R ANCANG B ANGUN P ROTOTIPE S OLAR C ELL O FF G RID P ADA L AMPU

## T AMAN O TOMATIS
D ESIGNING A N O FF -G RID S OLAR C ELL P ROTOTYPE F OR A UTOMATED G ARDEN L IGHTING
Muhammad Taufik 1a* Junaidi Asrul 2b Riza Widia 3b
a Politeknik Negeri Padang, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Kampus Limau Manis Padang 25163, Indonesia
a Politeknik Negeri Padang, Teknik Elektro Kampus Limau Manis Padang 25163, Indonesia Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576
*mtaufik444444@gmail.com,junaidasrul@pnp.ac.id,rizawidia@pnp.ac.id

## A BSTRACT
This research aims to design an off-grid PLTS system for garden lighting based on IoT that is efficient and effective. This system will use IoT technology to control garden lights  automatically based on light levels and time. This Off-Grid PLTS system will be designed based on the energy needs of garden lighting, solar panel  and  battery  capacity,  as well  as a  lighting  control  system.  The  results  of  research  on  solar panels tested for three days at 06:00 to 18:00 from the results of the first day of research obtained when the weather conditions were clear, the light level was obtained, namely 74000 lux with the power obtained 25.78 watts when charging the battery and when it rains, you get a light level of 800 lux with a charging power of 1.78 watts. From this it can be concluded that the effect of light intensity and weather on solar panels has an effect on charging the garden lamp battery. From the research results, charging the garden lamp battery with 12 V 35 Ah, the charging time is 21 hours 43 minutes with an average charging current of 1.92 A and battery discharge is obtained from research on the state of the automatic light, the battery discharge time is 19 hours 25 minutes with an average current 1.41A average. Bright light battery discharge time 18 hours 2 minutes with an average current of 1.55A.
Keywords : Off-Grid PLTS, batteries, weather.

## I. P ENDAHULUAN
Energi  surya  merupakan  salah  satu  sumber energy yang tersedia ada di alam. Energi surya juga merupakan  energi    yang  tidak  akan  pernah  habis. PLTS adalah sebuah alat pembangkit listrik dengan memanfaatkan energi surya diubah menjadi energi listrik [3].
Salah  satu  pemanfaatan  energi  surya  adalah untuk penerangan jalan taman yang berfungsi untuk keamanan  dan  kenyamanan  bagi  masyarakat. Penggunaan  sistem  Pembangkit  Listrik  Tenaga Surya  (PLTS) Off-Grid pada  penerangan  jalan umum  dapat  menjadi  alternatif  solusi  untuk memenuhi kebutuhan penerangan di daerah-daerah tersebut. Lebih lanjut tidak hanya PLTS dalam skala besar yang memerlukan sistem monitoring, namun juga  beberapa  fungsi  fasilitas  publik  berbasis  sel photovoltaic (PV) salah satunya sistem Penerangan Jalan[1].
Dengan perkembangan teknologi saat ini sistem monitoring  PLTS  telah  menggunakan  teknologi Internet  of  Things (IoT)  yang  dapat  diaplikasikan
pada  penerangan  jalan  taman  untuk  meningkatkan efisiensi  dan  efektivitas  penggunaan  energi.  IoT dengan  protocol  Blynk  dapat  penyimpanan  dan pengolah  data,  sehingga  lampu  taman  dapat dikontrol nyala padam dengan ponsel pintar android serta  pemantauan  tegangan  solar  panel  secara realtime.  [2],  dengan  memanfaatkan  sensor-sensor yang  terhubung  pada  jaringan  IoT,  sistem penerangan  jalan  dapat  dikontrol  dan  dimonitor secara otomatis berdasarkan tingkat cahaya, waktu, dan kondisi cuaca[7].
Dalam  konteks  ini,  penelitian  ini  bertujuan untuk  merancang  sistem  PLTS Off-Grid pada penerangan  jalan  taman  berbasis  IoT  yang  efisien dan efektif dalam memenuhi kebutuhan penerangan taman.  Diharapkan  hasil  dari  penelitian  ini  dapat memberikan solusi alternatif yang dapat diterapkan pada  daerah-daerah  terpencil  atau  sulit  dijangkau oleh  sumber  listrik  utama  dalam  memenuhi kebutuhan penerangan [11].

## II. M ETODE
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah metode penelitian Kuantitatif. Penelitian  ini  akan  dilakukan  melalui  Studi literatur: Melakukan studi literatur terkait teknologi PLTS Off-Grid, Internet of Things (IoT), dan sistem penerangan jalan taman yang sudah ada.

## A Perancangan Alat
Pada  alat  ini  Penulis  akan  membuat  alat perancangan PLTS Off Grid Pada penerangan jalan taman  berbasis  Iot  menggunakan  solar  panel sebagai  sumber  tegangan.  Pada  Penerangan  jalan menggunakan lampu berjumlah 2 buah dengan jam operasi  selama  12  jam.  Solar  charger  controller yang digunakan yang digunakan memiliki 12 V dan memiliki batas arus 10 Ampere. Setelah
dihubungkan  dengan  baterai  barulah  dihubungkan dengan  solar  panel,  keluaran  dari  solar  charger controller  ini  lalu  hubungkan  dengan  baterai barulah  dihubungkan  langsung  ke  kontrol  lampu penerangan secara Iot, kontrol ini akan memberikan tegangan  pada  lampu  sehingga  lampu  berkerja. Pada alat ini digunakan Aki 12 V 35 Ah dan sumber PLN untuk mensuplai energy ke lampu dengan daya 7 W.

