skripsi model sistem penyiram taman-median-jalan …

76
SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN RAYA DENGAN SUMBER ENERGI PHOTOVOLTAIC NURUL AULIA UTARI VIVI ALVIONITA 10582 11 114 17 10582 11 168 17 KONSENTRASI TENAGA LISTRIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2021

Upload: others

Post on 04-Nov-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

SKRIPSI

MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN RAYA

DENGAN SUMBER ENERGI PHOTOVOLTAIC

NURUL AULIA UTARI VIVI ALVIONITA

10582 11 114 17 10582 11 168 17

KONSENTRASI TENAGA LISTRIK

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2021

Page 2: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb

Segala puji bagi Allah yang telah melimpahkan rahmat, karunia, menciptakan manusia

dengan sebaik-baik bentuk dan telah memberikan petunjuk kepada manusia dengan

firman-Nya. Betapa besar kasih sayang Allah kepada seluruh umat manusia walaupun

sering kali kita terlupa atau dengan sengaja kufur terhadap nikmat-Nya. Salam dan

shalawat semoga Allah curahkan bagi junjungan kita, penghulu para nabi, Muhammad

Shallallhu Alaihi wa Sallam beserta segenap keluarga dan sahabatnya serta para

pengikutnya yang telah membawa kita dari alam jahiliyah ke dinul islam seperti saat ini,

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Penyiram

Taman-Median-Jalan Raya dengan Sumber Energi Photovoltaic”. Dalam penulisan

Tugas Akhir ini tidak bisa lepas dari bantuan banyak pihak, maka dengan segala hormat

penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan nikmatnya sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan kerja praktek ini tepat pada waktunya.

2. Ayah, Ibu, kakak dan adik yang kusayangi serta segenap keluarga penulis yang telah

memberikan motivasi, dukungan baik moril maupun materil dan juga kasih sayang

kepada penulis.

3. Ibu Adriani., S.T., M.T selaku “ketua prodi” dan Ibu Rahmania., S.T., M.T selaku

“sekretaris prodi” Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar.

4. Bapak Ir. Abd. Hafid., M.T selaku “pembimbing 1” dan Bapak Andi Faharuddin.,

S.T.,M.T selaku “pembimbing 2” tugas akhir yang telah banyak memberikan masukan

dan arahan dalam penulisan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh karyawan dan staf tata usaha yang telah membantu dan memberikan

bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan proses administrasi Tugas Akhir.

Page 3: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

6. Seluruh Dosen Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar yang telah

memberikan dukungan dan ilmunya kepada penulis.

7. Seluruh teman-teman KKP yang telah memberikan motivasi dan dukungannya.

8. Seluruh teman-teman AKURASI angkatan 2017 yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan kuliah di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar.

9. Rekan-rekan Lab. Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar atas pengertian,

kerja sama dan toleransinya kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini.

10. Teman-teman seperjuangan BACOT yang telah memberikan saran dan motivasi

kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini..

11. Semua pihak yang tentunya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Akhirnya tiada yang

sempurna kecuali Allah, semoga buah karya dan laporan ini dengan segala

kekurangannya bisa mengisi khazanah kepustakaan kita dan sebagai referensi Tugas

Akhir yang akan datang. Penulis berharap laporan ini bermanfaat untuk semua pihak.

Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan di

kemudian hari

Terima kasih.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Makassar, 16 Juni 2021

Penulis

Page 4: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................. i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ v

DAFTAR TABEL...................................................................................................................vii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................................... 10

A. Latar Belakang .............................................................................................................. 10

B. Rumusan Masalah ......................................................................................................... 12

C. Tujuan Penelitian ........................................................................................................... 13

D. Batasan Masalah ............................................................................................................ 13

E. Manfaat Penelitian .......................................................................................................... 14

F. Sistematika Penulisan ..................................................................................................... 14

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 16

A. Sistem Energi Photovoltaic ............................................................................................ 16

B. Solar Controller ............................................................................................................. 18

C. Relay ............................................................................................................................. 20

D. Baterai (accu) ................................................................................................................. 23

E. Arduino UNO ................................................................................................................. 32

F. Sensor kelembaban Tanah .............................................................................................. 35

G. Lampu LED ................................................................................................................... 38

H. Pompa ........................................................................................................................... 43

I. Median Jalan ................................................................................................................... 46

Page 5: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

J. Hari Otonom ................................................................................................................... 48

BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................................... 49

A. Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................................... 49

B. Alat dan Bahan ............................................................................................................. 49

C. Skema Penelitian ........................................................................................................... 52

D. Langkah Penelitian ......................................................................................................... 53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................................. 55

A. Model dan pengujian ...................................................................................................... 55

B. Flowchart sistem arduino ................................................................................................ 59

C. Spesifikasi Tanaman ....................................................................................................... 62

D. Model sistem aktual........................................................................................................ 64

BAB V PENUTUP ................................................................................................................. 71

A. KESIMPULAN .............................................................................................................. 71

B. SARAN .......................................................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 73

LAMPIRAN ........................................................................................................................... 75

Page 6: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema relay ......................................................................................................... 22

Gambar 2.2 Bagian-bagian baterai .......................................................................................... 24

Gambar 2.3 Kotak dan katup baterai ....................................................................................... 25

Gambar 2.4 Plat positif dan negatif baterai dalam satu sel ....................................................... 25

Gambar 2.5 Bateray gel cell .................................................................................................... 26

Gambar 2.6 Penyekat atau separator di antara plat baterai........................................................ 27

Gambar 2.7 Sel baterai ............................................................................................................ 28

Gambar 2.8 Terminal baterai ................................................................................................... 29

Gambar 2.9 Tutup ventilasi ..................................................................................................... 29

Gambar 2.10 Campuran asam dan air pada larutan elektrolit.................................................... 30

Gambar 2.11 Skema penggunaan baterai ................................................................................. 31

Gambar 2.12 Arduino uno ATMega328 .................................................................................. 32

Gambar 2.13 Diagram Skematik Arduino Uno ........................................................................ 33

Gambar 2.14 Konfigurasi pin ATMega328 .............................................................................. 34

Gambar 2.15 Arduino yang digunakan membaca sensor .......................................................... 35

Gambar 2.16 Sensor kelembaban tanah ................................................................................... 35

Gambar 2.17 Bagian-bagian pin sensor ................................................................................... 36

Gambar 2.18 Modul Sensor ..................................................................................................... 36

Gambar 2.19 Nilai Sensor ....................................................................................................... 37

Page 7: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 2.20 Simbol dan Bentuk LED .................................................................................... 38

Gambar 2.21 Positif dan Negatif LED ..................................................................................... 39

Gambar 2.22 Polaritas LED .................................................................................................... 40

Gambar 2.23 Pompa celup mini arah vertical .......................................................................... 45

Gambar 2.24 Dimensi median jalan (Jl. Boulevard Makassar) ................................................. 47

Gambar 3.1. Gambar rangkaian penelitian. .............................................................................. 52

Gambar 3.2. Bagan alir proses penelitian................................................................................. 54

Gambar 4.1 Model sistem penyiram taman .............................................................................. 55

Gambar 4.2 Skema Rangkaian Listrik ..................................................................................... 56

Gambar 4.3 Model sistem penyiram taman setelah dirakit ....................................................... 56

Gambar 4.4 Sistem Hasil pengujian alat yag telah dirakit ........................................................ 57

Gambar 4.5 Nilai sensor kelembaban tanah saat kering ........................................................... 58

Gambar 4.6 Nilai sensor kelembaban tanah saat masih cukup air ............................................. 58

Gambar 4.7 Nilai sensor kelembaban tanah saat basah............................................................. 58

Gambar 4.9 Desain sistem aktual ............................................................................................ 65

Gambar 4.10 SPTO ................................................................................................................. 66

Page 8: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Warna-warna LED.................................................................................................. 41

Tabel 2.2 Tegangan Maju LED ............................................................................................... 42

Tabel 3.1 Bahan yang digunakan dalam model sistem ............................................................. 50

Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam desain aktual ............................................................. 51

Tabel 4.1 Pengukuran tegangan mikrokontroller...................................................................... 57

Tabel 4.2 Keterangan daya sistem aktual ................................................................................. 64

Page 9: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Abstrak

Model sistem penyiram taman merupakan salah satu bentuk referensi untuk

energi terbarukan didalam dunia elektro. Model sistem penyiram taman ini dapat

digunakan sebagai acuan untuk pembuatan dalam sistem aktual penyiram taman

otomatis yang memanfaatkan arduino sebagai mikrokontroller.Panel surya berfungsi

sebagai sumber energi berupa tegangan yang dihasilkan dari sinar matahari, lalu

tegangan yang dihasilkan panel surya akan melewati solar charge controller untuk

mengontrol kebutuhan baterai agar tidak terjadi over charging, setelah dari baterai maka

tegangan akan diturukan dari 12 volt menjadi 5 volt untuk memenuhi kebutuhan

tengangan arduino uno. Setelah mengaktifkan sistem maka sensor akan membaca nilai

kelembaban tanah yang akan diproses oleh arduino uno. Lampu merah menyala

menandakan sistem siap bekerja pada tanah yang kering maka secara otomatis arduino

akan mengirim sinyal ke relay untuk membuat pompa bekerja yang mana relay disini

berufungsi sebagai saklar otomatis, setelah pompa bekerja lampu hijau juga ikut

menyala, untuk menyirami tanaman sampai kelembaban tanah mencapai nilai yang telah

diprogramkan.

