JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) h t t p : / / e j o u r n a l . u n p . a c . i d / i n d e x . p h p / j t e v Vol. 7 No. 2 (2021) E-ISSN: 2302-3309 P-ISSN: 2746-6086

## Penggunaan Sistem Data logger dalam Pencatatan Data Parameter Panel Surya berbasis Mikrokontroler
Ali Basrah Pulungan 1 , Dani Satria Goci 2*
1, 2 Universitas Negeri Padang *Corresponding author, e-mail: september_dani@yahoo.com

## Abstrak
Pemantauan  kinerja panel surya dipantau secara langsung  dan otomatis  menggunakan sistem data logger . Pengukuran ini terdiri dari mikrokontroler arduino sebagai kontrol utama yang dilengkapi dengan sensor arus, sensor tegangan, RTC DS3231, dan modul SD-card yang digunakan untuk medapatkan data dari pengukuran pada panel surya berkapasitas 50 WP.  Sistem  data logger akan  menyimpan  data  pada  SD-card  dengan  pengukuran  otomatis  setiap  10  menit  mulai  dari pukul  07.00  WIB  sampai  pukul  17.00  WIB  selama  tiga  hari  yang  dilakukan  di  Laboratorium  Terintegrasi  Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang (FT-UNP) Lantai 5. Data yang disimpan di SD-card berupa file dengan ekstensi txt dengan format tanggal,  waktu, nilai arus dan nilai tegangan panel surya. Hasil pengujian alat ini  menunjukkan  bahwa semua data yang di ukur dapat tersimpan ke SD-card dengan tegangan tertinggi 20,87 V dan arus tertinggi 2,68 A.
Keyword: panel surya, data logger , sensor arus, sensor tegangan, rtc ds3231, sd- card

## Abstract
Solar  panel  performance  monitoring  is  monitored  directly  and  automatically  using  a  data  logger  system.  This measurement  consists  of  an  arduino  microcontroller  as  the  main  control  which  is  equipped  with  a  current  sensor, voltage  sensor,  RTC  DS3231,  and  an  SD-card  module  which  is  used  to  obtain  data  from  measurements  on  a  50  WP solar  panel.  The  data  logger  system  will  store  data  on  the  SD-card  with  automatic  measurements  every  10  minutes starting from 07.00 WIB to 17.00 WIB for three days which is carried out at the Integrated Laboratory of the Faculty of Engineering, State University of Padang (FT-UNP) 5th Floor. The SD-card is in the form of a file with the txt extension in the format of date, time, current value and solar panel voltage value. The test results of this tool show that all the measured data can be saved to the SD-card with the highest voltage of 20.87 V and the highest current of 2.68 A.
Keywords: solar panel, data logger, current sensor, voltage sensor, rtc ds3231, sd-card

