Merancang Panel Kontrol Untuk Pompa Air dan Motor Pengerak Solar cell
Herisajani, Nasrul Yandrika Putra

## ABSTRAK
At this present time increasing electrical energy requirements, and therefore found the latest energy is solar energy. Solar energy can be harnessed as a potential alternative energy source because the energy is very large  as  well  as  environmentally  friendly.  Tool  that  can  be  used  to  convert  sunlight  directly  into  electricity  is called photovoltaic. On the control panel to control the water pump on the motor control circuit design life turns automatically and manually. To control the timing of the displacement of the pump used to pump two timers. On the control panel of diesel propulsion sell used four times the displacement step. Switching time between steps in the set by a timer. The control panel uses the same circuit with the motor circuit alternating rounds.
Key  words:  solar  module,  water  pump  control  panels,  control  panels  and  solar  cell  propulsion  battery resilience.

## I. PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Air  adalah  salah  satu  dasar  kebutuhan manusia baik untuk keperluan hidup sehari-hari dari kebutuhan  untuk  minum  dan  masak,  keperluan sanitasi,  dan  untuk  kebutuhan  yang  menunjang agrobisnis  dan  proses  produksi.  Ketersediaan  air yang  memenuhi  syarat  untuk  memenuhi  kebutuhan masyarakat tersebut di atas, sering menjadi masalah terutama pada daerah yang sumber air permukaannya  sangat  terbatas  atau  air  bawah tanahnya  sangat  dalam.  Meskipun  teknologi peralatan  pompa  untuk  memperoleh  air  telah tersedia  dan  mudah  diperoleh,  tetapi  pada  daerah- daerah  tertentu,  ketersedian  tenaga  penggerak pompa  sering  menjadi  kendala,  misalnya  karena ketiadaan  jaringan  listrik  PLN  atau  pada  daerah yang  sudah  mampu  menyediakan  generator  set (genset) tetapi sulit mendapatkan suplai BBM. Saat ini  teknologi  listrik  tenaga  surya  (solar  energy system)  menjadi  popular  yang  diyakini  dapat mengatasi  hambatan  tersebut  di  wilayah  tropis, cahaya matahari dapat diperoleh secara cuma-cuma sepanjang  tahun  di  mana  saja,  di  tempat  terpencil sekalipun. Jadi pemanfaatan teknologi tenaga listrik tenaga  surya  untuk  menggerakan  pompa  air sangatlah  ideal.  Dengan  penjelasan  yang  telah dikemukakan maka penulis menetapkan judul tugas akhir Pemanfaatan Energi Surya Untuk Penggerak  Pompa  Air  Sebagai  Pemberdayaan Ekonomi Masyarakat.
Secara  keseluruhan  system  ini  dirancang untuk  penyediaan  air  dengan  sumber  energy  yang terbarukan.  Biaya  perawatan  murah  dan  berumur ekonomis  lama.  Dengan  system  pemasangan  cepat dan  mudah  pompa  yang  digerakan  oleh  energy
surya  dapat  menjadi  solusi  yang  cepat  dalam mengatasi kebutuhan air bagi masyarakat.

## 1.1 Tujuan
Merancang  panel kontrol untuk pompa air dan motor pengerak arah solar cell.
1.2 Perumusan Masalah
Perancangan  dan  perencanaan  haruslah  di lakukan dengan baik, dimana perencanaan memiliki tujuan untuk dapat mempermudah proses pengerjaandalam perencanaan  pada  pembuatan PLTS untuk penggerak pompa. Berdasarkan
hal tersebut maka permasalahannya adalah :
a. Menentukan  panel  kontrol  untuk pompa air.
b. Menentukan  panel  kontrol  untuk penggerak solar sell.
1.3 Batasan masalah
Pembahasan dalam tulisan ini adalah pembuatan  PLTS  untuk  penggerak  dan  penyuplai energy  pada  pompa  air.  Batasan  masalahnya sebagai berikut :
a. Menentukan  bahan  untuk  perancangan control panel.
b. Menentukan  kapasitas  pompa  air  yang akan digunakan.
c. Merancang  control  panel  untuk  pompa  air dan  merancang  control  panel  untuk penggerak motor solar cell.
1.4 Menjelaskan  prinsip  kerja  dari  control  panel untuk pompa air .
1.5 Metode
a. Study literature
Digunakan untuk mempelajari dan memahami  prinsip  dasar  pemanfaatan energy surya untuk penggerak pompa air.
b. Perencanaan alat Perencanaan  yang  dilakukan  di  lakukan dengan  memperhitungkan posisi  kegunaan efektivitas  dari  alat  itu  sendiri  sesuai dengan rancangan akan dibuat nantinya.
c. Pembuatan Pembuatan  alat  di  lakukan  berdasarkan data  dan  kondisi  lapangan  tempat  dimana alat akan di buat dan di letakan.
d. Pengujian
Meliputi pengujian setiap kegiatan
disesuaikan  dengan  perencanaan  dan pembuatan  yang  dilakukan  sesuai  data hasil pengujian analisis dan disimpulkan.
1.6 Sistimatik Laporan Dalam  pembahasan  dilakukan  dengan membagi tiap-tiap bab sebagai berikut : 1. PENDAHULUAN
BAB  I  merupakan  pendahuluan  yang  terdiri dari  latar  belakang,tujuan  penelitian  kelompok dan  pembahasan  landasan  teori  dan  mode penelitian dan sistematika laporan.

## II. LANDASAN TEORI
Menjelaskan  tentang  teori  dasar  berdasarkan filosofi  yang  telah  ada,  dan  membahas  latar belakang teknik serta komponen yang digunakan.
III.  PERENCANAAN  DAN  PEMBUATAN ALAT
Menjelaskan  prinsip  kerja  alat  dan  komponen berupa  solar  cell,  inverter,  motor  dan pengontrolan dan komponen pendukung lainnya.