## B Perancangan Sistem Alat
Perancangan  sistem  ini  dimaksudkan  untuk memberi gambaran mengenai alat yang akan dibuat Secara  garis  besar,  prinsip  kerja  alat  yang  akan dibuat  ini  bisa  dilihat  pada  blok  diagram  pada gambar 1.
SOLAR Panel SCC( Solar Charger Controler) Baterai / Aki 12V ESP 32 LDR ATS (transfer switch) PLN Relay 1 Relay 2 Dimmer 1 Lampu Sensor ZMPT101B Inverter

## Sensor BH1750

## Gambar 1. Diagram Perencanaan Sistem
Perancangan  sistem  ini  dimaksudkan  untuk memberi  gambaran  mengenai  alat  yang  akan dibuat. Secara garis besar, prinsip kerja alat yang akan dibuat ini bisa dilihat pada blok diagram pada gambar 1.
Keterangan :
• Solar  Panel    :  Jenis  Monocrystalline  dengan kapasitas 50 wp.
• Solar  Charger  Controller  (SCC)  :    pada penelitian  ini  menggunakan  kapasitas  SCC dengan  maximum  10  A  tipe Pulse  width
modulation (PWM) dengan tegangan digunakan  12V dan 24 V
• Aki / Baterry : Baterai yang digunakan dalam penelitian yaitu 12 V dengan kapasitas 35 Ah .
• ESP 32 : penelitian menggunakan esp 32 tipe Node MCU ESP32 dengan tegangan kerja 3,3 V dan Digital IO Pin (DIO) : 25
• ATS  ( Automatic  Transfer  Switch )  :  ATS dipakai  yaitu  menggunakan  4  relay  chanel dengan kapasitas maksimum 10 A.
• Relay  :  Relay  digunakan  yaitu  tipe  2  chanel dengan kapasitas maksimum 10 A
• ZMPT101B: berfungsi sebagai sensor pendeteksi besaran tegangan pada sistem PLTS dan  tegangan  pada  Inverter  [6]  juga  sebagai pembaca  secara jarak jauh melalui B   lynk.
• LDR  :    pada  penelitian  digunakan  tipe  LDR Photoresistor  BB-05  dengan  tegangan  kerja 3,3V – 5 V
• Inverter  :  pada  penelitian  ini  menggunakan inverter  pure  sine  wave dengan  kapasitas  300 Watt  dengan  effisiensi  90%  dengan  daya output 220 V -230 V
• Sensor Cahaya  : Sensor digunakan yaitu tipe BH  1750  dengan  tegangan kerja  3,3  V  –  5 V dengan Data range 0-65535
• Dimmer : Penelitian menggunakan dimmer AC dengan  kapasitas  daya  2000W  dan  tegangan output 90V – 220 V (adjustable).
Berdasarkan  gambar  diagram  perancangan sistem alat diatas dapat diketahui bahwa pada alat ini digunakan solar panel  sebagai sumber energy, solar  sel  menangkap  cahaya  matahari  dan mengubahnya menjadi energy listrik.
Lalu  energi  listrik  tersebut  disimpan  ke  Aki melalui solar charger controller  untuk mengontrol tegangan  yang  masuk  pada  aki  agar  tidak  over charge dan sebagai proteksi pada saat pengecasan berlangsung. Keluaran dari solar charge controller dihubungkan  ke  kontrol  dari  lampu  penerangan jalan taman.

## C Perhitungan Kebutuhan PLTS OFF Grid
Pada  saat  merencanakan  pemasangan  PLTS, ada  berapa  terlebih  dahulu  mengkalkulasi pemakaian  komponen  PLTS  yang  harus  sesuai dengan yang dirancang. Maka dari itu di perlukan perhitungan  agar  pemilihan  Komponen  pada PLTS secara Tepat.

## 1) Perhitungan Energi Listrik Dipakai
Pada Perencanaan pemakaian daya listrik pada perencanaan lampu penerangan jalan menggunakan 2  buah  lampu  led  dengan  daya  14 W  dengan  sistem  operasi  dari  jam  18:00  WIB sampai dengan 06 :00 WIB sehingga jam operasi yaitu  12  jam  sehingga  pemakaian  daya  listrik digunakan selama sehari. Berikut data pemakaian lampu taman pada tabel 1.

## Tabel 1.  Data Pemakaian beban lampu taman
Alat Jum lah Waktu Operasi Total Daya Listrik Total Energi Lampu  Led  7 W 220 VAC 2 12 Jam 14 W 168Wh
Dari  tabel  1,  dapat  diketahui  jika  total penggunaan  daya  listrik  setiap  hari  sebesar  168 Wh.  Untuk  menghitung  kebutuhan  panel  surya
off-grid  berdasarkan  total  beban  14  watt  dengan waktu kerja selama 12 jam.

## 2) Perhitungan Kebutuhan Panel Surya
Untuk  menentukan  banyaknya  panel  Surya yang dibutuhkan, penting untuk mengetahui Watt Peak dipakai.
Jadi, Watt Peak adalah besarnya atau optimal nya nominal watt tertinggi yang dapat dihasilkan dari Surya Panel.
Di  Indonesia  proses  photovoltaic  optimalnya hanya  berlangsung  5  jam,  sehingga  untuk menghitung  banyaknya  panel  Surya  yang digunakan, dapat dengan cara berikut:
Panel surya = (Wh) waktu optimal matahari (1)
Jumlah  jam  sinar  matahari  efektif  adalah perkiraan rata-rata jam sinar matahari yang dapat digunakan  untuk  menghasilkan  listrik.  Nilai umum  yang  sering  digunakan  adalah  sekitar  4-6 jam  per  hari,  tetapi  dapat  bervariasi  tergantung pada  lokasi  geografis.  jika  menggunakan  jumlah jam sinar matahari efektif sebesar 5 jam rumusnya akan menjadi:
Panel surya  = 168 Wh
5 Panel surya =  33,6 wattpeak (Wp )
Jadi, untuk mendapat daya yang diinginkan,  perlu  menggunakan  panel  Surya  50 Wp.  Namun,  Karena  Jadi  dari  perhitungan diperoleh maka untuk solar panel yang diperlukan yaitu berjumlah 50 Wp 1buah.

