LAMPU LALU-LINTAS MENGGUNAKAN SEL SURYA DENGAN PANEL MEGIKUTI SINAR MATAHARI SECARA OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32.

RESUME MY FINAL PROJECT :

Syukur Alhamdulillah atas segala karunia yang diberikan oleh Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa, karena pada hari ini tanggal 18-03-2014, telah lahir putri kami yang pertama “Nurul Azizah Humaira”, dan Semoga menjadi anak yang SOLEHA…………! Amin…amin…amin……… 

Untuk itu khusus buat sobat-sobat mekatronika manakarra yang masih menjalani masa pendidikan maupun yang gemar dengan dunia mekatronika, berikut merupakan postingan resume tentang project tugas akhir saya semasa masih kuliah Program D4 Elektonika-Mekatronika Di PENS-ITS Surabaya + Joint Program BA Malang ……

Pada konsep pemikiran dalam pemilihan tugas akhir ini yaitu Matahari adalah sumber energi yang murah, bebas polusi, dan alami, serta bermanfaat untuk semua kehidupan diatas bumi ini.  Sinar matahari dapat diubah secara langsung menjadi arus listrik dengan bantuan sel surya. Sel surya merupakan komponen elektronik yang dapat merubah secara langsung energi dari sinar matahari kedalam energi listrik.

Lampu tanda lalu lintas yang  digunakan sebagai salah satu rambu lalu lintas, umumnya dalam pengoperasian masih menggunakan energi listrik dari PLN sebagai sumber energi, sering Kita jumpai, saat terjadi pemadaman listrik PLN, lampu lalu lintas juga tidak beroprasi, hal ini sangat mengganggu lalu lintas di jalan raya. Mengingat penggunaan lampu lalu lintas secara terus menerus, siang dan malam hari, maka dirancang suatu sistem lampu lalu lintas menggunakan sumber energi alternatif berupa tenaga surya dengan pengaturan pengisian baterai dan modul sel surya dapat mengikuti pergeseran sinar matahari secara otomatis dengan menggunakan rotator 2-axis. Desain mekanik rotator 2-axis seperti berikut…

Keterangan :

1. Axis II gerak altitude.

2. Axis I dan sensor sudut gerak azimuth. 

3. Motor axis 1 gerak azimuth.

4. Rantai dan tensioner.

5. Motor Axis II dilengkapi sensor sudut gerak altitude.

6. Dudukan Modul sel Surya. 

Dalam pengaturan sudut dan posisi penerimaan sinar matahari pada mekanik rotator 2 axis. Permukaan modul sel surya diusahakan selalu tegak lurus terhadap sinar matahari, dan modul sel surya dapat mengikuti lintasan semu pergeseran matahari yang berubah setiap waktu, sehingga sinar matahari yang ditangkap lebih maksimal, serta diharapkan daya output dari sel surya lebih optimal. Perhitungan Perubahan posisi sinar matahari setiap tahunnya merupakan dasar dari proses pengendalian rotator 2 axis. Pergerakan kedua axis disesuaikan dengan besar sudut pergeseran matahari. Untuk gerak azimuth yang bergerak tiap hari sebesar ±120⁰, sedangkan untuk gerak altitude besar sudut pergerakannya tiap tahun 23.5° ke Utara dan 23.5° ke Selatan dari garis ekuator. Untuk mendapatkan atau menentukan posisi matahari dan sudut matahari pada suatu tempat, dengan cara menggunakan Kaidah falakiyah sistem ephemeris hisab rukyat (silahkan anda browsing untuk lebih  detailnya).

