Pelarut dan pembawa berbagai senyawa

Ø Menjaga Ψp sel yang penting untuk pembelahan, pembesaran, pemanjangan

sel,

Ø mengatur bukaan stomata, gerakan daun dan bunga (misal epinasti)

Ø Pemacu respirasi

Ø Mengatur keluar masuknya zat terlarut ke dan dari sel

Ø Mendukung tegaknya tanaman, terutama pada tanaman herbaceus

Ø Agensia penyebaran benih tanaman

Ø Mempertahankan suhu tanaman tetap konstan pada saat cahaya penuh

b. Faktor-Faktor Mempengaruhi Kebutuhan Air Pada Tanaman

Banyak pertanyaan yang mendasar seputar bagaimana menyiram

tanaman yang baik. Untuk menjawab itu, ada beberapa hal penting yang berkaitan

dengan kebutuhan air pada saat penyiraman, yaitu:

a) Jenis, Bentuk dan Umur Tanaman

Berdasarkan kebutuhan air, umumnya ada tiga jenis tanaman, yaitu:

- Jenis Suka Air, memerlukan air yang cukup banyak untuk dapat hidup dengan

baik, contohnya jenis Adiantum, Begonia, Calathea, Dracaena, Dieffenbachia,

Monstera, Peperomia serta jenis pakis-pakisan.Jenis

- menyukai air dalam jumlah sedang, memerlukan air yang cukup tapi tidak

berlebih untuk tumbuh dalam kondisi yang sehat, contohnya adalah Aglaonema,

Anthurium, Philodendron, dan lainnya Jenis menyukai

53

- sedikit air, merupakan jenis tanaman yang dapat tumbuh dengan baik dalam

keadaan sedikit air, contohnya berbagai jenis tanaman sukulen, kaktus, Sansiviera,

Chryptanthus dan lainnya.

Bentuk daun juga harus diperhatikan, jika daunnya besar dan tipis, berarti

tanaman tidak kuat kondisi kering dan membutuhkan relatif lebih banyak air

dalam penyiraman. Jika daun ada lapisan lilinnya berarti sedikit tahan akan

kondisi kering. Daun kecil akan menghindari penguapan air saat siang hari. Akan

tetapi penting pula diketahui jenis tanamannya, apakah tanaman menyukai air atau

tidak

b) Lokasi dan Kondisi Sekitar Tanaman

Lokasi juga mempunyai andil dalam menentukan banyaknya air untuk

penyiraman. Tanaman dalam pot yang diletakkan di bawah naungan dengan yang

langsung di bawah sinar matahari akan mempunyai perbedaan kebutuhan air.

Umumnya tanaman yang berada di daerah naungan membutuhkan jumlah air yang

relatif lebih sedikit dari pada tanaman yang terkena sinar matahari langsung.

Peletakan tanaman pada sumber air membutuhkan air yang berbeda

dengan yang diletakkan di tengah lapangan terbuka. Peletakan di dekat sumber air

merupakan jenis tanaman yang menyukai kondisi air cukup banyak untuk

pertumbuhannya. Jenisnya pun berbeda dengan tanaman yang tahan akan sinar

matahari.

c) Jenis Media Tanam

Media merupakan material yang bersentuhan langsung dengan akar,

bagian tanaman yang sangat penting untuk penyerapan air dan unsur hara lainnya.

Media tanaman yang umum digunakan adalah tanah, humus, sekam, cocopeat,

54

pasir malang, dan akar pakis. Masing-masing mempunyai daya ikat air yang

berbeda. Humus mengandung banyak sisa-sisa bagian tanaman yang membusuk.

Biasanya bersifat menahan air. Tetapi jika diletakkan di area terbuka, humus

mudah kering dan berbentuk serpihan2/butiran2 halus.

Sekam yang umumnya digunakan adalah jenis sekam biasa dan sekam

bakar. Bentuknya yang berupa butiran-butiran sekam kasar membantu tanah

dalam memperbaiki struktur tanah hingga menjadi remah-remah tidak padat

sehingga air dapat mengalir dengan lancar. Untuk itu media tanam sekam murni

relatif cocok untuk tanaman hias pada pot, atau campuran media tanam pada

musim hujan agar air tidak merusak akar yang akan mengakibatkan busuk akar.

