PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI

PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK
MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN
ENERGI MATAHARI
SKRIPSI
OLEH :
ETHELBERT DAVITSON PHANIAS
ACB 110 078
UNIVERSITAS PALANGKARAYA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
2017

PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR)
PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS
ENERGI MATAHARI
SKRIPSI
Diajukan Kepada
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Palangkaraya
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
OLEH :
ETHELBERT DAVITSON PHANIAS
ACB 110 078
UNIVERSITAS PALANGKARAYA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
2017

LEⅣlBAR PERSETUJUAN
」udul Penggunaan Sensor Light Dependent
Pada Sistem Penggerak Panel
Mikrokontroier ATmega328 Untuk
Penyerapan Energi Matahari.
Resistor (LDR)
Surya Berbasis
Memaksimalkan
Nallla Mahasiswa/NIM ETHELBERT DAVITSON PHANIAS/ACB l10 078
Program Studi/ Jurusan Pendidikan Fisika′ Pcndidikan ⅣIIPA
Skripsi ini telah diperiksa dan disetujui untuk diuji.
Menyetujui:
ranggal: ...4-.1.:.2017.....
Program Studi Pendidikan Fisika
Ketua
NIP。 196605221991031001
Tanggal:.ア■J、lf●ソ′。…
Ilmu Pendidikan
. Raya,
101071984031002
11
LmЫ
申争L
NIP.19620424198 NIP。 198012082008121002
Tanggal:.2う「.Ofβ Ql■
Mengetahui:
Tanggal:′
'lCi理
.ロ
NIP.196211071989031003

LEMBAR PENGESAⅡAN
PENGGUNAAN SENSORIIICIDEPFNDENFysIStt eDD PADA
SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS
ENERGI MATAHARI
OLEⅡ:
ETHELBERT DAⅥ TSON PHANIAS
ACB l10 078
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi
Program Studi Pendidikan Fisika
Jurusan Pendidikan MIPA
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Palangka Raya
Tanggal: 29 Jltl/ri20l7
TIⅣIPENGUЛ
Tanggal KeteranganNama
Drs.H.Suhartono,M.Si
NIP.196207181991031002
Theo Jhoni Hartanto,S.Pd.。 M.Pd
NIP。 198506222008121002
Dra.Hi.Titik Utami.M.Si
NIIP.195302021978032002
Drs.Muhammad Nawir.M.Si
NIP。 196204241988031002
Luqman Hamm.s.si..MeSi
NIP.198012082008121002
】
ヽ
.πrel距了.
.畑力
"。
9S― S,01]
Ketua
Anggota
Anggota
Anggota
Anggota
参nrs』 P!7

iv
ABSTRAK
Phanias, Ethelbert Davitson, 2017: Penggunaan Sensor Light Dependent Resistor
(LDR) Pada Sistem Penggerak Panel Surya Berbasis Mikrokontroler
ATmega328 Untuk Memaksimalkan Penyerapan Energi Matahari. Skripsi,
Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan MIPA, FKIP,
Universitas Palangka Raya. Pembimbing: (1) Drs. M. Nawir, M.Si, (2)
Luqman Hakim, S.Si, M.Si
Kata Kunci: Mikrokontroler, Panel Surya, Light Dependent Resistor,
polycristalline
Panel surya merupakan salah satu bentuk energi terbarukan yang ramah
lingkungan. Penggunaan panel surya biasanya hanya bersifat statis atau diam
begitu saja sehingga hanya akan maksimal pada siang hari saja karena pada siang
hari panel surya dapat tegak lurus terhadap matahari. Namun, penggunaan panel
surya dapat lebih maksimal lagi dengan menggunakan panel surya dinamis dapat
mengikuti arah sinar matahari datang. Tujuan penelitian ini adalah untuk: (1)
mengetahui pengaruh penggunaan panel surya dinamis dan panel surya statis
terhadap daya yang dihasilkan (2) mengetahui pengaruh penggunaan baterai pada
panel surya dinamis dan panel surya statis terhadap intensitas cahaya lampu yang
dihasilkan.
Jenis penelitian ini merupakan penelitian eksperimen murni (true
experiment) menggunakan alat dan bahan yang tersedia di pasaran. Kemudian alat
dan bahan yang tersedia dimanfaatkan agar dapat dijadikan dua buah alat panel
surya yang statis (diam) dan dinamis (bergerak). Dari panel statis dan dinamis
tersebut diambil data berupa tegangan (V) dan kuat arus (I) yang nantinya akan
diketahui berapa daya (P) yang dihasilkan, kemudian diambil pula data intensitas
cahaya lampu yang dihasilkan oleh baterai pada panel surya statis dan dinamis.
Dari data-data tersebutlah nantinya dapat digunakan untuk membedakan hasil
penyerapan energi matahari panel manakah yang lebih maksimal.
Hasil penelitian menunjukkan (1) maksimal tidaknya penyerapan energi
matahari dapat dilihat dari daya yang dihasilkan oleh panel surya dinamis dan
panel surya statis, dimana daya pada panel surya dinamis lebih besar 5,42% bila
dibandingkan dengan panel surya statis (2) maksimal tidaknya penyerapan energi
matahari dapat dilihat dari intensitas cahaya lampu yang dihasilkan oleh baterai
panel surya dinamis dan panel surya surya statis, dimana intensitas cahaya lampu
pada baterai panel surya dinamis lebih besar daripada baterai panel surya statis.

v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas
rahmat dan karunia-Nya Skripsi yang berjudul “Penggunaan Sensor Light
Dependent Resistor (LDR) Pada Sistem Penggerak Panel Surya Berbasis
Mikrokontroler ATmega328 Untuk Memaksimalkan Penyerapan Energi
Matahari” ini dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ferdinand, MS selaku Rektor Universitas Palangkaraya yang
telah memberikan kesempatan untuk menimba ilmu di Universitas
Palangkaraya.
2. Bapak Prof. Dr. Jhoni Bungai, M.Pd selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan yang telah memfasilitasi selama menimba ilmu di FKIP.
3. Bapak Dr. Suatma, M.Biomed, Ketua Jurusan Pendidikan MIPA yang telah
memberikan arahan dan memfasilitasi selama menimba ilmu di Jurusan
pendidikan MIPA.
4. Bapak Dr. Pendi Sinulingga, M.Pd selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Fisika yang sekaligus Dosen Pembimbing Akademik telah membantu dalam
persetujuan administrasi dalam penyusunan skripsi ini.
5. Bapak Drs.M. Nawir, M.Si selaku Pembimbing I yang telah memberikan
banyak waktu untuk memberikan bimbingan dan motivasi dalam penyusunan
skripsi ini.
6. Bapak Luqman Hakim, S.Si, M.Si selaku Pembimbing II yang telah
meluangkan waktu untuk membimbing dan memberikan masukan pada
penyusunan skripsi ini.
7. Bapak Saulim D.T Hutahaean, S.Pd, M.Pd selaku Kepala lab. Pendidikan
Fisika yang telah memberikan ijin dalam penggunaan Laboratorium sebagai
tempat penelitian.
8. Kepada Kak Annur Qadariah, S.Pd dan teman-teman asisten lab. Pendidikan
Fisika yang telah banyak membantu dalam proses penelitian ini.

vi
9. Kepada teman-teman ku angkatan 2010 yang selalu memotivasi dan
memberikan semangat dalam penulisan skripsi ini.
Penulis sangat menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang besifat membangun guna
perbaikan pada skripsi ini sangat penulis harapkan dan penulis ucapkan terima
kasih. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Palangka Raya, Agustus 2017
Ethelbert Davitson Phanias,
ACB 110 078

vii
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul.................................................................................................. i
Lembar Persetujuan ......................................................................................... ii
Lembar Pengesahan ......................................................................................... iii
Abstrak ............................................................................................................. iv
Kata Pengantar ................................................................................................. v
Daftar Isi .......................................................................................................... vii
Daftar Tabel ..................................................................................................... ix
Daftar Gambar ................................................................................................. x
Daftar Grafik .................................................................................................... xi
Daftar Lampiran ............................................................................................... xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah........................................................................ 5
1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................... 5
1.4 Batasan Masalah .......................................................................... 5
1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................... 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Matahari ......................................................................... 8
2.2 Hukum Ohm ............................................................................... 10
2.3 Tinjauan Mikroskopik Mengenai Hukum Ohm........................... 12
2.4 Efek Fotoelektrik ........................................................................ 14
2.5 Emisi Termionik ......................................................................... 18
2.6 Semikonduktor............................................................................ 19
2.7 Dioda hubungan p-n.................................................................... 21
2.8 Panel Surya................................................................................. 24
2.8.1 Photovoltaic (PV)............................................................. 24
2.8.2 Ragam Teknologi ............................................................ 26
2.8.3 Prinsip Kerja PV .............................................................. 30
2.9 Mikrokontroler ........................................................................... 30
2.10 Mikrokontroler Atmega328 (Arduino Uno) .............................. 31
2.11 Sensor Light Dependent Resistor (LDR) ................................... 33
2.12 Motor Servo .............................................................................. 34
2.13 Arduino IDE ............................................................................. 37
2.13.1 Interface Arduino IDE ................................................... 37
2.13.2 Tipe Data Dalam Arduino IDE ...................................... 40
2.14 Penelitian Yang Relevan .......................................................... 41
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian ........................................................................... 43
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................... 43
3.2.1 Tempat Penelitian ............................................................ 43

viii
3.2.2 Waktu Penelitian.............................................................. 43
3.3 Objek Penelitian.......................................................................... 44
3.4 Perangkat Penelitian.................................................................... 44
3.5 Variabel Penelitian dan Defenisi Operasional Variabel............... 47
3.5.1 Variabel Manipulasi ........................................................ 47
3.5.2 Variabel Terikat ............................................................... 47
3.5.3 Variabel Kontrol .............................................................. 47
3.5.4 Defenisi Operasional Variabel ........................................ 47
3.6 Tahap Penelitian ......................................................................... 49
3.6.1 Tahap Persiapan............................................................... 49
3.6.2 Tahap Pelaksanaan .......................................................... 50
3.6.3 Tahap Pengolahan Data.................................................... 50
3.7 Analisis Data .............................................................................. 51
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .......................................................................... 52
4.1.1 Kegiatan Penelitian ......................................................... 52
4.1.2 Perbandingan Panel Surya Yang Statis dan Dinamis....... 53
4.1.2.1 Tegangan............................................................ 53
4.1.2.2 Kuat Arus........................................................... 55
4.1.2.3 Daya................................................................... 56
4.1.2.3 Intensitas Cahaya Matahari ................................ 58
4.1.3 Perbandingan Baterai Pada Panel Surya Statis dan
Dinamis........................................................................... 59
4.1.3.1 Tegangan............................................................ 59
4.1.3.2 Kuat Arus........................................................... 60
4.1.3.3 Intensitas Cahaya Lampu ................................... 61
4.2 Pembahasan ................................................................................ 63
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan................................................................................. 64
5.2 Saran........................................................................................... 64
Daftar Pustaka ................................................................................................. 66
Lampiran .................................................................................................... 68

ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Beberapa fungsi kerja fotoelektrik.................................................. 16
Tabel 2. Spesifikasi Mikrokontroler Atmega328 (Arduino Uno) ................. 32
Tabel 3. Spesifikasi Motor Servo................................................................. 36
Tabel 4. Perangkat Penelitian pada panel surya dinamis .............................. 44
Tabel 5. Perangkat Penelitian pada panel surya statis................................... 44
Tabel 6. Perangkat Penelitian pada batrei statis dan dinamis........................ 45
Tabel 7. Kegiatan Penelitian ........................................................................ 52
Tabel 8. Rata-rata tegangan panel surya statis dan dinamis.......................... 54
Tabel 9. Rata-rata kuat arus panel surya statis dan dinamis.......................... 55
Tabel 10. Rata-rata daya panel surya statis dan dinamis................................. 57
Tabel 11. Rata-rata intensitas cahaya panel surya statis dan dinamis ............. 58
Tabel 12. Rata-rata tegangan batrei pada panel surya statis dan dinamis........ 60
Tabel 13. Rata-rata kuat arus batrei pada panel surya statis dan dinamis ....... 60
Tabel 14. Rata-rata intensitas cahaya lampu batrei pada panel surya
statis dan dinamis ........................................................................... 62

x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Matahari ................................................................................... 8
Gambar 2. Penerapan Hukum Ohm............................................................. 10
Gambar 3. Arus (i) terhadap beda potensial (V).. ........................................ 11
Gambar 4. Arus (i) terhadap beda potensial (V) pada diode pn junction...... 12
Gambar 5. Gerakan elektron dari A ke B dalam suatu medan E.................. 13
Gambar 6. Efek Fotoelektrik....................................................................... 14
Gambar 7. Grafik energi kinetik maksimum terhadap frekuensi ................. 17
Gambar 8. Struktur atom silikon, angka dalam kurung menunjukan jumlah
elektron...................................................................................... 20
Gambar 9. Model dari atom terutama untuk inti dan elektron valensi ......... 21
Gambar 10. Hubungan p-n dan pembagian ketidak murniannya................... 22
Gambar 11. proses pembentukan hubungan p-n............................................ 22
Gambar 14. Panel Surya................................................................................ 26
Gambar 15. Prinsip Kerja Semikonduktor..................................................... 29
Gambar 16. Mikrokontroler Atmega328 (Arduino Uno)............................... 32
Gambar 17. Sensor Light Dependent Resistor............................................... 33
Gambar 18. Motor Servo .............................................................................. 35
Gambar 19. Interface Arduino Uno............................................................... 38
Gambar 20. Panel surya statis ...................................................................... 46
Gambar 21. Panel surya dinamis................................................................... 46

xi
DAFTAR GRAFIK
Halaman
Grafik 1. Grafik perbandingan rata-rata tegangan panel surya statis
dan dinamis .................................................................................... 54
Grafik 2. Grafik perbandingan rata-rata kuat arus panel surya statis
dan dinamis.................................................................................... 56
Grafik 3. Grafik perbandingan rata-rata daya panel surya statis
dan dinamis .................................................................................... 57
Grafik 4. Grafik rata-rata intensitas cahaya matahari..................................... 59
Grafik 5. Grafik perbandingan rata-rata tegangan batrei pada panel
surya statis dan dinamis.................................................................. 60
Grafik 6. Grafik perbandingan rata-rata kuat arus batrei pada panel
surya statis dan dinamis.................................................................. 61
Grafik 7. Grafik perbandingan rata-rata intensitas cahaya lampu
batrei pada panel surya statis dan dinamis...................................... 62

xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Surat Pembimbing Skripsi ......................................................... 68
Lampiran 2. Surat Ijin Penelitian ................................................................... 69
Lampiran 3. Surat Keterangan Telah Melakukan Penelitian .......................... 71
Lampiran 4. Analisis Data ............................................................................. 72
Lampiran 5. Kode Program Yang Digunakan Pada Aplikasi Arduino .......... 73
Lampiran 6. Data Penelitian .......................................................................... 77
Lampiran 7. Foto-Foto Penelitian .................................................................. 83

