## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
F. Dalu Setiaji , Diestha Djati Purnomo, Deddy Susilo
e-mail : sotdag@yahoo.com, diestha@gmail.com,  sp_tech_eng@yahoo.co.id Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer – UKSW
Jalan Diponegoro 52 – 60, Salatiga 50711

## Intisari
Makalah  ini  membahas  tentang  perancangan  dan  pembuatan  sebuah  perangkat penerangan  ruangan  menggunakan  modul  lampu  LED  yang  dibuat  dari  sejumlah LED,   yang dicatu sel  surya.  Modul lampu LED ( Light-Emitting Diode )yang dibuat dibandingkan  unjuk  kerjanya  dengan  lampu  pijar  dan  lampu  CFL  ( compact fluorescents lamp ). Orientasi sel surya dapat diatur secara manual (pasif), atau secara otomatis  (aktif)  menyesuaikan  pergerakan  matahari,  untuk  mendapatkan  energi cahaya  yang  maksimal.  Hasil  pengujian  menunjukkan  modul  lampu  LED  yang dibuat,  pancarannya  relatif  terfokus  dibandingkan  lampu  pijar  dan  lampu  CFL. Sedangkan pengaturan sel surya secara aktif mampu memberikan peningkatan energi listrik  yang  disimpan  aki  sebesar  24%  dalam  rentang  waktu  pengujian  10  hari, dibandingkan dengan menggunakan pengaturan pasif.
Kata  kunci :  lampu LED,  kendali  arah  sel  surya,  mikrokontroler, DC  to  DC Converter ,

## I. PENDAHULUAN
Masyarakat  masih  banyak  yang  menggunakan  lampu  pijar  dan  lampu neon atau compact  fluorescents  lamp (CFL).  Kedua  jenis  lampu  tersebut  mempunyai banyak  keterbatasan,  terutama  dari  segi  daya  penerangan  ( luminous  efficacy )  yang rendah dan umur hidup ( lifetime ) yang pendek. Rata – rata, lampu pijar mempunyai daya penerangan kurang dari 22 lm/W ( lumens per watt ) dengan umur hidup hingga 1000 jam, sedangkan lampu neon rata – rata mempunyai daya penerangan antara 45 lm/W  hingga  60  lm/W  dan  umur  hidup  hingga  6000  jam.  Daya  penerangan  yang
dihasilkan oleh kedua lampu ini masih jauh dari daya terang cahaya putih ideal, yang mempunyai daya terang hingga 242,5 lm/W.
Penggunaan LED untuk penerangan ruangan mempunyai banyak keuntungan bila  dibandingkan  dengan  kedua  jenis  lampu  di  atas,  antara  lain:  awet  karena  tidak menggunakan  filamen  dan  kaca  yang  mudah  pecah,  menghasilkan  lebih  banyak cahaya  dengan  daya  yang  lebih  kecil,  serta  umur  hidup  lebih  dari  100.000  jam. Perkembangan  teknologi  LED  sangat  pesat  bila  dibandingkan  dengan  jenis  lampu lainnya. Salah satu contohnya adalah dengan diproduksinya LED putih dengan daya terang  131  lm/W  pada  tahun  2006. [1] Perkembangan  teknologi  LED  yang  pesat tersebut akan mendorong masyarakat memilihnya sebagai lampu penerangan dimasa yang akan datang.
Di  daerah  tanpa  jalur  distribusi  listrik,    energi  sinar  matahari  dapat dimanfaatkan  untuk  menghidupkan  lampu  LED  sebagai  penerangan  rumah.  Salah satu  caranya  adalah  mengkonversi  energi  cahaya  matahari  menjadi  listrik menggunakan  sel  surya.  Meski  pun  saat  ini  sel  surya  masih  relatif  mahal,  dimasa depan  teknologi  akan  dapat  bertahan  pada  saat  ketersediaan  sumber  energi  lainnya sudah menipis.
Berdasarkan  latar  belakang tersebut akan dirancang  modul  lampu LED  yang ditenagai  oleh  sel  surya.  Pergerakan  sel  surya  akan  diatur  agar  dapat  menangkap energi surya secara maksimal.