Cocopeat relatif dapat menyimpan air hingga penggunaan media dengan

campuran bahan ini sangat tepat saat musim kering, tetapi jangan biarkan media

ini terlampau kering. Beda dengan pasir malang yang lebih bersifat tidak menahan

air. Sangat cocok digunakan sebagai campuran media tanam pada musim hujan.

Tak jarang untuk penanaman sering kali media tersebut dicampur dengan jumlah

tertentu. Oleh karena itu penting mengetahui sifat media terhadap daya pegang air

untuk mendapat media yang ideal dengan jenis tanaman yang hendak ditanam.

d) Besar Kecilnya Pot

Terkait dengan tingkat kelembaban media dalam pot. Pot kecil akan

mempunyai tingkat kelembaban yang lebih kecil jika dibandingkan dengan media

pada pot yang besar. Tepai pot besar mempunyai kelebihan dalam pertumbuhan

akar tanaman. Banyaknya ruang yang tersedia dapat memberikan ruang yang

cukup untuk bernafasnya akar.

e) Musim

55

Dua musim utama di Indonesia, musim kering dan musim hujan, akan

mempengaruhi penyiraman terhadap tanaman. Musim kering tanaman harus

diperiksa apakah memerlukan penyiraman satu-dua hari sekali sedangkan musim

hujan apakah harus disiram setiap hari atau tidak.

c. Pengaruh Cekaman Air Terhadap Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman

Pertumbuhan tanaman didefinisikan sebagai bertambah besarnya

tanaman yang diikuti oleh peningkatan berat kering. Proses pertumbuhan tanaman

terdiri dari pembelahan sel, perbesaran sel dan diferensiasi sel Kekurangan air

pada tanaman terjadi karena ketersediaan air dalam media tidak cukup dan

transpirasi yang berlebihan atau kombinasi kedua faktor tersebut. Di lapangan

walaupun di dalam tanah air cukup tersedia, tanaman dapat mengalami cekaman

(kekurangan air). Hal ini terjadi jika kecepatan absorpsi tidak dapat mengimbangi

kehilangan air melalui proses transpirasi .

Kehilangan air dari tanaman oleh transpirasi merupakan suatu akibat

yang mtidak dapat dielakkan dari keperluan membuka dan menutupnya stomata

untuk masuknya CO2 dan kehilangan air melalui transpirasi lebih besar melalui

stomata daripada melalui kutikula. Indeks luas daun yang merupakan ukuran

perkembangan tajuk, sangat peka terhadap cekaman air, yang mengakibatkan

penurunan dalam pembentukan dan perluasan daun, peningkatan penuaan dan

perontokan daun, atau keduanya. Perluasan daun lebih peka terhadap cekaman air

daripada penutupan stomata. Selanjutnya dikatakan bahwa peningkatan penuaan

daun akibat cekaman air cenderung terjadi pada daun-daun yang lebih bawah,

56

yang paling kurang aktif dalam fotosintesa dan dalam penyediaan asimilat,

sehingga kecil pengaruhnya terhadap hasil.

Martin, Tenorio dan Ayerbe (1994) menjelaskan bahwa cekaman air

yang terjadi pada paruh kedua dari siklus hidup tanaman ercis mengakibatkan

penurunan nilai LAI (leaf area index) setelah pembungaan. Hal ini menyebabkan

rendahnya hasil biji ercis bila dibandingkan dengan hasil pada musim tanam

sebelumnya, dimana curah hujan selama paruh pertama siklus hidupnya lebih

besar. Kekurangan air dapat menghambat laju fotosintesa, karena turgiditas sel

penjaga stomata akan menurun. Hal ini menyebabkan stomata menutup.