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) merupakan unsur kemajuan
peradaban manusia yang sangat penting. Karena melalui kemajuan IPTEK, manusia
dapat mendayagunakan kekayaan dan lingkungan alam semesta ciptaan Tuhan
Yang Maha Esa untuk meningkatkan kesejahteraan dan kualitas kehidupannya.
Kemajuan IPTEK juga mendorong terjadinya globalisasi budaya kehidupan
manusia karena manusia semakin mampu mengatasi dimensi jarak dan waktu
dalam kehidupannya. Penguasaan Iptek suatu bangsa akan sangat mempengaruhi
posisi tawar dalam persaingan global. Beberapa indikasi sering diungkapkan di
media ataupun dalam pembicaraan di masyarakat, yaitu bahwa masyarakat
Indonesia secara umum masih tertinggal tingkat kesejahteraan dan pendidikannya,
lemah dalam menghasilkan karya yang inovatif dan kurang kreatif. Oleh karena itu
bangsa Indonesia belum sepenuhya mandiri di tengah persaingan dengan bangsa
lain di dunia (Kemenristek, 2006 : 1).
Salah satu faktor penting penentu daya saing suatu negara adalah
penguasaan teknologi. Semua hal tersebut di atas mendasari visi penelitian,
pengembangan dan penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi bidang energi,
yaitu: “Terwujudnya ketersediaan energi yang didukung kemampuan nasional
IPTEK” yang mengacu pada amanat Undang-undang Dasar Negara Republik
Indonesia 1945, Undang-undang No 18 tahun 2002 tentang Sistem Nasional
Penelitian, Pengembangan, dan Penerapan Iptek, Inpres No. 4/2003 tentang

2
pengkoordinasian Perumusan dan Pelaksanaan Kebijakan Strategis Pembangunan
Nasional Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, dan Perpres No. 5/2006 tentang
Kebujakan Energi Nasional (Kemenristek, 2006 : 1).
Kebutuhan akan energi yang ada terus meningkat dan semakin menipisnya
cadangan minyak bumi memaksa manusia untuk mencari sumber-sumber energi
alternatif. Negara-negara maju juga telah bersaing dan berlomba membuat
terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi
baru yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin
menipisnya persediaan energi dan juga ketergantungan pada salah satu jenis energi
dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak sangat besar sekali dan
hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini, sementara itu bahan
bakar minyak merupakan komoditi ekspor yang dominan untuk pendapatan negara
(Kusuma, Noer, dan Agus., 2015 : 11).
Upaya pencarian sumber energi baru sebaiknya memenuhi syarat yaitu
menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan tidak
berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu pencarian tersebut
diarahkan pada pemanfaatan energi matahari baik secara langsung maupun tidak
langsung dengan menggunakan sel surya yang dapat merubah energi matahari
menjadi energi listrik yang dinamakan panel surya. Panel surya merupakan suatu
panel yang terdiri dari beberapa sel yang beragam jenis. Penggunaan panel surya
ini telah banyak di gunakan di negara-negara berkembang dan negara maju dimana
pemanfaatannya tidak hanya pada lingkup kecil tetapi sudah banyak digunakan
untuk keperluan industri sehingga energi matahari dapat dijadikan sebagai sumber

3
energi alternatif. Energi matahari mempunyai banyak keuntungan dibandingkan
dengan energi lain. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup
besar, kontinyu, tidak menimbulkan polusi, terdapat dimana-mana dan tidak
mengeluarkan biaya. Untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem panel
surya tersebut masih harus dilengkapi pula dengan suatu sistem kontrol yang
berfungsi untuk mengatur arah permukaan dari panel surya agar selalu menghadap
matahari sehingga energi dari sinar matahari dapat sepenuhnya jatuh kepermukaan
panel surya (Kusuma, dkk. 2015 : 11-12).
Energi matahari yang masuk ke atmosfer bumi setiap hari sangatlah besar,
sehingga dibutuhkan sebuah alat untuk memanfaatkan energi matahari yang efektif
dan efisien. Matahari merupakan sumber energi terbarukan yang sangat besar yang
ada dipermukaan bumi. Matahari memancarkan energi sebesar 62 MW/m2
menuju
atmosfer bumi. Indonesia merupakan negara khatulistiwa dengan sinar Matahari
hampir 12 Jam per hari. Sehingga energi yang dapat diterima mencapai
4,8 MW/m2
. Pemanfaatan energi di Indonesia baru sebatas manfaat alamiah,
sehingga sangat banyak dari energi yang masuk ke permukaan bumi dipantulkan
kembali ke angkasa luar (Mairizwan, 2015 :101).
Kota Palangka Raya sendiri adalah salah satu kota yang berada pada daerah
garis Khatulistiwa, sehingga daerah ini umumnya selalu dapat menerima pancaran
sinar Matahari yang cukup sepanjang tahun sehingga sangat cocok jika
menggunakan pembangkit listrik tenaga surya. Ketergantungan akan energi fosil
dapat diminimalisir dengan pemanfaatan energi surya ini. Karena itu, energi
matahari memiliki daya tarik yang besar untuk dimanfaatkan sebagai penghasil

4
energi, tetapi semua itu hanya akan bekerja secara optimal bila posisi panel surya
tepat tegak lurus dengan matahari. Permasalahannya, panel surya umumnya hanya
diam pada posisi tertentu tanpa adanya perubahan (statis) dimana posisi matahari
akan selalu berubah dari timur ke barat setiap harinya dan didukung dengan adanya
gerak semu matahari sehingga tentu sangat merepotkan jika setiap saat harus
merubah posisi dari panel surya tersebut. Perubahan posisi matahari tersebut akan
mengakibatkan kurang maksimalnya energi yang dihasilkan oleh panel surya statis,
sehingga dibutuhkan sebuah sistem yang dapat menggerakkan panel surya secara
otomatis agar bisa selalu tegak lurus terhadap sinar datang matahari (panel surya
dinamis) sehingga energi yang diterima oleh panel surya dapat diserap secara
maksimal.
Berkaitan dengan hal itu, penulis tertarik merancang alat yang dapat
digunakan untuk menempatkan panel surya dinamis dalam kondisi yang tegak lurus
dengan arah matahari agar energi yang dihasilkan oleh panel surya dinamis dapat
lebih maksimal. Dalam hal ini digunakan empat buah sensor cahaya atau Light
Dependent Resistor (LDR) yang berfungsi untuk mengukur intensitas cahaya
matahari, data analog yang dihasilkan oleh LDR di ubah menjadi data digital pada
Mikrokontroler ATmega 328 yang kemudian diteruskan ke Motor Servo. Hasil
pembandingan yang diterima oleh empat buah sensor cahaya inilah yang
menentukan arah gerak dari panel surya dinamis. Berdasarkan uraian tersebut maka
peneliti tertarik untuk mengadakan penelitian yang berjudul “Penggunaan Sensor
Light Dependent Resistor (LDR) Pada Sistem Penggerak Panel Surya Berbasis

5
Mikrokontroler ATMEGA328 Untuk Memaksimalkan Penyerapan Energi
Matahari”.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini, berdasarkan latar belakang di atas
adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penggunaan panel surya dinamis dan panel surya statis
terhadap daya yang dihasilkan?
2. Bagaimana pengaruh penggunaan baterai pada panel surya dinamis dan panel
surya statis terhadap intensitas cahaya lampu yang dihasilkan?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini berdasarkan rumusan masalah di atas adalah sebagai
berikut:
1. Mengetahui pengaruh penggunaan panel surya dinamis dan panel surya statis
terhadap daya yang dihasilkan.
2. Mengetahui pengaruh penggunaan baterai pada panel surya dinamis dan panel
surya statis terhadap intensitas cahaya lampu yang dihasilkan.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Panel surya statis adalah panel surya yang apa adanya, sedangkan panel surya
dinamis adalah panel surya dengan penggerak.

6
2. Sensor yang digunakan adalah Light Dependent Resistor (LDR). Light
Dependent Resistor (LDR) adalah jenis resistor yang nilai hambatan atau
resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya.
3. Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler Atmega328,
Mikrokontroler adalah komputer yang berukuran mini dalam satu chip IC yang
terdiri dari processor, memory, dan antarmuka yang bisa diprogram.
4. Aplikasi komputer yang digunakan untuk coding program adalah aplikasi
Arduino 1.6.12
5. Variabel Waktu yang digunakan adalah pukul 08.00 WIB sampai dengan pukul
17.00 WIB
6. Lokasi Penelitian dilakukan di wilayah kota Palangka Raya
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Secara Teori
Secara teori penelitian ini dapat bermanfaat meningkatkan energi yang
dihasilkan oleh panel surya.
2. Secara Praktis
a. Bagi Mahasiswa
1) Sebagai sumber referensi untuk penelitian yang berhubungan dengan
panel surya.
2) Sebagai sumber referensi untuk penelitian yang berhubungan dengan
mikrokontroler.
3) Sebagai contoh pemanfaatan sinar matahari sebagai sumber energi listrik

7
b. Bagi Institusi Terkait
1) Sebagai sumber informasi tambahan dalam bidang pendidikan sehingga
dapat memberikan kontribusi bagi ilmu pengetahuan.
2) Sebagai referensi penerapan ilmu fisika dan sains terapan.
3) Sebagai referensi dalam pengembangan sistem penggerak panel surya
menggunakan mikrokontroler.

8
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Matahari
Matahari adalah bola yang berpijar dengan senyawa penyusun utama berupa
gas hidrogen (74%) dan helium (25%) yang terionisasi dan beberapa zat penyusun
lain. Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium. Jarak
antara matahari dan bumi adalah 150 juta km. Sekalipun jaraknya sedemikian jauh
menurut perhitungan awam, matahari adalah energi terbesar bagi berlangsungnya
kehidupan di bumi. Sementara ini, orang menempatkan matahari sebagai sumber
energi yang tidak pernah habis. Hal ini ada benarnya, meskipun tidak sepenuhnya
tepat. Matahari jika menurut klasifikasi bintang tergolong bintang tipe G (bintang
kerdil kuning), dengan ciri suhu permukaan sekitar 6000K. Sejak mulai terbentuk
hingga saat ini, matahari diperkirakan telah berusia 4,6 miliar tahun dan
diperkirakan masih akan berusia sekitar 7 miliar tahun lagi sebelum hidrogen pada
intinya habis (Mediastika, 2013: 15-16).
Gambar 1. Matahari

9
Para ahli menyadari bahwa panas dan cahaya yang dipancarkan oleh
matahari dapat dijadikan sumber energi untuk mempermudah kehidupan manusia.
Pemanfaatan energi matahari yang paling sederhana adalah dengan cara langsung,
yaitu panasnya digunakan untuk mengeringkan sesuatu, seperti menjemur pakaian,
bahan makanan (ikan dan kerupuk), dan mengeringkan air laut dalam proses
pembuatan garam. Pemanfaatan energi surya yang amat melimpah akan semakin
efektif bila pancaran energi itu tidak hanya digunakan secara langsung, namun juga
disimpan untuk digunakan pada saat matahari tidak bersinar, termasuk bila
memungkinkan, digunakan sebagai sumber energi pada peralatan-peralatan yang
bertujuan mempermudah hidup manusia. Untuk dapat melakukan hal ini,
diperlukan suatu materi atau bahan yang dapat menyerap panas dan cahaya
matahari (photovoltaic effect), yang selanjutnya terubung dengan peralatan
penyimpanan. Prinsip inilah yang mendasari terciptanya sel surya sederhana oleh
ilmuwan Prancis Edmond Becquerel. Selanjutnya temuan ini disempurnakan
menjadi sel surya yang sangat efisien oleh Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller dan
Gerald Pearson pada tahun 1954 (Mediastika, 2013: 16).
Dalam arti yang luas, sumber energi surya atau tenaga matahari bukan hanya
terdiri atas pancaran matahari langsung ke bumi, melainkan juga meliputi efek-efek
matahari tidak langsung, seperti tenaga angin, tenaga air, panas laut, dan bahkan
termasuk biomassa yang dapat memanfaatkan sebagai sumber energi (Kadir, 1995:
15). Berapa besar jumlah energi yang dikeluarkan oleh matahari sukar
dibayangkan. Menurut salah satu perkiraan, inti sang surya yang merupakan suatu
tungku termonuklir bersuhu 100 juta derajat Celsius tiap detik mengkonversi 5 ton

