ANALISA PENGARUH BERAT DAN KECEPATAN TERHADAP KONSUMSI DAYA BLDC 350W

(1)

ANALISA PENGARUH BERAT DAN KECEPATAN TERHADAP KONSUMSI DAYA BLDC 350W

Mohammad Bahrodin Wahid¹, Satworo Adiwidodo² Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang

Abstrak

Motor BLDC merupakan jenis motor DC yang komutasinya menggunakan rangkaian elektronik sehingga lebih efisien dalam segi performa atupun umur dari komponennya. Faktor yang yang berpengaruh pada konsumsi daya motor BLDC salah satunya pada beban pengemudi, kecepatan dan kondisi jalan. Berdasarkan dari penjelasan sebelumnya maka penelitian ini bertujuan untuk membuktikan apakah berat beban dan kecepatan akan berpengaruh terhadap konsumsi daya motor BLDC 350w. Dengan cara melakukan 3 tahapan pengujian. Tahapan pertama yaitu pengujian dengan tanpa beban / hanya beban dari roda belakang saja.

Tahapan kedua dengan cara memberikan beban dijalan yang datar dengan variasi beban 65kg, 75kg, 85kg ,105kg dan 115kg, Tahapan ketiga dengan cara memberikan beban dijalan menanjak dengan variasi beban 65kg, 75kg, 85kg, 105kg, dan 115kg. Hasil penelitian ini menunjukkan adanya pengaruh berat beban dan kecepatan terhadap konsumsi daya. Untuk konsumsi daya terendah dijalan datar didapat pada variabel beban 65kg dikecepatan 5km/jam sebesar 0,4 watt hours, sedangkan dijalan menanjak konsumsi terendah didapat pada variabel 65kg dikecepatan 5km/jam sebesar 1,2 watt hours. Untuk konsumsi daya tertinggi dijalan datar didapat pada variabel beban 115kg dikecepatan 30km/jam sebesar 2,1 watt hours, sedangkan dijalan menanjak konsumsi terendah didapat pada variabel 115kg dikecepatan 30km/jam sebesar 17,533 watt hours.

Kata-kata kunci : Daya, Medan magnet, Motor BLDC, Rotor, Stator.

I. PENDAHULUAN

Motor DC memiliki efisiensi yang tinggi karena penggunaan tegangan DC pada rotor untuk menggerakan rotor tersebut. Efisiensi yang tinggi berbanding lurus denagan perawatannya yang mahal dan sulit karena menggunakan brush dalam komutasinya dan brusnya akan perlu perawatan dengan seiringnya waktu kerja motor DC tersebut.

Motor BLDC (brushless DC) adalah motor DC (listrik searah) tanpa brush yang berfungsi untuk komutasinya, dan menggunakan brush atau sikat, karena digantikan dengan komponen elektronik. Keunggulan itulah yang menyebabkan motor DC brushless banyak digunakan dalam dunia otomotif.

Konsumsi daya motor BLDC dapat dipengaruhi oleh berbagai macam kondisi seperti kecepatan, berat,dan beban resistansi.

Penelitian yang dilakukan oleh (Wibowo, 2018) menyatakan bahwa semakin besar beban resistansi maka

komutasinya digantikan dengan rangkaian elektronik dengan mengguanakan sensor hall, agar motor BLDC dapat bekerja diperlukan adanya medaan magnet stator. Untuk mendapatkan medan magnet stator tersebut maka diperlukan sumber tegangan 3 fasa.

Motor DC brushless merupakan suatu jenis motor yang memiliki banyak keunggulan bila dibandingkan dengan berbagai jenis motor konvensional lainnya, umur yang relatif panjang dan keandalan yang tinggi karena tidak semakin tinggi kecepatan motor BLDC dan arus menjadi kecil, jika semakin kecil beban resistansi maka kecepatan motor BLDC akan semakin rendah dan arus lebih kecil.

Dari uraian diatas maka penelitian ini yaitu tentang

“Analisa Pengaruh Berat Dan Kecepatan Terhadap Konsumsi Daya E-Scooter Berpenggerak Motor Listrik Bldc 350w” dapat bermanfaat dan membantu untuk permasalahan dimasyarakat saat ini.

II. METODE PENELITIAN

Untuk mempermudah cara mengambil data dan pengolahan data maka diperlukan sebuah rancangan blok diagram, untuk diagram alir tersebut dapat ditunjukan dalam gambar dibawah ini.

