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. 8 No. 1 (2022) E-ISSN: 2302-3309 P-ISSN: 2746-6086

## Data Logger berbasis IC Multiplexer untuk Pengukuran Arus dan Tegangan pada Panel Surya Skala Besar
Ali Basrah Pulungan 1 , Siti Rahmadhani Putri 2*
1.2 Universitas Negeri Padang *Corresponding author, e-mail: rahmadhanisiti6@gmail.com

## Abstrak
Parameter  panel  surya  skala  besar  dapat  diukur  secara  langsung  dan  otomatis  menggunakan  sistem  data  logger.  Data input dari data logger dapat dioptimalkan dengan menggunakan input analog pada IC multiplexer untuk meningkatkan kinerja  perekaman  data  parameter  pada  panel  surya  skala  besar.  Sistem  data  logger  ini  terdiri  dari  mikrokontroler Arduino  Uno  sebagai  kontrol  utama  yang  dilengkapi  dengan  sensor  arus,  sensor  tegangan,  RTC  DS3231,  IC multiplexer ,  dan  modul  SD card .  Data  yang  diperoleh  secara real  time setiap  5  menit  akan  disimpan  pada  SD card berupa file txt dengan format hari, tanggal, waktu, nilai tegangan, dan nilai arus pada masing-masing panel surya. Hasil pengujian ini akan menunjukkan bahwa data pengukuran panel surya menggunakan data logger dengan IC multiplexer akan mampu menyimpan dan menampilkan data dalam jumlah besar pada panel surya.
Keyword: data logger , multiplexer , sensor arus, sensor tegangan, panel surya.

## Abstract
Parameters  of  large-scale  solar  panels  can  be  measured  directly  and  automatically  using  a  data  logger  system.  The input  data  from  the  data  logger  can  be  optimized  by  using  the  analog  input  on  the  multiplexer  IC  to  improve  the performance of recording parameter data on large-scale solar panels. This data logger system consists of an Arduino Uno  microcontroller  as  the  central  control,  which  is  equipped  with  a  current  sensor,  voltage  sensor,  RTC  DS3231, multiplexer IC, and SD card module. The data obtained in real-time every 5 minutes will be stored on the SD  card in the form of a txt file with the format of the day, date, time, voltage value, and current value on each solar panel. The results of this test will show that the solar panel measurement data using a data logger with multiplexer ICs will be able to store and display large amounts of data on the panel . . Keywords: data logger, multiplexer, current sensor, voltage sensor, solar panel.

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  listrik  di  Indonesia  semakin  meningkat  tetapi  tidak  diimbangi  dengan  produksi energi  listrik  yang  cukup.  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Surya  (PLTS)  merupakan  salah  satu  solusi  untuk meningkatkan produksi energi listrik. Pembangkit listrik ini menggunakan panel surya sebagai alat konversi energi listrik[1]. 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)[2].  Kinerja  panel  surya  dapat  diukur  secara  langsung  parameternya  seperti  tegangan dan  arusnya[3].  Kemampuan  menyimpan  data  pengukuran  dalam  jumlah  besar  untuk  waktu  yang  lama membuat data logger sangat populer untuk aplikasi panel surya[4].
Pengukuran  secara  langsung  ini  biasanya  menggunakan  alat  ukur  multimeter,  pada  penelitian sebelumnya  dilakukan  pengamatan  pengambilan  data  dan  pengukuran  pada  panel  surya.  Namun  dalam penelitian ini masih terdapat kekurangan yaitu data pengukuran arus dan tegangan yang diambil belum bisa tercatat secara terus menerus dalam skala besar[5][6]. Mengatasi kekurangan-kekurangan pada penggunaan perangkat  konvensional  dapat  dirancang  perangkat digital berupa  data logger yang  bisa  bekerja  secara otomatis  [7].  Data logger merupakan  sebuah  instrumen  yang  dapat  membaca  nilai  besaran  seperti temperatur, kecepatan angin, kadar gas, arus, tegangan, kelembaban dan besaran alam lainnya menggunakan

