Membuat Tugas Proposal Proyek Akhir Judul Trafic Light Tenaga Surya Dengan Charger Otomatis Dan Penjejak Sinar Matahari Berbasis Mikrokontroler

Baiklah sahabat mekatronika manakarra.. dikesempatan kali saya coba mereview sebuah tugas proposal proyek akhir ketika mengikuti kegiatan perkuliahan Dual System D4 Teknik elektronika dengan konsentrasi Mekatronika di Joint Program BA Malang. (PENS ITS Surabya, P4TK VEDC Malang, Berufs Akademi Stutgart + Industri partner).

PROPOSAL

TRAFIC LIGHT  TENAGA SURYA

DENGAN CHARGER OTOMATIS DAN PENJEJAK SINAR MATAHARI BERBASIS MIKROKONTROLER

TUGAS PROPOSAL PROYEK AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan

Disusun oleh :

 

WIYONO

NIM  XX XX XX 756

 

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

JOINT PROGRAM BA MALANG

JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA

2008

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TUGAS PROPOSAL PROYEK AKHIR 2008

 

Nama                     : Wiyono

NIM                        : xx xx xx 756

Konsentrasi             : Teknologi Mekatronika.

Judul TPPA             : Trafic Light Tenaga Surya Dengan Charger  Otomatis

  Dan Penjejak Sinar Matahari Berbasis Mikrokontroler

 

Pelaksanaan           : Semester  7  Tahun 2008

                                                                      Malang,08  September 2008

                                                                                Yang Mengusulkan,

 

 

                                                                                          WIYONO

 

Nama	Tanggal	Tanda Tangan

Selanjutnya ditunjuk pembimbing PA, nama :

________________________________________

Verifikasi Pembimbing PA,

Nama	Tanggal	Tanda Tangan

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

TUGAS PROPOSAL PROYEK AKHIR 2008

 

I.       JUDUL

Trafic Light Tenaga Surya Dengan Charger  Otomatis dan Penjejak Sinar Matahari Berbasis Mikrokontroler.

 

II.     RUANG LINGKUP

Ruang lingkup dan dasar teori yang menunjang judul penyusunan proyek akhir tahun 2008 adalah sebagai berikut :

Ø  Konstruksi Plant

Desain mekanik trafic light tenaga surya  dengan charger otomatis dan penjejak sinar matahari

Gambar : Desain 3D mekanik traffic light tenaga surya dengan charger otomatis dan penjejak matahari

(Sumber : Rancangan, 2008)

Desain alat yang akan dikontrol :

     Pembuaatan konstruksi mekanik rotator modul sel surya yang dapat bergerak  secara 2 axis, untuk mengikuti pergeseran posisi matahari sehingga dapat menangkap dan menyerap sinar matahari dengan maksimal.

     Pembuatan  mekanik penghapus kaca yang dapat bergerak untuk membersihkan permukaan modul sel surya dari debu maupun benda – benda yang tidak diinginkan.

     Mendesain mekanik traffic light sehinggga mampu menghemat energi

Ø  Desain Kontroler.

Desain Kontrol  :

•      Menggunakan Mikrokontroler untuk membaca dan mengolah input data dari RTC, sensor sudut dan sensor posisi dan menggerakkan motor gerak elevasi dan motor gerak gerak azimuth serta menggerakkan motor wiper.
•      Pengontrolan sudut 2 axis, pada bagian mekanik gerak elevasi dan mekanik gerak azimuth dengan menggunakan sensor potensiometer.
•      Pengotrolan posisi modul sel surya dalam menerima sinar matahari secara maksimal dengan menggunakan sensor cahaya (LDR atau Foto Transistor).  
•      Pengontrolan system pengisian bateray (accu) dengan menggunakan  regulator elektronik.
•      Pengontrolan nyala traffic light sebagai beban utama dari system keseluruhan

Desain system  secara umum adalah sebagai berikut :

Gambar : Blok diagram secara umum

(Sumber : Rancangan, 2008)

Ø  Implementasi dan uji coba

     Pengujian karakteristik modul sel surya (Solar Cell).