10
materi menjadi energi yang dipancarkan ke angkasa luas sebanyak 6,41.107
𝑊/𝑚2
. Sang surya memang merupakan suatu bintang yang istimewa. Ia
mampunyai radius sebesar 6,96.105
km dan terletak rata-rata sejauh 1,496.108
km
dari bumi (Kadir, 1995: 15).
2.2 Hukum Ohm
Resistor adalah suatu konduktor dengan hambatan tertentu. Resistor
memiliki hambatan yang sama tanpa mempedulikan besar dan arah (polaritas) dari
beda potensial yang di aplikasikan (Halliday, Resnick & Walker, 2013: 258).
Gambar 2. Penerapan Hukum Ohm
Hukum Ohm adalah pernyataan yang tegas bahwa arus yang melalui suatu
alat selalu berbanding lurus terhadap beda potensial yang diaplikasikan pada alat
tertentu (Halliday et.al, 2013: 259). Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi
Hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan
polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Sehingga persamaannya
menjadi (Halliday,dkk. 2013: 243):
𝑅 =
𝑉
𝑖
.........................................................................................................(1)
ii
-
R
+
V

11
Beda potensial V diaplikasikan melalui suatu alat yang di uji, dan arus i yang
dihasilkan melalui alat diukur sebagai V yang bervariasi baik di dalam besar
maupun polaritas. Arah V berubah-ubah menjadi positif apabila terminal kiri dari
alat tersebut berada pada potensial yang lebih tinggi daripada terminal kanan. Arah
arus yang dihasilkan (dari kiri ke kanan) ditetapkan dengan tanda positif secara
berubah-ubah. Polaritas balik dari V (dengan terminal kanan berada pada potensial
yang lebih besar) kemudian menjadi negatif; arus ini menyebabkan penerapan tanda
minus (Halliday, dkk. 2013: 258).
Gambar 3. Arus (i) terhadap beda potensial (V).
Gambar 3 merupakan garis lurus yang melalui titik asal sehingga
perbandingan i/V sama untuk semua titik. Ini berarti hambatan R=V/i tidak
bergantung pada besar dan kecilnya nilai beda potensial V dan arus yang mengalir
maka R selalu tetap, sehingga pada gambar 3 dapat berlaku Hukum Ohm (Halliday,
dkk. 2013: 259). Berbeda dengan gambar 3, gambar 4 menunjukkan bahwa tidak
berlakunya hukum ohm karena pada hukum ohm arus sebanding dengan nilai beda
Arus (mA)
Beda potensial (V)

12
potensial. Arus pada gambar 4 hanya ada, jika apabila polaritas V positif dan beda
potensial yang diberikan lebih besar daripada 1,5V (Halliday, dkk. 2013: 259). Ciri
(karakteristik) diode adalah hubungan antara arus diode dan beda tegangan antara
kedua ujung diode, untuk sambungan p-n, lengkung cirinya seperti gambar 4
(Sutrisno, 1986: 85)
Gambar 4. Arus (i) terhadap beda potensial (V) pada diode pn
2.3 Tinjauan Mikroskopik Mengenai Hukum Ohm
Menurut fisika klasik, elektron seharusnya memiliki distribusi kelajuan
Maxwell yang agak mirip dengan kelajuan molekul di dalam suatu gas. Kelajuan
rata-rata elektron akan sebanding dengan akar kuadrat suhu mutlak. Akan tetapi,
gerak elektron dikembangkan bukan oleh hukum fisika klasik, melainkan oleh
hukum fisika kuantum. Asumsi yang lebih dekat pada kenyataan kuantum adalah
bahwa elektron bergerak dengan kelajuan efektif tunggal veff dan gerak ini pada
dasarnya tidak bergantung pada suhu (Halliday, dkk. 2013: 260).
Arus (mA)
Beda
potensial
(V)

13
Apabila menerapkan suatu medan listrik pada sampel logam, elektron
memodifikasi gerak acaknya dengan mudah dan menyimpang sangat lambat di
dalam arah yang berlawanan dengan arah medan dengan laju penyimpangan rata-
rata vd , laju penyimpangan di dalam konduktor logam khusus sekitar 4 x 10-7
m/s,
lebih kecil daripada laju efektif (1,6 x 106 m/s) (Halliday, dkk. 2013: 260).
Gambar 5. Gerakan elektron dari A ke B dalam suatu medan listrik E
Gambar 5 memberi kesan hubungan antara dua kelajuan ini. Garis paling
tebal menunjukan lintasan acak yang mungkin untuk sebuah elektron di dalam
ketidakhadiran medan yang diaplikasikan elektron berjalan dari A ke B,
menghasilkan enam tumbukan di sepanjang lintasan itu. Garis paling kanan
menunjukan bagaimana kondisi yang sama mungkin terjadi apabila medan listrik E
diaplikasikan. Melihat bahwa elektron menyimpang terus menerus ke kanan,
berakhir pada B',’bukan pada B. Gambar 5 digambarkan dengan asumsi bahwa vd
A
B
B’
E

14
≈ (10-13
) veff, penyimpangan ditampilkan di dalam gambar dengan dilebih-lebihkan
(Halliday,dkk. 2013: 261).
Gerakan elektron di dalam suatu medan listrik E adalah suatu kombinasi
dari gerak yang disebabkan oleh tumbukan acak dan yang disebabkan oleh E.
Apabila meninjau semua elekron bebas, gerak acak rata-rata elektron ini menjadi
nol dan tidak membuat kontribusi terhadap laju penyimpangan. Dengan demikian,
laju penyimpangan hanya disebabkan oleh pengaruh medan listrik pada elektron
tersebut (Halliday,dkk. 2013: 261).
2.4 Efek Fotoelektrik
Tabung yang divakumkan berisi dua elektrode yang dihubungkan dengan
rangkaian eksternal, dengan keping logam yang permukaannya mengalami iradasi
yang dipakai katoda. Sebagian dari fotoelektron yang muncul dari permukaan
mengalami radiasi mempunyai energi yang yang cukup untuk mencapai anoda, dan
elektron serupa itu membentuk arus yang dapat diukur oleh ammeter dalam
rangkaian itu (Beiser, 1999: 49).
Gambar 6. Efek Fotoelektrik

15
Ketika potensial penghambat V ditambah, lebih sedikit elektron yang
mencapai anoda dan arusnya menurun. Akhirnya, ketika V sama dengan atau
melebihi suatu harga frekuensi ambang yang besarnya dalam orde beberapa volt,
tidak ada elektron yang mencapai anoda dan arusnya terhenti (Beiser, 1999: 49).
Teori fotoelektrik dikemukakan Einstein pada tahun 1905, teorinya ini
didasarkan pada gagasan Plank tentang kuantum energi. Einstein menganggap
bahwa kuantum energi bukanlah sifat istimewa dari atom-atom dinding rongga
radiator, tetapi merupakan sifat radiasi itu sendiri. Energi radiasi elektromagnet
bukannya diserap dalam bentuk aliran kontinu gelombang, melainkan dalam
buntelan diskret atau kuanta, yang disebut foton. Sebuah foton adalah suatu
kuantum energi elektromagnet yang diserap atau dipancarkan, dan sejalan dengan
usulan Plank, tiap-tiap foton dari radiasi berfrekuensi v memiliki energi (Krane,
2006: 99):
E = h v ........................................................................................................(2)
h adalah tetapan Plank. Dengan demikian, foton-foton berfrekuensi tinggi memiliki
energi yang lebih besar – energi foton cahaya biru lebih besar daripada energi foton
cahaya merah. Karena suatu gelombang elektromagnet klasik berenergi U memiliki
momentum p = U/c, maka foton haruslah pula memiliki momentum, dan sejalan
dengan rumusan klasik, momentum sebuah atom berenergi E adalah (Krane, 2006:
99):
𝑝 =
𝐸
𝑐
..........................................................................................................(3)
Dengan menggabungkan Persamaan 2 dan 3 didapatkan hubungan langsung antara
panjang gelombang dan momentum foton (Krane, 2006: 100):

16
𝑝 =
ℎ
𝜆
.........................................................................................................(4)
Teori Einstein segera terbukti dapat menjelaskan semua fakta efek
fotoelektrik yang diamati. Dalam logam terikat sebuah elektron dengan energi W,
yang dikenal sebagai fungsi kerja (work function), dan logam yang berbeda
memiliki fungsi kerja yang berbeda pula; salah satu contoh daftarnya diperlihatkan
pada tabel 1 (Krane, 2006:100).
Tabel 1
Beberapa fungsi kerja fotoelektrik
Bahan W (eV)
Na
Al
Co
Cu
Zn
Ag
Pt
Pb
2,28
4,08
3,90
4,70
4,31
4,73
6,35
4,14
Untuk mengeluarkan sebuah elektron dari permukaan logam, energi yang
dipasok sekurang-kurangnya sebesar W. Jika hv < W, tidak terjadi efek
fotoelektrik; jika hv > W, maka elektron yang terpental keluar dan kelebihan energi
yang dipasok berubah menjadi energi kinetiknya. Energi kinetik maksimum Kmaks
yang dimiliki elektron yang terpental keluar dari permukaan logam adalah (Krane,
2006: 100):
Kmaks = hv - W............................................................................................(5)
Untuk elektron yang berada jauh di bawah permukaan lagam, di butuhkan energi
yang lebih besar daripada W dan beberapa diantaranya keluar dengan energi kinetik
yang lebih rendah (Krane, 2006: 100).

17
Sebuah foton yang memasok energi sebesar W, yang adalah tepat sama
dengan energi yang dibutuhkan untuk melepaskan sebuah elektron, berkaitan
dengan cahaya yang panjang gelombangnya sama dengan panjang gelombang
pancung (cutoff wavelength) λc. Pada panjang gelombang ini, tidak ada kelebihan
energi yang tersisa bagi energi kinetik fotoelektron, sehingga persamaan (5)
menjadi (Krane, 2006: 100):
𝑊 = ℎ𝑣 =
ℎ𝑐
𝜆
............................................................................................(6)
Dan demikian (Krane, 2006: 100):
𝜆 =
ℎ𝑐
𝑊
.......................................................................................................(7)
Karena diperoleh satu fotoelektron untuk setiap foton yang terserap, maka kenaikan
intensitas sumber cahaya akan berakibat semakin banyak fotoelektron yang
dipancarkan, namun demikian semua fotoelektron ini akan memiliki energi kinetik
yang sama, karena semua foton memiliki energi yang sama. Terakhir, waktu tunda
sebelum terjadi pemancaran fotoelektron diperkirakan singkat begitu foton pertama
diserap, arus fotoelektrik akan mulai mengalir (Krane, 2006: 101).
Gambar 7. Grafik energi kinetik maksimum terhadap frekuensi
𝑣 𝑜
𝑣
tan 𝛼 = ℎ
𝐾 𝑚𝑎𝑘𝑠

18
Kemiringan grafik sama dengan h. Perpotongan grafik dengan sumbu tegak
merupakan fungsi kerja W. Persamaan 5 sukar dibuktikan dengan teori gelombang.
Menurut teori gelombang, energi gelombang (maksimum) sebanding dengan
kuadrat frekuensi (𝐸 ∝ 𝑣2
). Jika elektron menyerap energi gelombang ini maka
energi kinetik maksimum elektron harus sebanding dengan frekuensi kuadrat bukan
sebanding v (Surya, 2009: 131).
2.5 Emisi Termionik
Peristiwa keluarnya elektron-elektron dari suatu material akibat pemanasan
dinamakan emisi termionik (“thermionic emission”). Energi minimum yang
dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari katoda dinamakan fungsi kerja. Emisi
termionik biasanya terjadi pada suhu tinggi sekali, itulah sebabnya proses ini tidak
terjadi pada semua logam (Surya, 2009: 46). Emisi termionik memungkinkan
bekerjanya piranti seperti tabung televisi yang didalamnya terdapat filamen logam
atau katoda berlapisan kusus yang pada terperatur tinggi menyajikan arus elektron
yang rapat (Beiser, 1999: 57).
Jelaslah bahwa elektron yang dipancarkan memperoleh energi dari agitasi
termal partikel pada logam, dan dapat diharapkan bahwa elektron harus mendapat
energi minimum tertentu supaya dapat lepas. Energi minimum ini ditentukan untuk
berbagai permukaan dan selalu berdekatan dengan fungsi kerja fotolistrik untuk
permukaan yang sama. Dalam emisi fotolistrik, foton cahaya menyediakan energi
yang diperlukan oleh elektron untuk lepas, sedang dalam emisi termionik kalorlah

19
yang menyediakannya; Dalam kedua kasus itu proses fisis yang bersangkutan
dengan timbulnya elektron dari permukaan logam adalah sama (Beiser, 1999: 57).
2.6 Semikonduktor
Bahan yang terkenal dipergunakan dalam industri semikonduktor pada
waktu ini ialah silikon (Si). Germanium (Ge) terkenal sebagai bahan yang
dipergunakan sepuluh tahun yang lalu. Karena Ge jarang terdapat di dunia ini dan
komponen yang dibuat dari Ge mempuyai sifat yang lebih jelek dari pada
komponen dari bahan Si, yang terdahulu telah diambil alih kemudian. Bergantian,
semikonduktor gabungan seperti GaAs dan GaP sering digunakan setelah Si, untuk
komponen dengan sifat spesial seperti laser dan light emitting dioda (LED) (Rio
dan Iida, 1999: 8).
Nomor atom Si adalah empat belas. Struktur atom Si dapat digambarkan
dengan menganggap ke empat belas elektron bergerak mengelilingi inti yang
mempunyai muatan listrik +14q. Lebih dari 1022 atom terikat bersama dalam 1 cm3
yang membentuk sebuah benda padat. Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti
tidak dengan sembarang melainkan melalui orbit-orbit yang telah ditentukan yang
masing-masing mempunyai tingkat energi spesifik. Angka yang menunjukkan
energi spesifik elektron disebut bilangan kwantum utama (Rio dan Iida, 1999: 9).
Si mempunyai orbit-orbit yang dinyatakan oleh tiga bilangan kwantum utama n =
1, 2 dan 3 (Rio dan Iida, 1999: 9).

