ANALISIS DAYA PADA BATERAI DENGAN METODE CHARGE DAN DISCHARGE SKRIPSI RUMIANTO MANURUNG

(1)

ANALISIS DAYA PADA BATERAI DENGAN METODE CHARGE DAN DISCHARGE

SKRIPSI

RUMIANTO MANURUNG 100801055

PROGRAM STUDI SARJANA FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar

Sarjana Sains

(3)

PERSETUJUAN

Judul :Analisis daya pada baterai dengan metode charge

dan discharge.

Kategori :Skripsi

Nama :Rumianto Manurung

Nomor Induk Mahasiswa :100801055

Program Studi :Sarjana (S1) Fisika

Departemen :Fisika

Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam(MIPA)

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Oktober 2014

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

NIP.196006031986011002 NIP.196009301986011001

(4)

PERNYATAAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Oktober 2014

RUMIANTO MANURUNG

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan kekuatan, kebijaksanaan, kesehatan, petunjuk dan

anugerah-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini yang penulis

sadari masih banyak kekurangannya.

Kepada kedua orang tua saya, mendiang ayah saya Panuel Manurung

dan ibu saya Mariana Naibaho terima kasih buat dukungan yang luar biasa baik itu doa maupun materi yang telah diberikan kepada saya. Sehingga saya dapat

menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini berjudul ”ANALISIS DAYA PADA BATERAI DENGAN METODE CHARGE DAN DISCHARGE”. Penulis telah banyak menerima bimbingan, saran, motivasi dan doa dari berbagai pihak selama penulisan skripsi

ini. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih

kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingan, yaitu

kepada:

1. Bapak DR. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, Bapak Dr. Marhaposan

Situmorang selaku ketua jurusan Fisika USU dan Drs. Syahrul Humaidi M.

Sc selaku sekretaris jurusan, pegawai dan seluruh civitas Akademik FMIPA

USU.

2. Bapak Kurnia Brahmana Msi dan Bapak Drs. Takdir Tamba M.Eng.Sc yang

telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi terselesaikannya

skripsi saya ini.

3. Bapak Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc selaku dosen wali saya.

4. Seluruh Dosen dan pegawai Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Kepada kakak dan adik- adik, beserta segenap keluarga besar saya yang telah

(6)

6. Sahabat – sahabat saya 2010 physic inside : Jekson, Wiharja, Fransiskus,

Gunawan, Lamhot, Baik, Amin, Jantiber, Faisal, Maisarah, Roni, Ronald,

Desmar, Sahat, Nurlayla, Riady, Marisa, Esnaria, Rahelita, Juan, Edi,

Lasmini, Juliana, Baginda, Bewa dll yang telah memberikan semangat yang

the best. Dan juga adik – adik Stambuk 2011 ( Togar dkk ), 2012 ( dkk ),

2013 ( Gibson dkk ).

7. Kepada abang / kakak dan teman – teman di laboratorium instrumentasi

digital B.Metar, B.Poltak, B.Ferdy, K.Rieni, Marisa, Riady, Nurlayla, Ilham,

yang telah memberikan doa dan dukungannya.

8. Kepada Bernike Natalia Ginting yang memberikan doa, semangat, motivasi

dan juga ketulusan dalam mendukung penulis mengerjakan skripsi ini.

Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih kepada semua yang telah

membantu penulis hingga skripsi ini selesai. Penulis menyadari bahwa masih

banyak kekurangan dalam skripsi ini, namun penulis berharap agar skripsi ini

(7)

ABSTRAK

Telah dianalisis kapasitas dari baterai aki GS Premium 60 Ah dengan

menggunakan metode charge (pengisian) dan discharge (pengosongan) adalah

benar yaitu 60 ±0,5 AH. Alat ini terdiri dari sensor arus ACS712, sensor tegangan,

mikrokontroler ATMega 8535 dan PC. Alat ini digunakan untuk mendeteksi arus

dan tegangan dengan dihubungkannya beban ke aki. Dimana beban dimulai dari 5

ampere, 10 ampere, 30 ampere, dan 60 ampere dengan kondisi suhu ruangan,

suhu air dan suhu es (OoC) untuk setiap beban. Cara kerja alat ini adalah sensor

mendeteksi arus, tegangan dan diolah oleh mikrokontroler lalu data dikirim ke PC

melalui komunikasi serial RS-232. Data yang ditampilkan pada PC berupa data

arus dan tegangan. Seluruh data yang diperoleh dari analisa tersebut disimpan

oleh PC (Personal Computer) yang divisualisasi dengan Program Microsoft

Visual Basic. Telah dianalisa bahwa pengaruh suhu terhadap pengosongan

kapasitas baterai aki adalah jika suhunya semakin rendah maka kapasitas (Ah)

yang dikeluarkan dalam proses pengosongan semakin besar dan sebaliknya jika

suhu semakin tinggi maka kapasitas (Ah) yang dikeluarkan dalam proses

pengosongan semakin kecil, dengan perkataan lain 60 Ah dijamin oleh pabrik

(8)

