Analisis Jumlah Daya Yang Dihasilkan Dari Solar Cell Pada Baterai Di Ekstensometer Elektronik

13
ANALISIS JUMLAH DAYA YANG DIHASILKAN DARI SOLAR CELL PADA BATERAI DI EKSTENSOMETER ELEKTRONIK BANGUN BUDIONO Prodi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, Indonesia E-mail : [email protected] DWI HANTO, BAMBANG WIDIYATMOKO Pusat Penelitian Fisika –  LIPI, Komplek PUSPIPTEK Tangerang, Indonesia INTISARI: Telah dilakukan penelitian mengenai analisis daya yang dihasilkan dari solar cell pada baterai di ekstensometer elektronik. Solar cell telah banyak digunakan sebagai sumber daya alternatif terutama untuk alat yang  bekerja secara nirkabel dan jauh dari sumber listrik PLN untuk pengisian ulang daya nya. Pada penelitian ini digunakan rangkaian ekstensometer elektronik dengan daya baterai 1000 mAh dan ditambah beberapa modul seperti modul sensor arus DT-sense Current Sensor v1.0 berbasis ACS 712 sebagai sensor arus, modul xbee pro sebagai ADC dan pengirim data, lipo USB charger sebagai penghubung solar cell ke baterai dan juga digunakan software sebagai penampil data di PC. Proses pengambilan data dilakukan dua kali dalam dua hari yang berbeda pada pukul 09.00 WIB  –  15.00 WIB dan akan diuji dengan perbandingan data hasil charging dan discharging nya. Pada pengambilan data hari pertama didapatkan hasil sebesar 438,9 mAh dengan perbedaan 32 mAh antara proses charging dan discharging baterai tersebut. Sedangkan  pada pengambilan data hari kedua didapatkan hasil 425,5 mAh dengan perbedaan 20 mAh antara proses charging dan discharging tersebut. Rata-rata daya yang dihasilkan dalam satu hari adalah 432,5 mAh. KATA KUNCI: ekstensometer elektronik, solar cell, DT-sense current sensor v1.0, xbee pro ABSTRACT : Has done research on analysis of the power generated from the solar cell to the battery in the electronic extensometer. Solar cell has been widely used as alternative power source especially on device which is work wirelessly and far from PLN power source to recharging its power. In this research is used an electronic extensometer series with 1000 mAh battery and added several modules such as DT  – sense current sensor v1.0 based on ACS 712 as a current sensor, xbee pro module as Analog to Digital Converter and data sender, lipo usb charger as connector between solar cell to battery and also use software as data viewer on PC. Process of data taking has been taken two times in two different days on 09.00 WIB –  15.00 WIB and will tested with comparison between its charging and discharging data. On first day of data taking, the result obtained by 438,9 mAh with 32 mAh difference between its charging and discharging process. Whereas on second day of data taking, the result obtained by 425,5 mAh with 20 mAh difference between its charging and discharging process. The average value of power which obtained in one day is 432,5 mAh. KEYWORD: electronic extensometer, solar cell, DT-sense current sensor v1.0, xbee proo 1. PENDAHULUAN Di zaman yang serba modern ini, berbagai peralatan sudah dilengkapi dengan daya yang berasal dari baterai. Hal ini memudahkan penggunanya untuk mengaktifkan alat yang ingin digunakan tanpa harus repot mencari- cari sumber daya listrik dari PLN. Namun, dalam pengoperasiannya tentunya sebuah daya yang ada di dalam sebuah baterai adalah terbatas, oleh karena itu diperlukan pengisian kembali (charging) pada baterai. Pada alat tertentu seperti alat pendeteksi suatu hal yang dioperasikan secara jarak jauh, tentunya akan sangat repot bagi pengguna alat tersebut untuk bolak-balik mengisi ulang daya (charging) padahal alat yang digunakan sedang dalam proses pengambilan data. Hal ini tentunya akan mengganggu penggunaan alat tersebut sehingga proses pengambilan data akan berhenti karena alat tersebut kehabisan daya untuk aktif. Contohnya, apabila ada alat pendeteksi pergerakan tanah sebagai sensor tanah longsor yang diletakkan di tengah dataran tinggi rawan longsor suatu saat baterai nya habis karena lupa diisi kembali dayanya karena masih menggunakan sistem charging manual sehingga akan mengganggu proses pengambilan data saat akan terjadinya longsor sehingga mengganggu proses early warning system, maka solusi yang paling baik adalah dengan sistem charging otomatis dengan menggunakan daya alternatif selain energi listrik. Sensor tanah longsor yang akan digunakan adalah ekstensometer elektronik hasil penelitian para peneliti dari Pusat Penelitian Fisika (P2F) Puspiptek LIPI Serpong. Prinsip kerja sensor ini ialah memantau pergerakan  permukaan tanah pada daerah rawan longsor yang dihubungkan dengan alat ini. Pada sensor yang menggunakan teknologi berbasis wireless ini tentunya dapat mengirim data dari secara nirkabel sehingga sensor dapat diletakkan di tempat-tempat yang sulit dijangkau kabel sekalipun mengingat jarak pengiriman data yang cukup jauh ketika di luar ruangan. Namun, kendala yang sering ada adalah kurangnya daya baterai yang cukup untuk membuat alat tetap aktif saat proses pengambilan data sehingga proses pengambilan data terhenti.

