FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

(1)

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Original Article

e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/ Received 00th January 20xx Accepted 00th Febuary 20xx Published 00th March 20xx DOI: 10.35472/x0xx0000

Rancang Bangun Pemanfaatan Generator Bicycle From Itera

(GEBYCITERA) Sebagai Media Charging Beban DC

M. Ikhfan Irawan

a

, Heriansyah

b

, Syamsyarief Baqaruzi

c a

Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknologi Produksi,Industri dan Informasi, Institut Teknologi Sumatera.

b

Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknologi Produksi,Industri dan Informasi, Institut Teknologi Sumatera.

c_{Program Studi Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung} * Corresponding E-mail: mikhfan13115083@student.itera.ac.id

Abstract:

GEBYCITERA is a device or component consisting of a bicycle equipped with a DC generator which is able to convert the kinetic energy of a bicycle pedaling into electrical energy into a portable battery. The portable battery in GEBYCITERA can be used for mini power plants, especially for DC loads, one of which is a mobile phone battery charger that can be used anywhere and anytime, whether on a bicycle or not. Are the results of the tests that have been carried out 165 minutes for portable batteries fully charged, and poertable batteries will run out in hours to supply the primary load and finally the battery is able to charge a cellphone with a capacity of 3500 mAh in about7 hour with details of the capacity of a 1 bar portable battery capable of charging cellular mobile phones3500 mAh up to 42%.

Keywords:

GEBYCITERA, portable battery, generator.

Abstrak:

GEBYCITERA merupakan suatu alat atau komponen yang terdiri dari sepeda yang dilengkapi generator DC yang mampu mengubah energi kinetik pada kayuhan sepeda menjadi energi listrik ke dalam baterai portable. Baterai portable berkapasitas 6600 mAh pada GEBYCITERA dapat dimanfaatkan pembangkit listrik mini khususnya ke beban DC, salah satunya sebagai pengisi daya baterai telephon seluler yang dapat digunakan dimana saja dan kapan saja baik ketika bersepada maupun tidak. Baterai portable ini memiliki fitur auto cutoff untuk mengatur supply ke beban sepeda (primer) maupun beban handphone, vape dan lain-lain (skunder) untuk tetap terjaga pasokan daya kesubsistem utama sepeda dan menjaga use cycle baterai tetap optimal. Pada hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh 165 menit untuk baterai portable terisi penuh, baterai portable mampu memenuhi kebutuhan daya pada MID dan yang terakhir baterai mampu mengisi daya handphone dengan kapasitas 3500 mAh dengan waktu kurang lebih 7 jam dengan rincian kapasitas bateai portable 1 bar mampu mengisi handphone seluler berkpasitas 3500 mAh hingga 42%.

Kata Kunci

:

GEBICITERA, baterai portable, generator.

Introduction / Pendahuluan

Saat ini, hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi terutama sumber energi listrik. Salah satu cara untuk menghemat energi adalah dengan cara memanfaatkan energi alternatif atau terbarukan yang ramah lingkungan. Pengembangan sarana transportasi yang ramah lingkungan saat ini gencar dilakukan oleh perusahaan otomotif diseluruh dunia yang merupakan tindakan dari isu global warming.

GEBYCITERA atau yang disebut generator bicycle from itera

merupakan suatu alat atau komponen yang terdiri dari sepeda yang dilengkapi generator DC yang mampu mengubah energi kinetic pada kayuhan sepeda menjadi energy listrik ke dalam baterai portable. Baterai portabel

merupakan sebuah penyimpanan alternatif yang bisa digunakan untuk menghemat energi, sehingga media penyimpanan tersebut dapat digunakan sebagai supply listrik DC yang bisa digunakan kapanpun dan dimanapun, baik ketika bersepedah maupun kegiatan lainnya.

