PEMBANGKITAN LISTRIK MEMANFAATKAN ARUS LALU LINTAS UNTUK LAMPU LALU LINTAS
1
Adi Asmariadi Budi, 2Nuring Tyas Wicaksono, 2Yohannes Ridwan Siagian, 2Gama Hafiz Aditya, 2Galih Widayanto
1
Staf Badan Penelitan dan Pengembangan Inovasi Daerah Provinsi Lampung
2
Sarjana Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta
1
adi_asmariadi@yahoo.com, 2nuring_fistek_ugm@yahoo.com
ABSTRACT
Traffic lights has function to regulate the traffic on intersection road, and if electricity off happen so the traffic lights will off too, and traffic jam will happen as the impact of that. Traffic flow can be used as the source of energy by taking the pressure from vehicle which flow on the road. The device to harvest that energy shaped like speed bump and called as Traffic Flow Power Plant (PLTAL). When vehicle flow through that device, it will press the device. Those pressure then will rotate the flywheel which then will rotate generator. The electricity which produce from generator then stored into accumulator which will be used as the electricity source for the traffic lights. Electrical power which produce from a set of PLTAL is 28 Watt, and power needed to light a set of traffic lights is 21,6 Watt. Based on that can be concluded that a set of PLTAL can fulfill electrical power for a set of traffic lights.
Keywords: traffic flow, vehicle wheel pressure, energy source, traffic lights.
ABSTRAK
Lampu lalu lintas memiliki andil yang besar dalam kelancaran lalu lintas, tetapi hal ini tidak berlaku apabila terjadi pemadaman listrik yang menyebabkan tidak berfungsinya lampu lalu lintas tersebut. Arus lalu lintas dapat dimanfaatkan untuk pembangkitan listrik melalui tekanan roda kendaraan yang melewati alat pembangkit listrik yang menyerupai polisi tidur, alat tersebut dinamakan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Arus Lalu Lintas (PLTAL). Tekanan tersebut akan memutar roda gila gila (fly wheel) dan kemudian memutar generator. Listrik yang dihasilkan dari generator akan disimpan dalam aki, sehingga dapat digunakan sebagai sumber energi listrik bagi lampu lalu lintas. Daya yang dihasilkan dari satu set rangkaian PLTAL sebesar 28 Watt, dan daya yang dibutuhkan untuk seperangkat lampu lalu lintas sebesar 21,6 Watt. Berdasarkan pada hal tersebut maka satu set rangkaian PLTAL dapat memenuhi kebutuhan daya seperangkat lampu lalu lintas.
PENDAHULUAN
Lampu lalu lintas merupakan alat yang berfungsi untuk mengatur kelancaran lalu lintas dalam suatu persimpangan, jika lampu lalu lintas padam dan tidak ada polisi yang mengatur jalannya lalu lintas, maka kemacetan dan kekacauan akan terjadi di persimpangan tersebut, untuk mengatasi hal tersebut maka sumber energi untuk lampu lalu lintas sebaiknya berasal dari luar jaringan listrik atau mempunyai cadangan listrik sendiri. Hampir setiap persimpangan di wilayah perkotaan terdapat lampu lalu lintas, dan pada umumnya menggunakan listrik dari jaringan listrik, hal itu akan membutuhkan energi listrik yang banyak.
Lampu lalu lintas juga merupakan
infrastruktur non-profit milik pemerintah (dibangun untuk pelayanan masyarakat
tanpa menghasilkan pendapatan bagi
pemerintah), sehingga penggunaan energi pada sektor ini sebaiknya dikurangi untuk mengurangi beban negara yaitu dengan menggunakan sumber energi yang tidak
membutuhkan biaya dalam proses
produksinya.
Padamnya lampu lalu lintas yang
diakibatkan oleh padamnya sumber energi dari jaringan listrik dapat ditanggulangi dengan memberikan sumber energi yang
berdiri sendiri (independen) dan terpisah dari jaringan listrik. Sumber energi yang yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas yang pada dasarnya memanfaatkan arus lalu lintas yang melewati jalan.
Parasitic energy merupakan cara
mengambil energi dari aktivitas manusia. Hal tersebut merupakan salah satu bentuk energi terbarukan, karena manusia akan terus melakukan aktivitas dan ketika aktivitas dilakukan maka energi akan
dihasilkan. Beberapa contoh parasitic
energy adalah penggunaan piezoelectric
pada gerbang tiket stasiun di Jepang yang berfungsi untuk mengambil energi arus penumpang yang melewatinya. Contoh lain adalah sepatu dengan magnetic generator yang berfungsi mengasilkan energi dari aktivitas manusia berjalan.
Pemakaian energi final nasional tahun 2003 menurut data Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (2004), penggunaan energi untuk sektor transportasi berada pada 32,32% dari total penggunaan energi.
Penelitian ini menggunakan konsep
parasitic energy dari sektor transportasi
yaitu dengan memanfaatkan arus lalu lintas kendaraan yang melewati jalan. Tekanan yang diakibatkan oleh roda kendaraan
diubah menjadi energi kinetik dan dikonversi menjadi energi listrik lalu disimpan dalam aki yang berguna untuk
menghidupkan lampu lalu lintas.
Perkembangan lalu lintas yang semakin padat akan membuat energi yang dihasilkan dapat digunakan untuk keperluan lainnya,
yaitu sebagai lampu penerangan.
Banyaknya kendaraan yang lewat akan mempengaruhi banyaknya energi listrik yang disimpan, sehingga lampu lalu lintas akan terus menyala selama masih ada kendaraan yang lewat atau yang disebut dengan arus lalu lintas.
METODOLOGI
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dengan judul pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas (PLTAL) untuk lampu lalu lintas dilaksanakan di Laboraturium Rekayasa Energi dan Laboratorium Instrumentasi Jurusan
Teknik Fisika Fakultas Teknik
Universitas Gadjah Mada. Waktu yang
dihabiskan untuk melaksanakan
penelitian yang meliputi persiapan bahan dan alat, perancangan, pengujian serta penulisan laporan selama enam bulan.
B. Bahan dan Alat
Bahan habis pakai yang diperlukan
meliputi komponen mekanik dan
komponen elektrik. Komponen mekanik yang diperlukan adalah : rangka, roda gigi lengkung, roda gigi silinder, roda gila (fly wheel), pegas, gear, rantai, motor DC 24 Volt, mur dan baut.
Sedangkan komponen elektronik
meliputi : aki 24 Volt 3,5 Ah, kabel, 225 buah LED (Light Emitting Dioda),
mikrokontroler AT89S51 dan
komponen elektronika pendukung
lainnya (resistor, transistor, kapasitor, dll.).
C.Metode Pelaksanaan
1. Persiapan
Tahap persiapan dalam penelitian ini yaitu menyiapkan bahan dan alat untuk merancang pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas. Peralatan utama untuk pembuatannya didapat dari Laboratorium Rekayasa Energi yang juga sebagai laboraturium utama dalam perancangan. Sedangkan untuk bagian-bagian yang membutuhkan pengerjaan khusus, seperti roda gigi dibuat melalui pemesanan pengerjaan di bengkel bubut UD.Handayani Yogyakarta dan motor DC 24 Volt dari bengkel Fisika FMIPA UGM.
2. Perancangan Alat
Pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas pada prinsipnya menggunakan alat pengkonversi energi dari tekanan roda kendaraan menjadi energi listrik. Alat ini menyerupai polisi tidur yang
dipasang melintang di permukaan jalan dan sebagian terpendam dalam tanah. Gambar 2.1 sampai dengan Gambar 2.3 menunjukkan rancangan alat tersebut.
Gambar 2.1Rangkaian pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas (PLTAL)
Gambar 2.3 Rangkaian roda gila
3. Mekanisme Kerja
Arus kendaraan yang melewati jalan yang telah dipasang PLTAL akan menekan PLTAL yang berbentuk menyerupai polisi tidur. Saat roda
kendaraan melewatinya, maka
PLTAL yang menyerupai polisi tidur tersebut akan terdorong ke bawah, sehingga kendaraan tidak mengalami
gonjangan seperti layaknya kendaraan melewati polisi tidur, karena PLTAL akan rata dengan jalan saat dilewati kendaraan. Konsep ini juga dapat digunakan sebagai pengganti konsep polisi tidur, yaitu berfungsi sebagai
pengurang kecepatan kendaraan
namun tetap nyaman saat kendaraan melewatinya.
Tekanan dari roda kendaraan yang melewati polisi tidur akan diubah menjadi putaran melalui roda gigi lengkung yang kemudian memutar roda gila. Roda gila kemudian
memutar generator sehingga
dihasilkan listrik yang kemudian disimpan dalam aki untuk digunakan sebagai sumber energi listrik bagi lampu lalu lintas.
Keterangan mekanisme kerja :
a) Kendaraan melewati PLTAL;
b) Papan penekan tertekan ke bawah
c) Roda gila memutar generator
d) Listrik disimpan dalam aki
Berikut adalah gambaran proses putaran energi rotasi yang akan menggerakkan generator listrik:
Gambar 2.6 Putaran roda gila
4. Pembuatan dan Pengujian
Pembuatan alat dilakukan setelah alat dan bahan telah lengkap. Rangka dan komponen lainnya dibuat hanya untuk satu pijakan roda. Proses pemasangan di jalan dipasang secara pararel, sehingga seluruh roda kendaraan yang
melewati jalan tersebut dapat
melindasnya. Generator yang
digunakan dalam penelitian ini
menggunakan dua buah motor DC 24
Volt, karena motor merupakan
kebalikan dari generator (Petruzella 2001). Pembuatan perangkat lampu
lalu lintas menggunakan
mikrokontroler AT89S51 (Putra
2006) sebagai pengendalinya, dan untuk setiap warna lampu dipasang
sebanyak 75 buah LED (Light
Gambar 2.7 Rancangan PLTAL
Pengujian pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas ini dilakukan dengan cara menekan dengan tangan dan kemudian diukur arus dan tegangan yang dihasilkan. Pengujian perangkat lampu lalu lintas juga dilakukan dengan cara mengukur arus dan tegangan yang diperlukan untuk menyalakannya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pelaksanaan
Rangkaian Pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas dalam penelitian ini hanya dibuat dalam setengah set rangkaian dengan satu roda gila dan satu generator.
Hasil pengujian banyaknya daya yang
dihasilkan oleh generator
menggunakan persamaan daya
(Margunadi 1986) : P = V x I (1) dengan : P = daya (Watt) V = tegangan (Volt) I = arus (Ampere)
Hasil pengujian pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas tersebut dihasilkan tegangan sebesar 14 Volt dengan arus sebesar 1 Ampere, sehingga daya yang dihasilkan sebesar 14 Watt dalam setengah set rangkaian.
B. Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian dalam
setengah set rangkaian PLTAL
didapatkan daya sebesar 14 Watt, maka jika dibuat dalam satu set rangkaian akan didapatkan daya sebesar 28 Watt.
Seperangkat lampu lalu lintas
membutuhkan tegangan sebesar 12 Volt dan arus sebesar 1,8 Ampere, sehingga dari persamaan (1), didapatkan bahwa dalam seperangkat lampu lalu lintas membutuhkan daya sebesar 21,6 Watt. Berdasarkan hal tersebut maka daya yang dihasilkan oleh satu set rangkaian
PLTAL akan dapat memenuhi
kebutuhan daya seperangkat lampu lalu lintas.
KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah bahwa pembangkit listrik tenaga arus lalu lintas dapat digunakan untuk memberikan sumber energi bagi lampu lalu lintas dengan memasang pembangkit tersebut secara pararel melintang dijalan. Energi yang dihasilkan dari satu set rangkaian PLTAL adalah 28 Watt, sehingga untuk suatu baterai penyimpan 50 Watt diperlukan 2 set rangkaian PLTAL. Roda kendaraan berupa mobil memiliki satu pasang roda di sebelah kanan dan kiri, jika dalam satu ruas jalan dilewati oleh mobil maka terdapat 2 set rangkaian PLTAL yang tertekan oleh roda kendaraan, sehingga akan dihasilkan daya sebesar 56 Watt.
DAFTAR PUSTAKA
Margunadi, A.R. (1986). ‘Pengantar Umum Elektroteknik’, Penerbit PT. Dian Rakyat, Jakarta.
Petruzella, F.D. (2001). ‘Elektronik
Industri’,
Penerbit Andi, Yogyakarta.
Putra, A.E. (2006). ‘Belajar Mikrokontroler
AT89C51/52/55 (Teori dan
Aplikasi)’, Penerbit Gava Media, Yogyakarta.
Tipler, P.A. (1996). ‘Fisika untuk Sains dan Teknik’, Edisi ketiga, Penerbit Erlangga, Jakarta