## 3) Perhitungan Kapasitas Baterai
Pada  siang  hari,  baterai  selain  digunakan penyimpanan  energi,  tetapi  juga  melakukan pengisian  dari  PLTS,  sehingga  pada  malam  hari tetap bisa menggunakan energi listrik tanpa harus menggunakan jaringan listrik PLN.
Untuk  acuan  energi  listrik  yang  digunakan untuk  menentukan  baterai  dipakai  dalam  sehari adalah 168 Wh. Untuk memilih spesifikasi baterai yang  tepat.  Di  pasaran  juga  berbagai  jenis spesifikasi baterai. Disini Spesifikasi baterai yang mau  digunakan  yaitu  (12  V:  35  Ah).  Sehingga perhitungan jumlah baterai yang akan digunakan.
Kapasitas Baterai  =  1.5 x Total Energi Dipakai Tegangan Baterai (2)
Kapasitas Baterai  =  1.5 x 168
12
Kapasitas Baterai = 21 Ah
Kapasitas  baterai  yang  ideal  adalah  1.5  kali dari  kebutuhan beban[14].Jadi  Hasil  Perhitungan
diatas  maka  didapat  jumlah  baterai  diperlukan yaitu  12  V  21  AH.  Untuk    aki  yang  digunakan untuk  penelitian  yaitu  12  V  dengan  kapasitas  35 Ah.

## 4) Perhitungan Kebutuhan SCC
Untuk
mengetahui karakteristik dan spesifikasi dari panel surya agar bisa mengetahui kebutuhan solar charge controller[9]. Pada Panel Solar 50 Wp dengan spesifikasi berikut:
• Pm = 50 Wp
• Vm = 17,2 V
• Voc = 21,6 V
• Imp = 2,85  A
• I sc = 3,23 A
Sehingga  perhitunggan  pada  solar  charge controller dapat menggunakan rumus:
𝐼 𝑠𝑐 = 𝑃𝑚 𝑉𝑠 (3)
Dimana :
Isc panel = Arus yang terdapat pada panel surya Pmax = daya yang dibangkitkan panel surya Vs = tegangan yang digunakan Baterai
𝐼 𝑠𝑐 = 50 12 = 4,1 A
Jadi  Minimal  SCC  yang  harus  dimiliki  arus diatas 4,1 A sehingga solar charge controller yang dipakai yaitu 10 A.

## D Perencanaan Rangkaian
Untuk rangkaian pemasangan alat ini, pertama yang  harus  dilakukan  yaitu  menghubungkan baterai  dengan  solar  charge  controller,  nantinya solar charger controller akan otomatis mendeteksi apakah akan menggunakan pengaturan 12 V atau 24  V,  dalam  pemasangan  ini  harus  dilakukan dengan  pemasangan  baterai  terlebih  dahulu  agar solar  charger  controller  ini  tidak  rusak.  Setelah dipasangkan  nya  baterai  kemudian  solar  panel dihubungkan  pada  solar  charger  controller, Kemudian  keluaran  dari  solar  charger  controller akan  dihubungkan  ke Arduino  uno untuk menghidupkan Arduino  uno dan  dihubungkan relay  no    untuk  dimmer  sehingga  menghidupkan lampu. Berikut ini perancanaan wiring rangkaian solar panel pada gambar 2.
E Perencanaan Bangun Solar Panel Sebelum mengerjakan pembuatan alat, tentunya harus terlebih dahulu merancang bentuk bangun PLTS dan juga alat spesifikasi yang akan dibuat. Tujuan  adalah untuk  memudahkan dalam proses pengerjaan pembuatan alat dan juga untuk memudahkan dalam  memilih  material  yang  akan digunakan  untuk  alat  tersebut.  Rancangan  alat dapat dilihat pada gambar 3.
Solar Panel 50 WP SCC 20 A ESP 32 RELAY 4 CHANEL DIMMER AC 2000W AKI 12V 35 AH LAM LED 220V AC  7 W PLN LDR INVERTER ZMPT10B BH 1750
Gambar 2. Wiring Rangkaian Solar Panel
Gambar 3. Perencanaan Alat PLTS

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A Pengujian Control lampu Taman
Penelitian  pada    pengujian  mencakup  dua aspek  utama:  pengujian  LDR  untuk  mengukur respons  cahaya  terhadap  perubahan  intensitas cahaya  lingkungan  dan  pengujian  system  waktu untuk  mengamati  perubahan  intensitas  cahaya lampu taman seiring berjalannya waktu. Selain itu, penelitian  juga  akan  menguji  kemampuan pengontrol  ATS  untuk  beralih  secara  otomatis antara sumber daya listrik. Dengan pendekatan ini, penelitian akan mengevaluasi performa keseluruhan  system  dalam  menjaga  penerangan optimal dan efisien dalam berbagai kondisi.
Gambar 4. Prototype PLTS Lampu Taman
Dari gambar 4 hasil pengerjaan prototype pada lampu  taman  yang  telah  dibuat  sesuai  dengan rancangan pada lampu taman..
Gambar 5. Control Lampu Taman
Dari gambar 5 dapat dilihat hasil pemasangan kontrol  pada  lampu  taman  sesuai  dengan  hasil wiring  rangakaian  lampu  taman  yang  telah rencanakan.

## 1) Pengujian sensor LDR lampu
Dalam  pengujian  ini  penelitian    akan mengevaluasi efektivitas system untuk penerangan  lampu  taman  berbasis  IoT.  Pada penilitian  menguji  kerja  lampu  berdasar  Lux cahaya matahari diterima pada sensor LDR.
Tabel 2. Intensitas lux  LDR pada lampu
No. Kondisi Awal Nilai LDR Kondisi Lampu Padam Menyala 1. Padam >500 ✓ 2. Padam <500 ✓
Dari  hasil  tabel  2  system  didapat  pada pengujian control lampu  berdasarkan  nilai  LDR diterima ESP 32  untuk lampu mana sesuai yang diharapkan.  Ketika  matahari  terbit  maka  nilai sensor LDR berkerja dibawah   500  memerintahan
lampu  taman  hidup.  Ketika  sensor  LDR mendeteksi  cahaya      matahari  maka  nilai  LDR diatas 500  maka  lampu taman  berhenti berkerja pada pagi hari.

