CHARGE AND DISCHARGE BATTERY CONTROLLER PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

Pada penelitian ini dilakukan perancangan charge and discharge battery controller menggunakan Arduino Uno (mikrokontroller Atmega 328p). Rancangan alat ini terdiri dari beberapa komponen utama yaitu panel surya sebagai sumber arus listrik DC, komponen eletronika seperti mosfet, resistor, dioda dan lain-lain yang berbasis mikrokontroller Atmega 328 yang sudah di program, baterai sebagai penyimpan energi listrik dan lampu DC sebagai beban. Tujuan penelitian ini adalah untuk mencegah baterai dari kerusakan saat pengisian dan pemakaian baterai.

Bagian – bagian pada baterai jenis lead acid

Gambar Bagian – bagian pada baterai jenis lead acid 

1.     Positive plate (anoda)

Plat yang berbentuk pipa lurus yang berbahan timah peroksida (PbO₂).

2.     Negative plate (katoda)

Plat yang berbentuk jaring yang berbahan timah murni (Pb).

3.     Separator

Pemisah antara elektroda positif dan negatif.

4.     Baterai case

Sebagai wadah untuk baterai yang tahan terhadap asam.

5.     Positive and negative terminal

Penghubung setiap sel positif dan sel negatif pada baterai.

6.     Cell vent

Sebagai tempat pengisian elektrolit.

7.     Cell

Sel-sel dalam baterai.

8.     Cell partions

Pembatas antar sel pada baterai.

9.     Intercell connector

Perekat antara anoda dengan katoda.

Perhitungan Kapasitor Bank Delta dan Bintang

          Pada sistem tiga fasa, rangkaian hubungan kapasitor  dapat  berupa  hubung  delta  dan hubung  bintang. Bila daya reaktif dari kapasitor tiga fasa diketahui , maka besarnya kapasitansi dari kapasitor dapat dihitung, baik hubungan delta maupun bintang.

·         - Hubungan Delta

Pengertian Flashover & Sparkover

Flashover

Flashover adalah gangguan yang terjadi berupa loncatan api yang terjadi antar isolator atau kompenen listrik tegangan tinggi. Hal ini dapat terjadi akibat gagalnya isolasi dari sistem tegangan tinggi tersebut.

Kegagalan listrik pada isolator dapat disebabkan oleh adanya rongga-rongga kecil pada dielektrik padat (porselen) atau disebabkan terjadinya flashover di sepanjang permukaan isolator. 
Rongga-rongga kecil pada isolator ditimbulkan karena isolator dibuat kurang sempurna pada saat pembuatan, dengan demikian karakteristik listrik dari isolator tersebut kurang baik. Rongga kecil pada isolator lama-kelamaan akan menyebabkan kerusakan mekanik pada isolator. Terjadinya flashover menyebabkan kerusakan pada isolator oleh karena panas yang dihasilkan busur di sepanjang permukaan isolator. 
Oleh sebab itu isolator harus dibuat sedemikian rupa sehingga tegangan pada rongga kecil lebih tinggi dari pada tegangan yang menyebabkan flashover. Kegagalan       lewat   denyar (flashover) berawal   dari   terbentuknya   pita   kering   (dry band).  Seperti  telah  dijelaskan  sebelumnya, bahwa terbentuknya lapisan konduktif di permukaan  isolator  diakibatkan  oleh  adanya polutan yang menempel. Lapisan  yang  terbentuk  di  permukaan  isolator  ini  menyebabkan  mengalirnya  arus  bocor  (leakage current). 
Dengan  mengalirnya  arus  bocor,  terjadi pemanasan  di  lapisan  tersebut.  Lapisan  ini  dapat  membentuk  pita  kering  (dry  band)  akibat  dialiri  arus  bocor  secara  terus menerus. Pada tegangan tertentu, kondisi ini dapat  menyebabkan  pelepasan  muatan melintasi pita kering.  Pelepasan  muatan  dapat  memanjang sehingga  terbentuk  busur  listrik  (arc)  dan terjadi lewat denyar (flashover) yang melalui  seluruh  permukaan  isolator.

Sparkover

           Sparkover adalah gangguan yang terjadi antar isolator akibat faktor isolasi yang kurang maksimal. Biasanya terjadi akibat gagal isolasi pada udara, padat dan cair. Gangguan ini akan menimbulkan percikan api. Terbentuknya  pita  kering  ini menyebabkan  gangguan  medan  listrik  di sepanjang  permukaan  sehingga  terjadi tegangan  percikan  (spark  over)  dan  menimbulkan  pelepasan  muatan  di  daerah tertentu.

              Pita  kering  memiliki  tahanan  arus merayap  yang  lebih  besar  daripada  daerah yang  masih  basah.  Dengan  demikian, tegangan  jatuh  yang  terjadi  di  daerah  kering  (ΔV)  lebih  besar  daripada  tegangan  jatuh  di daerah basah (ΔV’). Pada jarak d1  yang sama dengan d2, tegangan  jatuh  ini  menimbulkan kuat  medan  yang  besar  sehingga  udara diantaranya  tidak  kuat  menahan  medan tersebut  dan  terjadi  pelepasan  muatan (discharge).

