## JURNAL ILMIAH FLASH
Vol. 9 No. 1, Halaman: 66 - 69 Juni 2023

## SOLAR TRACKER BERBASIS ARDUINO UNO
Subir 1 , Rizky Aprylianto Susilo 2* , Lucianus Handri Gunanto 3 , M. Hafif Rahmatullah 4 , Anang Nur Rahman 5 , Yohanes Suban Peli 6 , Rocky Yefrenes Dillak 7 1,2,3,4,5 Politeknik Negeri Samarinda Jl. Cipto Mangun Kusumo, Sungai Keledang, Kec. Samarinda Seberang, Kota Samarinda, Kalimantan Timur 75242
6,7 Politeknik Negeri Kupang Lasiana, Kelapa Lima, Kupang City, East Nusa Tenggara 85258
* E-mail: apriliantorizky86@gmail.com

## Abstrak
Energi matahari dapat dimanfaatkan dengan cara merangkai suatu alat yang dapat digunakan untuk mengubah energi  matahari  menjadi  energi  listrik.  Alat  yang  dapat  digunakan  adalah  Panel  Surya.  Teknologi  dengan menggunakan Panel Surya  telah lama dikenal oleh manusia. Permasalahan yang ada sekarang ini adalah Panel Surya yang terpasang kebanyakan masih bersifat statis. Hal ini menyebabkan penerimaan energi matahari tidak optimal.  Oleh  karena  itu,  perlu  dibuat  sistem  yang  membuat  Panel  Surya  selalu  mengikuti  arah  matahari. Perangkat solar tracker bertujuan untuk bisa mengikuti arah gerak matahari dengan menampilkan status baterai pada LCD, dengan kontroller berupa arduino uno dan perangkat tambahan sebagai input berupa 2 sensor LDR dan 1 buah output berupa motor servo sebagai penggerak panel surya.
Kata kunci : Arduino uno, Solar Tracker, Sensor LDR.

## PENDAHULUAN
Tingginya  konsumsi  dari  penggunaan bahan  bakar  berbasis  fosil  dapat  berdampak pada habisnya sumberdaya tersebut suatu saat nanti,  belum  lagi  energi  fosil  membutuhkan waktu  yang  sangat  lama  untuk  proses terbentuknya,  dan  membutuhkan  biaya  yang sangat besar untuk melalukan proses produksinya. Untuk itu perlu adanya pengembangan  energi  baru  dan  terbarukan sebagai  sumber  energi  alternative  seperti energi matahari.
Energi  matahari  dapat  dimanfaatkan dengan cara merangkai suatu alat yang dapat digunakan  untuk  mengubah  energi  matahari menjadi  energi  listrik.  Alat  yang  dapat digunakan  adalah  Panel  Surya.  Teknologi dengan menggunakan Panel Surya telah lama dikenal oleh manusia.
Permasalahan  yang  ada  sekarang  ini adalah Panel Surya yang terpasang kebanyakan  masih  bersifat  statis.  Hal  ini menyebabkan  penerimaan  energi  matahari tidak  optimal.  Oleh  karena  itu,  perlu  dibuat sistem  yang  membuat  Panel  Surya  selalu mengikuti arah matahari [1].