(2)

Pengujian

Ya Kesimpulan dan pembuatan laporan

GAMBAR 1. DIAGRAM ALIR PENELITIAN

A. Alat Dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

Alat:

• WH Meter

• Sensor kecepatan

• AVO meter

• Alat tulis

• Laptop

• Handphone

• Timbangan

• Pemberat

• Lampu Bahan:

• Motor BLDC 350W

• Baterai lithium 48volt

• Controller motor BLDC

• Handle gas

B. Metode Pengambilan Data

Pengambilan data dari penelitian Analisa pengaruh berat dan kecepatan terhadap konsumsi daya e-scooter berpenggerak motor listrik BLDC 350 W sebagai berikut :

• Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

• Mengkalibrasi seluruh alat dan cek keadaannya

• Menimbang besi pemberat 65 kg ,75 kg, 85 kg ,95 kg, 105kg,dan 115 kg.

• Memasang baterai, controller dan motor BLDC

• Menghidupkan motor BLDC

• Melakukan uji putaran 5km/jam, 10 km/jam, 15 km/jam,20 km/jam ,25 km/jam, dan 30 km/jam

• Catat hasil daya output dari setaiap variabelnya.

• Melakukan uji dengan jalan datar dengan beban 65 kg ,75 kg, 85 kg ,95 kg, 105kg,dan 115 kg.

• Melakukan uji dengan jalan menanjak 6⁰ dengan beban 65 kg ,75 kg, 85 kg ,95 kg, 105kg,dan 115 kg.

• Catat hasil daya output dari setaiap variabelnya.

• Lakukan pengolahan data dengan microsoft excel

C. Desain Alat

TABEL I. SPESIFIKASI MOTOR BLDC

Model Motor BLDC hub motor dengan rem tromol

Daya 350W

Input voltage 48V Kecepatan 900rpm Dimensi 8 inchi (20cm) Model rem Rem tromol Model ban Ban karet mati

Berat 3,3 kg

GAMBAR 2. PEMBERAT 5KG

Pemberat berfungsi sebagai alat untuk menambah variable berat jika berat penumpang kurang dari yang diinginkan.

GAMBAR 3. MOTOR BLDC

Motor listrik BLDC berfungsi sebagai pengubah dari energi listrik ke energi gerak atau kinetic, dalam hal ini digunakan motor listrik tipe BLDC bertegangan 48V dengan daya 350W dengan diameter 8 Inchi.

selesai Mulai

Studi literatur

Tidak analisis

Pengumpulan data

(3)

GAMBAR 4. DESAIN KESELURUHAN SCOOTER

Gambar diatas adalah gambar keseluruhan scooter dengan Panjang 770mm dan tinggi 800mm, menggunakan rangka dari besi hollow.

GAMBAR 5. SKETSA PENGUJIAN

Nama komponen :

1. Batterai lithium 48volt 2. Trotle gas

3. Controller motor BLDC 4. Speed meter

5. WH meter Fungsi komponen :

• Batterai berfungsi sebagai penyedia arus atau penyuplai arus dan tegangan yang akan dig unakan motor BLDC.

• Trotle gas berfungsi sebagai pengatur kecepatan motor BLDC

• Controller berfungsi sebagai pengontrol dari baterai e motor listrik BLDC

• Speed meter berfungsi untuk melihat kecepatan putaran motor BLDC

• Wh meter berfungsi sebagai pengukur konsumsi daya motor BLDC

III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Tanpa Beban

TABEL II. PENGUJIAN TANPA BEBAN (WATT HOURS)

Pengujian tanpa beban merupakan pengujian yang

GAMBAR 6. GRAFIK PENGUJIAN TANPA BEBAN (WATT HOURS)

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa ada perbedaan nilai dilakukan tanpa memberi berat beban di motor BLDC,

pengujian dilakukan dengan cara mengangkat ban belakang scooter lalu trotle gas diputar sesuai variable kecepatannya lalu dicatat konsumsi dayanya disetiap variable kecepatannya. Dalam pengujian ini diambil data berupa satuan ampere hours dan watt hours.

watt hours dari setiap variable kecepatan. Pada variasi kecepatan 5km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0 watt hours, Pada variasi kecepatan 10km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0 watt hours, Pada variasi kecepatan 15km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0,1 watt hours, Pada variasi kecepatan 20km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0,1 watt hours, Pada variasi kecepatan 25km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0,2 watt hours, Pada variasi kecepatan

0,35 PENGUJIAN TANPA BEBAN 0,3

0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

5 10 15 20 25 30

Kecepatan (km)

Watt Hours

No. Kecepatan (Km)

Konsumsi daya (watt hours)

1 5 0

2 10 0

3 15 0,1

4 20 0,1

5 25 0,2

6 30 0,3

(4)

30km/jam nilai konsumsi daya berada pada 0,3 watt hours.

