“uji karakteristik mekanisme pembangkit energi listrik ... · dengan motor yang ada dipasaran....

“UJI KARAKTERISTIK MEKANISME PEMBANGKIT ENERGILISTRIK PADA SPEED BUMP DENGAN MEKANISME FLY

WHEEL ”

ANDY PRASETYO (2105100138)

Dosen Pembimbing:

Ir. Abdul Aziz Achmad

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2010

LATAR BELAKANG

Kebutuhansemakin

meningkat

Sumbersemakinterbatas

Diperlukansumber

alternatif

Pemanen energimemanfaatkan

Mekanisme speed bump

ENERGI LISTRIK

• Bagaimana pengaruh beban dan kecepatankendaraan terhadap energi listrik bangkitan padagenerator.

•Bagaimana pengaruh beban dan kecepatankendaraan terhadap kecepatan turun dari speed bump.

•Mengetahui energi kinetik maksimal pada saatpengujian mekanisme pembangkit energi listrik.

BATASAN MASALAH

• Kecepatan kendaraan saat melintasi speed bump bernilai konstan.

•Kendaraan yang digunakan dalam pengujian adalahmobil Toyota Avanza untuk speed bump panjang danMotor Yamaha Vixion untuk speed bump pendek.

• Drag Force diabaikan.• Kuat medan magnet , jumlah lilitan dan diameter

kawat kumparan pada generator elektrik disesuaikandengan motor yang ada dipasaran.

•Melakukan studi eksperimental pengaruh variasi kecepatan dan beban kendaraan terhadap energi listrik bangkitan padagenerator elektrik.

•Membandingkan hasil voltase bangkitan darialat pemanen energi yang diuji penulis denganalat pemanen energi yang telah dirancangsebelumnya.

MANFAAT

•Alat pemanen energi ini dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif dalam kehidupan sehari – hari.

•Alat pemanen energi ini dapat dikembangkan menjadi alat pemanen energi listrik yang memiliki kapasitas besar.

•Membantu mahasiswa untuk lebih memahami konsep dalam melakukan studi eksperimentalpada sebuah alat.

•Mempelajari tentang pengaruh variasi beban dan kecepatan terhadap energi listrik bangkitan pada speed bump profil trapesium

•Semakin besar kecepatan kendaraan maka semakin rendah energi listrik bangkitan yang dihasilkan.

• Speed Bump.

• Speed bump(polisi tidur) adalah gundukanyang dibuat melintang di jalan untukmembatasi kecepatan laju kendaraan. Fungsipolisi tidur adalah untuk menjagaketeraturan berlalu lintas dan juga menjagaagar para pengendara kendaraan bermotoruntuk memperlambat laju kendaraan.

Kendaraan melintas Sprocket

Flywheel

Generator

Pedal

Energi Bangkitan

•Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik, dari sumber energimekanik dengan menggunakan induksielektromagnetik.

•Terdapat 2 jenis generator yaitu generator ac, dan dc.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi padagenerator

•Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar a dan c. Pada posisi ini terjadi perpotongan medanmagnet secara maksimum oleh penghantar.

•Sedangkan posisi jangkar pada Gambar b, akan menghasilkan tegangan induksi nol(daerah netral). Hal ini karena tidak adanyaperpotongan medan magnet denganpenghantar pada jangkar atau rotor.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi padagenerator

• Jika ujung belitan rotor dihubungkan denganslip-ring berupa dua cincin (disebut jugadengan cincin seret), maka dihasilkan listrikAC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi padagenerator dc

• Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengankomutator satu cincin dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan duagelombang positif.

•• Rotor dari generator DC akan menghasilkantegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutatorberfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

•• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuahgenerator DC, sebanding dengan banyaknyaputaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguatmedan).

Flywheel

• Flywheel dapat diartikan sebagai sebuahmekanisme yang berputar, yang digunakanuntuk menyimpan tenaga mesin pada saatmesin kelebihan tenaga, dan memberikantenaga tersebut pada saat mesin kekurangantenaga.

C

MULAI

KAJIAN PUSTAKA

HASIL RANCANG BANGUN BERUPA PROTOPE

PENGUJIAN KARAKTERISTIK PROTOTIPE (PENGAMBILAN DATA)

MENGHITUNG DAYA OUTPUT GENERATOR

P = V.I

MENGHITUNG DAYA YANG DITERIMA MEKANISME

P = F.ẋ

A B

METODOLOGI

KESIMPULAN

SELESAI

MENGHITUNG EFISIENSI

VALIDASI

YA

A B

TIDAK

C

• Hasil Rancang Bangun

• Dari proses rancang bangun, dihasilkanpembangkit daya pada smart speed bump dan data-data yang menunjang, sepertidimensi tuas penggerak, rasio roda gigi, dimensi flywheel, dan spek dynamo pembangkit daya.

