PERANCANGAN SUMBER ENERGI PADA HEAD
LAMP BERBASIS PIEZOELEKTRIK
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh :
Muhammad Anggi Pratama 201410130311190
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
PERANCANGAN SUMBER ENERGI PADA HEAD LAMP BERBASIS PIEZOELEKTRIK
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun oleh:
Muhammad Anggi Pratama 201410130311190
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN SUMBER ENERGI PADA HEAD LAMP BERBASIS PIEZOELEKTRIK
Tugas Akhir Ini Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh :
Muhammad Anggi Pratama 201410130311190
Tanggal Ujian : 18 Oktober 2019 Periode Wisuda : 30 November 2019
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :
”PERANCANGAN SUMBER ENERGI PADA HEAD LAMP BERBASIS
PIEZOELEKTRIK”
Tak lupa pula sholawat serta salam yang selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa kita dari zaman kegelapan menuju zaman yang terang benderang.
Pada karya ilmiah ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi metode dan implementasi dari gagasan itu sendiri. Setelah itu semua dari hasil penelitian digabung untuk dioperasikan dan dianalisis untuk mengetahui apakah konsep awal sesuai dengan hasil percobaan yang didapat.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, Oktober 2019
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB IPENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan ... 3 1.5 Manfaat ... 3 1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB IITINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Sumber Energi ... 5
2.2 Aktivitas Pendakian ... 6
2.3 Piezoelektrik ... 6
2.3.1 Aplikasi Piezoelektrik ... 8
x
2.5 LED (Light Emitting Diode) ... 9
2.6 Kapasitor... 11
2.6.1 Aplikasi Kapasitor ... 12
2.6.2 Energi yang Disimpan Kapasitor ... 12
2.7 Saklar ... 13
BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN... 15
3.1 Tahap Penyusunan Tugas Akhir ... 15
3.1.1 Studi Literatur ... 15
3.1.2 Perencanaan Desain Sistem ... 15
3.2 Perencanaan Alat ... 16
3.2.1 Alat dan Bahan Prototype... 16
3.2.2 Rangkaian Piezoelektrik ... 17 3.2.3 Rangkaian Penyearah ... 19 3.2.4 Baterai ... 19 3.2.5 Head Lamp ... 20 3.2.6 Rancangan Prototype ... 20 3.3 Proses Penelitian ... 21 3.3.1 Percobaan Pembangkit ... 21
3.3.2 Percobaan Keluaran Piezoelektrik Pada Beban ... 22
3.3.2.1 Menyalakan Lampu LED ... 22
3.3.2.2 Percobaan Mengisi Baterai ... 23
BAB IVHASIL DAN ANALISIS PENGUJIAN ... 25
4.1 Hasil Percobaan Pembangkit ... 25
4.2 Hasil Percobaan Keluaran Piezoelektrik Pada Beban ... 26
4.2.1 Menyalakan Lampu LED ... 26
xi
4.2.2.1 Hasil Percobaan Mengisi Baterai Tanpa Saklar ... 27
4.2.2.2 Hasil Percobaan Mengisi Baterai dengan Saklar ... 29
4.3 Prototype Alat ... 30
4.4 Analisis Perhitungan Waktu Pengisian Baterai ... 30
4.5 Analisis Perhitungan Waktu Pemakaian Baterai ... 31
BAB VPENUTUP ... 32
5.1 Kesimpulan ... 32
5.2 Saran ... 32
DAFTAR PUSTAKA ... 33
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Heksagonal dari Kristal Kuarsa (SiO2)... 7
Gambar 2.2 Prinsip Kerja Piezoelektrik... 7
Gambar 2.3 Piezoelektrik ... 7
Gambar 2.4 Baterai ... 9
Gambar 2.5 Jenis Baterai Berdasarkan Ukurannya... 9
Gambar 2.6 Simbol LED... 10
Gambar 2.7 Bentuk Fisik LED... 10
Gambar 2.8 Reaksi yang Terjadi Pada LED ... 10
Gambar 2.9 Simbol Kapasitor ... 11
Gambar 2.10 Skema Kapasitor ... 12
Gambar 2.11 Grafik Perubahan Potensial Listrik (V) sebagai Fungsi Pada Perubahan Muatan yang Terjadi Selama Pengisian ... 13
Gambar 2.12 Simbol Dasar Saklar ... 14
Gambar 3.1 Perencanaan Umum Alat ... 15
Gambar 3.2 Piezoelektrik Persegi Panjang ... 17
Gambar 3.3 Metode Pemasangan Piezoelektrik... 17
Gambar 3.4 Hasil Pengukuran Menggunakan Osiloskop ... 18
Gambar 3.5 Rangkaian Paralel Piezoelektrik... 19
Gambar 3.6 Rangkaian Penyearah ... 19
Gambar 3.7 Head Lamp ... 20
Gambar 3.8 Perancangan Prototype Pada Sepatu ... 21
Gambar 3.9 Proses Peneltian... 21
Gambar 3.10 Rangkaian Piezoelektrik dengan Penyearah ... 22
Gambar 3.11 Rangkaian Piezoelektrik Menyalakan LED ... 23
Gambar 3.12 Rangkaian Pengisian Baterai Tanpa Saklar ... 23
Gambar 3.13 Rangkaian Pengisian Baterai dengan Saklar ... 24
Gambar 4.1 Implementasi Rangakaian Percobaan Pembangkit ... 25
Gambar 4.2 Piezoelektrik Menyalakan LED ... 26
Gambar 4.3 Implementasi Rangkaian Pengisian Baterai Tanpa Saklar ... 27
xiii
Gambar 4.5 Grafik Tegangan Keluaran Piezoelektrik ... 28 Gambar 4.6 Implementasi Rangkaian Percobaan Mengisi Baterai ... 29 Gambar 4.7 Hasil Prototype Alat ... 30
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penggunaan Energi Terbarukan di Indonesia ... 5 Tabel 2.2 Jenis Kapasitor Beserta Keterangannya ... 11
33
DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim. 2017. Indonesia Masuk Tiga Besar Pemiliki Gunung Berapi Terbanyak. https://www.viva.co.id/gaya-hidup/travel/872553-indonesia-masuk-tiga-besar-pemiliki-gunung-berapi-terbanyak
[2] Wijanarko, Tulus. 2018. Mayoritas Milenial, 600 Orang Mendaki Gunung Gede Setiap Hari. https://travel.tempo.co/read/1086546/mayoritas-milenial-600-orang-mendaki-gunung-gede-setiap-hari/full&view=ok [3] Wicaksono, Nur Hadi. 2019. Sepanjang Tahun 2018, Gunung Semeru
Didaki 853 Ribu Orang. https://travel.detik.com/travel-news/d-4368444/sepanjang-tahun-2018-gunung-semeru-didaki-853-ribu-orang [4] Hamdi. 2016. Energi Terbarukan. Jakarta: KENCANA
[5] Rahmat, M Hamidi. 2017. RUEN, Rencana Umum Energi Nasional. https://setkab.go.id/ruen-rencana-umum-energi-nasional/
[6] Muhajir. 2007. Pendidikan Jasmani Olahraga & Kesehatan. Jakarta: Ghalia Indonesia Printing
[7] Susilo, Bambang., Retno Damayanti., dan Ni’matul Izza. 2017. Teknik Bioenergi. Malang: Tim UB Press.
[8] Sari, Nasmi Herlina. 2018. Material Teknik. Sleman: Deepublish.
[9] Sakti, Setyawan P.. Pengantar Teknologi Sensor: Prinsip Dasar Sensor Besaran Mekanik. Malang: Tim UB Press.
[10] Iby, Arsal Chayri., Alimin Mahyudin., dan Syahfandin Ahda. 2013. Studi Awal Proses Pemolingan dan Karakterisasi Sifat Listrik Bahan Piezoelektrik Ramah Lingkungan (0,95-x) Bi0,5Na0,5TiO3 - 0,05Ba0,5TiO3 - xBi0,5K0,5TiO3 (BNT-BT-BKT). Jurnal Fisika UNAND. Volume 2.
[11] Darmawan, Iwan. 2008. Merawat dan Memperbaiki Mobil Bensin. Jakarta: Puspa Swara.
[12] Enterprise, Jubilee. 2010. Teknik Menghemat Baterai. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
[13] Budiharto, Widodo. 2008. 10 Proyek Robot Spektakuler. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
34 [14] Kho, Dickson. Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya.
https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/
[15] Hidayat, M. 2008. Merawat & Memperbaiki Mesin Cuci. Jakarta Selatan: KAWAHmedia.
[16] Indrajit, Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung: PT Setia Purnama Inves.
[17] Ponto, Hantje. 2018. Dasar Teknik Listrik. Sleman: Deepublish.
[18] Soedarmo, Hartoto. 2008. Panduan Praktis Merawat dan Memperbaiki Sepeda Motor. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.
[19] Marsudi, Djiteng. 2005. Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta: Penerbit ERLANGGA.
[20] Madia, Aidil Akmal. 2017. Prototipe Alat Penghasil Listrik dari Tekanan Mekanik Berbasis Piezoelektrik. Universitas Hasanuddin.
[21] Surya, Yohanes. 2009. Listrik dan Magnet - Persiapan Olimpiade Fisika. Tangerang: PT Kandel.
[22] Hamid, Riskha Mirandha., Rizky., Mohamad Amin., dan Ida Bagus D. 2016. Rancang Bangun Charger Baterai Untuk Kebutuhanan UMKM. Jurnal Teknologi Terpadu. Volume 4.