## II. PERANCANGAN
Diagram kotak alat yang dirancang ditunjukkan pada Gambar 1. Perangkat ini tidak  menggunakan  catu  daya  PLN  tetapi  hanya  memanfaatkan  energi  matahari sebagai  sumber  tenaganya.  Energi  matahari  yang  telah  dikonversi  oleh  panel  sel surya menjadi energi listrik disimpan terlebih dahulu di dalam aki ( accu ), kemudian digunakan  untuk  mencatu  modul  lampu LED dan semua komponen penunjang alat. Untuk  memaksimalkan  fungsi  panel  sel  surya  dalam  menerima  cahaya  matahari, maka panel sel surya digerakkan agar menghadap ke arah matahari.

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Gambar 1. Diagram Kotak Sistem
Alat  yang  dirancang  ini  mempunyai  dua  mode  pengendalian  yaitu  pasif  dan aktif. Jika perangkat dijalankan dengan mode pasif, hanya deteksi kapasitas aki yang dijalankan  secara  aktif.  Sistem  akan  berusaha  menggerakkan  panel  sel  surya  untuk disejajarkan dengan  bidang datar saat proses pengisian kapasitas aki. Jika aki habis, maka  panel  sel  surya  tidak  digerakkan  dan  menunggu  hingga  kapasitas  aki memungkinkan  untuk  menggerakkan  panel  sel  surya.  Pengontrolan  aktif-tidaknya pengisian  aki, driver lampu  LED,  dan  lampu  LED  diatur  secara  manual  melalui saklar .
Jika  perangkat  dijalankan  dengan  mode  aktif,  maka  pengontrolan  aki, pergerakan  panel  sel  surya,  dan  lampu  LED  sepenuhnya  dikendalikan  oleh mikrokontroler.  Pengontrolan  aki  berupa  deteksi  kapasitas  aki,  penghentian pengisian  aki  jika  kapasitas  aki  penuh,  dan  penghentian  penggunaan  aki  jika kapasitasnya  hampir  habis.  Pengontrolan  pergerakan  panel  sel  surya  dilakukan dengan  menghadapkan  panel  sel  surya  secara  aktif  ke  arah  matahari  saat  pengisian aki. Sedangkan pengontrolan lampu LED adalah dengan menghidupkan lampu LED jika  ruangan  gelap  dan  mematikan  lampu  LED  jika  ruangan  terang  atau  saat kapasitas aki hampir habis.

## 2.1. Modul Lampu LED ( Light Emitting Diode )
Gambar 2 menunjukkan diagram kotak lampu LED. Lampu LED ini disusun dari  sejumlah  LED  yang  dihubungkaan  secara  seri/paralel.    Penggunaan DC  to  DC Converter pada  modul  lampu  LED  dimaksudkan  untuk  mengubah  tegangan  aki sebesar 12 V menjadi 34 V, karena lampu LED membutuhkan tegangan 34 V untuk dapat bekerja secara normal.

## Gambar 2. Diagram kotak modul lampu LED
Lampu  LED  terdiri  dari  48  buah  LED  yang  disusun  dengan  menderetkan  8 LED  sebanyak  6  deret  kemudian  memparalelkannya,  untainya  dapat  dilihat  pada Gambar  3.  Hambatan  180 Ω digunakan  pada  lampu  LED  agar  arus  yang  mengalir pada LED sebesar 25 mA. Jenis LED yang digunakan adalah super bright white LED dengan  sudut  pancaran  25º,  karena  cahaya  yang  dipancarkan  LED  jenis  ini  cukup terang, selain itu LED jenis ini mudah didapatkan.

## Gambar 3. Untai lampu LED
Gambar  4  menunjukkan  penyusunan  LED  dan  sudut  kemiringan  tiap  LED. Cara penyusunan lampu LED seperti ini dimaksudkan agar cahaya yang dipancarkan tidak terfokus dan dapat menyebar ke seluruh penjuru ruangan.
Aki 12 V DC to DC Converter
12 V to 34 V Lampu LED

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Gambar 4. Peletakkan dan sudut kemiringan LED

## 2.2. Modul DC to DC Converter
Topologi  dasar  konverter  yang  diterapkan  adalah  topologi push-pull dengan untai  dasar  seperti  yang  ditunjukkan  Gambar  5.  Pada  gambar  tersebut,  terlihat tegangan  masukan  dan  keluaran  dipisahkan  oleh  transformator  ( transformator isolated ).