Penutupan stomata pada kebanyakan spesies akibat kekurangan air pada

daun akan mengurangi laju penyerapan CO2 pada waktu yang sama dan pada

akhirnya akan mengurangi laju fotosintesa .Disamping itu penutupan stomata

merupakan faktor yang sangat penting dalam perlindungan mesophyta terhadap

cekaman air yang berat. Waktu antara penyebaran benih dan pemasakan dapat

diperpendek atau diperpenjang tergantung pada intensitas dan waktu terjadinya

cekaman air. Hasil penelitian Turk dan Hal pada tahun 1980 dan Lawn tahun 1982

menunjukkan bahwa kacang tunggak berbunga dan masak lebih awal dibawah

tingkat cekaman air sedang, tetapi cekaman air yang berat menunda aktivitas

reproduktif

Kedalaman perakaran sangat berpengaruh terhadap jumlah air yang

diserap. Pada umumnya tanaman dengan pengairan yang baik mempunyai sistem

perakaran yang lebih panjang daripada tanaman yang tumbuh pada tempat yang

kering. Rendahnya kadar air tanah akan menurunkan perpanjangan akar,

kedalaman penetrasi dan diameter akar .Peningkatan pertumbuhan akar di bawah

57

kondisi cekaman air ringan sampai sedang mungkin sangat penting dalam

menyadap persediaan air baru bagi suatu tanaman.Hasil penelitian Nour dan

Weibel tahun 1978 menunjukkan bahwa kultivarkultivar sorghum yang lebih

tahan terhadap kekeringan, mempunyai perkaran yang lebih banyak, volume akar

lebih besar dan nisbah akar tajuk lebih tinggi daripada lini-lini yang rentan

kekeringan.Hasil penelitian Martin, Tenorio dan Ayerbe (1994) menunjukkan

bahwa perakaran tanaman ercis yang mengalami cekaman air pada paruh kedua

dari siklus hidupnya tidak dapat menjelajahi keseluruhan lapisan tanah pada

kedalaman 45 – 75 cm. Dengan kata lain tanaman ercis tidak dapat mengekstrak

air di bawah kedalaman 70 cm. akibat lebih lanjut cekaman air akan menurunkan

hasil tanaman, dan bahkan tanaman gagal membentuk hasil. Jika cekaman air

terjadi pada intensitas yang tinggi dan dalam waktu yang lama akan

mengakibatkan tanaman.

Tanggap pertumbuhan dan hasil tanaman terhadap cekaman air

tergantung fase pertumbuhan saat cekaman air tersebut terjadi. Jika cekaman air

terjadi pada fese pertumbuhan vegetatif yang cepat, pengaruhnya akan lebih

merugikan dibandingkan dengan jika cekaman air terjadi pada fese pertumbuhan

lainnya. Proses-proses fisiologi yng mengakibatkan perubahan hasil karena

cekaman air, digambarkan oleh Hsio dkk. tahun 1976 seperti pada gambar berikut.

Untuk mengetahui apakah tanaman cukup air atau tidak, dapat melihat

gejala-gejala yang ditampakkan oleh tanaman. Diantaranya adalah:

a. Pengecekan media tanam:

Ø Jika media terasa remah lepas, berarti media sedikit mengandung air

58

Ø Periksa dengan membuat lubang sebesar ibu jari dengan kedalaman 1,5-3cm.

Jika kering maka kelembaban tanaman rendah dan tanaman perlu disiram.

b. Gejala fisiologis tanaman:

Ø Tanaman layu dan daun tua coklat dan mengering, dicurigai tanaman

kekurangan air. Periksa media dan gejala lain apakah disebabkan oleh hama dan

penyakit tanaman lainnya.

Ø Pinggiran daun berwarna coklat dan kering untuk tanaman kekurangan air

Ø Jika berbunga dan kurang air, maka bunga akan gugur dengan cepat.

Ø Jika daun ujungnya coklat, kemungkinan besar kelebihan air.

Ø Dalam media yang terlalu lembab, akar akan membu. Dampak kandungan

lengas pada perkembangan sistem perakaran..

(Aak,1983,Dasar-Dasar Bercocok Tanam,kanisus,Yogyakarta. Arsyad

sofyan.dkk,1983,Ilmu iklim dan Pengairan. C.v yasaguna.).

59

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1 Defenisi Penyiram Taman Otomatis

Penyiram taman mengunakan sumber energi solar sell ini, merupakan suatu terobosan

sistem yang bisa digunakan di taman-taman sekitar lingkungan kita. Hal ini dikarnakan

perkembangan zama yang inginkan kemudahan, dan dalam hal energi terbarukan di

indonesia. Solar cell ini juga meringankan beban PLN dan ramah lingkungan dalam

pengadaan dan tidak banyak memakan banyak tempat.

