T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   1 ,  F e br ua r y   2020 ,   pp.   2 40 ~ 2 50   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e d  F ir s t  G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I :  10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i1. 12730     240       Jou r n al  h omepage :  ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   Pe r ip h e r al  i n t e r f ac e  c o n t r ol l e r - b as e d   m axi m u m  p ow e r   p oi n t   t r ac k in g al gor i t h m   f or   p h o t o vol t ai c  D C  t o D C  b oost   c on t r ol le r       Z.   A.   Gh an i 1 ,  E .   On n 2 ,  M.   Y.   Z e ain 3 ,   Aprian a   T od in g 4 ,   F .   A.   Az id in 5 ,    H.   O t h m an 6 ,   Z .   Z ak ar ia 7 ,   H .   L ago 8   1, 3, 5, 7 C en t er  fo r  T e l eco mm u n i cat i o n   Res earc h   an d   I n n o v at i o n   (CeT RI),   Facu l t y   o f  E l ec t ro n i c  an d   Co m p u t er  E n g i n eer i n g ,   U n i v e rs i t i   T e k n i k a l   Mal a y s i a  Mel ak a,   Mal a y s i a   2 Facu l t y   o f  E l ec t ri ca l   an d   E l ec t ro n i c  E n g i n eeri n g   T ec h n o l o g y ,   U n i v er s i t i   T e k n i k a l   Mal a y s i a  Mel ak a,   M al a y s i a   4 U n i v er s i t as   K r i s t en   I n d o n e s i a  Pau l u s   Mak a s s ar,   In d o n e s i a   6 Cen t er  o f  E n g i n eeri n g   an d   Bu i l t   E n v i r o n me n t   E d u cat i o n   Res earch   (Pe K A ),   Facu l t y   o f  E n g i n eeri n g   an d   Bu i l t   E n v i r o n me n t ,   U n i v ers i t i   K e b an g s aa n   Mal a y s i a,   Mal ay s i a   8 Facu l t y   o f  E n g i n eeri n g ,   U n i v er s i t i   Mal ay s i a  Sa b ah ,   Ma l ay s i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  M a r   23 ,   2019   R e vis e d  Nov   5 ,   20 19   Ac c e pted  Nov  30 ,   20 19       A   met h o d   o f  d ev e l o p i n g   a  max i mu m  p o w er  p o i n t   t rack i n g   (MPPT )  al g o ri t h m   fo r  p h o t o v o l t ai c  (PV )  u t i l i z i n g   a  p eri p h era l   i n t erface   co n t r o l l er  (PIC)  i s   p res e n t e d   i n   t h i s   p ap er.   T h e  eff i ci e n cy   a n d   a d eq u acy   o f  a  PV   d e p en d   o n     t h e  t emp era t u re   an d   t h e  e x p o s e d   p o s i t i o n   t o   t h e   s u n .   T h u s ,   t h ere  i s   a n   o p t i mu m   p o i n t   a t   w h i c h   t h e  o p erat i n g   p o w er  i s   at   max i m u m.   T h e  g o a l   i s   t o   o p erat e     t h e  PV   mo d u l e  at   t h i s   p o i n t   (MPP).   It   can   b e  acco mp l i s h e d   b y   u s i n g   t h e  MPPT   al g o ri t h m  d es i g n ed   w i t h   a   D C - D C  b o o s t   c o n v ert er.   T h e  b o o s t   co n v er t er,   MPPT   ci rcu i t ,   PIC 1 8 F 4 5 5 0   m i cro c o n t ro l l er  a n d   P V   p an el   ar e  t h e  ma i n   co mp o n e n t s   u s e d   i n   t h i s   d e s i g n .   T h e  c u rren t   an d   v o l t ag e  p ro d u ce d   b y   t h e  s o l ar   p an e l   are  o b s erv e d   co n t i n u o u s l y   b y   a  cl o s e d - l o o p   co n t r o l   s y s t em.     T h e  m i cro c o n t ro l l er - b as e d   c o n t ro l   s y s t em  ad j u s t s   t h e  d u t y   c y c l e  o f     t h e  co n v er t er  t o   ex t rac t   t h e  max i mu m  p o w er.   W i t h   a  D C  i n p u t   v o l t a g e  o f     15   V ,   t h e  b o o s t   c o n v ert er  i s   ca p ab l e  o f  g e n erat i n g   an   o u t p u t   v o l t a g e  o f     an   ap p r o x i mat e l y   6 0   V d c  at   a  max i mu m  p o w er  o f  2 1 3 . 4 2   W   w i t h   mi n i m u m   v o l t a g e  ri p p l e  as   co m p ared   t o   8 4   W   w i t h o u t   t h e   MPPT .   