## TINJAUAN PUSTAKA

## A.  Penelitian  Atau  Proyek  Yang  Sudah  Ada
Sebelumnya Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh Septian Ari  Kurniawan dan Mohammad Taufik [1] Penelitian ini menitikberatkan pada pembuatan  purwarupa  solar  tracker  sumbu tunggal dan membandingkan kinerjanya dengan panel surya statis. Pengujian peningkatan efisiensi diwakilkan dengan pengukuran  tegangan  open  circuit  (VOC)  dan arus  short  circuit  (ISC)  untuk  kedua  panel. Purwarupa  solar  tracker  sumbu  tunggal  yang dibuat  menggunakan  sebuah  motor  stepper KS42STH40-1204A  yang  bergerak  sesuai dengan  pewaktuan  real  time  clock  (RTC) DS3231.
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh Yudha Agustria dan Djoko Wahyudi [2] Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  merancang  dan membuat  Solar  Tracker  yang  berfungsi melacak  cahaya  matahari  dan  mengubah posisi  solar  panel  menuju  cahaya  matahari yang  berintensitas  paling  besar.  berbasis Arduino  Uno  dengan  menggunakan  LDR sebagai  sensornya  dan  motor  servo  sebagai penggeraknya. Sebagai hasilnya, Solar Tracker device berbasis Arduino Uno dapat dibuat dan setelah  di  uji,  Solar  Tracker  dapat  bekerja
dengan  baik  melacak  dan  bergerak  secara otomatis mengikuti cahaya matahari.
B.  Solar Panel Panel  Surya  (photovoltaic)  adalah  suatu alat/komponen yang mengubah energi matahari  menjadi  energi  listrik.  Photovoltaic terdiri dari beberapa Panel Surya, yang tiap sel terhubung  dengan  lainnya  secara  seri  atau parallel untuk membentuk deretan photovoltaic yang  secara  umum  disebut  photovoltaic modules. Modul photovoltaic merupakan suatu komponen  yang  tersusun  dari  cell-cell  surya kemudian  terbentuk  modul-modul  surya  dan dari  modul  surya  terbentuk  dalam  satu  array. Dari setiap cell mempunyai tegangan dan daya masing-masing  sehingga  bila  kita  rangkaikan atau kita susun maka akan terbentuk kapasitas photovoltaic yang kita butuhkan [3]. Bentuk Solar sel, modul, dan panel array dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini :
Gambar 1. Solar Panel [3]
C.  Arduino Uno Arduino dilengkapi dengan static random- access memory (SRAM) berukuran 2KB untuk memegang  data, flash  memory berukuran 32KB, dan erasable programmable read-only memory (EEPROM). SRAM digunakan untuk menampung data atau hasil pemrosesan data selama  Arduino  Uno  menerima pasokan  catu daya. Flash memory untuk menaruh program yang  dibuat. EEPROM digunakan  untuk menaruh  program  bawaan  dari  Arduino  Uno dan  sebagian  lagi  dapat  dimanfaatkan  untuk menaruh  data  secara  permanen  [3].  Bentuk dari  Arduino dapat  dilihat  pada  Gambar  2 berikut ini:
D.  Sensor LDR Salah  satu  sensor  yang  digunakan dalam  proyek  ini  adalah  sensor cahaya LDR (Light Dependent Resistor). LDR adalah salah satu  jenis  resistor  yang  dapat  mengalami perubahan  resistansinya  apabila  mengalami perubahan  penerimaan   cahaya  [3].  Bentuk
fisik  dan  simbol  LDR  dapat  dilihat  pada Gambar 3 berirkut ini:
Gambar 2. Arduino Uno [3]
Gambar 3. Sensor LDR [3]
E.  Motor Servo Motor  servo  adalah  sebuah  motor dengan  sistem closed  feedback di  mana posisi dari motor akan di informasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari motor dc, rangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol [3].
Pengendalian  gerakan  batang  motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode  PWM (Pulse  Width  Modulation ). Teknik  ini  menggunakan  sistem  lebar  pulsa untuk  mengendalikan  putaran  motor.  Sudut dari  sumbu  motor  servo  diatur  berdasarkan lebar  pulsa  yang  dikirim  melalui  kaki  sinyal dari kabel motor [3]. Bentuk dari motor servo dapat dilihat pada Gambar 4 berikut ini:
Gambar 4. Motor Servo [3]
F. Baterai Baterai  tipe  18650  merupakan tipe  yang banyak  digunakan    secara    umum.    Tipe    ini berbentuk   tabung dengan    ukuran    diameter 18mm   dan   tinggi   65mm. Karena  bentuknya
Subir 1 , Susilo 2 , Gunanto 3 , dkk 66
yang  relatif  kecil  sehingga  banyak digunakan pada      peralatan      elektronik      bergerak      atau sistem   embedded,   mulai   dari   kipas   angin portable,  senter,    speaker    bluetooth,    rokok elektrik,  powerbank, laptop,  kendaraan  listrik hingga  nano  satelit.  Karena banyak  digunakan pada    device    sehari-hari,    baterai    ini  mudah ditemukan  di  pasaran  [4].  Bentuk  dari  baterai dapat dilihat pada Gambar 5 berikut ini:

## Gambar 5 Baterai [4]
G.  Battery Charger Module
Battery  Charger  Module  adalah  modul yang berfungsi untuk mengisi  baterai  isi ulang Lithium    ( Li –  ion  rechargeable  battery )  1 Ampere  yang  dilengkapi  dengan  2  lampu indikator, masing – masing menunujukan status saat  mengisi  ulang  (LED  merah)  dan  saat baterai  sudah  terisi  penuh  (LED  biru)  Dengan tipe  TP  4056  Spesifikasi  =  input:  Micro  USB, tegangan  input:  4.5-5.5V,  tegangan stop charge penuh: 4.2V, Arus Charging Maximum: 1000mA  /  1A  (adjustable),  Output:  Bat+  and Bat-.  Bentuk  dari  modul  dapat  dilihat  pada Gambar 6 berikut ini:
Gambar 7 Battery Charger Module [5]
H.  LCD ( Liquid Crystal Display )
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair  sebagai  penampil  utama.  LCD  bisa memunculkan gambar atau tulisan dikarenakan terdapat  banyak  sekali  titik  cahaya  (piksel) yang  terdiri  dari  satu  buah  kristal  cair  sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak
memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon  berwarna  putih  di  bagian  belakang susunan  kristal  cair  tadi.  Titik  cahaya  yang jumlahnya  puluhan  ribu  bahkan  jutaan  inilah yang membentuk tampilan citra.
Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan  berubah  karena  pengaruh  polarisasi medan  magnetik  yang  timbul  dan  oleh karenanya  akan  hanya  membiarkan  beberapa warna  diteruskan  sedangkan  warna  lainnya tersaring  [6].  Bentuk  dari  LCD  dapat  dilihat pada Gambar 6 berikut ini:
Gambar 6 LCD [6]

