## RASPBERRY PI PADA SISTEM MONITORING MINI PHOTOVOLTAIC
Musrianto 1 , Normaliaty Fithri 2
1,2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Bina Darma, Indonesia Email : musriantoo123@gmail.com 1 , normaliaty77@gmail.com 2
Co Author : normaliaty77@gmail.com 2

## ABSTRAK
Renewable energy as an alternative source of energy other than fossil fuels is currently increasingly being used,  one  of  which  is  electrical  energy  produced  through  solar  cells.  A  number  of  new  installations  in industry  and  companies,  street  lighting  systems,  and  applications  on  a  household  scale  as  an  effort  to balance  the  use  of  fossil  energy  continue  to  be  developed. The  use  of  solar  cells  is  not  without  reason, especially in the area of Indonesia that gets sun exposure almost all year round considering Indonesia's geographical condition which is right on the equator so that it adds value to the stability and consistency of the energy production produced. By implementing a real-time monitoring system on solar cell panels, users can monitor the resulting voltage data. In this prototype, using multi photovoltaic cells, each with a capacity of 1Wp, using a number of sensors to read the voltage in each cell, and the controller using the Raspberry platform which has a 32-bit processor capability so that it is expected that data processing can be carried out. better and faster than the controller in general. The sensor used to read the current is a voltage sensor with thevenin concept. The other devices consist of a raspberry as the main control system, a  Battery  Management  System  (BMS),  a  rechargeable  battery,  and  an  LCD  data  display.  The  expected result in this study is that users can monitor the results of electrical energy production in real time through monitoring the LCD display so that solar cell production can be managed more optimally than standard installations in general.
Keywords  : Raspberry,  voltage  sensor,  thevenin,  Photovoltaic,  Battery  Management  System  (BMS), rechargeable battery, monitoring system,

## ABSTRACT
Energi  terbarukan  sebagai  alternative  sumber  energy  selain  bahan  bakar  fosil  saat  ini  semakin  masiv digunakan, salah satunya adalah energy listrik yang dihasilkan melalui solar sel. Sejumlah instalasi baru di industry dan perusahaan, system penerangan jalan, hingga pengaplikasian dalam skala rumah tanga sebagai upaya penyeimbang penggunaan energy fosil terus dikembangkan. Penggunaan solar sel ini bukan tanpa alasan,  terlebih  di  wilayah  Indonesia  yang  mendapat  paparan  sinar  matahari  hampir  sepanjang  tahun mengngat kondisi geografis Indonesia yang berada tepat pada garis khatulustiwa sehingga member nilai tambah  pada  kestabilan  dan  konsistensi  produksi  energy  yang  dihasilkan.  Dengan  menerapkan  system monitoring pada panel sel surya secara realtime, pengguna dapat melakukan pemantauan data voltase yang dihasilkan. Dalam prototype ini, menggunakan multi photovoltaic cell, dengan kapasitas masing-masing sebesar 1Wp, menggunakan sejumlah sensor-sensor untuk membaca voltase pada masing-masing sel, dan controller menggunakan platform Raspberry yang memeliki kemampuan processor sebesar 32 bit sehingga diharapkan  pengolahan  data  yang  dilakukan  dapat  lebih  baik  dan  cepat  dibandingkan  controller  pada umumnya.  Sensor  yang  digunakan  untuk  mebaca  arus  yaitu  sensor  voltage  dengan  konsep  thevenin. Adapun  perangkat  lainnya  terdiri  dari    raspberry  sebagai  sistem  kendali  utama,  Battery  Management System (BMS), baterai rechargeable, dan penampil data LCD. Hasil yang diharapkan dalam penelitian ini adalah  pengguna  dapat  memonitoring  hasil  produksi  energi  listrik  secara  realtime  melalui  monitoring penampil lcd sehingga produksi solar sel bisa dikelola secara lebih maskimal dibanding intsalasi standar pada umumnya.
Kata kunci : Raspberry, sensor voltase, thevenin, Photovoltaic, Battery Management System (BMS), baterai isi ulang, pemantauan sistem,
Raspberry Pi Pada Sistem Monitoring Mini Photovoltaic

