## RANCANG BANGUN PERAHU NELAYAN BERTENAGA LISTRIK DENGAN SISTEM CHARGER SOLAR PANEL TRACKER SERTA PENGATUR KECEPATAN MENGGUNAKAN ARDUINO FORWARD REVERSE DAN GEARBOX UNTUK MENINGKATKAN TORSI
Nina Paramytha IS 1 , Bima Riansyah 2 , Agustio Alvin Fernando 3 , Angga Riyadi 4 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains Teknologi, Universitas Bina Darma Email: nina_paramitha@binadarma.ac.id , Bimariansyah36@gmail.com , Nandoagustio@gmail.com dan, Anggariyadi191720070@gmail.com

## ABSTRAK
Kata kunci:
Energi  Matahari,  Perahu Nelayan,  Panel  Surya, Sistem  pelacak  Surya, Efisiensi Energi, Lingkungan laut Penelitian ini mengusulkan penggunaan energi matahari sebagai sumber tenaga utama untuk perahu nelayan, menggantikan mesin penggerak bahan bakar fosil yang  mahal  dan  berpolusi.  Perahu  nelayan  umumnya  menggunakan  mesin bertenaga bensin atau solar, namun ketersedian dan biaya bahan bakar menjadi masalah  bagi  Masyarakat  tepi  Sungai.  Selain  itu,  mesin  berbahan  bakar  fosil menghasilkan  suara  bising  yang  menggannggu  lingkungan  laut  dan  aktivitas nelayan.  Energi  matahari  dipilih  sebagai  alternatif  karena  sumber  tenaga terbarukan yang ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi  energi  dan  pengoperasian  perahu  nelayan,  serta  mengurangi  dampak negative  terhadap  lingkungan.  Dengan  memanfaatkan  panel  surya  dan  system pelacak  surya,  perahu  nelayan  dapat  menghasilkan  energi  listrik  dari  sinar matahari secara optimal. Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu nelayan beroperasi dengan lebih efisien, mengurangi biaya operasional, serta mengurangi polusi suara dan udara dilingkungan laut.

## ABSTRACT
Keywords:
Solar energy, fishing boats, solar panels, solar tracking  system,  energy efficiency, marine environment. This study proposes the utilization of solar energy as the primary power source for fishing  boats, replacing fossil fuel-powered engines that are expensive and polluting.  Fishing  boats  commonly  rely  on  gasoline  or  solar-powered  engines, but  the availability and cost  of  fuel pose challenges for riverside communities. Additionally,  fossil  fuel  engines  generate  noisy  sounds  that  disturb  the  marine environment and fishermen's activities. Solar energy is chosen as an alternative due  to  its  environmentally  friendly  nature  as  a  renewable  energy  source.  The purpose  of  this  research  is  to  enhance  the  energy  efficiency  and  operation  of fishing  boats,  while  also  reducing  negative  impacts  on  the  environment.  By harnessing solar panels and a solar tracking system, fishing boats can efficiently generate electric power from sunlight. The outcomes of this study are expected to aid  fishermen  in  operating  more  efficiently,  cutting  operational  costs,  and mitigating noise and air pollution in the marine environment.