## Ali Basrah Pulungan, Siti Rahmadhani Putri, JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)
sensor  elektronik  maupun  elektromekanik  kemudian  nilai  besaran  yang  terdeteksi  di  simpan  ke  dalam  SD card secara real time [8][9]. Sebagian besar alat ukur ini sudah tersedia di pasaran dengan berbagai macam fitur,  harga  dan  spesifikasinya.  Tetapi  pada  kondisi  tertentu  diperlukan  suatu  sistem  perangkat  akuisisi tersendiri  yang  sesuai  dengan  kebutuhan  objek  pengukuran  seperti  rentang  nilai  pengukuran,  akurasi  dan aksesibilitas  data.  Ketersediaan port input  dan  kapasitas  penyimpanan  data  juga  menentukan  fleksibilitas penggunaan sistem data logging di berbagai aplikasi panel surya, seperti panel surya skala besar. Beberapa perangkat  pencatat  data  dapat  menyimpan  data  besar  tetapi  tidak  memiliki port input  atau sebaliknya[10][11] .
Penelitian yang akan dilakukan ini yaitu mengembangkan sistem data logger yang dapat digunakan sebagai  pilihan  untuk  penyimpanan  data  secara  otomatis  pada  panel  surya  skala  besar  atau  taman  panel surya,  salah  satu  komponennya    menggunakan  IC multiplexer dengan  kemampuan  untuk  menyimpan file data  berkapasitas  besar  karena  memiliki  input  yang  relatif  banyak.  Dengan  adanya  sistem  data logger ini dapat  mempermudah  pekerjaan  manusia  untuk  mengetahui  kinerja  dari  panel  surya  secara real  time , membuktikan efisiensi daya pada panel surya.

## METODE
Penelitian ini menggunakan sistem data logger untuk taman panel surya . Komponennya terdiri dari arduino uno sebagai kontrol utama yaitu untuk pemroses sinyal dari sensor yang dipasangkan yaitu 4 sensor arus  dan  4  sensor  tegangan,  selanjutnya  sensor  akan  mengubah    sinyal analog menjadi  sinyal digital kemudian  akan  diproses  untuk  mengirimkan  data  dengan  kode  program  yang  telah  dirancang.  Selain  itu, sistem  data logger ini  juga  menggunakan  IC multiplexer untuk  memanfaatkan  input analog yang dioptimalkan pada board Arduino Uno, yang memungkinkannya  menerima data input dalam jumlah besar. Data  dari  hasil  pengukuran  akan  disimpan  ke  dalam  SD card dalam  bentuk file dengan  ekstensi  txt. Pengambilan  data  dilakukan  di  Lantai  V  Gedung  Laboratorium  Terintegrasi  Fakultas  Teknik  Universitas Negeri Padang (FT-UNP). Pengukuran dilakukan mulai dari pukul 07.50 WIB sampai pukul 16.40 WIB.
SOLAR PANEL SOLAR PANEL SOLAR PANEL SOLAR PANEL SENSOR ARUS SENSOR TEGANGAN SENSOR ARUS SENSOR TEGANGAN SENSOR ARUS SENSOR TEGANGAN SENSOR ARUS SENSOR TEGANGAN MULTIPLEXER ARDUINO UNO MODUL SD CARD RTC SCC/SOLAR CHARGE CONTROLLER BUCK CONVERTER ACCUMULATOR RELAY RELAY RELAY RELAY RELAY RELAY
Gambar 1. Blok Diagram sistem data logger pada Solar Panel Park