Catu Daya

Catu daya atau power supply merupakan suatu rangkaian elektronik yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Catu daya menjadi bagian yang penting dalam elektonika yang berfungsi sebagai sumber tenaga listrik misalnya pada baterai atau accu. Catu daya (Power Supply) adalah sebuah perangkat yang memasok listrik energi untuk satu atau lebih beban listrik. Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang mengubah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun juga dapat merujuk ke perangkat yang mengkonversi bentuk energi lain (misalnya, mekanik, kimia, solar) menjadi energi listrik. Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu ; transformator, dioda dan kondensator. Dalam pembuatan rangkaian catu daya, selain menggunakan komponen utama juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian tersebut dapat berfungsi dengan baik. Komponen Pendukung tersebut antara lain : sakelar, sekering ( fuze ), lampu indicator, voltmeter dan amperemeter, jack dan plug, Printed Circuit Board ( PCB ), kabel dan steker, serta Chasis. Baik komponen utama maupun komponen pendukung sama sama berperan penting dalam rangkaian catu daya.
Catudaya atau power supply merupakan suatu rangkaian elektronic yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Hampir semua peralatan elektronik membutuhkan catudaya agar dapat berfungsi.

Komponen Utama dan Pendukung Catu Daya
1. Trafo (Penurun Tegangan)
Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu: 
a). Step up (penaik tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih tinggi dari tegangan primair ( jala listrik). 
b). Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih rendah dari tegangan primair (jala listrik).
Berdasarkan pemasangan gulungannya dikenal 2 (dua) macam trafo yaitu:
a). Trafo tanpa center tap (CT)
b). Trafo dengan center tap (CT)
2. Dioda Rectifier (Penyearah)
Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang berasal dari trafo step- down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.
a). Penyearah Setengah Gelombang
Dalam komponen elektronika penyearah setengah gelombang disebut juga Half Wave Rectifier.
b).Penyearah Gelombang Penuh
Dalam komponen elektronika penyearah gelombang penuh disebut juga Full Wave Rectifier.
3. Filter (Penyaring)
Penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri dari kapasitor yang berfungsi sebagai penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Selain menggunakan filter juga menggunakan resistor sebagai tahanan.
4. Stabilizer dan Regulator
Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen dioda zener, transistor, komponen IC atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Komponen ini berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.
Selain komponen utama dalam pembuatan rangkaian catu daya juga menggunakan berbagai komponen pendukung lainnya seperti sakelar, sekering, lampu indicator, voltmeter, multimeter, PCB ( Printed Circuit Board) dan berbagai komponen pendukung lainnya.

Dioda (2)

Fungsi dioda antara lain 

1.      Untuk penyerah arus

2.      Sebagai catu daya

3.      Sebagai penyaring atau pendeteksi dan

4.      Untuk stabilisator tegangan

Berdasarkan bahannya terdapat berbagai jenis dioda antara lain : 

1.      Dioda silicon

2.      Dioda germanium

3.      Dioda zener dan

4.      LED (Light Emitting Dioda)

Selain sebagai penyearah arus, dioda juga dapat dipakai sebagai detector yaitu untuk mendeteksi sinyal-sinyal kecil. Dioda zener dipakai sebagai stabilisator tegangan catu daya. LED (Light Emitting Dioda) yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya biasanya dipakai sebagai lampu control. Dioda sebagai penyearah arus mempunyai rangkaian sebagai berikut : 

1.      Penyearah setengah gelombang (half wave)

2.      Penyearah gelombang penuh (full wave)

Dioda

Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia terdiri atas dua elektroda yaitukatoda dan anoda.



Ujung badan dioda biasanya diberi bertanda, berupa gelang atau berupa titik, yang menandakan letak katoda.

Dioda juga merupakan piranti non-linier karena grafik arus terhadap tegangan bukan berupa garis lurus, hal ini karena adanya potensial penghalang (Potential Barrier). Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan penghambat tersebut maka arus dioda akan kecil, ketika tegangan dioda melebihi potensial penghalang arus dioda

akan naik secara cepat

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Bipolar Junction Transistor

Transistor merupakan dua dioda dengan dua persambungan ( bi junction ).Dilihat dari susunan materialnya ada dua jenis transistor, yaitu transistor PNP dan NPN. Ujung-ujung terminal transistor masing-masing disebut emitor, basis dan kolektor. Pada simbol transistor basis selalu berada di tengah di antara emitor dan kolektor. Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya bergantung pada perpindahan elektron dari kutub negatif mengisi kekurangan elektron (hole) ke kutub positif. Fungsi utama pembuatan transistor adalah sebagai penguat (amplifier). Karena sifatnya, transistor ini dapat digunakan dalam keperluan lain, misalnya sebagai suatu saklar elektronis. Susunan fisik transistor merupakan sambungan dari bahan semikonduktor tipe P dan tipe N

Frekuensi Radio dan Aplikasinya

Frekuensi	Singkatan	Band Frekuensi	Aplikasi
Extremely low frequency	ELF	3 – 30 Hz	Komunikasi dengan bawah laut
Super low frequency	SLF	30 – 300 Hz	Komunikasi dengan bawah laut
Ultra low frequency	ULF	300 – 3000 Hz	Komunikasi dalam pertambangan
Very low frequency	VLF	3 – 30 kHz	Komunikasi di bawah laut
Low frequency	LF	30 – 300 kHz	Aeronotika, navigasi, radio transoseanik
Medium frequency	MF	300 kHz – 3 MHz	Siaran radio AM
High frequency	HF	3 – 30 MHz	Radio amatir
Very high frequency	VHF	30 – 300 MHz	Siaran radio FM dan televisi
Ultra high frequency	UHF	300 MHz – 3 GHz	Televisi dan handphone
Super high frequency	SHF	3 – 30 GHz	Wireless LAN
Extremely high frequency	EHF	30 – 300 GHz	Radio astronomi
Tremendously high frequency	THF	300 GHz - 3000 GHz	Radio amatir

Op - Amp (Operational Amplifier)

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

I. Pengertian Dasar Op-Amp
Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana Feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpanbalik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

Op-amp ideal
Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).

Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.

Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu :

Aturan 1: Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ - v- = 0 atau v+ = v- )
Aturan 2: Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)

Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa rangkaian op-amp.