Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP
Bayu Kusumo Universitas Krisnadwipayana, Bekasi, Indonesia
bayu_kusumo@unkris.ac.id
Copyright©2024 by authors, all rights reserved. Authors agree that this article remains permanently open access under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0 International License

## Abstrak
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop Dilengkapi Panel Surya  10  Wp  dirancang  untuk  mempermudah  pekerjaan  rumah  tangga  dalam  hal menjemur pakaian ditingkat keluarga rumah tangga dalam hal
penyediaan/ketersedian  pakaian  bersih  sehari-hari.  komponen    dirakit  untuk dilakukan pengujian terhadap sensor gerak, pengujian kapasitas baterai, lalu uji coba arus dan tegangan pada panel surya. Pengujian karakteristik modul surya dilakukan berdasarkan  pengoperasian  kondisi  nyata (Real  Operation  Condition)  test dengan cara pengukuran variable radiasi matahari (SR), suhu (S), arus hubung singkat (Isc), tegangan  rangkaian  terbuka  (Voc)  dari  modul  tersebut.  proses  pengisian  baterai menggunakan  solar  panel  10  Wp  dengan  kapasitas  baterai  sebesar  9  volt  /  2Ah. Proses pengujian dilakukan pada hari  Sabtu-Minggu 25 – 26 Mei 2023 mulai dari pukul  09:00  WIB  sampai  dengan  15:00  WIB  dengan  mengukur  tegangan  yang masuk  setiap  satu  jam  sekali  terhadap  baterai.  Pengujian  dilakukan  dengan menggunakan alat Voltmeter. Daya yang dihasilkan Panel Surya tanpa beban tanggal 03 Maret 2023 adalah sebesar 8,82 Watt, dan pada tanggal 04 Maret 2023 sebesar 7,64 Watt. Arus yang dihasilkan saat proses pengisian baterai menggunakan panel surya pada tanggal 25 Maret 2023 adalah sebesar 1,08 Ampere dan pada tanggal 26 Maret 2023 sebesar 0,09 Ampere. Daya yang diserap saat alat bekerja adalah sebesar 4,48 Watt. Maksimal beban yang dapat ditarik adalah 920 gram, pada tegangan 7,7 Volt dan Arus sebesar 0,70 Ampere, dengan demikian daya yang diperlukan adalah 5,39 Watt.
Kata kunci : Jemuran Otomatis, Panel Surya, Solar Panel 10 Wp, Sensor Water Drop.

## Abstract
The design of an Automatic Clothesline Based on a Water Drop Sensor Equipped with  a 10  Wp  Solar  Panel  is  designed  to  make  household  work  easier  in  terms  of drying  clothes  at  the  household  level  in  terms  of  providing/availability  of  clean clothes every day. The components are assembled to test the motion sensor, test the battery capacity, then test the current and voltage on the solar panel. Testing of solar module  characteristics  is  carried  out  based  on  real  operating  conditions  (Real
Received: 27/01/2024 Revised: 01/02/2024 Accepted: 02/02/2024
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
Operation  Condition)  tests  by  measuring  the  variables  solar  radiation  (SR), temperature (S), short circuit current (Isc), open circuit voltage (Voc) of the module. The battery charging process uses a 10 Wp solar panel with a battery capacity of 9 volts / 2Ah. The testing process is carried out on Saturday-Sunday 25 – 26 May 2023 starting from 09:00 WIB to 15:00 WIB by measuring the incoming voltage once an hour to the battery. Testing is carried out using a voltmeter. The power produced by the Solar Panel without load on March 3 2023 was 8.82 Watts, and on March 4 2023 it was 7.64 Watts. The current generated during the battery charging process using solar panels on March 25 2023 was 1.08 Ampere and on March 26 2023 it was 0.09 Ampere. The power absorbed when the tool is working is 4.48 Watts. The maximum load that can be drawn is 920 grams, at a voltage of 7.7 Volts and a current of 0.70 Amperes, so the power required is 5.39 Watts
Keywords:  Automatic  Clothesline,  Solar  Panel,  10  Wp  Solar  Panel,  Water  Drop Sensor.

