Rancang Bangun Rangkaian Penggerak Motor Solar Tracker
I Made Asna 1 , Catur Sumartdiono 2 , I Wayan Sugarayasa 3
1,2,3 Progra m Studi Teknik Elektro, Universita s Pendidika n Na siona l, Indonesia
E-ma il: wa ya nsuga ra yasa@undiknas.ac.id DOI: 10.38043/telsinas.v5i1.3753 Received:  2022 January 2 Accepted:  2022 April 1 Publish: 2022 April 25
ABSTRAK :  Sola r Tra cker a da la h perangkat yang menga rahkan muatan ke ma tahari. Untuk sistem fotovolta ik panel da ta r, pela ca k diguna kan untuk meminima lkan sudut datang a ntara  sina r matahari ya ng ma suk dan panel fotovoltaik. Sistem ini meningka tka n jumla h energi ya ng diha silka n da ri jumla h teta p yang terpa sang pa da ka pasita s pembangkit listrik.  Sola r Cell  a ta u pa nel surya  a da lah komponen elektronika  ya ng mengubah energi ma ta hari menja di energi listrik.  Photovolta ic (PV) a da la h teknologi ya ng berfungsi untuk menguba h a tau mengubah ra dia si ma tahari menjadi energi  listrik.  ma sing-ma sing berfungsi seba ga i penyimpa n energi listrik  ya ng diterima  oleh sel surya . Sola r tra cker da pa t mengikuti pergera ka n sina r ma ta hari da ri timur  ke ba ra t da n menc ari sina r  ma tahari ya ng pa ling  kua t, dan pera nca nga n sistem ini  da pa t memberika n nila i  efisiensi  sebesa r 3%  sa mpa i 25% da ri output listrik  pa nel surya da la m memanfaatkan energi ma tahari. Denga n memanfaatka n 4 sensor Light Dependent Resistor (LDR), pergera kan ma ksimum pa nel surya  da pat bergera k mela lui 2 motor stepper ya ng terhubung denga n sistem sola r tra cker .
Kata Kunci : Pelacak Surya; Fotovoltaik (PV); Sel Surya
ABSTRACT :  A Sola r  Tra cker is  a  device tha t directs the pa yloa d towa rds the sun. For   fla t  p a nel  photovoltaic systems, tra cers a re used to minimize the a ngle of incidence  between the incoming  sunlight  a nd the photovoltaic pa nels.  This  system  increa ses  the  a mount of energy  genera ted  from  the  fixed  a mount insta lled  in  the  power genera tion ca pa city. Sola r Cell  or sola r pa nels a re electronic  components tha t convert sola r energy into electrica l energy. Photovolta ic (PV)  is a  technology tha t functions to convert or convert sola r ra dia tion into electrica l energy. ea ch function a s a  store of electrica l energy received by the sola r cell.  The sola r tra cker ca n follow the movement of sunlight from ea st to west a nd look for the strongest sunlight, a nd the design of this system ca n provide a n efficiency va lue of 3% to 25% of sola r pa nel electricity output in u tilizing  sola r energy. By utilizing  4 Light Dependent Resistor (LDR)  sensors, the ma ximum movement of the sola r pa nels ca n move through 2 stepper motors connected to the sola r tra cker system .
Keyword : Solar Tracker; Photovoltaic (PV); Solar Cell

## I. PENDAHULUAN
Solar Tracker (pengikut arah matahari)   adalah perangkat yang mengarahkan payload ke arah matahari. Untuk sistem fotovoltaik panel datar, pelacak digunakan untuk meminimalkan sudut insiden antara sinar matahari yang masuk dan panel photovoltaic. Sistem ini meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan dari jumlah yang tetap terpasang pada kapasitas pembangkit listrik. Solar tracker (pengikut arah matahari) memerlukan sistem perancangan mekanik yang baik untuk menunjang gerakan putaran modul surya untuk   menggerakkan   mekanik   solar panel. Adapun tujuan dari perencanaan ini yaitu :
1.  Untuk  mengetahui  rancangan  alat  driver motor yang handal.
2.  Untuk memahami sistem kerja driver motor pengerak solar tracker.

## II. LANDASAN TEORI
Pengertian rancang bangun merupakan kegiatan menerjemahkan hasil analisa kedalam bentuk paket perangkat lunak kemudian menciptakan sistem  tersebut  ataupun  memperbaiki  sistem yang sudah ada. Rangkaian Driver merupakan sirkuit elektronik yang berfungsi menyuplai arus yang dibutuhkan oleh sebuah piranti elektronik. Arus ini dikendalikan oleh sebuah sinyal yang lebih kecil seperti sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Piranti elektronik tersebut diantaranya adalah Lampu, Elemen Pemanas dan