## PENDAHULUAN
Perahu  biasanya  menggunakan  penggerak  mesin  bertenaga  bahan  bakar  berupa  bensin ataupun  solar  mengingat  bahwa  bahan  bakar  sekarang  sulit  di  dapatkan  karena  terbatas  jarak masyarakat  di  tepi  sungai  dan  harganya  juga  terlalu  mahal  di  bandingkan  di  spbu  hal  ini
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi
menyebabkan  biaya  operasional  bagi  masyarakat  ataupun  yang  bekerja  sebagai  nelayan  terlalu besar. selain itu perahu mengunakan mesin tenaga bbm suara yang bising yang dapat mengusir hewan di dalam laut yang mengakibatkan para nelayan sulit mencari ikan dan juga mengakibatkan polusi udara. Salah satu bahan energi terbarukan yang ada di alam semesta ini yang dianugerahkan Allah SWT secara gratis yaitu sinar matahari (Prasetyo & Wardana, 2021). Sinar matahari dipilih karena  sumber  tenaga  terbarukan  (renewable  energy)  merupakan  teknologi  pilihan  untuk menghasilkan sumber tenaga bersih (Adi Prabowo & Triwiyatno, 2013). dengan Sistem pengisian baterai menggunakan panel surya mampu merubah energi terbarukan yakni energi surya menjadi energi listrik melalui sel surya yang kemudian ketersedian energi disimpan pada battery accu untuk kebutuhan sumber listrik diatas kapal nelayan (Purnomo, 2021).
Panel  surya  cenderung  menghasilkan  energi  maksimum  ketika  sinar  matahari  mengenai permukaan  panel  secara  langsung. Panel  matahari  perlu  digerakkan  mengikuti  pergerakkan matahari agar mendapatkan sinar matahari yang optimal (Nyoman et al., 2015). Oleh karena itu, diperlukan sistem pelacak surya (solar panel tracker) yang dapat mengarahkan panel surya agar selalu  menghadap  ke  arah  sinar  matahari  secara  langsung.  Hal  ini akan  meningkatkan  efisiensi pengisian baterai dan kinerja sistem secara keseluruhan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan efisiensi energi dan pengoperasian perahu  nelayan  serta  mengurangi  dampak  negatif  terhadap  lingkungan.  Dengan  menggunakan energi matahari sebagai sumber daya utama, perahu nelayan ini diharapkan dapat beroperasi lebih efisien dan hemat biaya.

## METODE
Metode  dari  sistem  yang  dilakukan  yaitu  dimulai  dari  Rancang  Bangun  Alat  meliputi  ( Input, Proces, dan Output) , Desain Alat, Flowchart dan Pengujian Alat.

## Rancang Bangun Alat
Rancang  bangun  perlengkapan  yang  hendak  digunakan  buat  pembuatan  perlengkapan  Perahu Nelayan Bertenaga Listrik ini mempunyai 3 tahapan ialah masukan ( input ), proses, serta keluaran ( output )  (Hidayati  et  al.,  2020).  Dari  ketiga  tahapan  tersebut  memiliki  kedudukan  yang  sama berarti Berikut merupakan gambar blok diagramnya:
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi
Gambar 1 Blok Diagram Solar Tracker

## Gambar 2 Blok Diagram Propeller
Input  ataupun  masukan  ialah  proses  dini  dalam  pengumpulan  informasi  -  informasi  yang hendak  diperlukan  buat  proses  berikutnya  supaya  dapat  terlaksana.  Input  pula  berfungsi  selaku perlengkapan buat mengaktivasi proses pengolahan informasi selanjutnya selaku sumber tenaga Berikut hendak dipaparkan sebagian input yang dibutuhkan dalam proses pembuatan perlengkapan ini.  Proses  ini  memainkan  peran  yang  sangat  penting  dalam  pembuatan  alat  ini.  Proses  ini mengolah data yang dikumpulkan dari beberapa input dan berlanjut ke tahap selanjutnya agar data tersebut dapat dieksekusi dan diproses untuk menghasilkan output yang diharapkan. Output atau biasa  dikenal  dengan  keluaran  merupakan  proses  atau  tahapan  akhir  dimana  data  yang  telah diproses akan diolah dan di artikan menjadi sebuah perintah yang akan dilaksanakan oleh alat yang dibuat  yang  terdapat  pada  keluarannya.  Alat  pada  keluaran  tersebut  akan  menerima  data  dari tahapan proses yang kemudian akan menjadi suatu produk yang dapat digunakan dan mudah untuk dipahami.
Desain Alat
Desain alat yang akan digunakan pada alat Perahu nelayan bertenaga Listrik dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker ini yaitu sebagai berikut:
Dari  Skema  Rangkaian  Solar  Tracker  diatas  menjelaskan  sistem  kerja  pembangkit  panel surya  dengan  metode  solar  tracker  Single  axis.  Alat-alat  yang  digunakan  panel  surya  20  WP ( Polycrystalline ),  Baterai  12V, Solar  Controller  Charger PWM  12V/24V  20A, Digital  Timer Switch 12V, Relay 12V, Indikator Battery 12v, Motor Linear Actuator 12v, dan Ldr Switch Relay 12v ( Modul XH-M131).

