Optimasi MPPT Pada Stasiun Pengisian Baterai Menggunakan Metode PID

Abstrak

ABSTRACT

The increasing use of battery-powered electronic devices necessitates efficient and fast charging solutions. This research aims to optimize battery charging at a charging station using the Maximum Power Point Tracking (MPPT) method integrated with Proportional Integral Derivative (PID) control. This method is chosen to address overshoot issues and speed up the stabilization process. The study begins with a literature review to understand the basic theory of MPPT optimization and PID control. Subsequently, hardware and software for the battery charging station were designed and developed. An Arduino ATMega328 microcontroller was used as the main controller, with an LCD to display charging information. Tests were conducted on 12V batteries with capacities of 5Ah and 9Ah. The results showed that using PID control in MPPT optimization successfully increased battery charging efficiency. The fastest charging duration was achieved for a 12V 5Ah battery with parameters Kp=6, Ki=9, and Kd=4, where the battery was fully charged in 19 minutes, and for a 12V 9Ah battery with parameters Kp=5, Ki=3, Kd=1, where the battery was fully charged in 27 minutes. Conversely, the longest charging duration occurred for a 12V 5Ah battery with parameters Kp=5, Ki=3, Kd=1, where the battery was fully charged in 34 minutes, and for a 12V 9Ah battery with parameters Kp=2, Ki=5, Kd=1, with a charging time of 38 minutes. The designed system was able to reduce input current and increase input voltage to reach the 14.5V set point, ensuring that there was no excessive voltage and current that could prolong battery life. This research demonstrates that the PID method in MPPT optimization is effective in accelerating and optimizing battery charging. Future research is expected to further develop this method to improve battery charging efficiency and duration.

Keywords: MPPT, PID, Optimization, Battery Charger, Optimal, PWM

ABSTRAK

Penggunaan perangkat elektronik yang bertenaga baterai semakin meningkat memerlukan solusi pengisian yang efisien dan cepat. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan pengisian baterai pada stasiun pengisian dengan menggunakan metode Maximum Power Point Tracking (MPPT) yang diintegrasikan dengan kontrol Proportional Integral Derivative (PID). Metode ini dipilih untuk mengatasi masalah overshoot dan mempercepat waktu menuju keadaan stabil. Penelitian dimulai dengan studi literatur untuk memahami teori dasar optimasi MPPT dan kontrol PID. Selanjutnya dirancang dan dibuat perangkat keras serta perangkat lunak untuk stasiun pengisian baterai. Mikrokontroler Arduino ATMega328 digunakan sebagai pengendali utama dengan LCD untuk menampilkan informasi pengisian. Pengujian dilakukan pada baterai aki 12V dengan kapasitas 5Ah dan 9Ah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan kontrol PID pada optimasi MPPT berhasil meningkatkan efisiensi pengisian baterai. Durasi pengisian yang paling cepat dicapai baterai 12V 5ah dengan parameter Kp=6 Ki=9 dan Kd=4 dimana baterai terisi penuh dalam waktu 19 menit dan baterai 12V 9ah dengan parameter Kp=5, Ki=3, Kd=1 dimana baterai terisi penuh dalam waktu 27 menit. Sebaliknya durasi pengisian terlama terjadi pada baterai 12V 5ah dengan parameter Kp=5, Ki=3, Kd=1 baterai terisi penuh dalam waktu 34 menit dan baterai 12V 9ah dengan parameter Kp=2 Ki=5, Kd=1 dengan waktu pengisian 38 menit. Sistem yang dirancang mampu mengurangi arus input dan meningkatkan tegangan input untuk mencapai set point 14.5V menjaga agar tidak terjadi tegangan dan arus berlebih yang dapat memperpanjang umur baterai. Penelitian ini menunjukkan bahwa metode PID pada optimasi MPPT efektif dalam mempercepat dan mengoptimalkan pengisian baterai. Penelitian selanjutnya diharapkan dapat mengembangkan lebih lanjut metode ini untuk meningkatkan efisiensi dan durasi pengisian baterai.

Kata kunci: MPPT, PID, Optimasi, Charger Baterai, Optimal, PWM