Kata kunci : Panel surya, arduino, median jalan, pompa, baterai

Page 10: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Abstract

The garden sprinkler system model is one form of reference for

renewable energy in the electrical world. This garden sprinkler system model can

be used as a reference for the manufacture of an actual automatic garden sprinkler

system that utilizes Arduino as a microcontroller. The solar panel functions as an

energy source in the form of a voltage generated from sunlight, then the voltage

generated by the solar panel will pass through the solar charge controller to

control the battery needs to avoid overcharging, after from the battery the voltage

will be lowered from 12 volts to 5 volts to meet arduino uno voltage requirement.

After activating the system, the sensor will read the soil moisture value which will

be processed by the Arduino Uno. The red light is on indicating the system is

ready to work on dry soil, then Arduino will automatically send a signal to the

relay to make the pump work, where the relay here functions as an automatic

switch, after the pump works, the green light also turns on, to water the plants

until the soil moisture reaches the value. programmed.

Keywords: Solar panels, arduino, median road, pump, battery

Page 11: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

BAB I

PENDAHULUAN

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Taman-median-jalan merupakan suatu bagian tengah badan jalan

yang secara fisik memisahklan arus lalu lintas yang berlawanan arah.

Median jalan (pemisah tengah) dapat berbrntuk median yang ditinggikan

(raised), median yang diturunkan (depressed), atau median rata (flush).

Median jalan direncanakan dengan tujuan untuk meningkatkan

keselamatan, kelancaran dan kenyamanan bagi pemakai jalan maupun

lingkungan. Median jalan hanya berfungsi sebagai berikut :

1. Memisahkan dua aliran lalu lintas yang berlawanan arah.

2. Untuk menghalangi lalu lintas beloki kanan.

3. Lapak tunggu bagi penyebrang jalan

4. Penempatan fasilitas unutk mengurangi silau dari sinar lampu

kendaraan dari arah berlawanan.

5. Penempatan fasilitas pendukung jalan.

6. Cadangan jalur (jika cukup luas)

7. Tempat prasarana kerja sementara

8. Dimanfaatkan sebagai jalur hijau

Sistem penyiram taman-median-jalan aktual di perkotaan misalnya

kota Makassar seperti di Jalan A.P. Pettarani, Pengayoman dan

sebagainya, masih menggunakan cara yang konvensional, yakni

Page 12: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

dengan mobil air tangki penyiram [Faharuddin,2017] sejumlah

masalah dalam sistem pemeliharaan/pengoperasian taman-median-

jalan yang demikian, antara lain:

1. Mobil taman-median-jalan berpotensi menjadi sumber

kemacetan lalu lintas, bahkan mungkin menjadi penyebab

kecelakaan lalu lintas, karena ia harus berhenti di tengah jalan atau

berjalan sangat lambat, yang pada gilirannya menghambat atau

menghalangi arus lalu-lintas pemakai jalan ;

2. Degredasi kualitas lingkungan, sebagai akibat dari emisi karbon

yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil di mesin penyiram;

3. Demikian pula, proses penyiram taman yang masih dilakukan

secara manual, oleh petugas penyiram taman baik dengan

menggunakan mesin pompa atau air tangki, sehingga akan

cenderumg boros dalam hal sumber daya serta kurang praktis.

Energi matahari adalah sumber dari semua energi bumi. Manusia,

sebagaimana binatang dan tumbuhan bergantung pada matahari untuk

mendapatkan kehangatan dan makanan. Namun,manusia juga memanfaatkan

energi matahari dengan berbagai cara. Photovoltaic adalah sebuah cara yang

sederhana dan elegan untuk memnfaatkan energi matahari. Perangkat

photovoltaic (sel surya) unik karena dapat mengubah radiasi sinar matahari

langsung menjadi listrik tanpa bising, polusi atau bagian yang bergerak

sehingga mereka menjadi kuat, dapat diandalkan, dan tahan lama. Sel surya

Page 13: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

menggunakan prinsip yang sama dengan material-material yang digunakan

untuk merevolusi komunikasi dan komputer.

Oleh karena itu, potensi benefit dari penelitian ini antara lain yaitu

dapat menjadi model atau purwarupa suatu sistem, untuk mengurangi

kemacetan lalu-lintas jalan raya, yang diakibatkan oleh mobil penyiram

taman-median-jalan, baik mobil yang membawa pompa air maupun yang

membawa air tangki. Selain itu, potensi manfaat lainnya dapat berupa

penghematan penggunaan bahan bakar fosil serta pada akhirnya meningkatkan

kualitas lingkungan serta pengurangan polutan ke udara. Demikian juga, ia

dapat memberikan keuntungan dalam hal perbaikan efisiensi cara kerja dan

sumber daya, hingga kepraktisan, dibandingkan dengan sistem penyiram

taman-median-jalan manual.

B. Rumusan Masalah

Atas dasar penjelasan di atas maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana desain/rancangan dari sistem model penyiram taman-

median-jalan raya?

2. Bagaimana kinerja dari model sistem penyiram taman-median-jalan

raya?

3. Bagaimana kinerja desain aktual dari model sistem penyiram taman-

median-jalan raya?

Page 14: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini yaitu:

1. Mendapatkan desain dan bangunan dari model sistem penyiram taman-

median-jalan raya dengan sumber energi photovoltaic.

2. Mendapatkan kinerja dari model sistem penyiram taman-median-jalan raya

dengan sumber energi photovoltaic.

3. Mendapatkan desain aktual dari model sistem penyiram taman-median-

jalan raya dengan sumber energi photovoltaic.

D. Batasan Masalah

1. Penelitian ini dibatasi hanya untuk pemanfaatan energi photovoltaic yang

digunakan pada taman-median-jalan raya.

2. Jenis sensor yang digunakan untuk merepresentasikan model sistem

penyiram taman-median-jalan raya adalah sensor kelembaban tanah (Soil

Moisture Sensor).

3. Ukuran daya yang digunakan pada photovoltaic adalah 10-20 Watt dan

menggunakan baterai 6-12 Ah

4. Tipe mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah Arduino

uno.

5. Alat yang dibuat merupakan prototype.

Page 15: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

E. Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan diperoleh dari penelitian ini yaitu:

1. Pengembangan pengetahuan penulis terkait pemanfaatan energi

photovoltaic pada sistem penyiram taman-median-jalan raya yang berbasis

pada sistem mikrokontroler.

2. Dapat menjadi referensi tambahan dalam pembuatan penyiram taman

otomatis bagi pemerintah untuk kedepannya.

F. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. BAB I PENDAHULUAN

Berisikan tentang latar belakang, permasalahan, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan.

2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Meliputi teori dasar tentang teori sistem penyiram taman otomatis, serta

komponen yang dibutuhkan dalam pengerjaan sistem ini.

3. BAB III METODO PENELITIAN

Terdiri dari uraian tentang diagram alir penelitian, waktu dan tempat

penelitian, alat dan bahan yang digunakan, diagram balok, serta metode

penelitian yang berisi langkah-langkah dalam proses melakukan penelitian.

4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Terdiri dari hasil penelitian, alat dan perhitungan serta pembahasan terkait

judul penelitian.

Page 16: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

5. BAB V PENUTUP

Berisikan simpulan dan saran.

6. DAFTAR PUSTAKA

Berisi tentang daftar referensi penulis dalam memilih teori yang relevan

dengan judul penelitian.

7. LAMPIRAN

Berisi tentang dokumentasi hasil penelitian serta alat dan bahan yang

digunakan dalam penelitian.

Page 17: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Sistem Energi Photovoltaic

Belakangan ini, energi matahari telah banyak digunakan di

Indonesia dalam berbagai inovasi dan teknolgi. Secara konvensional,

energi matahari digunakan untuk pembangkit listrik melalui konversi

langsung dari sinar matahari menjadi listrik, yang dikenal dengan sistem

photovoltaic. Pengembangan itu difokuskan pada penemuan material sel

surya baru dengan konversi energi berbiaya rendah dan efesiensi tinggi.

Beberapa inovasi dalam sistem tenaga matahari dimana proses konversi

tidak langsung mengubah dari panas matahari menjadi energi

listrikmelainkan adanya proses termodinamika konvensional. Disisi lain,

secara tradisional di gunakan untuk pemanfaatan panas termal sejak lama.

Terutama untuk meneringkan bahan dan mengawetkan makanan olahan.