description

Paper about research on battery power obtained by solar cell on electronic extensometer

Transcript of Analisis Jumlah Daya Yang Dihasilkan Dari Solar Cell Pada Baterai Di Ekstensometer Elektronik

ANALISIS JUMLAH DAYA YANG DIHASILKAN DARI SOLAR CELL PADA BATERAI DI EKSTENSOMETER ELEKTRONIKBANGUN BUDIONOProdi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, IndonesiaE-mail : [email protected]

DWI HANTO, BAMBANG WIDIYATMOKOPusat Penelitian Fisika LIPI, Komplek PUSPIPTEK Tangerang, Indonesia

INTISARI: Telah dilakukan penelitian mengenai analisis daya yang dihasilkan dari solar cell pada baterai di ekstensometer elektronik. Solar cell telah banyak digunakan sebagai sumber daya alternatif terutama untuk alat yang bekerja secara nirkabel dan jauh dari sumber listrik PLN untuk pengisian ulang daya nya. Pada penelitian ini digunakan rangkaian ekstensometer elektronik dengan daya baterai 1000 mAh dan ditambah beberapa modul seperti modul sensor arus DT-sense Current Sensor v1.0 berbasis ACS 712 sebagai sensor arus, modul xbee pro sebagai ADC dan pengirim data, lipo USB charger sebagai penghubung solar cell ke baterai dan juga digunakan software sebagai penampil data di PC. Proses pengambilan data dilakukan dua kali dalam dua hari yang berbeda pada pukul 09.00 WIB 15.00 WIB dan akan diuji dengan perbandingan data hasil charging dan discharging nya. Pada pengambilan data hari pertama didapatkan hasil sebesar 438,9 mAh dengan perbedaan 32 mAh antara proses charging dan discharging baterai tersebut. Sedangkan pada pengambilan data hari kedua didapatkan hasil 425,5 mAh dengan perbedaan 20 mAh antara proses charging dan discharging tersebut. Rata-rata daya yang dihasilkan dalam satu hari adalah 432,5 mAh.KATA KUNCI: ekstensometer elektronik, solar cell, DT-sense current sensor v1.0, xbee pro