## IV. ANALISA DAN HASIL
Merupakan  BAB  pokok  permasalahan  yang mengemukakan  kesimpulan  dan  sran-saran penelitian dan percobaan yang dilakukan. V. KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan rangkuman dari hasil uji coba. II.  LANDASAN TEORI
2.1 Sel Surya 2.1 Sel Surya
Sel  surya  pada  dasarnya  adalah  suatu elemen  aktif  yang  mengubah  cahaya  matahari menjadi energy listrik. Pada umumnya satu keeping sel  surya  mempunayai  ketebalan  3 mm,  tersusun atas  kutup  positif  dan  negatif  yang  terbuat  dari irisan bahan semikonduktor.  Prinsip kerja suatu  sel surya adalah dengan memanfaatkan efek fotovaltaik,  yaitu  suatu  efek  yang  dapat  mengubah secara  langsung  cahaya  matahari  menjadi  suatu energy listrik.
Efek fotovoltaik ini  ditemukan  oleh Becquerel pada  tahun  1839,  dimana Becquerel mendeteksi  adanya  tegangan  foto  ketika  sinar
matahari mengenai elektroda pada larutan elektrolit. Alat  ini  digunakan  secara    individual  sebagai  alat pendeteksi  cahaya pada  kamera  maupun  digabung seri maupun paralel untuk memperoleh suatu harga tegangan  listrik  yang  dikehendaki  sebagai  pusat penghasil  tenaga  listrik.  Bahan  dasar  silicon  ini terbuat  dari  silikon  berkristal  tunggal.  Yaitu  bahan yang  sering  digunakan  untuk  pembuatan  jenis semikonduktor. Silicon dimurnikan hingga membentuk  suatu  unsur  pembentuk  atom  sehingga dapat  digunakan  sebagai  bahan  sel  surya.  Dengan terbentuknya  sifat  atom  pada  setiap  sel  dari  sel surya tersebut maka terbentuk pula suatu elektromagnetik yang menyebabkan efek photovoltaic.
Sel silikon di dalam solar cells panel yang disinari  matahari/  surya,  membuat  photon  bergerak menuju  electron  dan  menghasilkan  arus  dan tegangan  listrik.  Sebuah  sel  silikon  menghasilkan kurang  lebih  tegangan  0.5  Volt. Jadi  sebuah  panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun). Umumnya  menghitung  maksimum  sinar  matahari yang  diubah  menjadi  tenaga  listrik  sepanjang  hari adalah lima jam. Misalnya solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan output daya sebesar 50 Watt per  hour  dan  tegangan  adalah  12  Volt.  Untuk perhitungan daya yang dihasilkan per hari adalah 50 Watt  x  5  jam  (maximun  peak  intensitas  matahari). Panel surya tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1.

## Gambar 2.1 Panel Surya. 2.1.2 Jenis Solar Cell
Jenis solar cell yang sering digunakan pada saat sekarang ini adalah sebagai berikut:
a. Polikristal (Poly-crystalline)
Merupakan  panel  surya  /  solar  cell  yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan  luas  permukaan  yang  lebih  besar dibandingkan  dengan  jenis  monokristal  untuk menghasilkan  daya  listrik  yang  sama,  akan tetapi  dapat  menghasilkan  listrik  pada  saat mendung.
b. Monokristal (Mono-crystalline) Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan  daya  listrik  persatuan  luas  yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan
15%.  Kelemahan  dari  panel  jenis  ini  adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya  kurang  (teduh),  efisiensinya  akan turun drastis dalam cuaca berawan.
2.1.3 Prinsip Kerja Solar Cell
Cara kerja sel surya adalah dengan memanfaatkan teori cahaya sebagi partikel. Sebagaimana  diketahui  bahwa  cahaya  baik  yang tampak  maupun  yang  tidak  tampak  memiliki  dua buah  sifat  yaitu  dapat  sebagi  gelombang  dan  dapat sebagi partikel yang disebut dengan Photon.
Beberapa  solar  panel  di-paralel-kan  untuk menghasilkan  arus  listrik  yang  lebih  besar. Combiner pada  gambar  2.2  menghubungkan  kaki positif panel surya satu dengan panel surya lainnya. Kaki/  kutub  negatif  panel  satu  dan  lainnya  juga dihubungkan.  Ujung  kaki  positif  panel  surya dihubungkan  ke  kaki positif charge controller, dan kaki  negatif  panel  surya  dihubungkan  ke  kaki negatif charge  controller.  Untuk  menghidupkan beban  perangkat  AC  (alternating  current)  seperti Televisi, Radio, komputer, dll, arus baterai disupply oleh inverter seperti yang terlihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Prinsip kerja solar cell (Sumber : http:// Solar Water Pump System (Pompa Air Tenaga Surya) _ Peaceful of My Life).
2.2 Charge Controller (Regulator)
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  batere sudah  'penuh')  dan  kelebihan voltase dari  solar module.  Kelebihan  voltase  dan  pengisian  akan mengurangi  umur  baterai. Charge  controller menerapkan  teknologi Pulse  width  modulation (PWM) untuk  mengatur  fungsi  pengisian  baterai dan  pembebasan  arus  dari  baterai  ke  beban.  Solar module  12  Volt  umumnya  memiliki  tegangan output  16 - 21Volt.  Jadi  tanpa  solar charge controller,  baterai  akan  rusak  oleh over-charging dan ketidakstabilan tegangan. Baterai umumnya di- charge pada  tegangan  14 - 14.7  Volt dapat  dilihat pada  gambar  2.3. Change  controller memiliki beberapa fungsi sebagai berikut:
a. Mengatur  Mengatur  arus  untuk  pengisian ke baterai, menghindari overcharging, dan overvoltage.
b. Arus  yang  dibebaskan  /  diambil  dari baterai  agar  baterai  tidak 'full  discharge', dan overloading.
c. Monitoring temperatur baterai.
Dalam memilih charge controller, harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
a. Voltage 12 Volt DC / 24 Volt DC
b. Kemampuan  (dalam  arus  searah)  dari controller. Misalnya 5 Ampere, 6 Ampere, dan 10 Ampere.
c. Full charge dan low voltage cut.