Di zaman ini kebutuhan akan panas sudah mengalami perkembangan

teknologi seperti pada ruang penyesuain suhu selama ,musim dingin dan

panas. Dalam hal ini, pemanfaatan energi matahari sudah diketahui oleh

masyarakat, semua upaya dalam teknologi membawa kontribusi yang

signifikan dari pemanfaatan energi surya sebagai sumber energi potensial

dan menjanjikan. Photovoltaic (PV) adalah sektor teknologi dan penelitian

yang berhubungan dengan aplikasi panel surya untuk energi dengan

mengubah sinar Matahari menjadi listrik. Karena permintaan yang terus

meningkat terhadap sumber energi bersih, pembuatan panel surya dan

Page 18: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

kumpulan photovoltaic telah meluas secara dramatis dalam beberapa tahun

belakangan ini. Produksi photovoltaic telah berlipat setiap dua tahun,

meningkat rata-rata 48 persen tiap tahun sejak 2002, menjadikannya

teknologi energi dengan pertumbuhan tercepat di dunia. Pada akhir 2007,

menurut data awal, produksi global mencapai 12.400 megawatt. Secara

kasar, 90% dari kapasitas generator ini meliputi sistem listrik terikat.

Pemasangan seperti ini dilakukan di atas tanah (dan kadang-kadang

digabungkan dengan pertanian dan penggarapan) atau dibangun di atap

atau dinding bangunan, dikenal sebagai Building Integrated Photovoltaic

atau BIPV.

Sel surya, atau sel photovoltaic, adalah peralatan yang menggubah

cahaya menjadi aliran listrik dengan menggunakan efek photovoltaic. Sel

photovoltaic pertama dibuat oleh Charles Fritts pada tahun 1880an. Pada

tahun 1931, seorang insinyur Jerman, Dr. Bruno Lange, membuat sel

photovoltaic menggunakan perak selenida ketimbang tembaga oksida.

Walaupun sel selenium purwa rupa ini mengubah kurang dari 1% cahaya

yang masuk menjadi listrik, Ernst Werner von Siemens dan James Clerk

Maxwell melihat pentingnya penemuan ini. Dengan mengikuti kerja

Russel Ohl pada tahun 1940an, peneliti Gerald Pearson, Calvin Fuller, dan

Daryl Chapin membuat sel surya silikon pada tahun 1954. Biaya sel surya

ini 286 dollar AS per watt dan mencapai efisiensi 4,5 – 6 %. Menjelang

tahun 2012, efisiensi yang tersedia melebihi 20% dan efisiensi maksimum

photovoltaic penelitian melebihi 40%.

Page 19: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

B. Solar Controller

Solar Charge Controller adalah peralatan elektronik yang

digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil

dari baterai ke beban, solar charge controller mengatur overcharging

(kelebihan pengisian – karena baterai sudah ‘penuh’) dan kelebihan voltase

dari panel surya atau solar cell. Kelebihan voltase dan pengisian akan

mengurangi umur baterai. Solar charge controller menerapkan teknologi

pulse width modulation (PWM) untuk mengatur fungsi pengisian baterai

dan pembebasan arus dari baterai ke beban.

Solar Charger Controller pada sistem panel surya (atau sering kali

disebut SCC atau Battery Control Unit (BCU) atau Battery Control

Regulator (BCR) ) adalah bagian yang cukup penting. Peran utama SCC

adalah melindungi dan melakukan otomatisasi pada pengisian baterai. Hal

ini bertujuan untuk mengoptimalkan sistem dan menjaga agar masa pakai

baterai dapat dimaksimalkan.

1. Ada tiga kondisi yang dapat dilakukan oleh Solar Charger

Controller pada sistem panel surya :

a) Mengendalikan tegangan panel surya anda

Tanpa fungsi kontrol pengendali antara panel surya dan

baterai, panel akan melakukan pengisian baterai melebihi tegangan

daya yang dapat ditampung baterai, sehingga dapat merusak sel

yang terdapat di dalam baterai. Mengisi daya baterai secara

berlebihan dapat mengakibatkan baterai meledak.

Page 20: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

b) Mengawasi tegangan baterai anda

SCC dapat mendeteksi saat tegangan baterai anda terlalu

rendah. Bila tegangan baterai turun di bawah tingkat tegangan

tertentu, SCC akan memutus beban dari baterai agar daya baterai

tidak habis. Penggunaan baterai dengan kapasitas daya yang habis,

akan merusak baterai. Bahkan baterai dapat menjadi tidak dapat

digunakan kembali.

c) Menghentikan arus terbalik pada saat malam hari

Pada malam hari, panel surya tidak menghasilkan arus,

karena tidak terdapat lagi sumber energi, yaitu matahari. Alih-alih

arus berhenti mengalir, arus yang terdapat dalam baterai dapat

mengalir terbalik ke panel surya, dan hal ini dapat merusak sistem

panel surya anda.

2. Beberapa fungsi detail dari solar charge controller :

a) Mengatur arus untuk pengisian ke baterai, menghindari

overcharging, dan overvoltage.

b) Mengatur arus yang dibebaskan atau diambil dari baterai agar

baterai tidak ‘full discharge’, dan overloading.

c) Monitoring temperatur baterai

3. Jenis solar charge controller :

a) PWM (Pulse Wide Modulation), seperti namanya menggunakan

‘lebar’ pulse dari on dan off elektrikal, sehingga menciptakan

seakan-akan sine wave electrical form.

Page 21: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

b) MPPT (Maximun Power Point Tracker), yang lebih efisien

konversi DC to DC (Direct Current). MPPT dapat mengambil

maximun daya dari PV. MPPT charge controller dapat menyimpan

kelebihan daya yang tidak digunakan oleh beban ke dalam baterai,

dan apabila daya yang dibutuhkan beban lebih besar dari daya yang

dihasilkan oleh PV, maka daya dapat diambil dari

baterai.Kelebihan MPPT dalam ilustrasi ini adalah panel surya atau

solar cell ukuran 120 Watt, memiliki karakteristik Maximun Power

Voltage 17.1 Volt, dan Maximun Power Current 7.02 Ampere.

Dengan solar charge controller selain MPPT dan tegangan batere

12.4 Volt, berarti daya yang dihasilkan adalah 12.4 Volt x 7.02

Ampere = 87.05 Watt. Dengan MPPT, maka Ampere yang bisa

diberikan adalah sekitar 120W : 12.4 V = 9.68 Ampere.

C. Relay

Cara kerja relay adalah memutus dan menyambung aliran listrik

dalam rangkaian. Bisa dibilang, fungsi relay yaitu sebagai sakelar

otomatis. Modul relay adalah salah satu piranti yang beroperasi

berdasarkan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontaktor guna

memindahkan posisi ON ke OFF atau sebaliknya dengan memanfaatkan

tenaga listrik. Peristiwa tertutup dan terbukanya kontaktor ini terjadi akibat

adanya efek induksi magnet yang timbul dari kumparan induksi listrik.

Perbedaan yang paling mendasar antara relay dan sakelar adalah pada saat

pemindahan dari posisi ON ke OFF. Relay melakukan pemindahan-nya

Page 22: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

secara otomatis dengan arus listrik, sedangkan sakelar dilakukan dengan

cara manual.

Pada dasarnya, fungsi modul relay adalah sebagai saklar elektrik.

Dimana ia akan bekerja secara otomatis berdasarkan perintah logika yang

diberikan. Kebanyakan relay 5 volt DC digunakan untuk membuat project

yang salah satu komponennya butuh tegangan tinggi atau yang sifatnya

AC (Alternating Current).

1. Kegunaan relay secara lebih spesifik adalah sebagai berikut:

a) Menjalankan fungsi logika dari mikrokontroler Arduino

b) Sarana untuk mengendalikan tegangan tinggi hanya dengan

menggunakan tegangan rendah

c) Meminimalkan terjadinya penurunan tegangan

d) Memungkinkan penggunaan fungsi penundaan waktu atau fungsi

time delay function

e) Melindungi komponen lainnya dari kelebihan tegangan penyebab

korsleting

f) Menyederhanakan rangkaian agar lebih ringkas

Page 23: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Untuk dapat memahami prinsip kerja relay terlebih dahulu kita

wajib tahu kelima fungsi komponen relay berikut ini.

a) Penyangga (Armature)

b) Kumparan (Coil)

c) Pegas (Spring)

d) Saklar (Switch Contact)

e) Inti Besi (Iron Core)

Adapun untuk penempatan-nya, kira-kira gambarnya seperti di bawah ini.

Gambar 2.1 Skema relay

Berdasarkan gambar komponen relay tersebut kita dapat

memahami bahwa relay dapat bekerja karena adanya gaya

elektromagnetik. Ini tercipta dari inti besi yang dililitkan kawat kumparan

dan dialiri aliran listrik. Saat kumparan dialiri listrik, maka otomatis inti

besi akan jadi magnet dan menarik penyangga sehingga kondisi yang

awalnya tertutup jadi terbuka (Open). Sementara pada saat kumparan tak

lagi dialiri listrik, maka pegas akan menarik ujung penyangga dan

menyebabkan kondisi yang awalnya terbuka jadi tertutup (Close).

Secara umum kondisi atau posisi pada relay terbagi menjadi dua, yaitu:

Page 24: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

a) NC (Normally Close) adalah kondisi awal atau kondisi dimana

relay dalam posisi tertutup karena tak menerima arus listrik.

b) NO (Normally Open) adalah kondisi dimana relay dalam posisi

terbuka karena menerima arus listrik.

