HASIL & PEMBAHASAN Sebuah rangkaian boost converter yang merupakan DC-DC Converter jenis boost adalah rangkaian penaik tegangan yang diimplementasikan dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya sebagai penaik tegangan dari tegangan keluaran panel surya. Hasil pengujian dari rangkaian boost converter ini adalah merupakan hasil akhir dari perancangan yang telah direalisasikan. Perancangan awal akan menentukan hasil akhir dari alat yang dirancang dan dibuat. Jadi hasil percobaan yang telah dilakukan secara keseluruhan ditentukan oleh hasil dari perancangan. Hasil pengujian ini meliputi cara kerja sistem rangkaian, hasil pengukuran rangkaian, dan analisa.
MENIT KE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RATA2
Vin 13.10 13.10 13.10 13.30 13.30 13.30 13.40 13.40 13.40 13.40 13.28
Data Hasil Pengukuran Dalam penelitian ini dilakukan pengukuran beberapa parameter utama rangkaian boost converter diantaranya adalah tegangan masukan rangkaian boost converter (Vin), tegangan rangkaian PWM (VPWM) dan tegangan keluaran rangkaian boost converter (Vout) setelah dilakukan pengukuran parameter-parameter tersebut didapat data hasil pengukuran sebagai berikut : Tegangan Masukan Converter (Vin)
Rangkaian
Boost
Vin merupakan tegangan masukan rangkaian boost converter yang berasal dari tegangan keluaran panel surya dengan P = 3 Wp dan V = 12 V. Data pengujian berikut dilakukan selama 10 menit sehingga diperoleh rata-rata Vin sebagai berikut: Tabel 4.1 Tegangan Masukan Boost Converter (Vin)
Gambar 4.1 Bentuk sinyal Vin Tegangan Rangkaian PWM (VPWM) VPWM merupakan tegangan keluaran dari IC Timer 555 atau juga dalam rangkaian ini disebut dengan tegangan keluaran rangkaian PWM yang memiliki bentuk sinyal kotak yang menjadi masukan bagi transistor pada rangkaian boost. Tegangan keluaran rangkaian PWM secara teoritis akan mencapai nilai 0,7 V, hal ini dikarenakan tegangan keluaran dari rangkaian PWM ini menjadi masukan bagi transistor atau rangkaian boost yang memiliki tegangan saturasi (Vsat) = 0,7 V.
IV-1
Gambar 4.2 Bentuk sinyal Vic Tegangan Keluaran Converter (Vout)
Rangkaian
Boost Perhitungan
Vout merupakan tegangan keluaran dari rangkaian boost converter yang merupakan tegangan Vin yang telah distep up oleh rangkaian boost converter. Data pengujian berikut dilakukan selama 10 menit sehingga diperoleh rata-rata Vout sebagai berikut : Tabel 4.2 Tegangan Keluaran Rangkaian Boost Converter (Vout) MENIT KE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RATA2
Gambar 4.3 Bentuk sinyal Vout
Vout 36.2 36.2 36.2 36.2 36.3 36.3 36.4 36.4 36.4 36.4 36.3
Dalam penelitian ada beberapa parameter yang dapat dihitung secara teoritis sebagai asumsi nilai ideal dari rangkaian boost converter yang dibuat. Parameter-parameter yang dihitung diantaranya adalah Perioda PWM (T), Tegangan keluaran rangkaian boost converter (Vout) dan ripple tegangan keluaran rangkaian boost converter (r). Perioda PWM (T) Dengan mensetting frekuensi PWM = 40 KHz, penulis dapat menentukan perioda pensaklaran dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut :
Tegangan Keluaran Rangkaian Boost Converter (Vout) Dengan menggunakan persamaan 2.3 secara matematis tegangan keluaran dari boost converter dapat dihitung sebagai berikut : V
IV-2
Ripple Tegangan Keluaran Rangkaian Boost Converter (r) Dengan memperkirakan riak tegangan masukan, riak arus komponen dioda mengalir ke kapasitor dan arus rata-ratanya mengalir ke beban, maka riak tegangan keluaran dapat dihitung sebagai berikut :
Jadi, ripple tegangan keluaran dari rangkaian boost converter adalah 0,08%. Analisa Alat yang dibuat pada penelitian ini adalah penaik tegangan berbasis step up voltage DC to DC. Rangkaian ini banyak dikenal sebagai boost converter. Karena rangkaian ini merupakan penaik tegangan, maka tegangan output lebih besar hingga 4 kali lipat dari tegangan input. Penambahan induktor dan switching dari transistor mampu membangkitkan tegangan dengan mode switching. Pada rangkaian ini terdapat dua bagian penting, yaitu rangkaian pembangkit arus atau yang lebih dikenal dengan sebutan PWM dan rangkaian pembangkit tegangan atau boost. Pada bagian pertama, yaitu PWM menggunakan IC Timer 555 untuk menghasilkan gelombang kotak (pulse) sebagai pengatur proses switch on dan switch off. Proses switching dilakukan pada frekuensi 40 KHz yang dihasilkan dari rangkaian PWM. Output dari PWM disambungkan pada kaki basis transistor sebagai pengatur switching. Pada rangkaian pembangkit atau boost penulis telah menghitung dengan memberi tegangan input dari panel surya dengan ratarata tegangan keluarannya 13,28 V dan memberi duty cycle 0,64 penulis bisa
menentukan resistor, kapasitor dan induktor yang harus dipasang. Resistor pada rangkaian boost converter berfungsi sebagai penghambat pada kaki basis transistor. Kapasitor yang dipasang digunakan sebagai filter untuk mengurangi noise atau ripple pada tegangan output. Sedangkan induktor yang dipasang berguna sebagai penguat tegangan setelah proses switching. Dari hasil pengukuran menggunakan osiloskop diketahui terdapat riak tegangan (ripple) pada tegangan keluaran boost converter. Secara sistematis hal ini bisa terjadi karena tegangan masukan boost converter yang merupakan keluaran panel surya bukan tegangan DC murni seperti yang dapat dilihat pada gambar 4.1 dan pada penelitian ini boost converter tidak diberi tambahan rangkaian filter secara khusus. Dalam pengujian rangkaian boost converter yang dibuat dapat dibuktikan menghasilkan rangkaian yang cukup stabil. Dengan pengambilan sampel data pengujian rangkaian selama 10 menit diperoleh ratarata tegangan keluaran sebesar 36,3 V, mendekati hasil perhitungan dengan nilai ideal tegangan keluar sebesar 36,8 V. Hal demikian dapat terjadi karena dipengaruhi beberapa faktor seperti tegangan masukan yang berasal dari panel surya yang bisa berfluktuasi dan hasil pengukuran membuktikan bahawa rangkaian yang dibuat bekerja sesuai dengan harapan dengan tegangan keluaran 2,7 kali tegangan input. Secara keseluruhan rangkaian boost converter yang dibuat dapat menaikkan tegangan masukan yang berasal dari panel surya yang besarnya 13,28 V menjadi 36,3 V dan dapat bekerja dengan stabil sesuai dengan perumusan masalah dan tujuan dilakukannya penelitian ini.
IV-3