     Pengujian sensor posisi dan sensor sudut.

     Pengujian regulator  elektronik pengisain accu.

     Pengujian driver  motor.

     Pengujian system secara keseluruhan.

I.       LATAR BELAKANG

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 energy dari sinar matahari kedalam energy listrik. 

Kebutuhan masyarakat terhadap tenaga listrik PLN sekarang sangat meningkat, Hampir semua peralatan yang kita gunakan memakai energy listrik PLN tersebut, sehingga sering terjadi pemadaman lampu secara bergilir yang disebabkan pasokan energi yang tidak mencukupi. Pemadaman lampu sangat mengaggu  kita dalam beraktifitas sehari – hari. Misalnya aktifitas dirumah, dikantor maupun di tempat – tempat umum.

Lampu tanda lalu lintas atau trafic light yang  digunakan sebagai salah satu rambu lalu lintas pada umumnya dalam pengoprasiannya rata – rata masih  menggunakan energi listrik dari PLN sebagai sumber energi, sedangkan jumlanya sangat banyak dan dalam pengoprasiannya memerlukan energi listrik yang besar, selain itu fungsi dari traffic light sebagai salah satu rambu lalu lintas sangat dibutuhkan sekali setiap saat. Maka dari itu perlu menggunakan sumber energi alternatif lain yang digunakan sebagai pengganti energi listrik PLN. Sehingga saat pemadaman lampu, trafic light masih berfungsi sebagaimana mestinya.      

Sistem traffic light tenaga surya dengan charger otomatis dan penjejak sinar matahari dalam menghasilakan daya secara optimal, dipengarui oleh beberapa faktor yaitu intensistas cahaya, temperature dan faktor geografis suatu daerah. Karena penggunaan traffic light secara terus menerus siang dan malam hari, maka diperlukan system yang dapat mensuplay dan mengatur energi sumber dengan baik. Misalnya dalam pengaturan sudut dan posisi penerimaan sinar matahari pada modul sel surya yang bekerja secara otomatis, sehingga mampu mengikuti pergeseran matahari untuk menangkap sinar matahari dengan maksimal  agar diperoleh daya output optimal. Selain itu pengaturan intensitas cahaya dengan memberikan system penghapus kaca untuk membersihkan permukaan modul sel surya, mengingat tempat traffic light yang sangat rawan dengan debu – debu kendaraan dan benda – benda lainnya yang menempel dipermukaan sel surya.   

II.     TUJUAN

          Tujuan yang ingin dicapai dalam penyusunan tugas akhir ini adalah

Ø  Mengganti sumber energi listrik PLN dengan sumber energi alternative lain berupa energi sinar matahari

Ø  Mengaplikasikan system dengan menggunakan mikrokonrolller pada alat trafic light dengan charger otomatis tenaga surya.

Ø  Trafic Light masih dapat berkerja walaupun listrik PLN mati atau saat Listrik PLN dilakukan pemadaman bergilir.

 

III.   BATASAN PERMASALAHAN

          Dalam pembuatan laporan ini, diberikan batasan-batasan tertentu, supaya tidak terjadi penyimpangan dari maksud dan tujuan semula. Batasan -batasan tersebut antara lain;

Ø  Minimum sistem mikrokontroler sebagai pusat pengendali utama.

Ø  Software yang digunakan adalah bahasa assembler.

Ø  Regulator elektronik sebagai pengontrol pengisian accu.

Ø  Pengontrolan pergerakkan mekanik rotator modul sel surya secara 2-axis.

Ø  Pengontrolan Pergerakkan mekanik penghapus kaca.

Ø  Membahas sensor sudut dan sensor posisi.

Ø  Membahas driver motor.

Ø  Tidak membahas reaksi kimia pada accumulator (accu).

Ø  Tidak membahas secara detail tentang pembuatan sel surya.

 

 

IV.  SISTEMATIKA PEMBAHASAN

Sistematika proyek akhir adalah sebagai berikut :

-        Judul

-        Pengesahan

Lembar pengesahan dari dosen pembimbing dan dosen penguji

-        Abstrak

Berisi gambaran umum mengenai garis besar proyek akhir. 