## Gambar 2.3 Solar Charge Controller.
2.3 Baterai atau Aki Baterai  adalah  alat  yang  menyimpan  daya yang dihasilkan oleh panel surya  yang tidak segera digunakan  oleh  beban.  Daya  yang  disimpan  dapat digunakan saat periode radiasi matahari rendah atau pada malam hari. Komponen baterai kadang-kadang dinamakan akumulator (accumulator).
Baterai  memenuhi  dua  tujuan  penting dalam  sistem fotovoltaik, yaitu  untuk  memberikan daya  listrik  kepada  sistem  ketika  daya  tidak disediakan oleh array panel-panel surya, dan untuk menyimpan  kelebihan  daya  yang  ditimbulkan  oleh panel-panel  setiap  kali  daya  itu  melebihi  beban. Baterai tersebut mengalami proses siklus menyimpan dan mengeluarkan, tergantung pada ada atau  tidak  adanya  sinar  matahari.  Selama  waktu adanya  matahari, array panel  menghasilkan  daya listrik.  Daya  yang  tidak  digunakan  dengan  segera dipergunakan  untuk  mengisi  baterai. Selama  waktu tidak  adanya  matahari,  permintaan  daya  listrik disediakan  oleh  baterai.  Baterai  yang  cocok digunakan untuk PV adalah baterai deep cycle lead acid yang  mampu  menampung  kapasitas  100  Ah, 12  V,  dengan  efisiensi  sekitar  80%.  Waktu pengisian baterai/aki selama 12 jam - 16 jam. Batrai yang digunakan dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Baterai atau Aki

## 2.4 Inverter
Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan  untuk  mengubah  tegangan  DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Curent).  Output  suatu  inverter  dapat  berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave),  gelombang  kotak  (square  wave)  dan  sinus modifikasi (sine  wave  modified). Sumber tegangan input  inverter  dapat  menggunakan  battery,  tenaga surya,  atau  sumber  tegangan  DC  yang  lain.
Sumber  DC  yang  dibutuhkan  inverter dapat berasal dari baterai atau dari sumber tegangan AC yang disearahkan.Untuk mendapatkan keluaran yang  dikehendaki  maka  digunakan  rangkaian kontrol.  Rangkaian  kontrol  tersebut  antara  lain berfungsi  untuk  mengatur  frekuensi  dan  amplitudo gelombang  keluaran.  Agar  gelombang  keluarannya dapat  kembali  mendekati  gelombang  sinus,  maka digunakan filter. Filter berfungsi untuk melewatkan frekuensi  yang  diharapkan  saja.  Filter  yang digunakan  disini  biasanya  merupakan  filter  jenis bandpass  filter  yang  akan  menangkal  frekuensi rendah  dan  frekuensi  tinggi  yang  tidak  diharapkan pada  keluarannya. Keluaran  dari  inverter  mode saklar  ini  masih  berupa  pulsa-pulsa  berfrekuensi tinggi  (frekuensi  switching)  Sedangkan  rangkaian kontrol  berfungsi  untuk  mengendalikan  proses penyaklaran  (switching)  yang  terjadi  pada  inverter mode  saklar.  Seperti  yang  terlihat  pada  gambar inverter 2.5.
Beberapa  hal  yang  harus  dipertimbangkan  dalam memilih inverter, yaitu:
a. Kapasitas  beban  dalam  Watt,  usahakan memilih  inverter  yang  beban  kerjanya mendekati dengan beban yang hendak kita gunakan agar effisiensi kerjanya maksimal.
b. Input DC 12 Volt atau 24 Volt.
c. Sinewave  ataupun  square  wave  outuput AC.
Gambar 2.5 Inverter.
2.6  Komponen-komponen kontrol panel
2.6.1.  MCB
a. Pengertian  Mcb (Mini  Circuit Breaker) MCB merupakan kependekan dari Miniature Circuit Breaker (bahasa Inggris). Biasanya  MCB  digunakan  oleh  pihak  PLN  untuk membatasi  arus  sekaligus  sebagai  pengaman  dalam
suatu  instalasi  listrik.  MCB  berfungsi  sebagai pengaman  hubung  singkat  (konsleting)  dan  juga berfungsi sebagai pengaman beban lebih.
MCB  akan  secara  otomatis  dengan  segera memutuskan  arus  apabila  arus  yang  melewatinya melebihi  dari  arus  nominal  yang  telah  ditentukan pada  MCB  tersebut.  Arus  nominal  yang  terdapat pada MCB adalah 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dan lain sebagainya.
b. Fungsi Mcb (Mini Circuit Breaker) Fungsi  dari  pemasangan Mini  Circuit Breaker (MCB)  adalah  sebagai  alat  pengaman ataupun  sebagai  pembatas  arus  yang  lewat  pada saluran  yang  dimaksud. Mini Circuit  Breaker (MCB)  dipergunakan  dan  dipasang  ada  saluran awal  sebelum  saluran  diberikan  beban.  Untuk MCB  dengan  kapasitas  tertentu,  semestinya memiliki kemampuan lepas dengan beban maksimal  tertentu  pula,  tetapi  kenyataan  setelah diadakan  suatu  penelitian  sebagai  pembatas  arus, MCB sering melepas arus  melebihi kapasitas  yang tertera pada alat tersebut, dapat dilihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Konstruksi MCB (a) dan Bagian-Bagian MCB (b) (Sumber:http://duniatehnikku.wordpress.com/2011 /10/05/arti-dan-fungsi mcbmccb).
2.6.2. Relay Omron
a. Pengertian Relay
Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik  yang digerakkan oleh arus listrik.  Secara  prinsip,  relay  merupakan  tuas  saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya.  Ketika  solenoid  dialiri  arus  listrik,  tuas akan  tertarik  karena  adanya  gaya  magnet  yang terjadi  pada  solenoid  sehingga  kontak  saklar  akan menutup.  Pada  saat  arus  dihentikan,  gaya  magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk
menggerakkan  arus  atau  tegangan  yang  besar (misalnya  peralatan  listrik  4  ampere  AC  220  V) dengan  memakai  arus  atau  tegangan  yang  kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC).
Secara  sederhana  relay  elektromekanis  ini didefinisikan sebagai berikut:
 Alat yang
menggunakan gaya elektromagnetik  untuk  menutup  (atau membuka) kontak saklar.
 Saklar  yang  digerakkan  (secara  mekanis) oleh daya/energi listrik.
Dalam  pemakaiannya  biasanya  relay  yang digerakkan  dengan  arus  DC  dilengkapi  dengan sebuah  dioda  yang  di-paralel  dengan  lilitannya  dan dipasang terbaik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+).
Konfigurasi dari kontak-kontak relay ada dua jenis, yaitu:
•  Normally  Open  (NO),  artinya  dalam  keadaan normal relay tidak hubung (terbuka). •  Normally Closed  (NC),  artinya  dalam  keadaan normal relay terhubung.
b. Prinsip Kerja Relay
Relay  terdiri  dari Coil  dan    anak  kontak, relay adalah  gulungan  kawat  yang  mendapat  arus listrik,  sedang  anak  kontak  adalah sejenis  saklar yang  pergerakannya  tergantung  dari  ada  tidaknya arus  listrik  dicoil. Anak  kontak  relay  ada  2  jenis  : Normally  Open  (kondisi  awal  sebelum  diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).
Secara  sederhana  prinsip  kerja  dari  relay adalah  ketika  coil  mendapat  energi listrik  maka akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature  yang  berpegas,  dan  anak  kontak  akan menutup NO menjadi NC dan NC akan menjadi NO dapat dilihat pada gambar 2.7 .
Gambar 2. 7 Relay Omron
(Sumber: http://my-smt.blogspot.com/2012/07/cara- kerja-relay.html).
2.6.3. Timer Omron
a. Pengertian Timer Timer  adalah  menempatkan  informasi sekitar  waktu  yang  lewat  pada  rangkaian  control. Control  pemilihan  waktu  dapat  dicapai  dengan menggunakan komponen pneumatic, elektromekanis,  atau  elektronis. Perbedaan  dapat dibuat  antara  timer  (pemilih  waktu)  dengan  relay tunda  waktu.  Umumnya  relay  tunda  waktu  adalah peranti  yang  mempunyai  fungsi  pemilihan  waktu setelah  kumparan  timer  telah  diberi  tenaga  atau dihilangkan    tenaganya.  Timer  yang  digunakan pada  alat  ini  adalah  Timer  OMRON  H3BA dapat dilihat pada gambar 2.8.

## Gambar 2. 8 Relay Omron H3BA
(sumber: http://TDR Time Delay Relay _ Timer.htm).
b. Fungsi timer omron Fungsi  dari  peralatan  kontrol  ini  adalah sebagai  pengatur  waktu  bagi  peralatan  yang dikendalikannya.  Timer  ini  dimaksudkan  untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk  merubah  sistem bintang  ke  segitiga dalam delay waktu tertentu.

## 2.6.4. Kabel Listrik
Kabel listrik adalah salah satu media untuk menyalurkan  arus  listrik  yang  umumnya  terbuat dari bahan isolator dan konduktor. Konduktor dapat terbuat dari logam tembaga, aluminiun, atau  logam lain  yang  berfungsi  sebagai  media  penghantar (conductor)  energi  listrik,  sedangkan isolator berfungsi  untuk melindungi  kabel  bersentuhan dengan  kabel  lain  atau  dengan  manusia. Isolator dapat terbuat dari karet atau plastik, tergatung jenis kabel listrik dan pabrik pembuatnya.
Saat  ini  ada  beberapa jenis  kabel  listrik yang  diproduksi  perusahaan-perusahan  sesuai dengan fungsinya. Jumlah, warna, dan isolator yang digunakan  pun  cukup  beragam.  Pemahaman  dasar tentang jenis kabel listrik ini perlu dikuasai sebelum memperdalam  pengetahuan  di  bidang listrik dan elektronika. Ini dimaksudkan agar ketika merancang instalasi perkabelan listrik atau membuat  wiring  rangkaian  elektronika,  kabel  yang digunakan  akan  tepat  guna.  Tidak  terlalu  besar, tidak  terlalu  kecil,  dan  yang  jelas  sesuai  dengan kebutuhan.  Contoh  sederhana,  ketika  sahabat memasang  antena  televisi,  tentu  kabel  yang digunakan  adalah  kabel  antena  coaxial,  jika menggunakan kabel listrik NYY atau NYAF, maka sinyal  televisi  tidak  akan  tertangkap  dengan sempurna meskipun harga kabel tersebut jauh lebih mahal.  Contoh  lain,  untuk  menjalankan  pompa listrik  220  Volt/500  Watt  digunakan  kabel  listrik jenis  NYY  atau  NGA  karena  jika  menggunakan kabel LAN (UTP) atau kabel coaxial, kemungkinan akan terbakar karena terlalu panas.
Berikut  adalah  beberapa jenis  kabel  listrik yang sering digunakan:

## a. Kabel NYA
Kable  NYA umumnya  dipakai  pada instalasi  perumahan  dengan  daya  menengah  ke bawah  karena  harganya  reltif  murah.  Kabel  ini disebut  juga  kabel  tunggal  karena  intinya  hanya satu  yang  dilapisi isolator PVC. Warna  standar pada  kabel  ini  adalah  merah,  hitam,  biru,  kuning, dan kuning-hijau. Kabel ini mudah sekali cacat dan mudah  digigit tikut,  oleh  karena  itu  ketika melakukan  instalasi  perkabelan  harus  benar-benar diperhatikan  cara  penyambungan  dan  jarak  antara kabel  yang  berbeda  polaritas.  Untuk  tujuan keamaman  biasanya  petugas  instalatir  listrik memasang  kabel  NYA  di  dalam  pipa  untuk menghindari  gisitan  tikus  dan  gangguan  fisik  lain dapat dilihat pada gambar 2.11.

