## RANCANG BANGUN PEMANTAU DAN PENGENDALI LAMPU BERSUMBER PANEL SURYA MENGGUNAKAN ARDUINO BERBASIS WEB
Dinari Gustiana C.D 1 , Moechammad Sarosa 2 , Mohammad Abdullah Anshori 3
Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang E-mail: dinarigustiana@gmail.com

## Abstrak
Pada  Era  Modern  sumber  energi  listrik  sangatlah  diperlukan,  mengingat  banyaknya  peralatan elektronik  yang  sangat  memerlukan  sumber  energi  listrik.  Solarcell  merupakan  sebuah  perangkat atau  komponen  yang  dapat  mengubah  energi  cahaya  menjadi  energi  listrik.  Namun  energi  yang digunakan  dalam  panel  surya  ini  perlu diperhatikan  efisiensi  penggunaannya.  Maka  dari  itu   perlu dilakukan monitoring arus  dan  tegangan  serta  beban  secara realtime guna  mengetahui  kebutuhan energi  panel  surya  terhadap  lampu. Monitoring tegangan,  beban  dan  arus  pada  panel  surya  ini berbasis mikrokontroller .  Tegangan  yang  dihasilakan  panel  surya  dan  tegangan  baterai  diukur menggunakan  sensor.  Dibutuhkan  sebuah Web dan  perangkat  modem  untuk  mengirim  data pengukuran  panel  surya  dari  jarak  jauh,  dengan  memonitoring  jarak  jauh  memudahkan  untuk mengetahui  berapa  tegangan  dan  beban  tanpa  harus  berada  ditempat  panel  surya. Web sebagai kontrol nyala lampu, mati lampu, serta redup dan terang lampu, pada web dapat memonitoring nilai tegangan dan arus.Hasil dari ADC mikrokontroler sudah mampu mengirim data ke web . Data yang disimpan dalam bentuk file ms.excel berisikan tegangan dari sel surya, arus pada beban dan waktu saat penyimpanan serta pengisian daya accu . Lampu hanya mampu bertahan 5 jam saat semua beban aktif ( ON ), sedangkan pengisian ( charging ) selama 13 jam ketika accu dalam keadaan kosong.
Kata Kunci: Panel Surya, Mikrokontroler Arduino Nano , Sensor Arus Tegangan, Web

## 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Di  era  globalisasi  ini  sumber  energi  listrik
sangatlah diperlukan, mengingat banyaknya peralatan  elektronik  yang  sangat  memerlukan sumber  energi  listrik.  Sebagai  konsumsi  rumah tangga,  gedung-gedung  sekolah,  kantor  maupun sebagai penerangan jalan. Oleh karena pentingnya penerangan  jalan  pada  saat  ini  yang  bertujuan sebagai  keselamatan  pengendara  dijalan,  dan untuk  mengurangi  biaya  yang  dikeluarkan  dalam hal  penerangan  jalan  saat  ini  yang  masih menggunakan  sumber  listrik  Pembangkit  Listrik Negara (PLN).
Panel  Surya  merupakan  sebuah  perangkat atau  komponen  yang  dapat  mengubah  energi cahaya  menjadi  energi  listrik  dengan  prinsip  efek photovoltaic atau  fenomena    dimana  munculnya tegangan  listrik  karena  adanya  hubungan  atau kontak  dua  elektroda  yang  dihubungkan  dengan sistem padatan atau cairan saat mendapat energi.
Monitoring  tegangan,  beban  dan  arus  pada Solar  cell  ini  berbasis mikrokontroller. Tegangan yang dihasilakan panel Surya dan tegangan baterai diukur  menggunakan  sensor.  Dibutuhkan  sebuah Web dan  perangkat  modem  untuk  mengirim  data
pengukuran  Panel  Surya  dari  jarak  jauh,  dengan memonitoring  jarak  jauh  memudahkan  untuk mengetahui  berapa  tegangan  dan  beban  tanpa harus berada ditempat Panel Surya.