VARIASI m2

MULAI

SETTING ALAT

VARIASI m1

A B

METODOLOGI

PENGUKURAN VOLTASE BANGKITAN , ARUS, KECEPATAN TURUN PADA SAAT PENGUJIAN

SELESAI

VARIASI V1, V2, V3VARIASI V1, V2, V3

BA

MENGHITUNG DAYA OUTPUT GENERATOR

P = V.I

MENGHITUNG DAYA YANG DITERIMA MEKANISME

P = F.ẋ

MENGHITUNG EFISIENSI MEKANISME

Pada pengujian dengan menggunakan speed bump pendek yang dilewatiYamaha Vixion

Pada pengujian dengan menggunakan speed bump panjang yang dilewatiToyota Avanza

Data kecepatan turun speed bump pada pengujian dengan menggunakanspeed bump pendek yang dilewati Yamaha Vixion

Data kecepatan turun pada pengujian dengan menggunakanspeed bump panjang yang dilewati Toyota Avanza

• Perhitungan gaya tekan roda kendaraan• Penimbangan pada roda depan dan belakang• Untuk 1 penumpang:• Massa pada roda depan : 72,5 kg• Massa pada roda belakang : 87 kg

• Untuk 2 penumpang:• Massa pada roda depan : 75 kg• Massa pada roda belakang : 94 kg

• Contoh perhitungan gaya tekan:• Variabel 1 penumpang

Contoh perhitungan daya yang diterima oleh mekanisme:Pada Yamaha Vixion dengan variabel 1 penumpang pada kecepatan

5km/jam

Data daya yang diterima mekanisme pembangkit energi listrik padapengujian dengan menggunakan speed bump pendek yang dilewati Yamaha

Vixion

Data daya yang diterima mekanisme pembangkit energi listrik padapengujian dengan menggunakan speed bump panjang yang dilewati Toyota

Avanza

Data efisiensi pembangkit energi listrik pada pengujian denganmenggunakan speed bump pendek yang dilewati Yamaha Vixion

Data efisiensi pembangkit energi listrik pada pengujian denganmenggunakan speed bump panjang yang dilewati Toyota Avanza

KESIMPULAN• Dengan bertambahnya kecepatan kendaraan maka energi bangkitan

yang dihasilkan oleh mekanisme pembangkit energi listrik akan semakinkecil.

• Dengan bertambahnya massa maka energi bangkitan yang dihasilkanoleh mekanisme pembangkit energi listrik akan semakin besar.

• Voltase bangkitan rata- rata terbesar pada pengujian denganmenggunakan speed bump pendek adalah 4,83 volt, dan untukpengujian dengan menggunakan speed bump panjang adalah 6,02 volt.

• Kecepatan turun rata- rata terbesar pada pengujian denganmenggunakan speed bump pendek adalah 0,3981117 m/s yaitu padapengujian dengan variasi 2 penumpang dan kecepatan 15 km/jam, danuntuk pengujian dengan menggunakan speed bump panjang adalah0,2639302 yaitu pada pengujian dengan kecepatan 15 km/jam.

• Arus bangkitan rata- rata terbesar pada pengujian dengan menggunakanspeed bump pendek adalah 0,58 A yaitu pada pengujian dengan variasi 2 penumpang dan kecepatan 15 km/jam, dan untuk pengujian denganspeed bump panjang adalah 0,62 A yaitu pada pengujian dengankecepatan 15 km/jam.

• Daya bangkitan terbesar pada pengujian dengan menggunakan speed bump pendek adalah 2,8 watt yaitu pada pengujian dengan variasi 2 penumpang dan kecepatan 5 km/jam, dan untuk pengujian denganspeed bump panjang adalah 3,73 watt yaitu pada pengujian dengankecepatan 5 km/jam.

• Efisiensi mekanisme terbesar pada pengujian dengan speed bump pendek adalah 1,31 % yaitu pada pengujian dengan variasi 1 penumpangdan kecepatan 5 km/jam, dan untuk pengujian dengan speed bump panjang adalah 0,37% yaitu pada pengujian dengan kecepatan 5 km/jam.

• Energi kinetik terbesar pada percobaan ini adalah 328,31 Joule.

DAFTAR PUSTAKA

• Deutschman, Michels Wilson. Machine Design. MachmillarPublishing Co.,Inc. New York

• S. Rao, Singiresu. 2004 Mechanical Vibration. Prentice Hall PTR. Singapore

• Hibbeler, RC. 2007. Engineering Mechanics Dynamics. 11th

Edition. Prentice Hall. Singapore

• George,H.Martin.1994. Kinematika dan Dinamika Teknik. Edisi Kedua. Erlangga, Jakarta