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan dan kehadiran aplikasi yang dapat meringankan kerja disetiap kegiatan sangat diperlukan  terutama  ditingkat  keluarga/rumah  tangga,  diantaranya  adalah  aplikasi smart  home atau self service appliance , dalam hal penyediaan ketersedian pakaian bersih sehari-hari.
Permasalahan baru muncul apabila penerapan aplikasi yang bergantung kepada cuaca.  Contoh penerapan aplikasi pada pengering pakaian yang masih dilakukan secara tradisional (menjemur). Kegiatan tersebut berupa angkat/menggantung.
Dengan demikian dibuat perancangan jemuran yang dapat beroperasi  secara otomatis dengan bantuan sensor hujan dengan tenaga matahari.  Pengendalian aplikasi sebagai pengarah dan pengatur jalannya motor dc dan tenaga surya diambil dari papan penampung sinar matahari yang  bermuatan,  motor  dc  sebagai  penarik  (keluar/masuk)  dari  kawat  jemuran.Pemilihan kapasitas panel surya sebesar 10 Watt peak (Wp) untuk jemuran otomatis berbasis sensor water drop  dapat  dipengaruhi  oleh  beberapa  pertimbangan  teknis  dan  fungsional.  Berikut  adalah beberapa alasan yang mungkin menjadi dasar pilihan tersebut:
a. Kebutuhan Energi:
Panel  surya  sebesar  10  Wp  mungkin  dianggap  cukup  untuk  memenuhi  kebutuhan  daya operasional jemuran otomatis. Kapasitas ini dapat mencukupi untuk menggerakkan motor, mengoperasikan sensor, dan komponen kontrol lainnya.
b. Ukuran dan Ruang Terbatas:
Panel surya dengan kapasitas 10 Wp biasanya memiliki ukuran fisik yang moderat. Ini dapat menjadi  pertimbangan  penting  jika  ruang  terbatas  atau  jika  desain  jemuran  otomatis mengharuskan panel surya tertentu untuk terintegrasi dengan area yang terbatas.
c. Efisiensi Energi:
Panel  surya  10  Wp  mungkin  dipilih  karena  mencapai  efisiensi  yang  memadai  untuk memenuhi kebutuhan daya sistem tanpa mengorbankan ukuran atau berat yang signifikan.
d. Biaya dan Ketersediaan:
Panel surya dengan kapasitas 10 Wp mungkin lebih terjangkau dan lebih mudah ditemukan di  pasar.  Ini  dapat  mempengaruhi  keputusan  jika  faktor  biaya  merupakan  pertimbangan penting dalam proyek tersebut.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
e. Kondisi Lingkungan dan Lokasi Penggunaan:
Berdasarkan  lokasi  penggunaan,  intensitas  cahaya  matahari,  dan  kondisi  cuaca  setempat, kapasitas  10  Wp  mungkin  dianggap  sesuai  untuk  mengoptimalkan  pengumpulan  energi matahari dalam kondisi tertentu.
f. Kemampuan Pengisian Baterai:
Kapasitas  10  Wp  dipilih  dengan  pertimbangan  bahwa  panel  surya  harus  mampu  secara efektif  mengisi  baterai  jemuran  otomatis  dalam  waktu  yang  wajar,  bahkan  dalam  kondisi cahaya matahari yang bervariasi.
Pemilihan kapasitas panel surya haruslah merupakan hasil dari perhitungan yang cermat dan mempertimbangkan  semua  kebutuhan  energi  sistem  serta  faktor-faktor  teknis,  fungsional,  dan ekonomis yang relevan.

## 2. Metodologi Penelitian

## 2.1 Langkah – Langkah Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  cara  melihat  data  hasil  pengukuran  dan mengamati.lingkungan  yang  dijadikan  tempat  observasi  untuk  dapat  ditarik  kesimpulan.Untuk pemahaman proses penelitian lebih jelasnya akan dibuat diagram alur sebagai berikut :

## Gambar 13 Diagram Alur Penelitian
Ada  beberapa  tahapan  persiapan  dan  perancangan  Jemuran  Otomatis,  berikut tahapantahapan perancangan alat:
1. Tahap Pertama adalah memulai penelitian. Penelitian yang akan dilakukan yaitu mengenai perancangan prototype Jemuran Otomatis berbasis Sensor Water Drop.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
2. Tahap Kedua adalah mengumpulkan dasar teori, data-data serta referensi yang berkaitan dengan  rancang  bangun  yang  dibuat.  Hal  ini  dilakukan  untuk  mempermudah  dalam perancangan Prototype Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Wwater Drop.
3. Tahap  ketiga  adalah  tahapan  pengumpulan  materi  yang  dibutuhkan  yang  berhubungan dengan perancangan system control Jemuran Otomatis.
4. Tahap  keempat  adalah  tahap  perancangan  parameter  system  control  Jemuran  Otomatis dengan menggambar desain ukuran protoype dan Diagram Pengawatan yang akan dibuat dengan menggunakan software Autocad dan sketchup.
5. Tahap kelima adalah tahap perakitan alat dan simulasi, serta pencatatan hasil dari pengujian alatnya.
6. Tahap  pengujian  adalah  tahap  untuk  mengecek  keseluruhan  komponen  yang  siap dijalankan, bila tidak sesuai maka diulang kembali.