It   p ro v ed     t h e  effect i v e n es s   o f  t h e  d e v el o p e d   al g o r i t h m.   K e y w o r d s :   M P P T   P hotovol taic   R e ne wa ble  e ne r gy   S olar   e ne r gy   S tep - up  c onve r ter   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din g  A u th or :   Apr iana   T oding ,    Unive r s it a s   Kr is ten  I ndone s ia  P a ulus   M a ka s s a r ,     M a ka s s a r ,   S ulaw e s i  S e lata n  90245 ,   I ndone s ia .   E mail:   a pr iana . todi ng@ukipaulus . a c . id       1.   I NT RODU C T I ON   L a tely,   the  e xplor a tor y  a nd  ope n  mi ndf ulnes s   on  e c ologi c a l  a nd  e ne r gy  pr oblems   ha s   a c quir e d  r e a l  a tt e nti on  to  the  e xa mi na ti on  of   c utt ing - e dge   innovations ,   e s pe c ially  in  ve r y  us e f ul  innovation  [ 1] .   E ne r gy  is   a n  e s s e nti a l  c omponent  f or   the  s oc iety  a nd  moneta r y  a dva nc e ment  of   s oc ial  or de r s .   T he   us a ge   s c a le  of   e ne r gy  mea ns   that  the  f inanc ial  f lour is hing  o f   a   c ountr y.   I n  M a lays ia,   the  de ve lopi ng  indus tr ializa ti on  a nd  e xpa nding  wa y  of   l if e   ha ve   e xtens ively  e xpa nde d   the  us e   of   e ne r gy.   M a lays ian  e ne r gy  u ti li z a ti on  ha s   r is e n  s igni f ica ntl y  in  r e c e nt  ye a r s   due   to   the  joi ne d  r e que s ts   of   indus tr ializa ti on   a nd   ur ba niza ti on  [ 1] .   Due   to   the   e xpa ns ion  of   e ne r gy   uti li z a ti on,   the r e   a r e   gr owing   c onc e r ns   a bout  e ne r gy  us e   a nd  it s   e f f e c ts   that  a r e   not  f r iendl y  to  the  e a r th .   Nor mal  a nd  p r oduc ti ve   us e   of   e ne r g y  a s s e ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         P e r ipher al  int e r face   c ontr oll e r - bas e d  max imum  pow e r   point   tr ac k ing  algor it hm . . .   ( Z.   A.   Ghani )   241   be a r s   e xc e pti ona l  s igni f ica nc e   too.   T he   po int   o f   the  e xplor a ti on  is   to  e xa mi ne   the  e ne r gy   r e que s t,   s upply,   uti li z a ti on,   e c ologi c a l  e f f e c t  a nd  a ls o  a udit   the  f utu r e   e ne r gy   a s s e ts .   E ne r gy  is   a   f unda menta l  r e quir e ment  f or   the  de ve l opment,   c omm e r c ial  de ve lopm e nt,   moder niza ti on   a nd  mec ha niza ti on  [ 2] .   T he r e f o r e ,   e ne r gy   de mand  thr oughout   the  wo r ld   is   e xpa nding   r a pidl y ,   a nd   thi s   global   de mand  mus t  be   c ons ider e d  to  mee t  e ne r gy  c onc e r ns   f or   the  f utur e .   T he   wor ld  pr o mot e d  powe r   r e que s t  is   de mons tr a ted  in  F igur e   1 .   P o li ti c a ll y  in f luential  na ti on  r e que s t  a s c e nds   f r om  145  bil li on   M W   in  2007  a nd  e xpe c ted  to  be   218  bil li on  M W   in  2035,   whic h  me a ns   49  pe r   c e nt  incr e ment.   T ha t  lea ds   to  mor e   i ns ta ll a ti on  of   powe r   plants   [ 3] .     T he   I nter gove r nmenta l   C li mate   C ha nge   P a ne l  ha s   r e por ted  that  the  main  ha z a r dous   is s ue   is   global   wa r mi ng  [ 4 ] .   S ince   then,   many   gove r nments ,   in s ti tut ions   a nd  the  r e s pons ive  publi c   in   ge ne r a l,   ha ve   s e t    a   c lea r   mi s s ion  to  s a v e   the  e a r th  f r om  a ll   s e ve r e   is s ue s   c a u s e d  by  the  c onve nti ona l  powe r   ge ne r a ti on    s tations   [ 5 - 9] .   