## 2) Pengujian Intensitas cahaya Lampu terhadap Setting Waktu
Penelitian  akan  melakukan  pengujian  pada lampu  taman  berbasis  IoT  untuk  mengukur respons sistem terhadap variasi tingkat kecerahan lampu  antara  terang  dan  redup.  Hal  ini  akan membantu  penilitian  menilai  kemampuan  sistem dalam  menyesuaikan  intensitas  cahaya  sesuai dengan kondisi lingkungan dan waktu.
Tabel 3. Intensitas cahaya lampu terhadap waktu No. Kondisi Awal Waktu Kondisi Lampu Terang Redup 1. Menyala 18.00 – 23.00 ✓ 2. Menyala 23.00 – 05.00 ✓ 3. Menyala 05.00 – 06.00 ✓
Dari  hasil  tabel  3  didapat  dari    pengujian berdasarkan  intensitas  cahaya  lampu  Analisa diambil      berdasarkan  waktu  kerja  pada  keadaan lampu  taman  terang  yang  berkerja    pada  waktu 18:00  wib  sampai  dengan  waktu  23:00  wib. Setelah watu 23:00 wib  lampu taman akan redup sampai  pukul  05  :00  Wib.  Setelah  pukul  05:00 lampu  taman  akan  menyeala  terang  sampai  jam 06:00 WIB. Ketika sensor LDR mendeteksi sinar matahari  maka  lampu  taman  akan  mati.  Hal bertujuan  mendapatkan  efisien  dalam  pemakaian energy listrik dipakai pada saat keadaan redup hal ini menghemat dalam pemakaian energi listrik.

## 3) Pengujian  ATS
Penelitian akan melakukan pengujian  sumber daya  dari  sistem  ATS  PLTS  ke  pasokan  listrik PLN.  Untuk  menguji  system  ATS  dalam penggantian  sumber  energi  dari  PLTS  ke  PLN ketika  teganggan  pada  inverter  dari  baterai. Berikut hasil pengujian dari yang peroleh.
Tabel 4.  Pengujian ATS No. Kondisi Awal Sensor Tegangan ATS PLTS PLN 1. PLTS 225 volt ✓ 2. PLTS 0 volt ✓
Dari  tabel  4  penelitian  diperoleh  hasil pengunjian  pada  sistem automatic  transfer  swith hasil  penelitian  dapat  disimpulkan  bahwa  pada tegangan  pada  inverter  mengalami  penurunan maka automatic transfer switch berpindah sumber ke PLN.

## B Pengujian Panel Surya
Penelitian  akan  melaksanakan  pengujian sistem PLTS di wilayah 3CCH+6CJ, Jl. Dr. Moh.
Hatta No.32, Kelurahan Cupak Tangah,
Kecamatan  Pauh,  Kota  Padang,  Sumatera  Barat selama  periode  tertentu.  Pengujian  ini  akan mempertimbangkan  variasi  kondisi  cuaca  yang mungkin terjadi selama perjam pengujian. Dengan memantau  kinerja  sistem  PLTS  dalam  berbagai kondisi  cuaca  seperti  hujan,  berawan,  dan  cerah, Penelitian  mendapatkan wawasan yang lebih baik tentang  seberapa  baik  sistem  beradaptasi  dengan lingkungan  sekitar  dan  tetap  memberikan  output energi yang diharapkan.

## 1) Pengujian Hari Pertama
Pada  hari  pertama  pengujian,  penelitian  akan mengambil  data  arus  dan  tegangan  dari  sistem PLTS di wilayah 3CCH+6CJ, Jl. Dr. Moh. Hatta No.32,  Cupak  Tangah,  Kecamatan  Pauh,  Kota Padang,  Sumatera  Barat.  Pengambilan  data  akan dilakukan mulai dari jam 06:00 hingga jam 18:00. Selama periode ini, Penelitain akan memantau dan mencatat  perubahan  arus  dan  tegangan  yang dihasilkan oleh sistem, serta mengamati berbagai kondisi  cuaca  seperti  hujan,  berawan,  dan  cuaca cerah.  Dengan  mengumpulkan  data  secara  rinci dalam  jendela  waktu  tersebut,  Penelitian  akan mendapatkan  pemahaman  yang  lebih  dalam tentang  bagaimana  sistem  PLTS  beroperasi  dan merespons perubahan cuaca sepanjang hari.
Hasl  pengujian  PLTS  hari  pertama  dapat  di lihat  pada  tabel  5  dan  grafik  1,  bahwa  dalam keadaan  cuaca  cerah  pukul  10.00  tercatat  daya hasil  pengisian  aki  mencapai  puncak  sebesar 25,62 Watt, pada intensitas cahaya 21.200 lux.
Dalam penelitian PLTS saat hujan, pada pukul 3  WIB  teramati  bahwa  daya  hasil  pengisian  aki mencapai  1,78  Watt  dengan  intensitas  cahaya sekitar 420 lux pada kondisi siang.
Ketika  intensitas  cahaya  matahari  makin tinggi maka daya yang dihasilkan semakin besar. kondisi  cerah  dan  berawan  dapat  mengakibatkan penurunan daya yang dihasilkan panel surya [4].
Pada  pengujian  hari  pertama  intensitas matahari mencapai titik tertinggi pada  21200 lux dengan  daya  dihasilkan  cukup  besar  pada  saat cuaca  cerah,  begitu  sebaliknya  ketika  intensitas matahari  turun  yaitu  800  Lux  maka  daya dihasilkan  makin  turun  pada  saat  di  sore  hari dalam keadaan berawan.

