RANCANG BANGUN GEBICITERA SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK ALTERNATIF BERBASIS MID Rachmad Hidayatullah *a, Heriansyah b, Syamsyarief Baqaruzi c

(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 GEBICITERA SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI

LISTRIK ALTERNATIF BERBASIS MID

Rachmad Hidayatullah

*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:rachmad.13116083@student.itera.ac.id

Abstract:

At this time the development of technology is very fast which makes electrical energy most used by humans, so that the use of electrical energy always increases every year. According to PLN data, the largest electricity consumers come from the household sector where consumption reaches 97,832.28 GWh in 2018. electrical energy will not be fulfilled due to limited availability of electricity. So to overcome this we need to make generator innovations that are easy to make, environmentally friendly, and economical in order to meet the electricity supply. This study aims to build a generator system on a bicycle and to find out the amount of voltage and current generated by a generator with a certain RPM pedal that will be stored in portable storage in order to meet the electricity supply on the ITERA campus. This Desaion generator for bicycles uses propulsion from pedaling a bicycle. The electricity generated will be stored in a 16.8 Volt 6600 mAh Lithium-Ion battery which will be used as a portable power bank. The test results show that LCD MID can update voltage, temperature, speed, and notification data every 1 second. The average power released by the generator is 13 Watt and the generator can output up to 34 Watt. The average voltage detection error is 0.79%. The average temperature detection error is 1.28%. The average speed error detection is 2.77%.

Keywords:

Generator, Bike, RPM, Alternative Energy

Abstrak:

Pada saat ini perkembangan teknologi sangat pesat yang membuat energi listrik paling banyak digunakan manusia, sehingga penggunaan energi listrik selalu mengalami peningkatan setiap tahunnya Menurut data PLN konsumen listrik terbesar berasal dari sektor rumah tangga dimana konsumsinya mencapai 97.832,28 GWh di tahun 2018. Namun seringkali kebutuhan akan energi listrik tidak terpenuhi karena ketersediaan listrik terbatas. Maka untuk mengatasi hal tersebut perlu kita untuk membuat inovasi-inovasi pembangkit yang mudah dibuat, ramah lingkungan, dan ekonomis agar memenuhi pasokan listrik. Penelitian ini bertujuan untuk membangun sistem pambangkit pada sepeda dan mengetahui besar tegangan dan arus yang dihasilkan generator dengan kayuhan RPM tertentu yang akan disimpan dalam penyimpanan portable agar dapat memenuhi pasokan listrik di kampus ITERA. Desaion generator untuk sepeda ini menggunakan penggerakn dari kayuhan sepeda. Listrik yang dihasilkan akan disimpan dalam baterai Lithium-Ion 16,8 Volt 6600 mAh yang akan digunakan sebagai power bank portable. Hasil pengujian menunjukkan bahwa LCD MID dapat meng-update data tegangan, suhu, kecepatan, dan notifikasi setiap 1 detik. Rata-rata daya yang dikeluarkan oleh generator adalah 13 Watt dan generator dapat mengeluarkan daya hingga 34 Watt. Rata-rata error pendeteksian tegangan sebesar 0,79%. Rata-rata error pendeteksian suhu sebesar 1,28%. Rata-rata pendeteksian error kecepatan sebesar 2,77%.

Kata Kunci

:

Generator, Sepeda, RPM, Energi Alternatif

Introduction / Pendahuluan

Energi listrik merupakan satu dari sekian banyak jenis energi yang paling banyak digunakan manusia. Hingga saat ini energi listrik telah menjadi salah satu energi yang memiliki peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan manusia. Hal ini dikarenakan sebagian besar peralatan yang digunakan oleh manusia menggunakan energi listrik untuk beroperasi

Mengingat terbatasnya pasokan energi dari PLN, maka dibutuhkan sumber-sumber energi listrik terbarukan lain yang dapat digunakan masyarakat sebagai solusi dari ketergantungan terhadap kebutuhan energi listrik. Oleh karena itu, cara mengatasi hal tersebut dengan membuat pembangkit energi listrik alternatif. Energi alternatif yang dapat memenuhi pasokan listrik adalah pembangkit listrik dari kayuhan pedal sepeda yang dikayuh dari tenaga manusia. Pembangkit listrik dari kayuhan pedal sepeda merupakan

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

(2)

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

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

salah satu cara sederhana untuk membangkitkan energi listrik untuk konsumsi peralatan eletronik dan juga membantu manusia untuk mendapatkan transportasi yang ramah lingkungan

Sepeda ini di modifikasi sedemikian rupa sehingga dapat dimanfaatkan unttuk menggerakkan generator DC agar dapat menghasikan energi listrik, sehingga energi manusia yang digunakan untuk mengayuh sepeda tidak terbuang percuma. Kemudian energi listrik yang di hasilkan dari kayuhan pedal sepeda tersebut disimpan di dalam baterai. Energi yang tersimpan didalam baterai dapat digunakan untuk menyalakan peralatan elektronik, seperti handphone dan peralatan listrik lainnya yang memiliki daya tidak terlalu besar.