Pada perancangan ini selain sumber dari solar cel untuk mengatur hidup dan matinya

pompa di gunakan mikrokontroler dengan sensor LM35 untuk mengukur suhu lingkunag di

sekitar pompa. Program di microcontroler diatur supay bisa hidup di antara suhu 27 oC

sampai 29 oC. Denag pengontrolan tersebut agar dapat menghentikan pompa hidup jika suhu

di sekitar kurang atau lebih dari suhu yang di atur.

Cara kerja dari Pompa dan mikrokontroler diaktifkan dengan tegangan dc 12 Volt

sehingga keluaran dari batrei dan masuk ke SCR, sumber bisa langsung digunakan untuk

pompa dan Mikrokontroler

Untuk tempat penyimpanan air digunakan sebuah galon air untuk tempat

penyimpanan air agar pompa tidak kekurangan air dan pengunaan ini agar dapat digunakan

dalam musim panas yang bisa membuat tanaman mengering karna kekurangan air dengan

adanya penggunaan penyimpanan air ini bisa digunakan sebagai cadangan air

60

Pertimbangan menggunakan Mikrokontroler untuk penyiram taman dengan

menggunakan sensor LM35 dan menggunakan sumber dari solar cell ini adalah

1. Mikrokontroler agar dapat mengatur pompa agar saat hujan pompa tidak aktif

karna suhu yang rendah

2. Penggunaan solar cell agar penyiram taman ini tidak banyak memakan biaya

karna pemanfaatan energi matahari

3. Pengunaan istalasi sangat mudah dan tidak banyak memakan tempat

4. Tidak terlalu sering melakukan perawatan

5. Mudah di pindahkan

Gambar 3.1 blok diagram daripompa penyiram taman

SOLAR CELL

SOLAR CARGER

BATERAI MICRO

CONTROLER

POMPA PENYIRAM

Pengontrolan pompa

Sumber 12 volt

Sumber 12 volt

61

Gambar 3.2 flow chat diagram

3.2 Perencanaan

Untuk perencanaan dalam pembuatan “rancangan alat yang akan diuat untuk

pengontrolan mikrokontroler ini di perlukan bahan-bahan dan componen baik elekronik dan

mekanik, Dimana bahan-bahan dan kompenen yang digunakan sesuai dengan fungsi dan

kegunaannya dalam pembuatan alat dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Solar Charger

Micro Controler

Baterai

SOLAR CELL

Pompa Wiver

62

Tabel 3.1. Bahan-bahan dan komponen yang diperlukan

No Nama komponen nilai Jumlah

1 LCD - 1

2 Relay 10 A ,28 V DC 1

3 Led - 1

4 Resistor 3

5 SCR 1

6 Solar Cell 50 Wp 1

7 Atmega 8A –PU 1

8 LM35 5 V DC 1

9 Beterai cair 1

10 Pompa Wiver 12 Volt Dc 2

63

3.3 Perancangan pembuatan rangkaian mikrokontroler

Gambar 3.3 Rangkaian Mikro untuk mengatur pompa

Dengan memasukan program kedalam atmega 8A-PU sehingga program yang telah di

simpan dapat diaktifka setlah suhu yang di inginkan agar dapat mengatur pompa supaya

dapat hidup sesuai dengan ke inginan.

64

Program yang di masukkan dalam mikrokontroler ini

#include <LiquidCrystal.h>

int LM35 = A0;

int nilai_LM35 = 0;

int relay = 1;

float hitung;

LiquidCrystal lcd ( 2, 3, 4, 5, 6, 7);

void setup() {

lcd.begin(16, 2);

pinMode(relay, OUTPUT);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Penyiram Taman");

lcd.setCursor(4, 1);

lcd.print("Otomatis");

delay(2000);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("FERRY HARFAYUDI");

lcd.setCursor(3, 1);

lcd.print("1201031004");

delay(2000);

lcd.clear();

}

void loop() {

nilai_LM35 = analogRead(LM35);

hitung = nilai_LM35 * 0.48828125;