## PENDAHULUAN
Energi  listrik  merupakan  energi  yang  sangat  dibutuhkan  di  era  perkembangan  teknologi  yang  sangat pesat. Meningkatnya perkembangan teknologi sangat beriringan dengan kebutuhan energi listrik sebagai catu daya agar teknologi tersebut dapat bekerja. Energi ini didapatkan dengan perubahan energi dari satu energi menjadi energi listrik, contonya memanfaatkan energi mekanik yang dihasilkan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) menjadi energi listrik atau disebut dengan generator [1]. Selain itu terdapat juga perubahan dari energi panas dari radiasi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya [2].
Panel  surya  merupakan  susunan  dari  banyak  sel  surya  yang  memanfaatkan  energi  cahaya  matahari untuk menghasilkan energi listrik. Jenis listrik yang dihasilkan dari panel surya adalah listrik Direct Current (DC). Penggunaan dari panel surya sangat cocok digunakan  pada lokasi daerah yang  memiliki cuaca cerah dan mendapat cahaya matahari sepanjang hari [3][4][5]. Hal itu sangat cocok diterapkan di Indonesia sebagai negara  tropis  pada  daerah  khatulistiwa.  Dalam  mendapatkan  nilai  dari  parameter  pada  panel  surya dibutuhkan  sebuah  sistem  yang  dapat  mengukur  dan  menyimpan  data  secara  bersamaan,  salah  satunya adalah  sistem  data logger .  Data  dari  panel  surya  berupa  nilai  arus  dan  tegangan.  Data logger merupakan sebuah  instrumen  yang  dapat  membaca  nilai  besaran  seperti  temperatur,  kecepatan  angin,  kadar  gas,  arus, tegangan,  kelembaban  dan  besaran  alam  lainnya  menggunakan  sensor  elektronik  maupun  elektromekanik kemudian nilai besaran yang terdeteksi di simpan ke dalam SD- card [6][7]. Penyimpanan data ini di proses
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344
oleh  mikrokontroler  sebagai  kontrol  utama.  Sistem  data logger sudah  banyak  digunakan  untuk  mengukur parameter panel surya seperti sistem monitoring panel surya menggunakan data logger berbasis arduino uno, data dari hasil pengukuran di simpan ke SD- card setiap sepuluh menit.[8]. Sistem data logger sudah banyak digunakan  pada  parameter  listrik  yang  dihasilkan  panel  surya  seperti  sistem monitoring panel  surya menggunakan  data logger berbasis  arduino  uno  [9].  Sistem  data logger pada  pengukuran  parameter  listrik panel surya pada posisi tetap [9] [10], adapula pada sistem solar tracker dilakukan dengan pengukuran secara online ke komputer dan tersimpan langsung ke komputer [11].
Penggunaan  sistem  data logger pada  panel  surya  memiliki  peran  yang  penting  karena  dengan  adanya sistem ini data dapat memudahkan pekerjaan untuk mengetahui kinerja dari panel surya. Sistem data logger dibuat dalam bentuk file dengan menggunakan ekstensi txt yang terdiri dari hari, tanggal, waktu, nilai arus dan tegangan. File tersebut dapat dibuka dalam bentuk tabel secara otomatis dengan menggunakan microsoft excel sehingga kita dapat melakukan pemantauan dan menganalisis data secara tertata.

## METODE
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  cara  menggunakan  arduino  uno  sebagai  pemroses  sinyal  dari  sensor yang  dipasangkan  dan  merupakan  penerjemah  sinyal analog menjadi  sinyal digital yang  kemudian  akan diproses  untuk  mengirimkan  data  atau  melakukan  tindakan  tersendiri  sesuai  dengan  kode  program  yang dirancang  sebelumnya.  Data  dari  hasil  pengukuran  akan  disimpan  ke  dalam  SD- card dalam  bentuk file dengan  ekstensi  txt  yang  di  susun  dengan  format  hari,  tanggal,  waktu,  nilai  arus  dan  nilai  tegangan. Pengukuran  dari  parameter  panel  surya  dilakukan  setiap  10  menit  [12].  Penggunaan  SD- card sangat memudahkan  dalam  pengumpulan  data  karena  data  yang  baru  akan  ditambahkan  ke  dalam file yang  sama tanpa menghapus  data sebelumnya sehingga data dapat tersusun dengan baik sesuai waktu pengukurannya. Pengambilan  data  dilakukan  di  Lantai  V  Gedung  Laboratorium  Terintegrasi  Fakultas  Teknik  Universitas Negeri Padang (FT-UNP). Pengukuran dilakukan mulai dari pukul 07.00 WIB sampai pukul 17.00 WIB.