ABSTRACT : Has done research on analysis of the power generated from the solar cell to the battery in the electronic extensometer. Solar cell has been widely used as alternative power source especially on device which is work wirelessly and far from PLN power source to recharging its power. In this research is used an electronic extensometer series with 1000 mAh battery and added several modules such as DT sense current sensor v1.0 based on ACS 712 as a current sensor, xbee pro module as Analog to Digital Converter and data sender, lipo usb charger as connector between solar cell to battery and also use software as data viewer on PC. Process of data taking has been taken two times in two different days on 09.00 WIB 15.00 WIB and will tested with comparison between its charging and discharging data. On first day of data taking, the result obtained by 438,9 mAh with 32 mAh difference between its charging and discharging process. Whereas on second day of data taking, the result obtained by 425,5 mAh with 20 mAh difference between its charging and discharging process. The average value of power which obtained in one day is 432,5 mAh.KEYWORD: electronic extensometer, solar cell, DT-sense current sensor v1.0, xbee proo1. PENDAHULUANDi zaman yang serba modern ini, berbagai peralatan sudah dilengkapi dengan daya yang berasal dari baterai. Hal ini memudahkan penggunanya untuk mengaktifkan alat yang ingin digunakan tanpa harus repot mencari-cari sumber daya listrik dari PLN. Namun, dalam pengoperasiannya tentunya sebuah daya yang ada di dalam sebuah baterai adalah terbatas, oleh karena itu diperlukan pengisian kembali (charging) pada baterai.Pada alat tertentu seperti alat pendeteksi suatu hal yang dioperasikan secara jarak jauh, tentunya akan sangat repot bagi pengguna alat tersebut untuk bolak-balik mengisi ulang daya (charging) padahal alat yang digunakan sedang dalam proses pengambilan data. Hal ini tentunya akan mengganggu penggunaan alat tersebut sehingga proses pengambilan data akan berhenti karena alat tersebut kehabisan daya untuk aktif. Contohnya, apabila ada alat pendeteksi pergerakan tanah sebagai sensor tanah longsor yang diletakkan di tengah dataran tinggi rawan longsor suatu saat baterai nya habis karena lupa diisi kembali dayanya karena masih menggunakan sistem charging manual sehingga akan mengganggu proses pengambilan data saat akan terjadinya longsor sehingga mengganggu proses early warning system, maka solusi yang paling baik adalah dengan sistem charging otomatis dengan menggunakan daya alternatif selain energi listrik. Sensor tanah longsor yang akan digunakan adalah ekstensometer elektronik hasil penelitian para peneliti dari Pusat Penelitian Fisika (P2F) Puspiptek LIPI Serpong. Prinsip kerja sensor ini ialah memantau pergerakan permukaan tanah pada daerah rawan longsor yang dihubungkan dengan alat ini. Pada sensor yang menggunakan teknologi berbasis wireless ini tentunya dapat mengirim data dari secara nirkabel sehingga sensor dapat diletakkan di tempat-tempat yang sulit dijangkau kabel sekalipun mengingat jarak pengiriman data yang cukup jauh ketika di luar ruangan. Namun, kendala yang sering ada adalah kurangnya daya baterai yang cukup untuk membuat alat tetap aktif saat proses pengambilan data sehingga proses pengambilan data terhenti. Berdasarkan latar belakang diatas, maka masalah yang timbul mengenai peran alat ini sebagai alat monitoring pergerakan tanah sebagai pedoman untuk early warning system bencana tanah longsor adalah daya tahan alat ini yang sangat kecil sehingga kurang optimalnya alat ini jika digunakan untuk memantau pergerakan tanah di daerah rawan longsor secara real-time jika digunakan lebih dari 14 jam. Hal ini dikarenakan tidak memungkinkan mengisi ulang daya pada baterai yang digunakan pada ekstensometer elektronik ini dengan daya dari energi listrik dikarenakan letak sensor ini yang jauh dari sumber daya energi listrik PLN. Oleh karena itu, solusinya adalah pengisian daya ulang dari sumber energi matahari dengan solar cell.Penggunaan daya yang dihasilkan dari solar cell tidak lepas dikarenakan cahaya matahari merupakan bentuk energi terbarukan yang memadai sebagai energi pengganti listrik sebagai sumber daya untuk melakukan pengisian ulang daya pada baterai. Namun, salah satu kendala yang ada pada penggunaan energi dari cahaya matahari yaitu jumlah energi yang berubah tiap waktunya tergantung musim dan lingkungan. Banyak faktor yang mempengaruhi besar kecilnya daya yang dihasilkan dari energi cahaya matahari ini sehingga perlu untuk diketahui berapa jumlah energi rata-rata setiap hari yang dapat dihasilkan sumber energi ini dalam satu hari.1.1. Ekstensometer ElektronikSensor pergeseran pada prinsipnya dirancang dan dibuat untuk dapat mendeteksi pergeseran antar lempeng dari suatu tebing. Sensor ini dirancang dengan menggunakan prinsip yang sangat sederhana yaitu menggunakan potensiometer linier. Suatu arus tetap yang dihasilkan dari rangkaian sumber arus teregulasi dialirkan kedalam suatu potensiometer (sensor) akan memberikan tegangan sesuai dengan perkalian antara arus yang mengalir dan tahanan dari potensiometer. Tahanan potensiometer akan berubah dengan pergeseran tanah, karena sistem mekanik dapat mengubah gerakan translasi kedalam gerakan rotasi yang dipakai untuk memutar potensiometer [1]. Diagram sensor seperti gambar 1.

Gambar 1. Blok diagram sensor pergeseran tanah elektronik. [1]

Gambar 2. Foto bentuk jadi sensor Ekstensometer.Gambar 2 merupakan foto bentuk jadi dari sensor ekstensometer elektronik. Rangkaian elektronik dari sensor terdapat pada bagian dalam blok casing biru, seperti baterai, ADC, potensiometer linier, pengirim data berbasis wireless dan rangkaian pembagi tegangan.