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Suhu :");

lcd.setCursor(8, 0);

lcd.print(hitung);

lcd.setCursor(14, 0);

lcd.print("C");

if (hitung > 27 && hitung < 29) {

lcd.clear();

digitalWrite(relay, HIGH);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Pompa Hidup");

delay(180000);

}

else {

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Suhu :");

lcd.setCursor(8, 0);

lcd.print(hitung);

lcd.setCursor(14, 0);

lcd.print("C");

digitalWrite(relay, LOW);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Pompa Mati");

65

}

delay(100);

}

66

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1 Tujuan Pengujian

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah rangkaian yang telah

dibuat tersebut dapat berjalan dengan baik dan komponen yang telah dirakit dan control yang

didesain berkerja dengan baik, dan digunakan untuk mengetahui kelemahan atau kekurangan,

kemudian pada tahap pengujian rangkaian mikrokontroler apakah sesuai dengan perencanaan

atau tidak.

4.2 Data Hasil Pengujian Dan Analisa Rangkaian Daya

Baterai lead acid merupakan salah satu komponen yang sangat penting untuk memberikan

supply tenaga terutama pada beban seperti lampu LED proses lama pengisian baterai

ditentukan oleh kapasitas baterai (Ah) dan arus yang dihasilkan sel surya, pada peroses

pengujian baterai kali ini saya menggunakan sel surya berkapasitas 50 Wp.

Tabel 4.1 Data pengamatan pengisian baterai lead acid 12 Vdc 50 Ah.

No Jam Ich (A) Vch keterangan

1 09.00 1,2 13 Bat. Kosong

2 09.30 1,2 13

3 10.00 1,4 13

4 10.30 1,6 13,2

5 11.00 1,8 13,4

6 11.30 1,9 13,6

7 12.00 1,9 13,6

8 12.30 2 13,9

9 13.00 1,98 14

10 13.30 1,8 13,9

11 14.00 1 13,8

12 14.30 0,8 13,4

13 15.00 0,6 13

14 15.30 0,2 13

15 16.00 0 13 Bat. Penuh

67

Dalam pengambilan data pengisian baterai ini diukur tiap 30 menitsehingga didapatkan data

seperti tabel 4.1,dari data tersebut maka akan dapat dilihat grafik pengisian baterai pada

gambar 4.2.

(A)

(B)

Gambar 4.1

(A) Arus pengisian baterai terhadap waktu

(B) Tegangan baterai terhadap waktu

1,2 1,2 1,4

1,6 1,8 1,9 1,9 2 1,98

1,8

1 0,8

0,6

0,2 0

Ich

(A

)

Jam

Ich (A)

13 13 13 13,2

13,4 13,6 13,6

13,9 14 13,9 13,8

13,4

13 13 13

Vch

Jam

Vch

68

Pada saat awal pengisian baterai dengan kondisi 30 % muatan baterai maka arus charger

yang terukur ± mendekati nilai initial caren

4.3 Pengujian Dan analisa dari Mikrokontroler

Pengunaan mikrokontroler ini sangat berpengaruh besar terhadap alat ini, di karnakan

dalam pengaturan dalam penyiraman ditentukan dari suhu yang diatur dalam mikrokontroler

ini dan suhu yang diatur untuk menentukan hidup dan matinya pompa adalah antara suhu 27

oC sampai 29

oC Pompa diatur untuk hidup selama 3 menit setelah dilakukan penyiraman

tersebut suhu disekitar pompa akan turun sehingga pompa akan mati.

Dalam percobaan yang telah dilakukan Mendapatkan hasil sebagai berikut dapat

dilihat pada tabel 4.2

Tabel 4.2 Data percobaan pagi hari

No Jam Suhu Keadaan Pompa

1 07.00 24.41 oC Pompa tidak hidup

2 07.15 24.54 oC Pompa tidak hidup

3 07.30 24.65 oC Pompa tidak hidup

4 07.45 24.79 oC Pompa tidak hidup

5 08.00 24.90 oC Pompa tidak hidup

6 08.15 27.20 oC Pompa hidup

7 08.18 26.37 oC Pompa tidak hidup

8 08.30 28.17 oC Pompa hidup

9 08.33 26.37 oC Pompa tidak hidup

10 08.45 28.32 oC Pompa hidup

11 08.43 29.37 oC Pompa tidak hidup

12 09.00 30.15 oC Pompa tidak hidup

69

Dapat dilihat dari Tabel di atas Pompa akan berkerja pada suhu 27 oC sampai 29

oC

sehingga selain dari suhu yang sudah di tentukan akan membuat pompa tidak berkerja