## Gambar 1. Blok Diagram Penelitian
Sesuai  dengan  yang  ditunjukkan  gambar  1,  alat  ini  dirancang  agar  data  dapat  tersimpan  ke  SD- card secara otomatis dan alat mendapatkan suplai daya dari accumulator yang akan selalu terhubung dengan solar charge controller (SCC) agar selalu di cas secara otomatis apabila tegangan dari aki turun. Catu daya yang digunakan  untuk  menyalakan  alat  ini  berasal  dari accumulator .  Dikarenakan  tegangan  normal  dari
accumulator yaitu  12-13,5  Volt  sedangkan  tegangan  yang  dibutuhkan  untuk  menyalakan  arduino  adalah  5 Volt    maka  dibutuhkan buck  converter yang  berfungsi  untuk  menurunkan  tegangan  dari 12  volt  menjadi 5 volt.  Sensor  arus  dan  sensor  tegangan  berfungsi  sebagai  piranti  untuk  mengukur  arus  dan  tegangan  yang dapat  dihasilkan  panel  surya.  RTC  DS3231  digunakan  sebagai  pengatur  waktu  agar  alat  dapat  mengetahui waktu  pada  saat  pengukuran  dan  dapat  mengatur  penyimpanan  data  berdasarkan  waktu.  SCC  berfungsi mengatur tegangan yang masuk dari panel surya sebelum ke accumulator dan rangkaian piranti lainnya. SCC dapat  mengontrol  tegangan accumulator seperti  apabila  tegangannya  rendah  maka  akan  dilakukan pengecasan  dan  apabila  tegangannya  terlalu  tinggi  maka  pengecasan  akan  dihentikan.  Keamanan  juga dilakukan  pada  saat  SCC  dihubungkan  ke  beban.  Apabila  tegangan accumulator rendah  maka  tegangan  ke beban akan diputuskan secara otomatis.
Tabel 1. Spesifikasi Komponen yang digunakan No Nama Komponen Spesifikasi 1 Panel Surya a. Model SP-50-18P b. Kapasitas Daya 50 WP c. Efisiensi sel surya 16.93% d. Max. power volt 17.8 V e. Max. Power current 2.81 A f. Power tolerance 3% g. Max Open Circuit Voltage 21.89 VDC h. Max Short Circuit Current 3.03 A
i. Temperatur Operasi -4 o C sampai 85 o C j. Max. system voltage 1000 VDC 2. Mikrokontroler Arduino a. Model Arduino uno b. Menggunakan ATMega328P c. Tegangan kerja 5 VDC d. Memiliki 14 Digital Pin dan 6 Analog Pin e. Resolusi 10 bit f. Memiliki output PWM g. Memiliki komunikasi serial TTL, SPI & I2C
3. Solar Charge Controller (SCC) a. Arus maksimal 30 A b. Tegangan maksimal 50 V c. Tegangan kerja 12/24 V d. Daya input 390 W untuk 12 V dan 780 W untuk 24 V 4. Sensor Tegangan a. Tegangan Input maksimal 25 VDC b. Tegangan output maksimal 5 VDC c. Tegangan kerja 5 VDC d. Output terhubung ke pin analog Arduino 5. Sensor Arus a. Menggunakan ACS712 b. Tegangan kerja 5 VDC c. Arus Terukur maksimum 30 A d. Output terhubung ke pin analog arduino e. Setiap 1 A diwakili oleh 100 mV
6. Real Time Clock (RTC) a. Menggunakan DS3231 b. Menggunakan serial komunikasi SPI c. Tegangan kerja 5 VDC d. Memiliki baterai internal 3 VDC e. Data yang dikirim berupa tanggal dan waktu
7. Modul SD- Card a. Tegangan kerja 5 VDC b. Dilengkapi dengan mikro SD-Card 4 GB c. Memiliki IC regulator 3.3 VDC d. Membaca dan menyimpan data ke SD-card 8. Accumulator a. accumulator rechargeable b. Tegangan kerja 12 V, arus maksimal 5 A c. Dimensi 15,1 x 9,8 x 9,5 cm