## 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut  maka rumusan masalah adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana  cara  merancang  suatu  sistem lampu  dengan  sumber  daya  Panel  Surya terhadap beban lampu  AC dan DC ?
2. Bagaimana  cara  mengintegrasikan  sistem tersebut  dengan Web agar  dapat  dimonitoring dan dikontrol jarak jauh ?
3. Bagaimana  cara  memonitoring  arus  dan tegangan  pada lampu AC dan DC ?

## 1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Merancang  suatu  sistem  monitoring  arus, beban, dan tegangan pada Panel Surya.
2. Mengintegrasikan sistem tersebut dengan web agar  dapat  dimonitoring  dan  dikontrol  jarak jauh
2. TINJAUAN PUSTAKA a. Panel Surya Sel  surya  atau  juga  sering  disebut fotovoltonik adalah device yang mampu mengkonversi  langsung  cahaya  matahari  menjadi listrik.Sel  surya  bisa  disebut  sebagai  pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi  cahaya  matahari  yang  sampai  kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan  listrik,  energi  dari  matahari  juga bisa  dimaksimalkan  energi  panasnya  melalui sistem solar thermal.
b. Solar Charger Controller
Solar  Charge  Controller adalah  peralatan elektronik  yang  digunakan  untuk  mengatur  arus searah  yang  diisi  ke  baterai  dan  diambil  dari baterai ke beban. Solar charge controller mengatur overcharging (kelebihan pengisian - karena batere sudah  'penuh')  dan  kelebihan  voltase  dari  panel surya / solar cell . Kelebihan voltase dan pengisian akan mengurangi umur baterai.
c. Battery (Accu) Pengertian  Baterai  atau  aki,  atau  bisa  juga accu adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya berlangsung  proses  elektrokimia  yang reversibel (dapat  berbalikan)  dengan  efisiensinya  yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel,  adalah  di  dalam  baterai  dapat berlangsung  proses  pengubahan  kimia  menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya  dari  tenaga  listrik  menjadi  tenaga kimia,  pengisian  kembali  dengan  cara  regenerasi dari  elektroda-elektroda  yang  dipakai,  yaitu dengan  melewatkan  arus  listrik  dalam  arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel.

## d. Arduino Nano
Arduino  Nano  adalah  salah  satu  papan pengembangan mikrokontroler yang  berukuran kecil,  lengkap  dan  mendukung  penggunaan breadboard.Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler  ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau  ATmega 168 (untuk  Arduino versi 2.x).  Arduino  Nano  kurang  lebih  memiliki  fungsi yang  sama  dengan  Arduino  Duemilanove,  tetapi dalam  paket  yang  berbeda.  Arduino  Nano  tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack,dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B
.
e. Sensor Arus ACS-712
Sensor  ACS712  adalah  merupakan  sensor untuk  mendeteksi  arus.Penggunaan  sensor  arus ACS712  ini  Kebanyakan  memiliki  kekurangan yakni nilai arus yang di dapatkan dari sensor tidak linear  sehingga  terkadang  kita  membutuhkan tingkat  linear  yang  lebih  tinggi.  Sebelum membahas  lebih  lanjut,  akan  di  jelaskan  terlebih
dahulu  tentang  sensor  arus  ACS712.  ACS712  ini memiliki tipe variasi sesuai dengan arus maksimal yakni  5A,  20A,  30A.ACS712  ini  menggunakan VCC 5V.
f. Transformator (Trafo)
Secara  teoritis,  jika  jumlah  lilitan  atau gulungan  primer  pada trafo sama  banyaknya dengan jumlah lilitan sekunder akan menyebabkan tegangan  yang  ditimbulkan  pada  output trafo (kumparan  sekunder)  akan  sama  besar  dengan tegangan yang diberikan pada inputnya (kumparan primer).  Jika  Jumlah  gulungan  primer  lebih banyak dibandingkan jumlah lilitan sekunder akan menyebabkan  tegangan  pada  output  (sekunder) trafo akan  lebih  kecil  jika  dibandingkan  dengan tegangan  yang  diberikan  pada  input  trafo. Sebaliknya  jika  jumlah  lilitan  sekunder  lebih banyak  dari  pada  jumlah  lilitan  primer  akan menyebabkan  tegangan  pada  output  akan  lebih besar dibandingkan tegangan pada input trafo.
g. SIM 800 L
SIM800 adalah salah satu Module GSM/GPRS  Serial    yang  dapat  kita  Gunakan bersama  Arduino/AVR  Ada  beberapa  type  dari Breakout Board SIM800/SIM800L yang akan kita bahas  disini  adalah  yg  VersiMini  SIM800L dengan Micro SIM.