S ince   e mana ti ons   a r e   de pe nding  on  the  uti li z a ti on  of   f os s il   f ue l,   s o  the  e f f o r ts   a r e   f oc us e d  on    the  pr ojec ts   of   de ve lopi ng   e f f icie nt   r e ne wa ble  e ne r gy  ge ne r a ti o n  s tations   s uc h  a s   s olar   f ields   [ 10 ] .           F igur e   1 .   W or ld   powe r   de mand   [ 1]       a .   R e ne wa ble  e ne r gy  p otentialit y  in  M a lays ia   T he   c onve nti ona l  e ne r gy  s our c e s   a r e   be ing  de plete d  a ggr e s s ively  be c a u s e   of   the  high  c ons umpt ion  of   e ne r gy  f or   the   va r ious   a ppli c a ti on s   in   our   da il y   li f e .   T he r e f or e ,   a lt e r na ti ve   r e ne wa ble  s our c e s   a r e   pa r ti c ular ly   e s s e nti a l  f or   f utu r e   e ne r gy  r e que s ts .   At  the   s a me  ti me,   the  gove r n ments   a nd  r e s e a r c h  ins ti tut e s   a r e   unde r   pr e s s ur e   to  mee t  the  goa l   of   s upplyi ng  a ll   humanit y  de mands   with  the  a l ter na ti ve   s our c e s .   R e c e ntl y,   uti li z ing  a   r e ne wa ble  s our c e   o f   e ne r gy   is   ge tt ing  mo r e   popular ,   e s pe c ially  s olar   e ne r gy,   whic h  is   the   mos t   potent   s our c e   o f   a lt e r na ti ve   e ne r g y  in   thi s   c ountr y   a nd   a ls o  in   s ome   other   c ountr ies .   C a tching   s unli ght  a nd  tr a ns f or mi ng   it   int o  e lec tr icit y  f o r   e ve r yda y  uti li z a ti on  is   a   s mar t  plan ,   a nd  the  phot ovolt a ic  s ys tems   ha ve   be e n  us e d  in  M a lays ia  s ince   the  19 80s   [ 10] .   P V  tec hnology  is   de ve lopi ng   quickly  be c a us e   of     the  incr e a s e d  a tt e nti on  a nd  a wa r e ne s s   to  c li mate   c ha nge s ,   thi nne r   oz one   laye r   a nd  c a r bon  poll uti on.     T he   a ve r a ge   s olar   r a diation  is   400   to   600   M J /m 2  in   M a lays ia  [ 11] .   I t   wa s   a im e d   by   the  M a lays ian  gov e r nment  f r om   the   tenth  p lan  f r om   2011 - 2015  to   ha ve   f ield s   that  c ontr ibut e   by   5 . 5  pe r   c e nt  o f   the  to tal  powe r   ge ne r a ti on  mi x  [ 12 ] .   As   indi c a ted  by   the  M a lays ian  gove r nme nt  r e por t .   T he r e   will   be e n   a r ound  50 - 80  pe r   c e nt   in   the  f ir s t  pr ojec t  ( r e s idential  a r e a s )   wi ll   be e n  p r ovided  by   s olar   P V  [ 13] .   b.   C ha ll e nge s   of   us ing  M P P T   a lgor it hm  f or   P V  g e ne r a tor s   As   pe ople  a r e   a nxious   a bout   the   f os s il   f ue l   c on taminations   a nd  the   f unda menta l  is s ue s   br ought    by  us ing  it   f o r   powe r   ge ne r a ti on ,   r e ne wa ble  e ne r gy  s our c e s ,   e s pe c ially  photovol taic   ( P V)   a r e   c ur r e ntl y  uti li z e d.   T he   s olar   boa r d  is   uti li z e d,   whic h  c ompr is e s   P V  c e ll s .   T he s e   c e ll s   r e tain  the  e ne r gy  f r om  s un li ght.   P V   ge ne r a tor s   a r e   be ing  us e d  a s   a   pa r t  of   numer ous   a ppli c a ti ons ,   f or   e xa mpl e ,   ba tt e r y  c ha r ging ,   li ght  s our c e s ,   wa ter   pumpi ng,   s pa c e   s tations   powe r ing.   T he   s olar   boa r d   ha s   the  a dva ntage s   of   r e qui r ing   les s   maintena nc e   a nd  be ing   c ontamination  f r e e .   How e ve r ,   they  ha ve   s ome  dr a wba c ks   a s   they  a r e   manuf a c tur e d  wi th  the  high   c os t  a nd   low   e ne r gy  c onve r s ion  e f f icie nc y  [ 14 - 16] .   T he r e f or e ,   t he   P V  s ys tem  mus t  de li ve r   the   maximum   a va il a ble  powe r   to   the  load,   thus   incr e a s ing  the  P V   e f f icie nc y  [ 17 - 21] .   