Rancang Bangun Pengisi Baterai Lead Acid Dan Li-Ion Secara Otomatis Menggunakan Mikrokontroler  PIC 16F877A Bersumber Energi Matahari Dengan Pengendali PI

Bayu Setiaji; Wakhyu Dwiono; Muhammad Taufiq Tamam

doi:10.30595/jrre.v1i2.5187

Authors

Bayu Setiaji
Wakhyu Dwiono
Muhammad Taufiq Tamam

DOI:

https://doi.org/10.30595/jrre.v1i2.5187

Abstract

Saat ini, baterai menjadi banyak digunakan dalam berbagai hal dan ada beberapa jenis baterai yang tersedia saat ini, seperti yang dapat diisi ulang dan yang tidak dapat diisi ulang. Salah satu jenis yang dapat diisi ulang adalah asam timbal dan baterai li-ion. Studi ini merancang perangkat lunak dan desain perangkat keras untuk mengontrol pengisian baterai asam timbal dan li-ion. Baterai asam timbal yang dipilih dioperasikan dengan kapasitas 35 Ah 12 V dan li-ion 3,4 Ah 3,7 V dalam tiga koneksi seri. Sumber energi yang dipilih untuk mengisi baterai yang diperoleh dari sinar matahari diubah menjadi energi listrik oleh panel surya. Untuk mengisi baterai asam timbal, dua panel surya 100 wp dioperasikan, sementara itu hanya membutuhkan satu panel surya 100 wp untuk mengisi baterai li-ion. Mikrokontroler pengisian baterai ini adalah PIC16F877A yang dijalankan untuk membaca data dan mengontrol arus pengisian baterai. Untuk menghindari fluktuasi arus, pengontrol proporsional integral diimplementasikan dengan Kp 5 dan Ki 1.5. Arus untuk mengisi baterai asam timbal adalah 3,6 A sedangkan baterai li-ion diperlukan 1 A. Driver MOSFET yang dipilih adalah IR2110 IC High Side Switch untuk menggerakkan MOSFET IRF540N. Konverter buck digunakan untuk mengurangi tegangan panel surya yang dipasok ke baterai. LCD 16x2 disiapkan sebagai tampilan jenis baterai, tegangan baterai, arus baterai, dan suhu baterai. Jika baterai sudah penuh, pengisian akan otomatis dihentikan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu pengisian asam timbal adalah 10 jam dan li-ion adalah 3 jam 20 menit. 6 A sedangkan baterai li-ion diperlukan 1 A. Driver MOSFET yang dipilih adalah IR2110 IC High Side Switch untuk menggerakkan MOSFET IRF540N. Konverter buck digunakan untuk mengurangi tegangan panel surya yang dipasok ke baterai. LCD 16x2 disiapkan sebagai tampilan jenis baterai, tegangan baterai, arus baterai, dan suhu baterai. Jika baterai sudah penuh, pengisian akan otomatis dihentikan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu pengisian asam timbal adalah 10 jam dan li-ion adalah 3 jam 20 menit. 6 A sedangkan baterai li-ion diperlukan 1 A. Driver MOSFET yang dipilih adalah IR2110 IC High Side Switch untuk menggerakkan MOSFET IRF540N. Konverter buck digunakan untuk mengurangi tegangan panel surya yang dipasok ke baterai. LCD 16x2 disiapkan sebagai tampilan jenis baterai, tegangan baterai, arus baterai, dan suhu baterai. Jika baterai sudah penuh, pengisian akan otomatis dihentikan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu pengisian asam timbal adalah 10 jam dan li-ion adalah 3 jam 20 menit. pengisian akan otomatis dihentikan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu pengisian asam timbal adalah 10 jam dan li-ion adalah 3 jam 20 menit. pengisian akan otomatis dihentikan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa waktu pengisian asam timbal adalah 10 jam dan li-ion adalah 3 jam 20 menit.

References

[1] AbduAllah, Zaki Majeed., Mahmood, Omar Talal., AL-Naib, Ahmed M. T. Ibraheem. 2014. Photovoltaic Battery Charging System Based on PIC16F877A Microcontroller. International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). Vol 3.

[2] Jamil, Irfan., Jinquan, Zhao., Jamil, Rehan., Jamil, Rizwan., Samee, Abdus. 2013. A battery charging system & appended ZCS (PWM) resonant converter dc-dc buck : technique for battery charger to yield efficient performance in charging shaping. Electrical and Electronics Engineering: An International Journal (ELELIJ) Vol 2, No 2.

[3] Patil A. R., K. D, Atar., A. A, Potdar., R. R, Mudholkar. 2013. Embedded Fuzzy Module for Battery Charger Control. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering (IJAREEIE). Vol 2.

[4] Allegro MicroSystem. 2017. Data Sheet ACS712 Fully Integrated, Hall Effect-Based Linear Current Sensor with 2.1 kVRMS Voltage Isolation and a Low-Resistance Current Conductor. U.S.A. Rev 7.