## TELSINAS
Motor  DC.  Solar  Tracker (pengikut arah matahari) Solar Tracker (pengikut arah matahari) adalah perangkat yang mengarahkan payload ke arah matahari. Muatan dapat panel surya, palung parabolik, reflektor fresnel, cermin atau lensa. Untuk sistem fotovoltaik panel datar, pelacak digunakan untuk meminimalkan sudut insiden antara sinar  matahari yang  masuk dan panel photovoltaic. Sistem  ini meningkatkan jumlah energi yang dihasilkan dari jumlah yang tetap terpasang pada kapasitas pembangkit listrik.
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah padakumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motordc disebut stator (bagian yang tidak  berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor  (bagian  yang  berputar). Motor  stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Rangkaian driver motor DC H-Bridge transistor ini dapat mengendalikan arah putaran motor DC dalam 2 arah dan dapat dikontrol dengan metode PWM (pulse Width Modulation) maupun metode sinyal logika dasar TTL (High) dan (Low). Untuk pengendalian motor DC dengan metode PWM maka dengan rangkaian driver motor DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan dengan baik.

## III. METODE PENELITIAN
Diagram Alir Penelitian
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
1. Studi Literatur
Melakukan studi literatur dari berbagai sumber yang ada di perpustkaan, ebook,  artikel, jurnal ilmiah, dan referensi dari internet.
2. Persiapan bahan
Mempersiapkan bahan yang akan digunakan untuk membuat rangkaian dan memilihnya dengan baik,sehingga bahan-bahan yang digunakan  bisa bagus dan hasilnya maksimal
3. Perancangan driver motor
Melakukan perancangan driver motor sebelum kepengujian,karena diperancangan ini kita bisa menentukan apakah alat pada driver motor sudah berfungsi normal atau masih ada kendala.
4. Rangkaian driver
Mengecek kembali pada rangkaian driver apakah sudah siap untuk diuji sesuai dengan kelayakan dari rangkaian driver itu sendiri.
5. Proses Pengujian
Menentukan parameter yang ingin di uji  dan dilakukan pengujian pada parameter – parameter tersebut dan mencatat hasil dari pengukuran tegangan output atau arus yg dikeluarkan dari solar tracker.
Diagram Blok Rangkaian Driver Motor

## Gambar 2. Diagram Blok Sistem
1. LDR berfungsi sebagai sensor peka cahaya yang memberi sinyal ke mikrokontroler.
2. Mikrokontroler berfungsi sebagai sumber pemrosesan data.
3. Driver motor steper berfungsi sebagai interfacing antara mikrokontroler dan motor DC
4. Motor DC berfungsi sebagai actuator atau penggerak panel surya.
a. LDR 1 dipasang pada posisi jam 10.00 agar dapat menangkap matahari di pagi hari dengan baik  dan  LDR  dapat  memberikan  sinyal  ke  mikrokontroler  lalu  mikrokontroler  dapat menjalankan driver motor, dan driver motor dapat menggerakkan modul surya sesuai dengan arah matahari pagi dan.
b. LDR 2 dipasang pada posisi jam 15.00, agar LDR dapat menangkap sinyal pada sore hari dan driver motor dapat menggerakkan modul surya mengikuti arahmatahari di  sore hari, dan apabila waktu sudah menunjukkan pukul 18.00-19.00 maka modul  surya  dapat  kembali ke posisi awal karna tidak ada lagi cahaya yang ditangkap oleh LDR.

## TELSINAS

## Perancangan Sistem Solar Traker

## Gambar 3. Diagram Komponen Sistem

## IV. PEMBAHASAN

## Pengujian Sistem
Pengujian sistem  merupakan proses pengeksekusian sistem perangkat keras dan  lunak untuk menentukan apakah sistem  tersebut cocok dan  sesuai  dengan yang  diinginkan peneliti. Pengujian dilakukan dengan melakukan percobaan untuk melihat kemungkinan kesalahan yang terjadi dari setiap proses. Adapun pengujian sistem yang digunakan adalah Black Box . Pengujian Black Box yaitu menguji perangkat dari segi spesifikasi fungsional tanpa menguji desain dan kode program.

## Pengujian Setiap Alat
1. Pengujian panel surya
Solar  Cell  atau panel surya adalah komponen elektronika yangmengkonversi tenaga matahari menjadi  energi  listrik.  Photovoltaic (PV)  adalah  teknologi  yang  berfungsi  untuk  mengubah atau mengkonversi radiasi matahari menjadi energi listrik.
Gambar 4. Pengujian tegangan dan arus yang dikeluarkan dari panel surya

## 2. Pengujian sensor LDR (Light Dependent Resistor)
Dalam pengujian keempat sensor LDR penulis menguji dengan cara mengukur tegangan dan arus yang didapatkan dari sensor,sensor diukur saat mendapatkan sinar matahari di siang hari, pengujian tersebut  dilakukan  secara  bersamaan  dengan  menaruh  solar  tracker  dibawah  paparan  sinar matahari,cahaya yang paling terang ditngkap sensor maka sensor tersebut yang akan bekerja mengarahkan solar tracker dengan pengerak motor stapper.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Flux dan Tegangan
No NILAI PADA LUX METER TEGANGAN 1 850 Lux 5 Volt 2 350 Lux 5 Volt 3 285 Lux 5 Volt 4 130 Lux 5 Volt

