Download - Konsep TA Echo-Tech
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
1/21
PROPOSAL PENGAJUAN JUDUL TUGAS AKHIR
JUDUL
EICHO-TECH SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BIOGAS BERBAHAN BAKU ECENG
GONDOK DENGAN MENGGUNAKAN TENAGA SOLAR CELL
Diusulkan oleh :
Nama : Rizky Pratama
NRP : 1103131013
Kelas : 3 D3 Teknik Elektronika A
POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2015
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
2/21
A. JUDUL
Eicho-Tech sebagai energy alternatif biogas berbahan baku eceng gondok dengan
menggunakan tenaga solar cell.
B. LATAR BELAKANG
Bahan bakar LPG merupakan kebutuhan fundamental di masyarakat. LPG berperan
penting dalam kelangsungan hidup masyarakat sebagai bahan bakar untuk memasak. Namun,
kini keberadaan LPG semakin langka. Penyebabnya adalah tingkat pertumbuhan penduduk
Indonesia yang semakin tinggi sehingga konsumsi akan bahan bakar LPG semakin banyak.
Kelangkaan tersebut membuat harga LPG semakin mahal. Oleh karena itu, dibutuhkan sumber
energi alternatif baru yang dapat diperbaharui (renewable), murah dan efisien. Misalnya dengan
menggunakan biogas.Eceng gondok (EG) atau Eichhornia crassipes adalah gulma (penggangu) bagi perairan,
biasanya pada waduk. Eceng gondok sangat cepat berkembang di lahan yang perairannya
terkena limbah karena EG dapat mengikat logam berat dalam air, seperti besi, seng, tembaga,
dan raksa. Perkembangan EG mencapai 1,9% per hari dengan tinggi antara 0.3-0.5 m. Bila
dibiarkan maka waduk atau perairan yang menjadi daerah tumbuhnya akan menjadi dangkal
karena sedimentasi. Keadaan inilah yang membuat eceng gondok dimusuhi oleh pengelola
perairan. Namun, ternyata eceng gondok juga memiliki banyak manfaat. Salah satu
manfaatannya yakni sebagai biogas.
Biogas dari eceng gondok merupakan energi alternatif pengganti LPG. Penggunaan
biogas dari eceng gondok dinilai lebih efektif dan efisien karena bahan baku melimpah, murah
dan ramah lingkungan. Namun, untuk bisa memaksimalkan produksi biogas dari eceng gondok,
maka perlu dilakukan pengolahan eceng gondok dengan teknik dan perlakuan yang tepat. Hal
ini bertujuan untuk menjaga efisiensi produksi .Oleh karena itu, kami menciptakan alat yang
mengonversi eceng gondok menjadi biogas dengan sistem kontrol yang terintegrasi. Alat ini
memiliki beberapa bagian utama seperti Mesin penggiling untuk menghancurkan eceng
gondok, pengatur suhu, sensor PH, dan regulator. Selain itu, kami tambahkan juga solar cell
sebagai energy utama kami selama proses penghasilan biogas sehingga dapat menghemat
pengeluaran masyarakat pengguna Eicho-Tech. Dari keseluruhan sistem tersebut kami rancang
secara otomatis sehingga diharapkan dapat mempermudah pengguna dalam proses
pengoperasian alat ini.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
3/21
C. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan sub bab yang akan dibahas, masalah yang diangkat disini meliputi:
1.
Bagaimana proses produksi biogas secara konvensional?
2. Bagaimana cara membuat biogas agar lebih efisien?
3. Bagaimana proses produksi biogas dari eceng gondok yang efisien?
D. TUJUAN DAN MANFAAT PROYEK AKHIR
Tujuan utama dari proyek akhir ini adalah untuk :
1.
Mengetahui proses pembuatan biogas secara konvensional.
2. Mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi efesiensi biogas.
3. Membuat alat penghasil biogas berbahan eceng gondok yang efisien guna memenuhi
kebutuhan gas yang murah bagi masyarakat.
Manfaat dari proyek akhir ini yaitu:
1.