## Gambar 2.11 Kabel NYA.
(sumber: http:// Jenis-jenis kabel listrik yang perlu diketahui dan dipahami.htm).

## b. Kabel NYM
Kabel  NYM memiliki  lapisan isolator PVC  dua  lapis  berwarna putih  dan  abu-abu  yang terdiri dari 2 sampai 4 kabel di dalamnya. Dari segi keamanan  kabel  ini  relatif  lebih  tahan  luka/cacat dibanding  kabel  NYA  dan  harganya  pun  lebih mahal  dari  kabel  NYA.  Kabel  ini  dapat dipergunakan  di  lingkungan  kering  dan  basa  tetapi tidak  dianjurkan  untuk  ditanam  di  dalam  tanah dapat dilihat pada gambar 2.12.

## Gambar 2.12 Kabel NYM.
(sumber: http:// Jenis-jenis kabel listrik yang perlu diketahui dan dipahami.htm).

## c. Kabel NYAF
Kabel NYAF mempunyai isolator tebal  dari  bahan  PVC.  Kabel  ini  cukup  lentur
karena di dalamanya terdiri dari kabel serabut yang disusun  per  kelompok.  Kabel  NYAF  digunakan untuk  instalasi  perangkat-perangkat  elektronik  dan listrik  yang  membutuhkan  fleksibilitas  tinggi. Contoh  penggunaan  kabel  ini  dapat  dilihat  pada panel  kontrol  telekomunikasi,  rectifier,  inverter, DCPDB,  Sentral  Telepon  Digital,  Battery,  dan Panel Transmisi dapat dilihat pada gambar 2.13.

## Gambar 2.13 Kabel NYAF.
(sumber: http:// Jenis-jenis kabel listrik yang perlu diketahui dan dipahami.htm).
2.6.5. Lampu Tanda atau Lampu Indicator. Lampu tanda atau indicator merupakan  lampu  tanda  yang  sering  dipakai  pada panel  daya  ataupun  panel  control.  Lampu  ini dimanfaatkan  untuk  penandaan  bagian  yang  aktif, misalkan  pada  panel  control  dimanfaatkan  untuk penandaan  bagian  control  yang  sedang  aktif, ataupun  dalam  panel  daya  dimanfaatkan  unutk penandaan  bagian  fasa  yang  sedang  aktif  dapat dilihat pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Lampu indicator panel (sumber: http://lampu indicator panel.htm).
2.6.6. Push Button
a. pengertian push button Push  button  adalah  peralatan  listrik  yang berfungsi  sebagai  saklar  impuls  yang  berfungsi dalam rangkaian listrik Push button ada dua macam, yaitu  push  button  on  dengan  warna  hijau  yang bekerja  dengan normally  open  dan  push  button  off yang  berwarna  merah  yang  bekerja  normally  close pada rangkaian kontrol.
b. jenis-jenis push button
 Tombol Push button ON
tombol sebagai saklar yang akan digunakan  sebagai  peng-ON  dipanel  dan  tombol inilah  yang  akan  dipakai  sehari-hari  apbila  panel atau  rangkaian  itu  akan  digunakan dapat  dilihat pada gambar 2.16
Gambar 2.16 Push Button (sumber: http:// saklar push button.htm). 2.6.7. Selector Switch
Selector  Switch,  alat  ini  di  gunakan  untuk memilih,banyak  sekali  type  selector  switch,  tapi biasanya  hanya  dua  type  yang  sering  di  gunakan, yaitu  2  posisi,  (ON-OFF/Start-Stop/0-1)  dan  3 posisi (ON-OFF-ON/Auto-Off-Manual)dengan selector switch, kondisi peralatan dapat langsung di ketahui  dari  penunjukan  tangkai  selector  switch, dengan  selector  switch,  rangkaian  ON-OFF  lebih sederhana,  karena  selector  switch  tidak  seperti tombol  tekan  yang  hanya  kontak  sementara  dapat dilihat pada gambar 2.18.

## Gambar 2.18 Selector Switch
(sumber: http:// dunia listrik dan elektronika selector switch.htm).
Jika  kontrol  yang  kita  buat  menggunakan  2  mode (auto  dan  manual)  atau  3  mode(auto,  off  dan manual),  selector  switch  bisa  kita  gunakan  dapat dilihat pada gambar 2.19.
Gambar 2.19 Selector Switch 2 Posisi (sumber: http:// dunia listrik dan elektronika selector switch.htm).
2.6.8. Ampere Meter
a. pengertian ampere meter
Amperemeter  adalah  alat  yang  digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai  oleh  teknisi  elektronik  dalam  alat  multi tester  listrik  yang  disebut  avometer  gabungan  dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.
b. Fungsi ampere meter
Amper meter dapat dibuat atas susunan
mikroamperemeter  dan shunt  yang  berfungsi  untuk deteksi  arus  pada  rangkaian  baik  arus  yang  kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.

## c. Prinsip kerja ampere meter
Amperemeter  bekerja  sesuai  dengan  gaya lorentz  gaya  magnetis.  Arus  yang  mengalir  pada kumparan  yang  selimuti  medan  magnet  akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan  jarum  amperemeter.  Semakin  besar arus  yang  mengalir  maka  semakin  besar  pula simpangannya.