Sistem pengendali rotator 2-axis dengan menggunakan mikrokontroler ATMega 32 sebagai pengolah data. Dengan mikrokontroller ini kerja alat menjadi lebih terkendali, hal ini karena mikrokontroler tersebut dapat diprogram sesuai keinginan. Sehingga alat atau sistem tersebut dapat bekerja secara otomatis. Blok diagram system kontrol elektronik rotator 2 axis sebagai berikut :

Pada Blok Diagram Terdiri dari :

a. Modul mikrokontroler, berfungsi sebagai pusat pengontrolan seluruh sistem mekanik rotator 2 axis.

b. Modul RTC, merupakan piranti elektronik yang mampu menghi- tung data waktu  : detik, menit , jam, tanggal, hari, bulan, dan tahun.

c. Modul Pengkondisi sinyal, terdiri dari rangkaian Op Amp yang berfungsi mengokonversi output  sensor sudut potensiometer menjadi level tegangan 5 volt ke mikrokontroler

d. Interface, berfungsi menghubungkan mikrokontroler dan motor DC

e. Motor DC, berfungsi sebagai aktuator  penggerak axis 1 untuk  gerak azimuth dan axis 2 untuk gerak altitude.

f. Modul LCD, berfungsi menampilkan besar setting point sudut altitude dan sudut azimuth. Serta besar sudut actual value tiap pergerakan sudut.

g. Sensor potensiometer berfungsi membaca besar sudut pergerakan masing – masing axis. 

h. Motor DC axis 1 dan Axis II, berfungsi menggerakkan rotator 2 axis agar dapat mengikuti pergerakan matahari.

i. Modul sel surya berfungsi mengubah energy sinar matahari menjadi energy listrik. 

Selain blok diagram control rotator 2-axis, juga pada system terdapat control elktronik system pengisian baterai.

Pada blok diagram terdiri dari :

a.  Modul mikrokontroler I, selain berfungsi mengontrol pergerakan rotator 2 axis, juga berfungsi sebagai pengontrol  sistem pengisian.

b.  Sensor tegangan I, berfungsi mengukur besar tegangan ouput sel surya.

c.  Sensor Tegangan II, berfungsi mengukur besar tegangan baterai.

d.  Rangkaian pengisian, memutus dan menghubungkan tegangan dari sel surya dengan baterai..

e.  Baterai berfungsi menyimpan dan mensuplai energi listrik ke seluruh beban.

Dalam mendesain rangkaian control elektronik (PCB), dibuat per modul atau antara modul satu dengan yang lainnya dipisah, karna untuk lebih mudah dalam proses analisa rangkaian.

Selanjutnya dalam perancangan software menggunakan bantuan aplikasi bascom AVR, dalam pembuatan program tetap mengacu pada algoritma system kendali yang akan digunakan, berikut flowchat program utama dari system pengendali rotator 2-axis.

Setelah proses pemograman selesai kemudian uji coba alat dan cara kerja system kendali. Kemudian Dari hasil percobaan di dapatkan grafik hubungan perbedaan  antara system non rotator dengan system menggunakan rotator 2-axis.

Grafik yang pertama memperlihatkan hubungan tegangan output terbuka  dari sel surya, waktu pengambilan data antara pukul 08.00-15.00 WIB:

 

Grafik kedua memperlihatkan hubungan Arus output sort circuit dari sel surya, waktu pengambilan data juga antara pukul 08.00-15.00 WIB:

 

Dari hasil pengambilan pengukuran data diperoleh perbedaan antara tegangan dan arus output ketika sel surya tanpa rotator dengan menggunakan rotator. Serta dari hasil uji coba system  energy listrik yang dihasilkan sel surya mampu menghidupkan dua buah lampu lalu-lintas……

Tak lupa saya ucapkan banyak terimaksih kepada sahabat2 ku anak MK53-MK54 Joint Progam BA Malang, yang pernah membantu dalam proses penyusunan tugas akhir sampai mendapat predikat lulus…. Danke schooooonnnnn………! Dan semoga resume tugas akhir yang sangat singkat ini dapat bermanfaat… okey choy…….

Video review tugas akhir

Judul : Membuat lampu lalu lintas tenaga surya dengan solar tracker 2 axis || Tugas Akhir Mekatronika D4