Membantu menyelesaikan masalah kelangkaan LPG.
2. Membantu petani perairan dalam menyelesaikan gulma tanaman eceng gondok yang dapat
mengganggu pertumbuhan ikan di perairan.
E. METODE PROYEK AKHIR
Dalam merencanakan pembuatan alat ini maka diperlukan suatu langkah atau metode agar
alat yang diinginkan bisa terwujud. Metodologi Pengelolahan enceng gondok menjadi biogas yakniseperti berikut:
3.1
Studi Literatur
Studi literature yang kami lakukan pada tugas akhir ini mengenai konsep produksi biogas
secara konvensional. Konsep tersebutlah yang nantinya kami adopsi sebagai dasar mekanisme kerja
alat kami.
3.1.1
Eceng Gondok
Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan jenis gulma yang pertumbuhannya
sangat cepat. Pertumbuhan eceng gondok dapat mencapai 1,9% per hari dengan tinggi antara
0.3-0.5 m. Pada umumnya eceng gondok tumbuh secara vegetative yaitu dengan menggunakan
stolon. Kondisi maksimum pada perbanyakannya yaitu memerlukan waktu antara 11-18 hari.
Tumbuhan eceng gondok akan berpengaruh terhadap kadar CO2 di air.
Eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai biogas karena memiliki kandungan hemiselulosa
yang sangat besar dibandingkan organic tunggal lainnya. Hemiselulosa adalah polisakarida
kompleks dari campuran polimer yang jika dihidrolisis akan menghasilkan senyawa turunan
yang dapat diolah dengan metode Anaerobic digestion menghasilkan dua senyawa sederhana
yaitu metan dan karbon dioksida yang biasa disebut biogas. (Ghost et al, 1984).
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
4/21
Berikut merupakan tabel kandungan yang terdapat pada Eceng Gondok:
Sumber:http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/40972/1/Appendix.pdf
3.1.2Proses Produksi Biogas Konvensional
Proses produksi eceng gondok secara konvensional sangat sederhana sekali, hanya dibutuhkan
perlengkapan seperti tabung fermentasi yang tersambung ke tabung pengumpul gas dan
diteruskan ke kompor. Sebelum dimasukkan ke dalam tabung fermentasi, eceng gondok
terlebih dahulu harus dirajang atau ditumbuk halus. Setelah itu dicampur air bersih 1:1. Setelah
tercampur, masukkan ke dalam lubang pipa yang sudah disiapkan di ujung kiri tabung
fermentasi yang akan mengalirkan gas ke drum penampungan setelah beberapa hari. Eceng
gondok yang sudah ditumbuk sebanyak 20 kg dapat menghasilkan gas yang dapat dipakai
selama 7 hari, dan setiap harinya dapat dipakai selama 30 menit. Eceng gondok seberat 30 kg
yang telah dirajang tanpa ditumbuk dapat menghasilkan gas yang dapat dipakai selama 7 hari,
dan setiap harinya dapat dipakai selama 90 menit. Ketika menggunakan biogas untuk memasak,tabung fermentasi bisa kembali diisi dengan eceng gondok baru. Secara terus menerus eceng
gondok bisa terus dimasukkan ke dalam tabung fermentasi. Karena dalam tabung tersebut
sudah terpasang pipa untuk proses pengeluaran, ampas eceng gondok akan mengalir dengan
sendirinya bila eceng gondok baru masuk ke dalam tabung. Dalam proses pembuatan biogas
yang anaerob tersebut, maka akan dihasilkan gas metana(CH4), karbon dioksida(CO2),
nitrogen, karbon monoksida (CO), sulfide(H2S), dan oksigen(O2). Gas metana merupakan
komponen utama pembuatan biogas. Gas metana ini memiliki sifat tidak berbau, tidak
berwarna, dan tidak berasa. Jika dalam biogas terdapat bau, maka telah terjadi percampuran
oleh gas lain. Besarnya gas tergantung dari seberapa besar jumlah EG yang kita masukkan.