20
Gambar 8. Struktur atom silikon, angka dalam kurung menunjukkan
jumlah elektron
Dapat dilihat bahwa elektron-elektron telah memenuhi kapasitas orbit n = 1 dan 2
sedangkan untuk orbit terluar masih ada 4 tempat kosong untuk elektron. Berarti
dapat menerima empat buah elektron dari luar. Kekosongan ini menyebabkan saling
mengikatnya atom-atom dan juga menentukan reaksi kimianya. Elektron-elektron
yang diterima dari luar disebut elektron valensi. Maka Si mempunyai empat
elektron valensi, disebut bahan dengan valensi empat (Rio dan Iida, 1999: 9).
Orbit dengan tidak lebih dari n = 2 tidak terisi penuh dan ini tidak ada
hubungan masalah ikatan. Elektron-elektron yang berada dalam orbit itu sebagai
elektron inti. Bila jarak atom-atom menjadi pendek, atom-atom terluar mengandung
delapan elektron, di mana muatan intinya mempunyai muatan listrik sama dengan
jumlah elektron valensi. Atom yang terletak di tengah-tengah saling memberikan
elektron-elektron kepada empat atom terdekat sehingga orbit terluar diisi sampai
kapasitas penuhnya dengan delapan buah elektron. Ikatan ini disebut ikatan kovalen

21
atau ikatan kovalen-valensi. Elektron-elektron yang terhubung bersama bertindak
seperti perekat yang mengikat atom-atom menjadi satu (Rio dan Iida, 1999: 9-10).
Gambar 9. Model dari atom terutama untuk inti dan elektron valensi.
Sifat listrik kristal semikonduktor yang mempunyai ikatan kovalen dapat
juga diterangkan dengan memperhatikan keadaan ikatannya. Sebuah kristal murni
merupakan isolator karena semua elektronnya membuat ikatan. Bila temperature
naik maka atom-atom dalam keadaan bergetar oleh panas, yang memberikan energi
pada elektron-elektron dan menyebabkan elektron-elektron bebas dari keadaan
ikatan, sehingga konduksi listriknya naik (Rio dan Iida, 1999: 10).
2.7 Dioda hubungan p-n
Hubungan p-n merupakan dasar dari elektronik semikonduktor. Sifat
hubungan p-n harus dimengerti benar, ini penting karena merupakan kunci untuk
dapat memahami elektronik semikonduktor. Hubungan p-n tidak bisa dibentuk
hanya dengan menghubungkan semikonduktor tipe p dan tipe n begitu saja, akan
tetapi didapat hubungan p-n bila merubah sebagian dari substrat kristal menjadi
tipe-n dengan menambah donor dan bagian yang lain menjadi tipe-p dengan
menambah aseptor (Rio dan Iida, 1999: 58).
Orbit elektron valensi
Orbit elektron inti

22
Gambar 10. Hubungan p-n dan pembagian ketidak murniannya
Gambar 10 memberikan sketsa kasar dari struktur kristal, ada beberapa cara untuk
menghasilkan hubungan p-n yang mempunyai konsentrasi ketidak murnian (Rio
dan Iida, 1999: 58).
Gambar 11. Proses pembentukan hubungan p-n
Gambar 11 menunjukkan proses yang disederhanakan dalam bentuk bidang.
Dalam gambar ini – dan + menunjukan masing-masing aseptor yang diionisasikan
dan donor yang diionisasikan; dan ◦ dan • menunjukkan masing-masing hole dan
elektron. Donor dan aseptor tidak dapat berpindah bebas pada temperatur normal.
a. Menggambarkan hubungan tepat sesudah terbentuk; aseptor membentuk
semikonduktor tipe-p dan donor membentuk tipe-n yang disertai dengan
jumlah hole dan elektron yang sama, dan kedua daerah itu sifat listriknya netral.

23
Hole dan elektron itu merupakan pembawa bebas yang dapat dinaikkan
tingkatannya ke jalur konduksi dan juga dapat dalam jalur valensi. Pembawa-
pembawa ni berdifusi ke daerah yang mempunyai konsentrasi rendah dan
berekomendasi satu sama lain. Misalnya karena hole dalam tipe-p ke tipe-n.
Proses yang sama terjadi pada elektron. Tetapi proses ini tidak terjadi terus
menerus. Bila ia meninggalkan daerah tipe-p dan hilang ke dalam daerah tipe-
n karena berekomendasi, sebuah aseptor akan diionisasikan menjadi negatif
dalam daerah tipe-n, ini membangkitkan medan medan listrik yang mulai dari
ruang bermuatan positif, berakhir pada ruang bermuatan negatif. Medan listrik
ini menghabat hole untuk berdifusi dari daerah tipe-p ke tipe-n, juga demikian
pada elektron terhambat berdifusi dari tipe-n ke tipe-p. (Rio dan Iida, 1999:
58).
b. Medan listrik bertambah kuat bila lebih banyak pembawa berdifusi dan
berekombinasi. Akhirnya aliran pembawa berhenti setelah terdapat
keseimbangan antara difusi dan hanyutan (drift) dari pembawa-pembawa yang
disebabkan oleh medan listrik yang berlawanan arahnya. Keadaan itu disebut

24
keadaan seimbang. Dalam keadaan seimbang di dalam hubungan p-n terbentuk
daerah:
1. Daerah tipe-p netral: daerah di mana jumlah hole sama dengan jumlah
aseptor.
2. Daerah muatan tipe-p: daerah di mana aseptor diionisasikan negatif.
3. Daerah muatan ruang tipe-n : daerah di mana donor diionisasikan positif.
4. Daerah tipe-n netral: daerah di mana jumlah donor sama dengan jumlah
elektron
Daerah-daerah (2) dan (3) bersama-sama disebut daerah muatan ruang atau lapisan
deplesi atau dipole listrik. Dalam daerah ini terdapat medan listrik walaupun pada
hubungan p-n tidak diberi tegangan.
2.8 Panel Surya
2.8.1 Photovoltaik (PV)
Photovoltaik merupakan bahan dan perangkat mengkonversi sinar matahari
menjadi energi listrik dan sel fotovoltaik biasanya dikenal sebagai panel surya.
Secara harafiah Fotovoltaik dapat diterjemahkan sebagai cahaya-listrik. Istilah
Medan listrik

25
fotovoltaik pertama kali digunakan pada sekitar 1890. Fotovoltaic (footo- cahaya,
voltaic = tegangan listrik) (Sutarno, 2012: 135)
Proses photovoltaik ditemukan pada abad 19 dan merujuk kepada
pembangkit listrik (volt) dari energi yang ada di matahari (photon). Pada tahun
1950an, modul PV yang pertama telah dikembangkan secara komersial, meskipun
industri ini mulai tumbuh terutama sejak tahun tujuh puluhan. Modul PV Surya
tengah digunakan untuk satelit teknologi canggih untuk sistem tenaga surya rumah
tangga yang sederhana. Model ini dipasang pada instalasi yang dihubungkan
dengan jaringan megawatt (MW) maupun 50 watt dan penggunaan pecahayaan
yang lebih kecil yang menggunakan bateri sebagai cadangan. Kita malah
menyaksikan PV tenaga surya yang digunakan pada arloji, kalkulator dan peralatan
jinjing (backpack); yang telah menambah beberapa pemakain praktis dalam waktu
singkat (Kementerian Dalam Negeri, 2012: 27-28)
Konversi modul PV surya, seperti yang disebutkan di atas, adalah energi
dari cahaya matahari yang diubah menjadi energi listrik. Dengan kata lain,
photovoltaik (PV) adalah teknologi berdasarkan semi-konduktor dalam kondisi
padat yang mengkonversi energi cahaya matahari secara langsung menjadi energi
listrik, tanpa ada bagian yang berputar, tidak menimbulkan kebisingan, dan tanpa
mengeluarkan gas buangan. Modul ini tersedia dalam berbagai kapasitas, mulai dari
1 watt hingaa 300 watt (Kementerian Dalam Negeri, 2012: 28).

26
Gambar 14. Panel Surya
Berbagai teknologi sel tersedia di pasar, seperti mono (single) crystalline,
poly (multi) crystalline, amorphous silicon (a-Si) (thin film) solar modules, copper-
indium diselenide (CulnSe2 or CIS), cadmium-tellueride (CdTe). Gallium arsenide
(GaAs), panel surya organik (menggunakan titaniumoxides dan organic dyes), serta
lain-lainnya termasuk penggabungan dari teknologi-teknologi ini (Kementerian
Dalam Negeri, 2012: 28).
2.8.2 Ragam Teknologi
Beberapa teknologi yang telah disebutkan pada diagram telah tersedia
secara komersial, beberapa di antaranya mendekati produksi komersial, dan yang
lain berada pada tahap penelitian komersial. Teknologi-teknologi fotovoltaik pada
umumnya berada pada dua kategori yang luas: Plat Datar dan Konsentrator
(meskipun kategori ketiga yang potensial adalah “Lainnya,” yang akan mencakup
panel surya organik dan teknologi lain yang baru dan eksotik, yang belum dicakup
di sini) (Kementerian Dalam Negeri, 2012: 28).
Teknologi plat datar adalah yang paling lazim dijual secara komersial.
Sedangkan sistem konsentrator, meskipun menggunakan bahan PV yang lebih

27
murah, dan pembuatannya yang mengkonsentrasikan lebih banyak sinar matahari
pada PV dengan lensa plastik atau reflektor yang harganya tidak mahal, belum
menimbulkan dampak yang signifikan di pasar komersial, namun dengan cepat
menjadi pemain yang serius dalam skala penggunaan sistem PV (> 1MW)
(Kementerian Dalam Negeri, 2012: 29).
Teknologi plat datar mendominasi pasar saat ini. Teknologi ini pada
umumnya dibagi lagi menjadi Crystalline dan thin films, meskipun bisa terjadi
banyak tumpang tindih. Crystalline bisa dibagi lagi (dengan cara
menyederhanakan) menjadi mono (single) crystal, yang secara relatif tidak perlu
dijelaskan lagi, dan poly (multi) crystal, yang pada umumnya diiris dari cast blocks
of material, sehingga ada banyak kristal yang tertinggal pada masing-masing sel.
Sub kategori crystalline adalah teknologi lembaran atau pita, di mana bahan PV
diambil dari lelehan (misal, pita EFG, dendritic webs dan teknologi lembaran), yang
berbeda dari nearly cystalline ke highly multi-crystalline (Kementerian Dalam
Negeri, 2012: 29).
Keunggulan teknologi crytalline terletak pada efisiensi konversi yang relatif
tinggi serta basis instalasi besar atas peralatan produksi. Namun, teknologi ini juga
memiliki kekurangan karena memerlukan tenaga kerja yang sangat banyak, bahan
yang sangat banyak, dan keterbatasan bentuk fisiknya (terbuat dari sel yang getas
dan kau dipotong dari potangan yang lebih besar) (Kementerian Dalam Negeri,
2012: 29).
Tipe monocrystalline mempunyai efisiensi yang sangat tinggi sekitar 16-17
% bahkan ada yang memiliki efisiensi hingga 20%. Selain itu dimensi dari tipe ini

28
lebih kecil. Namun dalam proses produksinya menemui kendala pada biaya yang
lebih mahal karena proses pembuatannya yang rumit. Selain itu panel surya ini
kurang berfungsi dengan baik atau efisiensinya akan berkurang drastis jika cuaca
berawan (Hakim, 2017:2).
Tipe polycrystalline mempunyai efisiensi yang lebih rendah dan dimensi
yang lebih besar jika dibandingkan dengan tipe monocrystalline. Akan tetapi tipe
ini dapat menghasilkan energi listrik dalam keadaan cuaca berawan dan mempunyai
harga yang lebih murah sehingga banyak dipakai di pasaran (Hakim, 2017:2).
Teknologi film tipis mendapatkan namanya dari fakta bahwa teknologi ini
pada umumnya tersimpan pada film yang sangat tipis pada subtract yang tidak
mahal (seperti kaca, baja, stainless, plasti, keramik, dsd). Kategori ini mencakup
teknologi seperti amorphorus silicon, copper-indium diselenide, dan cadmium
telluride. Bahan-bahan ini memiliki keunggulan, yakni ideal untuk produksi secara
otomatis, menggunakan sedikit bahan, dan bisa juga disimpan pada berbagai bahan
dan memiliki bentuk yang unik dan tidak biasa. Kekurangan dari teknologi ini
mencakup kurangnya pengalaman memproduksinya serta efisiensi konversi yang
rendah (hingga baru-baru ini, ketika teknologi CIS dan CdTe telah memulai
melakukan pendekatan kepada efisiensi konversi teknologi crystalline
(Kementerian Dalam Negeri, 2012: 29).
2.8.3 Prinsip Kerja PV
Semua teknologi berbasis semi-konduktor bekerja dengan prinsip yang
sama: foton dari sinar matahari menerpa elektron di dalam sel PV sehingga
memberikan energi yang cukup bagi sebagian elektron untuk berpindah dari