## 2.2 Pengambilan Data
Berikut metode – metode pengambilan data dalam penelitian ini :
1. Metode  Studi  Literatur  Yaitu  metode  pengumpulan  kajian  –  kajian  dan  teori  yang menunjang  dalam  penelitian  ini  sehingga  bisa  menjadi  dasar  dalam  pembuatan  tugas akhir ini.
2. Metode  Observasi  Metode  ini  adalah  melakukan  pengamatan  langsung  terhadap  objek penelitian  atau  percobaan.  Adapun  tujuan  penggunaan  metode  ini  adalah  untuk membuktikan studi literatur dengan melihat hasil dari suatu pengujian atau percobaan.
3. Simulasi  Menggunakan  beardboard  sebagai  media  sementara  untuk  menghubungkan komponen – komponen sebelum diaplikasikan ke panel.
4. Pembuatan purwarupa Menyusun setiap komponen dan ditempel di jemuran yang sudah di custom sendiri menggunakan pipa pvc yang di cor.
5. Pengujian Pengujian pertama yaitu menguji komponen kontrol bekerja dengan baik dan maksimal.
2.3 Desain Alat dan Sistem

## Gambar 14 Desain Alat
Berikut adalah komponen – komponen yang digunakan dalam merancang bangun sistem penyemprotan pestisida otomatis : 1. Panel Surya 10Wp
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
2. StepDown Lm2596
3. Modul Volt & Ampere Meter
4. Motor dc 5v-12v
5. Modul Charger Tp5100
6. Modul BMS 2S
7. Modul Relay 5v
8. Saklar PWM
9. Saklar On-Off-On
10. Sensor Water Drop 11. Terminal Jack
Berikut ini adalah rancangan model alat yang dirancangsementara yang suatu saat masih dapat berubah, prototype Jemuran Otomatis memiliki panjang 200cm (2m), dengan sensor Water Drop Diujungnya berfungsi untuk mendeteksi tetesan air hujan.

## Gambar 14 Dimensi ukuran miniature Jemuran Otomatis
Miniatur greenhouse berukuran 200cm x 160cm x 125cm dibuat dengan bahan Pipa PVC seperti  ditunjukkan  pada  gambar  3.3.  Sedangkan  alat  sistem  kontrol  dimasukan  ke  dalam  box Mika  berbahan  plastik  dengan  ukuran  30cm  x  15cm  x  10cm  ,  didalamnya  terdapat  beberapa komponen seperti : Relay 5v, Saklar PWM, Modul Sensor water Drop, Switch.

## 2.4 Proses Pengujian Alat
Pengujian  adalah  tahapan  yang  dilakukan  untuk  mengetahui  kesesuaian  antara  unjuk kerja  alat  dengan  tujuan  dari  pembuatan  Rancang  Bangun  Jemuran  Otomatis  Berbasis  Sensor Water Drop Dilengkapi Panel Surya 10Wp. Pengujian Prototype ini dapat dilakukan dengan cara berikut :
1. Menghubungkan Panel Surya ke Modul baterai sebagai pengujian pengisian baterai.
2. Menghidupkan komponen kontrol dengan menyambungkannya ke baterai.
3. Menyambungkan Sensor dengan komponen kontrol.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
4. Mencatat hasil pengukuran pengisian baterai, dan pengukuran panel surya terhadap intensitass cahaya yang diperoleh.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Sensor Air (Water Drop Sensor)
Jenis  sensor  yang  bekerja  disaat  ada  tetesan  air  mengenai  lapisan  sensor  yang mengirimkan data ke modul penggerak.Prinsip kerja dari modul sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena  air  hujan  termasuk  dalam  golongan  cairan  elektrolit  yang  dimana  cairan  tersebut  akan menghantarkan arus listrik[11]. Pada sensor hujan ini terdapat IC komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output  yang  berupa  tegangan  pula.  Sehingga  dapat  dikoneksikan  ke  pin  khusus  Arduino  yaitu Analog  Digital  Converter.  Dengan  singkat  kata,  sensor  ini  dapat  digunakan  untuk  memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar. Contoh dari sensor hujan dapat dilihat pada gambar :

## Gambar 1.Water Drop Sensor

## 3.2 Prinsip Kerja Sensor Water Drop
Cara kerja bantalan tembaga pada modul sensor tetesan air sangatlah mudah dan dapat dipahami. Bantalan tembaga memiliki serangkaian jalur tembaga terbuka yang bertindak sebagai resistor variabel yang resistansinya bervariasi sesuai dengan jumlah air di permukaannya.
Biasanya,  mereka  tidak  terhubung  tetapi  dijembatani  melalui  air.  Resistansi  ini berbanding terbalik dengan jumlah air. Semakin banyak air di permukaan bantalan hujan semakin baik konduktivitasnya dan akan menghasilkan resistansi yang lebih rendah. Sensor menghasilkan tegangan keluaran yang melaluinya ia menentukan apakah hujan atau tidak[11].
Pada sensor hujan ini terdapat IC komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan  pula.  Sehingga  dapat  dikoneksikan  ke  pin  khusus  Arduino  yaitu  Analog  Digital Converter. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 2 Single Diagram Water Drop Sensor
Gambar diatas merupakan single diagram dan tata letak pin input dan output dari modul sensor  water  drop.  Modul  sensor  water  drop  atau  sering  disebut  dengan  sensor  tetesan  air merupakan sensor dengan penginderaan yang cerdas. Sensor ini memiliki dua bagian yaitu pad dan papan kontrol. Bantalan sensor yang sensitif akan mengirimkan sinyal sinyal ke modul dan akan di proses untuk langkah output selanjutnya[11].