## METODE PENELITIAN

## A.  Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu  yang  digunakan  peniliti  untuk peracangan tugas  akhir ini dilaksanakan pada bulan Februari 2023 sampai dengan bulan Juni 2023,  dan  lokasi  yang  peniliti  gunakan  dalam merancang  bangun  Solar  Tracker  Berbasis Arduino Uno   dilaksanakan di dua  lokasi yaitu Laboratorium  Mikroprosesor  Jurusan  Tenik Elektro  sebagai  lokasi  pembuatan  alat  serta pengujian  hasil  pembuatan  alat  yang  telah terintegrasi,  dan  kediaman  peniliti  sebagai lokasi penulisan laporan tugas akhir.
B.  Proses Pelaksanaan Penelitian Pada  perancangan  ini  peniliti  membuat dua tahapan perancangan yaitu pada saat pra perancangan,  dan  perancangan.  Pada  pra perancangan  jenis  dan  sumber  data  yang peniliti  gunakan  adalah  datasheet  atau  yang lebih dikenal sebagai spesifikasi dari komponen.  Dan  untuk  perancangan  jenis  dan sumber  data  yang  digunakan  adalah  jurnal, website  dan  hasil  pengujian  alat.  Peniliti  juga berkonsultasi dengan rekan sesama tim dalam perancangan alat ini dan berkonsultasi dengan pembimbing untuk kelancaran dalam merancang alat dan penulisan tugas akhir.
C.  Gambaran Sistem
Perancangan  Solar Tracker ini terdiri dari perangkat  keras  (hardware)  dan  perancangan
perangkat lunak (software) dengan mikrokontroller,  motor  servo  ,  solar  panel, battery, charge controller Module, USB step up boost  module  dan  sensor  LDR  sebagai komponen  utamanya.  Diagram  blok  sistem dapat dilihat pada Gambar 8 di bawah ini:
Gambar 8. Diagram Blok Sistem Solar TrackerDiagram Blok Sistem Solar Tracker
Berdasarkan Gambar 7 diatas, dapat diuraikan skema kerjanya sebagai berikut :
1.  Sensor  LDR  ,  berfungsi  sebagai  sensor yang sebagai input yang akan menggerakan alat dengan membaca sumber cahaya UV dan memberikan sinyal ke  Mikrokontroller  untuk  menggerakan Output.
2.  Motor  Servo,  berfungsi  sebagai  Output sebanyak  1  buah  yang  akan  menggerakan alat untuk mengarahkan panel surya sesuai rotasi matahari agar penangkapan sinar UV dapat tertangkap secara maksimal.
3.  Mikrokontroller  Arduino  Uno  berfungsi sebagai  pusat  kontrol,  menerima  dan memproses  sinyal  dari  2  buah  LDR  yang masing –  masing  memiliki  nilai  berbeda sesuai  intensitas  cahaya  yang  diterima untuk  kemudian  mengirim  sinyal  untuk menggerakan  motor  servo  sesuai  dengan program  yang  telah  dimasukan  pada Mikrokontroller Arduino Uno.
4.  Battery  charge  modul  berfungsi  sebagai untuk mengisi baterai isi ulang Lithium  ( Li – ion rechargeable battery ) 1 Ampere yang dilengkapi  dengan  2  lampu  indikator  yang didapat  dari  Solar  Panel,  masing – masing menunujukan  status  saat  mengisi  ulang (LED  merah)  dan  saat  baterai  sudah  terisi penuh (LED biru)
5.  Solar
Panel
merupakan suatu alat/komponen  yang  mengubah  energi matahari menjadi energi listrik.
D.  Desain Desain  solar  tracker  dapat  dilihat  pada Gambar 9 di bawah ini:
Gambar 9. Desain Skematik Solar Tracker
E.  Diagram Alir Sistem
Diagram  alir  sistem  adalah  representasi visual  yang  digunakan  untuk  menggambarkan urutan  langkah-langkah  atau  aliran  informasi dalam  suatu  sistem.  Diagram  ini  memberikan gambaran  yang  jelas  tentang  bagaimana proses atau sistem bekerja secara keseluruhan,  termasuk  input  yang  diterima, aktivitas  yang  dilakukan,  keputusan  yang diambil,  dan  output  yang  dihasilkan.  Diagram alir  sistem  solar  tracker  dapat  dilihat  pada Gambar 10 di bawah ini:
Subir 1 , Susilo 2 , Gunanto 3 , dkk 68
Gambar 10. Diagram Alir Sistem

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.  Hasil Perancangan
Perangkat  solar  tracking  bertujuan  untuk bisa  mengikuti  arah  gerak  matahari  dengan menampilkan status baterai pada LCD, dengan kontroller  berupa  arduino  uno  dan  perangkat tambahan sebagai input berupa 2 sensor LDR dan 1 buah output berupa motor servo sebagai penggerak panel surya. Gambar 11 merupakan perancangan hardware dari solar tracker .
Gambar 11. Solar Tracker
B.  Hasil Pengukuran Pengujian ini bertujuan untuk membandingkan  tegangan  keluaran  sel  surya yang  menggunakan  solar  tracker  dengan  sel
surya statis. Pengujian ini juga bertujuan untuk mengamati  apakah  solar  tracker  berfungsi dengan  baik  yaitu  bergerak  mengarahkan  sel surya ke arah datangnya sumber cahaya. Hasil pengujiannya  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.1  di bawah ini:
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Waktu V Solar Tracker (Volt) V Statis (Volt) Ketrangan 9.00 5.009 4.65 Berawan 10.00 5.19 4.96 Cerah 11.00 5.25 5.18 Cerah 12.00 5.5 5.44 Cerah 13.00 5.46 5.21 Cerah 14.00 5.39 5.11 Cerah
Untuk  memudahkan  melihat  perbedan antara pengukuran solar tracker dan sel surya statis  dibuat grafik  perbandingan  tegangan keluaran.  Grafik  dapat  dilihat  pada  Gambar 4.2.
Dari  Gambar  12  dapat  dilihat  bahwa  sel surya  yang  menggunakan  solar  tracker menghasilkan  tegangan  keluaran  yang  lebih besar  dibandingkan  metoda  statis,  hal  ini disebabkan sel surya metoda statis tidak selalu tegak  lurus  terhadap  matahari,  sedangkan untuk menghasilkan tegangan yang optimal sel surya  harus  tegak  lurus  terhadap  matahari, masalah ini yang di atasi dengan solar tracker agar  sel  surya  selalu  tegak  lurus  terhadap matahari.  Optimalisasi  tegangan  keluaran (Vout)  sel  surya  yang  menggunakan solar tracker pada  Gambar  12  dihitung  dengan persamaan:
𝑂𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙𝑖𝑠𝑎𝑠𝑖 (%) = 𝑉 𝑂𝑢𝑡 𝑆𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑇𝑟𝑎𝑐𝑘𝑒𝑟−𝑉 𝑂𝑢𝑡 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑑𝑒𝑆𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠 𝑉 𝑂𝑢𝑡 𝑀𝑒𝑡𝑜𝑑𝑒 𝑆𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠 × 100%
(1)