29
junction semi-konduktor dan menimbulkan “tekanan” listrik. Alasan untuk tekanan
ini adalah bahwa ada ketidaksamaan listrik, terlalu banyak elektron (bermuatan
negatif) pada satu sisi junction, dan terdapat terlalu banyak muatan positif di sisi
lainnya. Pada saat elektron mengalir dari tempat dengan terlalu banyak elektron ke
tempat dengan terlalu sedikit elektron, maka tekanan akan berkurang. Hal ini terjadi
ketika ada interkoneksi di antara sel. Pada saat sel saling dihubungkan, maka
terciptalah modul (Kementerian Dalam Negeri, 2012: 31).
Gambar 15. Prinsip Kerja Semikonduktor
Modul yang paling tersedia secara komersial dikonfigurasi untuk
menghasilkan voltase sirkit sekitar 20 volt dan charging nominal voltage sebesar
14 volt, agar membuatnya sesuai untuk mengisi bateri 12 volt. Pada umumnya
modul ini terdiri dari 36 sel secara serial dengan sebutan modul 12 volt. Modul
surya menghasilkan Arus Searah (DC) yang berarti arus satu arah. Ini berlaku sama
pada bateri. Kebalikan dari Arus Searah adalah Arus Bolak-Balik (AC). Sumber
Arus Bolak-Balik secara teratur membalikan polaritas. Jika peralatan di rumah atau
bangunan memerlukan Arus Bolak-Balik (AC) untuk mengoperasikannya, maka
Arus Searah (DC) dari modul PV harus diubah menjadi Arus Bolak-Balik (AC).

30
Hal ini bisa dilakukan menggunakan inverter (Kementerian Dalam Negeri, 2012:
31).
2.9 Mikrokontroler
Mikrokontroller adalah komputer yang berukuran mikro dalam satu chip IC
(integrated circuit) yang terdiri dari processor, memory, dan antarmuka yang bisa
diprogram. Jadi disebut komputer mikro karena dalam IC atau chip mikrokontroller
terdiri dari CPU, memory, dan I/O yang bisa kita kontrol dengan memprogramnya.
Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1971 oleh Intel Corporation, yaitu Intel
4004 yang mempunyai arsitektur 4 bit. Dengan penambahan beberapa pheripheral
(memori, piranti I/O, dan sebagainya), Intel 4004 dapat diubah menjadi sebuah
sistem komputer kecil. Setelah itu teknologi mikroprosesor berkembang sangat
pesat dengan diperkenalkannya mikroprosesor baru oleh Intel, yaitu 8080
(berarsitektur 8 bit), 8086 (berarsitektur 16 bit). Perusahaan semikonduktor lain
juga mengembangkan mikroprosesor yang lain, antara lain Motorola dengan
M6800 dan Zilog dengan Z80-nya (Deddy, 2010:1).
Dalam sebuah mikrokontroler (PC=Personal Computer merupakan salah
satu jenis mikrokomputer), sebuah mikroprosesor merupakan CPU (unit pengolah
pusat) sistem. Jadi pada PC, mikroprosesor digunakan sebagai pengolah utama pada
semua kerja komputer, yaitu untuk menjalankan perangkat lunak, memecahkan
persoalan-persoalan aritmetika, mengendalikan proses Input/Output, dan
sebagainya. Secara umum, mikroprosesor dengan piranti pendukungnya dikatakan
membentuk suatu mikrokomputer. Jika CPU dan peralatan pendukungnya berada
pada IC yang sama, serta digunakan untuk penerapan sistem kendali maka IC

31
tersebut disebut sebagai sebuah mikrokontroler. Contoh dari mikrokontroler adalah
Intel 8051, Motorola 68HC11, ATMEL AVR, dan sebagainya (Deddy, 2010:2).
Dengan berkembangnya mikroprosesor dan mikrokontroler, teknologi
elektronika mengalami banyak revolusi. Mikroprosesor dan mikrokontroler mulai
banyak digunkanan dalam berbagai aplikasi elektronika, antara lain di bidang
otomatisasi industri, otomotif, pengukuran, telekomunikasi, penerbangan, dan
sebagainya. Keuntungan dari penggunaan mikroprosesor dan mikrokontroler
adalah sistem yang diciptakan menjadi sangat fleksibel karena dimodifikasi dan
pengembangan cukup dilakukan pada perangkat lunaknya (Deddy, 2010:2).
2.10 Mikrokontroler ATmega328 (Arduino Uno)
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC
(integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6
analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin
header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport
mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power
supply adaptor AC ke DC atau juga battery (Mishra et al, 2015).

32
Gambar 16. Mikrokontroler Atmega328 (Arduino Uno)
Bahasa "UNO" berasal dari bahasa Italia yang artinya SATU, ditandai
dengan peluncuran pertama Arduino 1.0, Uno pada versi 1.0 sebagai referensi untuk
Arduino yang selanjutnya, seri Uno versi terbaru dilengkapi USB. ATmega328
yang pada Arduino / Genuino Uno datang diprogram dengan boot loader yang
memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk itu tanpa menggunakan
hardware eksternal programmer. Ini berkomunikasi menggunakan protokol
STK500 yang asli (Mishra et al, 2015).
Tabel 2
Spesifikasi Mikrokontroler Atmega328 (Arduino Uno)
Microkontroler Atmega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limit) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital I/O Pins 6
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 20 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 Kb (Atmega328) of which 0.5 KB
used by bootloader
SRAM 2 KB (Atmega328)

33
EEPROM 1 KB (Atmega328)
Clock Speed 16 MHz
Length 68.6 mm
Width 53.4 mm
Weight 25
2.11 Sensor Light Dependent Resistor (LDR)
Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang
mengenainya. Dalam keadaan gelap, resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam
keadaan terang sekitar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor
seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini, energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat.
Artinya, resistansi bahan mengalami penurunan (Budiharto, 2008: 4).
LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik.
Sakelar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang
menggunakan LDR. Karena responnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak
digunakan pada situasi di mana intensitas cahaya berubah secara drastis (Budiharto,
2008: 4).
Gambar 17. Sensor Light Dependent Resistor
Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada disekitar kita.
Sensor yang terkenal untuk mendeteksi cahaya adalah LDR. Sensor ini akan
berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.

34
Prinsip inilah yang akan digunakan untuk mengaktifkan transistor agar dapat
menggerakan motor DC. Perubahan nilai hambatan pada LDR tersebut akan
menyebabkan perubahan beda tegangan pada input basis transistor yang pada
gilirannya akan mengaktifkan/menonaktifkan transistor (Budiharto, 2008: 5).
2.12 Motor Servo
Ini tidak lain hanyalah motor listrik sederhana, dikendalikan dengan bantuan
mekanisme servo. Jika motor sebagai dikontrol perangkat, terkait dengan
mekanisme servo adalah motor DC, maka umumnya dikenal DC Servo Motor. Jika
Motor dikendalikan dioperasikan oleh AC, yang disebut AC Servo Motor. Sebuah
sistem servo terutama terdiri dari tiga komponen dasar - perangkat dikendalikan,
sensor output, sistem umpan balik. Ini adalah sistem kontrol loop tertutup otomatis.
di sini sebagai gantinya mengendalikan perangkat dengan menerapkan sinyal input
variabel, perangkat dikendalikan oleh sinyal umpan balik yang dihasilkan dengan
membandingkan sinyal output dan input referensi sinyal. Ketika sinyal input
referensi atau sinyal perintah diterapkan pada sistem, itu dibandingkan dengan
sinyal referensi output dari sistem yang dihasilkan oleh keluaran sensor, dan sinyal
ketiga yang dihasilkan oleh sistem umpan balik. sinyal ketiga ini bertindak sebagai
sinyal input dari perangkat dikendalikan. Ini sinyal input ke perangkat menyajikan
selama karena ada perbedaan logis antara sinyal masukan referensi dan sinyal
keluaran dari sistem. Setelah perangkat mencapai output yang diinginkan, tidak
akan ada Perbedaan lagi logis antara sinyal input referensi dan output referensi
sinyal dari sistem. Kemudian, sinyal ketiga diproduksi dengan membandingkan ini
atas kata sinyal tidak akan tetap cukup untuk mengoperasikan perangkat lebih lanjut

35
dan untuk menghasilkan Output lebih lanjut dari sistem sampai sinyal input
referensi berikutnya atau perintah sinyal diterapkan ke sistem. Oleh karena itu tugas
utama mekanisme servo adalah untuk mempertahankan output dari sistem pada
nilai yang diinginkan di hadapan gangguan. Sebuah motor servo pada dasarnya
adalah motor DC (dalam beberapa kasus khusus itu adalah AC Motor) bersama
dengan beberapa komponen tujuan khusus lainnya yang membuat DC motor servo.
Dalam unit servo, akan ditemukan motor DC kecil, potensiometer, pengaturan gigi
dan sirkuit cerdas. Sirkuit cerdas bersama dengan potensiometer membuat servo
untuk memutar sesuai dengan keinginan, motor DC kecil akan berputar dengan
kecepatan tinggi tapi torsi yang dihasilkan oleh rotasi tidak akan cukup untuk
bergerak bahkan beban ringan. Di sinilah gigi sistem dalam servomechanism datang
ke dalam servo, mekanisme gir akan mengambil kecepatan input tinggi motor
(cepat) dan pada output; kita akan mendapatkan output kecepatan yang lebih lambat
dari kecepatan input asli tapi lebih praktis dan luar berlaku (Mishra et al, 2015).
Gambar 18. Motor Servo
Katakanlah pada posisi awal poros motor servo, posisi potensiometer adalah
seperti tidak ada sinyal listrik yang dihasilkan di terminal output dari tombol

36
potensiometer. Port output dari potensiometer ini terhubung dengan salah satu
terminal masukan dari penguat detektor kesalahan. Sekarang sinyal listrik diberikan
ke terminal masukan lain dari penguat detektor kesalahan. Perbedaan sekarang
antara dua sinyal ini, satu berasal dari potensiometer dan lain datang dari sumber
eksternal akan diperkuat dalam detektor kesalahan amplifier dan feed motor DC.
Sinyal kesalahan diperkuat ini bertindak sebagai daya input dari motor DC dan
motor mulai berputar di arah yang diinginkan. Sebagai poros motor berlangsung
tombol potensiometer juga berputar seperti yang ditambah dengan poros motor
dengan bantuan pengaturan gigi. Sebagai posisi perubahan tombol potensiometer
ada akan menjadi sinyal listrik yang dihasilkan di pelabuhan potensiometer.
Sebagai angular posisi knob potensiometer berlangsung output atau umpan balik
sinyal meningkatkan. Setelah posisi sudut yang diinginkan dari poros motor
potensiometer knob adalah mencapai pada posisi seperti sinyal listrik yang
dihasilkan di potensiometer menjadi sama seperti sinyal listrik eksternal diberikan
kepada amplifier. pada ini Kondisi, tidak akan ada sinyal output dari amplifier ke
input motorik karena tidak ada perbedaan antara sinyal diterapkan eksternal dan
sinyal dihasilkan di potensiometer. Sebagai sinyal input ke motor adalah nihil pada
saat itu posisi, motor berhenti berputar. Ini adalah bagaimana motor servo
konseptual sederhana bekerja (Mishra et al, 2015).
Tabel 3
Spesifikasi Motor Servo
Weight 55g
Dimensions 40.7 x 19.7 x 42.9mm
Stall Torque 8.5 kg cm (4.8V), 10 kg cm (6V)
Operating Speed 0.20 sec/60d (4.8V), 0.16 sec/60d (6V)
Operating Voltage 4.8 – 7.2 V
Temperature Range 0 – 55 C

37
2.13 Arduino IDE
2.13.1 Interface Arduino IDE
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang
bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini
adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat
pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan
Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah
software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi
kode biner dan meng-upload ke dalam memory microkontroller. Ada banyak projek
dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan
Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan,
penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan
dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi
pilihan dan acuan bagi banyak praktisi (Djuandi. 2011: 2).

