JEPCA
Journal of Electrical Power Control and Automation Volume 1.
Nomor 2.
Desember 2018, (Halaman 39-.
DOI 10.
33087/jepca.
ISSN 2621-556X (Onlin.
PERANCANGAN BOOST CONVERTER DENGAN LDR SEBAGAI PENGENDALI SINYAL PWM UNTUK MENAIKAN TEGANGAN PANEL SURYA Calvin Yobel Sirait1.
Hendi Matalata2 Jurusan Teknik Listrik.
Fakultas Teknik.
Universitas Batanghari Dosen Teknik Listrik.
Fakultas Teknik.
Universitas Batanghari e-mail: : pinraitt@gmail.
com, hendi.
matalata@unbari.
ABSTRAK
Boost Converter adalah perangkat catu daya listrik untuk menaikan tegangan DC (Direct Curren.
, teknologi Boost Converter ini berdasarkan pada mode pensaklaran menggunakan pembangkitan sinyal PWM (Pulse Width Modulation )yang diperuntukan kepada komponen saklar daya pada rangkaian Boost Converter, sinyal PWM ini mempunyai duty cycle untuk memberikan kendali pada kenaikan keluaran tegangan.
Pada penelitian ini pengaturan duty cycle menggunakan LDR (Light Dependent Resisto.
, yang mana pada fungsinya LDR akan mempunyai nilai hambatan yang besar dalam keadaan gelap dan mempunyai nilai hambatan yang kecil dalam keadaan terang.
Hasil pengujian yang dilakukan LDR mampu memberikan perubahan duty cycle terhadap perubahan intensitas matahari sehingga perancangan Boost Converter pada penelitian ini mampu menaikan besar tegangan keluaran pada panel surya kata kunci: Boost Converter.
PWM, duty cycle.
LDR adalah DC Chopper sebagai catu daya searah yang dapat diregulasi, dimana catu daya searah yang digunakan adalah catu daya searah bisa dinaikkan dan diturunkan Dengan memanfaatkan komponen saklar daya yaitu MOSFET maka kita bisa mengatur besar keluaran dari catu daya searah.
melalui pengaturan lebar pulsa atau PWM yang diberikan pada gate MOSFET.
DC Chopper pada Penelitian ini dirancang tipe Boost converter .
DC Chopper yang dirancang dilengkapi dengan penguatan umpan balik .
dengan mengatur lebar pulsa pada gate MOSFET dari rangkaian daya, semakin besar lebar pulsa
dari rangkaian PWM yang dibangkitkan maka keluaran catu daya semakin besar Pengaturan lebar pulsa PWM
menggunakan sebuah tranduser LDR untuk mengidentifikasikan keadaan intensitas matahari, jika intensitas matahari berkurang maka dengan pengindaraan komponen
LDR dapat menaikan lebar pulsa PWM
PENDAHULUAN
Energi surya merupakan energi baru terbarukan dimana dalam pemanfaatan-nya selalu di optimalkan karena intensitas cahaya dari energi surya yang tidak selalu konstan, sel surya atau komponen panel surya adalah komponen yang dapat mengubah besar intensitas sinar matahari listrik yang bisa dimanfaatkan secara langsung oleh beban atau juga sebagai charger baterai sehingga energi listrik tersebut dapat disimpan, keadaan intensitas matahari yang tidak selalu konstan mengakibatkan terjadinya penurunan energi listrik dari panel surya sehingga proses charger pada baterai tidak optimal, untuk itu diperlukan sebuah rangkaian elektronika daya sebagai penguat umpan balik panel surya.
Aplikasi elektronika daya dewasa ini sangat banyak digunakan salah satu diantaranya adalah DC Chopper.
Chopper ini mempunyai banyak aplikasi.
Aplikasi yang sudah ada sekarang ini Perancangan Boost Converter dengan LDR Sebagai Pengendali Sinyal PWM Untuk Menaikan Tegangan Panel Surya sehingga keluaran dari panel surya tidak Calvin Yobel Sirait.
Hendi Matalata2a keluaran, frekuensi switching, ripple tegangan keluaran, dan ripple arus Dalam menentukan besarnya nilai induktor dan kapasitor dapat menggunakan persamaan berikut :
ycOycu .
ya ya = ycIOIycO
TINJAUAN PUSTAKA
Boost Converter ycu ya= Defenisi Boost converter menurut Melzi Ambar Marta, dkk .