## Ali Basrah Pulungan, Dani Satria Goci
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344
Tabel 1 menunjukkan komponen-komponen yang digunakan pada sistem data logger untuk pengukuran parameter panel surya. Proses kerja dari alat yang dirancang ditunjukkan pada gambar 2.
Pembacaan
Arus &
Tegangan Panel Surya Pembacaan SD-Card & RTC Selesai Mulai Tidak Ya Menit % 10 = 0 && Detik = 0 Ya Tidak Nilai Arus & Tegangan Panel Surya di simpan di SD- Card STOP ? Tidak Ya Inisialisasi Input/output A B A B
Gambar 2. Flow Chart Pengukuran Panel Surya
Tahapan kinerja alat diawali dengan melakukan inisialisasi dari input/output yang digunakan kemudian membaca  modul  SD- card dan  RTC  DS3231  agar  dapat terhubung  dengan  sistem.  Selanjutnya  sistem  akan membaca waktu yang di dapat dari RTC DS3231, apabila sesuai dengan set point yang dibuat maka sistem akan melakukan pengukuran secara otomatis. Data dari hasil pengukuran akan disimpan secara otomatis ke SD- card . Data dari hasil pengukuran akan terus bertambah tanpa mempengaruhi data dari hasil pengukuran sebelumnya sehingga dapat memudahkan dalam melakukan penyimpanan data.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sesuai dengan tujuan dari penelitian  yaitu membuat sebuah sistem data logger untuk pengukuran data dari  panel  surya.  Sistem  ini  di rancang  untuk  mengetahui  besar  nilai  arus dan tegangan  panel surya  secara otomatis.  Pembuatan  alat  ini  memanfaatkan  perangkat  sistem  minimum  arduino  uno  yang  sudah  tertanam mikrokontroler  ATMega328  sebagai  pengontrol  utamanya,  sensor  arus  dan  sensor  tegangan  sebagai pengukur  parameter  panel  surya,  RTC  DS3231  sebagai  pewaktunya  serta  menggunakan  modul  SD-card sebagai penyimpan data dari hasil pengukuran ke SD-card.
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344

## Gambar 3. Sistem Data logger
Pengambilan data dilakukan selama tiga hari mulai dari hari Sabtu tanggal 17 Juni 2021 sampai dengan Senin  tanggal  19  Juni  2021.  Data  hasil  pengukuran  secara  otomatis  tersimpan  di  SD-card  setiap  sepuluh menit.

## Gambar 4. Hasil Pengukuran data dalam bentuk txt
Data hasil pengukuran parameter panel surya berupa file dengan ekstensi txt seperti yang ditunjukkan pada gambar 4. Data dari hasil pengukuran yang tersimpan di SD-card dengan ukuran 3 kB sehingga dengan menggunakan  SD-card  yang  memiliki  penyimpanan  4  GB  maka  kita  dapat  melakukan  pengukuran  dan menyimpan data secara otomatis ke SD-card yang ditunjukkan pada persamaan 1 [13].
Jumlah Pencataan   = Ukuran Penyimpanan / Ukuran Data ........................................... (Pers. 1)
Arduino Modul SD-card RTC Sensor arus Sensor tegangan
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344
= 4 GB / 3 kB
= 3720 MB / 0,003 MB
= 1240000 hari = 3398 tahun
Hasil pengukuran ditunjukkan pada gambar 5 dan gambar 6.
Gambar 5. Grafik Arus Panel Surya
Gambar  5  menunjukkan  pada  awal  pengukuran,  nilai  arus  sangat  kecil  sampai  mendekati  nol.  Nilai tersebut  naik  secara  signifikan  sampai  memiliki  nilai  maksimal  pada  pukul  12.00  WIB.  Kemudian  terjadi penurunan secara bertahap sampai pukul 17.00 WIB. Pengukuran di hari ke-1 nilai dari Current1 mulai naik pada  pukul  08.00  WIB.  Pengukuran  ke-2,  mulai  dari  pukul  07.00  WIB  sampai  09.30  WIB,  nilai Current2 tidak  stabil  yang  disebabkan  karena  cuaca  yang  mendung  sehingga  energi  cahaya  matahari  yang  didapat panel surya  naik-turun.  Hal  tersebut juga  terjadi  pada  hari  ke-3  yang  mengakibatkan  turunnya  energi  yang dapat dihasilkan oleh panel surya.
Gambar 6. Grafik Tegangan Panel Surya