38
Gambar 19. Intrface Arduino IDE
Interface Arduino IDE tampak seperti pada gambar 7. Dari kiri ke
kanan dan atas ke bawah, bagian-bagian IDE Arduino terdiri dari (Santoso, 2016:
7-8):
1) Verify : pada versi sebelumnya dikenal dengan istilah Compile.
Sebelum aplikasi diupload ke board Arduino, biasakan untuk
memverifikasi terlebih dahulu sketch yang dibuat. Jika ada kesalahan
pada sketch, nanti akan muncul error. Proses Verify / Compile
mengubah sketch ke binary code untuk diupload ke mikrokontroller.
2) Upload : tombol ini berfungsi untuk mengupload sketch ke board
Arduino. Walaupun kita tidak mengklik tombol verify, maka sketch

39
akan di-compile, kemudian langsung diupload ke board. Berbeda
dengan tombol verify yang hanya berfungsi untuk memverifikasi source
code saja.
3) New Sketch : Membuka window dan membuat sketch baru
4) Open Sketch : Membuka sketch yang sudah pernah dibuat. Sketch yang
dibuat dengan IDE Arduino akan disimpan dengan ekstensi file .ino
5) Save Sketch : menyimpan sketch, tapi tidak disertai mengcompile.
6) Serial Monitor : Membuka interface untuk komunikasi serial, nanti
akan kita diskusikan lebih lanjut pada bagian selanjutnya.
7) Keterangan Aplikasi : pesan-pesan yang dilakukan aplikasi akan
muncul di sini, misal "Compiling" dan "Done Uploading" ketika kita
mengcompile dan mengupload sketch ke board Arduino
8) Konsol : Pesan-pesan yang dikerjakan aplikasi dan pesan-pesan tentang
sketch akan muncul pada bagian ini. Misal, ketika aplikasi
mengcompile atau ketika ada kesalahan pada sketch yang kita buat,
maka informasi error dan baris akan diinformasikan di bagian ini.
9) Baris Sketch : bagian ini akan menunjukkan posisi baris kursor yang
sedang aktif pada sketch.
10) Informasi Port : bagian ini menginformasikan port yang dipakah
oleh board Arduino.

40
2.13.2 Tipe Data Dalam Arduino IDE
Setiap bagian dari data yang Anda simpan dalam program Arduino memiliki
tipe datanya masing-masing. Tergantung pada kebutuhan Anda, Anda dapat
memilih dari tipe-tipe data berikut ini :
1) Tipe data boolean mengambil satu byte memori dan dapat bernilai benar atau
salah.
2) Tipe data char mengambil satu byte nomor memori dan menyimpan dari -128
sampai 127. Angka-angka ini biasanya mewakili karakter yang dikodekan
dalam ASCII.
3) Tipe data int (integer) membutuhkan dua byte memori, Anda dapat
menggunakannya untuk menyimpan angka dari -32.768 ke 32.767. Unsigned
int juga menghabiskan dua byte memori tetapi menyimpan angka dari 0 sampai
65.535.
4) Untuk angka yang lebih besar, gunakan tipe data long. Mengkonsumsi empat
byte memori dan menyimpan nilai dari -2147483648 ke 2147483647.
Unsigned long juga perlu empat byte tetapi menyimpan rentang nilai dari 0
sampai 4,294,967,295.
5) Tipe data float dan double adalah tipe data yang sama. Anda dapat
menggunakan jenis tipe data ini untuk menyimpan angka floating-point.
Keduanya menggunakan empat byte memori dan mampu menyimpan nilai-
nilai dari-3.4028235E +38 untuk 3.4028235E +38. • Tipe data void hanya
untuk deklarasi fungsi. Ini menunjukkan bahwa fungsi tersebut tidak
mengembalikan nilai.

41
6) Array menyimpan nilai yang memiliki tipe data yang sama:
int values[2]; // Array dengan dua elemen
int values[0] = 42; // Elemen pertama Array
int values[1] = -42; // Elemen kedua Array
int more_values[] = { 42, -42 };
int first = more_values[0]; // first == 42
Dari contoh di atas, nilai-nilai array dan more_values mengandung elemen
yang sama. Ada dua cara yang berbeda untuk menginisialisasi array.
Perhatikan bahwa indeks array dimulai dari 0, dan perlu diingat pula bahwa
elemen array yang telah terinisialisasi mengandung nilai random (Agung,
2014: 13-14).
2.14 Penelitian Yang Relevan
Beberapa penelitian yang relevan antara lain dilakukan oleh:
1) Hendro Mairizwan, Berdasarkan data dan analisisnya dapat diketahui dua hal
penting: pertama, sistem tracker panel surya ini dapat bekerja dengan baik
mengikuti arah gerak matahari setiap saat; kedua, daya yang dihasilkan dari
panel surya ini lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanpa sistem tracker panel.
2) Yudhy Wiranatha Jaya Kusuma, Noer Soedjarwanto, Agus Trisanto dan
Dikpride. Sistem yang mampu mendapatkan energi matahari secara penuh, yaitu
dengan membuat panel surya dapat terus menghadap matahari. Dari hasil
pengujian yang dilakukan, maka energi listrik yang mampu dihasilkan oleh
panel surya dengan menggunakan sistem penggerak otomatis ini lebih besar

42
daripada energi yang dihasilkan ketika panel surya dihadapkan hanya ke satu
arah.
3) Sandos Simatupang, Bambang Susilo, dan Mochammad Bagus Hermanto, Solar
panel dikontrol dengan mikrokontroler ATMega16, Servo Motor digunakan
untuk menggerakan solar panel ini agar didapatkan sudut yang sesuai. Hasil
pengukuran menunjukan energi surplus sebesar 4,22% dari sistem yang tidak
menggunakan solar tracker dengan pengaruh dari kondisi atmosfer.

43
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian ini adalah Eksperimen murni (true experiment) merupakan
metode eksperimen yang mengikuti prosedur dan memenuhi syarat-syarat
eksperimen. Prosedur dan syarat-syarat tersebut, terutama berkenaan dengan
pengontrolan variabel, kelompok kontrol, pemberian perlakuan atau manipulasi
kegiatan serta pengujian hasil (Sukmadinata, 2010: 58). Penelitian eksperimen
murni pada penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh paparan sinar matahari
terhadap panel surya yang dinamis maupun yang statis dan besarnya Intensitas
cahaya lampu yang dihasilkan baterai dari panel surya dinamis maupun statis. Pada
penelitian ini peneliti membuat sebuah panel surya yang dapat bergerak dengan
sendirinya untuk mengikuti arah dari Matahari dengan menggunakan beberapa
perangkat elektronik sederhana seperti LDR, Mikrokontroler Atmega328 (Arduino
Uno) dan Motor Servo.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2.1 Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pendidikan Fisika Fakultas
Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Palangkaraya.
3.2.2 Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan bulan September 2016 – Juli tahun
2017.

44
3.3 Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah panel surya statis dinamis dan statis.
3.4 Perangkat Penelitian
Penelitian ini menggunakan perangkat penelitian seperti tercantum pada
tabel berikut ini:
Tabel 4.
Perangkat Penelitian Pada Panel Surya Dinamis
No. Nama Jumlah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Mikrokontroler Atmega 328
Light Dependent Resistor (LDR)
Motor Servo MG995 Metal Gear
Panel Surya Polycristalline
Kerangka Utama
Baterai
Perangkat Lunak Arduino
Multitester Digital
Kabel Jumper
Kabel serabut 1m
Potensiometer
Bread Board
Lampu LED Putih
Luxmeter
Gear diameter 6cm
Gear diameter 5cm
1 Buah
4 Buah
2 Buah
2 Buah
1 Buah
1 Buah
-
1 Buah
40 Buah
2 Buah
2 Buah
1 Buah
7 Buah
1 Buah
2 Buah
1 Buah
Tabel 5.
Perangkat Penelitian Pada Panel Surya Yang Statis
No. Nama Jumlah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Panel Surya Polycristalline
Kerangka Utama
Multitester Digital
Baterai
Kabel serabut 1m
Bread Board
Lampu LED Putih
Luxmeter
1 Buah
1 Buah
1 Buah
1 Buah
2 Buah
1 Buah
7 Buah
1 Buah

45
Perangkat yang terdapat pada panel surya dinamis dan statis memiliki beberapa alat
yang berbeda seperti:
1. Mikrokontroler Atmega328 adalah merupakan hardware yang digunakan untuk
menyimpan software dan bertugas untuk mengolah data kemudian memberikan
perintah kepada motor servo.
2. Light Dependent Resistor (LDR) adalah sensor cahaya yang berguna untuk
mendeteksi arah sinar cahaya yang datang.
3. Motor Servo MG995 Metal Gear adalah motor yang berguna untuk
menggerakan kerangka utama setelah mendapat perintar dari mikrokontroler.
4. Perangkat Lunak arduino merupakan aplikasi yang digunakan untuk membuat
kode program yang nantinya akan di unggah ke mikrokontroler.
5. Bread Board merupakan papan sirkuit yang digunakan untuk menghubungkan
kabel antar perangkat pada panel surya dinamis.
6. Kabel Jumper merupakan kabel yang khusus digunakan untuk perangkat
Mikrokontroler dan bread board, sehingga lebih mudah dalam melakukan perangkaian.
7. Gear diameter 6cm dan 5cm merupakan gear plastik bekas yang digunakan agar panel
surya dinamis dapat bergerak.
Tabel 6.
Perangkat Penelitian Pada Baterai Statis dan Dinamis
No. Nama Jumlah
1.
2.
3.
4.
5.
Multitester Digital
Baterai
Lampu Pijar 2,5V
Luxmeter
Kardus Ukuran 30cm x 24cm
1 Buah
2 Buah
2 Buah
1 Buah
2 Buah

46
Gambar 20. Panel Surya Statis
Gambar 21. Panel Surya Dinamis

47
3.5 Variabel Penelitian Dan Defenisi Operasional Variabel Penelitian
3.5.1 Variabel Manipulasi
Variabel manipulasi atau bebas merupakan variabel yang menyebabkan,
mempengaruhi atau yang menyebabkan adanya variabel terikat (Sugiyono, 2011:
61). Dalam penelitian ini variabel manipulasinya adalah sistem panel surya dinamis
dan panel surya statis.
3.5.2 Variabel Terikat
Variabel respon/terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang
menjadi akibat, karena adanya variabel bebas (Sugiyono, 2014: 4). Dalam
penelitian ini variabel terikatnya adalah Tegangan (V), kuat arus (i), daya (P) dan
Intensitas cahaya lampu yang dihasilkan oleh sistem panel surya yang statis dan
dinamis.
3.5.3 Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan atau dibuat konstan
sehingga hubungan variabel independen terhadap dependen tidak dipengaruhi oleh
faktor luar yang tidak diteliti (Sugiyono, 2014: 6). Dalam penelitian ini variabel
kontrolnya adalah lokasi penelitian, jenis panel surya yang digunakan, waktu
pengambilan data panel surya statis dan dinamis, dan pancaran sinar matahari yang
diterima oleh kedua panel surya.
3.5.4 Definisi Operasional Variabel
Variabel-variabel yang telah disebutkan dapat didefenisikan berdasarkan
penelitian yang akan dilakukan, antara lain:

48
1. Panel surya dibuat menjadi 2 jenis, yaitu panel surya yang Statis dan panel
surya yang Dinamis berdasarkan arah sinar matahari datang.
2. Tegangan (V) merupakan hasil pengukuran besarnya tegangan yang
dihasilkan oleh panel surya dalam satuan volt setelah di ukur menggunakan
multitester dan besarnya tegangan yang dihasilkan oleh baterai.
3. Kuat arus (I) merupakan hasil pengukuran besarnya kuat arus yang
dihasilkan oleh panel surya dalam satuan ampere dan besarnya kuat arus
yang dihasilkan oleh baterai setelah di ukur menggunakan multitester.
4. Daya (P) merupakan hasil pengukuran besarnya daya yang dihasilkan oleh
panel surya dalam satuan watt berdasarkan hasil dari Tegangan (V)
dikalikan dengan Kuat arus (I).
Pada kedua model panel surya yang menggunakan penggerak dan yang
tidak menggunakan penggerak dapat dilihat dan dibandingkan model
manakah yang hasil dayanya lebih besar. Jika hasil daya panel yang
menggunakan penggerak lebih besar maka tentu panel yang menggunakan
penggerak dapat memaksimalkan penyerapan energi matahari. Hal ini
relevan dengan penelitian yang dilakukan oleh Hardianto dan Renaldi,
dimana penggunaan sistem penggerak dapat meningkatkan perolehan daya
sebesar 0,676 Watt.
5. Lokasi Penelitian merupakan lokasi yang dipilih untuk menempatkan panel
surya yang Dinamis dan panel surya yang Statis di bawah sinar matahari
pada lokasi yang sama.

49
6. Jenis panel surya merupakan jenis dan tipe panel surya yang digunakan pada
panel surya yang Dinamis dan panel surya yang Statis merupakan jenis yang
sama agar hasil yang diperoleh dapat dengan mudah dibandingkan.
7. Waktu Pengambilan Data merupakan waktu yang dipilih adalah dari pukul
08.00 WIB – 09.00 WIB, 11.30 WIB – 12.30 WIB, 15.00 WIB – 16.00 WIB
dan dilakukan pengambilan data setiap 15 menit pada panel surya yang
Dinamis dan Statis. Kemudian untuk pengambilan data baterai dilakukan
setiap 10 menit selama 40 menit.
8. Salah satu Panel surya dikontrol agar dapat bergerak menuju arah sinar
matahari sehingga pancaran matahari yang diterima oleh panel surya dapat
lebih maksimal dibandingkan dengan panel surya yang Statis.
3.6 Tahap Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahapan, mulai dari penyusunan
hingga tahapan analisis data. Secara rinci terbagi atas beberapa tahapan sebagai
berikut.
3.6.1 Tahap Persiapan
Tahap persiapan penelitian meliputi
1. Menentukan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Mempersiapkan alat dan bahan.
3. Merakit sistem panel surya statis dan dinamis.
4. Membuat kode program ditulis pada aplikasi Arduino.