S ince   the  P V   modul e s   s ti ll   ha ve   ge ne r a ll y   low  c h a nge   e f f e c ti ve ne s s ,   the  ove r a ll   s ys tem  c os t  c a n  be   les s e ne d  by  uti li z ing  high   p r oduc ti vit y   powe r   t r a c ke r s   that  a r e   int e nde d   to   e xtr a c t  th e   mos t   e xtr e me  c o nc e ivable   powe r   f r om  the  P V  modul e .   T he   p r oc e s s   of   e xtr a c ti ng  the  mos t  powe r point   it s e lf   is   c ha ll e nging  a nd  a lwa ys   r e mains   a   s igni f ica nt  c ha ll e nge   in  the   li ter a tu r e   [ 22] .   Dif f e r e nt  M P P T   a lgo r it hms   ha ve   be e n   pr o pos e d  to  maximi z e   P V   powe r .   D e s igni ng   P V   s ys tems   ne e d  t o  c ons ider   the  powe r   f low   s uc h  that   the   powe r   tr a ns f e r   f r om   the  s our c e   to   the   load  is   of   the   highes t  pos s ibl e   a nd   mos t  s table   [ 23] .   One   mus t   take   in to  a c c ount   that   th e   powe r   ge ne r a ted  by   thes e   pa ne ls   de pe nds   on   the   we a ther   c ondit i ons   s uc h  a s   i r r a dianc e   a nd   tempe r a tur e   [ 2 3] .   A   P V  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   1 ,  F e br ua r y  2020 :    2 40   -   2 50   242   s ys tem  without   the  int e gr a ti on  of   a n  M P P T   f unc t ion  e xpos e s   the  c onne c ted  load  a t  r is k  due   to  the   volt a ge   f luctua ti on  [ 24] .   I t  a ls o  lea ds   to  wa s te  in  P V  powe r   a s   the  P V  s ys tem  i s   una ble  to  e xtr a c t  maximum   po we r   f r om   the  P V  modul e .   He nc e ,   the   ne e d  f o r   the  M P P T   c on tr oll e r   is   de e med   ne c e s s a r y  [ 24 - 25] .   C onti nuous   e s ti mations   of   P V   boa r d  ope n - c ir c uit   volt a ge   a r e   uti li z e d   to  r e c ognize   the  mos t   e xtr e me   powe r   outcome   of   the   s olar   boa r d .   T he   ba tt e r y   c h a r ge   r a te   is   pe r s is tently  ba lanc e d  in   a   wa y   that   th e   s ys tem  wor king  point   is   powe r e d  c los e   to  the  identi f ied  m os t  e xtr e me  powe r   outcome   of   the  s olar   boa r d.   Hyp othetica l  a nd  e xplor a tor y  inves ti ga ti ons   a r e   uti li z e d  to   s how  the  s tea dy  qua li ty  a nd  f e a s ibi li ty   of   the  pr opos e d  method.       2.   M P P T   M E T HO DS   As   mentioned  e a r li e r ,   us ing  s olar   e ne r gy   is   a n   a c ti ve   topi c   whic h   ha s   be e n   dis c us s e d  by  many  r e s e a r c he r s   thr oughout  the  wo r ld.   I n - s tate   of   the   a r t,   i t  is   a gr e e d   upon  that   the  s olar   c e ll s   ope r a te  with  low  e f f icie nc y.   T he r e f o r e ,   the   c h a ll e nge   is   to   f ind   the   be s t  pos s ibl e   tec hnique  to   im p r ove   the   e f f icie nc y   of   thos e   c e ll s .   A  maximu m  powe r   point   t r a c king  ( M P P T )   i s   a n  a ppr e c iate d  de ve lopm e nt   in   thi s   f ield.   M a ny  methods   ha ve   be e n  uti li z e d  f or   M P P   tr a c king.   S e ve r a l  meth ods   a r e   dis c us s e d  in  d e tails   a nd  be nc hmar ke d  in  thi s   s e c ti on.   F or   e xa mpl e ,   pe r tur b   a nd  obs e r ve   method  [ 26] ,   incr e menta l  c onduc tanc e   method  [ 27 ] ,   c ons tant  volt a ge     method  [ 28]   a nd  s hor t - c ur r e nt  puls e   method   [ 29] .   An  a lt e r na ti ve   method  in  the  e xtr a c ti ng  of   the  m a xim um  pos s ibl e   po we r   f r om  the   P V  pa ne l  is   th r ough  the  in tegr a ti on  of   the  M P P T   c ir c uit   in to  the  s ys tem.   