Proses perancangan penyimpanan portabel diawali dengan merangkai baterai Li-ion, , kemudian menambahkan BMS, merancang fitur manajemen charge. Data yang diambil berupa data menggunakan generator GEBYCITERA , jarak tempuh proses charging, lama waktu baterai penyimpanan portabel habis dalam proses discharging, waktu discharging primer load dan second load yang di dalamnya terdapat variabel arus tegangan dan daya.

Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 1

Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative

(2)

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

(3)

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

2 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Title of Manuscript

e-ISSN: 2581-0545

Original Article Journal of Science and

Applicative Technology

Method / Metode

Adapun metode penelitian rancang bangun GEBICITERA seperti ditujukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Metode penelitian rancang bangun GEBICITERA

Pada tahap awal, peneliti mengidentifikasi masalah kekurangan pasokan listrik di ITERA dan juga kurangnya trasportasi ramah lingkungan di lingkungan kampus ITERA.

Kemudian peneliti merancang alat yang dapat

membangkitkan listrik yang dapat memenuhi pasokan listrik di ITERA yang ramah lingkungan, dimana alat tersebut dapat menghasilkan daya yang akan di simpan di baterai portable. Kemudian pada sepeda tersebut terdapat fitur untuk memonitoring tegangan, kecepatan, dan suhu agar pengguna sepeda dapat mengetahui dan mengerti informasi terkait kecepatan, suhu, dan tegangan yang memiliki batas maksimum. Berdasarkan tujuan tersebut peneliti kemudian menentukan spesifikasi dari alat yang

dirancang. Pada tahap desain, peneliti menentukan bentuk alat yang akan dibuat serta komponen-komponen penyusunnya.

Hasil desain kemudian diimplementasikan dalam bentuk alat dan aplikasi hingga siap dilakukan pengujian. Pada tahap pengujian, peneliti akan menguji jarak tempuh proses charging, lama waktu baterai penyimpanan portabel habis dalam proses discharging, waktu

discharging primer load dan second load yang di dalamnya terdapat variabel arus tegangan dan daya.

Perancangan dan Implementasi

Perancangan

Perancangan rancang bangun penyimpanan portable pada GEBICITERA tidak lepas dari perancangan pembangkit listrik pada sepeda,guna melakukan proses charging

mneuju baterai portable. Dalam perancangannya

penyimpanan portable terdiri dari dua bagian yaitu sisitem charging dan system discharging yang saling berkoneksi. Berikut ini adalah penjelasannya;

Perangkat Charging Baterai Portable

Perangkat sistem Charging Baterai Portable berfungsi sebagaipembangkit listrik bertegangan hingga 24 Volt DC yang dihasilkan melalui kayuhan sepeda. Kemudian tegangan akan distabilkan pada 16,8 VDC menuju input BMS di penyimpanan portable . kemudian BMS akan membagi rata ke masing masing cell baterai pada penyimpanan portable. Mulai Identifikasi Masalah Perancangan Alat Menentukan Spesifikasi Alat Membuat Deseain Alat Implementasi Alat Pengujian Alat Selesai

(4)

e-ISSN: 2581-0545

(5)

Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Perangkat Discharging Baterai Portable

Perangkat discharging berfungsi sebagai penyedia daya menuju primer load yaitu MID pada sepeda GEBYCITERA dan daya menuju perangkat sekunder seperti gadget (HP, Vape, dan lain-lain). Dalam system discharging dilengkapi dnegan mickrokontroler arduinouno yang berfungsi sebagai fitur auto cut off yang me manajemen pembagian supply terhadap kedua beban di atas, yaitu dengan memutus supply ke beban skunder seperti gadget pengguna pada kapasitas 25% untuk menjaga tersedianya supply ke MID dan mematikan supply menuju gadget pengguna ketika tegangan 12 Volt yaitu batas minimal untuk baterai terjaga use cycle . Berikut ini adalah blok diagram dan flowchart system discharging penyimpanan portable.