50
5. Membuat program perangkat lunak dimasukan kedalam Mikrokontroler
Atmega328.
6. Mengunggah kode program kedalam Mikrokontroler Atmega328.
7. Menentukan titik koordinat perletakan alat.
3.6.2 Tahap Pelaksanaan
Tahap pelaksanaan meliputi:
1. Panel surya statis dan dinamis diletakan dikoordinat yang telah ditentukan.
2. Mengatur panel surya dinamis agar tegak lurus arah sinar matahari.
3. Pada sistem panel surya yang statis dan dinamis, dilakukan pengambilan data.
4. Melihat nilai tegangan dan kuat arus yang di tampilkan pada multitester.
5. Mencatat nilai tegangan dan kuat arus panel surya statis dan dinamis yang di
tampilkan pada multitester di tabel pengamatan.
6. Mengulangi langkah 3 - 4 dari jam 08.00 – 09.00, 11.30 – 12.30, 15.00 – 16.00
dan dilakukan setiap 15 menit.
7. Pengambilan data panel surya yang statis dan dinamis dilakukan selama 14 hari
berturut-turut.
8. Pengambilan data baterai dilakukan selama 3 hari selama 40 menit.
3.6.3 Tahap Pengolahan Data
Tahap Pengolahan data pada penelitian ini adalah:
1. Mencari nilai Daya panel surya yang statis dan dinamis berdasarkan tabel
pengamatan.
2. Memasukan data panel surya yang statis dan dinamis pada Microsoft Excel.

51
3. Menampilkan grafik berdasarkan data pada tabel pengamatan panel surya yang
statis dan dinamis pada Microsoft Excel.
4. Menarik kesimpulan berdasarkan grafik yang telah dibuat.
3.7 Analisis Data
Analisis dilakukan untuk mengetahui intensitas yang diterima panel surya
yang menggunakan penggerak dan yang tidak menggunakan penggerak. Adapun
langkah-langkah analisis hasilnya adalah sebagai berikut:
1. Membuat grafik data untuk mengetahui besarnya tegangan (V), kuat arus (i),
daya (P) dan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh panel surya statis dan panel
surya dinamis dan besarnya tegangan (V), kuat arus (i), dan intensitas cahaya
lampu yang dihasilkan oleh baterai.
2. Menganalisis bentuk grafik tegangan (V), kuat arus (i), intensitas cahaya yang
diterima oleh panel surya statis dan panel surya dinamis, dan baterai.
3. Mencari nilai presentase daya yang maksimal antara sistem panel surya statis
atau dinamis.
𝑝𝑒𝑛𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑠 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑖ℎ 𝑑𝑎𝑦𝑎
𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑠 𝑑𝑎𝑛 𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠
𝑥100%
4. Membuat kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan tentang Intensitas cahaya
lampu yang dihasilkan baterai pada panel surya yang statis dan dinamis.

52
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Pada penelitian ini telah dibuat 2 buah sistem pada panel surya, yaitu sistem
panel surya statis dan sistem panel surya dinamis. Pada sistem statis dan dinamis
dilakukan pengambilan data tegangan dan kuat arus dimana kemudian dapat
diperoleh daya yang dihasilkan oleh panel surya, dan ditambahkan juga data
tambahan yaitu Intensitas cahaya matahari. Disamping itu dilakukan juga
pengambilan data tegangan, kuat arus pada baterai yang dapat di isi ulang dengan
panel surya statis maupun dinamis dan data dari intensitas lampu yang telah
dihubungkan pada baterai.
4.1.1 Kegiatan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada, tanggal 3 Maret 2017 sampai dengan 23
Juni 2017. Proses kegiatan penelitian ini dilaksanakan di rumah peneliti dan Mebel
saat perancangan alat dan Laboratorium Pendidikan Fisika Universitas
Palangkaraya saat melakukan pengambilan data. Secara lengkap kegiatan penelitian
disajikan pada Tabel 7 berikut.
Tabel 7. Kegiatan Penelitian
No Tanggal Kegiatan Penelitian Tujuan Penelitian Tempat
dilakasanakan
1. Jumat, 3
Maret
2017
s/d
Kamis, 30
Maret
2017
Mempersiapkan
peralatan tahap demi
tahap seperti:
Mikrokontroler, Gear,
Kabel Jumper, Board,
resistor, motor servo,
gear baterai
Pengumpulan alat dan
bahan penelitian
Laboratorium
Pendidikan
Fisika UPR

53
2. Senin, 3
April 2017
s/d Kamis,
27 April
2017
Melakukan Perakitan
Alat
Untuk membuat alat Laboratorium
Pendidikan
Fisika UPR
3. Kamis, 11
Mei 2017
s/d Senin,
15 Mei
2017
Melakukan Uji Coba Untuk Melihat pakah
alat sudah dapat
bekerja
Halaman
Laboratorium
Pendidikan
Fisika UPR
4. Selasa, 16
Mei 2017
s/d Selasa,
30 Mei
2017
Melakukan
Pengambilan Data
Untuk mendapatkan
data
Halaman
Laboratorium
Pendidikan
Fisika UPR
5. Rabu, 21
Juni 2017
s/d
Jumat, 23
Juni 2017
Melakukan
Pengambilan Data
Pada Baterai
Untuk mendapatkan
data
Laboratorium
Pendidikan
Fisika UPR
4.1.2 Perbandingan Panel Surya Yang Statis dan Dinamis
Pada panel surya statis maupun dinamis dilakukan pengambilan data yaitu
berupa data tegangan (V), kuat arus (i) secara langsung dari Multitester dan
Intensitas cahaya matahari menggunkan Luxmeter. Kemudian daya (P) yang
dihasilkan oleh panel surya statis dan dinamis dapat diketahui melalui proses
prekalian antara tegangan (V) terhadap kuat arus (i). Pengambilan data dilakukan
dari pukul 08.00-09.00, 11.30-12.30, dan 15.00-16.00 pada tanggal 16 Mei 2017
s.d 30 Mei 2017.
4.1.2.1 Tegangan
Tegangan (V) yang dihasilkan dari panel surya statis dan dinamis, setelah
dilakukan pengambilan data selama 14 kali dan di ambil rata-ratanya berdasarkan
waktu pengambilan data.

54
Tabel 8. Rata-Rata Tegangan Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (WIB)
Tegangan (volt)
Statis Dinamis
1. 08.00 9,812 10,057
2. 08.15 9,901 10,029
3. 08.30 9,928 10,107
4. 08.45 9,960 10,055
5. 09.00 9,818 9,98
6. 11.30 9,815 10,005
7. 11.45 9,678 9,888
8. 12.00 9,69 9,884
9. 12.15 9,717 9,875
10. 12.30 9,724 9,897
11. 15.00 9,76 9,987
12. 15.15 9,728 9,985
13. 15.30 9,717 9,973
14. 15.45 9,567 9,897
15. 16.00 9,447 9,860
Grafik 1. Grafik Perbandingan Rata-Rata Tegangan Panel Surya Statis
dan Dinamis
Berdasarkan Grafik 1 dapat dilihat bahwa tegangan pada panel surya
dinamis lebih besar dibandingkan dengan panel surya statis, rata-rata tegangan
tertinggi pada panel surya dinamis terjadi pada pukul 08.30 WIB yaitu sebesar
10,07 V dan terendah terjadi pada pukul 16.00 WIB yaitu sebesar 9,860 V. Jika
9
9.2
9.4
9.6
9.8
10
10.2
08:00 08:15 08:30 08:45 09:00 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 15:00 15:15 15:30 15:45 16:00
Tegangan(V)
Waktu (WIB)
Dinamis Statis

55
dilihat pada grafik 1, tegangan tertinggi berada antara pukul 08.00 WIB – 08.45
WIB saat intensitas cahaya matahari berada pada 42892.86 Lux - 56593.57 Lux.
4.1.2.2 Kuat Arus
Kuat arus (I) yang dihasilkan dari panel surya statis dan dinamis, setelah
Tabel 9. Rata-Rata Kuat Arus Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (WIB)
Kuat Arus (mA)
Statis Dinamis
1. 08.00 0,733 0,753
2. 08.15 0,741 0,752
3. 08.30 0,743 0,758
4. 08.45 0,744 0,748
5. 09.00 0,728 0,742
6. 11.30 0,717 0,747
7. 11.45 0,713 0,730
8. 12.00 0,714 0,735
9. 12.15 0,719 0,732
10. 12.30 0,71 0,731
11. 15.00 0,725 0,749
12. 15.15 0,717 0,743
13. 15.30 0,718 0,746
14. 15.45 0,707 0,737
15. 16.00 0,693 0,730

56
Grafik 2. Grafik Perbandingan Rata-Rata Kuat Arus Panel Surya Statis
dan Dinamis
Berdasarkan Grafik 2 dapat dilihat bahwa rata-rata kuat arus paling tinggi
terdapat pada panel surya dinamis, yaitu pada pukul 08.30 WIB sebesar 0,758 mA
dan terendah pada pukul 16.00 WIB sebesar 0,730 mA. Jika dilihat pada grafik 2,
kuat arus tertinggi berada antara pukul 08.00 WIB – 08.45 WIB saat intensitas
cahaya matahari berada pada 42892.86 Lux - 56593.57 Lux.
4.1.2.3 Daya
Daya (P) yang dihasilkan dari panel surya statis dan dinamis, setelah
Tabel 10.Rata-Rata Daya Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (WIB)
Daya (P=V.I) (watt)
Statis Dinamis
1. 08.00 0,00719 0,00758
2. 08.15 0,00728 0,00755
3. 08.30 0,00737 0,00767
4. 08.45 0,00727 0,00753
5. 09.00 0,00711 0,00742
0.66
0.68
0.7
0.72
0.74
0.76
0.78
08:00 08:15 08:30 08:45 09:00 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 15:00 15:15 15:30 15:45 16:00
KuatArus(mA)
Waktu (WIB)
Dinamis Statis

57
6. 11.30 0,00705 0,00748
7. 11.45 0,00691 0,00723
8. 12.00 0,00692 0,00727
9. 12.15 0,00699 0,00724
10. 12.30 0,00691 0,00724
11. 15.00 0,00708 0,00748
12. 15.15 0,00698 0,00743
13. 15.30 0,00698 0,00744
14. 15.45 0,00677 0,00731
15. 16.00 0,00655 0,00721
Grafik 3. Grafik Perbandingan Rata-Rata Daya pada Panel Surya Statis
dan Dinamis
Setelah dilakukan penelitian selama 15 hari dan dilakukan pengambilan data
sebanyak 14 kali, dimana didapatkan data tegangan dan kuat arus panel surya statis
dan dinamis pada pukul 08.00 WIB sampai dengan 16.00 WIB sebanyak 14 data
dan dirata-ratakan berdasarkan waktunya. Berdasarkan grafik panel surya dinamis
menghasilkan tegangan, kuat arus dan daya yang lebih besar dari pada panel surya
statis. Dapat dilihat pada Grafik 1, Grafik 2, dan Grafik 3 dimana data tegangan,
kuat arus dan daya antara pukul 11.30 WIB sampai pukul 12.30 WIB cenderung
0.006
0.0062
0.0064
0.0066
0.0068
0.007
0.0072
0.0074
0.0076
0.0078
08:0008:1508:3008:4509:0011:3011:4512:0012:1512:3015:0015:1515:3015:4516:00
Daya(watt)
Waktu (WIB)
Dinamis Statis

58
rendah padahal pada waktu tersebut seharusnya cenderung tinggi. Hal ini
disebabkan faktor jenis panel surya yang digunakan adalah polycrystalline dimana
panel jenis ini akan lebih maksimal bekerja jika pada kondisi pencahayaan yang
rendah.
4.1.2.4 Intensitas Cahaya Matahari
Intensitas cahaya Matahari yang didapatkan dari hasil pengukuran
menggunakan Luxmeter, setelah dilakukan pengambilan data selama 14 kali dan di
ambil rata-ratanya berdasarkan waktu pengambilan data.
Tabel 11. Rata-Rata Intensitas Cahaya Pada Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (WIB) Intensitas Cahaya (Lux)
1. 08.00 42892,86
2. 08.15 45735,71
3. 08.30 50292,86
4. 08.45 56593,57
5. 09.00 59114,29
6. 11.30 60807,14
7. 11.45 76121,43
8. 12.00 83907,14
9. 12.15 80421,43
10. 12.30 77464,29
11. 15.00 58885,71
12. 15.15 56382,86
13. 15.30 55432,86
14. 15.45 43157,86
15. 16.00 42101,43

59
Intensitas cahaya (Lux)
Grafik 4. Grafik Rata-Rata Intensitas Cahaya Matahari
Berdasarkan data pada Grafik 4 rata-rata Intensitas Cahaya Matahari yang
diperoleh berdasarkan waktu ketika pukul 12.00 WIB memiliki intensitas cahaya
yang paling besar yaitu sebesar 83907,14 Lux dan yang memiliki intensitas cahaya
paling rendah adalah pukul 16.00 WIB yaitu sebesar 42101,43 Lux.
4.1.3 Perbandingan Baterai Pada Panel Surya Statis dan Dinamis
Pada panel surya statis dan dinamis dilakukan pengisian daya ke baterai dari
pukul 09.00 – 14.00 selama 3 hari pada tanggal 21 Juni 2017 s.d 23 Juni 2017.
4.1.3.1 Tegangan
Tegangan (V) yang dihasilkan dari baterai panel surya statis dan dinamis,
setelah dilakukan pengambilan data selama 3 hari dan dan di ambil rata-ratanya
berdasarkan waktu pengambilan data.
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
08:00 08:15 08:30 08:45 09:00 11:30 11:45 12:00 12:15 12:30 15:00 15:15 15:30 15:45 16:00
Waktu (WIB)
Intensitas