2. METODOLOGI PENELITIANPenghitungan kapasitas daya yang dihasilkan dari solar cell pada baterai di ekstensometer elektronik ini dilakukan dengan membuat dua rangkaian charging dan discharging. Rangkaian charging digunakan untuk pengambilan data dengan mengisi ulang daya pada baterai di ekstensometer elektronik menggunakan solar cell sambil dimonitor arus dan tegangan masukan dari solar cell tersebut. Sedangkan pada rangkaian discharging digunakan untuk mendischarge baterai hasil pengisian ulang lewat solar cell tersebut sambil di monitor juga arus dan tegangan keluaran dari baterai tersebut.2.1. Rangkaian ChargingProses charging disini ialah proses pengisian muatan listrik pada baterai yang digunakan di ekstensometer elektronik dengan menggunakan muatan yang berasal dari energi matahari yang dihasilkan solar cell. Dalam perancangan hardware akan dibuat beberapa modul tambahan pada rangkaian ekstensometer elektronik yang sudah ada dengan beberapa modul sensor tambahan seperti sensor tegangan pada baterai, sensor tegangan pada solar cell dan sensor arus baik pada baterai maupun sensor arus dari solar cell. Berikut ini adalah gambar rangkaian pada xbee pengirim beserta keseluruhan dari ekstensometer elektronik yang sudah ditambahkan beberapa modul sensor lainnya. Gambar rangkaian charging seperti gambar 3.

Gambar 3. Rancangan rangkain pada xbee pengirim pada saat pengisian daya (charging).Skema rangkaian diatas adalah skema rangkaian yang digunakan untuk charging. Pada gambar diatas terlihat bahwa pada xbee pengirim terhubung dengan semua komponen pada rangkaian di dalam ekstensometer elektrik seperti baterai, solar cell, sensor arus juga regulator 3.3 Volt. Hal ini dikarenakan pada xbee teradapat ADC 10 bit dimana berfungsi untuk mengubah besaran analog yang dihasilkan dari rangkaian menjadi besaran digital. Selain itu juga, tegangan referensi yang digunakan xbee adalah sebesar 3.3 Volt, maka dari itu digunakan regulator 3.3 Volt sebagai pengubah tegangan dari baterai agar sesuai dengan tegangan referensi pada xbee. Sedangkan, pada solar cell rangkaian di jumper untuk dihubungkan ke dalam Lipo USB charger yang berfungsi untuk mengisi daya ke baterai 1000 mAh yang akan digunakan. Dalam rangkaian tersebut digunakan dua buah baterai. Satu baterai digunakan sebagai daya untuk mengaktifkan xbee, sedangkan baterai yang lainnya adalah yang besarnya 1000 mAh yang nantinya akan diisi dayanya melalui daya yang dihasilkan dari energi cahaya matahari melalui solar cell.2.2. Rangkaian dischargingProses discharging adalah proses pengosongan baterai hasil pengisian muatan baterai menggunakan solar cell sebelumnya. Hal ini dilakukan untuk membandingkan antara jumlah muatan yang masuk lewat proses charging dan yang keluar dari proses discharging baterai tersebut. Selain itu, dilakukan proses discharging dari baterai kondisi full dimana tertulis pada baterai bahwa besar jumlah muatan baterai pada kondisi full ialah 1000 mAh. Gambar rangkaian discharging seperti gambar 4.

Gambar 4. Rancangan rangkain pada xbee pengirim pada saat pengosongan daya (discharging).Pada rangkaian discharging hanya digunakan 1 buah baterai yakni baterai yang sudah diisi daya dari solar cell. Nantinya baterai ini akan dimonitor arus dan tegangannya untuk mengukur berapa kapasitas daya yang telah dihasilkan dari proses pengisian daya sebelumnya.Berikut ini akan dijelaskan mengenai fungsi masing-masing pin baik pada xbee maupun pin pada sensor arus:1. Pin 1 pada xbee terhubung dengan VCC pada sensor arus DT sense current sensor, VCC pada potensiometer multiturn, pin input pada regulator 3.3 Volt, VCC pada baterai. Pin ini berfungsi sebagai tempat power supply dari semua alat yang terhubung.2. Pin 10 pada xbee terhubung dengan GND pada sensor arus DT sense current sensor, GND pada potensiometer multiturn, pin GND pada regulator 3.3 Volt, GND pada baterai dan pin GND pada solar cell. Pin ini berfungsi sebagai titik GND (ground) dari semua alat yang terhubung.3. Pin 11 pada xbee (AD0) sebagai ADC yang dihubungkan dengan output potensiometer. Berfungsi untuk mengubah keluaran dari potensiometer menjadi besaran digital.4. Pin 12 pada xbee (AD1) sebagai ADC yang dihubungkan dengan output tegangan baterai. Berfungsi untuk menerima tegangan dari baterai kemudian mengubahnya menjadi besaran digital. 5. Pin 13 pada xbee (AD2) sebagai ADC yang dihubungkan dengan output regulator 3.3 Volt. Berfungsi untuk menerima tegangan referensi dan kemudian mengubahnya menjadi besaran digital.6. Pin 14 pada xbee (AD3) sebagai ADC yang dihubungkan dengan keluaran sensor arus. Berfungsi untuk mengubah besaran analog yang diterima sensor arus kedalam besaran digital.7. Pin 17 pada xbee (VREF) berfungsi sebagai referensi tegangan yang diterima xbee.8. Pin 20 pada xbee (AD4) sebagai ADC yang dihubungkan dengan output tegangan dari solar cell. Berfungsi untuk menerima tegangan dari baterai kemudian mengubahnya menjadi besaran digital.9. IP + dan IP - pada sensor arus berfungsi sebagai pin masukan arus yang akan dihitung.2.3 Rangkaian Xbee penerimaPada rangkaian penerima, sebelum dihubungkan ke PC xbee dihubungkan melalui USB to xbee adapter. Kemudian setelah itu dihubungkan ke PC menggunakan kabel mini USB. Gambar 6 adalah modul USB to Xbee adapter yang digunakan.