- Pada jam 07.00 suhu yang terbaca adalah 24.41 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 07.15 suhu yang terbaca adalah 24.54 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 07.30 suhu yang terbaca adalah 24.65 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 07.45 suhu yang terbaca adalah 24.79 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 08.00 suhu yang terbaca adalah 24.90 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 08.15 suhu yang terbaca adalah 27.20 oC sehingga pompa dalam keadaan

hidup karna sudah mencapai suhu yang di tentukan dan setalah mencapai 3 menit

- Pada jam 08.30 suhu yang terbaca adalah 28.17 oC sehingga pompa dalam keadaan

hidup karna sudah mencapai suhu yang di tentukan dan setelah mencapai 3 menit.

- Pada jam 08.45 suhu yang terbaca adalah 28.32 oC sehingga pompa dalam keadaan

hidup karna sudah mencapai suhu yang di tentukan dan setelah mencapai 3 menit.

- Pada jam 09.00 suhu yang terbaca adalah 30.15 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna sudah melaewati suhu

70

Dalam percobaan yang telah dilakukan pada sore hari.Mendapatkan hasil sebagai

berikut dapat dilihat pada tabel 4.3

Tabel 4.3 Data percobaan sore hari

No Jam Suhu Keadaan Pompa

1 16.00 32.00 oC Pompa tidak hidup

2 16.15 31.25 oC Pompa tidak hidup

3 16.30 31.25 oC Pompa tidak hidup

4 16.45 30.76 oC Pompa tidak hidup

5 17.00 30.76 oC Pompa tidak hidup

6 17.15 30.21 oC Pompa tidak hidup

7 17.30 29.79 oC Pompa tidak hidup

8 17.45 28.53 oC Pompa hidup

9 17.50 26.37 oC Pompa tidak hidup

10 18.00 28.10 oC Pompa hidup

11 18.05 26.00 oC Pompa tidak hidup

12 18.45 26.15 oC Pompa tidak hidup

Dapat dilihat dari Tabel 4.3 di atas Pompa akan berkerja pada suhu 27 oC sampai 29

oC

sehingga selain dari suhu yang sudah di tentukan akan membuat pompa tidak berkerja:

- Pada jam 04.00 suhu yang terbaca adalah 32.00 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 16.15 suhu yang terbaca adalah 31.25 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

71

- Pada jam 16.30 suhu yang terbaca adalah 31.25 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 16.45 suhu yang terbaca adalah 30.76 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 17.00 suhu yang terbaca adalah 30.76 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 17.15 suhu yang terbaca adalah 30.21 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 17.30 suhu yang terbaca adalah 29.79 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 17.45 suhu yang terbaca adalah 28.53 oC sehingga pompa dalam keadaan

hidup karna sudah mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 17.50 suhu yang terbaca adalah 26.37 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna suhu turun setelah dilakukan penyiraman.

- Pada jam 18.00 suhu yang terbaca adalah 28.10 oC sehingga pompa dalam keadaan

hidup karna sudah mencapai suhu yang di tentukan.

- Pada jam 18.05 suhu yang terbaca adalah 26.00 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna suhu turun setelah dilakukan penyiraman.

- Pada jam 18.45 suhu yang terbaca adalah 26.15 oC sehingga pompa dalam keadaan

tidak hidup karna masih belum mencapai suhu yang di tentukan.

Dari Tabel 4.2 dan tabel 4.3 di atas dapat di lihat bahwa pompa hidup di atara waktu

jam 07.00 sampai jam 09.00 dari karna saat itu suhu di antara 24 oC sampai 29

oC dan

pada sore hari jam 17.45 samapai jam 18.45 suhu pada saat sore hari di antar 32 oC

turun sampai 26 oC.

67

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan alat yang telah dilakukan untuk mengotrol penyiraman taman dapat

disimpulkan bahwa :

1. Pengunaan mikrokotroler ini dalam pengunaan untuk pengontrolan pompa lebih

akurat karna sensor suhu yang baik dan pemakaian dengan sumber dari batrei.