## Gambar 5. Rangkaian Konverter
Topologi push-pull  converter mempunyai  lima  bagian  utama,  yaitu transformator step-up  center  tap (CT),  kontrol  PWM  ( Pulse  Width  Modulation ) untuk  mengatur  pensaklaran  ( switching ),  MOSFET  sebagai  saklar  ( switch ),  Dioda schottky  atau fast-recovery dan  kapasitor  filter. Center  tap kumparan  primer  (NP) digunakan  untuk  tegangan  masukan  DC.  Sinyal  masukan  pada  pin  gate  kedua
MOSFET  (VGS1  dan  VGS2)  merupakan  gelombang  kotak  dengan  beda  fase  180° dan  amplitudo  serta  lebar  pulsa  yang  sama  besar.  Perbedaan  fase  ini  menyebabkan pada suatu waktu hanya satu MOSFET saja yang on dan yang lainnya dalam keadaan off .  Untuk  kumparan  sekunder,  bagian  center  tap  digunakan  sebagai ground dan kedua  ujung  kumparan  yang  lain  merupakan tegangan keluaran  hasil konversi  yang disearahkan dengan dioda schottky.
Secara  garis  besar  cara  kerja  dari  untai push-pull  converter adalah  sebagai berikut,  saat  MOSFET  aktif  maka  arus  listrik  mengalir  pada  kumparan  primer sehingga timbul  medan  magnetik dalam kumparan tersebut. Medan magnetik dalam kumparan  tersebut  menyebabkan  terjadinya  fluks  magnetik  dalam  inti  besi  lunak pada  trafo.  Karena  terdapat  dua  kondisi  pada  MOSFET  yaitu on dan off ,  maka besarnya  arus  listrik  yang  mengalir  pada  kumparan  primer  berubah  terhadap  waktu demikian  pula  fluks  magnetik  yang  ditimbulkannya.  Pada  trafo  terdapat  gandengan magnet  antara  kumparan  primer  dan  sekunder  yaitu  berupa  inti  besi  lunak  sebagai tempat  melalukan  fluks  bersama.  Gandengan  magnet  ini  menyebabkan  fluks magnetik  yang  dihasilkan  oleh  kumparan  primer  dapat  memotong  kumparan sekunder sehingga pada ujung – ujung kumparan sekunder timbul gaya gerak listrik (ggl)  induksi.  Jika  pada  ujung  –  ujung  kumparan  ini  diberikan  suatu  beban,  maka arus  listrik  dapat  mengalir  ke  beban. Bentuk sinyal keluaran pada anoda dari kedua dioda merupakan sinyal gelombang kotak dengan beda fase 180º.
Besarnya  tegangan  keluaran  konverter  dapat  dicari  dengan  menggunakan Persamaan (1) dibawah ini:
(1)
dengan V OUT = tegangan keluaran konverter (V),
V DC = tegangan catu (V), Np = jumlah lilitan primer, Nm = jumlah lilitan sekunder, V D = tegangan buka dioda (V), T ON = waktu MOSFET saturasi (µs),

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA

## T = 1 periode gelombang switching (µs).
Bila  dalam  untai  digunakan dioda schottky  maka  tegangan  buka dioda (VD) sebesar 0,5 V,  dan 1 V bila digunakan dioda fast-recovery .

## 2.3. Modul Panel Sel Surya
Photovoltaic  effects adalah  terjadinya  beda  potensial  elektrik  antara  dua bahan silikon  yang  berbeda (tipe-p dan tipe-n) ketika sambungan pada kedua bahan tersebut  dikenai  foton.  Sedangkan sel  surya atau photovoltaic cell adalah suatu alat yang  berfungsi  untuk  mengubah  energi  cahaya  menjadi  energi  listrik  dengan memanfaatkan photovoltaic  effects .  Lapisan  penyusun  sel  surya  ditunjukkan  seperti pada  Gambar  6.  Konstruksi  dasar sel surya secara umum terdiri dari: kaca penutup, bahan  perekat transparan,  lapisan anti-pantul, silikon tipe-p dan tipe-n, serta kontak konduktor.