## Gambar 4 Desain Alat Control Perahu Nelayan
Dari blok diagram dapat di lihat bahwa baterai sebagai sumber energi utama dan stepdown sebagai  penurun  tegangan  untuk  sumber  energy  Arduino  uno  serta  Arduino  uno  sebagai microcontrol yang mengirim sinyal ke lcd untuk menampilkan nilai kecepatan dan arus motor yang di baca melalui sensor infared dan acs712, potensio mengatur dan mengirim sinyal ke Arduino uno untuk di kirim ke driver motor sehingga motor akan berputar sesuai yang diinginkan.
Flowchart

## Gambar 3 Skema Rangkaian Solar
Tracker
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi
Diagram alir ( flowchart) dibutuhkan dalam membuat suatu rancang bangun alat . Diagram alir  (flowchart)  ini  bertujuan  untuk  merancang  proses  langkah-langkah  dari  alat  ini  agar  bisa menghasilkan hasil yang sesuai dengan keinginan.
Gambar 5 Flowchart Solar Tracker           Gambar 6 Flowchart Control Perahu Nelayan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran dan pengujian Alat
Table 1 Pengukuran Alat
Untuk pengukuran di lakukan pada awal penggunaan baterai. dilakukan 5 kali pengukuran setiap titik pengukuran.

## Perhitungan lama pengisian Baterai
Daya yang dapat di simpan pada baterai sebesar 240 Wh (Watt/hour), nilai ini didapatkan karena aki yang digunakan sebesar 20 ah (ampere/hour) dikalikan tegangan yang digunakan pada aki yaitu 12v, yang didapatkan dari rumus persamaan 1 untuk mencari daya yaitu:
P=I x V……….................................................................................................................(1) P= 20 ah x 12 V P= 240 Wh (Watt/hour)
Lalu panel surya yang digunakan sebesar  20Wp (Watt/peak) yang artinya dalam waktu puncak (panas terik) panel surya dapat menghasilkan daya sebesar 20 Watt. jadi ketika dalam sehari cuaca panas anggap saja selama 6 jam panas terik berarti:
No  Posisi Pengukuran  Titik Pengukuran  Satuan Banyak Pengukuran X 1 2 3 4 5 1. Baterai TP 1 (Output Baterai) V DC 12,3  12,2  12,3  12,2  12,3  12,26 I DC (mA)  10,2  10,1  10,2  10,2  10,2  10,24 2. Motor DC TP 10 (Input Motor DC) VDC 12,3  12,3  12,3  12,3  12,3  12,3 I DC (mA)  10.0  10,1  10,1  10,2  10,1  10,16
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi

## P= 20 Wp x 6 jam
P= 120 Watt panel  surya  dalam  1  hari  menghasilkan  daya  sebesar  ±  120  watt.  Sedangkan  daya  yang  dapat disimpan oleh baterai sebesar 240 Wh (Watt/hour) jadi hanya dapat terisi 50% atau hanya setengah dari kapasitas baterai dalam 1 hari.