Gambar 3. Pemasangan perangkat system discharging

Gambar 4. Flowchart sistem pembangkit

Adapun komponen-komponen yang digunakan sebagai berikut:

a. Generator Tokushu Denso 24 VDC

b. Baterai li-ion

c. Bms 4s

d. Buck Boost Converter e. Relay

f. Arduino UNO g. Jack DC h. USB 2.O

i. Bar kapasitas baterai

(6)

e-ISSN: 2581-0545

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

Implementasi

Hasil implemetasi perangkat sistem portabel baterai

GEBICITERA seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Perangkat ini dilapisi dengan box akrilik untuk mengamankan komponen elektronik didalamnya yang di desain handable

dan portable yang memudahkan pengguna dalam penggunaan alat .

Gambar 3. Implementasi baterai portabel

Hasil implementasi perangkat sistem penyimpanan portabel seperti ditunjukkan pada Gambar 5, Perangkat ini terbuat dari akrilik dengan tebal 2 mm. kemudian kerangka penopang box ini terbuat dari besi. Pada perangkat sistem pembangkit ini dilengkapi dengan konverter tegangan DC 24 V ke 16,8 V sebagai penurun tegangan sebagai penyuplai baterai.

Gambar 4. Implementasi sistem pembangkit

Result And Discussion

Pengujian sistem penyimpanan portable

GEBICITERA dilakukan dalam lingkup pengujian sebagai berikut.

1. Pengujian fungsi charging dari subsistem pembangkit dapat berjalan dengan semestinya

2. Pengujian fungi discharging tentang distribusi output ke beban primer seperti MID dan beban sekunder seperti handphone dan lain-lain

3. Pengujian fitur auto cut off menuju beban untuk menjaga use cycle dari baterrai.

(7)

e-ISSN: 2581-0545

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

Pengujian Proses Charging

Hasil pengujian proses charging dengan rentan waktu 2 menit untuk mengetahui penambahan persentase baterai

penyimpanan portabel yang di tandai dengan

bertambahnya tegangan dari baterai penyimpanan portabel. seperti ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5.

Data hasil

input

dan

output

dari

buck

boost converter

Data diatas diambil masing-masing dalam rentan waktu 5 menit. Dari data tabel diatas untuk mengetahui penambahan persentase baterai portable digunakan rumus; (

) yaitu (

) = 0,046 Volt.

Jadi 1% baterai portable bernilai 0,046 Volt. kemudian untuk mengetahui kenaikan persentase baterai portable yaitu ( )

Jadi

setelah

dilakukan

perhitungan

dengan

rumus(

GEBICITERA paling

efektif digunakan pada RPM 208 sampai 255 yaitu dapat

mengisi baterai dari kondisi 0% sampai 100% dalam waktu

164,5 menit.

Gambar 6. Grafik hasil pengujian tegangan generator berbanding tegangan input ke baterai portable ketika charging

Gambar 7. Grafik hasil pengujian RPM sepeda berbanding daya input ke baterai ketika charging

Gambar 8. grafik pengujian kenaikan kapasitas baterai dengan rentan waktu 5 menit pada rata-rata daya input tertentu

Pengujian Proses Discharging

Gambar 9.

Data hasil pengukuran tegangan dan arus pada

proses discharging

Kecepatan sepeda Arus (RPM) VG Vin (V) Iin (A) 1 0 0 0 0 0 14,75 0% 2 52 3,69 14,76 0,183 2,7 14,77 0,43% 3 104 7,89 15,3 0,987 15,1 14,8 0,65% 4 156 11,43 15,44 1,29 19,9 14,86 1,30% 5 208 18,38 16,1 1,517 24,4 14,96 2,17% 6 255 18,9 16,1 1,716 27,6 15,1 3,04%