2. Penggunaan pompa wiver lebih baik karna air yang di keluarkan akan menyebar

dan tidak berlebihan.

3. Dari percobaan alat yang dipakai pompa akan hidup antara jam 07.00 sampai jam

09.00, karna setelah jam sembilan suhu akan lebih dari suhu yang diatur.

68

5.2 SARAN

Dari percobaan yang telah dilakukan masih banyak terdapat kekurangan dalam hal

pengembangan alat sehingga masih bisa dilakukan pengembangan dari alat ini.

Dalam hal penggunaan sensor,sensor yang di gunakan hanya untuk mengukur

suhu saja dalam hal ini membuat kelemahan jika tanah masih dalam keadaan

basahdan suhu mencapai 27 sampai 29 derajat celcius pompa akan hidup wlaupun

tanah masih basah sehingga sensor yang digunakan harus diganti dengan sensor

yang lebih baik dalam hal suhu dan kelembapan.

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto. 2007. Energi Masalah dan Pemanfaatannya Bagi Kehidupan Manusia. Yogyakarta:

Pustaka Widyatama

Pagliaro, Mario. 2008. Flexible Solar Cells. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.

KGaA.

Patel. Mukund R. 2006. Wind and Solar Power Systems Design, Analysis, and Operation.

USA: Taylor & Francis Group, LLC.

Aak,1983,Dasar-Dasar Bercocok Tanam,kanisus,Yogyakarta. Arsyad sofyan.dkk,1983,Ilmu

iklim dan Pengairan. C.v yasaguna.

LAMPIRAN 1

I II III Nama

Bagian

No.

Bagian Bahan Ukuran Keterangan

Perakitan box control Skala Digambar

Ferry

Harfayudi

Diperiksa

POLITEKNIK NEGERI

PADANG

Ferry Harfayudi

1201031004

LAMPIRAN 2

I II III Nama

Bagian

No.

Bagian Bahan Ukuran Keterangan

Microcontroler Skala Digambar Ferry Harfayudi

Diperiksa

POLITEKNIK NEGERI

PADANG

Ferry Harfayudi

1201031004

LAMPIRAN 3

I II III Nama

Bagian

No.

Bagian Bahan Ukuran Keterangan

FLOWCHART KERJA

SISTEM

Skala Digambar Ferry Harfayudi

Diperiksa

POLITEKNIK NEGERI

PADANG

Ferry Harfayudi

1201031004

Solar Charger

Micro Controler

Baterai

SOLAR CELL

Pompa Wiver

LAMPIRAN 4

I II III Nama

Bagian

No.

Bagian Bahan Ukuran

Keteranga

n

MIKROKONTROLER Skala Digambar

Ferry

Harfayudi

Diperiksa

POLITEKNIK NEGERI

PADANG

Ferry Harfayudi

1201031004

LAMPIRAN 5 LISTING PROGRAM

#include <LiquidCrystal.h>

int LM35 = A0;

int nilai_LM35 = 0;

int relay = 1;

float hitung;

LiquidCrystal lcd ( 2, 3, 4, 5, 6, 7);

void setup() {

lcd.begin(16, 2);

pinMode(relay, OUTPUT);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Penyiram Taman");

lcd.setCursor(4, 1);

lcd.print("Otomatis");

delay(2000);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("FERRY HARFAYUDI");

lcd.setCursor(3, 1);

lcd.print("1201031004");

delay(2000);

lcd.clear();

}

void loop() {

nilai_LM35 = analogRead(LM35);

hitung = nilai_LM35 * 0.48828125;

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Suhu :");

lcd.setCursor(8, 0);

lcd.print(hitung);

lcd.setCursor(14, 0);

lcd.print("C");

if (hitung > 27 && hitung < 29) {

lcd.clear();

digitalWrite(relay, HIGH);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Pompa Hidup");

delay(180000);

}

else {

lcd.clear();

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Suhu :");

lcd.setCursor(8, 0);

lcd.print(hitung);

lcd.setCursor(14, 0);

lcd.print("C");

digitalWrite(relay, LOW);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Pompa Mati");

}

delay(100);

}