## 3.3 Pin Out Water Drop Sensor
Sensor  tetesan  air  ini  atau  disebut  dengan  Water  Drop  disematkan  dengan  pembanding tegangan  LM393,  resistor  pembatas  arus  untuk  menyesuaikan  keadaan  sinyal  dan  membagi tegangan, serta kapasitor sebagai element pembias. Pin out dari modul tetesan air atau Water Drop bisa dilihat di bawah ini :

## Gambar 3 Pin Out Water Drop Sensor
3.4 Konfigurasi Pin
papan kontrol tersedia pada ukuran 3.2cm x 1.4cm. Konfigurasi pin dalam tabel dirinci di bawah ini :
1. VCC :Pin catu daya positif yang memberikan daya pada sensor.
2. GND  : Pin Referensi atau pin Negatif sumber modul.
3. D0 : pin keluaran atau outputdigitital modul. Pin
Ini memberikan output digital dari rangkaian komparator internal
4. A0 :  Pin  keluaran    atau  Output  analog  berfungsi  untuk  memberikan  sinyal  analog antara 0-5 volt.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
5. +/- : kutub positif dan negatif penghubung bantalan papan sensor tetesan air.

## 3.5 Panel Surya (PLTS)
Sebuah  papan  yang  mengumpulkan  sinar  matahari  dan  mengubahnya  menjadi  energi listrik.  panel  surya  dapat  menangkap  cahaya  matahari  dengan  jumlah  yang  tak  terbatas  dan disimpan di baterai khusus[1].
Pembangkit Listrik Tenaga Matahari terbagi menjadi dua yaitu sebagai berikut ;

## 3.6 PLTS Tidak Terhubung (Off-Grid)
Stand alone PV sistem PLTS utama pembangkit listrik alternatif daerah-daerah kecil atau desa yang belum terjangkau listrik PLN. Sistem Stand Alone PV mengandalkan terik matahari sebagai sumber energi utamanya dengan menggunakan module photovoltaic untuk menghasilkan listrik sesuai dengan kebutuhan[1]. Secara umum sistem nya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4 Prinsip Kerja PLTS Off-Grid

## 3.7 Panel Surya Terhubung (On-Grid)
Grid Conectted PV System merupakan solusi Green Energyuntuk orang yang berada di perkotaan,  perumahan,  maupun  di  kantor.  Adanya  sistem  ini  akan  mengurangi  tagihan  listrik rumah  yang  dibayar  tiap  bulannya.  Sistem  tetap  berhubungan  dengan  jaringan  PLN[1].Sistem On-Grid akan di jelaskan dalam gambar dibawah ini.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
Gambar 5 Skema PLTS On-Grid

## 3.8 DC Motor
DC motor dapat dikatakan sebagai jenis pertama yang digunakan oleh banyak orang. DC motor  dapat  diaktifkan  dari  sistem  distribusi  tenaga  listrik  arus  searah  pencahayaan  yang  ada. Pengguna dapat mengontrol kecepatan DC motor melalui penggunaan tegangan suplai variabel atau melalui pengubahan kekuatan saat ini di bidang berkelok. Banyak distributor yang  jual  electric  motor  dengan  jenis  lainnya  sehingga  Anda  bisa  memilihnya  sesuai kebutuhan[12].
DC motor jarang digunakan untuk berbagai alat, peralatan atau mainan. Sebagian besar motor dapat beroperasi pada arus searah, namun motor ringan digunakan untuk peralatan portable listrik  ataupun  peralatan  lainnya.  DC  motor  lebih  banyak  digunakan  pada  Propulsi  kendaraan listrik,  kerekan  dan  Lift.  Banyaknya  daya  elektronik  yang  muncul  membuat  penggantian  DC motor dengan AC motor dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Cara kerja DC motor cukup bagus karena dapat diandalkan untuk berbagai medan dan bidang industri atau permesinan.