## Gambar 6. Lapisan penyusun sel surya
Ketika  bahan  silikon  tipe-p  dan  tipe-n  disambungkan,  akan  terdapat  medan listrik  dan  potensial  kontak  di  sekitar  persambungannya.  Medan  listrik  ini  terjadi ketika elektron yang berada dalam silikon tipe-n bergerak mengisi lubang (hole) pada silikon  tipe-p.  Peristiwa  ini  menyebabkan  terjadinya  tegangan  halang  ( barrier )  di sekitar persambungan.
Ketika  cahaya  mengenai  permukaan  sel  surya,  energinya  membangkitkan elektron  dan  hole  di  sekitar  persambungan  yang  segera  disapu  melintasi persambungan  karena  adanya  medan  listrik.  Pergerakan  hole  dan  elektron  tersebut menimbulkan arus listrik yang dapat diberikan ke beban.

## 2.4. Mekanik penggerak panel sel surya
Mekanik  penggerak  panel  sel  surya  dibuat  seperti  meja  berbentuk  T  dengan tinggi  540  mm.  Papan  besi  sebagai  tempat  peletakan  panel  sel  surya  mempunyai ukuran sekitar 520×520  mm. Gambar mekanik ini ditunjukkan  Gambar 7. Mekanik panel  sel  surya  dapat  bergerak  maksimum  dari  –75°  hingga  +75°  dari  bidang  datar (sumbu horisontal), tetapi pergerakan panel sel surya dibatasi dari –60º hingga +60° dari bidang datar.

## Gambar 7. Mekanik panel sel surya
Pada  poros  motor  DC  dipasang  besi  ulir  dengan  panjang  520  mm  dan diameter 10 mm, sedangkan pada ujung yang lain dipasangi mur dan dikaitkan pada suatu  poros  di  tepi  papan  besi  tempat  panel  sel  surya.  Tujuan  penggunaan  besi  ulir adalah  agar  panel  sel  surya  dapat  bergerak  lambat  sehingga  memudahkan pengontrolan  dalam  menggerakkan panel  sel  surya. Mekanik panel  sel  surya dibuat dengan sistem knock-down atau dapat dibongkar-pasang agar mudah dipindahkan.

## 2.5. Modul kontrol panel sel surya

## 2.5.1. Untai pendeteksi posisi matahari
Untai  ini terdiri dari  lima buah LDR yang berfungsi untuk mendeteksi posisi matahari.  Pada  Gambar  8  dapat  dilihat  pencuplikan  tegangan  untuk  masukan ADC0809  diambil  di  antara  sambungan  resistor  10  k Ω dan  potensio,  sehingga didapatkan rumus pembagian tegangan sebagai berikut:
2)
Maksud  dari  penggunaan  potensio  dalam  untai  LDR  ini  adalah  untuk mengatur  agar  tegangan  cuplik  yang  dihubungkan  pada  masukan  ADC0809  sama besar pada saat intensitas cahaya yang diterima masing – masing LDR sama besar.
Gambar 8 Untai LDR penjejak posisi matahari.
Gambar 9. Penyusunan LDR.
Seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  9,  masing–masing  LDR  diletakkan  di dalam  pipa  paralon  yang  telah  dipotong  dengan  panjang  10  cm.  Kedalaman peletakkan LDR adalah 8 cm dari permukaan pipa paralon, hal ini dimaksudkan agar penerimaan  cahaya  matahari  yang  paling  besar  hanya  terjadi  pada    salah  satu  LDR saja,  dan  tegangan  LDR  yang  menerima  cahaya  maksimum  akan  berbeda  jauh dengan  tegangan  pada  empat  buah  LDR  yang  lainnya.  Hal  ini  bertujuan mempermudah  pembandingan  data  digital  hasil  konversi  tegangan  oleh  ADC0809 pada kelima LDR tersebut.

## 2.5.2. Untai optokopler
Untai  optokopler  dan  busur  derajat  yang  telah  dilubangi  digunakan  untuk membantu  pergerakan  panel  sel  surya agar dapat bergerak hingga sudut kemiringan tertentu dari bidang datar sesuai dengan posisi matahari. Optokopler yang digunakan adalah  yang  berbentuk  U  dengan untai  lengkap ditunjukkan Gambar 10,  sedangkan gambar  konfigurasi  busur  derajat  yang digunakan ditunjukkan  seperti pada Gambar 11.  Busur  derajat  dibuat  tidak  tembus  pandang  dan  diberi  lima  lubang  pada  sudut 30º,  60º,  90º,  120º,  dan  150º  yang  digunakan  sebagai  penghalang  pada  optokopler dan sebagai acuan besarnya sudut kemiringan panel sel surya.
Gambar 10 Untai optokopler.