Nilai terendah berada di kecepatan rendah, dan nilai terbesar di kecepatan tertinggi, Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kecepatan maka konsumsi daya akan meningkat pula (berbanding lurus) hingga titik maksimum (Prasetyo Eko,dkk 2018).

B. Pengujian Dengan Beban Dijalan Datar

TABEL III. PENGUJIAN DENGAN BEBAN DIJALAN DATAR

(WATT HOURS)

C. Pengujian Dengan Beban Dijalan Menanjak

TABEL IV. PENGUJIAN DENGAN BEBAN DIJALAN DATAR (WATT HOURS) Kece

patan (KM)

Konsumsi daya (watt hours) 65kg 75kg 85kg 95kg 105kg 115kg 5 1,2 2,1 3,26 5,3 8,2 10,8 10 1,8 2,4 3,63 5,6 8,9 11,2 15 2,5 2,73 4,03 5,8 9,1 12,5

20 3 3,9 4,83 6,7 9,8 14,7

25 4,1 4,7 5,5 7,6 10,66 16,93 30 4,9 5,6 6 7,8 10,9 17,53

Pengujian dengan beban dijalan menanjak merupakan pengujian yang dilakukan dengan memberi berat beban di motor BLDC dengan variasi beban 65 kg ,75 kg,85 kg ,95 kg,

Pengujian dengan beban dijalan datar merupakan pengujian yang dilakukan dengan memberi berat beban di motor BLDC dengan variasi beban 65 kg ,75 kg,85 kg ,95 kg,

105kg dan 115 kg, pengujian dilakukan dengan cara mengendarai scooter dengan memberi beban dan berjalan dengan kecepatan 5 km/jam, 10 km/jam,15 km/jam, 20 km/jam, 25 km/jam dan 30 km/jam. lalu dicatat konsumsi dayanya disetiap variable kecepatannya. Dalam pengujian ini diambil data berupa satuan ampere hours dan watt hours.

GAMBAR 7.GRAFIK PENGUJIAN DENGAN BEBAN DIJALAN DATAR (WATT HOURS)

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa ada perbedaan nilai watt hours dari setiap variable kecepatan. Konsumsi daya paling rendah didapat pada kecepatan 5km/jam dengan bobot 65kg sebesar 0,4 watt hours, sedangkan konsumsi paling tinggi didapat dikecepatan 30km/jam dengan bobot 115kg sebesar 2,1 watt hours.

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa beban dan kecepatan berpengaruh terhadap konsumsi daya, semakin tinggi kecepatan dan berat maka konsumsi daya akan meningkat pula (berbanding lurus) hingga titik maksimum.

(Prasetyo Eko,dkk 2018).

GAMBAR 8. GRAFIK PENGUJIAN DENGAN BEBAN DIJALAN MENANJAK (WATT HOURS)

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa ada perbedaan nilai ampere hours dari setiap variable kecepatan dan beban.

Konsumsi daya paling rendah didapat pada kecepatan 5km/jam dengan bobot 65kg sebesar 1,2 watt hours , sedangkan konsumsi paling tinggi didapat dikecepatan 30km/jam dengan bobot 115kg sebesar 17,5 watt hours.

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa ada pengaruh kondisi jalan menanjak terhadap konsumsi daya. Beberapa faktor dari kendaraan dapat juga mempengaruhi, selain itu faktor eksternal seperti kondisi lingkungan atau kondisi lintasan dan perilaku mengemudi pengendara juga memberikan pengaruh yang tidak sedikit. (Suendri Nensy Is.

2018).

Semakin tinggi kecepatan dan berat maka konsumsi daya akan meningkat pula (berbanding lurus) hingga titik maksimum. (Prasetyo Eko,dkk 2018).