## Gambar 12. Grafik perbandingan tegangan
keluaran
Pada  Tabel  4.2  di  bawah  adalah optimalisasi  tegangan  keluaran  sel  surya berdasarkan waktu tiap jamnya untuk melihat seberapa  optimal  penggunaan  solar  tracker dibandingkan  dengan  metode  statis  metode statis dengan menggunakan Persamaan (1).
09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Solar Tracker Sel Surya Statis
Tabel 4. 2 Optimalisasi tegangan keluaran sel surya yang menggunakan solar tracker.
Waktu Optimalisasi (%) 9.00 0.07 10.00 0.16 11.00 0.01 12.00 0.011 13.00 0.04 14.00 0.05
Pada Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa perbedaan tegangan  paling  besar  terjadi  pada  jam  10.00 yaitu  sebesar  0.16%,  sedangkan  perbedaan tegangan  paling  kecil  terjadi  pada  jam  11.00 yaitu sebesar 0.01%.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan dapat  disimpulkan  bahwa  pengujian  pada  sel surya  5.5  V  berdimensi  65  mm  x  65  mm diketahui  bahwa  penggunaan  solar  tracker dapat  meningkatkan  tegangan  keluaran  sel surya  hingga  0.16%  dibandingkan  metode statis. Tegangan maksimum keluaran sel surya yang menggunakan metode statis adalah 5.44 V  naik  sebesar  0.06  V  dengan  menggunakan solar tracker menjadi 5.5 V.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M.  T.  S.  a.  Kurniawan,  "Rancang  Bangun  Solar Tracker Sumbu Tunggal Berbasis Motor Stepper Dan Real  Time  Clock," Jurnal  Ilmiah  Teknologi  dan
Rekayasa, 2021.
[2]  D. W. Yudha Agustria, "Perancangan dan Pembuatan Solar  Tracker  Device  Berbasis  Arduino  Uno,"  vol.  3, no. 2, 2013.
[3]  S. A. R. K. A. Izran Mardjun, " Rancang Bangun Solar Tracking Berbasis Arduino Uno," Jurnal Teknik Elektro cosPhi, vol. 1, no. 2, pp. 19-22, 2018.
[4]  D.  N.  Bagenda,  "ALAT  UJI  KAPASITAS  BATERAI DENGAN  TEGANGAN  KONSTAN  MENGGUNAKAN STEP UP CONVERTER," Jurnal LPKIA, vol. 12, no. 1,
2019.
[5]  2.  S.  Centre,  "Tokopedia,"  2023.  [Online].  Available: https://www.tokopedia.com/23shoppingcentre/tp4056- 5v-1a-micro-usb-to-lithium-battery-charger-module- protection. [Accessed 16 5 2023].
[6]  D.  S.  Fina  Supergina,  "Perancangan  Robot  Pencapit Untuk Penyortir Barang Berdasarkan Warna LED RGB Dengan  Display  Berbasis  Arduino  Uno," Teknologi
Elektro, Universitas Mercu Buana, vol. 5, no. 1, 2014.