## h. Lampu LED
LED  ( light  emitting  diode )  adalah  generasi terbaru  lampu  sebagai  pengganti  lampu  pijar  atau halogen  taupun  jenis  lampu  lainnya.  Lampu  LED ( light-emitting  diode )  melakukan  proses  dioda cahaya yang merupakan suatu semikonduktor yang memancarkan  cahaya  monokromatik  yang  tidak koheren  ketika  diberi  tegangan  maju.  Gejala  ini dinamakan elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan dari lampu LED bergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan.

## i. Lampu Pijar
Lampu  pijar  adalah  sumber  cahaya  buatan yang  dihasilkan  melalui  penyaluran  arus  listrik melalui  filamen  yang  kemudian  memanas  dan menghasilkan  cahaya.  Kaca  yang  menyelubungi filamen  panas  tersebut  menghalangi  udara  untuk berhubungan  dengannya  sehingga  filamen  tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.

## 3. METODE PENELITIAN
3.1 Tahapan Penelitian Tahapan penelitian disusun dengan maksud agar  penelitian  bisa  dilakukan  dengan  lebih terpetinci.Secara  sistematis  tahapan  penelitian dijadikan  dalam  bentuk flowchart seperti  pada Gambar 1 dibawah ini.
Gambar 1. Flowchart Tahapan Penelitian

## 3.2 Blok Diagram Sistem
Blok  diagram  sistem  pada  penelitian  ini merupakan  gambaran  rancangan  penelitian  yang secara  umum  terdiri  dari  bagian bagian software yang  keduanya saling terintegrasi dengan  jaringan  internet  dan  ditunjukkan  sep pada blok diagram Gambar 2 dibawah ini.
Gambar 2. Blok Diagram Sistem
Tahapan Penelitian
Blok  diagram  sistem  pada  penelitian  ini merupakan  gambaran  rancangan  penelitian  yang secara  umum  terdiri  dari  bagian hardware dan yang  keduanya saling terintegrasi dengan  jaringan  internet  dan  ditunjukkan  seperti dibawah ini.

## 3.3 Diagram Alir Lampu  PJU
Dibawah  ini  menjelaskan  cara  kerja  dari sistem lampu PJUyang dibuat melalui diagram alir ( flowchart )  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3 dibawah ini.
Gambar 3. Flowchart Diagram Alir Cara Kerja Sistem Lampu PJU
3.4 Diagram  Alir  Pembacaan  Arus  dan Tegangan
Dibawah  ini  menjelaskan  cara  kerja  dari sensor  ACS-712yang  dibuat  melalui  diagram  alir ( flowchart )  yang  ditunjukkan  pada  Gambar dibawah ini.
Vol: 6, Nomor: 1, Mei 2018