## 3. Pengujian Aki 12 Ampere
Aki  adalah sebagai sumber tegangan,dimana memiliki tegangan  awal  12 volt  dipengujian ini penulis menguji sebelum mengerakkan solar tracker,langkah awal penguji mengecek tegangan dan arus yang  dikeluarkan oleh aki  setelah  motor  stepper di  ON  kan,  dari  pengujian tegangan  output aki diketahui,selanjutnya mengukur dengan mengunakan alat ukur avo meter dari tegangan Input solar tracker setelah menerima cahaya yang akan diisimpan kembali ke AKI 12 Ampere.
Gambar 5. Hasil Pengujian tegangan dan arus saat aki digunakan

## TELSINAS

## Tabel 2. Hasil Pengujian Alat
NO PENGUJIAN ALAT HASIL KETERANGAN 1 Kemampuan pembacaan sensor LDR RESPON BAGUS BERHASIL 2 Kemampuanmotor staper beregerak saat sensor LDR mendapatkan sinar cahaya RESPON BAGUS BERHASIL 3 Pengukuran aki saat mau digunakan sempat terjadi drop tegangan karena terlalu sering digunakan untuk uji coba,sehingga di charger sampai penuh AKI CEPAT DROP BERHASIL 4 Pengujian penyerapan tegangan saat solar panel dijemur dibawah sinar matahari,tetapi aki tidak mau menyimpan daya,dikarenakan dirangkaian tidak mengunakan solar charge controller (SCC) AKI CEPAT DROP TIDAK BERHASIL

## Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan untuk   melihat   proses   yang   terjadi   secara keseluruhan, mulai dari pengujian Aki ke Motor Stepper dan Pengujian Arduino ATMega328 ke Sensor LDR dan hasil pengujian tersebut masih dilakukan secara manual tanpa melihat dari data ADC (analog digital converter).
Gambar 6. Pengujian sistem

## Pengujian Sistem Rancang Bangun Rangkaian Penggerak Motor Solar
Tabel 3. Hasil Pengukuran Tracking
No Hari Waktu Kemiringan ( 0 ) 1 RABU 6:00:00 AM 0 2 7:00:00 AM 0 3 8:00:00 AM 0 4 9:00:00 AM 45 5 10:00:00 AM 45 6 11:00:00 AM 45

## TELSINAS
7 12:00:00 PM 45 8 13:00:00 PM 45 9 14:00:00 PM 45 10 15:00:00 PM 120 11 16:00:00 PM 120 12 17:00:00 PM 130 13 18:00:00 PM 130

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil  pengujian rancang  bangun rangkaian pengerak motor  solar  tracker dapat mengikuti pergerakan sinar matahari yaitu dari arah timur menuju barat dan mencari sinar matahari yang paling kuat,dan rancangan sistem ini dapat memberikan nilai efisiensi sebesar 3% sampai dengan 25% keluaran listrik panel surya dalam memanfaatkan energi matahari. Semakin tinggi tegangan sensor (LDR) maka semakin terang cahaya yang dideteksi, begitu sebaliknya semakin turun tegangan yang dihasilkan sensor (LDR) maka semakin gelap cahaya yang dideteksi.Kesimpulan berisi tentang poin-poin utama artikel.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Basuki (2009). Diktat KuliahBahan- bahanListrik. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala.
[2] Blocher, R. (2004.). DasarElektronika.Yogyakarta: PenerbitAndi Yogyakarta.
[3] Chattopadyay, D. (1989). Foundations of Electronic. University of Calcutta: Calcutta City.
[4] Dhomo,  D.  (2007).  Pemanfaatan  Mikrokontroler  Sebagai  Pengendali  Solar  Tracker  Untuk Mendapatkan Energi Maksimal. Sistem Pelacak Matahari Menggunakan Arduino, Universitas Narotama Surabaya.
[5] E, L. M. (2016). Analisis kinerja solar tracking system untuk solar home system di puskesmas Girisubo. Kabupaten Gunung Kidul: td.repository.ugm.ac.id.
[6] Manan, S. (2009). Sumber energi alternatif yang efisien, handal dan ramah lingkungan di Indonesia. Gema teknologi.
[7] Marsudi, D. (2005). Pembangkitan Energi Listrik: Erlangga, Jakarta.
[8] Ouaschning. (2005). Understanding Renewble Energy Systems. London.: Penerbit Earthscan.
[9] R.  Dhanabal, V. B. (2013). Comparison of Efficiencies of Solar Tracker systems with static panel Single-Axis Tracking System and Dual-Axis Tracking System with Fixed Mount. International Journal of Engineering and Technology (IJET): p. May.
[10]  Siregar, W. (2004.). Electrical Utilities. Jakarta: Erlangga.