Pengisian Aki Otomatis Dilengkapi Dengan Batas Maksimum dan Minimum

Pengisian Aki Otomatis Dilengkapi Dengan Pengaturan Batas Maksimum dan Minimum
Afif Tangguh Perdana¹; Hestia Justine Hakiim S² ; Moch Rissandi³ ; Samuel Beta K⁴

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro PoliteknikNegeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : afiftp33@gmail.com¹ , hestiajustine@gmail.com² , mochrissandi4699@gmail.com³ , sambetak2@gmail.com⁴

Abstrak - Energi listrik digunakan hampir di seluruh aspek kehidupan. Kita tidak bisa memproduksi lalu menyimpan energi listrik begitu saja. Dasarnya bahwa energi listrik yang kita gunakan berasal langsung dari sumbernya. Aki merupakan salah satu sumber energi yang digunakan oleh manusia disaat berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Aki jika lama tidak diisi kembali maka muatan aki dengan sendirinya akan mengalami penurunan. Dari hal tersebut, maka dibuat alat untuk pengisi aki otomatis. Sensor yang digunakan untuk mengukur tegangan aki adalah sensor tegangan 15V. Sistem kendali alat pengisi baterai aki otomatis ini menggunakan mikrokontroler arduino uno sebagai pusat pengolahan data yang hasilnya akan ditampilkan pada LCD 16x2. Pembuatan alat pengisi aki bertujuan untuk mengatur tegangan maksimal aki dimana sistem membaca tegangan aki secara kontinyu saat melakukan pengisian sehingga ketika keadaan muatan baterai aki telah terisi muatan penuh dan mencapai tegangan maksimum maka secara otomatis pengisian muatan akan berhenti. Tegangan maksimum dapat diatur menggunakan joystick dan tegangan dapat terlihat pada LCD 16x2. Hal tersebut dapat mengurangi pemborosan energi listrik serta meminimalisir terjadinya pengisian yang berlebih yang berakibat rusaknya aki. Oleh sebab itu, kami membuat alat yang berfungsi untuk mengetahui berapa tegangan dan arus saat pengisian aki. Tegangan maksimum dapat diatur menggunakan joystick dan tegangan dapat terlihat pada LCD 16x2.

Kata Kunci : Arduino UNO dan Sensor tegangan.

Abstract – Electrical energy is used in almost all aspects of life. We cannot produce and then store electricity just like that. The basis is that the electrical energy we use comes directly from the source. Aki is one of the energy sources used by humans when the development of science and technology. If the battery is not replenished for a long time, the battery charge will automatically decrease. From this, then made a tool for automatic battery charging. The sensor used to measure battery voltage is a 15V voltage sensor. The automatic battery charger control system uses an arduino uno microcontroller as a data processing center, the results of which will be displayed on a 16x2 LCD. The manufacture of a battery charging device aims to regulate the maximum battery voltage where the system reads the battery voltage continuously when charging so that when the battery is fully charged and reaches the maximum voltage the charging will automatically stop. The maximum voltage can be adjusted using a joystick and the voltage can be seen on the 16x2 LCD. This can reduce the waste of electrical energy and minimize the occurrence of excessive charging which results in damage to the battery. Therefore, we make a tool that works to find out how much voltage and current when charging the battery. The maximum voltage can be adjusted using a joystick and the voltage can be seen on the 16x2 LCD.

Keyword :Arduino UNO and Voltage Sensor

I. Pendahuluan

Seiring dengan perkembangan zaman dan bertambahnya kegiatan yang dilakukan oleh manusia, diharapkan terdapat suatu alat yang dapat mempermudah kegiatan manusia, terutama untuk manusia yang memiliki keterbatasan dalam ingatan atau sering lupa dalam melakukan suatu kegiatan contohnya dalam mengisi daya pada aki. Aki jika lama tidak diisi kembali maka muatan aki akan mengalami penurunan. Pemilik aki tidak perlu lagi khawatir dan selalu mengecek apakah aki tersebut sudah terisi penuh. Hanya dengan mengatur tegangan minimum dan maksimum pada aki yang akan diisi daya, maka secara otomatis aki tersebut dapat mengisi dan berhenti mengisi saat tegangan mencapai yang diinginkan dalam pengaturan awal.

II. Tinjauan Pustaka

2.1 Arduino Uno

Arduino UNO adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital masukan atau luaran (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai luaran PWM), 6 masukan analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jacklistrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untukmendukung mikrokontroler, sumber daya biasmenggunakan power USB (jika terhubung ke computerdengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai.

Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami terlebih dahulu apa yang dimaksuddengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan perangkat lunak dan perangkat keras yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Fasilitas komunikasi arduino uno meliputi komunikasi antara arduino uno dengan komputer, arduino uno dengan arduino yang lain dan arduino uno dengan mikrokontroler yang lain.