T he   c onc e pt   of   the  c ir c uit   s im pli c it y   whic h  int e gr a tes   the  pr ogr a mm a ble  int e r f a c e   c ontr oll e r   ( P I C )   mi c r oc on tr oll e r   is     the  main  s ign  of   thi s   method .      2. 1.   P e r t u r b   an d   ob s e r ve   m e t h o d   T his   method  is   wide ly   us e d  f or   M P P T   a s   it   r e quir e s   les s   number   of   s e ns or s   a nd  ha s   be e n  dis c us s e d  by   many  r e s e a r c he r s .   T he   idea   be hind  thi s   method  is   t o  modi f y  the   c onve r ter 's   duty  c yc le.   I t  wil l  be ing  i ndica te  a   c ha nge   in  the  pa n e l  volt a ge .   I n  thi s   method,   the  vo lt a ge   on  both  s ides   of   the  maximum   powe r   point   w il l  be ing   de ve loped  incr e a s ingl y  a nd  de c r e a s ingl y  with  obs e r ving  the  ge ne r a ted  powe r   unti l   the  opti mu m  va lue  is   ga ined  with  r e pe a ti ng  thi s   p r oc e s s   e a c h  tr a c king  s tep  ti ll   t he   M P P   is   r e a c he d.   Onc e   the  M P P   is   r e a c he d,   the  a lgor it hm  os c il late s   a bout  the  r ight   va lue.   T he   s tep  us e d  f or   incr e a s ing   a nd  de c r e a s ing  the  volt a ge   is   a   f ixed  s tep  a s   it   s h ould  not   be   s mall  s o   that  the   tr a c king   pr oc e s s   is   not  s low,   a lbeit  it   he lps   to   r e duc e   os c il lation.   On  the   other   h a nd,   it   a ls o  s hould   not   be   a   big   s tep  to   r e duc e   pow e r   los s e s ,   a lbeit  doing   that   f a s tens   r e a c hing  M P P .   I t   ha s   be e n  s tate d  that   thi s   method  is   not   s uit a ble  i f   the   va r i a ti on  in   s olar   ir r a diation   is   high  [ 26] .     2. 2.   I n c r e m e n t al  c on d u c t an c e   m e t h od   T his   a lgor it hm  us e s   the  f a c t  that  the  volt a ge   is   z e r o  a t  maximum   powe r   point   ( M P P )   in  pa ne l  powe r   s lope.   Unlike  the  pr e vious   method,   the  ope r a ti n g  volt a ge   is   e it he r   de c r e a s e d  or   incr e a s e d  a nd  s t op  whe n    the  M P P   is   r e a c he d .   M P P   tr a c king  is   r e s tar te d  a c c or ding  to  the  c ha nge   in  pa ne l  c ur r e nt   de pe nding  on     the  s ur r ounding   c ondit ions .   Als o,   in   thi s   method,   two  s e ns or s   a r e   r e quir e d   to   ge t  vo lt a ge   a nd   c ur r e n t  va lues .   S a me  a s   in  the  p r e vious   a lgor it hm ,   the   s ize   of   the   s tep  is   f ixed  [ 27] .     2. 3.   Cons t an t   volt age   m e t h o d     T his   a lgor it hm   is   not   wide ly   us e d  due   to   s ome  d is a dva ntage s .   T he   r e lation  is   s hown  in   ( 1)   whe r e     the  maximum   powe r   point   volt a ge   VM P P   is   di r e c tl y  pr opo r ti ona l   to   the  ope n - c ir c uit   vo lt a ge   VO C .   VO C   is   obtaine d  e xpe r im e ntally,   a nd  VM P P   is   obtaine d   b y  mul ti plyi ng   it   with   the  s olar   c e ll   c ons tant  KV ,   whic h  is   a bout  0. 76.     =    ( 1)     T his   a lgor it hm  is   r obus t  a nd  s im ple ,   but  it   ha s   dis a dva ntage s   of   los ing  powe r   whe n  the  s ys tem  dis c onne c ts   tempor a r il y  to   mea s ur e   the  ope n - c ir c uit   volt a ge   a n d  c a lcula te  the  ope r a ti ng  vo lt a ge   [ 28] .     2. 4.   S h or t - c u r r e n t   p u ls e   m e t h o d   T his   method   ha s   the  s a me  c onc e pt  a s   in   the   c o ns tant  volt a ge   method.   T he   M P P   is   obtaine d  by     us ing  ( 2) .   T he   M P P   c ur r e nt  I M P P   is   di r e c tl y  pr op or ti ona l  to   the  s hor t   c ir c uit   c ur r e nt   I s c .   T he   c ons t a nt  KI   is   r oughly  a r ound  0 . 