Flowchart Pengendali Panel Surya berbasis Atmega328

Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan. Badingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita. Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller) dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt atau 30 watt.

Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistemsel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka kontroler akan mengisi aki dengan panelsurya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik. Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akanmenghentikan proses pengisian aki itu. Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem sel surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai.

Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri. Biasanya panel surya itu letakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus.



Adapun cara kerja pengendali panel surya :

Pada saat star melalui inisialisasi (pin LCD,pin motor stepper, pin LDR, pin limit switch ) motor stepper akan berputar dari keadaan tidak mentok limit switch ( posisi 162°) hingga sampai ke mentok limit switch ( posisi 18° ), tujuannya untuk mengetahui apakah motor stepper berputar perstepnya sudah dapat bekerja dengan baik.

Setelah mentok limit switch maka scan utama akan aktif sehingga motor  stepper akan berbalik arah putar untuk mencari posisi dan membaca intensitas cahaya yang paling kuat penerangannya ( Resistansi LDR paling kecil ), tujuannya  untuk mengetahui yang paling kuat intensitas cahayanya.

Kemudian setelah selesai mencari dan membaca intensitas cahaya yang paling kuat penerangannya hingga 80 kali step perputaran motor stepper (posisi 18°-162°) saat itu juga motor stepper akan berputar berbalik arah untuk menduduki posisi intensitas cahaya yang paling kuat penerangannya ( nilai Resistansi LDR paling kecil ).

Pada saat menduduki posisi intensitas cahaya yang paling kuat penerangannya maka motor stepper akan menunggu hingga 7,2 menit  untuk berputar perstepnya hingga terus menerus sampai pada posisi 162° atau 80 kali step perputaran motor stepper dengan cara menscan nilai LDR yang paling kecil.

Pada saat menduduki posisi 162° atau 80 kali step perputaran motor stepper maka motor stepper akan diam selama 7,2 menit untuk menscan nilai LDR yang paling kecil atau kurang dari 880 ohm dan jika nilainya lebih dari 880 ohm atau intensitas cahayanya kecil, maka motor stepper  akan berputar berbalik arah hingga mentok limit switch atau kembali keposisi terbitnya matahari.

Pada saat di posisi terbitnya matahari maka motor stepper akan bekerja  pada posisi awal yaitu mencari dan membaca intensitas cahaya yang paling kuat penerangannya hingga terus menerus dan berulang – ulang sampai mendapatkan intensitas cahayanya besar atau kurang dari 880 ohm.