## 3.9 Relay 1 Channel 5 V
Relay  merupakan  suatu  saklar  magnet  listrik  untuk  koneksinya.  Relay  banyak  di manfaatkan  pada  pengendalian  yang  membutuhkan  tegangan  yang  tinggi  dan  arus  yang  kuat. Saklar  ini  mempunyai  kumparan  dan  pin.  Pergerakan  lengan  kontak  mengakibatkan  titik-titik kontak relay akan buka dan tutup[19].
Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole and Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :
1. Pole : Banyaknya Kontak yang dimiliki oleh sebuah saklar
2. Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact). Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw nya sebuah relay,
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 6 Bentuk Fisik Relay
Berikut konfigurasi pin pada relay :
1. COM: pin umum
2. NC (Normally Closed): konfigurasi biasanya tertutup digunakan ketika Anda ingin relai ditutup secara default, artinya arus mengalir kecuali Anda mengirim sinyal dari input ke modul relai untuk membuka rangkaian dan menghentikan arus.
3.  NO  (Normally  Open):  konfigurasi  yang  biasanya  terbuka  bekerja  sebaliknya:  relai  selalu terbuka, sehingga rangkaian terputus kecuali Anda mengirim sinyal dari Arduino untuk menutup rangkaian.

## Gambar 7 Konfigurasi Pin Relay

## 3.10 Baterai BMS 2 S
Baterai  merupakan  salah  satu  komponen  yang  digunakan  pada  sistem  papan  Surya dengan penyimpanan cadangan energi listrik. Baterai mempunyai fungsi untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan papan surya dalam bentuk energi arus DC. Energi disimpan pada baterai sebagai  (back  up),  yang  biasanya  digunakan  pada  saat  papan  surya  tidak  menghasilkan  energi listrik contohnya pada saat malam hari atau pada saat cuaca mendung, selain itu tegangan keluaran ke  sistem  cenderung  lebih  stabil.  Satuan  kapasitas  energi  yang  dihasilkan  pada  baterai  adalah ampere hour (Ah), yang artiya arus maksimum yang dapat dikeluarkan oleh baterai selama satu jam [10].
Untuk menghitung daya baterai yang diperlukan (Wh) harus diketahui terlebih dahulu kapasitas beban, kapasitas baterai dan nilai deep of discharge (DOD).
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 8 Baterai Bms 2s

## 3.11 Saklar PWM (Pulse With Modulation)
PWM  adalah  kepanjangan  dari  Pulse  Width  Modulation  atau  dalam  bahasa  Indonesia dapat  diterjemahkan  menjadi  Modulasi  Lebar  Pulsa.  Jadi  pada  dasarnya,  PWM  adalah  suatu teknik modulasi yang mengubah lebar pulsa (pulse width) dengan nilai frekuensi dan amplitudo yang tetap. PWM dapat dianggap sebagai kebalikan dari ADC (Analog to Digital Converter) yang mengkonversi  sinyal  Analog  ke  Digital,  PWM  atau  Pulse  Width  Modulation  ini  digunakan menghasilkan sinyal analog dari perangkat Digital (contohnya dari Mikrokontroller)[13].
Durasi  atau  lamanya  waktu  dimana  sinyal  tetap  berada  di  posisi  tinggi  disebut  dengan “ON Time” atau “Waktu ON” sedangkan sinyal tetap berada di posisi rendah atau 0V disebut dengan “OFF Time” atau “Waktu OFF”. Untuk sinyal PWM, kita perlu melihat dua parameter penting yang terkait dengannya yaitu Siklus Kerja PWM (PWM Duty Cycle) dan Frekuensi PWM (PWM Frequency).

## 3.12 PWM Frequency
Frekuensi  sinyal  PWM  menentukan  seberapa  cepat  PWM  menyelesaikan  satu  periode.  Satu Periode adalah waktu ON dan OFF penuh dari sinyal PWM seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Berikut ini adalah Rumus untuk menghitung Frekuensi :
Frequency = 1 / Time Period
Keterangan : Time Periode atau Periode Waktu = Waktu ON + Waktu OFF
Biasanya  sinyal  PWM  yang  dihasilkan  oleh  mikrokontroler  akan  sekitar  500  Hz, frekuensi tinggi tersebut akan digunakan dalam perangkat  switching yang  berkecepatan tinggi seperti  inverter  atau  konverter.  Namun  tidak  semua  aplikasi  membutuhkan  frekuensi  tinggi. Sebagai contoh, untuk mengendalikan motor servo kita hanya perlu menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz, frekuensi sinyal PWM ini juga dapat dikendalikan oleh program untuk semua mikrokontroler[13].
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 9 Saklar PWM (Pulse With Modulation)

## 3.13 Limit Switch
Secara  teknisnya  saklar  pembatas  adalah  saklar  atau  perangkat  elektro  mekanis  yang mempunyai tuas akuator sebagai pengubah posisi kontak terminal dari Normally Open (NO) ke Normally Close (NC) atau sebaliknya. Sama halnya dengan saklar pembatas juga mempunyai 2 kondisi diantaranya menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik[14].
Limit  Switch memiliki  kontakNo(normally Close) dan kontakNc (Normally Close), berikut ini adalah simbol yang dimiliki limit switch :