-        BAB I Pendahuluan

Membahas mengenai alasan, latar belakang, dan tujuan pemilihan judul serta meliputi metodologi, dan pembatasan masalah 

-        BAB II Tinjuan Pustaka

Mengulas tentang teori dasar

-        BAB III Perancangan Sistem

Membahas secara rinci tentang identifikasi plant, model plant, dan desain kontroler.

-        BAB IV Pengujian Dan Analisa

Membahas hasil,  uji coba mengambil data untuk di analisa

-        BAB V Penutup

Berisi kesimpulan dan saran dari pelaksanaan dari proyek akir.

-        Daftar Pustaka

Berisi semua literature yang dipakai sebagai referensi dalam penyusunan proyek kahir

-        Lampiran

Terdiri dari lembar – lembar pendukung laporan seperti listing program.

V.    METODE PENYELESAIAN PROYEK AKHIR

Metode penyelesaian didalam perancangan  dan pembuatan Trafic light tenaga surya dengan charger otomatis dan penjejak sinar  matahari berbasis mikrokontroler dilaksanakan dengan langkah – langkah sebagai berikut :          

I.                 DISKRIPSI  DESAIN TUGAS AKHIR

Sistem traffic light tenaga surya dengan charger otomatis dan penjejak sinar matahari, agar dapat menghasilakan ouput daya secara optimal ditentukan oleh beberapa faktor yaitu intensitas cahaya, temperature dan faktor geografis suatu daerah. Maka  dari itu desain mekanik rotator modul sel surya dirancang bergerak secara 2 axis, sehingga rotator dapat berputar secara fleksibel untuk mengikuti pergeseran posisi matahari, yaitu ketika posisi matahari terbit hingga terbenam pada tiap hari.

Gambar : Desain 3D bagian – bagian mekanik rotator 2-axis modul sel surya

(Sumber : Rancangan, 2008)

Posisi start awal modul sel surya menghadap ke seblah timur. Pengidentifikasian besar sudut rotator diperoleh dari input data dari sensor sudut yang dipasang pada axis 1 dan axis 2 berupa potensiometer. Data dari potensiometer tersebut dibaca, diolah dan dibandingkan oleh mikrokontroler dengan data sudut pembanding saat normal, kemudian mikrokontroler menggerakkan motor gerak azimuth dan motor gerak elevasi, jika sudah sama maka motor akan berhenti. 

Tahap selanjutnya mikrokontroler akan mengambil data waktu dari RTC kemudian diolah untuk menentukan besar sudut pergerakkan motor gerak azimuth dan motor gerak elevasi. Kemudian mikrokontroler menggerakkan motor gerak azimuth dan motor gerak elevasi, sensor potensiometer akan memberikan feedback ke mikrokontroler berupa data sudut rotator, data dibandingkan oleh mikrokontroler jika sudah sama kedua motor akan berhenti, selanjutnya pembacaan sensor posisi.

Pada permukaan modul sel surya diberi empat buah sensor posisi yaitu sensor LDR, yang berfungsi memberikan data input ke rangkaian OP-AMP kemudian data dikonversi dari analog ke digital menggunakan rangkaian ADC. Data digital kemudian dibaca dan diolah oleh mikrokontroler,  kemudian mikro menggerakkan motor gerak azimuth dan motor gerak elevasi untuk memposisikan permukaan modul sel surya, sampai permukaan modul sel surya menerima dan menyerap sinar matahari secara maksimal.

Perancangan desain control untuk sensor posisi dan sudut menggunakan system multiflexer dengan tujuan menghemat atau meminimalizir penggunaan port pada mikrokontroler.  

Setelah ke empat sensor sama – sama mendapatkan posisi matahari maka kedua motor rotator akan berhenti berputar. Jika semua sensor tidak mendapatkan posisi matahari maka mikrokontroler kembali mengambil data waktu dari RTC kemudian diolah untuk menentukan besar sudut perputaran motor gerak azimuth, setelah besar sudut sama motor azimuth akan berhenti, Dan kembali mikro membaca data dari sensor posisi.   