ANALYSIS OF THE POWER ON THE BATTERY CHARGE AND DISCHARGE METHOD

ABSTRACT

It has been analyzed the capacity of the battery GS Premium 60 Ah by using the

method of charge (charging) and discharge (discharge) is true, it is 60 ± 0.5 AH.

This device consists of ACS712 current sensor, voltage sensor, microcontroller

ATMega 8535 and the PC. This tool is used to detect the connects current and

voltage with the load to the battery. Where the load starting at 5 amperes, 10

ampere, 30 ampere and 60 amperes at room temperature conditions, water

temperature and the temperature of the ice (OOC) for each load. The procedure of

this tools is a sensor detecting the current, voltage and processed by

microcontroller and the data is sent to the PC via the RS-232 serial

communication. The data is displayed on the PC in the form of data current and

voltage. All data is presentated from the analysis saved by a PC (Personal

Computer) is visualized with the Microsoft Visual Basic program. It has been

analyzed that the influence of temperature on the discharge capacity of the battery

is, if temperature is lower then the capacity (Ah) incurred in the process of

emptying the greater and on the contrary if the temperature higher the capacity

(Ah) incurred in the process of emptying getting smaller, in the other words 60 Ah

(9)

DAFTAR TABEL Tabel 4.17 Kapasitas baterai aki(Ah) dengan beban yang bervariasi 53

Tabel 4.18 Proses Pengisian Baterai 54

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.4 Proses pengosongan dan pengisian baterai 10 Gambar 2.5 Rangkaian Pengujian Discharge Baterai 15 Gambar 2.6 Rangkaian Pengujian Charging Baterai 16

Gambar 2.7 Konfigurasi pin dari IC ACS712 18

Gambar 2.8 Adaptor Power Supply 20

Gambar 2.9 Interface RS232 20

Gambar 2.10 Konfigurasi Pin ATMega 8535 23

Gambar 2.11 Peta Memori Program 25

Gambar 2.12 EEPROM Data Memori 25

Gambar 2.13 LCD CHAR 2x16 26

Gambar 3.7 Rangkaian Keseluruhan 33

(11)

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Daftar Lampiran

Lampiran I Program pada Mikrokontroler ATMega 8535 Lampiran II Program pada Visual Basic

(13)

DAFTAR ISI

1.5. Sistematika Penulisan 3

Bab 2. Landasan Teori 2.1. Baterai

2.1.1 Jenis – jenis baterai 4

2.1.2 Kapasitas Baterai 6

2.1.3 Konstruksi Baterai Aki 6

2.1.4 Prinsip kerja baterai 9

2.1.5 Berdasarkan elektrolitnya 10

2.1.6 Cara – cara pengisian baterai 10

2.1.7 Prinsip pengisian baterai 11

2.2 Sistem pengisian battery lead acid secara adaptive 13

2.2.1 Rangkaian Charging 14

2.2.2 Rangkaian Kontrol 14

2.2.3 Cara-cara pengujian baterai 14

2.3 Sensor 17

2.6 Mikrokontroler 21

2.6.1 Konfigurasi PIN ATMega 8535 23

2.6.2 Peta Memori ATMega 8535 24

2.6.3 Program Memory 24

2.6.4 EEPROM Data Memori 25

2.7 LCD (Liquid Crystal Display) 25

(14)

Bab 3. Perancangan Sistem

3.1 Diagram Blok 28

3.2 Rangkaian Sensor Arus (ACS712) 28

3.3 Rangkaian Sensor Tegangan 30

3.4 Rangkaian LCD 30

3.5 Rangkaian Max – 232 31

3.6 Rangkaian Pengisian 32

3.7 Rangkaian Keseluruhan 33

3.8 Diagram Alir Program Mikrokontroler 34

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Data Pengosongan Kapasitas Baterai Aki Pada Suhu (400C) 35 4.1.1 Dengan menggunakan beban 5 A 36 4.1.2 Dengan menggunakan beban 10 A 36 4.1.3 Dengan menggunakan beban 30 A 37 4.1.4 Dengan menggunakan beban 60 A 38

4.5 Analisa Data 51

4.5.1 Menghitung Kapasitas baterai aki 51

4.5.1.1 Pada suhu 40oC 51