## Perhitungan Energi Baterai Yang Terpakai
Kapasitas Baterai yang digunakan yaitu 20.000 mAh dengan arus yang terukur Sebesar 10.240  mAh,  untuk  mengetahui  energi  baterai  yang  digunakan,  maka  dilakukan  perhitungan ketahan menggunakan persamaan 2 yaitu:
Waktu (t) = kapas i ta s batera i 𝐼 (𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑇𝑒𝑟𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖) – 30 % Faktor Efisiensi …………………………………(2) Waktu (t) = 20.000 mAh 10.240 𝑚𝐴ℎ - 30%
Waktu (t) = 1.367 h Dalam Satu Baterai dapat bertahan Selama ± 1,367 jam. energi yang disimpan baterai tidak dapat dikeluarkan semuanya karena akan memiliki dampak negatif yaitu berupa kerusakan dari baterai. Jadi  disini  penulis  membatasi  30  %  kapasitas  untuk  mencegah  kerusakan  baterai.  Berhubung perahu nelayan mempunyai 1 buah baterai sebagai cadangan maka perahu nelayan bertenaga listrik dapat bertahan selama ±  2,734 jam  dengan perhitungan 1,367 h + 1,367h = 2,734 .

## Pengukuran dan Pengujian Beban Motor DC
Tabel  diatas menjelaskan  besar  tegangan dan  beban  arus  maksimal  yang  dibutuhkan  oleh menggerakan  motor  DC,  dengan  melakukan  5  kali  percobaan  pengukuran.  semakin  besar  arus yang dikeluarkan maka semakin cepat putaran motor dc bergerak. Sedangkan semakin kecil arus yang  yang  dikeluarkan  maka  semakin  perlahan  putaran  motor  dc.  Kecepatan  putaran  motor  dc diatur oleh potensiometer sebagai pengontrol / gas pada perahu nelayan.
Tabel 2 Pengukuran beban Motor DC

## Hasil Pengujian Kerja Peralatan
Pengujian  alat  dilakukan  di  kolam  BST  Poltektrans  SDP  Palembang,  Alat  diuji  dengan penempatan solar  cell kapasitas  20  WP  diatas  perahu  Nelayan,  dan  perangkat  lainnya  didalam perahu.
No.  Posisi Pengukuran  Satuan Banyak Pengukuran X 1 2 3 4 5 1 Motor DC V DC 12,3  12,3  12,3  12,3  12,3  12,3 I DC (mA)  10.0  10,1  10,1  10,2  10,1  10,16
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi

## Gambar 1 Penempatan Pengujian Solar Cell di atas perahu
Posisi peletakan Solar Cell dibagian depan perahu agar tidak menghalangi penumpang perahu dan juga melindungi panel listrik yang ada dibagian depan perahu nelayan.

## Gambar 2 Penempatan Alat didalam Perahu
Setiap alat diletakan didalam perahu, baterai sebagai sumber energy utama dan stepdown sebagai  penurun  tegangan  untuk  sumber  energy  Arduino  uno  serta  Arduino  uno  sebagai microcontrol yang mengirim sinyal ke lcd untuk menampilkan nilai kecepatan dan arus motor yang di baca melalui sensor infared dan acs712, potensio mengatur dan mengirim sinyal ke Arduino uno untuk di kirim ke driver motor sehingga motor akan berputar sesuai yang diinginkan.

## Analisa
Dari  hasil  pengukuran  dan  pengujian  yan  telah  dilakukan,  didapati  beberapa  poin  hasil analisa sebagai berikut:
1. Pengontrolan  perahu  Nelayan  bertenaga  listrik  ini  masih  menggunakan  cara  manual  yaitu dengan memutarkan potensiometer yang terletak didalam perahu nelayan.
2. Sensor tracker mulai bekerja pada pada pukul 07.00 Wib sampai dengan pukul 17.00 Wib
3. Pengaruh  matahari  terhadap  efektifitas solar  cell dalam  menghasilkan  energi  terukur  pada pukul 09.00 wib sampai dengan 15.00 wib dengan arus terukur sebesar > 0,9 A - 1 A .
4. Pengecasan  baterai  sampai  mencapai  batas  penuh  menggunakan  Panel  Surya  yaitu membutuhkan waktu Selama 12 jam Akan tetapi baterai yang dicharger itu masih memiliki kapasitas sebesar 30% jadi hanya membutuhkan waktu 8 jam sampai memiliki kapasitas 100 bisa dilihat pada indicator baterai.
5. Panel Surya Polycristaline 20 wp  belum mencukupi untuk mengisi beterai 12v 20a. perahu nelayan bertenaga listrik dapat bertahan selama ±  2,734 jam Sehingga membuat baterai cepat habis dibandingkan pengisian baterai.
6. Pengujian pembebanan baterai dapat dikatakan belum efektif dikarenakan  pada besar beban yang dikeluarkan mencapai 10a. sehingga hal ini tidak dapat menjaga umur baterai.