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan sumber energi yang terlalu dieksploitasi membuat lingkungan alam menjadi kacau dan rusak. Dengan menerapkan sistem kontrol dan monitoring pada panel sel surya,  user dapat melakukan pemantauan data voltage yang dihasilkan pada masing-masing photovoltaic sel secara indepeden. Di dalam rangkaian Raspbery Pi Pada Sistem Monitoring Mini Photovoltaic, konsep pembangkit  energi  terbarukan  melalui  solar  sel  juga  system  monitoring  dan  kendali  dirancang dalam bentuk prototype menggunakn solar panel dengan kapasitas 1Wp, menggunakan sejumlah sensor-sensor untuk mebaca voltage. Adapun perangkat lainnya terdiri dari  Raspberry Pi sebagai system kendali utama, Solar Charge Controller (SCC), baterai rechargeable dan sensor tegangan. Disini Raspberry Pi pada system realtime, memonitoring mini photovoltaic per masing masing PV 1Wp.

## a. Raspberry
Raspberry  Pi,  merupakan  komputer  papan  tunggal  (single-board  circuit;  SBC)  yang  seukuran dengan kartu kredit digunakan untuk menjalankan permainan computer,  program perkantoran, , pemutar media hingga video beresousi tinggi. Rasberry Pi Foundation yang dikembangkan oleh Yayasan  nirlaba,  digawangi  oleh  sejumlah  pengembang  dan  ahli  computer  dari  Unversitas Cambridge, Inggris.[1]

## Gambar 1. Rasberry Pi
b. Panel Surya
Panel surya merupakan komponen pembangkit listrik  yang mengkonversi sinar matahari menjadi arus  listrik.  Untuk  mendapatkan  tenaga  listrik  membutuhkan  serangkaian  sel  surya  yang tergabung  dalam  bentuk  panel  sel  surya (photovoltaic  module). Dalam  sebuah  panel  surya terdapat banyak sel sutya yang disusun secara seri atau parallel.  Energi listrik yang dihasilkan oleh panel sel surya dapat langsung disalurkan ke beban atau disimpan kedalam baterai sebelum digunakan ke beban. Panel sel surya menghasilkan arus DC (direct current) akan disimpan ke dalam baterai sebelum digunakan. [2]
Gambar 2. Solar Cell
c. Baterai
Baterai lithium-ion  adalah salah  satu jenis  baterai  sekunder ( rechargeable  battery) yang  dapat diisi ulang dan juga baterai yang ramah lingkungan, karena tidak mengandung bahan-bahan yang berbahaya.[3]. Baterai jenis lithium-ion (li-ion) yang digunakan  sebanyak 2 buah yang berukuran
1600 mAh dan disusun secara paralel sehingga didapatkan kapasitas 3200 mAh sebagai sumber energi.

## Gambar 3. Baterai

## d. Sensor Tegangan
Sensor tegangan menggunakan konsep Thevenin dalam kemampuannya untuk mengambil sampel data  pembacaan  tegangan  yang  teridentifikasi  dan  diteruskan  ke  Arduino  sebagai  metode pemindaian  ADC.  Dengan  rangkaian Thevenin ini  tegangan  yang  dihasilkan  oleh  sensor  tidak lebih dari 5V DC sebagai masukan ke mikrokontroler Arduino.

## Gambar 4. Sensor Tegangan

## e. Liquid Crystal Display
LCD  (Liquid  Crystal  Display)  merupakan  rangkaian  elektronika  yang  digunakan  untuk menampilkan keterangan atau indicator ke dalam mikrokontroler, seperti yang ditampilkan pada gambar  5.  LCD  banyak  digunakan  diberbagai  macam  alat-alat  elektronik,  seperti  televisi, kalkulator dan computer. [4].LCD yang digunakan dalam alat ini merupakan LCD dot matriks yang nantiya akan digunakan untuk menampilkan nilai tegangan .

## Gambar 5. LCD

## f. Buzzer
Piezoelectric  Buzzer  Electric  merupakan  sebuah  komponen  elektronik  yang  berfungsi  untuk mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.  . Buzzer juga merupakan sebuah perangkat audio yang sangat sering digunakan dalam rangkaian alarm, bel pintu, serta pada  alarm stasiun di mobil. Ada  beberapa  jenis  buzzer  antara  lain  Piezoelectric  Buzzer,  Magnetic  Buzzer  dan Electricmagnetic  Buzzer.  Yang  paling  populer  adalah  Piezoelectric  Buzzer  karena  banyak kelebihannya, seperti murah, relatif ringan, dan mudah digabungkan dengan rangkaian elektronik lainnya.  Buzzer  yang  termasuk  dalam  konverter sering  disebut sebagai  bip.  Efek  piezoelektrik
Raspberry Pi Pada Sistem Monitoring Mini Photovoltaic
pertama kali ditemukan pada tahun 1880 oleh dua fisikawan Perancis, Pierre Curie dan Jacques Curie, dan kemudian dikembangkan oleh perusahaan Jepang sebagai Piezo[5].
Gambar 6. Buzzer