6 : .
adalah sebagai berikut:
AuBoost konverter DC-DC yang berfungsi untuk menaikan teganganAy.
ycOycnycu .
Oey.
OIyaycnycu Dimana :
= Tegangan keluaran vin = Tegangan masukan = Duty cycle = Nilai induktor .
Oin = Riple arus = frekuensi switching = Nilai kapasitor LDR (Light Dependent Resisto.
LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resistor yang merupakan salah satu jenis komponen resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya.
Komponen LDR biasanya juga disebut dengan photo resistor, atau photocell.
Nilai resistansi LDR sangat dipengaruhi oleh intensitas Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit .
, maka nilai hambatannya menjadi semakin besar, sehingga arus listrik yang mengalir akan Pada umumnya sebuah LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat berada di kondisi minim cahaya .
, dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena cahaya.
Tak heran jika komponen yang satu ini banyak diaplikasikan pada rangkaian dengan tema saklar otomatis dari cahaya.
Gambar 1 Rangkaian boost converter.
Gambar 1 diatas merupakan gambar rangkaian boost, gambar 1 berikut ini merupakan state dari rangkaian boost pada state ON dan state OFF.
Gambar 2 Rangkaian boost pada saat a.
state ON dan b.
state OFF.
Untuk mendesain boost converter perlu ditetapkan beberapa variabel, yaitu tegangan masukan, tegangan keluaran, arus Gambar 3.
Simbol dan Bentuk Fisik LDR Perancangan Boost Converter dengan LDR Sebagai Pengendali Sinyal PWM Untuk Menaikan Tegangan Panel Surya Calvin Yobel Sirait.
Hendi Matalata2a matahari terhadap perilaku panel surya menggunakan LDR sebagai pengatur duty cycle, dimana saat intensitas cahaya berkurang maka resistansi LDR sangatlah tinggi, ini memungkinkan rangkaian PWM untuk melakukan pengaturan duty cycle sinyal PWM, pengaturan ini diharapkan dapat men-switch komponen saklar daya pada rangkaian boost converter sehingga tegangan keluaran dari panel surya menjadi Kenaikan tegangan ini selanjutnya akan diregulasi untuk keperluan charger pada baterai, yang mana baterai digunakan sebagai sumber catu daya pada rangkaian PWM dan dikonsumsi sebagai sumber catu Gambar 6 dibawah menjelaskan cara kerja dari rangkaian PWM yang difungsikan LDR sebagai pengatur duty cycle.
Pulse Width Modulation (PWM) Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi.
Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.
Artinya.
Sinyal
PWM
gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi .
ntara 0% hingga 100%).
Gambar 4.
sinyal PWM.
ycNycycuycycayco = ycNycuycu ycNycuyceyce .
ycN ya = ycN ycuycu .
VCC
ycycuycycayco ycOycuycyc = ya ycu ycOycnycu .
V REFERENSI
Dimana :
Ton = waktu pulsa high
Toff = waktu pulsa low
D = duty cycle adalah lama nya pulsa high dalam satu priode DRIVER
MOSFET
METODE PENELITIAN
Gambar 6.
Rangkaian PWM Sinyal PWM yang dibangkitkan IC TL 494 L ini kemudian diperuntukan sebagai masukan dari rangkaian driver gate MOSFET, adapun rangkaian driver gate MOSFET seperti diperlihatkan pada gambar 7 dibawah.
Rangkaian gate driver ini dibangun dengan menggunakan IC IR2110 .
Matahari PANEL
SURYA
Boost
Converter Rangkaian PWM
LDR
Tegangan Keluaran Baterai Gambar 5.
Alur Skema Penelitian Penelitian ini dilakukan bagaimana Perancangan Boost Converter dengan LDR Sebagai Pengendali Sinyal PWM Untuk Menaikan Tegangan Panel Surya Calvin Yobel Sirait.
Hendi Matalata2a
gambar 8, gambar 9, gambar 10, dan VCC
VS-
H in L in Gambar 8.
duty cycle pada tahanan 393 Ohm Gambar 7.
Rangkaian Driver gate MOSFET Dari gambar 7 diatas HIN dan LIN adalah masukan dari IC IR 2110 dimana masukan ini diperoleh dari keluaran IC TL 494 L, sedangkan HO dan LO adalah keluaran dari IC IR 2110 yang diperuntukan sebagai masukan dari gate MOSFET pada rangkaian daya Boost Converter.