NO Tegangan Daya (watt) Kapasitas Baterai

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1 2 3 4 5 6 Arus 0 50 100 150 200 250 300 0 2 4 6 8 RPM Daya (watt) 0% 1% 1% 2% 2% 3% 3% 4% 0 10 20 30 kenaikan % Vout 1 Handphone 3500mAh 0 14,23 1,169 1,482 1,732 2 14,23 1,167 1,482 1,732 4 14,22 1,166 1,484 1,73 6 14,21 1,168 1,483 1,732 8 14,21 1,167 1,483 1,73 Rata–rata - - 1,167 1,483 1,731 2 Vape 0 14,2 0,239 4,723 1,123 2 14,2 0,237 4,698 1113 4 14,2 0,238 4,724 1124 6 14,19 0,239 4,722 1,128 8 14.19 0,239 4,723 1,13 Rata–rata - - 0,238 4,718 1,124 Waktu (menit) Tegangan baterai

portable Iout Pout

(8)

e-ISSN: 2581-0545 Gambar 10.

Hasil proses discharging handphone selama 3 jam

Dari data diatas didapat bahwa 1 bar atau sekitar 1,2

volt (25% dari kapasitas penyimpanan portable) mampu

mengisi 42 % dari handphone berkapasitas 3500 mAh dalam

waktu 3 jam.

Gambar 11

.

Grafik hasil discharging penyimpanan portable

menuju handphone selama 3 jam

Pengujian

Auto Cut Off

Penyimpanan

Portable

Percobaan

ke-

Vin (V)

Keterangan

1 V >13,55

Relay 2 on dan relay 1 on

3 12 < V <13,55

Relay 2 off dan relay 1 on

4 V <= 12

Relay 2 off dan relay 1 off

Gambar 12. Data berupa pengujian respon relay

Gambar 13.

Hasil pengukuran kebutuhan daya alat

Pengukuran daya pada alat didapat saat aktif didapat tegangan

sebesar 0,5153A dan tegangan 23,57 V. maka didapatkan

perhitungan daya kebutuhan alat pada saat aktif sebesar 12,14

Watt.

No

Waktu

(menit)

Tegangan

penyimpana

n portable

(V)

kapasitas

penyimpanan

portable (bar)

Kapasitas

handphone

1

0 16,1

4 bar

0%

2

30 16,02

4 bar

7%

3

60 15,93

4 bar

14%

4

90 15,58

4 bar

20%

5

120 15,77

4 bar

28%

6

150 15,69

4 bar

25%

7

180 15,6

3 bar

42%

Arus (A) Tegangan (V)

Daya (W)

Arduino uno

00.33 0,184027778

0.013 Sensor Tegangan

-

0,184722222

-DC-DC Converter

00.45

12

5.400 Relay

0.062 0,184722222

0,165972222

Total

0,5153

23.57

5.752

(9)

Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Conclusions / Kesimpulan

 Penyimpanan portable mampu melakukan proses charging hingga full dengan daya input 25-27 watt dari subsistem pembangkitan listrik dengan waktu 165 menit

 Penyimpanan portable mampu melakukan proses discharging dengan daya 1,73 watt menuju ke hanphone dan mampu menyuplai MID dengan baik

 Auto cutoff dapat berfungsi dengan baik dalam memanajemen supply menuju ke MID dan gadget dengan nilai error sensor tegangan hingga 0,79% yang justru baik untuk menjaga use cycle baterai

penyimpanan portable

References

1) Fajar Sodiq dan Tristiyono Bambang. Desain Sepeda Listrik Untuk Ibu Rumah Tangga Sebagai Sarana Transportasi Sehari-hari yang Dapat Diproduksi UKM Lokal. Jurnal Sains Dan Seni ITS Vol. 4, No.2, 2015

2) Nainggolan Benhur, dan Innaswara Fadhila “Rancang Bangun Sepeda Listrik Menggunakan Panel Surya Sebagai Pengisi Baterai”, Teknik Konversi Energi. Politeknik Negeri Jakarta. VOL. 15 No.3 2016

(10)

e-ISSN: 2581-0545