Satelit pasti sudah tidak asing lagi bagi kalian semua. Tetapi pernahkah kalian berpikir, kok satelit bisa bertahan yah? Darimana yah energi tersebut berasal sehingga satelit tetap bisa bekerja? Ternyata, ada sebuah subsistem loh di satelit yang yang bertanggung jawab atas penyimpanan daya sebuah satelit. Apakah itu? Itu merupakan subsistem EPS (Electrical Power System) yang diibaratkan sebagai jantung kalau di tubuh manusia.
Panel Surya
Sumber energi utama yang digunakan satelit adalah solar cell. Solar cell merupakan suatu alat semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan, yaitu lapisan hole (P) dan lapisan electron (N) biasa disebut PN Junction. Dengan menggunakan solar cell, maka satelit mendapatkan sumber energi dari matahari yang telah dikonversi menjadi energi listrik yang disebabkan karena efek Photovoltaic yang dimiliki solar cell.
Gambar 1. Panel Surya
Bagaimana sih posisi satelit terhadap matahari yang dapat mempengaruhi jumlah energi yang didapat? Posisi satelit akan mempengaruhi banyaknya energi yang didapat, posisi satelit tersebut antara lain :
- Kondisi ketika cahaya matahari minimum
Terjadi ketika satu dari dua sisi cubesat tanpa solar cell memiliki vektor normal sejajar dengan vektor matahari, maka area solar cell yang efektif adalah nol dan tidak ada daya yang dihasilkan.
- Kondisi ketika hanya satu sisi yang menghadap matahari
Terjadi ketika vektor normal permukaan dua panel surya sejajar dengan vektor matahari.
- Cahaya matahari maksimal
Terjadi ketika dua sisi satelit yang terdapat panel surya secara bersamaan menghadap matahari.
Baterai
Baterai adalah salah satu komponen penting dalam penyimpanan daya, sehingga ia sering disebut juga sebagai sumber energi sekunder dari sebuah satelit nano ketika kondisi gerhana, panel surya tidak dapat memberikan energi listrik karena tidak ada cahaya matahari.
IC Baterai Charging
Salah satu penyebab kerusakan baterai adalah overcharging karena ketika overcharging baterai akan mengalami perubahan suhu yang signifikan yang menyebabkan berkurangnya daya yang dapat disimpan. Untuk menjaga baterai tetap awet maka dibutuhkan IC Baterai Charging salah satunya untuk menjaga baterai dari overcharging dengan cara memutus daya pengecasan dan/atau langsung mendistribusikan ke sistem.
Regulator
Tegangan yang didapat dari pengkonversian energi matahari menjadi energi listrik biasanya tidak stabil dan faktor penyebab pengecasan adalah terdapat beda potensial maka dari itu tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan baterai. Penggunaan regulator tak hanya untuk menaikkan tegangan namun bisa juga menurunkan tegangan, banyak komponen elektronik yang membutuhkan tegangan lebih kecil daripada sumber atau baterai maka dibutuhkan penurun tegangan.
Sensor Arus dan Sensor Tegangan
Sensor arus berguna sebagai yang mendeteksi arus yang mengalir pada sebuah jalur sedangkan sensor tegangan berguna sebagai membaca nilai tegangan yang mengalir pada sebuah rangkaian.
Microcontroller Unit (McU)
Dari semua masukkan sensor arus dan tegangan akan diolah datanya oleh McU, McU akan mengendalikan switch dalam pendistribusian daya. Namun pada karya ini pendistribusian daya kurang lengkap dikarenakan arus yang dibutuhkan tiap subsistem berbeda.
Diagram Blok
Gambar 2. Diagram Blok
Dapat disimpulkan bahwa daya matahari yang telah dikonversi olehi panel surya akan dinaikkan tegangannya menjadi 12 v lalu arusnya akan dihitung melalui sensor arus. Setelah dinaikkan tegangan akan dicatu dengan IC baterai charging dan baterai keduanya akan dicatu juga dengan sensor tegangan untuk menghitung tegangan. Dari IC baterai charging tegangan akan dibagi menjadi dua keluaran yaitu 3.3 v dan 5 v. Nah tugas dari McU disini adalah mencatu tegangan ke subsistem berdasarkan algoritma yang dibuat.
Referensi
- Indana, Aulia. 2019. “Engineering Model Electrical Power System untuk 1U Cubesat dengan Control Unit Terintegrasi”. Universitas Telkom. Bandung.
01 – 05 – 2020
Laboratorium Nanosatellite
Author : Farid Anwar Hidayat
#SalamMengangkasa