Desain mekanik selanjutnya adalah system mekanik penghapus kaca yang dikontrol bekerja secara rutin dan otomatis untuk membersihkan permukaan modul sel surya dari debu – debu atau kotoran lain yang dapat mengurangi intensitas cahaya yang masuk ke dalam modul sel surya. Sehingga dengan diberikan system penghapus kaca ini diharapkan sinar matahari yang diserap oleh sel surya lebih optimal.

Gambar : Desain 3D bagian – bagian mekanik penghapus kaca

(Sumber : Rancangan, 2008)

 

 

     Panas matahari yang terserap  akan dikonversi menjadi tenaga listrik, tenaga listrik yang dihasilkan oleh sel surya adalah listrik DC, selanjutnya listrik DC disimpan dalam tempat penyimpan sementara yaitu acumulator (accu), kapasitas accu yang akan digunakan adalah 12V 40AH. Tegangan yang dihasilkan oleh modul surya cell masih bervariasi tergantung kondisi cuaca pada hari tersebut, maka untuk mengontol sistem pengisian bateray diperlukan rangkaian pengontrol pengisian accu yaitu regulator elektronik.

Regulator elektronik pada prinsipnya merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian accu. Regulator ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt ± 10%. Bila tegangan turun sampai 10.8 volt, maka Regulator akan mengisi aki dengan sel surya sebagai sumber dayanya.

Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13.2 volt, maka regulator akan menghentikan proses pengisian accu.  Pada malam hari regulator memutus pemasokan energi listrik dari sel surya.

Gambar : Desain 3D bagian – bagian mekanik bawah

(Sumber : Rancangan, 2008)

 

Trafic light pada siang hari menerima energi dari sel surya dan energi dari accu, sedangkan pada malam hari trafic light menggunakan sumber energy dari accu. Trafic light didesain dengan menggunakan LED sebagai sumber cahaya merah, kuning dan hijau dengan tujuan menghemat energi.

 

 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I.                 RENCANA ANGGARAN

Rencana anggaran proyek akhir sebagai berikut :

No	Nama Barang	Jumlah		Harga (Rp)
1	Modul Sel Surya (SM55-50 WP)	1	Unit	1.700.000,-
2	Lampu Trafic Light	3	Buah	50.000,-
3	Motor DC + Driver	2	Buah	150.000,-
4	Motor DC Servo + Driver	2	Buah	150.000,-
5	Accu 12V/20AH	1	Buah	80.000,-
6	Bilah penghapus kaca	1	Pasang	40.000,-
7	Rangkaian RTC	1	Buah	70.000,-
8	LDR	4	Buah	20.000,-
9	Minimum System MC	1	Kit	100.000,-
10	Konstruksi (mekanik)	1		200.000,-
11	Komponen elektronik	*		200.000,-
12	Bearing	4	Buah	50.0000,-
13
Total				3.260.000,-

     

NB:

Anggaran dana diatas tidak termasuk dengan biaya transfortasi !.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 II.               JADWAL KEGIATAN PROYEK AKHIR

Kegiatan yang dilakasanakan pra semester VII sebagai berikut :

Kegiatan

Sept

Okt

Nop

Observasi Judul

Pengambilan Judul

Pemahaman Masalah

Studi Literatur

Pembuatan TPPA

Seminar

Kegiatan Yang dilaksanakan pada semester VII dan VIII

Kegiatan

Des

Jan

Feb

Mar

Aprl

Mei

Jun

Jul

Pembuatan Plant

Desain Kontroler

Pembuatan Sistem

Uji Coba

Revisi

Pengambilan Data

Pembuatan Buku

Presentasi

 VIDEO TUGAS AKHIR (SUBSCRIBE YA...)

Nama  Cahnel         : Mekatronika manakarra

Link Video Ref.        :  Lampu Lalu lintas tenaga surya otomatis

Terimakasih semoga bermanfaat...!!!!.... 

Salam (iyon manakarra : Repost 2023)