95.   T he r e f or e ,   the  ope r a ti ng  c u r r e nt  is   95%   o f   the  e xpe r im e ntally  obtaine d  s hor t - c ir c uit   c ur r e nt.   B ut  in  th is   method ,   de ter mi ning   the  va lue   of   I s c   is   mo r e   d if f icult   a s   it   ne e ds   a ddit ional  c u r r e nt  s e ns or   a nd  s witch.   B e s ides ,   obtaining  it s   va lue  f r om   ti me  to  ti me  inc r e a s e   he a t  dis s ipation  a nd  powe r   los s e s   [ 29] .       I M P P = K I I sc   ( 2)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         P e r ipher al  int e r face   c ontr oll e r - bas e d  max imum  pow e r   point   tr ac k ing  algor it hm . . .   ( Z.   A.   Ghani )   243   2. 5.   P r op os e d   m e t h od   T he   main  idea   is   to  us e   a   boos t  c onve r te r   f or   the  M P P T   with  a   c ontr oll e r   c ir c uit   that  c ontains     the  P I C 18F 4550   mi c r oc ont r oll e r ,   whic h   a djus ts   a nd  c ontr ol   the   duty   c yc le  of   the   c onve r t e r .   P I C   mi c r oc ontr oll e r s   a r e   e lec tr onic  c ir c uit s   that  c a n  be   modi f ied  to  do  a   li mi tl e s s   s c ope   of   tas k s .   I n  thi s   s tudy,     the  DC - DC   boos t  c onve r ter   c ir c ui t  is   s im ulate d,   a s   it   is   a   mor e   na tur a l   wa y  to   uti li z e   the  P V  pa ne l   f o r   powe r   s upply  a de qua tely.   A   DC - DC   c onve r ter   is   uti li z e d  to  s tep   up  f r om   15   V  to   60   V.   T he   P V  pa ne l   s uppli e s     the  15   V  input   volt a ge ,   a nd   the   60   V  is   the  ou tput   volt a ge   of   the   c onve r ter .   T he   r e lations hip  of   the   g e ne r a ted   output   volt a ge ,   duty  c yc le  a nd  the  input   volt a ge   is   e xplaine d  in  ( 3) .       Vout  =   V in 1 − D   ( 3)       3.   S YST E M   CONF I GURA T I ON     T he   objec ti ve   of   the  s ys tem  is   to  de ve lop  a n  a lgor it hm  that  incr e a s e s   the  e f f icie nc y  of   the  P V  pa ne ls   in  va r ious   c ondit ions   by  us ing  a   boos t  c onve r te r .   T he   pr opos e d  s ys tem's   c ir c uit   is   s im ulate d  in   P r oteus   e nvir onment.   T his   s ys tem  c onf igur a ti on   is   s hown  i n  F igur e   2,   c ompr is e s   of   a n   M P P T   c ontr oll e r ,   s ol a r   pa ne l,   load  a nd  DC - DC   powe r   c onve r ter .   F igur e   3   s hows   the  s ys tem  s im ulation.   T he   inpu t  volt a ge   s upply  pr ovides   a   volt a ge   s ignal  to   the   mi c r oc ontr oll e r .   As   a   r e s ult ,   the  DC - DC   mana ge s   to  boos t   the   volt a ge   f r om   15   Vdc   to     60  Vdc .   T he   P V  output   vo lt a ge   f luctua tes   be c a us e   of   the  c ha nge s   in  c li mate   c ondit ion .   He nc e ,   the   DC   output   c ha nge s   c ons tantly.   T he   mi c r oc ontr oll e r   moni to r s   the  output   of   P V   modul e ,   then   pr ovides   the   be s t  p owe r   s o   that  P V   pa ne l  de li ve r s   a nd  k e e p   a djus ti ng  unti l   th e   maximum   c ur r e nt   va lue  is   obtaine d.   T he   c ir c uit   invol ve s   the  volt a ge   mea s ur e ment  s ignal  to   be   us e d  by   the   P I C 18F 4550   mi c r oc ontr oll e r .   T he   c ha nge s   of   vol tage   a r e   s uit a ble  to  be   nour is he d  int o  a na log   to  digi tal   c onve r ter   ( AD C )   po r t  o f   the  P I C 18F 4550  mi c r oc on tr oll e r   to   c r e a te  a   r e lative  duty   pe r c e ntage   of   P W M   s ignal  r e a c ti on.           F igur e   2 .   S ys tem  c onf igu r a ti on  [ 30]       4.   