Gambar 5. Rangkaian Xbee penerima.

Gambar 6. USB to Xbee adapter sebelum dan sesudah dihubungkan Xbee (sumber : www. aliexpress.com)2.3. Proses Menyamakan ID Pada Xbee pengirim dan Xbee penerima.Menurut datasheet dari produsennya, modul Xbee Pro S1 memiliki spesifikasi jangkauan komunikasi secara nirkabel dengan jarak 60 - 90 m di dalam ruangan dan kurang lebih 1600 m di luar ruangan dalam posisi straight. Modul Xbee Pro S1 ini agar dapat digunakan dalam komunikasi data secara nirkabel, modul tersebut disetting dengan menggunakan software X-CTU. Komunikasi yang digunakan adalah tipe point to point. Pada bagian penerima dan pengirim pada bagian Networking and Security diatur dengan nilai PAN ID (Personal Area Network ID) = 3332 yaitu sama, sedangkan pada bagian Destination Address Low (DL) dan 16 Bit Source Address (MY) antara pengirim dan penerima bernilai saling berpasangan, seperti berikut: Bagian pengirim: DL=1 dan MY=2Bagian penerima: DL=2 dan MY=1 Gambar 7. Pengaturan Networking and Security pada pengirim (kiri) dan penerima (kanan).Sedangkan bagian pengirim selain disetting seperti gambar di atas juga dilakukan pengaturan pada I/O Setting untuk penggunaan ADC kanal 1, 2, 3, dan 4 yaitu bernilai masing-masing 2.

Gambar 8. Pengaturan I/O Setting pada xbee pengirim.2.4. Karakterisasi Sensor ArusPada penelitian ini digunakan modul sensor arus DT sense current sensor. DT sense current sensor merupakan suatu modul sensor arus yang menggunakan IC sensor arus linier berbasis Hall-Effect ACS712 produksi Allegro. Sensor arus ini dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau DC. Pada DT sense current sensor ini terdapat modul with Opamp. Dimana telah ditambahkan rangkaian penguat sehingga sensitivitas pengukuran arus dapat lebih ditingkatkan dan dapat mengukur perubahan arus yang lebih kecil. Cara kerja sensor arus ini ialah mengubah arus yang diterima menjadi tegangan.

Gambar 9. Rangkaian karakterisasi sensor arus.Untuk melakukan pengkarakterisasian sensor arus ini digunakan rangkaian sederhana dengan menggunakan dua buah baterai, satu buah trimpot dan dua buah multimeter, satu sebagai pengukur arus dan satu lagi sebagai pengukur tegangan. Secara singkatnya, langkah-langkah yang dilakukan dalam pengkarakterisasian sensor arus ini yaitu dengan mencatat keluaran tegangan di voltmeter sesuai dengan arus yang diberikan pada amperemeter dengan kenaikan arus tiap 50 mA yang diatur dari trimpot.