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Gambar 11 Pelubangan pada busur derajat.

## 2.5.3. Untai driver motor DC
Untai driver motor DC yang digunakan ditunjukkan seperti pada Gambar 12. Driver  motor  ini  digunakan  untuk  mengontrol  motor  DC  yang  dipakai  sebagai penggerak  panel  sel  surya.  Komponen utama dari driver  motor ini  adalah dua  buah relay  yaitu  K1  dan  K2  serta  sebuah transistor TIP31C sebagai kontrol PWM ( Pulse Width Modulation ). Tabel kebenaran driver motor DC ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Tabel kebenaran driver motor DC.
P3.0 u–Con  P3.1 u–Con  P3.2 u–Con  Arah putar motor DC 1 0 1 Ke kanan 0 1 1 Ke kiri 1 1 1 Tidak bergerak X X 0 Tidak bergerak ‘X’ = don’t care .
Untuk setiap relay digunakan sebuah transistor NPN C828 untuk men- drive - nya.  Diode  1N4002  berfungsi  sebagai  diode free-wheel .  Driver  motor  ini  juga dilengkapi dengan kapasitor C1, C2, dan C3 untuk mengurangi terjadinya bunga api saat motor yang digunakan diberi catu daya.
90° 60° 30° 120° 150° Busur derajat Lubang Area tidak tembus pandang Besar sudut lubang
Gambar 12 Untai driver motor.

## 2.6.  Modul Minimum Mode Mikrokontroler AT89S52
Modul  ini  menjalankan  fungsi  pengolahan  data  digital  dari  ADC0809, pengontrolan  baterai,  mekanik  penggerak  panel  sel  surya,  modul  lampu  LED  dan relay – relay yang digunakan sebagai saklar otomatis. Gambar untai minimum mode mikrokontroler AT89S52 beserta konfigurasi masing – masing port ditunjukkan pada Gambar 13.
Gambar 13 Untai minimum mode mikrokontroler AT89S52.

## 2.7.  Modul ADC0809
Modul  ADC0809  berfungsi  untuk  mengkonversi  tegangan  analog  dari  LDR dan tegangan baterai menjadi data digital yang kemudian diolah oleh mikrokontroler dan  digunakan  untuk  mengontrol  kerja  sistem.  Untai  modul  ADC0809  yang dirancang dan konfigurasi dari masing – masing pin ditunjukkan pada Gambar 14.
Gambar 14 Untai modul ADC0809.

## 2.8. Modul Baterai
Modul  baterai  pada  makalah  ini  terdiri  dari  media  penyimpan  energi  listrik yaitu  aki  dan  untai  pemantap  tegangan  sederhana.  Pada  modul  baterai  ini  juga ditambahkan  dioda  sebagai  pengaman  sel  surya  terhadap  arus  balik  dari  aki,  relay sebagai  saklar  pada  sel  surya  ke  untai  pemantap  tegangan,  dan  untai  pencuplik tegangan  baterai. Gambar untai modul baterai ditunjukkan Gambar 15. Fungsi relay S1  adalah  untuk  menghentikan  pengisian  aki  jika  sudah  penuh.  Sedangkan  fungsi dari relay S2 adalah untuk melakukan pencuplikan tegangan aki oleh ADC.
Gambar 15 Untai modul baterai.
Pemantap  tegangan  menggunakan  IC  7815,  agar  tegangan  catu  untuk pengisian  daya  baterai  stabil  pada  15  V,  hal  ini  diperlukan  dikarenakan  tegangan keluaran  dari  sel  surya  yang  berkisar  antara  17  V  –  21  V.  Transistor  PNP  MJ2955 digunakan  agar  seluruh  arus  yang  dihasilkan  sel  surya  dapat  dialirkan  ke  baterai sehingga  secara  maksimal.  Untai  pencuplik  tegangan  aki  terdiri  dari  beban  cuplik yang  besarnya  4 Ω dan  hambatan  pembagi  tegangan  R4  dan  R5,  masing  –  masing besarnya 100 k Ω dan 68 k Ω . Tujuan dari penggunaan beban cuplik 4 Ω ini menarik arus aki yang cukup besar (3 A) sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi apakah aki  akan  habis  (tidak  dapat  mengeluarkan  arus  yang  besar).  Sedangkan  tujuan  dari penggunaan  hambatan  pembagi  tegangan  adalah  agar  didapatkan  tegangan  cuplik maksimum 5 V.