S I M UL AT I ON  RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON   F or   the   DC   to  DC   boos t  c onve r te r   s im ulation ,   the  i nput  of   15   Vdc   wa s   s uppli e d,   a nd   it   wa s   f ound  ou t   that  the  output   volt a ge   a t  the   load  is   ove r s ho ot  unt il   maximum   75   Vdc ,   then  it   d r oppe d  unti l   52   Vdc   a nd  then   f luctua ted  a nd  r e maine d  c ons tant  a t  58 . 62   Vdc   a f t e r   23. 420   ms ,   a s   s hown  in  F igur e   4 .   T he   magnif ica ti on  of   thi s   output   volt a ge   c a n  be   s e e n  in  F igur e   5 .   A  vol tage   r ippl e   of   0 . 438   V  c a n  be   s e e n  in  the  f igur e ,   whic h  is   e qua l  to  0. 75%   volt a ge   r ippl e .   T he   output   c ur r e nt  f lows   th r ough  R 4  r e a c h  s tea dy  s tate   a f ter   32. 66  mi ll is e c onds   is   e qua l  to  1. 468   A,   a s   s hown  in  F igur e   6.   T he   a ve r a ge   c ur r e nt  f lowing   thr ough   R 4  is   1 . 4621   A ,   a s   s hown   in  F igur e   7 .   I n  ter ms   of   the  volt a ge   in  diode  D1,   it   r e a c he s   a   s tea dy - s t a te  a f ter   23. 42  mi ll is e c onds   with  a   magnitude  of   59. 45   V,   a s   s hown  in  F igur e   8 .   T he   c ur r e nt   f lows   thr ough   the   I nduc tor   L 1   r e a c he d  s tea dy  s tate   a f ter   31. 074   mi l li s e c onds   with    a   maximum   va lue  of   5. 9134   A  a s   s hown  in  F igur e   9.   T he   c ur r e nt  in  D1  r e a c he d  s tea dy  s t a te  a f ter     31. 0748  mi ll is e c onds   with  a   maximum   va lue  of   5 . 9134   A  a s   il lus tr a ted  in  F igur e   10 .   F o r   the  c a pa c it or   C 3,     the  c ur r e nt  r e a c he s   s tea dy  s tate   a f ter   34. 9748  m il li s e c onds   with  a   magnif ic a ti on  e qua l  to   4. 461   A  a nd   4. 324   A  maximum   a nd  mi nim u m  a r e   s hown  in  F igu r e   11   a nd  F igur e   12 ,   r e s pe c ti ve ly.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   1 ,  F e br ua r y  2020 :    2 40   -   2 50   244   F igur e   13  s hows   the  plot ti ng   of   bo th  the  input   a nd   output   volt a ge   a nd  c u r r e nt  a t  the  load.   F igur e   14   c ompar e s   the  output   of   the  s tep - up  c onve r ter   to  it s   input   powe r .   I n  the  o ther   pa r t  o f   the  c ir c uit   f or   t he   60   V  output ,   the  ou tput   volt a ge   a t   r e s is tor   R 2  a nd  c a pa c it or   C 4  is   s hown  in  F igur e   15   a nd  F igu r e   16.   T he   load  c ur r e nt   in  R 2  is   1. 778   A,   whic h   r e a c he s   s tea dy  s tate   a t  51. 94   ms ,   a s   s hown  in  F igur e   17 .   T he   f i na l  plot     that  c ompar e s   the  powe r   whe n  us ing  th is   tec hnique  to  nor mal   s it ua ti ons   is   s hown  in  F igu r e   1 8.   W it h     M P P T ,   the  s ys tem  is   a ble  to  a c hieve   a   maximum   powe r   of   a ppr oxim a tely  213. 42   W   a s   c ompar e d  to  84   W  without   M P P T .           F igur e   3 .   S ys tem  s im ulation           F igur e   4 .   Output   volt a ge   a c r os s   the  load  r e s is tor   R 4     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         P e r ipher al  int e r face   c ontr oll e r - bas e d  max imum  pow e r   point   tr ac k ing  algor it hm . . .   ( Z.   A.   Ghani )   245       F igur e   5 .   M a gnif ica ti on  o f   output   volt a ge   a c r os s   lo a d  r e s is tor   R4           F igur e   6 .   Output   c ur r e nt           F igur e   7 .   T he   a ve r a ge   c ur r e nt   f lowing   thr ough   R 4     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   1 ,  F e br ua r y  2020 :    2 40   -   2 50   246       F igur e   8 .   