Gambar 10. Proses pengkarakterisasian sensor.2.5. Perancangan Program AplikasiUntuk memudahkan dalam evaluasi dan analisa hasil keluaran arus dan tegangan baik dari sensor arus maupun modul lainnya, pada penelitian ini dibuat program pembaca dengan menggunakan perangkat lunak LabVIEW. Cara kerja program ini dalam membaca keluaran dari rangkaian yaitu dengan menggunakan toolkit NI VISA yang ada pada LabVIEW untuk komunikasi serial antara xbee dengan PC. Data kiriman dari xbee berupa paket-paket data dimana tiap satu paket data diinisiasi oleh karakter 7E. Dalam satu paket data terdapat data-data kiriman dari xbee seperti RSSI (Received Signal Strength Indicator) dan data dari masing-masing ADC. Dari proses inilah nantinya kolom header check akan menyala apabila satu paket data yang dimulai dari karakter 7E ini terbaca. Kemudian kolom data sent akan menyala apabila data tersebut masuk ke penyimpanan data-data yang nantinya ditulis dalam bentuk sheet yang bisa dibuka melalui program microsoft excel. Pada Gambar 11 ditampilkan gambar diagram alir cara kerja program pembaca.

Gambar 11. Diagram Alir pembuatan software penampil data.Sedangkan pada gambar 12 ditampilkan screenshoot dari software yang telah dibuat.

Gambar 12. Program pemantauan solar cell nirkabel.2.6. Cara Kerja PenelitianCara kerja dari penelitian mengenai analisis jumlah daya yang dihasilkan dari solar cell pada baterai di ekstensometer elektronik dibagi menjadi dua proses yakni charging dan discharging. Pada kedua proses itu kurang lebih sama cara kerja nya hanya saja pada proses discharging terdapat satu tambahan modul yakni solar cell pada rangkaian ekstensometer. Intinya adalah modul sensor untuk mencatat tegangan dan arus yang masuk semua diletakkan di dalam rangkaian ekstensometer, kemudian data tersebut dilanjutkan ke xbee pengirim untuk dikirim menuju xbee penerima yang sudah terhubung dengan PC. Data kemudian ditampilkan lewat LabVIEW 2011 dan disimpan kemudian diolah menggunakan Microsoft Excel. Untuk lebih jelasnya akan digambarkan melalui diagram blok pada gambar 13 dibawah ini. Dan untuk tahapan penelitian dari awal sampai akhir akan ditampilkan melalui blok diagram pada gambar 14.

Gambar 13. Cara kerja penelitian.

Gambar 14. Tahapan penelitian.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN3.1. Hasil Perancangan Rangkaian Charging dan DischargingTelah berhasil dibuat rangkaian charging dan discharging untuk menganalisis masukan pada ekstensometer elektronik dari daya energi matahari yang dihasilkan oleh solar cell. Berikut ini adalah gambar rangkaian yang telah dibuat : Gambar 15. Hasil Perancangan rangkaian charging (kanan) dan discharging (kiri)3.2. Hasil Karakterisasi Sensor ArusPada sensor arus yang digunakan cara kerjanya ialah mengubah arus masukan yang diterima sensor menjadi keluaran berupa tegangan. Oleh karena itu diperlukan sebuah proses karakterisasi sensor untuk mengetahui besaran arus masukan yang diterima oleh sensor arus terhadap keluaran yang berupa tegangan. Selain itu, pada sensor arus ini digunakan penguat untuk membuat sensor lebih sensitif sehingga pada Vref dan offset bisa diatur pengguna sensor. Hal ini pula lah yang menjadi sebab mengapa sensor perlu dikarakterisasi untuk mendapat hasil yang akurat. Pada proses pengkarakterisasian sensor arus ini dilakukan dua kali pengkarakterisasian yakni untuk arus positif dan arus negatif. Gambar 16 adalah grafik hasil pengkarakterisasian sensor arus ini berdasarkan arus masukan terhadap tegangan keluaran untuk arus positif.

Gambar 16. Grafik arus masukan terhadap tegangan keluaran pada sensor arus untuk arus positif.Dengan menggunakan fitur Trendline pada program Microsoft Excel didapatkan persamaan untuk mencari berapa arus yang didapat apabila didapat nilai tegangan tertentu untuk arus positif.3.3. Hasil Discharge Baterai Kondisi PenuhSebelum dimulai proses charging menggunakan daya dari solar cell dilakukan proses pengosongan baterai dari keadaan full/penuh. Hal ini dilakukan untuk mengetahui berapa lama baterai 1000 mAh bisa bertahan dalam mengaktifkan rangkaian ekstensometer dalam kondisi statis. Selain itu juga, hal ini berfungsi untuk mengosongkan baterai sebelum proses charging menggunakan daya yang dihasilkan solar cell. Hasil dari data yang didapat pada Microsoft Excel masih berupa data tiap detiknya. Untuk mengetahui kapasitas baterai digunakan rumus :