D. Baterai (accu)

Baterai (Accu/Aki) merupakan suatu komponen elektrokimia yang

menghasilkan tegangan dan menyalurkannya ke rangkaian listrik. Dewasa ini

baterai merupakan sumber utama energi listrik yang digunakan pada

kendaraan dan alat-alat elektronik. Sebagai catatan bahwa baterai tidak

menyimpan listrik, tetapi menampung zat kimia yang dapat menghasilkan

energi listrik. Dua bahan timah yang berbeda berada di dalam asam yang

bereaksi untuk menghasilkan tekanan listrik yang disebut tegangan. Reaksi

elektrokimia ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

1. Tipe Baterai

a) Baterai tipe timah-asam (lead acid). Pada baterai tipe ini suatu logam

(timah) direndam dalam suatu larutan elektrolit. Tegangan atau energi

listrik dihasilkan dari reaksi kimia antara logam dan larutan elektrolitnya.

b) Baterai berventilasi. Pada baterai ini, terdapat tutup ventilasi yang dapat

dibuka untuk mengecek elektrolit atau untuk menambahkan air suling

jika diperlukan untuk mengembalikan kondisinya. Tutup ini juga

berfungsi untuk mengeluarkan gas hidrogen yang dihasilkan selama

proses pengisian.

Page 25: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

c) Baterai rapat (sealed baterai). Baterai ini menggunakan juga timah-asam

tetapi tidak mempunyai tutup yang dapat dilepas untuk mengecek

elektrolit atau menambah elektrolit. Pada beberapa tipe baterai ini,

mempunyai mata kecil untuk menunjukkan tingkat isi dari baterai.

d) Baterai bebas perawatan. Pada baterai jenis ini larutan elektrolit tidak

dapat ditambahkan sehingga tidak diperlukan perawatan baterai secara

khusus.

2. Konstruksi Baterai

Konstruksi baterai digambarkan dengan iliustrasi pada gambar bagian-

bagian baterai. Berikut adalah penjelasan dari tiap-tiap bagian baterai.

Gambar 2.2 Bagian-bagian baterai

a) Kotak baterai

Bagian ini dapat memberikan ruang untuk pengecekan ketinggian larutan

elektrolit pada baterai.

Page 26: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 2.3 Kotak dan katup baterai

1) Tutup baterai

Bagian ini secara permanen menutup bagian atas baterai

(gambar kotak dan tutup) untuk perawatan, seperti pengecekan

larutan elektrolit atau penambahan air.

2) Plat Baterai

Jumlah dan ukuran plat mempengaruhi kemampuan

baterai mengalirkan arus. Baterai yang mempunyai plat yang

besar atau banyak dapat menghasilkan arus yang lebih besar

dibanding baterai dengan ukuran pl at yang kecil atau

jumlahnya lebih sedikit.

Gambar 2.4 Plat positif dan negatif baterai dalam satu sel

Page 27: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Beberapa macam bahan yang banyak digunakan untuk plat baterai

di antaranya adalah antimoni timah (lead antimony), kalsium timah (lead

calcium), rekombinasi (gel cell). Macam-macam bahan plat baterai dan

elektrolit yang digunakan akan menghasilkan karakteristik baterai yang

berbeda. Bahan plat antimoni timah banyak digunakan pada baterai asam

timah (lead acid) pada umumnya. Keuntungan baterai ini adalah :

Umur servis yang lebih panjang dibanding baterai kalsium, lebih mudah di

charge atau diisi ulang pada saat baterai benar-benar sudah kosong,

harganya lebih murah. Baterai yang menggunakan plat berbahan kalsium

timah adalah baterai asam timah bebas perawatan (maintanance free lead

acid battery). Keuntungan baterai tipe ini yaitu : tempat cadangan

elektrolit di atas plat baterai lebih besar, kemampuan menghasilkan arus

untuk starter dingin (cold cranking amper rating) lebih tinggi.

Gambar 2.5 Bateray gel cell

3. Separator atau penyekat

Penyekat yang berpori ini ditempatkan di antara plat positif

dan plat negatif. Pori-pori yang terdapat pada penyekat tersebut

memungkinkan larutan elektrolit melewatinya. Bagian ini juga

berfungsi mencegah hubungan singkat antar plat

Page 28: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 2.6 Penyekat atau separator di antara plat baterai

Separator disisipkan diantara pelat positif dan negatif untuk

mencegah agar tidak terjadi hubungan singkat antara kedua plat

tersebut. Apabila pelat mengalami hubung singkat karena

kerusakan separator maka energi yang dihasilkan akan bocor.

Bahan yang dipakai untuk separator adalah resin fiber yang

diperkuat karet atau plastik. Permukaan separator yang berpori

menghadap ke plat positif untuk melindungi karat dari plat positif

agar tidak berhamburan. Persyaratan yang harus dipenuhi oleh

separator adalah bukan konduktor, harus cukup kuat, tidak mudah

berkarat oleh elektrolit, dan tidak menimbulkan bahaya terhadap

elektroda.

4. Sel

Satu unit plat positif dan plat negatif yang dibatasi oleh

penyekat di antara kedua plat posotif dan negatif disebut dengan

sel atau elemen. Sel-sel baterai dihubungkan secara seri satu

dengan lainnya, sehingga jumlah sel baterai akan menentukan

besarnya tegangan baterai yang di hasilkan. Satu buah sel di dalam

Page 29: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

baterai menghasilkan tegangan kira-kira sebesar 2,1 volt, sehingga

untuk baterai 12 V akan mempunyai 6 sel.

Gambar 2.7 Sel baterai

5. Penghubung sel (cell connector)

Merupakan plat logam yang dihubungkan dengan plat-plat

baterai. Plat penghubung ini untuk setiap sel ada dua buah (lihat

gambar sel baterai), yaitu untuk plat positif dan plat negatif.

Penghubung sel pada plat positif dan negatif disambungkan secara

seri untuk semua sel.

6. Pemisah sel (cell partition)

Ini merupakan bagian dari kotak baterai yang memisahkan

tiap sel (lihat gambar kotak dan tutup baterai).

7. Terminal baterai

Ada dua terminal pada baterai, yaitu terminal positif dan

terminal negatif yang terdapat pada bagian atas baterai. Saat

terpasang pada kendaraan, terminal-terminal ini dihubungkan

dengan kabel besar positif (ke terminal positif baterai) dan kabel

massa (ke terminal negatif baterai).

Page 30: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 2.8 Terminal baterai

8. Tutup ventilasi

Komponen ini terdapat pada baterai basah untuk menambah

atau memeriksa air baterai. Lubang ventilasi berfungsi untuk

membuang gas hidrogen yang dihasilkan saat terjadi proses

pengisian.

Gambar 2.9 Tutup ventilasi

9. Larutan Elektrolit

yaitu cairan pada baterai merupakan campuran antara asam

sulfat (H 2SO4) dan air (H 2O). Secara kimia, campuran tersebut

bereaksi dengan bahan aktif pada plat baterai untuk menghasilkan

listrik. Baterai yang terisi penuh mempunyai kadar 36% asam

sulfat dan 64% air. Larutan elektrolit mempunyai berat jenis

(specific gravity) 1,270 pada 20 0C (68 0F) saat baterai terisi

Page 31: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

penuh. Berat jenis merupakan perbandingan antara massa cairan

pada volume tertentu dengan massa air pada volume yang sama.

Makin tinggi berat jenis, makin kental zat cair tersebut. Berat jenis

air adalah 1 dan berat jenis asam sulfat adalah 1,835. Dengan

campuran 36% asam dan 64% air, maka berat jenis larutan

elektrolit pada baterai sekitar 1,270.

Gambar 2.10 Campuran asam dan air pada larutan elektrolit

C. DOD (Depth of Discharge)

Depth of Discharge (DoD) adalah metode alternatif untuk

menunjukkan status baterai pengisian (SoC). DoD adalah pelengkap SoC:

sebagai satu meningkat, penurunan lainnya. Sementara unit SoC persen

poin (0% = kosong; 100% = penuh) DoD dapat menggunakan unit Ah

(misalnya: 0 = penuh, 50 Ah = kosong) atau poin persentase (100% =

kosong; 0% = penuh). Seperti baterai mungkin benar-benar memiliki

kapasitas yang lebih tinggi daripada nominal rating, mungkin untuk nilai

DoD melebihi nilai penuh (misalnya: 55 Ah atau 110%).

Page 32: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Setidaknya dalam beberapa teknologi baterai seperti baterai timbal-

asam AGM ada korelasi antara kedalaman debit dan siklus hidup baterai.

Depth of Discharge (DOD) didefinisikan sebagai: kapasitas dalam Ampere

jam (Ah) yang dibuang dari baterai yang terisi, dibagi dengan kapasitas

nominal baterai (C20). DOD biasanya disajikan dalam persen (%).

Contoh: jika 100Ah terputusnya selama 20 menit pada 50A, Depth of

Discharge adalah: 50 *(20/60)/100 = 16,7%

Gambar 2.11 Skema penggunaan baterai

Karena DOD dan siklus hidup baterai yang erat, penting untuk

mengetahui bahwa semakin Anda sepenuhnya discharge baterai Anda,

semakin kemungkinan bahwa itu akan menurunkan dengan cepat.