Voltage   a t   d iode  D1           F igur e   9 .   C ur r e nt   a t  i nduc to r   ( L 1)           F igur e   10 .   C ur r e nt   a t  diode   D1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         P e r ipher al  int e r face   c ontr oll e r - bas e d  max imum  pow e r   point   tr ac k ing  algor it hm . . .   ( Z.   A.   Ghani )   247       F igur e   11 .   C ur r e nt   a t  c a pa c it or   C 3           F igur e   12 .   C ur r e nt   magnif ica ti on   a t  c a pa c it or   C 3           F igur e   13 .   Voltage   a nd  c u r r e nt  magnif ica ti on  a t   th e   l oa d  R 4     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   1 ,  F e br ua r y  2020 :    2 40   -   2 50   248       F igur e   14 .   I nput   a nd  output   powe r   o f   DC   to   DC   bo os t  c onve r ter           F igur e   15.   Output   volt a ge   a t  R 2  a nd   C 4           F igur e   16 .   M a gnif ica ti on  o f   volt a ge   a t   R 2  a nd  C 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         P e r ipher al  int e r face   c ontr oll e r - bas e d  max imum  pow e r   point   tr ac k ing  algor it hm . . .   ( Z.   A.   Ghani )   249       F igur e   17 .   L oa d  c ur r e nt   a t  R 2           F igur e   18 .   Output   powe r   with   a nd  without   M P P T       5.   CONC L USI ON   I n  thi s   wor k,   the  method  o f   de ve lopi ng  the  M P P T   a lgor it hm  f or   P V  uti li z ing  the  P e r iphe r a l  I nter f a c e   C ontr oll e r   ha s   be e n  s uc c e s s f ull y  im pleme nted  with  the  in tegr a ti on  o f   the  DC - DC   boos t  c onve r ter .     T he   de ve loped  c ontr ol  s ys tem  a djus ts   the  duty  c yc le  of   the  c onve r ter   to   e xtr a c t  the  maximu m  powe r .     W it h   a   DC   input   volt a ge   o f   15   V,   the  boos t  c o nve r ter   is   c a pa ble  of   ge ne r a ti ng   a n  output   volt a ge   of   a n   a ppr oxim a tely  60   Vdc   a t  a   maximum   powe r   o f   21 3. 42   W   with  m ini mum   vo lt a ge   r ipp le  a s   c ompar e d   to  84   W  without   the  M P P T .   T his   pr ove d   the  e f f e c ti ve ne s s   a nd  a de qua c y  of   the  de ve loped   a lgor it hm .       RE F E RE NC E S   [1 ]   N E BM ,  “ N a t i o n a l   E n er g y   Ba l an ce  Mal a y s i a , ”   Mal a y s i a n   G reen   T ech n o l o g y   Co r p o ra t i o n ,  pp .  1 - 54 ,  2 0 0 9 .    [2 ]   M .  H as an u zzama n ,  N .  A .  Ra h i m ,  M .  H o s en u zzaman ,  R .  Sai d u r ,  I .  M .  Mah b u b u l ,  a n d   M .  M .  Ra s h i d ,  “ E n er g y   s av i n g s   i n   t h e  co m b u s t i o n - b a s ed   p ro ce s s   h ea t i n g   i n   t h e  i n d u s t ri al   s ect o r , ”   R en ewa b l e  a n d   S u s t a i n a b l e  E n er g y  R evi e ws ,    vol .  16 ,   n o .  7 ,  pp .  4 5 2 7 – 4 5 3 6 ,   2 0 1 2 .    [3 ]   U . S.   E n erg y   In f o rmat i o n   A d m i n i s t rat i o n   (E I A ) ,  “ In t er n a t i o n a l   E n er g y   O u t l o o k   2 0 1 0 , ”   2 0 1 0 .    [4 ]   In t er g o v ern me n t a l   Pan e l   o n   Cl i mat e  C h an g e   (I PCC ) ,  “ Cl i ma t e  C h a n g e  2 0 0 7 ,”   M i t i g at i o n .  Camb ri d g e ,  N ew   Y o rk :   Camb ri d g e  U n i v ers i t y ,   2 0 0 7 .     [5 ]   A .  R .  Mo h amed ,  K .  T .  L ee ,  “ E n erg y   fo r  s u s t a i n ab l e  d ev e l o p m en t   i n   Mal ay s i a:   E n erg y   p o l i c y   an d   al t ern a t i v e  en er g y ,”   E n e r g y  P o l i cy ,  v o l .  34 ,   n o .  15 ,  pp .  2 3 8 8 – 2 3 9 7 ,   2 0 0 6 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.