## 2.9.  Perancangan Perangkat Lunak pada Mikrokontroler AT89S52
Diagram  alir  program  yang  digunakan  pada  alat  ini  secara  keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 16.

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Gambar 16 Diagram alir program.

## 2.9.1. Konversi sinyal analog ke digital dengan ADC0809
Konversi  tegangan  analog  menjadi  data  digital  dilakukan  dengan menggunakan  ADC0809  sehingga  algoritma  program  yang  dibuat  mengacu  pada diagram waktu yang terdapat pada datasheet ADC0809.

## 2.9.2. Mengontrol panel sel surya
Pada saat pengendali panel sel surya dihidupkan dari kondisi off dengan mode aktif  atau  saat  berpindah mode kontrol  dari mode pasif  menjadi mode aktif,  maka sistem  kontrol  akan  menghadapkan  (me- reset posisi)  panel  sel  surya  ke  arah  posisi jam  10.  Setelah  itu  mikrokontroler  meminta  ADC0809  untuk  mencuplik  tegangan kelima LDR yang terdapat pada sistem kontrol panel sel surya dan mengkonversinya menjadi  data  digital.  Proses  selanjutnya  adalah  membandingkan  kelima  data  digital tersebut untuk mencari nilai terbesar sehingga panel sel surya sejajar dapat diarahken menghadap  posisi  matahari.  Jika  panel  sel  surya  telah  menghadap  kearah  matahari proses  selanjutnya  adalah  kembali  ke  program  utama. Limit  switch 2  digunakan sebagai  indikator  jika  panel  sel  surya  telah  bergerak  lebih  dari  150°  atau  panel  sel surya menghadap lebih dari arah jam 14. Jika limit switch 2 terpicu maka sistem akan
kembali  melakukan  tahap  yang  ke-2  hingga  ke-5.  Diagram  alirnya  ditunjukkan seperti pada Gambar 17.
Gambar 17 Diagram alir kontrol panel sel surya.

## III. PENGUJIAN

## 3.1. Pengujian Lampu LED
Pengujian  lampu  LED  dan  lampu  pembanding  lainnya  dilakukan  dengan mengukur  intensitas  cahaya  masing  –  masing  lampu  menggunakan lux-meter . Pengukuran  intensitas  cahaya  dilakukan  pada  jarak  1  m  dari  permukaan  lampu  dan dengan  empat  sudut  pengukuran  yang  berbeda,  yaitu  10°,  30°,  60°,  dan  90°. Besarnya  intensitas  cahaya  ruangan  sebelum  dilakukan  pengujian  lampu  adalah  0 lux . Hasil pengujian  lampu LED, yang dibuat sebanyak tiga buah,  dan karakteristik elektrik  lampu  LED  masing–masing  ditunjukkan  pada  Tabel  2  dan  Tabel  3. Sedangkan  hasil  pengujian  lampu  pembanding  dan  karakteristik  elektrik  lampu pembanding  masing –  masing ditunjukkan seperti pada Tabel 4 dan Tabel 5. Untuk lampu pembanding, pengujian dilakukan menggunakan dua jenis lampu pembanding