## KESIMPULAN
Dari pembahasan pada “Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta   Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan  Gearbox  Untuk  Meningkatkan Torsi”,  dapat  diambil  kesimpulan  yaitu.  Pertama, Pengontrolan  perahu  nelayan  menggunakan  potensiometer  diputar  kekiri  untuk  mundur  dan diputar kekanan untuk maju kedepan. Kedua, Tegangan dan arus yang baik dihasilkan solar cell yaitu  pada  jam  09.00  -  15.00  WIB  dengan  kondisi  cerah.  Ketiga,  Perahu  nelayan  hanya  bisa digunakan selama ± 2,734 jam. Keempat, Lama pengecasan baterai dari Panel Surya Selama ±8 jam dalam Sehari.

## Saran
Adapun saran dari penulis ialah:
1. Pengembangan  alat  untuk  kedepannya  bisa  ditambahkan  kapasitas  baterai  dan solar  cell dikarenakan agar dapat menyimpan banyaknya energi listrik sehingga dapat digunakan dalam skala besar.
2. Penggunaan  baterai  jangan  dibiarkan  sampai  kosong  dikarenakan  dapat  mengurangi  umur pakai baterai dimana kapasitas baterai akan lebih cepat habis.

## DAFTAR PUSTAKA
Adi Prabowo, Y., & Triwiyatno, A. (2013). Perancangan Dan Simulasi Sistem Tracking Panel Surya Dua Derajat Kebebasan Menggunakan Metode Kendali Logika Fuzzy .
Hidayati, Q., Yanti, N., Jamal, N., Negeri Balikpapan, P., & Soekarno Hatta km, J. (2020). Sistem Pembangkit Panel Surya Dengan Solar Tracker Dual Axis Dual Axis Solar Tracking System For Power Generation .
Rancang Bangun Perahu Nelayan Bertenaga Listrik Dengan Sistem Charger Solar Panel Tracker Serta Pengatur Kecepatan Menggunakan Arduino Forward Reverse Dan Gearbox Untuk Meningkatkan Torsi
Nyoman,  I.,  Kumara,  S.,  &  Giriantari,  I. (2015). Pengaruh  Kebersihan  Modul  Surya  Terhadap Unjuk Kerja PLTS Power Quality View project Geographical Information System (GIS) for resource mapping View project . https://www.researchgate.net/publication/312504804 Prasetyo, M. A., & Wardana, H. K. (2021). Rancang Bangun Monitoring Solar Tracking System Menggunakan Arduino dan Nodemcu Esp 8266 Berbasis IoT . 4 (2).
Purnomo, T. (2021).  Kajian Teori  Analisa Penggunaan  Surya Panel  Sebagai Kebutuhan Listrik Pada Kapal Nelayan Di Pantai Utara Tegal Jawa Tengah Kajian Teori Analisa Penggunaan Surya  Panel  Sebagai  Kebutuhan  Listrik  Pada  Kapal  Nelayan  Di  Pantai  Utara  Tegal  Jawa Tengah.
Dinamika : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin , 13 (1), 14.
https://doi.org/10.33772/djitm.v13i1.18523

## This work is licensed under a
Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License