Demikian pula semakin discharge siklus yang mengalami baterai semakin

cepat akan menurunkan. Oleh karena itu, DOD maksimum untuk siklus

hidup baterai penting dalam nilai keseluruhan. Hal ini sangat advisably

untuk menjaga DOD maksimum untuk baterai Anda pada kedalaman yang

diijinkan yaitu 80% untuk mempertahankan kehidupan Anda baterai deep

cycle.

Page 33: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

E. Arduino UNO

Arduino adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang

khusus untuk memudahkan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang

tertarik dalam menciptakan objek atau mengembangkan perangkat elektronik

yang dapat berinteraksi dengan bermacam-macam sensor dan pengendali.

Arduino UNO merupakan sebuah board mikrokontroler yang dikontrol penuh

oleh ATmega328. Seperti yang ditunjukan pada gambar 1 dibawah, Arduino

UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan

sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah

koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol

reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang

mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan

sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau

menggunakan baterai untuk memulainya.

Gambar 2.12 Arduino uno ATMega328

Skematik arduino board yang telah disederhanakan seperti pada gambar

2.13 Shield merupakan sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino

board untuk menambah kemampuan dari arduino board. Bahasa pemograman

Page 34: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

yang dipakai dalam Arduino bukan bahasa assembler yang relatif sulit,

melainkan bahasa pemograman mirip dengan bahasa pemrograman C++ yang

disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino.

Gambar 2.13 Diagram Skematik Arduino Uno

Adapun spesifikasi data teknis yang terdapat pada board Arduino UNO R3

adalah sebagai berikut:

1. Mikrokontroler: ATmega328

2. Tegangan Operasi: 5V

3. Tegangan Input (recommended): 7 - 12 V

4. Tegangan Input (limit): 6-20 V

5. Pin digital I/O: 14 (6 diantaranya pin PWM)

6. Pin Analog input: 6 input pin 21

7. Arus DC per pin I/O: 40 mA

8. Arus DC untuk pin 3.3 V: 150 mA

9. Flash Memory: 32 KB dengan 0.5 KB digunakan sebagai bootloader

10. SRAM: 2 KB

11. EEPROM: 1 KB

12. Clock Speed: 16 Mhz

Page 35: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Arduino Uno R3 menggunakan mikrokontroler yang dikontrol secara

penuh oleh mikroprosesor ATmega328P. Mikroprosesor yang digunakan ini

sudah dilengkapi dengan konverter sinyal analog ke digital (ADC) sehingga

tidak diperlukan penambahan ADC eksternal. Pada Gambar 3 dibawah ini

merupakan penjelasan melalui gambar mengenai konfigurasi pin-pin yang

merupakan bagian dari mikrokontoller ATMega328 yang digunakan didalam

modul board arduino, sebagai berikut ini :

Gambar 2.14 Konfigurasi pin ATMega328

Arduino yang dikontrol penuh oleh mikrokontroler ATmega328,

banyak hal yang bisa dilakukan itu semua tergantung kreatifitas anda. Arduino

dapat disambungkan dan mengontrol led, beberapa led, bahkan banyak led,

motor DC, relay, servo, modul dan sensor-sensor, serta banyak lagi komponen

lainnya. Platform Arduino sudah sangat populer sekarang ini, sehingga tidak

akan kesulitan untuk memperoleh informasi, tutorial dan berbagai eksperimen

yang menarik yang tersedia banyak di internet. Dengan Arduino, dunia

hardware bisa bekerja sama dengan dunia software. Anda bisa mengontrol

Page 36: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

hardware dari software dan hardware bisa memberikan data kepada software.

Semuanya bisa dilakukan dengan relatif mudah, murah, dan menyenangkan.

Gambar 2.15 Arduino yang digunakan membaca sensor

F. Sensor kelembaban Tanah

Gambar 2.16 Sensor kelembaban tanah

Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi

kelembaban tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller

seperti arduino.Sensor kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada

sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik mnggunakan

hidroton.

Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem penyiraman

otomatis atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline

maupun online. Sensor yang dijual pasaran mempunyai 2 module dalam

Page 37: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

paket penjualannya, yaitu sensor untuk deteksi kelembaban, dan module

elektroniknya sebagai amplifier sinyal.

1. Bagian-Bagian Pin Sensor

Gambar 2.17 Bagian-bagian pin sensor

Jika menggunakan pin digital output maka keluaran hanya bernilai

1 atau 0 dan harus inisalisasi port digital sebagai Input (pinMode(pin,

INPUT)). Sedangkan jika menggunkan pin Analog Output maka keluaran

yang akan muncul adalah sebauah angka diantara 0 sampai 1023 dan

inisialisasi hanya perlu menggunkan analogRead(pin).

2. Cara Kerja Sensor

Pada saat diberikan catudaya dan disensingkan pada tanah, maka

nilai Output analog akan berubah sesuai dengan kondisi kadar air dalam

tanah.

Gambar 2.18 Modul Sensor

Page 38: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Pada saat kondisi tanah :

a) Basah : tegangan output akan turun

b) Kering : tegangan output akan naik

Tegangan tersebut dapat dicek menggunakan voltmeter DC. Dengan

pembacaan pada pin ADC pada microcontroller dengan tingkat ketelitian

10 bit, maka akan terbaca nilai dari range 0 – 1023. Sedangkan untuk

output digital dapat diliat pada nyala led digital output menyala atau tidak

dengan mensetting nilai ambang pada potensiometer.

a) Kelembaban tanah melebihi dari nilai ambang maka led akan

padam

b) Kelembaban tanah kurang dari nilai ambang maka led akan

menyala

3. Baca Nilai Sensor

Gambar 2.19 Nilai Sensor

Page 39: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

G. Lampu LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah

komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik

ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga dioda yang

terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan

oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang

dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang

tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada remote

control TV ataupun perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil

dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat

elektronika. Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan

pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam

menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting

Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu

penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

1. Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Gambar 2.20 Simbol dan Bentuk LED

Page 40: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

2. Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari

dioda yang terbuat dari semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama

dengan dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub positif (P) dan kutub

negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri

tegangan maju (bias forward) dari anoda menuju ke katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping

sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses

doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan

ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga

menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri

tegangan maju atau bias forward yaitu dari anoda (P) menuju ke katoda

(K), kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah

yang kelebihan hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-

Type material). Saat Elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan

photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Gambar 2.21 Positif dan Negatif LED

Page 41: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika

dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai transduser yang

dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

3. Cara Mengetahui Polaritas LED

Gambar 2.22 Polaritas LED

Untuk mengetahui polaritas terminal anoda (+) dan katoda (-) pada

LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-

ciri terminal anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga

Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri terminal katoda adalah

kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di

sisi yang Flat.

4. Warna-warna LED (Light Emitting Diode)

Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya

seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah.

keanekaragaman warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength

(panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya.

Berikut ini adalah tabel senyawa semikonduktor yang digunakan untuk

menghasilkan variasi warna pada LED :

Page 42: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Tabel 2.1 Warna-warna LED

Bahan Semikonduktor Wavelength Warna

Gallium Arsenide (GaAs) 850-940nm Infra Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 630-660nm Merah

Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 605-620nm Jingga

Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N) 585-595nm Kuning

Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) 550-570nm Hijau

Silicon Carbide (SiC) 430-505nm Biru

Gallium Indium Nitride (GaInN) 450nm Putih

5. Tegangan Maju (Forward Bias) LED

Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan

tegangan maju (forward bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan

Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah

Resistor untuk membatasi arus dan tegangannya agar tidak merusak LED

yang bersangkutan. Tegangan maju biasanya dilambangkan dengan tanda

VF

Page 43: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Tabel 2.2 Tegangan Maju LED

Warna Tegangan Maju @20Ma

Infra Merah 1,2V

Merah 1,8V

Jingga 2,0V

Kuning 2,2V

Hijau 3,5V

Biru 3,6V

Putih 4,0V

6. Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari

Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak

menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya

seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin

popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang

memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode

(LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan

sehari-hari:

1. Lampu penerangan rumah

2. Lampu penerangan jalan

3. Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor)

4. Lampu dekorasi Interior maupun Exterior

5. Lampu indikator

6. Pemancar infra merah pada remote control (TV, AC, AV Player)

Page 44: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

H. Pompa

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk

memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu

media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang akan

dipindahkan dan akan dilakukan secara terus menerus.

Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara

bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Derngan kata lain

Pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga

(penggerak) menjadi tenaga kinetis( kecepatan), dimana tenaga ini berguna

untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang

pengaliran.

1. Jenis jenis Pompa

a) Pompa sentrifugal

Sifat dari hidrolik ini adalah memindahkan energi pada daun/kipas

pompa dengan dasar pembelokan/pengubah aliran (fluid dynamis).

Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding

dengan outaran, sedangkan total head (tekanan) yang dihasilkan oleh

pompa sentrifugal adalah sebanding dengan pangkat dua dari kecepatan

putaran.

b) Pompa desak

Sifat dari pompa desak adalah perubahan periodic pada isi dari

ruangan yang terpisah dari bagian hisap dan tekan yang dipisahkan oleh

bagian dari pompa.