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
yaitu  lampu  pijar  15  W,  25  W,  dan  45  W  serta  lampu  CFL  5  W  dan  8  W.  Semua merk lampu pembanding yang digunakan adalah Philips.
Tabel 2 Hasil pengujian lampu LED.
Lampu uji Intensitas cahaya lampu ( lux ) 10° 30° 60° 90° Lampu LED 1 13,2 26,6 50,7 49,1 Lampu LED 2 13,1 25,7 50,1 47,3 Lampu LED 3 15,7 33,5 52,9 49,5 Rata – rata 14,0 28,6 51,2 48,6
Tabel 3 Karakteristik elektrik lampu LED. Lampu uji Karakteristik elektrik Tegangan (V)  Arus (A)  Daya (W) Lampu LED 1 12,2 0,501 6,11 Lampu LED 2 12,2 0,501 6,11 Lampu LED 3 12,2 0,503 6,14 Rata – rata 12,2 0,502 6,12
Tabel 4 Intensitas cahaya lampu pembanding.
Lampu uji Intensitas cahaya lampu ( lux ) 10° 30° 60° 90° Philips Pijar 15 W 12,4 12,9 12,9 11,5 Pijar 25 W 22,0 22,0 23,9 23,4 Pijar 45 W 40,3 44,4 42,2 38,5 CFL 5 W 37,5 38,0 32,0 25,5 CFL 8 W 61,7 63,3 50,3 37,0
Tabel 5 Karakteristik elektrik lampu pembanding. Lampu uji Karakteristik elektrik Tegangan (V)  Arus (mA)  Daya (W) Lampu pijar 15 W 219 0,069 15,11 Lampu pijar 25 W 219 0,106 23,21 Lampu pijar 45 W 219 0,170 37,23 Lampu CFL 5 W 219 0,035 7,67 Lampu CFL 8 W 219 0,052 11,39
Hasil  pengujian  di  atas  menunjukkan  bahwa  lampu  LED  yang  dibuat, pancaran  cahayanya  relatif  lebih  terfokus  dibandingkan  lampu  pijar  atau  CFL. Sedangkan  intensitas  cahaya  maksimum  yang  dihasilkan  lampu  LED  yang  dibuat, melebihi  yang  dihasilkan  lampu  pijar  45W  atau  lampu  CFL  5W,  dengan  konsumsi daya listrik yang lebih rendah.

## 3.2.  Pengujian Panel Sel Surya
Pengujian  panel  sel  surya  dilakukan  dengan  mengukur  tegangan  dan  arus pengisian aki pada jam – jam tertentu disaat kondisi cuaca cerah, baik dengan sistem kontrol mekanik pasif maupun aktif. Tujuannya untuk mengetahui unjuk kerja panel sel  surya  terhadap  penggunaan sistem kontrol  mekanik pasif  maupun aktif. Gambar 18 menunjukkan grafik hubungan antara besarnya daya listrik pengisian aki terhadap waktu. Tabel 6 menunjukkan energi listrik yang diterima aki setiap 1 jam pada pukul 08.00 WIB hingga 16.00 WIB saat cuaca cerah.

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Gambar 18 Grafik pengujian modul panel sel surya (cuaca cerah).
Tabel 6 Energi listrik pengisian aki setiap 1 jam (cuaca cerah).
Jam (WIB) Energi listrik pengisian aki (Wh) Sistem kontrol pasif  Sistem kontrol aktif 08.00 – 09.00 15,16 20,72 09.00 – 10.00 17,89 22,65 10.00 – 11.00 21,95 24,33 11.00 – 12.00 25,89 25,89 12.00 – 13.00 23,63 26,04 13.00 – 14.00 19,42 24.05 14.00 – 15.00 15,58 20,66 15.00 – 16.00 8,72 14,66 Jumlah 148,24 183,95 Rata – rata 18,53 22,99
Berdasarkan  Tabel  6,  kenaikan  energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel  sel surya  saat  menggunakan  sistem  kontrol  mekanik  aktif  terhadap  sistem  kontrol mekanik pasif dapat dihitung sebagai berikut:
0 5 10 15 20 25 30 08.0009.0010.00 11.0012.0013.00 14.0015.0016.00 K ontrol pasif K ontrol ak f