## Gambar 10 Simbol Kontak Limit Switch
Pada  umumnya  sakelar  kerjanya  akan  dikendalikan  secara  manual  oleh  operator  atau manusia, bisa di putar atau di tekan tergantung jenis saklarnya. sedangkan sakelar pembatas dibuat dan dirancang dengan sistem kerja  yang berbeda ,sakelar pembatas dibuat dengan sistem  kerja yang dikontrol oleh dorongan atau tekanan (kontak fisik) dari gerakan objek pada akuator, dengan seperti ini bertujuan untuk membatasi gerakan atau suatu kondisi dengan cara memutuskan atau menghubungkan aliran listrik yang melalui terminal kontaknya[14].
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 11 Gambar Limit Switch

## 3.14 Modul Charger Tp5100
Modul TP5100 adalah modul pengisi baterai Lithium sel tunggal atau ganda terintegrasi. Empat input dan output daya adalah IN+, yang merupakan pin tegangan input yang menerima 5V hingga 18V, BAT+ yang merupakan output baterai dan terhubung ke terminal positif baterai, dan dua pin GND untuk input dan output. Ada juga tajuk  untuk  LED indikator pengisian daya dan pengisian daya, dengan pin tengah yang sama[18].
Berikut ini adalah skema dari Tp5100 :
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Gambar 12 Modul Charger Tp5100

## 3.15 Hasil Pengukuran Panel PV 10Wp
Pengujian dilakukan dalam 3 waktu yang berbeda yakni pada pagi hari, siang hari, dan sore hari. Dilakukan dengan mengukur suhu dengan  rentang waktu 1 jam. Pencatatan waktu di lakukan setiap 1 jam seperti yang ditampilkan pada Tabel Dibawah ini : Hasil Pengukuran nilai besaran listrik yang keluar dari modul surya 10 Wp yang ditampilkan di table III.5 dibawah ini selama 2 hari percobaan dapat disimpulkan rata-rata Voc 21 volt dan 20,1 volt dan rata-rata Isc 0.40 A dan 0.30 A menunjukan hasil pengukuran modul PV 10 Wp baik untuk digunakan skala kecil.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Solar Panel 03 Maret 2023 Jam (WIB) Solar PV Polycrystalline 10 Wp Voc (V) Isc (A) Suhu (˚C) 09.00 18.0 0.30 38,8 10.00 20.5 0.45 41,8˚ 11.00 21,2 0,50 41,7˚ 12.00 21,3 0,58 42,5 ˚ 13.00 21,1 0,45 38,9 ˚ 14.00 20,5 0,39 36,5 ˚ 15.00 19.0 0,30 35,5 ˚ Rata-Rata 21.0 0,42 39,3 ˚
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Tabel 2. Hasil Pengukuran Solar Panel 10Wp
Berdasarkan hasil Pengujian dan pengukuran pada Bab 3, maka diperoleh hasil sebagai berikut :

## 3.16 Daya yang diihasilkan Panel Surya tanpa beban
A. Tanggal 03 Maret 2023
Tegangan Voc rata-rata sebesar 21.0 Volt
Arus Isc rata-rata sebesar 0,42 Amp
Maka Daya yang dihasilkan PV adalah :
P=V x I
P=21 Volt x 0,42 Ampere
P = 8,82 Watt
B. Tanggal 04 Maret 2023
Tegangan Voc rata-rata sebesar 21.0 Volt, Arus Isc rata-rata sebesar 0,38 Amp, Maka Daya yang dihasilkan PV adalah :
P=V x I
P=20,1 Volt x 0,38 Ampere
P = 7,64 Watt

## 3.17 Arus Pengisian Baterai
Berdasarkan  hasil  perhitungan  4.1,  jika  digunakan  nilai  rata-rata  tegangan  hasil pengukuran saat proses pengisian pada adalah :
Jam (WIB) Solar PV Polycrystalline 10 Wp Voc (V) Isc (A) Suhu (˚C) 09.00 17,5 0,25 38,8 10.00 20,5 0,35 41,8˚ 11.00 21,3 0,45 41,7˚ 12.00 21,3 0,58 42,5 ˚ 13.00 21,0 0,40 38,9 ˚ 14.00 20,5 0,39 36,5 ˚ 15.00 19,0 0,30 35,5 ˚ Rata-Rata 20,1 0,38 45,1 ˚
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## A. Tanggal 25 Maret 2023
Daya PV sebesar   = 8,82Watt
Tegangan rata-rata pengisian = 8,1 Volt
Maka Arus pengisian adalah :
I=P/V
I=8,82/8,1
I=1,08 Amper