## Ali Basrah Pulungan, Dani Satria Goci
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344
Gambar  6  menunjukkan  nilai  hasil  pengukuran  tegangan  pada  panel  surya,  nilai  tegangan  selalu  kecil pada saat awal pengukuran yang disebabkan panel surya baru mendapatkan cahaya matahari dan pada awal pengukuran  memiliki  suhu  yang  rendah  yang  berbanding  lurus  dengan  besarnya  tegangan  yang  dihasilkan panel  surya.  Nilai  tersebut  naik  secara  signifikan  sampai  memiliki  nilai  maksimal  mulai  dari  pukul  08.50 sampai pukul 12.00 WIB. Terjadinya naik turunnya tegangan pada pengukuran ke-2 dikarenakan cuaca yang mendung dan suhu yang turun mengakibatkan kurangnya kualitas tegangan yang dihasilkan panel surya.
Tabel 2. Perbandingan Hasil Pengukuran Arus Pengukuran Arus (A) Tertinggi Waktu Terendah Waktu Ke-1 2,68 12:20:00 0,13 07:00:00 Ke-2 2,65 12:40:00 0,15 07:00:00 Ke-3 2,52 11:50:00 0,12 07:00:00 Tabel 3. Perbandingan Hasil Pengukuran Tegangan Pengukuran Tegangan (V) Tertinggi Waktu Terendah Waktu Ke-1 20,48 10:50:00 18,49 07:00:00 Ke-2 20,85 08:50:00 18,65 07:00:00 Ke-3 20,87 10:10:00 18,76 07:00:00
Tabel  2  dan  3  menunjukan  hasil  pengujian  parameter  panel  surya  berdasarkan  nilai  tertinggi  dan terendah.  Nilai  tegangan  tertinggi  yang  terukur  diperoleh  pada  pengukuran  ke-3  pada  waktu  10:10:00  wib yaitu  20,87  volt.    Pengukuran  ke-1,  memiliki  nilai  tegangan  terendah  18,49  volt  pada  pukul  10:50:00  wib. Pengukuran  arus  tertinggi  terjadi  pada  pengukuran  ke-1  yaitu  2,68  ampere  pada  pukul  12:20:00  wib, sedangkan  arus terendah  diperoleh  pada  pengukuran  ke-3  sebesar  0,12  ampere. Berdasarkan  hasil  tersebut, nilai  hasil  pengukuran  memiliki  waktu  yang  berbeda-beda,  hal  ini  berarti  nilai  arus  dan  tegangan  yang dihasilkan panel surya sangat dipengaruhi oleh tingkat pencahayaan matahari pada saat pengukuran. Tingkat pencahayaan ini sangat tergantung kondisi cuaca, pada periode pengukuran cuaca pada pagi hari cerah, siang hari  juga  umumnya  cerah  kecuali  hari  ke-1  atau  pengukuran  ke-1  terjadi  cuaca  berawan  menjelang  siang. Namun  secara  umum  hasil  pengukuran  telah  menunjukkan  bahwa  sistem  data logger yang  dikembangkan sudah berkerja sesuai dengan format yang diberikan.

