40

BAB IV

PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS

Pada bab ini akan ditunjukkan tentang hasil pengujian alat dan kemudian

dilakukan analisis dari hasil pengujian. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui cara

kerja dan tingkat keberhasilan alat.

4.1. Pengujian Buck Converter dan Boost Converter

Buck dan boost converter dirancang memiliki keluaran 14,4 Volt. Pengujian

dilakukan untuk pengecekan keluaran dari kedua konverter tersebut. Pengujian buck

converter dilakukan dengan memberi tegangan masukan dari 20 Volt kemudian

diturunkan secara perlahan hingga 0 Volt, sedangkan untuk boost converter diberi

tegangan masukan 0 Volt kemudian dinaikkan secara perlahan hingga 20 Volt. Dari

hasil pengujian didapat :

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Buck dan Boost Converter

Tegangan Masukan

(Volt)

Tegangan Keluaran (Volt)

Buck Converter Boost Converter

0 0 0

5 5 14,3

10 10 14,3

15 14,2 15

20 14,2 20

Dari hasil pengujian di atas, didapat bahwa buck dan boost converter yang telah

dirancang dapat bekerja dan dapat digunakan untuk mengisi baterai lead-acid 12 Volt.

4.2. Pengujian Panel Surya tanpa MPPT-P&O untuk Pengisian Baterai Lead-

Acid

Pengujian ini dilakukan dengan menyambungkan langsung panel surya ke baterai

lead-acid dan diambil sampel dengan rentang waktu 15 menit. Sebelum melakukan

pengisian, panel surya dihitung tegangan dan arusnya dengan menggunakan sensor arus

dan tegangan yang telah dibuat, lalu dilakukan perhitungan :

41

int average(int pins)

int sum = 0;

int read_val;

int i;

for(i = 0; i < 8; i++)

read_val = analogRead(pins);

sum += read_val;

delayMicroseconds(10);

return(sum/8);

int sensor()

sp_v = average(spv) * spv_const;

sp_i = average(spi) * spi_const - spi_offs;

bat_v = average(btv) * btv_const;

l_i = average(li) * li_const - li_offs;

sp_w = sp_v * sp_i;

Serial.print(sp_v, DEC);

Serial.print(", ");

Serial.println(sp_i, DEC);

delayMicroseconds(2000);

Nilai dari konstanta spv_const, spi_const, dan spi_offs adalah nilai untuk

mendapat tegangan dan arus sebenarnya. Sebelum melakukan pembacaan dengan

sensor-sensor tersebut, dilakukan kalibrasi agar nilai dari perhitungan sesuai dengan

keluaran sebenarnya. Kalibrasi pada sensor tegangan dilakukan dengan mengukur nilai

resistor. Dari kalibrasi ini didapat nilai resistor untuk panel surya sebesar 9,87 kΩ dan

2,703 kΩ. Kemudian, nilai spv_const didapat dengan :

spv_const =5∗(9.87𝑘+2,703𝑘)

1024∗2,703𝑘= 0,0227123942

Sedang untuk kalibrasi sensor arus, dilakukan dengan mencari keluaran dari

ACS712 saat dihubung singkat. Pada pembacaan analogRead Arduino, didapat nilai

sebesar 510, kemudian nilai dari spi_offs didapat dengan :

spi_offs =5∗510

1024∗0.185= 13,4607263514

Dengan perhitungan-perhitungan di atas, didapat file dengan format .csv. Data

dari file tersebut dikirim ke MATLAB yang kemudian dihitung rata-rata dari arus dan

tegangannya :

42

>> data1 = readtable('noncharge.csv');

>> teg1 = data11:end,1;

>> arus1 = data1:,1:end;

>> teg1_arus1_rerata = mean(data1:,1:end)

teg1_arus1_rerata =

19.1847 0.8370

>> daya1 = teg1.*arus1;

>> daya1rerata = mean(daya1)

daya1rerata =

16.0572

Gambar 4.1. Sampel hasil pengukuran tegangan dan arus panel surya

43

Gambar 4.2. Grafik keluaran panel surya

Dari nilai-nilai di atas, didapat rata-rata untuk tegangan adalah 19,1847 Volt, arus

0,8370 Ampere, dan daya 16,0572 Watt. Setelah itu, dilakukan pengisian terhadap

baterai langsung dari panel surya. Seperti pengambilan data sebelumnya, maka didapat

keluaran rata-rata sebagai berikut :

>> data2 = readtable('charge.csv');

>> teg2 = data21:end,1;

>> arus2 = data2:,1:end;

>> teg2_arus2_rerata = mean(data2:,1:end)

teg_arus_rerata =

12.3628 0.6841

>> daya2 = teg2.*arus2;

>> daya2rerata = mean(daya2)

daya2rerata =

8.4571

44

Gambar 4.3. Sampel hasil pengukuran tegangan dan arus pengisian dengan panel surya

tanpa MPPT-P&O

45

Gambar 4.4. Grafik keluaran pengisian baterai dengan panel surya tanpa MPPT-P&O

Didapat rata-rata tegangannya 12,3628 Volt, arusnya 0,6841 Ampere, dan daya

8,4571 Watt. Tegangan ini turun dan menyesuaikan tegangan dari baterai yang diisi

ulang, yaitu 12,3 Volt. Untuk mengisi baterai lead-acid 12 Volt, diperlukan tegangan

antara 2,3 Volt hingga 2,4 Volt tiap selnya, atau 13,8 Volt hingga 14,4 Volt. Akan tetapi,

panel surya ketika digunakan untuk mengisi baterai akan mengalami penurunan

tegangan sesuai dengan kapasitas baterai yang tersisa. Hal ini mengakibatkan panel

surya tidak bisa secara maksimal digunakan untuk mengisi baterai secara langsung.