## Ali Basrah Pulungan, Siti Rahmadhani Putri, JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)
Gambar  1  menunjukkan  blok  diagram  dari  sistem  data logger yang  dirancang.  Pengukuran  dan perekaman dilakukan pada empat panel surya.  Cara kerja alat ini adalah pada panel surya dipasang 6 buah relay untuk  4  panel,  yang  dimana  4 relay duhubungkan  langsung  pada  sensor  arus  dan  sensor  tegangan. Relay di program dengan arduino dimana saat relay low maka relay akan aktif dan membaca sensor tegangan dan saat relay high maka akan terjadi short dan sensor arus akan terbaca, dan 2 relay disambungkan ke SCC karena  SCC  berfungsi  mengisi  baterai  secara  otomatis pada  aki  sehingga  daya  yang  dibutuhkan  untuk rangkaian dapat tersedia dalam waktu yang lama.
Dikarenakan  tegangan  normal  dari accumulator yaitu  12-14  Volt  sedangkan  tegangan  yang dibutuhkan  untuk  menyalakan  arduino  adalah  5  Volt    maka  dipasangkan    buck  converter  yang  berfungsi untuk menurunkan tegangan dari aki 12 volt menjadi 5 volt. Pada rangkaian ini juga dipasangkan multiplexer yang  mana  berguna  untuk  pengoptimalan  fungsi  pin  pada board arduino.  Selanjutnya  rangkaian  ini  juga menggunakan RTC berfungsi untuk pengatur waktu agar alat dapat mengetahui waktu pada saat pengukuran secara real  time dan  dapat  mengatur  penyimpanan  data  berdasarkan  waktu.  Kemudian  semua  data  akan tersimpan pada SD card dalam bentuk file extensi txt.
Pembacaan Arus & Tegangan Panel Surya Pembacaan SD-Card & RTC Relay OFF Selesai Mulai Tidak Ya Menit % 5 = 0) && Detik = 0 Ya Relay ON Tidak Nilai Arus & Tegangan Panel Surya di simpan di SD- Card STOP ? T Y Inisialisasi Input/output
Gambar 2. Flow Chart Pengukuran Panel Surya

## Ali Basrah Pulungan, Siti Rahmadhani Putri, JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)
Tahapan  atau  proses    kinerja  alat  diawali  dengan  melakukan  inisialisasi  dari  input/output  yang digunakan  sesuai  dengan  program  yang  sudah  dirancang  kemudian  membaca  modul  SD card dan  RTC DS3231 agar dapat terhubung dengan sistem. Selanjutnya sistem akan membaca waktu secara real time yang di  dapat  dari  RTC  DS3231,  apabila  sesuai  dengan  program  yang  dibuat  maka  sistem  akan  melakukan pengukuran  secara  otomatis,  pengukuran  dilakukan  setiap  5  menit,selanjutnya  pada  saat relay ON  nilai tegangan dan arus akan terbaca . Data dari hasil pengukuran akan disimpan secara otomatis ke SD card . Data 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 ini yaitu membuat sebuah sistem data logger untuk pengukuran parameter arus dan tegangan dari taman panel surya. Sistem ini di rancang untuk mengetahui besar nilai arus dan  tegangan  panel  surya  secara  otomatis  dan real  time setiap  5  menit.  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,  IC multiplexer guna  pengoptimalan  pin  input  pada board arduino  agar  dapat  menyimpan  data  berkapasitas besar, RTC DS3231 sebagai pengontrol waktunya agar real time serta menggunakan modul SD card sebagai penyimpan data dari hasil pengukuran parameter pada taman panel surya. Dan ditampilakn dalam extensi txt kemudian diolah menjadi file excel .
Gambar 3. Sistem Data Logger Sensor Arus Sensor Tegangan Relay IC Multiplexer 4051 Buck Converter Arduino Uno Modul SD Card RTC

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)