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

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 akurasi pendeteksian tegangan, suhu, dan kecepatan pada sepeda.

Perancangan dan Implementasi

Perancangan

Perancangan system pembangkit listrik dan monitoring dibagi menjadi dua bagian, yaitu perancangan perangkat keras monitoring dan perancangan perangkat keras sistem pembangkit. Perancangan bagian-bagian tersebut sebagai berikut:

Perangkat keras monitoring

Perangkat keras subsistem monitoring didesain agar dapat membaca nilai tegangan, suhu, dan kecepatan sepeda, kemudian mengolah data yang diperoleh dan ditampilkan pada LCD. Desain alur kerja perangkat keras sub-sistem MID digambarkan dalam flowchart seperti ditunjukkan pada gambar

Start Identifikasi Masalah Perancangan Alat Menentukan Spesifikasi Alat Menentukan Deseain Alat Implementasi Alat Pengujian Finish

(3)

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Gambar 2. Flowchart kerja sistem MID

Adapun komponen-komponen penyusun

perangkat keras monitoring yaitu:

a. Mikrokontroller Arduino Mega 2560 b. Sensor Tegangan DC 0-25V

c. Sensor suhu DHT11

d. Sensor pendeteksi halangan (IR Proximity) e. Modul buzzer passive

Perangkat Keras Sistem Pembangkit

Perangkat keras sistem pembangkit berfungsi sebagai pembangkit listrik, step down tegangan 24V ke 12V, dan juga sebagai pengaman ketika suhu melebihi 40o_{, maka relay akan otomatis cutoff.} Perancangan perangkat keras sistem pembangkit digambarkan dalam bentuk flowchart seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Flowchart sistem pembangkit

(4)

Adapun komponen-komponen yang digunakan sebagai berikut:

a. Relay

b. Generator Tokushu Denso 24 VDC

c. Gear

d. Rantai

e. Buck Boost Converter Implementasi

Hasil implemetasi perangkat sistem monitoring GEBICITERA seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Perangkat ini dilapisi dengan box plastik untuk mengamankan komponen elektronik didalamnya seperti arduino mega, LCD TFT, modul kapasitas baterai dan modul buzzer.

Gambar 4. Implementasi sistem MID

Hasil implementasi perangkat sistem pembangkit seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dan Gambar 6. 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 12 V sebagai penurun tegangan sebagai penyuplai baterai, dan juga relay sebagai cutoff ketika suhu baterai mencapai 40O _C.

Gambar 5. Implementasi sistem pembangkit

Gambar 6. Implementasi sistem pembangkit tampak dalam

Result And Discussion

Pengujian sistem monitoring GEBICITERA tahap

awal dilakukan dengan menguji 4 parameter utama

sistem, yaitu tegangan, suhu, kecepatan, dan notifikasi

dengan kedadaan tertentu. Masing-masing parameter

ini diverifikasikan akurasinya dengan menggunakan

multimeter, tachometer, dan thermal infrared.

(5)

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Pada pengujian parameter tegangan dilakukan dengan menggunakan power supply DC sehingga sumber uji dapat diatur sesuai keinginan, yaitu pada raentang 0-25 VDC.

Algoritma arduino untuk menjalankan sensor tegangan adalah dengan membaca nilai ADC pada pin output yang terpasang, kemudian dilakukan penurunan oleh sensor tegangan hingga 5 kali tegangan yang terbaca, lalu akan

dikonversikan kembali menggunakan rumus pada

persamaan 1.

𝑉𝑜𝑢𝑡 = (𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑐𝑎 𝑥 5

1023) 𝑥 5 ...(1)

Volt1=analogRead(15); volt=((Volt1*0.00489)*5);

Gambar 7. Grafik pembacaan sensor tegangan. Hasil pengujian sensor tegangan seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Tegangan yang terdeteksi oleh sensor memiliki nilai yang linear dan mendekati nilai referensi. Pada pendeteksian tegangan 0-14 VDC diperoleh rata-rata error 0.79%.