4.3. Pengujian Panel Surya dengan MPPT-P&O untuk Pengisian Baterai Lead-

Acid

Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan panel surya dengan sistem untuk

melakukan pengisian terhadap baterai dan diambil sampel dengan rentang waktu 15

menit. Sistem yang dijalankan adalah MPPT-P&O sebagai berikut :

void charge()

switch(charge_con)

case on :

if(bat_v <= 12.5)

if(sp_w <= old_spw)

if(sp_v <= old_spv)

buck_off;

boost_on;

else

buck_on;

46

boost_off;

else

if(sp_v <= old_spv)

buck_on;

boost_off;

else

buck_off;

boost_on;

old_spw = sp_w;

old_spv = sp_v;

else if(b_full < bat_v)

delay(10000);

if(b_full < bat_v)

charge_con = off;

else

charge_con = on;

break;

case off :

buck_off;

boost_off;

break;

default :

buck_off;

boost_off;

break;

Setelah data didapat, penghitungan rata-rata tegangan, arus, dan daya keluaran

panel surya dengan MPPT-P&O menggunakan : >> data3 = readtable('chargesys.csv');

>> teg3 = data31:end,1;

>> arus3 = data3:,1:end;

>> teg3_arus3_rerata = mean(data3:,1:end)

teg_arus_rerata =

14.2002 0.7315

>> daya3 = teg3.*arus3;

>> daya3rerata = mean(daya3)

daya3rerata =

10.3883

47

Gambar 4.5. Sampel hasil pengukuran tegangan dan arus pengisian dengan panel surya

beserta MPPT-P&O

48

Gambar 4.6. Grafik keluaran pengisian baterai dengan panel surya serta MPPT-P&O

Dengan rata-rata tegangan sebesar 14,2002 Volt dan arus 0,7315 Ampere,

sehingga menghasilkan daya rata-rata sebesar 10,3883 Watt. Dari grafik pada Gambar

4.6. di atas, dapat dilihat bahwa keluaran dari sistem adalah 13,9 Volt hingga 14,3 Volt.

Dengan tegangan tersebut, maka panel surya dapat digunakan untuk mengisi baterai.

4.4. Pengujian Saklar Beban

Pada pengujian ini, beban lampu 12 Volt beserta potensiometer 10 kΩ dipasang.

Saklar beban akan aktif ketika kondisi baterai di atas 11,5 Volt dan daya dari panel

surya kurang dari 2 Watt.

void load_con()

if(sp_w < sp_low_pow && load_stop < bat_v)

load_on;

lcd.setCursor(17,1);

lcd.print(" ON");

lcd.setCursor(14,2);

lcd.print(l_i,2);

else

load_off;

lcd.setCursor(17,1);

49

lcd.print("OFF");

lcd.setCursor(14,2);

lcd.print("--.--");

Dari data yang didapat, ketika tegangan baterai 12,3 Volt dan panel surya dilepas,

lampu yang disambung dengan sistem dapat menyala dengan arus 0,2 Ampere.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Saklar Beban

Daya Solar Panel

(Watt)

Tegangan Baterai (Volt)

11 12,3

1 Off On

3 Off Off

4.5. Pengujian MPPT-P&O dengan Catu Daya

Pengujian sistem menggunakan catu daya dilakukan untuk mengetahui kinerja

sistem. Berikut adalah perbandingan arus pengisian menggunakan sistem dan tanpa

menggunakan sistem :

Tabel 4.3. Arus Pengisian tanpa Menggunakan Sistem

No Vin

(Volt)

Arus tanpa Sistem

(Ampere)

1 0 0

2 1 0

3 2 0

4 3 0

5 4 0

6 5 0

7 6 0

8 7 0

9 8 0

10 9 0

11 10 0

12 11 0

13 12 0

14 12,5 0,071

15 13 0,56

16 14 1,75

17 14,5 2,16

18 15 2,66

50

Tabel 4.4. Arus Pengisian dengan Menggunakan Sistem

Vin

(Volt)

Arus dengan

Sistem

(Ampere)

0 0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0,04

9 0,04

10 0,14

11 0,14

12 0,165

13 0,307

14 0,32

15 0,36

16 0,56

17 0,69

18 0,76

19 0,78

20 0,8

Dari Tabel 4.3. dan Tabel 4.4., didapat bahwa sistem dapat bekerja ketika

tegangan di bawah tegangan baterai, yaitu 12,3 Volt, sedangkan tanpa menggunakan

sistem, catu daya mulai bekerja disaat tegangan mendekati tegangan baterai. Saat

tegangan catu daya dinaikkan sedikit demi sedikit, arus yang dialirkan juga ikut naik.

Saat melebihi 14 Volt, tegangan dan arus pengisian dengan catu daya tanpa

menggunakan sistem masih terus naik. Hal ini akan dapat merusak baterai, karena

tegangan dan arus yang digunakan melebihi dari 14,4 Volt (tegangan maksimal

pengisian baterai 12 Volt, 6 sel) dan 2,1 A.