[5] Allo, Desmon Kendek., Mamahit, Dringhuzen J., Bahrun., Tulung, Novi M. 2013. Rancang Bangun Alat Ukur Temperatur untuk Mengukur Selisih Dua Keadaan. Manado: Teknik Elektro UNSRAT.

[6] Anonim. 2017. Data Sheet LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors. Texas. Rev 1999-2017.

[7] Anonim. 2002. Data Sheet IRF540N. Rev C

[8] Astra, I. M., dan Sidopekso, S. 2011. Studi Rancang Bangun Solar Charge Controller Dengan Indikator Arus, Tegangan Dan Suhu Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535. Jurnal Fisika Dan Aplikasinya, Vol 11, No 1.

[9] Dwiono,Wakhyu dan Taufiq, Arif Johar. 2017. kinerja pengendali fuzzy untuk pengisian baterai menggunakan arus tetap. Purwokerto : Universitas Muhammadiyah.

[10] Dwiono, Wakhyu. 2017. Panduan Praktikum Teknik Kontrol Digital. Purwokerto : Laboratorium Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

[11] Fachri, Muhammad Rizal., Sara, Ira Devi., Away,Yuwaldi. 2015. Pemantauan Parameter Panel Surya Berbasis Arduino secara Real Time. Jurnal Rekayasa Elektrika Vol. 11, No. 4, Agustus 2015, hal. 123-128

[12] Handoko, Riski. 2015. Buck Boost Converter Trainer Kit. Batam : Politeknik Negeri Batam.

[13] Harahap, Adetia Lita Agustina. 2018. Rancang Bangun Mesin Penetas Telur Itik Muscovy (Cairina Moschata) Berbahan Dasar Keramik Dengan Menggunakan Sistem Kontrol Suhu Dengan Sensor LM 35DZ. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta.

[14] International Rectifer. High and Low Side Driver. Data sheet No. PD60147 rev.U

[15] Kho, Dickson. 2019. Pengertian Baterai dan Jenis-jenisnya. (online) (https://teknikelektronika.com/pengertian-baterai-jenis-jenis-baterai/ diakses tanggal 18 Juli 2019 pukul 07.30)

[16] Kho, Dickson. 2019. Pengertian PWM (Pulse Width Modulatio atau Modulasi Lebar Pulsa). (Online) (https://teknikelektronika.com/pengertian-pwm-pulse-width-modulation-atau-modulasi-lebar-pulsa/ diakses tanggal 18 Juli 2019 pukul 14.30)

[17] Linden, David dan B. Reddy, Thomas. 2001. Handbook of Batteries Third Edition, McGraw-Hill, Newyork.

[18] Microchip. 2013. PIC 16F87XA. (online) (http://ww1.microchip.com diakses tanggal 25 Februari 2019 pukul 23.27)

[19] Nasir, Syed Zain. 2017. Introduction to IRF540. (online) (https://www.theengineeringprojects.com/2017/06/introduction-to-irf540.html diakses tanggal 18 Juli 2019 pukul 09.00)

[20] Prayogo, Rudito. 2012. Pengaturan PWM (Pulse Width Modulation) dengan PLC. Malang : Universitas Brawijaya.

[21] Putra, Bayu Segara., Rusdinar, Angga., Kurniawan, Ekki. 2015. Desain dan Implementasi Sistem Monitoring dan Manajemen Baterai Mobil Listrik. Bandung : Universitas Telkom. Vol.2, No.2.

[22] Setiawan, Iwan. 2008. Kontrol PID untuk Proses Industri. Surabaya : PT. Elex Media Komputindo.

[23] Siburian, Bukry Chamma dan Bahriun, T. Ahri. 2015. Perancangan Alat Pengisi Baterai Lead Acid Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 8535. Sumatera Utara: DTE FT USU. Vol.13, No.35: 42.

[24] Sitepu, Jimmi. 2018. Pengertian MOSFET, Cara Kerja dan Manfaat nya. (Online) (https://mikroavr.com/pengertian-mosfet-dan-manfaat-nya/diakses tanggal 20 Juli 2018 pukul 09.13).

[25] Subandi dan Hani, Slamet. 2015. Pembangkit Listrik Energi Matahari Sebagai Penggerak Pompa Air Dengan Menggunakan Solar Cell. Jurnal Teknologi Technoscienti.Vol. 7 No. 2 hal 157-163 ISSN: 1979-8415

[26] Trivedi, Palak. 2016. Design of a Driver IC-IR2110 for MOSFET in Half Bridge Drive. Bhandu : Laljibhai Chaturbhai Institute of Technology.

[27] Wahyudin, Didin. 2006. Belajar mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan bahasa Basic Menggunakan BASCOM-8051. Yogyakarta : CV. Andy Ofset.