## Diagram Alir Lampu  PJU
Dibawah  ini  menjelaskan  cara  kerja  dari yang dibuat melalui diagram alir yang  ditunjukkan  pada  Gambar  3
Diagram Alir Cara Kerja Lampu PJU
Pembacaan  Arus  dan
jelaskan  cara  kerja  dari yang  dibuat  melalui  diagram  alir )  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  4
Gambar 4. Flowchart Diagram Alir Sensor ACS-
712
Pada  diagram  alir  diatas  menjelaskan  cara  kerja sensor ACS-712 memonitoring arus, tegangan, dan beban ACCU. Dimana dimulai dari start kemudian menginisialisasi  sistem,  selanjutnya  adalah  sensor ACS-712  on.    ACS-712  yang  pertama  untuk memonitoring  pegisian  beban  yang  diterima  aki. Kemudian  sensor  ini  juga  memonitoring  arus tegangan  untuk  beban  pada  lampu  AC  juga  DC dan  diproses  oleh  arduino  selanjutnya  SIM800 akan mengirimkan data tersebut pada web .
3.5 Diagram Alir Pengisian Daya Accu Dibawah ini dijelaskan alir untuk pembacaan  hasil  data  dari  sensor  Solarcell  yang ditunjukan pada gambar 5 dibawah ini.
Gambar 5. Flowchart Diagram Alir Solarcell 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Pengujian  lampu  AC  mode  manual  dapat ditunjukan pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1 .Hasil Pengujian lampu AC manual
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 15.00  didapatkan  arus  senilai  0.47  ampere  dan tegangan  senilai  9.69  v,  Kemudian  pada  pukul 17.00  didapat  arus  senilai  0.40  ampere  dan tegangan  senilai  9.49  v,  dan  yang  terahkir  pada pukul 19.00 didapat nilai arus senilai 0.24 ampere dan tegangan senilai 7.06 v.
b. Pengujian Lampu AC mode otomatis dapat ditunjukan pada tabel 2 dibawah ini.
Tabel 2 .Hasil Pengujian lampu AC otomatis
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 15.00  didapatkan  arus  senilai  0.38  ampere  dan tegangan  senilai  8.72  v,  Kemudian  pada  pukul 16.00  didapat  arus  senilai  0.37  ampere  dan tegangan  senilai  6.03  v,  Selnjutnya  pada  pukul 18.00  didapat  nilai  arus  senilai  0.34  ampere  dan tegangan  senilai  3.09  v,  dan  yang  terakhir  pada pukul  19.00  didapatkan  arus  senilai  0.32  ampere dan tegangan senilai 1.19 v
c. Pengujian  Lampu  AC  mode Timmer dapat ditunjukan pada tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3 .Hasil Pengujian lampu AC Timmer
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 15.00  didapatkan  arus  senilai  0.72  ampere  dan tegangan  senilai  8.79  v,  Kemudian  pada  pukul 16.00  didapat  arus  senilai  0.69  ampere  dan tegangan  senilai  7.03  v,  Selanjutnya  pada  pukul 18.00  didapat  nilai  arus  senilai  0.49  ampere  dan tegangan  senilai  5.09  v,  dan  yang  terakhir  pada pukul  19.00  didapatkan  arus  senilai  0.38  ampere dan tegangan senilai 2.01 volt.
d. Pengujian  Lampu  DC  mode  manual  dapat diliha pada tabel 4 dibawah ini.
Tabel 4 .Hasil Pengujian lampu DC Manual
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 15.00  didapatkan  arus  senilai  0.71  ampere  dan tegangan  senilai  8.70  v,  Kemudian  pada  pukul 16.00  didapat  arus  senilai  0.68  ampere  dan tegangan  senilai  07.08  v,  Selnjutnya  pada  pukul 18.00  didapat  nilai  arus  senilai  0.49  ampere  dan tegangan  senilai  5.01  v,  dan  yang  terakhir  pada pukul  19.00  didapatkan  arus  senilai  0.19  ampere dan tegangan senilai 2.08 volt.
e. Pengujian Lampu DC mode Otomatis dapat dilihat pada tabel 5 dibawah ini.
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 15.00  didapatkan  arus  senilai  0.71  ampere  dan tegangan  senilai  8.78  v,  Kemudian  pada  pukul 16.00  didapat  arus  senilai  0.64  ampere  dan tegangan  senilai  7.01  v,  Selanjutnya  pada  pukul 18.00  didapat  nilai  arus  senilai  0.41  ampere  dan tegangan  senilai  5.07  v,  dan  yang  terakhir  pada pukul  19.00  didapatkan  arus  senilai  0.30  ampere dan tegangan senilai 2.15 volt.
f. Pengujian  Lampu  DC Timmer dapat  dilihat pada tabel 6 dibawah ini.
Tabel 6 .Hasil Pengujian lampu DC Timmer
Dari  hasil  pengujian  diatas,  pada  pukul 22.55  didapatkan  arus  senilai  0.23  ampere  dan tegangan  senilai  7.21  v,  Kemudian  pada  pukul 23.00  didapat  arus  senilai  0.21  ampere  dan tegangan  senilai  7.17  v,  Selanjutnya  pada  pukul 23.05  didapat  nilai  arus  senilai  0.19  ampere  dan tegangan  senilai  7.05  v,  dan  yang  terakhir  pada pukul  23.15  didapatkan  arus  senilai  0.18  ampere dan tegangan senilai 6.20 volt.
g. Pengujian  kesesuaian  waktudapat  dilihat pada tabel 7 dibawah ini
Tabel 7. Hasil pengujian kesesuaian waktu
Hasil pengujian kesesuaian waktu pada web dan waktu sesungguhnya adalah sangat baik tidak terjadi keterlambatan  waktu dengan hasil selisih waktu 0  detik.
h. Pengujian  intensitas  cahaya  lampu  dapat ditunjukan pada tabel 8 dan 9 dibawah ini
Tabel 8. Intensitas Lampu AC
Dari hasil pengujian intensitas nyala lampu AC dimulai dari persentase tegangan rendah yaitu 10 didapat nilai intensitas cahaya lampu sebesar 23 lux,  pada  nilai  persentase  50  didapat  nilai intensitas sebesar 120 lux, dan  yang terahkir  pada nilai  presentase  tertinggi  yaitu  100  didapat  nilai intensitas cahaya sebesar 380 lux.