60
Tabel 12. Rata-Rata Tegangan Baterai Pada Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (menit)
Tegangan (volt)
Panel Statis Panel Dinamis
1. Ke-1 3,796 3,957
2. Ke-10 3,496 3,704
3. Ke-20 3,234 3,474
4. Ke-30 2,975 3,205
5. Ke-40 2,691 2,936
Grafik 5. Grafik Perbandingan Rata-Rata Tegangan Baterai pada Panel
Surya Statis dan Dinamis
4.1.3.2 Kuat Arus
Kuat arus (I) yang dihasilkan dari baterai panel surya statis dan dinamis,
setelah dilakukan pengambilan data selama 3 hari dan dan di ambil rata-ratanya
berdasarkan waktu pengambilan data.
Tabel 13. Rata-Rata Kuat Arus Baterai Pada Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (menit)
Kuat Arus (mA)
1. Ke-1 0,18 0,196
2. Ke-10 0,133 0,163
3. Ke-20 0,09 0,11
4. Ke-30 0,066 0,083
5. Ke-40 0,04 0,063
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
ke-1 ke-10 ke-20 ke-30 ke-40
Tegangan(volt)
Waktu (menit)
Dinamis Statis

61
Grafik 6. Grafik Perbandingan Rata-Rata Kuat Arus Baterai pada Panel
Surya Statis dan Dinamis
Setelah dilakukan pengisian Baterai melalui panel surya statis dan dinamis
sejak pukul 09.00 WIB sampai dengan 14.00 WIB selama 3 hari, diperolehlah data
rata-rata tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh baterai pada Grafik 5 dan 6.
Grafik 5 dan 6 menunjukan bahwa baterai pada panel surya Dinamis menghasilkan
tegangan dan kuat arus yang lebih besar daripada baterai yang dihasilkan oleh panel
surya Statis.
4.1.3.3 Intensitas Cahaya Lampu
Intensitas Lampu yang dihasilkan dari baterai panel surya statis dan
dinamis, setelah dilakukan pengambilan data selama 3 hari dan dan di ambil rata-
ratanya berdasarkan waktu pengambilan data.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
ke-1 ke-10 ke-20 ke-30 ke-40
Kuatarus(mA)
Waktu (menit)
Dinamis Statis

62
Tabel 14. Rata-Rata Intensitas Cahaya Lampu Panel Surya Statis dan Dinamis
No. Waktu (menit)
Intensitas cahaya (Lux)
1. Ke-1 90,333 97
2. Ke-10 52,333 67
3. Ke-20 33,666 47
4. Ke-30 20 32,333
5. Ke-40 4,666 12
Grafik 7. Grafik Perbandingan Rata-Rata Intensitas Cahaya Lampu dari
Baterai pada Panel Surya Statis dan Dinamis
Pada Grafik 7 dapat dilihat bahwa baterai pada panel surya Dinamis
memiliki rata-rata intensitas cahaya lampu yang lebih besar daripada intensitas
cahaya lampu pada baterai panel surya yang Statis. Hal ini menunjukan besarnya
rata-rata tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh panel surya Dinamis
berpengaruh pada besarnya rata-rata Intensitas cahaya lampu yang dihasilkan oleh
baterai pada panel surya Dinamis.
0
20
40
60
80
100
120
ke-1 ke-10 ke-20 ke-30 ke-40
IntensitasCahaya(Lux)
Waktu (menit)
Dinamis Statis

63
4.2 Pembahasan
Data tegangan, kuat arus dan daya antara pukul 11.30 WIB sampai pukul
12.30 WIB cenderung rendah padahal pada waktu tersebut seharusnya cenderung
tinggi. Hal ini disebabkan faktor jenis panel surya yang digunakan adalah
polycrystalline dimana panel jenis ini akan lebih maksimal bekerja jika pada
kondisi pencahayaan yang rendah.
Panel surya Dinamis memiliki rata-rata intensitas cahaya lampu yang lebih
besar daripada intensitas cahaya lampu pada baterai panel surya yang Statis. Hal ini
ditunjukan dari perolehan nilai intensitas lampu, dimana lampu pada panel surya
dinamis memiliki intensitas sebasar 97 Lux dan lampu pada panel surya statis
memiliki intensitas sebesar 90,33 Lux. Intensitas cahaya lampu pada baterai panel
surya dinamis lebih besar dari pada baterai panel surya statis karena pada saat
melakukan pengisian baterai, sudut datang sinar matahari selalu 90˚ atau tegak lurus
terhadap panel surya dinamis, sehingga banyaknya energi yang diterima dan
tersimpan ke dalam baterai pun berbeda
Hasil dari besar atau kecilnya intensitas cahaya lampu pada panel surya
dinamis dan statis dipengaruhi oleh tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh
baterai pada panel surya dinamis dan statis, dimana grafik menunjukan besarnya
rata-rata tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh baterai panel surya Dinamis
berpengaruh pada besarnya rata-rata Intensitas cahaya lampu yang dihasilkan oleh
baterai pada panel surya Dinamis.

64
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka kesimpulan yang didapat
adalah sebagai berikut:
1. Maksimal tidaknya penyerapan energi matahari dapat dilihat dari daya yang
dihasilkan oleh panel surya dinamis dan panel surya statis, dimana daya pada
panel surya dinamis lebih besar 5,42% bila dibandingkan dengan panel surya
statis.
2. Maksimal tidaknya penyerapan energi matahari dapat dilihat dari intensitas
cahaya lampu yang dihasilkan oleh baterai panel surya dinamis dan panel surya
surya statis, dimana intensitas cahaya lampu pada baterai panel surya dinamis
lebih besar daripada baterai panel surya statis.
1.2 Saran
Saran untuk lanjutan penelitian ini:
1. Sebaiknya menggunakan panel surya jenis monocrystalline pada panel surya
statis dan dinamis sehingga ketika pada saat intensitas cahaya tinggi kinerja dari
panel surya tetap maksimal.
2. Ketika melakukan pengambilan data sebaiknya dilakukan pada saat matahari
cerah dan tidak tertutup awan sama sekali maka intensitas cahaya yang diterima
oleh panel surya tidak terganggu sehingga dapat menghasilkan data tegangan,
kuat arus dan daya yang baik.

65
3. Sebaiknya menggunakan Termostat agar bisa dilihat pengaruh suhu
terhadap panel surya.

66
DAFTAR PUSTAKA
Agung, M.Bangun. (2014). Arduino For Beginners. Jakarta: Surya University
Beiser, Arthur. (1999). Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga
Budiharto, Widodo,. (2008). 10 Proyek Robot Spektakuler. Jakarta: Elex Media
Komputindo
Creswell, J.W. (2016). Research Design Pendekatan Metode Kualitatif, Kuantitatif,
dan Campuran. Yogyakarta: Pustaka Pelajar
Djuandi, Feri. (2011). Pengenalan Arduino. Diunduh pada tanggal 28 November
2016, dari http://www.tobuku.com
Hakim, M.F. (2017). Perancangan Rooftop Off Grid Solar Panel Pada Rumah
Tinggal Sebagai Alternatif Sumber Energi Listrik. Jurnal Dinamika ISSN
2086-2652 Vol.8.No.1
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Dasar-dasar Fisika Versi Dierluas.
Jakarta: Binarupa Aksara
Hardianto, H.E, & Renaldi, R.S. (2012). Perancangan Prototype Penjejak Cahaya
Matahari Pada Aplikasi Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Jurnal Ilmiah
Foristek Vol.2
Kadir, Abdul. (1995). Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik Dan Potensi
Ekonomi. Jakarta: Universitas Indonesia
Kementerian Dalam Negeri. (2012). Energi Yang Terbarukan. Jakarta:
Kementerian Dalam Negeri
Kementerian Negara Riset dan Teknologi Republik Indonesia (2006). Buku Putih
Penelitian, Pengembangan dan Penerapan Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi
Energi Baru Dan Terbarukan Untuk Mendukung Keamanan Ketersediaan
Energi Tahun 2005-2015. Jakarta : KEMENRISTEK
Krane, Kenneth. (1992). Fisika Modern. Jakarta: Universitas Indonesia
Kusuma, Y.W.J., S, Noer., T, Agus., dan D, Dikpride (2015). Rancang Bangun
Penggerak Otomatis Panel Surya Menggunakan Sensor Photodioda Berbasis
Mikokontroler Atmega16. Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro, Volume
9: 11-20
Mairizwan, Hendro. (2015). Perancangan dan Pembuatan Prototype Sistem Tracer
Sel Surya Untuk Mengikuti Arah Gerak Matahari Berbasis Mikrokontroler

67
Atmega328. Prosiding Simposium Nasional Inovasi dan Pembelajaran Sains
2015 : 101-104.
Mediastika, C. E., (2013). Hemat Energi Dan Lestari Lingkungan Melalui
Bangunan. Yogyakarta: ANDI
Mishra, A., Ranjan, P., & Kumar, A. (2015). Minor Project On Light Tracking
Servo Motor. Diunduh pada tanggal 28 September 2016, dari
https://www.scribd.com/document/305799452/light-tracking-servomotor
Rio, S.R., & Iida, Masamori. (1999). Fisika Dan Teknologi Semikonduktor. Jakarta:
PT. Pradnya Paramita
Santoso, Heri. (2016). Panduan Praktis Arduino Untuk Pemula. Diunduh pada
tanggal 28 November 2016, dari http://www.elangsakti.com
Siregar, Syofian. (2013). Metode Penelitian Kuantitatif: Dilengkapi Perbandingan
Perhitungan Manual & SPSS. Jakarta: Predana Media Group
Sugiyono. (2011). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta
-----------, (2014). Metode Penelitian Kombinasi. Bandung: Alfabeta
-----------, (2014). Statistika Untuk Penelitian. Bandung: Alfabeta
Sukmadinata, N. Syaodih. (2010). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: PT.
Remaja Rosdakarya
Surya, Yohanes. (2009). Fisika Modern. Jakarta: PT. Kandel
Susilo, Deddy. (2010). 48 Jam Kupas Tuntas Mikrokontroler MCS51 & AVR.
Yogyakarta: ANDI
Sutarno. (2012). Sumber Daya Energi. Yogyakarta: GRAHA ILMU
Sutrisno. (1986). Elektronika: teori dasar dan penerapannya, jilid 1. Bandung:
Penerbit ITB
Young, H.D., & Freedman, R.A. (2001). Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid
2. Jakarta: Erlangga

68
Lampiran 1
Surat Pembimbing Skripsi

69
Lampiran 2
Surat Ijin Penelitian

71
Lampiran 3
Surat Keterangan Telah Melakukan Penelitian

72
Lampiran 4
Analisis Data
No. Waktu
Daya (Watt)
Statis Dinamis Dinamis - Statis
1. 08.00 0,00719 0,00758 0,00039
2. 08.15 0,00728 0,00755 0,00027
3. 08.30 0,00737 0,00767 0,0003
4. 08.45 0,00727 0,00753 0,00026
5. 09.00 0,00711 0,00742 0,00031
6. 11.30 0,00705 0,00748 0,00043
7. 11.45 0,00691 0,00723 0,00032
8. 12.00 0,00692 0,00727 0,00035
9. 12.15 0,00699 0,00724 0,00025
10. 12.30 0,00691 0,00724 0,00033
11. 15.00 0,00708 0,00748 0,0004
12. 15.15 0,00698 0,00743 0,00045
13. 15.30 0,00698 0,00744 0,00046
14. 15.45 0,00677 0,00731 0,00054
15. 16.00 0,00655 0,00721 0,00066
Total 0.10536 0.11108 0.00572
𝑝𝑒𝑛𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑠 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎
𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑠 − 𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑝𝑎𝑛𝑒𝑙 𝑠𝑡𝑎𝑡𝑖𝑠
𝑥100%
=
0,00572
0,10536
𝑥 100%
= 5,42 %

73
Lampiran 5
Kode Program Yang Digunakan Pada Aplikasi Arduino
#include <Servo.h> // include Servo library
Servo horizontal; // horizontal servo
int servoh = 90; // stand horizontal servo
Servo vertical; // vertical servo
int servov = 90; // stand vertical servo
// LDR pin connections
// name = analogpin;
int ldrlt = 0; //LDR top left
int ldrrt = 1; //LDR top rigt
int ldrld = 2; //LDR down left
int ldrrd = 3 ; //ldr down rigt
void setup()
{
Serial.begin(9600);
// servo connections
// name.attacht(pin);
horizontal.attach(3);
vertical.attach(4);
}
void loop()
{
int lt = analogRead(ldrlt); // top left
int rt = analogRead(ldrrt); // top right

PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI

PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI

Similar to PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI (20)

More from Ethelbert Phanias

More from Ethelbert Phanias (10)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

PENGGUNAAN SENSOR LIGHT DEPENDENT RESISTOR (LDR) PADA SISTEM PENGGERAK PANEL SURYA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MEMAKSIMALKAN PENYERAPAN ENERGI MATAHARI