## 2.6.9. Volt Meter
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan  pengukuran  alat  voltmeter  berkali-kali lipat. Gaya  magnetik  akan  timbul  dari  interaksi antar  medan  magnet  dan  kuat  arus.  Gaya  magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter  bergerak  saat  ada  arus  listrik.  Semakin besar  arus  listrik  yang  mengelir  maka  semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

## III.  PERANCANGAN  DAN  PEMBUATAN ALAT
3.1 Definisi Pompa Air Sel Surya Pompa  air  dengan  menggunakan  sumber energi  sel  surya,  merupakan  suatu    terobosan sistem  pemompaan  yang  mana  mulai  banyak dijumpai di daerah Indonesia. Pompa air Sel Surya mendapatkan  sumber  energi  dari  matahari  yang jatuh  pada  diode  silicon  (silikon  cell)  yang menghasilkan photon,  secara  konstan  yang  akan menghasilkan  energi  berkisar  ±  0.5  volt — max.
600 mV pada 2 ampere.
Energi  listrik  yang  dihasilkan  akan disalurkan ke baterai charger yang mengontrol arus yang menuju accumulator, jika level tegangan yang ditentukan  itu  telah  tercapai,  maka arus  pengisian akan  turun  secara  otomatis  ke  level  yang  aman tepatnya  yang  telah  ditentukan  dan  menahan  arus pengisian  hingga  menjadi  lebih  lambat  sehingga indicator  menyala  menandakan  baterai  telah  terisi penuh.
3.2  Ketentuan Pembuatan Pompa Air Solar Cell
3.2.1 Fungsi Pompa Air Solar Cell
NC, keluaran dari anak kontak R1 NC dihubungkan ke coil T1.
Dari  keluaran  anak  kontak  R2  NCtadi dihubungkan  ke anak kontak  T1 NO, keluaran dari anak  kontak  T1  NO  dihubungkan  ke  anak  kontak T2  NC,  keluaran  dari  anak  kontak  T2  NC dihubungkan ke coil R1. Keluaran dari anak kontak R2  NC  tadi  dihubungkan  anak  kontak  R1  NO dihubungkan  ke  keluaran  anak  kontak  T1  NO  tadi dan  dihubungkan  ke  coil  R2.  Dari  keluaran  anak kontak R2 NC tadi dihubungkan ke anak kontak R1 NO, keluaran dari anak kontak R1 NO dihubungkan ke coil T2.
Dari keluaran MCB tadi dihubungkan anak kontak  R2  NC,  keluaran  dari  anak  kontak  NC dihubungkan  ke  coil  T3.  Dari  masuk  R2  NC  di hubungkan  ke  anak  kontak  T3  NO,  keluaran  dari anak  T3  NO  dihubungkan  ke  coil  R3.  Dari  masuk anak  kontak  T3  NO  dihubungkan  ke  anak  kontak R3  NO,  keluaran  dari  anak  kontak  R3  NO dihubungkan  ke  keluaran  T3  NO  dan  dihubungkan ke anak kontak T4 NC, keluran dari anak kontak T4 NC dihubungkan ke coil R4.
Dari  masukan  anak  kontak  R3  NO  tadi dihubungkan ke anak kontak R3 NO, keluaran dari anak kontak R3 NO di hubungkan ke coil T4.Untuk sumber negatif rangkaian dihubungkan pada semua coil negatif relay, dan semua coil negatif dari timer.

## 3.6.3  Rangkaian Daya.
Pada rangkain daya panel kontrol pengerak solar  cell  ini  menggunakan  aki  sebagai  sumber teganganya.  Karena  menggunakan  motor  wiper bertegangan  DC  untuk  penggerak  solar  sell tersebut.  Untuk  gambar  rangkaian  dayanya  bisa  di lihat  pada  lapiran  empat.  Cara  pemasangan rangkaian  dayanya  pertama  hubungkan  terminal positif aki ke MCB, MCB yang digunakan adalah 4 amper.  Dari  keluaran  MCB  dihubungkan  ke  anak kontak R2 NO, keluaran dari anak kontak R2 NO di hubungkan  ke keluaran anak  kontak R4 NO dan di hubungkan ke terminal negatif motor wiper.
Dari  masuk  anak  kontak  R2  NO  tadi dihubungkan ke anak kontak R4 NO, keluaran dari anak R4 NO dihubungkan ke terminal  positif motor wiper.  untuk  sumber  negatif  hubungakan  terminal positif  aki  ke  anak  kontak  R2  NO,  keluaran  dari anak kontak R2 NO dihubungkan ke keluaran anak kontak  R4  NO  dank  e  positif  motor  wiper. Dari masukan anak kontak R2 NO tadi dihubungakan ke anak  kontak  R4  NO,  keluaran  anak  kontak  R4  NO
dihubungkan  ke  keluaran  anak  kontak  R2  NO  dan ke terminal negatif motor wiper.

## IV. PENGUJIAN  DAN PEMBAHASAN
4.1. Fungsi  Panel Kontrol
4.1.1 Panel Kontrol Pompa Air. Kontrol  panel  pompa  air  yang  terpasang pada  alat  ini  berfungsi  sebagai  pengatur  hidup motor bergantian secara otomatis dan manual. Pada kontrol  panel  tersebut  terdapat  rangkaian  kontrol dan  rangkaian  daya  pompa  air,  dimana  rangkaian daya pompa air berguna sebagai penyalur daya dari sumber  masuk  ke  pompa  air.  Sedangkan  rangkaian kontrol  berguna  sebagai  pengatur  operasional pompa air. Jika terdapat salah satu kesalahan dalam kontrol  panel  tersebut,  tentunya  akan  berpengaruh terhadap kinerja dari pompa air.
Rangkaian  kontrol  pompa  air  ini  memiliki dua  sistem  operasi  yaitu  yang  pertama,  sistem otomatis yang menggunakan relay sebagai pemutus dan penyambung arus menuju ke pompa. Dan timer yang  berfungsi  untuk  membatasi  waktu  atau  durasi pergantian  relay  beroperasi.  Kedua,  sistem  manual dengan  menggunakan  push  button  biasa  untuk pemutus  dan  penyambung  arus  menuju  ke  pompa. Sedangkan untuk pengatur sistem tersebut digunakan selector swith.