## Gambar 4. Pengujian data logger untuk mengukur parameter PV
Sistem  data logger yang  dirancang  dan  diimplementasikan  dengan  mengukur  arus  dan  tegangan pada empat panel surya menggunakan 4 sensor arus dan 4 sensor tegangan. Masing-masing panel surya ini memiliki spesifikas dengan kapasitas 50 Wp. Proses pengambilan data  dilakukan di rooftop Laboratorium Terpadu Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang, Sumatera Barat, Indonesia, mulai pukul 07.50 – 16.40 WIB. Data yang diperoleh akan disimpan pada SD card setiap 5 menit, dalam bentuk file txt dengan format hari,  tanggal,  waktu,  nilai arus, dan  nilai tegangan  masing-masing  panel  surya.  Gambar  lengkap  keempat panel surya yang digunakan untuk pengujian data logger yang dikembangkan ditunjukkan pada Gambar 3. Sedangkan  Gambar  4  menunjukkan  sistem  data logger yang  telah  selesai  dibuat  dan  dilakukannya pengujian alat.

## Gambar 5. Tampilan sebagian program arduino
Selain  merancang  dan  membangun  sistem  data logger berbasis  Arduino,  pada  penelitian  ini  juga dibuat  program  arduino  nya  sebagai  pengontrol  dalam  mengukur  tegangan  dan  arus  dari  empat  panel. Tampilan sebagian dari program yang dikembangkan ditunjukkan pada Gambar 5.
Data Logger Panel surya/ PV Accumulator Kontrol Motor Stepper

## Ali Basrah Pulungan, Siti Rahmadhani Putri, JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)
Data  yang  telah  diperoleh  pada  saat  pengukuran  disimpan  di  SD Card ,  menunjukkan  hasil  kinerja  alat yang  ditulis  dalam  bahasa  pemrograman  .  Hasil  data  yang  didapat  berupa  data  tegangan  dan  arus  untuk setiap panel surya (PV1, PV2, PV3, PV4).

## Gambar 6. Tampilan data file txt pada SD card
Gambar  6  merupakan  tampilan  data  yang  tersimpan  pada  SD card saat  pengukuran  data.  Data  txt  diatas disetting dengan format hari,tanggal,waktu,nilai tegangan,nilai arus.

## Gambar 7. Tampilan data yang disimpan dalam bentuk excel
Data  yang  diperoleh  selama  periode  pengukuran  menunjukkan  tegangan  keluaran  masing-masing panel  surya  nilai  tegangan  cenderung  konstan  selama  periode  pengukuran,dan  pada  jam  16.20  WIB tegangan pada masing-masing panel memiliki nilai tegangan tertinggi. Nilai arus meningkat dan cenderung stabil  pada  periode  8.55  –  11.55  WIB  pada  masing-masing  PV.  Nilai  ini  menunjukkan  pengaruh  tingkat cahaya matahari yang diterima panel surya pada saat pengukuran.
Ali Basrah Pulungan, Siti Rahmadhani Putri,