Page 45: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

c) Jets pump

Sebagai pendorang untuk mengangkat cairan dari tempat yang

sangat dalam.

d) Pompa mini

Pompa mini merupakan sebuah pompa air mini yang memiliki

banyak fungsi untuk kebutuhan pompa air dirumah. Cocok untuk projek

controller atau arduino.

e) Air lift pumps

Cara kerja pompa ini sangat tergantung pada aksi dari campuran

antara cairan dan gas (two phase flow).

f) Hidraulik pumps

Pompa ini menggunakan kinetic energi dari cairan yang

dipompakan pada suatu kolom dan energi tersebut diberikan pukulan yang

tiba – tiba menjadi energi yang berbentuk lain (energi tekan).

g) Elevator pump

Sifat dari pompa ini mengangkat cairan ketempat yang lebih tinggi

dengan menggunakan roda timbah.

Salah satunya yang dipakai disini adalah pompa air mini, pompa

air ini termasuk dalam kategori pompa air fleksibel karena memiliki desain

yang cukup kecil yakni berukuran sekitar 92 x 46 x 35 mm serta juga

proses pemasangan yang juga cukup mudah dan praktis sehingga kita tidak

perlu memancing hisapan awal pompa ini dengan menggunakan air.

Page 46: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Pompa air ini memang tidak membutuhykan daya listrik yang cukuo besar,

tercatat pomp air minio 12 V ini hanya membutuhkan daya listrik sekitar

12 volt ketika bekerja dan 6 volt ketika tidak digunakan dan juga hanya

membutuhkan sekitar 0,5 hingga 0,7 ampere ketika p[ompa air sedang

bekerja dan bilamana pompa air sedang bekerja dan bilamana pompa air

ini tidak bekerja hanya membutuhkan daya sekitar 0,18 mpere.

Pompa air mini memiliki fiungsi yang cukup banyak. Pompa ini ndapat

digunakan sebagai pompa air rumah tangga, pompa air untuk akuarium,

pompa untuk pancuran kolam, pompa untuk taman dan juga untuk

kebutuhan yang memanfaatkan pompa air lainnya.

Gambar 2.23 Pompa celup mini arah vertical

Page 47: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Spesifikasi :

1. Rekomendasi tegangan : 4,5-6 volt

2. Voltage : 6-12 volt DC

3. Debit air : 80-100 ltr/h

4. Ketinggian angkat air : 40-110 cm

5. Konsumsi arus : 120-250 mA

6. Daya pompa : 0,4-1,5 watt

7. Diameter pompa : 23,5 mm

8. Tinggi pompa : 45 mm

I. Median Jalan

Merupakan suatu bagian tengah badan jalan yang secara fisik

memisahklan arus lalu lintas yang berlawanan arah. Median jalan

(pemisah tengah) dapat berbrntuk median yang ditinggikan (raised),

median yang diturunkan (depressed), atau median rata (flush).

1. Fungsi Median Jalan

Median jalan direncanakan dengan tujuan untuk meningkatkan

keselamatan, kelancaran dan kenyamanan bagi pemakai jalan maupun

lingkungan. Median jalan hanya berfungsi sebagai berikut :

a) Memisahkan dua aliran lalulintas yang berlawanan arah.

b) Untuk menghalangi lalu lintas beloki kanan.

c) Lapak tunggu bagi penyebrang jalan

d) Penempatan fasilitas pendukung jalan.

e) Cadangan jalur (jika cukup luas)

Page 48: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

f) Tempat prasarana kerja sementara

g) Dimanfaatkan sebagai jalur hijau.

Gambar 2.24 Dimensi median jalan (Jl. Boulevard Makassar)

Page 49: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

J. Hari Otonom

Dalam pengoprasian sistem ini murni mengandalkan energi matahari.

Artinya adalah sistem ini tidak bergantung pada listrik yang disediakan oleh PLN.

Jumlah hari otonom untuk sistem seperti ini adalah lima hari, lima hari otonom

artinya energi yang dihasilkan oleh sistem harus bisa mencukupi kebutuhan lima

hari tersebut.

Page 50: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

BAB III

METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan arduino

sebagai mikrokontroler dan pemanfaatan energi matahari sebagai sumber

energinya. Pemanfaatan sistem otomatis ini dapat diaplikasikan pada taman

median jalan raya sebagai bentuk modefgsrnisasi dari sumber energi terbarukan.

Penggunaan pompa sebagai pengelola air agar dapat menyirami tanaman dengan

benar dan sensor kelembaban tanah yang dapat mendeteksi intensitas air dalam

tanah

A. Waktu dan Tempat Penelitian

1. Waktu : Februari 2021 hingga Juli 2021

2. Tempat : a) Universitas Muhammadiyah Makassar

Jalan Sultan Alauddin No.259 Makassar

b) Dimensi Median jalan Makassar

B. Alat dan Bahan

1. Alat

Beberapa alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

a) Tool Kit

b) Multitester

c) Ampere meter

d) Tang ampere

e) Komputer/Laptop

Page 51: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

2. Bahan

Tabel 3.1 Bahan yang digunakan dalam model sistem

No Bahan Jumlah

1 Solar panel surya 10 WP, 12 V 1

2 Solar charger controller 10 A, 12V 1

3 Pompa air celup DC 5 – 12 1

4 Arduino uno 1

5 Sensor kelembaban tanah 1

6 Baterai 3000 mAh 3,7 V 3

7 Breadboard atau Projectboard 1

8 Lampu LED 1 set

9 Resistor 1 set

10 Relay 1

11 Kabel jamper/penghubung Secukupnya

12 Pipa air Secukupnya

13 Tiang penyangga photovoltaic 1

Page 52: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Tabel 3.2 Bahan yang digunakan dalam desain aktual

No Bahan Jumlah

1 Solar panel surya 200 WP, 12 V 1

2 Solar charger controller 10 A, 12V 1

3 Pompa air celup AC 220 V 100 watt 1

4 Arduino uno 1

5 Sensor kelembaban tanah 1

6 Baterai 6 - 9 Ah 12 V 3

7 Breadboard atau Projectboard 1

8 Lampu LED 1 set

9 Resistor 1 set

10 Relay 1

11 Kabel jamper/penghubung Secukupnya

12 Pipa air Secukupnya

13 Tiang penyangga photovoltaic 1

14 Inverter 1

Page 53: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

C. Skema Penelitian

Adapun garis besar dari sistem penyiram taman median jalan raya otomatis

dalam penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.1 berikut

.

Gambar 3.1. Gambar rangkaian penelitian.

Berikut penjelasan tentang konfigurasi dari sistem diagram balok diatas :

Panel surya berfungsi sebagai sumber energi berupa tegangan yang dihasilkan

dari sinar matahari, lalu tegangan yang dihasilkan panel surya akan melewati

solar charge controller untuk mengontrol kebutuhan baterai agar tidak terjadi

over charging, setelah dari baterai maka tegangan akan diturukan dari 12 volt

menjadi 5 volt untuk memenuhi kebutuhan tengangan arduino uno. setelah

mengaktifkan sistem maka sensor akan membaca nilai kelembaban tanah yang

akan diproses oleh arduino uno, setelah itu nilai kelembaban yang dibaca oleh

sensor soil moisture dapat dilihat pada pemograman arduino dikomputer apakah

(tanah kering atau lembab) dan lampu merah menyala menandakan sistem siap

bekerja, pada tanah yang kering maka secara otomatis arduino akan mengirim

Solar controller Relay

Arduino uno

Sensor kelembaban

Pompa air Panel surya

Baterai(accu)

Lampu indicator(LED)

Penyemprot

Median jalan

Page 54: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

sinyal ke relay untuk membuat pompa bekerja yang mana relay disini berufungsi

sebagai saklar otomatis, setelah pompa bekerja lampu hijau juga ikut menyala,

untuk menyirami tanaman sampai kelembaban tanah mencapai nilai yang telah

diprogramkan, ketika kelembaban tanah mencapai nilai yang telah diprogramkan

maka secara otomatis relay akan mematikan pompa dan lampu hijau pun ikut mati

setelah lampu hijau mati lampu merah akan menyala menandakan pompa tidak

bekerja.

D. Langkah Penelitian

Secara garis besar tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini di

tunjukkan pada bagan alir berikut.

Page 55: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 3.2. Bagan alir proses penelitian

Mulai

Mengidentifikasi masalah

1. Bagaimana perancangan sistem penyiram taman median jalan raya

menggunakan sumber energy photovoltaic?

2. Berapa lama ketahanan dari sistem penyiram taman otomatis ini?

Studi Pustaka

Mencari dan menganalisis jurnal dan buku terkait sistem

penyiram otomatis yang dapat diaplikasikan pada taman atau

kebun.

Perencanaan teknik dan metode yang akan

digunakan dalam penelitian

Perancangan dan pembuatan

modul penelitian

Menganalisa proses kerja dari setiap komponen yang dibutuhkan dalam

perancangan sistem penyiram taman otomatis

Pengujian modul penelitian

1. Penggunaan panel surya sebagai pembangkit listrik dalam penelitian ini

2. Penggunaan arduino ATMega328

3. Penggunaan sensor kelembaban tanah

4. Penggunaan pompa air mini

5. Penggunaan baterai 6-9 Ah, 12 Volt

6.