## B. Tanggal 26 Maret 2023
Daya PV sebesar   = 7,64Watt
Tegangan rata-rata pengisian = 7,9 Volt
Maka Arus pengisian adalah :
I=P/V
I=7,64/7,9
I=0,09 Amper

## 3.18 Daya yang diserap saat Alat bekerja
Berdasarkan data  yang diperoleh dari table  III.9, Nilai  Tegangan dan Arus  rata-rata adalah sebagai berikut :
Tegangan Rata-rata = 8,97 Volt
Arus rata-rata = 0,50 Ampere
Maka daya rata-rata yang diperlukan saat alat bekerja adalah :
P=V x I
P=8,97 Volt x 0,5 Ampere
P=4,48 Watt

## 3.19 Beban Maksimal yang dapat ditarik
Sesuai data dari tabel III.10 , maka maksimal beban yang dapat ditarik adalah 920 gram, pada tegangan 7,7 Volt dan Arus sebesar 0,70 Ampere, dengan demikian daya yang diperlukan adalah:
P=V x I
P=7,7 Volt x 0,70 Amper
P=5,39 Watt
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## 3.20 Pembahasan Keseluruhan Hasil Penelitian
Pengisian Baterai:
1. Pengukuran arus dan tegangan pada panel surya selama pengisian baterai.
2. Waktu yang diperlukan untuk mengisi baterai dari level minimum ke maksimum.
3. Keefektifan pengisian baterai dalam kondisi cahaya matahari yang berbeda.
Komponen Kontrol:
1. Memastikan semua komponen kontrol dapat dihidupkan dan dimatikan dengan benar.
2. Menyambungkan dan memutuskan aliran daya ke baterai sesuai kebutuhan.
Sensor Water Drop:
1. Menguji respons sensor terhadap setetes air pada berbagai tingkat intensitas.
2. Memastikan sensor dapat memicu respon yang diinginkan saat mendeteksi kelembaban.
Panel Surya:
1. Mengukur kinerja panel surya dalam menghasilkan daya listrik pada berbagai tingkat intensitas cahaya matahari.
2. Memastikan konsistensi pengumpulan energi dari panel surya.
Pencatatan Hasil:
1. Mencatat semua data pengukuran dengan teliti, termasuk waktu, nilai-nilai arus, tegangan, intensitas cahaya, dan hasil dari sensor air.
2. Melakukan analisis data untuk mengevaluasi kinerja keseluruhan sistem.
3. Penting untuk mencatat setiap hasil dengan hati-hati dan membandingkannya dengan spesifikasi desain untuk memastikan bahwa prototipe sesuai dengan tujuan pembuatan rancang bangun. Jika ada ketidaksesuaian atau masalah, perlu dilakukan perbaikan atau penyesuaian pada desain atau implementasi.

## 4. Kesimpulan
Merupakan  Berdasarkan  hasil  analisa  dan  pembahasan  pada  bab  4,  maka  dapat disimpulkan  :  Daya  yang  dihasilkan  Panel  Surya  tanpa  beban  tanggal  03  Maret  2023  adalah sebesar 8,82 Watt, dan pada tanggal 04 Maret 2023 sebesar 7,64 Watt. Arus yang dihasilkan saat proses pengisian baterai menggunakan panel surya pada tanggal 25 Maret 2023 adalah sebesar 1,08 Amper dan pada tanggal 26 Maret 2023 sebesar 0,09 Amper. Daya yang diserap saat alat bekerja  adalah  sebesar  4,48  Watt,  maksimal  beban  yang  dapat  ditarik  adalah  920  gram,  pada tegangan 7,7 Volt dan Arus sebesar 0,70 Ampere, dengan demikian daya yang diperlukan adalah 5,39 Watt.
Dengan  memilih  panel  surya  berkapasitas  10  Watt  peak  (Wp)  untuk  jemuran  otomatis berbasis sensor water drop, diputuskan bahwa kapasitas ini memadai untuk memenuhi kebutuhan daya sistem secara efektif, sambil memperhitungkan efisiensi, biaya, dan ukuran fisik yang sesuai dengan  ruang  terbatas.  Keputusan  ini  didasarkan  pada  pertimbangan  teknis,  fungsional,  dan ekonomis  yang  holistik,  mencakup  kondisi  lingkungan  dan  lokasi  penggunaan,  sehingga  panel surya dapat optimal mengumpulkan energi matahari dalam berbagai kondisi.
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen

## Daftar Pustaka
Achmad, F. A., & Rumbyarso, Y. P. A. (2023). Analisis Struktur Slab On Pile Terhadap Kontrol Lendutan  Pada  Proyek  Jalan  Tol  Kataraja. Jurnal  Pendidikan  Tambusai , 7 (2),  13457- 13467.
Analisa  Rancangan  Sel  Surya  Dengan  Kapasitas  50  Watt  Untuk  Penerangan  Parkir  Uniska”  ; Https://Media.Neliti.Com/Media/Publications/270957-Analisa-Rancangan-Sel-Surya- Dengan-Kapas-505ef9b9.Pdf. (Dilihat Kamis,11 Mei 2023/ 10.31wib).
Bms Prinsip Kerja Dan Fungsi Baterai Management  Sistem ;     Https://Www.Builder.Id/Bms-
Baterai/  (20.49 Wib) Buku Teknologi Photovoltaic”; Https://Www.Researchgate.Net/Profile/Nelly- Safitri/Publication/341909134_Buku_Teknologi_Photovoltaic/Links/5ed8ec274585152 94531484a/Buku-Teknologi-Photovoltaic.Pdf  (No. Isbn 978-623-91323-0-9) (Kamis, 11
Mei  2023/10.25 Wib).
Cara Menghitung Lama Waktu Pemakaian Dan Pengisian Aki” ;
Https://Www.Coursehero.Com/File/69464131/Cara-Menghitung-Lama-Waktu- Pemakaian-Dan-Pengisian- Akidocx/#:~:Text=P%20%3d%20v%20x%20i%3d%2013.8,Waktu%20lebih%20lama %20untuk%20pengisian. (Dilihat Kamis, 11 Mei 2023 /10.42 Wib).
Darmiyanti, L., Prima, Y., & Aldianto, M. A. (2023).  Analisis Borepile Menggunakan Metode Meyyerhoff Dan Reese Wright. Jurnal Sipil Krisna , 9 (1), 27-38.
Pengaruh  Sudut  Kemiringan  Pada  Panel  Surya  (Pv)  Terhadap  Keluaran  Daya”.
(Https://Jurnalteknik.Unkris.Ac.Id/Index.Php/Jie/Article/View/195).  Dilihat  Pada  Hari Senin, 15 Mei 2023; Pukul : 21.50.
Perencanaan  Dan  Simulasi  Sistem  Plts  Off-Grid  Untuk  Penerangan  Gedung  Fakultas  Teknik
Unkris. (Https://Docplayer.Info/192037096-Perencanaan-Dan-Simulasi-Sistem-Plts- Off-Grid-Untuk-Penerangan-Gedung-Fakultas-Teknik-Unkris.Html).  Dilihat  Pada  Hari Senin, 15 Mei 2023; Pukul : 21.45.
Pribadi, G., & Rumbyarso, Y. P. A. (2023). Analisis Perbandingan Daya Dukung Dan Penurunan Pondasi Tiang Bor Dengan Perhitungan Manual Dan  Software  Allpile. Jurnal Teslink: Teknik Sipil Dan Lingkungan , 5 (2), 16-20.
Pribadi, G., Rumbyarso, Y. P. A., & Sakti, E. M. S. (2023). Pelatihan Merancang Gambar Dengan Aplikasi Autocad Untuk Pembekalan Siswa Smk Dalam Memasuki Dunia Kerja. Media Abdimas , 3 (2), 52-56.
Prima, Y., & Pribadi, G. (2023). Penggunaan Program Plaxis Dalam Studi Penelitian Perkuatan Geotextile Pada Kestabilan Lereng Buatan. Jurnal Sipil Krisna , 9 (1), 22-26.
Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring  Berbasis  Iot  Pada  Panel  Surya  20  Wp  Menggunakan
Arduino Mega 2560.
(Https://Jurnalteknik.Unkris.Ac.Id/Index.Php/Jie/Article/View/146).  Dilihat  Pada  Pukul 21.38, Senin, 15 Mei 2023).
Rancang Bangun Jemuran Otomatis Berbasis Sensor Water Drop dilengkapi Panel Surya 10 WP Vol. 06 No.1 2024 E-ISSN: 2685-6921 Universitas Ma’arif Nahdlatul Ulama Kebumen
Rumbyarso,  Y.  P.  A.  (2022).  Analisis  Perkuatan  Rangka  Atap  Baja  Pada  Bangunan  Gedung Heritage 1921 Menggunakan Software Sap 2000. Jurnal Teknik Indonesia , 1 (1), 1-8.
Rumbyarso,  Y.  P.  A.  (2022).  Analysis  Of  Compressive  Strength  Of  Concrete  By  Using  Slag Circum  As  A Concrete  Aggregate Mix. International Journal Of Multi Science , 2 (12),
35-46.
Rumbyarso, Y. P. A., & Pribadi, G. (2022). Penyuluhan Tentang Pentingnya Sebuah Kontruksi Bagunan Rumah Yang Baik Serta Tahan Gempa. Krida Cendekia , 1 (08). Tegangan Motor Dc Terhadap Berat Barang Pada Ban Berjalan”.(Https://Jurnalteknik.Unkris.Ac.Id/Index.Php/Jie/Article/View/144). Dilihat Pada Hari Senin, 15 Mei 2023 ; Pukul : 22.10.