## 2. METODE PENELITIAN

## Gambar 2. Blok Diagram
Blok Diagram adalah serangkaian alir proses yang terdiri dari tahapan input, proses dan output pada system utuh yyang dirancaang. Langkah ini digunaan sebagai awal dalam membuat suatu rancangan dimana pada perancangan dilakukan penyusunan diagram blok dan sketsa rangkaian untuk  setiap  blok  dengan  fungsi  tertentu  sesuai  dengan  spesifikasi  alat  yang  diharapkan. Kemudian setiap blok dihubungkan sehingga membentuk sistem dari alat yang diharapkan. Pada perancangan dilakukan juga pemilihan komponen dan perhitungan nilai komponen agar alat dapat bekerja  dengan  baik.Tujuan  dibuatnya  diagram  blok  yaitu  untuk  mempermudah  menganalisa rancangan  alat  ini  untuk  memahami  hubungan  antara  komponen-komponen  dalam  suatu  blok ataupun blok lainnya agar dapat diketahui dengan jelas.
Tahap perancangan merupakan bagian tahap yang sangat penting pada proses pembuatan suatu perangkat  elektronik.  Sebelum  kita  melakukan  perancangan,  maka  terlebih  dahulu  perlu mempersiapkan suatu perancangan yang baik agar dapat mendapatkan hasil yang memuaskan.
a. Perancangan Elektronik
Pada bagian perancangan elektronik ini terdapat masing – masing skematik rangkaian dan tata letak komponen.
b. Perancangan Mekanik
Pada perancangan mekanik ini, desain awal alat dirancang dengan bantuan software grafis untuk menunjukkan  bagaimana  bentuk  fisik  alat  dan  penempatannya  yang  akan  dibangun.  Dengan
perancangan  yang  matang  dan  sistematis,  maka  diharapkan  dapat  berfungsi  sebagaimana mestinya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Pengukuran
Pengukuran bertujuan untuk mengetahui berapa besar nilai dari setiap titik pengukuran alat yang dibuat, sehingga dapat mengetahui keberhasilan dari alat yang kita buat.

## Gambar 6. Rangkaian Skematik
Pada alat di dapat 4 titik pengukuran dan dilakukan sebanyak 5 kali pengukuran di masing-masing titik pengukuran untuk mendapatkan hasil yang akurat, dengan hasil sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil Pengukuran
No Titik Pengukuran Waktu Pengujian (Pukul) Banyaknya Pengukuran (Volt) X 1 2 3 4 5 1 Tegangan Terminal Solar Sel Panel 1 11.00 4.568 4.546 4.547 4.543 4.545 4.55 12.00 4.624 4.624 4.618 4.623 4.623 4.62 13.00 4.644 4.643 4.645 4.644 4.644 4.64 14.00 4.446 4.445 4.443 4.446 4.445 4.45 15.00 4.412 4.421 4.422 4.423 4.421 4.42 2 Tegangan Terminal Solar Sel Panel 2 11.00 4.698 4.678 4.681 4.673 4.629 4.67 12.00 4.322 4.325 4.311 4.328 4.321 4.32 13.00 4.641 4.642 4.649 4.641 4.643 4.64 14.00 4.445 4.462 4.452 4.427 4.421 4.44 15.00 4.413 4.422 4.425 4.422 4.425 4.42 3 Tegangan Terminal Solar Sel Panel 3 11.00 4.899 4.546 4.547 4.543 4.545 4.62 12.00 4.322 4.334 4.325 4.322 4.321 4.32 13.00 4.642 4.642 4.647 4.643 4.645 4.64 14.00 4.445 4.443 4.442 4.443 4.443 4.44 15.00 4.412 4.421 4.421 4.421 4.422 4.42
Raspberry Pi Pada Sistem Monitoring Mini Photovoltaic
4 Tegangan Terminal Solar Sel Panel 4 11.00 4.815 4.546 4.547 4.543 4.545 4.60 12.00 4.324 4.325 4.318 4.323 4.323 4.32 13.00 4.643 4.643 4.645 4.645 4.644 4.64 14.00 4.446 4.443 4.445 4.446 4.446 4.45 15.00 4.413 4.422 4.424 4.423 4.414 4.42

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil pengukuran dan pengujian yang telah dilakukan, di dapat beberapa hasil analisa sebagai berikut:
a. Pengujian pada titik terminal solar sel dilakukan dengan pengamatan selama 4 jam, dengan rentang  waktu  dari  pukul  11.00  siang  hingga  pukul  15.00  yang  dilakukan  pada  pin  Vin terminal.  Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  respon  Vout  solar  sel  terhadap perubahan waktu uji.