Gambar 9.
duty cycle pada tahanan 124 Ohm
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 10.
duty cycle pada tahanan 64 Ohm Untuk mendapatkan hasil dari penelitian ini, pengujian dilakukan dengan mengambil data selama 4 hari dimulai pada pukul 9 WIB - 15 WIB, dengan asumsi agar intensitas matahari yang didapat pada kondisi optimal.
Gambar 11.
duty cycle pada tahanan 53 Ohm Pengujian LDR Sebagai duty cycle Kendali Dari gambar 8,9,10 dan 11 diatas sinyal PWM mempunyai frekuensi sebesar 12,5 KHz sedangkan perubahan duty cycle terjadi pada 45% sampai 80%.
perubahan duty cycle ini akan memberikan kenaikan tegangan pada rangkaian Boost Converter.
Pada Penelitian ini LDR digunakan sebagai pengatur duty cycle melalui perubahan besar tahanan pengaruh intensitas matahari.
Rangkaian penempatan LDR menggunakan IC TL 494 L seperti ditunjukan gambar 6 pada bab Adapun pengujian yang dilakukan dengan memberikan intensitas cahaya terhadap LDR kemudian melakukan pengukuran menggunakan osciloscop yang mana setting dilakukan.
TIME/DIV = 20 AAs dan VOLT/DIV = 5V, adapun hasil pengukuran berturut-turut ditunjukan pada Pengujian Keluaran Tegangan Boost Converter Pada penelitian ini, kapasitas panel surya yang digunakan adalah 3 Wp dengan tegangan pada daya maksimum (Vm.
adalah 10 volt dan arus pada daya Perancangan Boost Converter dengan LDR Sebagai Pengendali Sinyal PWM Untuk Menaikan Tegangan Panel Surya maksimum (Im.
adalah 0,334 Amper, dimana pengujian dilakukan selama 4 hari berturut-turut guna mencari besar intensitas matahari yang paling optimal, setelah didapat keadaan intensitas matahari yang paling optimal maka dijadikan sebagai objek atau target dari penelitian ini.
Rangkain Daya Boost Converter dan masing-masing besaran nilai komponen yang digunakan diperlihatkan pada gambar 12 dibawah Calvin Yobel Sirait.
Hendi Matalata2a tegangan keluaran panel surya terhadap perubahan intensitas matahari ditunjukan pada gambar 13 sedangkan kecenderungan koefisien determinasi tegangan keluaran boost converter terhadap perubahan intensitas matahari ditunjukan pada gambar 14 dibawah.
L=3,4 mH
D=1N4002
R=100 ohm / 2 Watt C=47 uF Gambar 13.
Keluaran Panel Surya
PWM
Dari gambar 13 diatas, didapat fungsi ycU = 1,17 ycU 0,31 dengan koefisien determinasi sebesar 0,34.
MOSFET IRF 740 B
Gambar 12.
Rangkaian Daya Boost Converter Pada gambar 12 rangkaian daya Boost Converter yang ditunjukan diatas pengaturan duty cycle gelombang PWM pada gate kaki MOSFET .
aklar day.
berdasarkan dari besar intensitas matahari sehingga nantinya didapat seberapa besar pengaruh dari duty cycle gelombang PWM untuk menaikan keluaran tegangan panel Adapun hasil pengujian keluaran rangkaian Boost Converter yang paling optimal seperti dijelaskan pada tabel 1 Gambar 14.
Keluaran Boost Converter Dari gambar 14 diatas, didapat fungsi ycU = 0,83 ycU 0,43 dengan koefisien determinasi sebesar 0,17.
Tabel 1.
Data Pengujian SIMPULAN Perancangan Boost Converter dengan LDR sebagai pengendali sinyal PWM untuk optimasi panel surya mampu menaikan tegangan keluaran pada panel Intensitas matahari cendrung fluktuatif sehingga energi listrik yang dihasilkan panel surya tidak konstan.
Pada tabel 1 diatas, pengujian dilakukan selama 2,5 jam, dimana pengambilan data dilakukan setiap 0,5 jam.
Kecenderungan Perancangan Boost Converter dengan LDR Sebagai Pengendali Sinyal
PWM Untuk Menaikan Tegangan Panel Surya
DAFTAR PUSTAKA