yang dimaksud disini adalah jumlah muatan atau kapasitas baterai. adalah arus dalam mA, dan dalam detik. Untuk mengetahui kapasitas baterai yang didapat dari seluruh proses discharging ini maka kemudian dijumlahkan nilai dari awal proses discharging sampai akhir proses discharging. Hasil yang didapat dari perhitungan terhadap arus dari baterai adalah -1089,070017 mAh. Tanda minus (-) pada hasil tersebut menunjukkan arus keluar (discharging).Baterai yang digunakan pada rangkaian ekstensometer ini berkapasitas sebesar 1000 mAh dan pada proses discharging dari baterai tersebut dari kondisi penuh sampai habis menggunakan perhitungan diatas didapatkan hasil 1089,070017 mAh. Dari hasil ini dapat dilihat bahwa perbedaan hasil perhitungan ini dengan kapasitas baterai masih terdapat margin error sebesar 8,9%.

3.4. Hasil Proses Charging Baterai dengan Solar Cell3.4.1. Pengambilan Data Tanggal 16 Agustus 2014Berikut ini adalah grafik-grafik hasil pengambilan data pada proses charging tanggal 16-08-2014.

Gambar 17. Grafik tegangan(atas) dan arus(bawah) hasil pengambilan data tanggal 16 agustus 2014.Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tegangan cenderung stabil dan arus yang didapat dari proses charging ini tidak stabil atau mengalami kenaikan maupun penurunan. Hasil ini yang mempengaruhi hasil kapasitas arus yang didapatkan untuk baterai. Pada pengambilan data dari proses charging menggunakan daya yang dihasilkan solar cell pada tanggal 16-08-2014 ini didapatkan hasil 438,9264345 mAh. Dari angka ini bisa dilihat bahwa hasil proses charging pada tanggal 16-08-2014 cukup untuk mengisi sekitar kurang lebih 44% dari jumlah kapasitas baterai pada keadaan penuh yakni 1000 mAh.

3.4.2. Pengambilan Data Tanggal 24 Agustus 2014Berikut ini adalah grafik-grafik hasil pengambilan data pada proses charging tanggal 16-08-2014.

Gambar 18. Grafik tegangan(atas) dan arus(bawah) hasil pengambilan data tanggal 24 agustus 2014.Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tegangan cenderung stabil dan arus yang didapat dari proses charging ini tidak stabil atau mengalami kenaikan maupun penurunan masih sama seperti pada pengambilan data tanggal 16 agustus 2014. Hasil ini yang mempengaruhi hasil kapasitas arus yang didapatkan untuk baterai. Pada pengambilan data dari proses charging menggunakan daya yang dihasilkan solar cell pada tanggal 24-08-2014 ini didapatkan hasil 425,32 mAh. Dari angka ini bisa dilihat bahwa hasil proses charging pada tanggal 24-08-2014 cukup untuk mengisi sekitar kurang lebih 42% dari jumlah kapasitas baterai pada keadaan penuh yakni 1000 mAh.3.5. Hasil Proses Discharge Baterai dari Hasil Charge dengan Solar CellSetelah hasil proses charging baterai menggunakan daya yang dihasilkan solar cell seperti yang sudah dibahas sebelumnya kemudian dilakukan kembali proses discharging baterai yang telah dicharge tersebut. Hal ini bertujuan untuk membandingkan hasil dari kapasitas baterai yang didapat dari proses charging menggunakan daya yang dihasilkan solar cell tersebut dengan kapasitas baterai yang dihitung dari hasil proses discharge tersebut. Proses discharging kali ini tidak jauh berbeda dengan proses discharging dari baterai pada kondisi penuh hanya saja kapasitas baterai yang digunakan pada proses discharging kali ini adalah kapasitas baterai dari yang telah dihasilkan melalui proses charging menggunakan solar cell. Pada pembahasan pada proses discharging ini ada dua pembahasan yaitu pembahasan hasil discharging baterai pada baterai yang dicharge menggunakan solar cell pada tanggal 16-08-2014 dan pada tanggal 24-08-2014.

3.5.1. Discharge Baterai Hasil Proses Charging tanggal 16 Agustus 2014Berikut ini adalah grafik-grafik hasil pengambilan data pada proses discharging baterai dari hasil proses charging tanggal 16-08-2014.