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Mulai

Page 56: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Model dan pengujian

1. Model

Gambar 4.1 Model sistem penyiram taman

Page 57: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 4.2 Skema Rangkaian Listrik

Gambar 4.3 Model sistem penyiram taman setelah dirakit

Page 58: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 4.4 Sistem Hasil pengujian alat yag telah dirakit

Tabel 4.1 Pengukuran tegangan mikrokontroller

Ports Logic

Voltage (V)

1 2 3

Arduino

H 4,73 4,73 4,67

L 0,59 0,60 0,58

Relay

H 4,79 4,77 4,80

L 0,02 0,00 0,02

Page 59: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 4.5 Nilai sensor kelembaban tanah saat kering

Gambar 4.6 Nilai sensor kelembaban tanah saat masih cukup air

Gambar 4.7 Nilai sensor kelembaban tanah saat basah

Page 60: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

B. Flowchart sistem arduino

Gambar 4.8 Diagram alir program arduino

Mulai

Sensor kelembaban (pin

A0)

Data serial monitor

Jika nilai

< 800

Jika nilai

< 500

Kering

Lampu hijau

hidup

Pompa

Hidup

Basah Cukup

Lampu

merah hidup

Pompa Mati Lampu

kuning hidup

Pompa Mati Median

Kering

Selesai

Tidak Ya

Page 61: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Diagram alir diatas menjelaskan tentang proses perancangan dan

pembuatan program yang secara singkat uraiannya sebagai berikut :

1. Sensor Kelembaban Tanah

Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban

tanah, yang dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor

kelembaban tanah ini dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan,

maupun sistem hidroponik mnggunakan hidroton. Soil Moisture Sensor dapat

digunakan untuk sistem penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembaban

tanah tanaman secara offline maupun online. Sensor yang dijual pasaran

mempunyai 2 module dalam paket penjualannya, yaitu sensor untuk deteksi

kelembaban, dan modu`le elektroniknya sebagai amplifier sinyal.

2. Data Serial Monitor

Komunikasi serial arduino adalah komunikasi antara arduino dan

komputer dapat dilakukan melalui port USB. Dalam hal ini, arduino tidak hanya

bisa mengolah data dari pin I/O secara sendiri, tetapi dapat juga dikomunikasikan

dengan komputer untuk ditampilkan hasil dari pengolahan datanya sehingga

komunikasi yang dilakukan bersifat dua arah. Serial Monitor pada IDE Arduino

adalah sebuah fasilitas yang dapat digunakan untuk mengontrol ataupun

memonitor yang sedang terjadi pada mainboard arduino melalui komputer.

Sebagai contoh untuk memonitor kelembaban tanah yang dideteksi sensor

kelembaban tanah di serial monitor. Berikut beberapa tampilan umum

pemograman arduino yang digunakan dalam tugas akhir ini :

Page 62: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

a) Void setup : kata kunci (keyword) atau kode fungsi yang hanya

berjalan satu kali yaitu pada awal atau pertama kali program

dijalankan. Fungsi void setup yaitu untuk mendeklarasikan perintah

pada setiap variabel, menentukan pin mode, menentukan boudread

pada serial monitor dan lain-lain. Intinya void setup yaitu pengaturan

awal pada setiap proram arduino ide yang dibuat.

b) Void loop : kata kunci (keyword) atau kode fungsi untuk melaksanakan

atau mengeksekusi perintah dari program yang dibuat secara berulang

dan berjalan terus menerus selama board arduino aktif (program

berjalan).Void loop akan mengontrol setiap perintah input pada

program dan akan menjalankan setiap perintah output pada program

selama program berjalan. Lebih jelasnya, void loop yaitu fungsi untuk

menjalankan setiap perintah program yang dibuat dalam arduino ide.

3. Nilai Sensor

Tegangan tersebut dapat dicek menggunakan voltmeter DC. Dengan

pembacaan pada pin ADC pada microcontroller dengan tingkat ketelitian 10 bit,

maka akan terbaca nilai dari range 0 – 1023. Sedangkan untuk output digital

dapat diliat pada nyala led digital output menyala atau tidak dengan mensetting

nilai ambang pada potensiometer.

a) Kelembaban tanah melebihi dari nilai ambang maka led akan

padam

b) Kelembaban tanah kurang dari nilai ambang maka led akan

Menyala.

Page 63: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

C. Spesifikasi Tanaman

Page 64: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Sebanyak 87,5% tanaman hias yang ditanam pada median jalan yang

diamati didominasi oleh tanaman semak tahunan dan 12,5% sisanya adalah

tanaman semak musiman. Sebanyak 37,5% berupa tanaman hias berbunga indah

dan sebanyak 62,5% berupa tanaman berdaun indah. Tanaman hias berdaun indah

adalah Syzygium oleina, Cordyline fruticosa, Iresine herbstii, Tabernae

corymbosa, Tabernae corymbosa var., Codiaeum variegatum, Excoecaria

cochinchinensis, Dracaena marginata, Osmoxylum lineare, dan Dracaena reflexa.

Sedangkan yang termasuk tanaman hias berbunga indah adalah Rhododendron

obtusum, Bougainvillea sp, Pachystachys lutea, Pseuderanthemum reticulatum,

Jasminum multiflorum, dan Plumbago auriculata. Jika dilihati dari kondisi umum

tanaman semak yang ada di median Jalan Pengayoman, pemilihan tanaman sudah

sesuai dengan syarat tumbuh yang diperlukan tanaman karena secara umum

tanaman dapat tumbuh dengan baik. Sebanyak lebih dari 80% tanaman semak

yang ditanam pada median jalan adalah tanaman yang membutuhkan cahaya

matahari 100% serta penyiraman yang tidak terlalu sering. Median jalan

pengamatan adalah lokasi terbuka tanpa naungan dengan penyiraman tanaman

yang dilakukan sehari sekali pada sore atau pagi hari. Menurut Lawalata (2011),

tanaman yang ditanam di jalan harus memiliki karakter khusus sesuai dengan

kondisi jalan selain memiliki daun atau bunga yang indah. Hal ini disebabkan

karena kondisi jalan yang panas karena paparan sinar matahari dan padatnya lalu

lintas kendaraan bermotor, berangin, dan juga udara telah tercemar asap knalpot

kendaraan bermotor. Untuk itu, tanaman di jalan perlu dipilih secara hati-hati.

Page 65: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Menurut Indah (2014), penataan jalur hijau sepanjang median jalan

didasarkan pada tujuan yang akan dicapai dan disesuaikan dengan karakter

lingkungan setempat sehingga terbentuk lanskap jalan raya. Penataan lansekap

jalan diprioritaskan agar menunjang fungsi kelancaran dan keselamatan jalan.

Pemilihan jenis dan penataan tanaman pada median jalan sebaiknya tetap

memperhatikan aspek hortikultura dan agronomi yang meliputi ruang dan syarat

tumbuh,morfologi,fungsi,pemeliharaan.

D. Model sistem aktual

Tabel 4.2 Keterangan daya sistem aktual

No Bahan Keterangan daya

1 Panel surya 200 WP

2 SCC (solar charge controller 10 ampere

3 Baterai 12 v, 18 Ah

4 Arduino 5 volt

5 Modul relay 5 volt DC/10A250VAC

6 Sensor kelembaban 5 volt

7 Pompa air 35 l/m 220 watt

8 Inverter 300 watt

Page 66: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 4.9 Desain sistem aktual

Panel Surya 200 wp

Pipa penyemprot

Pompa 100 watt

35 L/m

Sensor C

Sensor B

Sensor A

SPTO

Dimensi Median jalan Makassar

Sumur bor

Page 67: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Gambar 4.10 SPTO

Berikut penjelasan tentang desain aktual diatas :

Panel surya berfungsi sebagai sumber energi berupa tegangan yang dihasilkan

dari sinar matahari, lalu tegangan yang dihasilkan panel surya akan melewati

solar charge controller untuk mengontrol kebutuhan baterai agar tidak terjadi

over charging, setelah dari baterai maka tegangan akan diturukan dari 12 volt

menjadi 5 volt untuk memenuhi kebutuhan tengangan arduino uno. setelah

mengaktifkan sistem maka sensor akan membaca nilai kelembaban tanah yang

akan diproses oleh arduino uno, setelah itu nilai kelembaban yang dibaca oleh

sensor soil moisture dapat dilihat pada pemograman arduino dikomputer apakah

(tanah kering atau lembab) dan lampu merah menyala menandakan sistem siap

Page 68: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

bekerja, pada tanah yang kering maka secara otomatis arduio akan mengirim

sinyal ke relay untuk membuat pompa bekerja yang mana relay disini berufungsi

sebagai saklar otomatis, setelah pompa bekerja lampu hijau juga ikut menyala.

Dan untuk membuat pompa bekerja, kita disini membutuhkan inverter sebagai

pengubah arus DC ke arus AC. Cara yang harus kita lakukan adalah dengan

memasukkan arus 12 volt dari baterai ke input inverter dan output inverter atau

positif dari inverter masuk ke COM relay, setelah itu negatif dari inverter masuk

ke negatif pompa dan positif pompa masuk ke NO relay. Setelah semua cara telah

selasai pompa siap untuk menyirami tanaman sampai kelembaban tanah mencapai

nilai yang telah diprogramkan, ketika kelembaban tanah mencapai nilai yang telah

diprogramkan maka secara otomatis relay akan mematikan pompa dan lampu

hijau pun ikut mati setelah lampu hijau mati lampu merah akan menyala

menandakan pompa tidak bekerja.