## 2) Pengujian pada hari kedua
Di hari kedua pengujian, fokus akan diberikan pada  pengumpulan  data  arus  dan  tegangan  yang dihasilkan  oleh  sistem  PLTS  di  wilayah 3CCH+6CJ, Jl. Dr. Moh. Hatta No.32, Kelurahan Cupak  Tangah,  Kecamatan  Pauh,  Kota  Padang, Sumatera  Barat  (Kode  Pos:  251763).  Penelitian akan mengambil data dari jam 06:00 hingga jam 18:00,  dalam  rentang  waktu  ini,  Penelitian  juga akan  secara  kontinu  memantau  kondisi  cuaca
yang  meliputi  hujan,  berawan,  dan  cuaca  cerah. Dengan  data  yang  terkumpul,  penelitian  akan dapat  menganalisis  kinerja  sistem  PLTS  dan bagaimana sistem beradaptasi terhadap perubahan cuaca dalam jangka waktu tersebut.
Tabel 5. Pengujian hari pertama PLTS
JAM Cahaya matahri (Lux) Tegan gan (V) Arus (A) Cuaca Daya (Watt) 06:00 700 12,1 0,48 Mendung 5,8 07: 00 575 12,4 0,25 Mendung 3,1 08:00 1260 13,46 0,36 Mendung 5,27 09:00 8750 14,44 1,35 Cerah 9,25 10:00 21200 14,44 1,76 Cerah 25,78 11:00 20300 14,44 1,63 Cerah 25,62 12:00 19500 14,4 1,5 Cerah 21,6 13:00 20000 14,4 1,6 Cerah 23,04 14:00 2100 13,6 0,31 Mendung 4,50 15:00 420 13,2 0,13 Hujan 1,78 16:00 1050 12,92 0,16 Mendung 2,14 17:00 4220 14,04 0,41 Berawan 5,82 18:00 800 12,6 0,20 Berawan 25,2 Grafik 1. Pengujian Hari Pertama Tabel 6. Pengujian hari kedua PLTS JAM Cahaya matahri (Lux) Tegangan (V) Arus (A) Cuaca Daya (Watt) 06:00 328 12,7 0,022 Gerimis 0,022 07:00 800 12,24 0,042 Berawan 0,51 08:00 11000 12,8 0,956 Cerah 12,23 09:00 48000 13,4 1,44 Cerah 19,152 10:00 72000 14,4 1,78 Cerah 25,63 11:00 74000 14,4 2,12 Cerah 30,524 12:00 14000 12,6 0,52 Berawan   6,552 13:00 72000 14,4 1,66 Cerah 23,09 14:00 43000 14,3 1,48 Cerah 21,16 15:00 21000 13,81 0,980 Cerah 13,53 16:00 3800 12,7 0,345 Mendung  4,38 17:00 2800 12,73 0,310 Mendung  3,94 18:00 320 12,54 0,037 Hujan 0,46
1 2 .1 1 2 .4 1 3 .4 6 14.44 14.44 1 4 .4 4 1 4 .4 1 4 .4 1 3 .6 1 3 .2 1 2 .9 2 1 4 .0 4 1 2 .6 0 .4 8 0.25 0 .3 6 2 1 .3 5 1 .7 6 1 .6 3 1 .5 1 .6 0 .3 1 2 0 .1 3 5 0 .1 6 6 0 .4 1 5 0 .2 5 .8 3 .1 5 .2 7 9 .2 5 2 5 .7 8 2 5 .6 2 2 1 .6 2 3 .0 4 4 .2 4 1 .7 8 2 .1 4 5 .8 2 2 5 .2

## P E N G A R U H   I N T E N S I T A S   C A H A Y A M A T A H A R I   P A D A   P L T S   H A R I   P E R T A M A
Tegangan Arus Daya

## Grafik 2. Pengujian  Hari Kedua PLTS
Pada  tabel  6  dan  grafik  2  di  hari  kedua penelitian PLTS, saat pukul 11 dalam cuaca cerah, didapatkan  bahwa  daya  hasil  pengisian  aki mencapai  puncak  tertinggi,  yakni  30,52  Watt dengan  intensitas  cahaya  mencapai  luar  biasa tinggi, yakni 74.000 Lux.
Hasil  penelitian  pada  hari  kedua  saat  hujan menunjukkan  pada  jam  6,  di  mana  daya  hasil pengisian  aki  hanya  mencapai  0,03  Watt  dengan intensitas cahaya sekitar 320 Lux.
Pengaruh  intensitas  sinar  matahari  pada  hari kedua  menunjukan,  bahwa  intensitas  cahaya matahari makin tinggi maka daya yang dihasilkan semakin  besar,  dimana  intensitas  cahaya  juga berpengaruh oleh keadaan cuaca.

## 3) Pengujian hari ketiga
Penelitian  dilakukan    wilayah 3CCH+6CJ,  Jl. Dr. Moh. Hatta No.32, Kelurahan Cupak Tangah, Kecamatan  Pauh,  Kota  Padang,  Sumatera  Barat. Penelitian akan mengambil data dari pukul 06:00 hingga  pukul  18:00  WIB,  dalam  rentang  waktu ini, penelitian juga akan secara kontinu memantau kondisi cuaca yang meliputi hujan, berawan, dan cuaca cerah.
Tabel 7. Pengujian PLTS hari ketiga
JA M Cah ay a mat ah ri (L u x ) T eg an g an
(V ) A ru s (A ) Cu aca T eg an g an (V ) D ay a (W at t) 06: 00  400 12,5  0,63  Berawan 15,1 7,8 07: 00  6000 13,4  0,65  Berawan 20,4 8,7 08:00 11000 13,8  0,96  Cerah 20 13,2 09:00 18500 13,9  1,31  Cerah 20,28 18,2 10:00 46300 14,4  1,52  Cerah 19,8 21,8 11:00 74000 14,4  2,08  Cerah 19,6 29,9 12:00 72000 14,4  2,05  Cerah 20,7 29,5 13:00 17500 13,8  0,76  Mendung  19,75 10,4 14:00 43000 14,4 1,5  Cerah 20,08 21,6 15:00 44200 14,3  1,32  Cerah 20,8 18,8 16:00 640 12,1  0,015 Hujan 14,6 0,18 17:00 1000 12,3  0,04  Hujan 18,62 0,49 18:00 210 12,2  0,008 hujan 16,3 0,09
Grafik 3. Pengujian Hari Ketiga PLTS
Dengan data yang terkumpul, Penelitian  akan dapat  menganalisis  kinerja  sistem  PLTS  dan bagaimana sistem beradaptasi terhadap perubahan cuaca dalam jangka waktu tersebut.
Pada  tabel  7  dan  grafik  3  hasil  pengujian  ke hari ke-3 penelitian PLTS diperoleh hasil optimal pada keadaan cuaca cerah pukul 11.00 WIB, dapat menghasilkan  daya  untuk  pengisian  aki  sebesar 29,9 watt, dengan   intensitas cahaya terukur pada nilai  74.000  Lux,  sementara  dalam  keadaan berawaan  pukul  07.00  WIB  diperoleh  daya sebesar  8,7  watt  pada  nilai  intensitas  cahaya sebesar 6000 Lux, sedangkan pada keadaan cuaca hujan, intensitas cahaya yang tertinggi pada nilai 1000  lux  dengan  daya  terukur  sebesar  0,49  watt dipukul 17.00 WIB