Pada pengujian suhu dilakukan dengan menggunakan menaikkan suhu menggunakan solder sebagai pemanas. Pada suhu normal yaitu 26o_{C hingga suhu maksimum 47}O_C. Ketika suhu mencapai 40O_{C, maka relay akan secara} otomatis memutus aliran daya karena suhu yang terlalu panas. Hasil pendeteksian sensor suhu seperti ditunjukkan pada gambar 8.

Gambar 8. Grafik hasil pembacaan sensor suhu. Hasil pembacaan pada sensor DHT11 , menunjukkan hasil pembacaan yang baik. Pada sensor memiliki nilai pembacaan yang linear dan mendekati nilai referensi. Hal ini ditunjukkan oleh grafik pada nilai pengukuran suhu menggunakan sensor beriringan dengan grafik suhu yang diukur menggunakan thermal infrared.

pada pengujian parameter kecepatan dilakukan pengambilan data sebanyak 10 sampel kecepatan. Pengujian ini dibandingkan nilainya dengan nilai kecepatan yang didapatkan dengan menggunakan tachometer. Hasil pengukuran seperti ditunjukkan pada gambar 9. Pada permasaan 2 digunakan untuk mengkonversi nilai menjadi Km/h. 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛𝑘𝑚 ℎ = 50.8 𝑥 𝑅𝑃𝑀 𝑥 0,001885 ...(2) detachInterrupt(2); time=millis()-oldtime; rpm=(rev/time)*60000; kecepatan = (50.8*rpm*0.001885);

0 20 40

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Data Hasil Sensor

Tegangan

Multimeter (V) Sensor Tegangan (V)

0 20 40 60

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Data Hasil Sensor Suhu

(6)

Gambar 9. Grafik hasil pembacaan semsor kecepatan Hasil pembacaan

pembacaan kecepatan pada sensor

IR proximity menunjukkan hasil pembacaan yang

baik. Nilai yang dihasilkan oleh sensor memiliki nilai

pembacaan yang mendekati nilai referenso. Hal

iniditunjukkan oleh grafik hasil pembacaan pada

sensor beriringan dengan hasil pembacaan pada

tachometer. Adapun rata-rata error dari pembacaan

nilai pada sensor IR proximity sebesar 2,77%.

Pada pengujian pembacaan daya generator

dilakukan pengambilan data tegangan dan arus

secara bertahap dari kecepatan rendah hingga

kecepatan maksimum. Terlihat pada gambar 10,

bahwa daya yang dihasilakn akan semakin besar

apabila kecepatan sepeda semakin tinggi.

Gambar 10. Data daya yang dihasilkan generator

Conclusions / Kesimpulan

 Pendeteksian sensor tegangan menggunakan sensor teggangan DC memiliki rata-rata error 0,79%  Pendeteksian sensor suhu menggunakan DHT11

memiliki rata-rata error 1,28%

 Pendeteksian kecepatan menggunakan sensor IR proximity memiliki rata-rata error 2.77%

 Generator GEBICITERA menghasilkan daya rata rata 13 Watt, dan dapat menghasilkan daya hingga 35 Watt.

References

[1] PT PLN (Persero), Statistik PLN 2018. Sekretariat Perusahaan PT PLN (Persero).

[2]

Al Amin, Mursyid dan Rustam Asnawi. 2017.

Sepeda Statis Sebagai Pembangkit Energi Listrik

Alternatif dengan Pemanfaatan Alternator

Bekas. Vol.1,hlm 119-128

[3]

Asy’ari, Hasyim dan Muhammad Aris Budiman.

2014. DesainSepedaStatis dan Generator

Magnet

PermanensebagaiPenghasilEnergi

Listrik Terbarukan. Vol.14, hlm 7-12.

[4]

B. Aris, dkk, “Desain Generator Magnet

Permanen Untuk Sepeda Listrik,” Jurnal

Pembangkit Listrik Pembangkit Sepeda, vol. 12,

no. 01, hal 59-67, 2003.

0 100 200 300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Data Hasil Sensor IR Proximity

(Kecepatan)

Tachometer (RPM) Sensor IR Proximity (RPM)

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 0 50 100 150 200 250 300

Data Daya Output

Generator

(7)