## 4.1.2 Panel Kontrol Penggerak Solar Cell
Kontrol  panel  penggerak  solar  sell  yang dioperasikan pada alat ini memiliki peranan penting dalam  mendukung  keefektifan  penyerapan  energy cahaya  matahari.  Kontrol  panel  tersebut  didesain untuk  menggerakkan  modulator  penangkap  energy cahaya  matahari  dengan  baik,  dimana  modulator solar  sell  ini  dirancang  agar  dapat  mengikuti pergerakan  cahaya  matahari  dari  timur  ke  barat. Dengan  bergeraknya  modulator  mengikuti  arah cahaya matahari, diperkirakan akan dapat menangkap energy cahaya matahari secara optimal.
Didalam  panel  kontrol  penggerak solar cell, dipasangkan dua jenis rangkaian elektromagnetik  yaitu  pertama,  rangkaian  daya penggerak  solar  sell.  Rangkaian  ini  difungsikan sebagai  penggerak  motor  wiper  pengatur  posisi modulator menuju arah datangnya cahaya matahari. Kedua, rangkaian kontrol penggerak solar sell yang digunakan untuk pengendalikan pergerakan modulator solar sell secara teratur dan dengan limit yang tepat.
Rangkaian kontrol penggerak solar sell ini bersifat  otomatis,  maka  dapat  mengurangi  campur tangan  manusia  dalam  penggoperaisan  solar  sell. Dengan sifatnya yang otomatis dibutuhkan komponen elektromagmetik berupa relay dan timer, dimana  relay  disini  berfungsi  untuk  memutus  dan menyambungkan  arus.  Dan  timer  digunakan
sebagai  pengatur  waktu  atau  durasi  operasi  dari relay, sehingga sesuai dengan yang diinginkan.
arah ( dari timer ke barat) selama waktu yang diset pada timer 4.
b. Prinsip Kerja Rangkain Daya
Prinsip  kerja  rangkaian  daya  pada  panel solar  cell  menggunaka  prinsip  kerja  rangkaian motor  bolak  balik  putaran.  Dimana  motor  wiper akan berputar mengikuti cahaya matahari ketika R2 ON,  dan  motor  wiper  akan  berputar  berlawan  arah (dari barat ke timur) ketika R4 ON.
4.3 Perhitungan Panel

## 4.3.1. Perhitungan Ratting MCB
Dari  keseluruhan  beban  yang  kita  pakai maka  didapatkan  total  daya  adalah  200,8  watt, maka  dapat  digunakan  rumus  perhitungan  sebagai berikut:
p I = (Cos diberikan nilai = 0,8)
V x √3 x cos 200,8 I = 220 x √3 x 0,8 200,8
I = 304,84
I =  0,65 A.
Dari perhitungan yang didapatkan maka MCB yang di gunakan adalah 2 A.
4.3.2. Perhitungan Panghantar
Total  keselurahan  beban  yang  di  pakai pada  panel  ini  adalah  200,8  watt,  maka  digunakan rumus sebagai berikut:
p I = (Cos diberikan nilai = 0,8) V x Cos 200,8 I = 220 x 0,8 200,8
I = 176
I =  1,14 A.
Dari  hasil  perhitungan  arus  nominal  pada panel  adalah  1,14  A.  Dari  arus  nominal  tersebut
diperoleh KHA penghantar  yang lihat pada sumber PUIL 2000 maka digunakan rumus sebagai berikut:
KHA = 115% x In KHA = 115% x 1,14 = 13,11 ampere. Berdasarkan  tabel  KHA    maka  didapatkan besar  ukuran  pengantar  yang  digunakan  minimal adalah  NYAF  1  mm 2 .  Jika  digunakan  penghantar terlalu kecil akan menyebabkan penghantar tersebut akan panas saat digunakan. Hal ini berdasarkan dari pertimbangan  beban,  dapat  dilihat  pada  tabel  4.1 berikut ini.
Tabel 4.1. Kemampuan Hantar Arus.

## 4.4  Membandingkan Hasil Volume Air
Pada  pengujian  untuk  mengetahui  volume air  yang  dihasilkan  digunakan  ember  dengan kapasitas  13  liter.  13  liter  dihasilkan  pompa  air dalam  20  s,  maka  Volume  air  permenit  adalah sebagai berikut:
Volume air = 13/20 = 0,65 L/s. Is = 0,65 X 60 = 39 L/ menit.
Jika penampung air yang digunakan 500 L, maka diperlukan  waktu pengisian sebagai berikut: 500/ 0,65 =  769,23s. = 12,8 menit. Jadi  waktu  yang  di  perlukan  dalam mengisi  tempat  penampungan  500  liter  tersebut adalah 12,8 menit.
4.5 Pengujian ketahanan Aki terhadap Beban
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui berapa  lama  ketahanan  aki  terhadap  beban  yang digunakan  tanpa  pengecesan dengan  solar  cell  dan ketahanan  aki  terhadap  beban  dengan  dilakukan pengecasan(charger).  Pengujian  dilakukan  dengan menggunakan  beban  pompa  air.  Lama  ketahanan aki,  dapat  dilihat  pada  saat  terjadi  penurunan tegangan setiap waktu.