## C Pengujian Baterai lampu Taman
Untuk  menguji  kapasitas  aki,  Penelitian  akan menjalankan serangkaian pengujian yang meliputi pengisian, pengosongan, dan pengukuran kapasitas baterai terpakai pada lampu taman.
Pengujian pengisian akan mengamati efisiensi dan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi baterai dari  tingkat  kosong  hingga  penuh.  Pengujian pengosongan  akan  memantau  konsumsi  daya baterai  selama  operasional.  Sementara  itu, pengukuran  kapasitas  baterai  terpakai  akan memberikan  pandangan  tentang  bagaimana baterai  bertahan  dalam  situasi  nyata.  Dengan metode ini, penelitian  akan dapat menilai kualitas dan  daya  tahan  aki  dalam  menjalankan  sistem penerangan lampu taman.
1) Perhitunngan kapasitas aki
Penelitian akan melakukan perhitungan kapasitas baterai yang terpakai selama pengoperasian  system  lampu  penerangan  taman. Maka  perhitungan  ini  akan  membantu  penelitian memahami sejauh mana baterai digunakan dalam
1 2 .7 1 2 .2 4 1 2 .8 1 3 .4 1 4 .4 1 4 .4 1 2 .6 1 4 .4 14.3 1 3 .8 1 1 2 .7 1 2 .7 3 1 2 .5 4 0 .0 2 2 0 .0 4 2 0 .9 5 6 1 .4 4 1 .7 8 1.92 0 .5 2 1 .6 6 1 .4 4 0 .6 8 0 .3 4 5 0 .3 1 0 .0 3 7 0 .0 2 2 0 .5 1 12.23 1 9 .1 5 2 2 5 .6 3 3 0 .5 2 4 6 .5 5 2 2 3 .0 9 2 1 .1 6 1 3 .5 3 4 .3 8 3 .9 4 0 .4 6 P E N G A R U H   I N T E N S I T A S   M A T A H A R I   P A D A P L T S   H A R I   K E   D U A Tegangan Arus Daya 7 .8 7 8 .7 1 1 3 .2 4 1 8 .2 2 1 .8 8 29.95 2 9 .5 2 1 0 .4 8 2 1 .6 1 8 .8 7 0.18 0 .4 9 0 .0 9 0 .6 3 0 .6 5 0 .9 6 1 .3 1 1 .5 2 2 .0 8 2 .0 5 0 .7 6 1 .5 1.32 0 .0 1 5 0 .0 4 0 .0 0 8 1 2 .5 1 3 .4 1 3 .8 1 3 .9 1 4 .4 1 4 .4 1 4 .4 1 3 .8 1 4 .4 1 4 .3 1 2 .1 1 2 .3 1 2 .2 P E N G A R U H   I N T E N S I T A S   M A T A H A R I   H A R I K E T I G A DAYA ARUS TEGANGAN
menjaga operasionalitas sistem, pada aki memiliki efisiensi  sebesar  80%  sesuai  dengan depth  of discharge (DOD)  yang  telah  ditentukan  oleh pabrik[10].  Kapasitas  aki  digunakan  pada penerangan  taman  35  Ah  maka  dapat  dihitung dengan persamaan dibawah ini :
Kapasitas baterai (Ah)= DOD (%) X  Kapasitas Baterai (Ah)
(4)
Kapasitas baterai terpakai (Ah ) = 80% x 35 Ah
Kapasitas baterai terpakai (Ah ) =  28Ah
Jadi  dari  kapasitas  baterai  35  Ah  kapasitas baterai  dapat  digunakan  yaitu  28  Ah  yang bertujuan agar aki tidak terlalu kosong yang bisa mengakibat kerusakan pada baterai.

