TRACKING SOLAR PANEL DENGAN MOTOR SERVO BERBASIS ARDUINO UNO

LAPORAN TUGAS AKHIR 

LABORATORIUM MIKROKONTROLLER II

TRACKING SOLAR PANEL DENGAN MOTOR SERVO BERBASIS ARDUINO UNO 

Dosen Pengampu:

Dr. Samuel Beta K., Ing. Tech., M.T.

Disusun Oleh :

1. Ari Sulistiowati         (4.34.22.1.04)

2. Luthfan Daffa M       (4.34.22.1.12)

3. Nesti Ramadhani      (4.34.22.1.18)

4. Wildan Surya S.        (4.34.22.1.24)

PROGRAM STUDI TEKNOGI REKAYASA ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO 
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 
2023/2024  

1. LATAR BELAKANG 

Pesatnya perkembangan teknologi dalam bidang elektronika sangatlah berdampak baik untuk kehidupan sehari hari, namun adanya teknologi yang baik juga memerlukan sumber yang baik dan cukup besar. Karena hal tersebut, untuk mengurangi banyaknya pemborosan pada listrik PLN diciptaknya solar surya atau pembangkit yang terbuat dari semikonduktor berfungsi mengubah energi matahari menjadi energi listrik . solar panel dapat dipasang sendiri dan cukup efisien karena mengurangi pemborosan penggunakan listrik dan lebih aman.

2. RUMUSAN MASALAH 

Di Indonesia belum banyak dari masyarakat yang memilih menggunakan solar panel dan lebih memilih menggunakan listrik dari PLN. kebanyakan hanya industri tertentu saja yang mennggunakan solar panel karena membutuhkan energi listrik yang sangat besar. biasanya pemasangan solar panel diarahkan miring berdasarkan letak geografis suatu wilayah misal di jawa, disarankan untuk pemasangan ke arah utara untuk mengoptimalkan penyerapan, namun dalam satu arah saja, sehingga panel hanya dapat mencharger saat terkena sinar matahari dalam satu waktu, untuk pemasangan pada suatu industri besar dalam pemasangan miring tidak masalah karena penggunakan panel yang banyak tetap akan mensupply dengan stabil. Namun untuk penggunakan panel yang sedikit atau pada bidang perumahan akan menghambat panel mendapatkan sinar yang banyak.

3. SOLUSI PERMASALAHAN 

Dalam percobaan kali ini kami memanfaatkan fungsi dari sensor LDR dimana sensor aktif menagkap cahaya ketika mendeteksi. Pada sistem ini menggunakan servo berfungsi sebagai penggerak solar panel dengan kontroller dari arduino uno. Jadi ketika LDR mendeteksi cahaya maka motor servo akan aktif dan mengikuti arah cahaya tersebut.

4. DASAR TEORI 

 Arduino Uno 

Papan mikorokontroller berbasis ATmega 328p yang memiliki 14 pin input / output digital (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, dan koneksi USB untuk memprogram papan serta menyediakan daya. Papan Arduino Uno diprogram menggunakan bahasa pemrograman C/C++ melalui lingkungan pengembangan Arduino IDE. Program yang dibuat kemudian diunggah ke papan melalui koneksi USB. Arduino IDE menyediakan berbagai pustaka (library) yang memudahkan integrasi dengan sensor dan modul lain.

Kelebihan Arduino Uno: mudah digunakan, kompatibel dengan banyak sensor dan modul, harga yang relatif terjangkauu

Kekurangan Arduino Uno: kinerjaterbatas untuk aplikasi pemroses memori besar, tidak cocok untuk aplikasi indutri.

Gambar 2.1 datasheet Arduino Uno

Motor Servo 

Motor servo adalah jenis motor yang dirancang untuk mengendalikan posisi sudut dengan presisi tinggi. Motor ini sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kontrol posisi yang akurat, seperti robotika, sistem kontrol, dan perangkat otomatisasi.

Prinsip Kerja :

Motor servo menerima sinyal kontrol berupa pulsa PWM (Pulse Width Modulation). Lebar pulsa menentukan posisi yang diinginkan. Motor servo akan memutar porosnya ke posisi yang sesuai dengan lebar pulsa tersebut. Jika posisi aktual berbeda dari posisi yang diinginkan, motor akan bergerak hingga mencapai posisi yang diinginkan.