Sebagai gambaran eceng gongok seberat 200 kilo dapat menghasilkan biogas cukup untuk
seminggu, dengan pemakaian 1,5 jam per hari.
3.1.3 Faktor yang mempengaruhi efisiensi biogas
1. PH Substrat
Pertumbuhan mikroba dalam fermentasi sangat dipengaruhi oleh perubahan PH yang
terjadi. Menurut Gijzen (1987) PH yang baik untuk pertumbuhan mikroba yaituantara 5,87,0.
2. Suhu
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/40972/1/Appendix.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/40972/1/Appendix.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/40972/1/Appendix.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/40972/1/Appendix.pdf -
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
5/21
Menurut Gijzen (1987), suhu optimal dalam fermentasi RUDAD yaitu 39oC karena
pada suhu tersebut bakteri rumen ruminansia berkembang dengan baik.
3. Kebutuhan Nutrisi
Nutrisi yang diperlukan mikroba yaitu fosfor, karbon, nitrogen, kalium, natrium,
magnesium, kalsium dan ammonium.
3.
InhibitorAmoniak pada konsentrasi >39/l, kalsium >39/l dan magnesium di >19/l dapat
menghambat proses fermentasi (Beba dan Ferhan, 1986)
4. Pengadukan (Agitasi)
Agitasi bertujuan untuk mencegah terjadinya endapan, menyeragamkan substrat,
meningkatkan laju dekomposisi dan meratakan kontak mikroba dengan substrat yang
akan didegradasi. Menurut Barnet et al (1978) waktu pengadukan hanya berkisar 2-3
menit yang dilakukan 2 kali sehari.
5. C/N Ratio
Kandungan yang termasuk Carbonyaitu karbohidrat, lemak, dan asam-asam organic.
Sedangkan kandungan yang merupakan Nitrogen yaitu protein, amoniak dan nitrat.
Menurut Buren (1979) proses akan lebih baik jika C/N berada pada range 18-30. Jika
C/N rendah berarti CH4rendah, CO2 tinggi, H2rendah dan N2tinggi. Jika C/N tinggi
maka CH4 rendah, CO2 tinggi, H2 tinggi dan N2 rendah. Sedangkan jika C/N
seimbang maka akan menghasilkan biogas dengan kandungan CH4 tinggi, CO2
rendah, H2rendah ,dan N2rendah.
3.1.4 Proses Pembentukan Biogas
1. Tahap Hidrolisis
Pada tahap ini terjadi proses penghancuran ukuran agar mudah larut. Untukmempercepat pemecahan dari polimer menjadi monomer maka dibantu oleh enzim-
enzim yang dikeluarkan seperti enzim selulotik, lipolitik, proteolitik.
2. Tahap Pembentukan Asam
Tahap ini merubah bahan organic yang larut dari tahap hidrolisis menajdi asam
lemak mudah menguap yang mengandung banyak asam asetat dan sedikit asam
butirat, format, propionate serta laktat. Pada tahap ini terbentuk sedikit alcohol, CO2,
hydrogen ,dan amoniak. Awalnya ketika tahap ini terjadi, PH menjadi turun akibat
terbentuknya asam asetat dan hydrogen. Jika bakteri terus aktif maka akan terjadi
penimbunan asam asetat dan hydrogen yang menyebabkan PH menjadi semakin
rendah sehingga menghambat pertumbuhan mikroba. Untuk mengatasi penurunan
PH maka ditambah ammonium hidroksida, larutan kapur, natrium karbonat dll
(Sathianathan, 1975).
3. Tahap Pembentukan Asetat
Pada tahap ini terjadi proses oksidasi.
