RANCANG BANGUN DENGAN SISTIM MEKANIK
SPEEDBUMP
UNTUK MENGHASILKAN DAYA
LISTRIK SEBAGAI TENAGA PEMBUKA
GERBANG PINTU TOL KOTA MEDAN
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
TARMIZI TAHER
NIM.110401024
ABSTRAK
Speed bump adalah mekanisme yang dipasang pada jalan untuk mengurangi laju
ken-daraan dengan tujuan keamanan. Pada penelitian ini dikembangkan sebuah speed bump yang memiliki fungsi ganda, yaitu mengurangi laju kendaraan dan sebagai
pembangkit daya. Sistem pembangkit daya terdiri dari pasangan roda gigi, poros, roda gila, pegas, rantai dan kumparan generator. Ketika kendaraan menyentuh speed bump tersebut, maka ban kendaraan tersebut akan menekan pegas yang dipasang dibawah speed bump dan dihubungkan dengan roda penggerak (rack), kemudian roda penggerak (rack) tersebut dihubungkan dengan sproket yang dipasang antara roda penggerak (rack), sproket tersebut akan memutarkan flywheel, flywheel tersebut yang akan digunakan untuk memutar generator untuk menghasilkan energi listrik. Proto-tipe kemudian diuji pada tingkat kecepatan yang bervariasi. Besar voltase dan arus yang dibangkitkan diukur. Hasil pengujian dihasilkan tegangan 18 Voltase dan menghasilkan daya sebesar 3.63 watt.
ABSTRACT
Speed bump is a mechanisms of assembled on the road to decreased speed of
transportation by the safety destination. In this research developed a speed bump has a dual function, for instance decreasing speed of transportation and as a power gener-ator. The System of power generator consists to a pair of gears, shafts, flywheel, springs, chains and coils.While the transportation touched of the speed bump, then tire of the transportation regarding hit the spring mounted under the speed bump and connected to the flywheel, there after cog flywheel was connected to a sprocket mounted between the flywheel, sprocket will rotating flywheel, the flywheel would be used to turn a generator to produce electricity. Subsequently The prototype was tested at varying levels of speed.The last prototype was tested on level speeds varia-tion. the largest of voltage and current were resurrected of measure. Assay results generated voltage 18 voltage and power of 3.63 watts produces.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat ALLAH Subhanahuwata‟ala yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya.Shalawa tdan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah lulus menjadi SarjanaTeknik di DepartemenTeknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Proses Produksi Non-Logam, yaitu“RANCANG BANGUN
DENGAN SISTIM MEKANIK SPEED BUMP UNTUK MENGHASILKAN
DAYA LISTRIK SEBAGAI TENAGA PEMBUKA GERBANG PINTU TOL
KOTA MEDAN”.
Di dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini serta penulis banyak mengucapkan banyak terima kasih Bapak Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis.
Pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih sedalam-dalamnya kepada:
1. Kedua orang tua atas doa dan motivasinya yang tiada hentinya untuk mem-berikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof.Dr.Ir.Bustami Syam, MSME sebagai Dosen Pembimbing Skripsi
yang banyak memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran yang sangat berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini.
3. Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU. Bapak Ir.Tugiman, MT selaku Koordinator Skripsi.
5. Teman-teman satu tim IFRC yang telah bersama-sama menyelesaikan skripsi ini dengan kerja sama.
6. Abang Magister Teknik Mesin S2 yang telah banyak memberikan motivasi dan arahan buat penulis
7. Seluruh kawan-kawan stambuk 2011 yang telah memberikan dukungan baik berupa tenaga dan motivasi kepada penulis.
Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi pembaca serta dapat bermanfaat bagi orang lain.Penulis menyadari akan kekurangan skripsi ini se-hingga penulis mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi.Penulis mengucapkan banyak terima kasih atas kerja saman-ya.
Medan, 23 Agustus 2016
DAFTAR ISI
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Speed Bump (Pembatas Kecepatan Kendaraan) ... 8
2.2 Generator Elektrik ... 8
2.2.1 Mekanisme Generator ... 8
2.2.2 Rotor ... 10
2.2.3 Stator ... 11
2.3.4 Penyearah... 12
2.3 Roda Gigi ... 13
2.3.1 Macam-macam Roda Gigi ... 12
2.4 Poros ... 18
2.4.1 Macam-macam Poros ... 19
2.4.2 Pemilihan Bahan Poros ... 20
2.4.3 Diameter Poros ... 22
2.4.4. Kekuatan Poros ... 22
2.5 Bantalan ... 22
2.5.1 Pemilihan Jenis Bantalan ... 26
2.6 Pegas ... 27
2.6.1 Klasifikasi Pegas... 28
2.6.2 Bahan Pegas ... 29
2.6.3 Lenturan (Defleksi) Pegas ... 30
2.6.4 Energi yang mampu disimpan ... 30
2.7 Flywheel (Roda Gila) ... 31
2.7.1 Koefisien fluktuasi flywheel ... 31
2.7.2 Menentukan berat roda gila ... 32
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 34
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 34
3.2 Alat dan Bahan ... 34
3.2.1 Alat ... 34
3.2.2 Bahan ... 36
3.3 Desain Speed Bump ... 40
3.4 Diagram Aliran Penelitian... 43
BAB 4 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE ... 44
4.1 Perancangan Alat Pembangkit Daya ... 44
4.1.1 Generator ... 45
4.1.2 Roda Gigi ... 46
4.1.3 Bantalan... 48
4.1.4 Pegas ... 51
4.1.5 Poros ... 52
4.1.6 Perhitungan Rantai ... 56
4.1.7 Fywheel ... 57
4.1.8 Roda Gigi Penggerak ... 59
4.2 Hasil Pengujian Sistem Mekanik Speed Bump ... 60
4.2.1 Pengujian Sistem Mekanik Speed Bump ... 61
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 62
5.1 Kesimpulan ... 62
5.1 Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS G 3123)... 22
Tabel 2.2 Umur bantalan untuk jenis mesin yang bervariasi ... 28
Tabel 2.3 Jenis jenis bantalan ... 30
Tabel 3.1 Dimensi system mekanik speed bump penghasil daya listrik ... 44
Tabel 4.1 Faktor – factor koreksi daya yang akan ditransmisikan,fc ... 55
Tabel 4.2 Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS) ... 57
Tabel 4.3 Data hasil pengujian sistem mekanik speed bump ... 64
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Polisi tidur (Speed Bump)... 1
Gambar 1.2 Palang Parkir otomatis ... 2
Gambar 1.3 Parkir system ... 3
Gambar 2.1 Berbagai Variasi Speed Bump ... 6
Gambar 2.2 Desain Standar Speed bump ... 8
Gambar 2.9 Rangkaian penyearah ... 12
Gambar 2.10 Roda Gigi ... 12
Gambar 2.20 Roda gigi cacing silindris ... 16
Gambar 2.21 Roda gigi cacing gobloid ... 16
Gambar 2.22 Roda gigi hypoid ... 16
Gambar 2.23 Poros ... 19
Gambar 2.24 Bantalan ( Bearing ) ... 23
Gambar 2.26 Bantalan Luncur ... 24
Gambar 2.27 Variasi pegas tekan (Helix) ... 29
Gambar 2.28 Pegas tekan yang digunakan ... 29
Gambar 2.29 Flywheel (Roda Gila) ... 31
Gambar 3.12 Sket sistem mekanik speed bump 2d ... 40
Gambar 3.13 Sistem mekanik speed bump ... 41
Gambar 3.14 Sistem kerja speed bump ... 42
Gambar 3.15 Diagram aliran penelitian ... 43
Gambar 4.1 Sistem mekanik speed bump ... 44
Gambar 4.2 Generator elektrik... 45
Gambar 4.3 Roda gigi ... 46
Gambar 4.4 Metode pengukuran pegas... 51
Gambar 4.5 Grafik pemilihan rantai ... 56
Gambar 4.6 Standard Spesifikasi rantai ... 57
Gambar 4.7 Roda Gila ... 57
DAFTAR NOTASI
Simbol Keterangan Satuan
Tegangan N/mm2
F Gaya N
P Beban Tekan N
c Jarak pusat cm
Vp Kecepatan keliling Ft/m
Ft Gaya tangensial lb
x Simpangan m