## 3.2 Pengujian Keseluruhan Alat
Pengujian keseluruhan perangkat alat dilakukan dengan mengoperasikan alat 24 jam per hari selama 20 hari berturut-turut. Perangkat dioperasikan dengan sistem kontrol  pasif  selama  10  hari  dan  10  hari  berikutnya  perangkat  dioperasikan  dengan sistem  kontrol  aktif.  Pengoperasian  perangkat  ini  dilakukan  dari  pukul  08.00  WIB hingga kapasitas aki mencapai batas minimum untuk menyalakan ketiga lampu LED pada  malam  hari.  Sebelum  dilakukan  pengujian,  aki  dikosongkan  terlebih  dahulu hingga  mencapai  batas  minimum, dengan demikian energi yang tersimpan di dalam aki  seluruhnya  berasal  dari  panel  sel  surya  saat  pengujian  siang  harinya.  Pengujian pada  siang  hari  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah sistem kontrol panel  sel  surya, pengisian aki, dan perangkat lunak dapat bekerja dengan baik atau tidak. Sedangkan pengujian pada malam hari dilakukan untuk mengetahui lamanya ketiga lampu LED dapat menyala sampai kapasitas aki mencapai batas minimum.
Dari hasil pengujian siang hari dengan sistem kontrol pasif didapatkan bahwa bila  pada  awal  pengujian  panel  sel  surya  tidak  menghadap  ke  arah  jam  12,  maka sistem  kontrol  dapat  menghadapkan  panel  sel  surya  ke  arah  jam  12.  Hingga pengujian  keseluruhan  sistem selesai, panel sel surya tetap  menghadap ke arah  jam 12.    Aki  juga  diisi  mulai    pukul 08.00 WIB – 16.00 WIB. Pengisian aki dan  lampu LED  sepenuhnya  dikontrol  oleh  pengguna.  Hasil  pengujian  malam  hari  dengan sistem kontrol pasif ditunjukkan seperti pada Tabel 7.

## MODUL LAMPU LED YANG DICATU OLEH SEL SURYA
Tabel 7 Hasil pengujian malam hari (pasif).
Hari ke - Lama lampu LED hidup 1 3 jam 30 menit 2 6 jam 0 menit 3 7 jam 10 menit 4 6 jam 40 menit 5 7 jam 0 menit 6 7 jam 10 menit 7 4 jam 30 menit 8 7 jam 30 menit 9 7 jam 40 menit 10 5 jam 30 menit Rata – rata 6 jam 15 menit
Dari hasil pengujian siang hari dengan sistem kontrol aktif didapatkan bahwa pada  pukul  08.00  WIB  hingga  pukul  16.00  WIB  panel  sel  surya  bergerak  sesuai posisi matahari dan tterjadi pengisian aki. Jika kondisi ruangan gelap, sistem kontrol panel  sel  surya  dan  pengisian  aki  dihentikan,  kemudian  sistem  menyalakan  ketiga lampu LED. Tabel 8 menunjukkan hasil pengujian malam hari dengan sistem kontrol aktif.
Tabel 8 Hasil pengujian malam hari (aktif). Hari ke - Lama lampu LED hidup 11 8 jam 45 menit 12 9 jam 0 menit 13 8 jam 30 menit 14 6 jam 5 menit 15 7 jam 30 menit 16 9 jam 5 menit 17 9 jam 10 menit 18 8 jam 20 menit 19 5 jam 5 menit 20 7 jam 10 menit Rata - rata 7 jam 52 menit
Dengan  asumsi  bahwa kondisi  cuaca  secara rata-rata adalah sama pada  saat pengujian,  didapatkan  bahwa  pengaturan  panel  sel  surya  secara  aktif  meningkatkan energi yang disimpan aki sebesar 24%.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  hasil  pengujian  didapatkan  bahwa  lampu  LED  yang dibuat lebih terang 1,56 kali dan dan daya yang dibutuhkan hanya 26% dibandingkan lampu  pijar  25  W.  Bila  dibandingkan  dengan  lampu  CFL  5  W,  lampu  LED  lebih terang  1,07  kali  dan  daya  yang  diserap  hanya  80%. Namun  demikian  cahaya  yang dihasilkan  oleh  lampu  LED  yang  dibuat  relatif  terfokus  dibandingkan  lampu  pijar dan  CFL. Selanjutnya,  dengan  menggunakan  perangkat  penjejak  posisi  matahari secara  aktif,  penyimpanan  energi  listrik  pada  aki  meningkat  lebih  dari  24%  selama 10 hari pengujian.

## Daftar Pustaka
[1]  http://www.cree.com/press/press_detail.asp?i=1150834953712
[2]  Kasap,  S.  2001. pn  Junction  Devices  and  Light  Emitting  Diode .  Canada: Electrical Engineering Department University of Saskatchewan.
[3]   Wikipedia: Light-Emitting Diode .
http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode
[4]   Pressman,  A.I.  1998. Switching  Power  Supply  Design .  Second  Edition.  New York: McGraw – Hill Companies, Inc.
[5]   Patel, M.R. 1999. Wind and Solar Power Systems . New York: CRC Press.
[6]   Putra, A.E. 2002. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55: Teori dan Aplikasi . Yogyakarta: Gava Media.