## 2) Pengisian Baterai
Dalam  pengujian  pengisian  baterai  pada penerangan  lampu  taman,  penelitian    akan mengevaluasi  kinerja  sistem  pengisian  dengan mengamati  seberapa  efektifnya  dalam  mengisi ulang baterai dari tingkat energi yang rendah.
Fokus  pengujian  ini  adalah  untuk  mengukur kecepatan  pengisian  dan  memastikan  bahwa sistem mampu mengembalikan baterai ke tingkat kapasitas  yang  memadai  untuk  mendukung operasi penerangan lampu taman dengan optimal.
Tabel 8. Pengisian  baterai lampu taman Jam Sel Surya Baterai Cuaca V I V I 08:00 12,7 0,8 11,80 0,87 Berawan 09:00 14,4 1,8 11,9 1,9 Cerah 10:00 13,7 1,3 11,9 1,3 Berawan 11:00 13,5 1.1 12,0 1,1 Berawan 12:00 14,4 1,7 12,0 1,7 Cerah 13:00 14,3 1,5 12,2 1,53 Cerah 14:00 14,2 1,6 12,3 1,,65 Cerah 15:00 14,4 2,05 12,6 2,00 Cerah 16:00 14,4 1,8 12,7 1,83 Cerah 17:00 14,3 1,6 13,01 1,54 Cerah
Dari tabel 8 pengujian pengisian baterai dapat dijelaskan bahwa arus dan tegangan akan semakin naik bila waktu semakin siang.
Kenaikan  tegangan  juga  berpengaruh  pada keadaan  cuaca,  jika  cerah  tegangan  akan  naik, tetapi  apabila  mendung  tegangan  akan  menurun, namun penurun tegangan tidak terlalu drastis.
Dari data table 8 yang dapat diketahui nilai arus total  pengisian  pada  baterai  sehingga  diketahui berapa lama pengisian baterai maksimum dengan menggunakan sel surya kapasitas 50 wp.
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎= 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛
(5)
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎= 15,42 10 = 1,542 𝐴
I rata- rata = 1,542A
Maka  dari  hasil    arus  rata-  rata  peneliti  akan menghitung lama pengisian aki dengan menggunkan  persamaan  berikit  ini  dengan  rata- rata arus yang sudah didapatkan sebelumnya :
𝑇 = 𝐴𝐻 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑠𝑖𝑎𝑛 (6)
𝑇 = 28 1,542
T = 18,15 / 18 Jam 9 Menit
Dari  hasil  perhitungan    mengenai  lama pengisian  baterai,  dapat  disimpulkan  bahwa sistem  pengisian  mampu  mengisi  ulang  baterai lampu taman selama waktu 18 jam 9 menit.

## 3) Pengosongan  Baterai
Dalam rangka pengujian pengosongan baterai pada  penerangan  lampu  taman,  penelitian  akan mengamati  dan  menganalisis  seberapa  cepat baterai  mengalami  penurunan  kapasitas  selama operasional.  Pengujian  ini  akan  membantu penelitian memahami seberapa lama baterai dapat mendukung  penerangan  lampu  taman  sebelum memerlukan  pengisian  ulang.  Pengujian  akan dilakukan  dalam  2  mode  yaitu  keadaan  lampu terang selama 12 jam dan lampu taman pada saat otomatis  selama  12  jam.  Dengan  demikian, penelitian  akan  dapat  mengevaluasi  daya  tahan baterai  dan  merencanakan  penggunaan  yang optimal.
a. Kedaan lampu otomatis
Dari  tabel  9  diperoleh  data  pengosongan baterai lampu taman untuk menguji pengosongan baterai  dengan  kapasitas  35  ampere-hour  (AH) menggunakan  lampu  taman  berdaya  14  watt dalam kondisi lingkungan yang terang.
Untuk  menentukan  besar  nilai  arus    rata-  rata yang mengalir menuju beban dapat menggunakan rumus dibawah ini :
Irata- rata  = I total Pengujian 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 (7)
Irata- rata  = 18,41
13

## Irata- rata  =  1,41 A
Melalui  perhitungan  durasi  pengosongan, penelitian    akan  memproyeksikan  waktu  berapa lama  lampu  taman  dapat  beroperasi  dengan baterai  yang  ada  sebelum  mencapai  level kapasitas  rendah.  Dengan  menggunakan  rumus waktu pengosongan, penelitian akan memperoleh perkiraan  yang  akurat  mengenai  lamanya pengosongan :
𝑇 = 𝐴𝐻 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔𝑎𝑛 (8)
T = 28 1,41

## T = 19 jam, 51 menit
Dari  hasil  perhitungan    mengenai  lama pengosongan  baterai,  dapat  disimpulkan  bahwa sistem  pengisian  mampu  mengisi  ulang  baterai lampu taman selama waktu 19 jam 51 menit.
Tabel 9. pengosong Baterai Lampu otomatis
Jam Lampu Baterai V (Volt) I (mA) Keadaan Lampu Daya (Watt) I V 18:00 220 78 Terang 14 1,55 13,5 19:00 220 78 Terang 14 1,55 13,3 20:00 220 78 Terang 14 1,55 13,2 21:00 220 78 Terang 14 1,55 12,9 22:00 223 78 Terang 14 1,55 12,9 23:00 220 78 Terang 14 1,55 12,8 24:00 120 123 Redup 12 1,26 12,7 01:00 120 123 Redup 12 1,26 12,7 02:00 120 123 Redup 12 1,26 12,6 03:00 120 123 Redup 12 1,26 12,6 04:00 120 123 Redup 12 1,26 12,4 05:00 120 123 Redup 12 1,26 12,4 06:00 220 78 Terang 14 1,55 12,2
b. Keadaan lampu manual (Terang ) Dari  tabel  10  diperoleh  data  pengujian pengosongan  baterai  dilakukan  menggunakan lampu  taman  dengan  total  daya  lampu  14  Watt. Untuk menentukan besar nilai arus  rata-rata yang mengalir  menuju  beban  dapat  menggunakan rumus 4.
Irata − rata   = I total Pengujian 𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 (4)
Irata -  rata  = 20,15 13
Irata -  rata  =  1,55 A
Melalui  perhitungan  durasi  pengosongan, penelitian    akan  memproyeksikan  waktu  berapa lama lampu taman dapat beroperasi dengan baterai yang  ada  sebelum  mencapai  level  kapasitas rendah.
Dengan menggunakan rumus waktu pengosongan, penelitian akan memperoleh perkiraan  yang  akurat  mengenai  lamanya pengosongan :
𝑇 = 𝐴𝐻 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 (9) T = 28 1,55
T = 18 jam  1 menit
Dari  hasil  perhitungan    mengenai  lama pengosongan  baterai,  dapat  disimpulkan  bahwa sistem  pengosongan    mampu  mengisi  ulang
baterai  lampu  taman  selama  waktu  18  jam  1 menit.
Dari  perhitungan  yang  diperoleh  ketika keadaan lampu terang hidup selama 13 jam maka lama  pengosongan  baterai  yang  didapat  yaitu  18 jam 1 menit dengan rata arus didapt yaitu 1,55A. sedangkan  lampu  keadaan  otomatis  lama pengosongan baterai yang didapatkan yaitu 19 jam 51 menit dengan rata pengosongan diperoleh yaitu 1,41A. dari data peroleh  efisien lama pemakaian baterai  diperoleh  lebih  bagus  keadaan  lampu otomatis
Tabel 10. Pengosonggan baterai terang Jam Lampu Baterai V I (mA) Keadaan Lampu Daya (Watt) I V 18:00 222 78 Terang 14 1,55 13,5 19:00 223 78 Terang 14 1,55 13,1 20:00 222 78 Terang 14 1,55 13,1 21:00 223 78 Terang 14 1,55 12,9 22:00 222 78 Terang 14 1,55 12,9 23:00 223 78 Terang 14 1,55 12,7 24:00 222 78 Terang 14 1,55 12,6 01:00 223 78 Terang 14 1,55 12,4 02:00 223 78 Terang 14 1,55 12,4 03:00 223 78 Terang 14 1,55 12,2 04:00 223 78 Terang 14 1,55 12,2 05:00 223 78 Terang 14 1,55 11,9 06:00 223 79 Terang 14 1,55 11,9