## Tabel 9. Intensitas Lampu DC
Dari hasil pengujian intensitas nyala lampu DC dimulai dari persentase tegangan rendah yaitu 10 didapat nilai intensitas cahaya lampu sebesar 24 lux,  pada  nilai  persentase  50  didapat  nilai intensitas  sebesar  79  lux,  dan  yang  terahkir  pada nilai  presentase  tertinggi  yaitu  100  didapat  nilai intensitas cahaya sebesar 130 lux.

## 5. PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Hasil perancangan lampu solar cell berjalan dengan  baik.  Lampu  solar  cell  30  WP  dengan beban  lampu  AC  220  Volt  5  watt,  lampu  DC  12 Volt  7 watt dan 12 Volt 3.5 Ah Aki maka lampu solar  cell  pada  malam  hari  akan  menyala  sampai dengan 5 jam
Kemudian Komunikasi dua arah antara alat pengontrol  dengan  Web  menggunakan  GSM Shield berjalan dengan baik.
Lalu  pada  pengujian  intensitas  cahaya lampu,  ketika  semakin  besar  nilai  inputan  range pada  web  maka  semakin  cerah  intensitas  cahaya lampu AC dan DC.
Yang terahkir  Sensor Arus  ACS712 sensor arus  untuk  mengetahui  arus  dan  tegangan  pada lampu  AC  dan  DC  dan  dibaca  pada  Web.  Hasil
pengujian yang telah dilakukan menyatakan bahwa penerimaan  dan  pengiriman  data  telah  dapat berkomunikasi  dengan  baik  yaitu  telah  dapat mengirimkan  penjadwalan  penyalaan  lampu  dan menerima  status  keadaan  lampu  serta  memberi informasi  nilai  Arus  dan  Tegangan  maupun Pengisian pada Accu.
5.2. Saran Penambahan  daya  sollar  panel  yang  lebih besar ukurannya masih bisa untuk sekedar mengisi baterai. Pembahan Kapasitas Accu
agar penyimpanan  daya  lebih  besar  sehingga  Lampu yang menyala lebih lama.
Pada  monitoring  dan  kontrol  lampu  dapat dikembangkan  pada  aplikasi  Android,  IOS,  dan Windows Phone.

## Daftar Pustaka
Arifin  Zainal,    (2009).  “perencanaan  Sistem Penerangan Jalan Umum dan Taman di Areal
Kampus USU Dengan Menggunakan Teknologi Tenaga Surya” Hadi,  “Analisis  Teknis  Dan  Ekonomis  Penerapan Jalan  Umum  Solarcell  Untuk  Kebutuhan Penerangan Dijalan Tol” (2014)
Widiatmoko.  (2013).  “Prototype  pemanfaatan solarcell  sebagai  sumber  energi  pada  sistem otomatisasi lampu penerangan taman”