## Gambar 7 Grafik Pengukuran Rata-Rata Terminal Solar Sel Terhadap Waktu
b. Berdasarkan data hasil pengukuran tersebut, dapat diketahui bahwa nilai V rata –rata yang didapatkan  dari  pengukuran  V  terminal  pada  pukul  11.00  lebih  tinggi  dibandingkn  pada pengukuran  di  pukul  12.00.  Nilai  pengukuran  pada  pukul  12.00  ini  lebh  kecil  dari  pukul 11.00  sebelumnya  karena  diakibatkan  oleh  kondisi  cuaca  yang  sedikit  berawan    sehingga mengurangi kemamuan solar sel untuk meyerap energy secara maksimal.
c. Pengukuran  pada  pukul  13.00  mengalami  kenaikan  dari jam  sebelumnya,  karena  keadaan cuaca mulai membaik. Pembacaan V rata –rata yang didapatkan dari pengukuran V terminal pada pukul 14.00 mulai menururn. Dari hasil pengukuran ini mulai mengalami penurunan sedikit karena kondisi sinar matahari mulai bergeser. Pengukuran berikutnya dilakukan pada pukul 15.00, sebagai point pengukuran terakhir dengan kondisi cuaca masih cukup terik.
5. KESIMPULAN
a. Jenis sensor yang diterapkan untuk mendeteksi nilai voltase  pada masing-masing panel 1Wp menggunakan sensor volatse, sebanyak empat panel dengan jumlah 20 mini sel untuk masing-masing panel, kemudian data pembacaan tersebut diolah dan diproses oleh oleh
4,10 4,20 4,30 4,40 4,50 4,60 4,70 11 12 13 14 15
Rata-rata Pengukuran Per Panel Solar Sel
volt
raspberry pi dengan penampil data lcd 20x4 secara realtime serta pencatatan datalogger menggunakan memory sd card.
b. Rancangan  sistem  monitoring  dan  datalogger  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  dapat dikembangkan sebagai langkah awal untuk sistem pembangkit pada solarsel dalam skala skala  yang  lebih  besar  sehingga  dengan  alat  ini  dapat  melakukan  pemantauan  dan pencatatan data pembangkit listrik tenaga terbarukan.

## REFERENSI
[1] T.  A.  Mulyanto,  M.  Habiby,  K.  Kusnadi,  and  R.  Adam,  “Home  Automation  System Dengan  Menggunakan  Raspberry  Pi  4,” J.  Digit ,  vol.  11,  no.  1,  p.  60,  2021,  doi: 10.51920/jd.v11i1.180.
[2] Y. H. Anoi, A. Yani, and Y. W, “Analisis sudut panel solar cell terhadap daya output dan efisiensi yang dihasilkan,” Turbo  J. Progr. Stud. Tek. Mesin , vol. 8, no. 2, pp. 0–5, 2020, doi: 10.24127/trb.v8i2.1051.
[3] F. A. Perdana, “Baterai Lithium,” INKUIRI J. Pendidik. IPA , vol. 9, no. 2, p. 113, 2021, doi: 10.20961/inkuiri.v9i2.50082.
[4] H. Suryantoro, “Prototype Sistem Monitoring Level Air Berbasis Labview dan Arduino Sebagai Sarana Pendukung Praktikum  Instrumentasi Sistem Kendali,” Indones. J. Lab. , vol. 1, no. 3, p. 20, 2019, doi: 10.22146/ijl.v1i3.48718.
[5] I. Iksal, S. Sumiati, and H. Harizal, “Rancang Bangun Prototype Penanganan Dini Dan Pendeteksi Kebocoran Lpg Berbasis Mikrokontroler Melalui Sms,” J. PROSISKO , vol. 3, no. 2, pp. 26–32, 2016.