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  prototype  PLTS  off-grid pada  penerangan  taman  berbasis  IoT  yang  telah dilakukan,  dapat  disimpulkan  bahwa  sistem  ini mampu  menghasilkan  energi  listrik  yang  dapat digunakan  untuk  penerangan  taman  dengan efisien dan ramah lingkungan dengan menggunakan  panel  surya  berdaya  50  WP, regulator PWM 10A, ESP 32 sebagai Mikrokontroler,  sensor  ZMPT101b  dan  baterai kering  berkapasitas  12  V  dan  35  Ah, sehingga dapat  menghasilkan  energi  listrik  untuk  2  buah lampu 7W dalam waktu optimal 19 jam, 51 menit dalam keadaan lampu otomatis sebelum mencapai level kapasitas baterai rendah.

## U CAPAN T ERIMAKASIH
Terimakasih kepada seluruh civitas akademika Jurusan Teknik Electro Politeknik Negeri Padang.

## D AFTAR P USTAKA
[1]  T. N. Hidayat and S. Sutrisno, “ANALISIS OUTPUT  DAYA  PADA  PEMBANGKIT LISTRIK  TENAGA  SURYA  DENGAN KAPASITAS 10WP, 20WP, DAN 30WP,”
J.  Crankshaft ,  vol.  4,  no.  2,  pp.  9–18,  Oct.
2021, doi: 10.24176/crankshaft.v4i2.6013.
[2]  H.  R.  Iskandar  and  A.  Gunawan,  “UJI
KARAKTERISTIK PROTOTYPE PENERANGAN JALAN UMUM TENAGA SURYA BERBASIS INTERNET OF THINGS,” Jurnal
Informatika , vol. 4, no. 2, 2021.
[3]  A.  Adam,  M.  Muharnis,  A.  Ariadi,  and  J. Lianda,  “Penerapan  IoT  untuk  Sistem Pemantauan  Lampu  Penerangan  Jalan Umum,” ELINVO , vol. 5, no. 1, pp. 32–41, May 2020, doi: 10.21831/elinvo.v5i1.31249. [4]  N. Alim and A. A. H. Lateko, “ANALISIS
PENGARUH SUHU KERJA PADA PANEL  SURYA  TERHADAP  DAYA KELUARAN  DARI  PANEL,”  vol.  15, 2023.
[5]  D. Liestyowati, I. Rachman, E. Firmansyah, and  Mujiburrohman,  “Rancangan  Sistem Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) Berkapasitas 100 WP dengan Inverter 1000 Watt,” INSOLOGI:  Jurnal  Sains  dan Teknologi ,  vol.  1,  no.  5,  pp.  623–634,  Oct. 2022, doi: 10.55123/insologi.v1i5.1027.
[6]  R. Andari, “Sistem Monitoring Penggunaan Beban  Pada  Proses  Pengosongan  Baterai 100WP  Menggunakan  Sensor  PZEM- 004T,” j.  amp. :  j.  ilm.  bid.  tek.  elect.  and comp. , vol. 11, no. 1, pp. 29–36, Jul. 2021, doi: 10.33369/jamplifier.v11i1.15472.
[7]  M.  N.  Agriawan,  Sania,  C.  Rasmita,  N. Wahyuni,  and  Maisarah,  “PROTOTYPE SISTEM LAMPU PENERANGAN JALAN OTOMATIS  MENGGUNAKAN  SENSOR CAHAYA  BERBASIS  ARDUINO  UNO,”
phy , vol. 4, no. 1, pp. 39–42, Oct. 2021, doi:
10.31605/phy.v4i1.1489.
[8]  P.  Pujianto,  A.  S.  Wardhana,  and  A.  K. Dewi, “Pelatihan Dan Pembuatan
Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS) Untuk  Penerangan  Jalan  di  Masyarakat,”
JESDM ,  vol.  11,  no.  1,  pp.  37–43,  Apr.
2022, doi: 10.53026/jesdm.v11i1.916.
[9]  P. Gunoto and S. Sofyan, “PERANCANGAN PEMBANGKIT
LISTRIK  TENAGA  SURYA  100  Wp UNTUK  PENERANGAN  LAMPU  DI RUANG SELASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS  RIAU  KEPULAUAN,”
SGTk , vol. 3, no. 2, pp. 96–106, Nov. 2020, doi: 10.33373/sigma.v3i2.2754.
[10]  R.  T.  Jurnal,  “STUDI  PENYIMPANAN ENERGI PADA BATERAI PLTS,” energi , vol. 9, no. 2, pp. 120–125, Nov. 2018, doi: 10.33322/energi.v9i2.48.
[11]  R. T. Jurnal, “KAJIAN SISTEM KINERJA PLTS  OFF-GRID  1  kWp  DI  STT-PLN,” energi , vol. 10, no. 1, pp. 38–44, Feb. 2019, doi: 10.33322/energi.v10i1.322.