Gambar 2.1 Arduino Uno

Spesifikasi:

Mikrokontroler	ATmega328
Operating Voltage	5V
Input Voltage (recommended)	7-12V
Input Voltage (limits)	6-20V
Digital I/O Pins	14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins	6
DC Current per I/O Pin	40 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)
EEPROM	1 KB (ATmega328)
Clock Speed	16 MHz
Length	68.6 mm
Width	53.4 mm
Weight	25 g

2.2 Sensor Tegangan

Sensor tegangan yang dipakai yaitu sensor tegangan dc yang dapat mendeteksi tegangan sebesar 0 sampai 15 volt. Tegangan yang terukur merupakan tegangan analog. Modul sensor tegangan bias dibeli di pasaran, tetapi kami membuat sensor tegangan dengan menggunakan dua resistor yang nilainya 1 banding 2 dan tegangan maksimal yang dapat diukur sensor didapat dari rumus:

Gambar 2.2 Rangkaian Sensor Tegangan

Gambar 2.3 Sensor Tegangan

2.3 Relai

Relai adalah saklar yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yakni elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar). Relai menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

Gambar 2.4 Rangkaian Relai

Gambar 2.5 Modul Relai

2.4 LCD (Liquid Crystal Display) dan I2C (Inter Integrated Circuit)

LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD bisa memunculkan gambar atau dikarenakan terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun Kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri.

Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetic yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring. Dengan menggunakan modul I2C, pin Arduino yang digunakan untuk menyalakan LCD sangat sedikit yaitu hanya 2 pin: SDA (Serial Data) dan SCL (Serial Clock). Kalau di Arduino UNO itu pin A4 untuk SDA dan pin A5 untuk SCL.

Gambar 2.6 Bentuk Fisik LCD dan I2C

2.5 Modul Stepdown

Berfungsi untuk menurunkan tegangan dari catu daya 12 volt ke tegangan 5 volt untuk mensuplai arduino. Modul ini memiliki spesifikasi :

1. Module Properties: non-isolated step-down module (buck)

2. Rectification: non-synchronous rectification

3. Input voltage :4.5-35V

4. Output Voltage :1.25-30V (adjustable)

5. Output current: rated current 2A, recommended less than 2A,13W

6. Efficiency: Up to 92% (The higher the output voltage, the higher the efficiency)

7. Switching frequency: 150KHz

8. Minimum pressure: 2V

9. Operating Temperature: Industrial (-40°c to +85°c) (output power of 10W or less)

10. Full load temperature rise: 40°c

11. Load regulation: ± 0.5%

12. Voltage regulation: ± 0.5%

Gambar 2.7 Modul Stepdown

III. Perancangan Alat

3.1 Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem dan rangkaian yang digunakan yaitu:
a. Arduino Uno
b. Sensor tegangan
c. Tuas Kendali
d. Relai
h. Modul Stepdown
e. LCD dan I2C

3.2 Blok Diagram

Gambar 3.1 Blok Diagram

3.3 Diagram Alir

Gambar 3.2 Diagram Alir

3.4 Gambar Rangkaian

Gambar 3.3 Gambar Rangkaian

3.5 Diagram Pengawatan

Gambar 3.4 Diagram Pengawatan

3.6 Foto Alat

Gambar 3.5 Perancangan Alat

Gambar 3.6 Komponen Simulasi

IV. Pengujian Alat

Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang dibuat dapat bekerja sesuai tujuan yang dikehendaki. Mulai dari kepekaan sensor dalam pembacaan tegangan sampai dengan fungsi rangkaian yang dibuat yaitu sensor tegangan, pembagi tegangan, dan relay yang terhubung pada Arduino Uno. Pengujian diawali dengan aki yang berkapasitas 12 volt kemudian diatur batas minimum dan maksimum menggunakan potensiometer. Ketika aki dalam keadaan batas minimum, relay akan bekerja ditandai dengan indikator LED yang menyala. Kemudian saat aki telah mencapai batas maksimum (dalam pengujian ini diatur 11 volt) secara otomatis relay tidak bekerja dengan indikator LED padam.

V. Kesimpulan

Alat pengisian aki dilengkapi dengan batas maksimum dan minimum dapat bekerja secara otomatis ketika aki pada kondisi yang telah ditentukan batas minimum dan maksimumnya. Ketika batas minimum, aki akan menlakukan pengisian hingga batas maksimum secara otomatis akan berhenti mengisi saat telah mencapai batas maksimum.

VI. Saran

Alat tersebut dapat dikembangkan lagi dengan adanya :

1. Sensor arus.

2. Sensor tegangan yang memiliki spesifikasi lebih besar.

Daftar Pustaka

Duwi, Danang. 2015. Pengisi Baterai Aki Otomatis Berbasis Mikrokontroller. Universitas Gajah Mada. Jogjakarta

https://arjunaldi.staff.telkomuniversity.ac.id/preview-lm2596-step-module/

Lampiran

Biodata Penulis

Afif Tangguh Perdana. Dilahirkan di Blora, 19 Januari 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Jetis 2 Blora, SMPN 1 Blora, dan SMAN 1 Blora. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro dan terdaftar dengan NIM 3.32.17.0.02.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : afiftp33@gmail.com

Hestia Justine Hakiim S. Dilahirkan di Semarang, 7 Mei 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Kemala Bhayangkari 02 Semarang, SMPN 15 Semarang, dan SMAN 2 Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro dan terdaftar dengan NIM 3.32.17.0.12.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : hestiajustine@gmail.com

Moch Rissandi. Dilahirkan di Madiun, 30 November 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal diSDN 1 Taman Kota Madiun, SMPN 6 Madiun, dan SMAN 5 Madiun. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro dan terdaftar dengan NIM 3.32.17.0.15.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail : mochrissandi4699@gmail.com

Header Ads

Pengisian Aki Otomatis Dilengkapi Dengan Batas Maksimum dan Minimum

I. Pendahuluan