## PENUTUP
Penggunaan dari data logger yang dirancang telah dapat melakukan pengukuran dan penyimpanan data sesuai  dengan  format  yang  dirancang.    Format  data  yang  disimpan  pada  SD- card terdiri  dari  hari,  tanggal, waktu, nilai arus dan nilai tegangan serta ekstensi file data tersimpan adalah txt. Nilai arus dan tegangan dari pengukuran  pada  panel  surya  dipengaruhi  oleh  waktu  dan  kondisi  cuaca.  Nilai  pengukuran  arus  tertinggi yaitu 2,68 A dan nilai tegangan tertinggi yaitu 20,87 V terdapat pada rentang waktu pukul 10:00 WIB sampai 12:00 WIB. Pengukuran dilakukan selama tiga hari, cuaca pada pada setiap hari umumnya cerah dan terdapat sedikit mendung atau berawan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rizki, M., & Amri, R. “Perancangan Kontrol dan Monitoring Level Ketinggian Air di Waduk Bagian Hulu  Untuk  Meningkatkan  Efektifitas  Kinerja  PLTA  Koto  Panjang”. Doctoral  dissertation, Riau University. 2016.
[2] Purwadi,  Y.  Haroen,  Farianza  Yahya  Ali,  N.  Heryana,  D.  Nurafiat,  and  A.  Assegaf.  “Prototype development of a Low Cost data logger for PV based LED Street Lighting System,” Proc. 2011 Int. Conf. Electr. Eng. Informatics, ICEEI 2011 , no. July, pp. 11–15. 2011
[3] K. Fadhlullah, “Solar Tracking System Berbasis Arduino,” Repositori UIN Alauddin, 2017
JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 7 No 2 (2021) page 337-344
[4] Y.  Hu,  H.  Shen,  dan  Y.  Yao,  “A  Novel  Sun-Tracking  and  Target-Aiming  Method  to  Improve  the Concentration Efficiency of Solar Central Receiver Systems,” Renew. Energy, vol. 120, hal. 98–113, 2018.
[5] Pulungan,  Ali  Basrah  and  Risfendra,  Risfendra  and  Purwanto,  Wawan  and  Maksum,  Hasan  and Setiawan, Oktrizal. “Design and Development of Real Time Monitoring Single Axis Solar Tracker by Using Internet of Things”. International Journal of GEOMATE, 18 (69). pp. 81-87. ISSN Print: 2186- 2982 dan Online: 2186-2990. 2020.
[6] Nurdiansyah, M., Sinurat, E. C., Bakri, M., & Ahmad, I. “Sistem Kendali Rotasi Matahari Pada Panel Surya Berbasis Arduino UNO”. Jurnal Teknik dan Sistem Komputer , 1 (2), 7-12. 2020.
[7] Satya W.Y, and Benny T., “Stakeholder Mapping and Analysis of the Renewable Energy Industry in Indonesia, Enegies”, Vol. 12, No. 602, pp. 2-19, 2019.
[8] Singh,  T.,  &  Thakur,  R.  “Design  and  Development  of  PV  Solar  Panel  Data  Logger”. International Journal of Computer Sciences and Engineering (IJCSE) , 7 . 2019.
[9] Pudin,  A.,  &  Mardiyanto,  I.  R.  “Desain  dan  Implementasi  Data  Logger  untuk  Pengukuran  Daya Keluaran  Panel  Surya  dan  Iradiasi  Matahari”. ELKOMIKA:  Jurnal  Teknik  Energi  Elektrik,  Teknik Telekomunikasi, & Teknik Elektronika , 8 (2), 240. 2020.
[10] Lianda,  J.,  Custer,  J.,  &  Adam,  A.  “Sistem  Monitoring  Panel  Surya  Menggunakan  Data  Logger Berbasis Arduino Uno”. In Seminar Nasional Industri dan Teknologi (pp. 381-388). 2019.
[11] Pulungan, A. B., Fajri, Q., & Yelfianhar, I. “Peningkatan Daya Keluaran Panel Surya Menggunakan Single Axis Tracker Pada Daerah Khatulistiwa”. JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) , 7 (2), 261-270. 2021.
[12] Mahzan, N. N., Omar, A. M., Noor, S. M., & Rodzi, M. M. “Design of data logger with multiple SD cards”.  In 2013  IEEE  Conference  on  Clean  Energy  and  Technology  (CEAT) (pp.  175-180).  IEEE. 2013.
[13] Suryawinata,  H.,  Purwanti,  D.,  &  Sunardiyo,  S.  “Sistem  monitoring  pada  panel surya  menggunakan data logger berbasis ATMega 328 dan real time clock DS1307”. Jurnal Teknik Elektro, 9(1), 30-36. 2017.

## Biodata Penulis
Ir. Ali Basrah Pulungan, S.T., M.T. , lahir di Hutanaingkan, 12 Desember 1974. Menyelesaikan Pendidikan S1 di Universitas Sumatera Utara, menempuh Pendidikan S2 di Universitas Gajah Mada, dan Pendidikan S3 di Universitas Andalas. Staf pengajar di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang sejak 2003 sampai sekarang.
Dani  Satria  Goci, lahir  di  Padang,  18  September  1998.  Menyelesaikan  pendidikan  DIV  Program  Studi Teknik elektro Industri, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.