SF37 Perancangan Sistem Kontrol PID untuk Pengisian Baterai Lithium-Ion 18650 pada Solar Charge Controller

Abstract

Baterai lithium-ion 18650 memerlukan pengendalian arus dan tegangan yang tepat selama proses pengisian karena karakteristiknya yang sensitif terhadap perubahan kedua parameter tersebut. Proses pengisian yang tidak terkontrol dapat mempercepat penurunan kapasitas, memperpendek umur pakai, serta meningkatkan risiko kerusakan pada baterai. Penelitian ini membahas perancangan dan pengujian Solar Charge Controller (SCC) berbasis kontrol PID untuk pengisian baterai lithium-ion 18650 dengan menerapkan metode Constant Current–Constant Voltage (CC–CV). Sistem dibangun menggunakan rangkaian buck converter sebagai pengatur daya keluaran, Arduino Nano sebagai unit pengendali, sensor INA3221 untuk memantau tegangan dan arus, serta LCD 20×4 sebagai media pemantauan kondisi sistem. Pada mode CC, parameter PID yang digunakan adalah Kp = 0,8, Ki = 10, dan Kd = 0, sedangkan pada mode CV digunakan Kp = 0,3, Ki = 1,5, dan Kd = 0. Data sensor diperbarui setiap 50 ms agar pengendali dapat merespon perubahan kondisi pengisian secara cepat. Hasil pengujian pada variasi paparan relatif panel sebesar 100%, 75%, 50%, dan 25% menunjukkan bahwa tegangan baterai tetap berada pada rentang 4,14–4,18 V, dengan deviasi maksimum sebesar 0,06 V terhadap setpoint 4,20 V. Selama mode CC, arus pengisian berada pada kisaran 0,97–1,04 A, sementara tegangan baterai meningkat secara bertahap. Ketika intensitas cahaya yang diterima panel berkurang, arus pengisian juga mengalami penurunan akibat berkurangnya daya yang tersedia dari panel surya. Sistem kemudian beralih ke mode CV pada menit ke-270 saat tegangan baterai mencapai 4,18 V. Setelah kondisi penuh terdeteksi pada menit ke-285, nilai PWM diatur menjadi 0 sehingga proses pengisian dihentikan secara otomatis