IV. KESIMPULAN

Meninjau hasil Analisa pengaruh berat dan kecepatan terhadap konsumsi daya e-scooter berpenggerak motor listrik BLDC 350 W, telah diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

• Adanya pengaruh beban terhadap konsumsi watt hours motor BLDC 350W. pada saat motor BLDC

PENGUJIAN JALAN DATAR

2,1 1,9 1,7 1,5

Kecepatan 5km Kecepatan 10km Kecepatan 15km Kecepatan 20km Kecepatan 25km Kecepatan 30km 1,3

1,1 0,9 0,7 0,5

0,3

65 75 85 95

Berat Beban (Kg)

105 115

PENGUJIAN JALAN MENANJAK 6º 17

15 13 11 9

Kecepatan 5km Kecepatan 10km Kecepatan 15km Kecepatan 20km Kecepatan 25km Kecepatan 30km

7 5 3 1

65 75 85 95 105 115

Berat Beban (Kg)

Watt Hour Watt Hours

Kece patan (KM)

Konsumsi daya (watt hours)

65kg 75kg 85kg 95kg 105kg 115kg

5 0,4 0,5 0,7 0,8 1 1,3

10 0,5 0,6 0,7 0,86 1,2 1,5

15 0,73 0,8 0,9 0,96 1,2 1,6

20 0,8 0,9 1 1,06 1,4 1,8

25 0,9 1 1,1 1,2 1,6 2

30 0,9 1 1,2 1,3 1,8 2,1

(5)

tidak diberi beban konsumsi watt hours terendah pada 0,1 watt hours, setelah diberi beban konsumsi terendah pada beban 65kg sebesar 0,4 watt hours pada jalan datar, dan 1,2 watt hours pada jalan menanjak.

Sedangkan pada saat motor BLDC tidak diberi beban konsumsi watt hours tertinggi pada 0,33 watt hours, setelah diberi beban konsumsi tertinggi pada beban 115kg sebesar 2,1 watt hours pada jalan datar, dan 17,533 watt hours pada jalan menanjak.

• Adanya pengaruh kecepatan terhadap konsumsi watt hours motor BLDC 350W. pada jalan datar dikecepatan 5km/jam konsumsi watt hours sebesar 0,4 watt hours, setelah ditambah kecepatannya menjadi 30km/jam konsumsi watt hours meningkat menjadi 2,1 watt hours.

Sedangkan pada jalan menanjak dikecepatan 5km/jam konsumsi watt hours sebesar 1,2 watt hours, setelah ditambah kecepatannya menjadi 30km/jam konsumsi watt hours meningkat menjadi 17,53 watt hours.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih kepada kedua orang tua karena selalu menyemangati dan selalu mendukung apa yang selalu saya kerjakan.

REFERENSI

[1] Beny. M Dwifa, Munadi. (2015). Pengujian Efisiensi Energi Motor BLDC 72 Volt – 7kW untuk Aplikasi Model Electric Urban Car.

Universitas Diponogoro

[2] Daniwijaya, Ilham. (2018). Kendali Kecepatan Motor Brushless DC Menggunakan Modul Mikrokontroller. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.

[3] Jatmiko, Abdul Basith, Agus Ulinuha, Muhammad Afan Muhlasin, Dan Ibnu Shokhibul Khak. (2018) . Analisa Performa Dan Konsumsi Daya Motor BLDC 350w Pada Prototipe Mobil Listrik Ababil. Jurnal Teknik Elektro. Vol 18 (2): 1-6.

[4] Prastyo eko, Dahmir Dahlan, dan Rachmat Ryfaldi. (2018). Analisis Uji Jalan Sepeda Motor Listrik 1 kW

[5] Suendri Nensy Is, Slamet Hani , dan Sigit Priyambodo. (2018). Analisis Performa Brushless Motor Dc Pada Mobil Listrik Molista. Yogyakarta.

Jurnal Elektrikal, Volume 5 No. 1

[6] Suryana, Cecep Indra. (2017). Rancang Bamgun Controller Fuzzy-Pid Untuk Kestabilan Kecepatan Motor BLDC 350 Watt/48 Volt. Bandung : Politeknik Negeri Bandung

[7] Susanti Indah, Rumiasih, Carlos RS Dan Anton Firmansyah. (2019).

Analisa Penentuan Kapasitas Baterai Danpengisiannya Pada Mobil Listrik. ELEKTRA. Vol. 4, No.2

[8] Wibowo, Y.C., dan Slamet Riyadi. (2018). Analisa Pembebanan Pada Motor Brushless DC (BLDC). SNIKO. Vol 6 (1):1-6.