## JTEV (Jurnal Teknik Elektro dan Vokasional) Vol 8 No 1 (2022)

## PENUTUP
Dari  proses  yang  telah  dilakukan  dalam  perancangan  data logger dengan  menggunakan  IC multiplexer untuk  pengoptimalan  pin analog pada board arduino  mulai  dari  pengkodean  dalam  bahasa pemrograman  hingga  menampilkan  data  pengukuran  dalam  bentuk file excel ,  menunjukkan  kinerja  alat  ini sesuai dengan perancangan. Penggunaan  IC multiplexer pada alat ini dapat melayani banyak sensor, seperti alat yang telah dirancang yaitu empat sensor arus dan empat sensor tegangan. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan  IC  ini  sangat  efektif  dalam  mengurangi  jumlah  input analog pada port board arduino  tanpa mengurangi kinerja perangkat arduino.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  R.  Pratama,  “Pengembangan  Sistem  Akuisisi  Data  Arus,  Tegangan,  Daya  Dan  Temperatur  Pada  Pembangkit Listrik Tenaga Surya,” J. Edukasi Elektro , vol. 3, no. 2, pp. 55–62, 2020, doi: 10.21831/jee.v3i2.29812.
[2]  A. B. Pulungan and D. S. Goci, “Penggunaan Sistem Data logger Dalam Pencatatan Data Parameter Panel Surya berbasis Mikrokontroler,” JTEV (Jurnal Tek. Elektro dan … , vol. 7, no. 2, pp. 337–344, 2021.
[3]  H. Suryawinata, D. Purwanti, and S. Sunardiyo, “Sistem Monitoring Pada Panel Surya Menggunakan Data Logger Berbasis Atmega 328 Dan Real Time Clock DS1307,” J. Tek. Elektro , vol. 9, no. 1, pp. 30–36, 2017.
[4]  W. Yandi, “Prototipe Data Logging Monitoring System Untuk Konversi Energi Panel Surya Polycrystalline 100 Wp Berbasis Arduino Uno,” J. Ecotipe (Electronic, Control. Telecommun. Information, Power Eng. , vol. 7, no. 1, pp. 55–60, 2020, doi: 10.33019/ecotipe.v7i1.1486.
[5]  P.  Putu,  T.  Winata,  I.  W.  A.  Wijaya,  and  I.  M.  Suartika,  “Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring  Output  dan Pencatatan  Data  pada  Panel  Surya  Berbasis  Mikrokontroler  Arduino,” J.  Ilm.  Spektrum ,  vol.  3,  no.  1,  pp.  1–6, 2016.
[6]  T.  Agung  Priatama,  Y.  Apriani,  and  M.  Danus,  “Sistem  Monitoring  Solar  Cell  Menggunakan  Mikrokontroller Arduino Uno R3 dan Data Logger Secara Real Time,” SNITT- Politek. Negeri Balikpapan , pp. 250–251, 2020.
[7]  P. S. Ningsih, “Pengukuran Tegangan, Arus, Daya pada Prototype PLTS Berbasis Mikrokontroller Arduin Uno,” SainETIn , vol. 5, no. 1, pp. 8–16, 2020, doi: 10.31849/sainetin.v5i1.4370.
[8]  A. Pudin And I. R. Mardiyanto, “Desain dan Implementasi Data Logger untuk Pengukuran Daya Keluaran Panel Surya dan Iradiasi Matahari,” ELKOMIKA J. Tek. Energi Elektr. Tek. Telekomun. Tek. Elektron. , vol. 8, no. 2, p. 240, 2020, doi: 10.26760/elkomika.v8i2.240.
[9]  H. Hamdani, A. B. Pulungan, D. E. Myori, F. Elmubdi, and T. Hasannuddin, “Real Time Monitoring System on Solar Panel Orientation Control Using Visual Basic,” J. Appl. Eng. Technol. Sci. , vol. 2, no. 2, pp. 112–124, 2021, doi: 10.37385/jaets.v2i2.249.
[10]  A. El Hammoumi, S. Motahhir, A. Chalh, A. El Ghzizal, and A. Derouich, “Low-cost virtual instrumentation of PV  panel  characteristics  using  Excel  and  Arduino  in  comparison  with  traditional  instrumentation,” Renewables Wind. Water, Sol. , vol. 5, no. 1, 2018, doi: 10.1186/s40807-018-0049-0.
[11]  A.  B.  Pulungan,  L.  Son,  S.  Syafii,  S.  Huda,  and  U.  Ubaidillah,  “Design  and  Implementation  Data  Logger  with Integrated Circuit Multiplexer for Solar Panel Park,” vol. 11, no. 1, pp. 427–433, 2022, doi: 10.18421/TEM111.

## Biodata Penulis
Ir.  Ali  Basrah  Pulungan,  S.T.,  M.T .  menyelesaikan  Pendidikan  S1  di  Universitas  Sumatera  Utara,  menempuh Pendidikan S2 di Universitas Gajah Mada. Staf pengajar di Jurusan Teknik Elektro  Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang sejak 2003 sampai sekarang.
Siti  Rahmadhani  Putri, menyelesaikan  Pendidikan  DIV  Program  Studi  Teknik  Elektro  Industri,  Jurusan  Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.