## 4.3.1 Pengujian tanpa Pengecesan
Pada  pengujian  ini  battrai  yang  digunakan dalam  keaadaaan  kurang  baik.  Tegangan  battrai pada  saat  pengujian  adalah  11,8V.  Setiap  lima menit  tegangan  pada  aki  hampir  tidak  mengalami penurunan.  Dimana  hasilnya  dapat  dilihat  pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. ketahanan aki tanpa pengecasan
No. waktu(menit) tegangan(V) 0utput (A) 1 5 11.7 16.5 2 10 11.6 16.5 3 15 11.6 16.5 4 20 11.6 16.5 5 25 11.6 16.5 6 30 11.5 16.5
Sumber: Pengujian pada tanggal 23 Oktober 2013 Dari  tabel  4.3,    batrai  turun  setelah  30 menit.  Jadi  waktu  ketahanan  batrai  terhadap  beban cukup lama. Tegangan batrai tetap selama 20 menit seperti yang terlihat pada gambar 4.7
Gambar 4.7 Grafik tegangan setiap waktu tanpa pengecasan Dengan  keluaran  atau  pemakai  aki  setiap jam  16.5  A  maka  ketahanan  aki  terhadap  beban adalah sebagai berikut:
Ketahanan aki = 100/16.5 = 6.06 jam Jika aki hanya mempunayai kemampuan 80% maka ketahanan  aki  selama  dibebani  adalah  sebagai berikut:
Ketahanan aki = 6.06*80% =  4.84 jam
4.3.2 Pengujian sambil Pengecasan
Pada  pengujian  ini  battrai  yang  digunakan dalam  keaadaaan  bagus  atau  full.  Tegangan  battrai pada saat pengujian adalah 12 V dc. Setiap sepuluh
menit  tegangan  pada  aki  tidak  mengalami penurunan.  Dimana  hasilnya  dapat  dilihat  pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Ketahanan aki sambil pengecasan
No. waktu(menit) tegangan(V) 0utput (A) 1 10 11.5 16.5 2 20 11.5 16.5 3 30 11.5 16.5 4 40 11.5 16.5 5 50 11.7 16.5 6 60 11.7 16.5
Sumber: Pengujian pada tanggal 24 Oktober 2013 Dari tabel 4.4 tegangan pada aki saat diberi beban  tidak  mengalami  kekurangan  tegangan, bahkan  tegangan  semakin  bertambah  pada  saat menit ke 50 dan 60. Dimana grafik tegangan setiap waktu dapat dilihat pada gambar 4.4.

## Gambar 4.8. grafik tegangan setiap waktu sambil
pengecasan Dari  gambar  4.8,  ketahanan  aki  dalam sejam  tidak  berpengaruh  saat  pemakaian  beban bahkan  tegangan  aki  menjadi  naik.  Jadi  aki  dapat bertahan  lama  dibandingkan  tidak  dicharger.  Pada pengujian ini arus  yang  keluar dari aki adalah 16.5 A  dan  arus  yang  masuk  jika  intensitas  cahaya matahari  tinggi  atau  keadaan  cerah  adalah  kurang lebih  10  A.  Jadi  arus  yang  keluar  perjam gadalah 6.5  A.    Untuk  menentukan  berapa  lama  ketahanan aki adalah sebagai berikut:
Jika  aki  hanya  mempunayai  kemampuan 80%  maka  ketahanan  aki  selama  dibebani  adalah sebagai berikut:
Ketahanan  Aki  =  100/6.5*80%=    12,30 jam
Dengan  ketahanan  aki  lebih  dari  12  jam,  maka pemakaian  aki  sudah  efektif  untuk  menggerakkan pompa air.
Dari  semua  pengujian  yang  dilakukan, penggunaan  alat  ini  telah  menghemat  pemakain komponen dan bahan dari semua perencanaan yang telah  dilakukan.  Jadi  alat  ini  bisa  digunakan oleh masyarakat.

## V. PENUTUP 5.1 KESIMPULAN
5.1 KESIMPULAN Setelah melakukan pemasangan dan pengujian maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Panel  bekerja  sesuai  dengan  perencanaan yaitu  dapat  mengontrol    dua pompa  hidup bergantian  secara  otomatis  dan  manual, dengan menggunakan timer sebagai pewaktu.
2. Untuk  mengoprasikan panel control  untuk pompa  air  cara  dengan  manual,  kita  harus menekan push batton  NO untuk Start, dan push batton NC untuk Off..
3. Prinsip  kerja  dari  panel  kontrol  solar  cell adalah untuk memutar solar sell menggikuti  cahaya  matahari,  dengan menggunakan  empat  step  putaran  motor yang di atur waktunya oleh timer.

## 5.2 Saran
Panel  dan  soalr  cell  ini  sangat  baik digunakan  pada  sistim  irigasi  yang  sulit  untuk membuat waduk dan saluran pembawa.
Disarankan menggunakan komponen- komponen  DC untuk  melakukan  pengontrolan. Karena  pada  saat  melakukan  pengoperasian  sistim panel dan pompa kita tidak mengunakan Konverter lagi  dan berpengaruh  pada  penghematan  energy dan kinerja dari alat tersebut.

## DAFTAR PUSTAKA
Hasan  Hasnawiya.  2012.  Perancangan  Pembangkit Listrik  Tenaga  Surya  di  Pulau  Saugi. Makasar: Jurnal  Riset  dan  Teknologi Kelautan  Volume 10.
http://energiterbarukanonline.blogspot.com/2012/10
/menghitung-kebutuhan-tenaga-surya.html. rabu, 28 agustus 2013 16.17 WIB.
http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/SMARTE K/article/download/438/375.(24 Oktober 2013. Jam 9.
Pagliaro  Mario,  Giovanni  Palmisano,  dkk.  2008. Flexible Solar Cell. Italy: WILEY-VCH. http://duniatehnikku.wordpress.com/2011/10/05 arti-dan-fungsi mcbmccb.
http://my-smt.blogspot.com/2012/07/cara-kerja relay.html.
http://bocahisonan.blogspot.com/2011/09/selector switch.html.
http:// Cara Kerja Relay - Mengenal Lebih Dekat SMT Yamaha.htm.
http:// DUNIA LISTRIK DAN ELEKTONIKA
SELECTOR SWITCH.htm. http:// /NONO HARYONO  Timer _ Penghitung waktu.htm.
http:// Prinsip Kerja Relay.htm. http:// TDR Time Delay Relay _ Timer.htm.