Gambar 19. Grafik tegangan(atas) dan arus(bawah) hasil pengambilan data discharging baterai dari proses charging tanggal 16 agustus 2014.Dari grafik terlihat bahwa tegangan yang termonitor dari proses discharging baterai cenderung naik. Hal ini berbeda dengan teori yang ada bahwa tegangan baterai dari kondisi baterai saat penuh menuju kondisi baterai kosong seharusnya menurun. Kenaikan tegangan disebabkan oleh panasnya resistor pada rangkaian pembagi tegangan sehingga menyebabkan tegangan yang termonitor menjadi cenderung naik dari awal proses discharging sampai akhir proses discharging.Terlihat pada arus bahwa grafik cenderung dalam angka negatif. Ini karena arus yang termonitor adalah arus keluar karena proses yang dilakukan adalah proses discharging. Pada proses ini didapatkan perhitungan jumlah kapasitas daya sebesar -471,008 mAh. Pada proses discharging ini juga termonitor bahwa data yang masuk dimulai pada pukul 18:31:06 sampai dengan 00:30:57 atau sekitar 6 jam. Itu berarti kapasitas daya yang dihasilkan dari proses charging menggunakan solar cell pada tanggal 16-08-2014 bisa bertahan sampai 6 jam pada rangkaian ekstensometer elektronik.

3.5.2. Discharge Baterai Hasil Proses Charging tanggal 24 Agustus 2014Berikut ini adalah grafik-grafik hasil pengambilan data pada proses discharging baterai dari hasil proses charging tanggal 24-08-2014.

Gambar 20. Grafik tegangan(atas) dan arus(bawah) hasil pengambilan data discharging baterai dari proses charging tanggal 24 agustus 2014.Pada proses discharging ini didapatkan perhitungan jumlah kapasitas daya sebesar -445,43 mAh. Pada proses discharging ini juga termonitor bahwa data yang masuk dimulai pada pukul 19:15:52 sampai dengan 00:56:55 atau sekitar 5 jam 46 menit. Itu berarti kapasitas daya yang dihasilkan dari proses charging menggunakan solar cell pada tanggal 24-08-2014 bisa bertahan sampai 5 jam 46 menit pada rangkaian ekstensometer elektronik.

3.6. Perbandingan Hasil Charging dan Discharging Dari hasil diatas tentunya terdapat hal yang dapat dibandingkan antara kapasitas daya yang didapat dari proses charging dengan kapasitas yang didapat dari proses discharging baterai hasil charging tersebut. Berikut adalah hasil dari perbandingan data-data yang telah didapat.16-08-201424-08-2014

ChargingDischargingChargingDischarging

438,93 mAh-471,01 mAh425,32 mAh-445,43 mAh

Tabel 1. Perbandingan Hasil Charging dan Discharging.4. KESIMPULAN DAN SARAN4.1. KesimpulanBerdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut:1.Telah berhasil dibuat rangkaian untuk mengetahui jumlah kapasitas daya yang dihasilkan oleh pengisian daya menggunakan solar cell pada ekstensometer elektronik berfungsi dengan cukup baik.2.Kapasitas yang didapat dari hasil penelitian, yaitu : Pada pengambilan data tanggal 16 Agustus 2014 didapat 438,9 mAh dan terdapat perbedaan 32 mAh dari proses charging discharging. Pada pengambilan data tanggal 24 Agustus 2014 didapat 425,2 mAh dan terdapat perbedaan 20 mAh dari proses charging discharging.3.Rata-rata kapasitas yang dihasilkan dari dua hari peengambilan data adalah sebesar 432,5 mAh.4.1. Saran1.Pengembangan sistem ekstensometer elektrik dengan kapasitas baterai yang lebih besar sehingga alat dapat aktif lebih lama.2.Penambahan modul charging otomatis saat baterai kapasitas dayanya sudah tidak banyak lagi sehingga menghindari kondisi overload pada baterai dikarekan diisi terus dayanya setiap solar cell menerima cahaya matahari.DAFTAR PUSTAKA[1]Widiyatmoko, Bambang, P. Puranto, D. Hanto, "PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKURAN GEJALA FISIS LONGSOR SISTEM ELEKTRONIK DAN OPTIK." 2010, BerkalaFisika Vol 13. , No.2[2]A. Setiono, P. Puranto, and B. Widiyatmoko, Pembuatan dan Uji Coba Data Logger Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Untuk Monitoring Pergeseran Tanah, 2010. J. Fis. - Himpun. Fis. Indones., vol. 10, no. 2, pp. 8394,

[3] A. Setiono, P. Puranto, and B. Widiyatmoko, Pengujiaan dan Pengembangan Akuisisi Data Extensometer Untuk Monitoring Kondisi Lereng, 2010, vol. 32, pp. 11111