Komponen Utama :

1. Motor 

2. Gearbox

3. Potensiometer 

4. Rangkaian Kontrol Elektronik 

Gambar 2.1 Motor Servo 

Sensor LDR 

LDR terbuat dari bahan semikonduktor yang memiliki sifat resistansi berubah-ubah tergantung pada intensitas cahaya yang mengenainya.

Gambar 3.1 datasheet LDR

5. ALAT DAN BAHAN 

 1.    Arduino Uno 

2.    Motor Servo 

3.    Software Arduino IDE

4.    Jumper/kabel secukupnya 

5.    Sensor LDR 

6.    Resistor 220

6. DIAGRAM PENGAWATAN 

Gambar 6.1 Pengawatan rangkaian 

7. DIAGRAM BLOK 

8. FLOWCHART 

Gambar 7.1 flowchar rangkaian 

9. PRINSIP KERJA RANGKAIAN 

Pada 2 sisi panel surya diberikan 2 sensor LDR yang berfungsi untuk mendeteksi cahaya matahari. Ketika salah satu sensor LDR mendeteksi cahaya sampai maksimum, maka nilai tersebut akan dibandingkan dengan nilai LDR yang lainnya. Nilai yang lebih besar akan mempengaruhi gerak servo. Sehingga servo motor akan menggerakkan panel untuk selalu menghadap matahari langsung.

10. PROGRAM 

/* ===========================================================================

Pemrogram      : Kelompok RE-2B/4

  1. 04-Ari Sulistiowati        NIM:4.34.22.1.04

  2. 10-Luthfan Daffa Maulana   NIM:4.34.22.1.12

  3. 16-Nesti Ramadhani         NIM:4.34.22.1.18

  4. 22-Wildan Surya Silatama   NIM:4.34.22.1.24

==============================================================================

Proyek Tugas Akhir

Solar tracking system

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

Komponen:

- servo

- LDR x 2

=========================================================================== */

/*Solar tracking system*/

#include <Servo.h>      

#define LDR1 A4                         //Mendeklarasikan LDR 1 pada pin A4

#define LDR2 A5                         //Mendeklarasikan LDR 2 pada pin A5

#define error 10                        //batas toleransi

int Spoint =  90;                       //Set point servo motor pada 90 derajat

Servo servo;                            

void setup() {

  servo.attach(11);                     //menghubungkan servo ke pin pwm 11

  servo.write(Spoint);                  //mengatur posisi awal servo

  delay(1000);                          // delay 1s

}

void loop() {

  int ldr1 = analogRead(LDR1);          //membaca nilai dari sensor LDR1

  int ldr2 = analogRead(LDR2);          //membaca nilai dari sensor LDR2

  int value1 = abs(ldr1 - ldr2);        //Menghitung perbandingan nilai dari LDR 1 dan LDR 2

  int value2 = abs(ldr2 - ldr1);        //Menghitung perbandingan nilai dari LDR 1 dan LDR 2

  //Jika perbedaan nilai kurang dari atau sama dengan nilai error maka tidak ada tindakan

  if ((value1 <= error) || (value2 <= error)) {

  } else {

    if (ldr1 > ldr2) {

      Spoint = --Spoint;                //mengurangi posisi servo jikaa nilai LDR1 lebih dari LDR2

    }

    if (ldr1 < ldr2) {

      Spoint = ++Spoint;                //Tambah posisi servo jikaa nilai LDR1 lebih dari LDR2

    }

  }

  servo.write(Spoint);                  //posisi servo

  delay(80);                            //delay 80s

}

11. RANGKAIAN

   

Gambar 10.1 prototype tracking panel surya 

pada posisi 90 awal derajat 

12. ANALISIS DAN KESIMPULAN  

Rangkaian bekerja ketika sensor LDR menerima sinar pada skala maksimum, kemudian servo akan aktif dan mular bergerak mengikuti sinar tersebut. sudut awal pemasangan servo pada 90 derajat dan dan hanya bisa berputar 90  derajat untuk sumbu sebaliknya. 

Arduno sebagai kontroller yang mengatur jalanya seluruh rangkaian yang di program menggunakan software Arduino IDE, LDR berfungsi sebagai inputan diaman berguna untuk menangkap sinar, servo sebagai output yang berfungsi untuk menggerakan panel setelah mendapatkan intruksi dari LDR. 

 Link Vidio Simulasi

Tracking Splar Panel dengan Arduino Uno