Data desain aktual :

1. Luas Medan

Medan yang akan digunakan mempunyai spesifikasi ukuran

10 meter x 2 meter.

Jadi luas medan = P xL

= 10 m x 2m

= 20 m2

Page 69: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

2. Spesifikasi volume air yang dibutuhkan

Penentuan debit air dapat diketahui dari luas medan median

jalan dikalkulasikan dengan volume kenaikan tanah. Asumsi

keadaan tanah yang dibaca oleh sensor kelembaban tanah sekitar

10 cm (0,1 m)

Volume air = L median x t air

= 20 meter x 0,1 meter

= 2 m3

3. Penentuan waktu pompa dalam bekerja

t pompa = volume air

1 m3

Jam

= 2 m3

2,1 m3/jam

= 0,9 jam = 54 menit

4. Spesifikasi energi

Energi = daya pompa x waktu menyiram

= 220 watt x 0,9 jam

= 198 watt/jam

= 198 x 10-3 kwh

= 0,198 kwH

Page 70: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Energi total yang dibutuhkan untuk hari otonom.

Etotal = Energi x hari otonom

= 198 watt/jam x 5 hari

= 990 wh = 0,99 kwH

5. Depth Off Dicharge

Dengan DOD 70% kapasitas energi yang bisa diambil dalam

baterai hanya sekitar 1,3 maka:

Kapasitas baterai = DOD x Etot

= 1,3 x 0,99 kwH

= 1,287 kwH

Jumlah baterai yang digunakan

a) Spesifikasi kapasitas baterai teoritis = 12 volt dan 18 Ah

= 12 x 18 Ah

= 216 wh = 0,216 kwH

Jumlah baterai = Energi

Kapasitas baterai

= 0,99 kwh

0,216 kwh

= 4,58

= 5 baterai

Page 71: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

b) Spesifikasi kapasitas aktual baterai :

Kapasitas aktual = kapasitas standar x DOD

= 216 x 0,7

= 151,2 wH

Jumlah baterai yang digunakan dalam kapasitas aktual baterai :

= Etotal

Kapasitas aktual

= 6,54

= 7 baterai

7. Ukuran Panel

tinsolasi = 5 jam

Energi yang dibutuhkan = 0,99 kwH

Daya panel = 0,99 kwH

5 hs

= 0,198 kwp

= 200 wp

Page 72: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

BAB V

PENUTUP

BAB V PENUTUP

A. KESIMPULAN

Atas dasar penjelsan mengenai tugas akhir kami diatas maka dapat

dirumuskan kesimpulan dari tugas akhir kami sebagai berikut :

1. Mendapatkan desain dari model sistem penyiram taman- median-jalan

raya dengan sumber energi photovoltaic dengan menggunakan komponen

panel surya, Solar Charge Controller, relay, baterai, pompa, sensor

kelembaban tanah, led serta arduino sebagai mikrokontroller dalam sistem

ini

2. Dari hasil penelitian kinerja dari model sistem penyiram taman-median-

jalan raya dengan sumber energi photovoltaic sistem bekerja dengan baik

karena pada saat nilai sensor mencapai <500 maka otomatis sensor akan

membaca bahwa median basah, apabila nilai sensor <800 maka otomatis

sensor membaca bahwa kadar air dalam median masih cukup dan sistem

tidak bekerja, sedangkan apabila nilai sensor selain dari kedua nilai

tersebut maka sensor akan membaca bahwa median jalan kering dan

secara otomatis sistem akan bekerja.

3. Model sistem penyiram taman-median- jalan raya dengan sumber energi

photovoltaic dapat menjadi purwarupa untuk purwarupa suatu sistem

aktual, untuk mengurangi kemacetan lalu-lintas jalan raya yang

diakibatkan oleh mobil penyiram taman-median-jalan, baik mobil yang

membawa pompa air maupun yang membawa air tangki.

Page 73: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

4. Model sistem penyiram taman-median-jalan yang telah dirakit

menggunakan panel surya 10 wp, microcontroller arduino 5 volt, relay

sebagai sakelar otomatis dengan ukuran 12 volt, dan penggunaan baterai

3000 mA dengan jumlah 5 baterai seta pemanfaatan SCC untuk

menghindari terjadinya overcharging.

5. Pembuatan model sistem penyiram taman-median-jalan raya dengan

sumber energi fotovoltaik dapat menjadi acuan pemerintah untuk

mengurangi terjadinya kemacetan jalan raya karna sistem ini berkerja dan

berhenti secara otomatis. Selain itu, sistem ini juga termasuk dalam salah

satu bentuk dari energi terbarukan dalam dunia elektro.

B. SARAN

Kami menyadari bahwa sistem penyiram taman median jalan raya

yang kami buat ini belum sempurna, sehingga pengembangan dan riset

dapat terus dilakukan guna mewujudkan sistem yang lebih baik, kompleks,

dan memiliki kemampuan yang lebih

Page 74: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

DAFTAR PUSTAKA

Yin Hang, Ming Qu, Roland Winston, Lun Jiang, Bennett Widyolar, Heathyer

Poiry. October 2014. ‘Experimental based energy performance analysis

and life cycle assessment for solar absorption cooling system at University

of Californian, Merced’,Merced, Energi dan Bangunan, Vol : 82, page

746-757 .

Paolo Corradda, John Bell, Lisa Guan, Nunzio Motta. 2014. ‘Optimizing Solar

Collector Tilt Angle to Improve Energy Harvesting in a Solar Cooling

System. Procedia Energy Vol: 48, Page 806-812.

Makedonia D, Moldova, Visa Ion, Mircea Niagoe,, Bogdan G. Burduhoos. 2014.

‘Solar Heating & Cooling Energy Mixes to Transform Low Energy

Buildings in Nearly Zero Energy Buildings. Energy Procedia. Volume

48.Page 924-937 number 1, ISSN 1979-7451.

Joshua Fong, Zaid Alwan. 2013 ‘ Modelling to predict future energy performance

of solar thermal cooling systems for building applications in the North

East of England’, Applied Thermal Engineering,,. Volume 57, number 1-

2. Page 81-89..

Fadi A, Ghaith, Rasha Abusitta,. 2014. ‘Energy analyses of an integrated solar

powered heating and cooling systems in UAE’, Energy and Buildings,

Volume 70. Page 117-126.

Green Power Industrial. 2012 ‘Solar Powered Air-conditioning System for

Vehicles (SAV)’, Accsess from http://www.greenpower.hk/html/sav.html

on 23 Juny 2013.

Shiunx dan Surya Digital Workshop. 2003. ‘Solar-Powered Car Auto Ventilation

Fan’‘Solar-Powered Car Auto Ventilation Fan’. Accsessed from

http://www.megatron.biz/solarfan.htm on 23 Juny 2013.

Syafaruddin, Salama Manjang, Wahyu H. Piarah. 2014. Photovoltaic System

Powering Automatic Control of Air sCirculation. Page 283-288

Royal PV. https://www.royalpv.com/kategori-produk/solar-charge-controller/

accessed on 20 March 2021

Electricityofdream. https://electricityofdream.blogspot.com/2016/09/kegunaan-

dan-fungsi-arduino.html. Di akses pada 23 Maret 2021

Algorista. http://www.algorista.com/2020/01/sensor-soil-moisture.html. acsessed

on 20 March 2021

Page 75: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

Aldy Razor. https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay-arduino.html. Di

akses pada 23 Maret 2021

Damir, B (2012). "Longevity of light bulbs and how to make them last longer".

RobAid. Diakses tanggal 10 August 2015.

panelsinarsurya . https://panelsinarsurya.wordpress.com/2016/09/20/penjelasan-

tentang-baterai-accuaki/. Di akses pada 20 Maret 2021.

Dickson Kho . https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-

cara-kerja/. Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya.

Di akses pada 20 Maret 2021.

Bumi Energi Surya. https://bumienergisurya.com/photovoltaic-pv/ . Photovoltaic

(PV). Di akses pada 2 juni 2019

Void Setup, Void Loop. https://www.elcreativeacademy.com/2019/10/void-void-

setup-void-loop-dan-serial-monitor-pada-arduino.html. Di akses pada 20

oktober 2019

Indah, A.S.K. 2014. Analisa Lanskap Jalur Hijau dan Upaya Penerapan Smart

Green Land Pada Ruang Terbuka Hijau. Jurnal Produksi Tanaman 2(3):

198-207.

Page 76: SKRIPSI MODEL SISTEM PENYIRAM TAMAN-MEDIAN-JALAN …

LAMPIRAN

Lampiran 1 Panel surya Lampiran 2 Solar Charger Controller

Lampiran 3 Sensor, relay dan kit step down Lampiran 4 Arduino dan kabel data

Lampiran 5 Breadboard, pompa dan kabel jamper Lampiran 6 Baterai