Panel Surya untuk Stasiun Cuaca dengan NodeMCU

Tertunda, namun tidak terlupakan. Begitulah kurang lebih kondisi Stasiun cuaca dengan NodeMCU, setelah update terakhir bulan Januari 2019 yang lalu. Hal ini disebabkan karena setelah percobaan dengan panel surya, ditemukan bahwa panel surya sebesar 2 watt tidak cukup untuk mengisi batere 18650 dalam kondisi normal sehari-hari.

Pencarian panjang pun dimulai untuk menemukan panel surya yang cukup kuat untuk mengisi batere 18650, sekaligus digunakan untuk sumber tenaga NodeMCU. Sempat terpikir untuk merangkai panel surya 1 watt secara paralel sebanyak 5 buah untuk mendapatkan daya maksimum 5 watt. Tapi, sebelum ide terlaksana, saya menemukan panel surya yang kira-kira cocok dengan kebutuhan: memiliki keluaran tegangan maksimum sekitar 6 volt dengan daya maksimum 5 watt. Ukuran panel surya ini kurang lebih selebar telapak tangan saya.

Panel Surya untuk NodeMCU dengan batere 18650

Merangkai Stasiun Cuaca

Setelah mendapatkan panel surya sebagai komponen terakhir, kini tiba saatnya untuk merakit stasiun cuaca. Sebagai kotak untuk melindungi stasiun cuaca, saya menggunakan kotak hitam berukuran 12.5 x 8.5 x 5 cm.

Keseluruhan rangkaian disusun di dalam box seperti pada foto di bawah ini.

Layout rangkaian stasiun cuaca dalam kotak

Agar sensor BME 280 bisa mengukur suhu, kelembaban dan tekanan dengan tepat, maka perlu dibuat lubang kecil. Lubang kecil juga perlu dibuat di atas TP4056 untuk jalur kabel menuju panel surya.

Tiap-tiap komponen sudah dijelaskan di bagian-bagian tersendiri sebagai berikut:

  • NodeMCU untuk stasiun cuaca, dibahas dalam artikel dalam tautan ini
  • TP4056 untuk mengisi batere Li-Ion, dibahas dalam artikel dalam tautan ini
  • 3.3V Low Drop Out (LDO) Voltage Regulator, untuk menyesuaikan tegangan batere Li-Ion menjadi 3.3V sesuai kebutuhan NodeMCU, dibahas dalam artikel dalam tautan ini.

Memasang Sensor Cuaca dan Panel Surya

Setelah semua komponen dirakit didalam kotak, stasiun cuaca siap dipasang dan dihubungkan dengan panel surya.

Pemasangan stasiun cuaca dan panel surya memiliki tantangan tersendiri. Agar pembacaan sensor suhu lebih akurat, stasiun cuaca harus diletakkan di tempat terbuka yang terhindar dari sinar matahari langsung, bisa dilewati angin, dan tidak boleh terlalu dekat dengan tanah. Hal ini bertentangan dengan panel surya yang justru membutuhkan sinar matahari langsung sebanyak mungkin.

Untuk itu, sebagai lokasi stasiun cuaca, saya memilih menempelkan box dibawah plafon di teras depan lantai 2. Plafon ini berjarak cukup jauh, sekitar 2 meter dari lantai, dan terlindung dari sinar matahari langsung.

Stasiun cuaca YD0SPU-13, dipasang di bawah plafon dengan menggunakan double tape

Panel surya yang membutuhkan sinar matahari langsung dipasang di atas atap rumah. Untuk menghubungkan panel surya dan stasiun cuaca, saya menggunakan kabel tembaga bekas kabel telepon sepanjang 2 meter.

Panel surya dipasang di atas atap. Di latar belakang terlihat panel surya 50 watt yang sudah lebih dulu terpasang untuk keperluan lain

Performance

Untuk menutup artikel ini, saya akan membagikan performa stasiun cuaca selama 2 hari terpasang.

  • Hasil pengukuran stasiun cuaca dengan diletakkan di bawah plafon cukup akurat. Dengan terlindung dari sinar matahari langsung, maka suhu yang ditunjukkan stasiun cuaca juga tidak terlalu tinggi dan lebih akurat. Hasil pengukuran bisa dilihat di tautan ini
  • Dalam kondisi setengah mendung, batere Li-Ion sudah terisi penuh sekitar jam 12 siang
  • Pengukuran tegangan acak di siang hari menunjukkan tegangan panel surya antara 6-7 volt.

Selamat mencoba. Semoga semakin banyak stasiun cuaca amatir di Indonesia untuk membantu perkiraan cuaca.

3 thoughts on “Panel Surya untuk Stasiun Cuaca dengan NodeMCU”

  1. Halo OM Benny,

    Numpang mampir lagi di website nya, saya pernah membuat hal serupa dengan LoRa APRS, cuma kemarin ini belum implementasi solar charging.

    Kalau boleh kasih input, saya sempat baca literatur mengenai charging baterai dan sekaligus menggunakannya dengan load. Setahu saya TP4056 belum mampu melakukan charging dan penggunaan dengan baik, mungkin akan ada waktu di mana TP4056 akan gagal berfungsi, mohon koreksi jika salah.

    Solusi yang ditawarkan beberapa DIY kit adalah menggunakan chip dari Microchip, seperti MCP73871, mungkin bisa dipakai juga untuk memperbaiki sistem ini.

    Namun, overall project OM Benny keren, terima kasih juga atas sharing hasilnya. Semoga bisa dibuat komunitas Citizen Science untuk ini, saya berminat untuk membantu desain PCB kit nya kalau memungkinkan. Mungkin sementara menggunakan modul-modul yang tersedia di pasaran dulu seperti TP4056 tadi, dan mungkin buck converter untuk ESP8266.

    73 de YD0ABH

    1. OM Josef, wah, thank you sudah mampir. Saya pernah mampir ke blog OM Josef juga, dan tertarik dengan project LoRA-nya heheheh.

      Board TP4056 yang saya pakai punya terminal sendiri untuk output menuju beban. Jadi gak langsung di paralel sama batere. Output menuju beban disambung dengan chip DW01, yang berfungsi untuk memutus beban jika tegangan batere menjadi terlalu rendah.

      Detail sambungan antara TP4056, batere dan NodeMCU pernah saya ulas di: https://x.benny.id/catu-daya-3-3v-nodemcu-dengan-batere-li-ion-18650/

      Kapan2 ketemu dan ngobrol yuk OM.

      1. Halo OM Benny,

        Baru mampir lagi nih di blog nya, tertarik juga sih ketemu, saya ada beberapa ide mungkin kita bisa kolaborasi bahas, dengan tema Citizen Science, infrastrukturnya berbasis APRS-IS juga, kebetulan kita di Jakarta juga sudah ada servernya, buatan YE0EEE.

        Kalau berkenan mungkin bisa kirim email, OM Benny.

        73 de YD0ABH

Tinggalkan Balasan ke Josef Matondang Batalkan balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *