i
PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI TERBARUKAN DENGAN
MEMANFAATKAN GENERATOR MAGNET PERMANEN
PADA SEPEDA STATIS
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh :
MUHAMMAD WASI AL HAKIM
D 400 1000 06
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan inayahNYA, sehingga sampai detik ini masih diberi kesempatan untuk menjalankan perintahNYA dan menjauhi laranganNYA. Sholawat serta salam bagi Nabi Muhammad SAW beserta, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang selalu ditunggu dan dinanti syafa’atnya dihari akhir nanti, amin.. yaa robbal allamin.
Alhamdulillah hanya padaMU ya Allah, dengan hidayahMU penulis dapat menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul yang penulis ajukan adalah : “ PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI TERBARUKAN DENGAN MEMANFAATKAN MAGNET PERMANEN PADA SEPEDA SATATIS ”
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan dukungan dan saran dari berbagai pihak, memotivasi penulis agar mendapatkan hasil yang lebih baik. Penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sumarjono, MT, P.h.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiayah Surakarta.
v
3. Bapak Hasyim Asy’ari, ST, MT selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak Aris Budiman, ST, MT selaku selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini..
5. Bapak umar, ST, MT. dan Bapak Agus Supardi, ST, MT selaku penguji Tugas Akhir.
6. Bapak Agus Supardi, ST, MT selaku Pembimbing Akademik yang telah banyak membimbing selama menempuh studi di Teknik Elektro UMS. 7. Segenap dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
8. Ayahanda dan Ibunda tercinta “terima kasih atas do’a, kasih sayang,
dukungan, dan materi yang senantiasa tercurah untuk Ananda” yang selalu
memberikan “segalanya “ untuk kehidupan dan keberhasilan Ananda. 9. Kakakku dan adikku tersayang Anissa Rosyanda dan Ima Abdul Aziz,
Medina Puspita Inaray, Ajeng Aprilia Murtirani, Ana, Ria ” terima kasih
atas dukungan, nasehat dan kebersamaanya”
10.Keluarga Besar di Salatiga dan Purwodadi terima kasih semuanya..
vi
bejo, Tifando, Muzamil, Ridho, Teguh, Joko susanto, Arif budi, Ralif, Nofix profesor). Serta teman-temanku yang tidak dapat disebut satu persatu (semoga suatu hari nanti kita dapat bertemu lagi).
12. Seluruh rekan-rekan Asisten Laboratorium Teknik Elektro UMS atas kerjasama dan dukungan selama ini.
13. Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE) UMS. 14. Sahabat-sahabatku di Salatiga.
15. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Dengan segala kerendahan hati penulis berharap semoga karya ini dapat memberikan manfaat kepada semua pihak dan bagi penulis sendiri pada khususnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat dan bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata.
Surakarta, ... Juli 2014
vii
MOTTO
Jangan lihat masa lampau dengan penyesalan, jangan pula lihat masa depan
dengan ketakutan, tapi lihatlah sekitar kita dengan penuh kesadaran.
( James Thurber )
Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal
yang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya atau tidak.
( Aldus Huxley )
Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai
penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar.
( Al-Baqarah : 153 )
Jadi diri sendiri, cari jati diri, dan dapatkan hidup yang mandiri.
(Rina Rista )
Optimis, karena hidup terus mengalir dan kehidupan terus berputar.
( Cristalia Dwita Wijayanti )
Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada di jalan Allah.
viii
Allah Azza wa Jalla yang senantiasa yang selalu melimpahkan nikmat dan hidayahnya kepadaku, bersama Sang Uswatun Khasanah, Rasulallah SAW.
Pemilik Cinta Yang Sejati
Ayah I nda y tak henti-hentinya
semangat y p anak-anaknya
Serpihan Mutiara Sedarah - Anissa Rosyanda
- Ima Abdul Aziz
Keluarga Besar
Di Salatiga, Purwodadi, dan Semarang Kotaku Yang Sangat Kucintai
Salatiga
Mutiata Yang Selalu Mewarnai Hariku
- Almamaterku (Universitas Muhammadiyah Surakarta)
- Segenap Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Elektro UMS
- Lembaga Pendidikan PRIMAGAMA Surakarta
- SMK Negeri 2 Purwodadi
Sahabat-Sahabat Seperjuanganku
Sahabat-Sahabatku Di Kota Salatiga, Purwodadi dan Kota Solo
Sahabat-Sahabat Teknik Elektro 2010 Khususnya di Universitas Muhammadiyah Surakarta
ix
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Telaah Penelitian ... 7
x
2.2.3. Generator magnet Permanen ... 17
2.2.4 Prinsip medan magnet permanen ... 18
xi BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian ... 25
4.1.1. Percobaan pertama tampa beban ... 25
4.1.2. Percobaan kedua di hubungkan ke inverter ... 26
4.1.3. Percobaan ketiga menggunakan beban kipas DC 12 volt ... 26
4.1.4 Percobaan keempat menggunakan beban lampu 15 volt ……... 27
4.1.5 Percobaan Kelima menggunakan beban lampu 12 volt 5 watt.. 28
4.1.6 Percobaan Keenam menggunakan beban lampu 12 volt 10 watt. 28 4.2. Analisa Data percobaan ... 29
4.2.1. Analisa percobaan pertama tanpa beban ... 29
4.2.2. Analisa percobaan kedua generator terhubung langsung dengan inverter ... 30
4.2.3. Analisa percobaan ketiga dengan beban kipas DC 12 volt ... 32
4.2.4. Analisa percobaan keempat dengan beban lampu 15 volt…. 33
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Arah medan magnet ... 8
Gambar 2.2. Kutub medan magnet ... 8
Gambar 2.3. Medan Magnet . ... 9
Gambar 2.4. Gaya listrik ... 9
Gambar 3.1. Flowchat penelitian ... 11
Gambar 4.1. Grafik menunjukkan hubungan antara kecepatan putar RPM dan output tegangan sebelum diberi beban ... 12
Gambar 4.2. Grafik menunjukkan kecepatan putar RPM generator yang tersambung langsung ke inverter ... 12
Gambar 4.3. Grafik hubungan kecepatan putar RPM dengan output tegangan dan arus setelah di bebani kipas 12 volt DC ... 13
Gambar 4.4. Grafik pengaruh kecepatan RPM terhadap tegangan dan arus ketika dibebani lampu 15 volt……… 13
Gambar 4.5. Grafik pengaruh kecepatan RPM terhadap tegangan dan arus ketika dibebani lampu 12 volt 5 watt ... 16
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 . Jadwal Pelaksanaan Penelitian... 30
Tabel 4.1 Pengujian tanpa beban ………... 36
Tabel 4.2 Generator terhubung langsung ke inverter……….. 37
Tabel 4.3 Percobaan dengan beban kipas DC 12 V ………... 38
Tabel 4.4 Percobaan dengan beban lampu 15 Volt………. 39
Tabel 4.5 Percobaan dengan beban lampu 12 Volt 5 watt……….. 40
xiv
DAFTAR KONTRIBUSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Setelah mendapatkan inspirasi dan topik yang akan dituang ke dalam Tugas Akhir, penulis berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asy’ari S.T, M.T,. Beliau menawarkan untuk membuat sepeda electric yang terintegrasi dengan generator magnet permanen. Generator sebagai pembangkit listrik yang disuplai untuk mengisi akumulator dan motor akan menggerakan putaran dari sumber akumulator tersebut. Penelitian ini terbagai menjadi dua, penulis membahas fungsi alatnya sebagai motor dan fungsi sebagai generator dibahas dengan teman saya bernama Arief Rahman Hakim.
Setelah berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asyi’ari, S.T, M.T mengenai judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini. Beliau juga menyarankan untuk dosen pembimbing II Tugas Akhir ini adalah Bapak Aris Budiman, ST, M.T. Setelah seminar Proposal Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi perbaikkan Tugas Akhir ini.
xvi ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk pemanfaatan sepeda statis sebagai sarana olahraga sekaligus menjadi pembangkit listrik. Generator yang digunakan adalah jenis megnet permanen.
Desain pada sepeda statis ini, pada bagian rotornya menggunakan magnet permanen sebanyak 8 buah dengan ukuran 2 cm x 7 cm x 1 cm. Menggunakan kawat email berukuran 0,8 mm dengan jumlah lilitan 180. Selain itu juga menggunakan dudukan spull sebanyak 2 buah dengan ukuran 2 cm x 3 cm x 1 cm.Sepeda statis ini sudah terintegrasi dengan generator magnet permanen.Cara kerja dari sepeda statis ini yaitu dimana saat sepeda dikayuh maka generator yang terintegrasi dengan sepeda statis akan berputar dengan mememanfaatkan gaya tarik magnet. Kecepatan putar rotor ditentukan oleh kecepatan kayuhan sepeda. Pengujian dilakukan pada saat tanpa beban dan dibebani lampu.
Hasil penelitian menunjukkan pada kecepatan minimal adalah 1500 RPM dan kecepatan maksimal 3800 RPM. Ketika dibebani dengan lampu dan kipas putaran rotor adalah 1500 generator menghasilkan tegangan 17.2 volt sedangkan arusnya 0.93 A mampu memikul beban sebesar 15 watt pada kecepatan 20 Km/jam, dan untuk kecepatam maksimalnya yaitu pada putaran 3800 generator dapat menghasilkan tegangan sebesar 25.2 volt sedangkan arusnya 1.2 A mampu memikul beban sebesar 31 watt pada kecepatan 50 Km/jam