4. Tahap Pembentukan Gas Metana
Tahap ini merupakan tahap akhir proses pembentukan biogas. 70% dari produksi gas
methane diturunkan dari kelompok metil asetat. Dengan bantuan bakteri
Metanogenik mampu memproduksi gas metana dari hydrogen dan CO2. Proses
anaerobic akan dihasilkan gas metana (CH4) antara 54% sampai 70%, CO2 27%-
45%, N20,5%-3%, CO dan ) 0,1% serta sedikit H2S. Berat jenis gas methane 0.554,
kelarutan dalam air rendah, mempunyai suhu 20oC dan tekanan 1 atm. Setiap 1m3
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
6/21
gas methane (0,716kg) akan menghasilkan panan 8562-9500 kkal dan menaikkan
suhu sampai 1400oC. Menurut Buren (1979), 1m3 biogas dapat disetarakan dengan
60-100 watt energy listrik yang dioperasikan selama 6-7 jam. Jika dikonversikan
dalam energi gerak maka 1m3biogas akan setara dengan tenaga 1HP selama 2 jam
atau sebanding dengan 0,6-0,7 kg minyak tanah.
3.1.5 Deskripsi alat yang digunakan
1. Mikrokontroller AVR ATMega16
1.1.Gambaran Umum
Mikrokontroler tidak terlepas dari pengertian atau definisi tentang komputer karena
ada beberapa kesamaan antara mikrokontroler dengan komputer (mikrokomputer),
antara lain:
Memiliki unit pengolah pusat atau yang lebih dikenal dengan CPU (Central
Processing Uni t) dimana CPU tersebut menjalankan program dari suatu lokasi
atau tempat, biasanya dari ROM (Read Only Memory) atau RAM (Random
Access Memory).
Sama-sama memiliki RAM yang digunakan untuk menyimpan data-data
sementara atau yang lebih dikenal dengan variabel-variabel,
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
7/21
Sama-sama memiliki beberapa luaran dan masukan (I/O) yang digunakan untuk
melakukan komunikasi timbal-balik dengan dunia luar, melalui sensor (masukan)
dan aktuator (luaran).
Jadi mikrokontroller merupakan sebuh system mikroprosesor dimana di
dalamnya sedah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal
lainnya yang sudah saling terhubung dan terintegrasi dengan baik dan dikemas
dalam satu chip IC.
Salah satu mikrokontroller yang banyak digunakan saat ini adalah
mikrokontroller AVR. AVR adalah mikrokontroller RISC (Reduce Instrustion Set
Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard yang dibuat oleh Atmel pada tahun
1996. Mikrokontroller AVR memiliki fitur yang lengkap (ADC internal,
EEPROM internal, Timer / Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O,Komunikasi serial, Komparator, 12C, dll). Mikrokontroller AVR ATMega16
adalah mikrokontroller CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC yang
ditingkatkan. ATMega16 menyediakan fitur-fitur sebagai berikut :
Mikrokontroler AVR 8-bit daya-rendah dengan unjuk-kerja tinggi.
Arsitektur RISC tingkat lanjut
131 Instruksi yang ampuhHampir semuanya dieksekusi dalam satu detak
(clock) saja
32 x 8 General Purpose Working Registers
Operasi statis penuh
Throughput hingga 16 MIPS pada 16 MHz
Pengali On-chip 2-cycle
High Endurance Non-volatile Memory segments
16K Bytes of In-System Self-programmable Flash program memory
512 Bytes EEPROM
1K Byte Internal SRAM
Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM
Data retention: 20 years at 85C/100 years at 25C
Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits In-System Programming
by On-chip Boot Program True Read-While-Write Operation
Programming Lock for Software Security
Antarmuka JTAG (IEEE std. 1149.1 Compliant)
Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standard
Extensive On-chip Debug Support
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
8/21
Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG
Interface
Fitur-fitur periferal
Dua Pewaktu/Pencacah 8-bit dengan Praskalar dan Mode Pembanding terpisah.
Sebuah Pewaktu/Pencacah 16-bit Timer/Counter Dengan Praskalar, ModePembanding dan Capture yang terpisah.
Pencacah Real Time dengan Osilator terpisah
Empat kanal PWM
8-kanal, 10-bit ADC
8 Single-ended Channels
7 Differential Channels in TQFP Package Only
2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
Programmable Serial USART
Master/Slave SPI Serial Interface
Pewaktu Watchdog yang bisa diprogram dengan Osilator On-chip yang terpisah
Komparator Analog On-chip
Fitur-fitur Mikrokontroler khusus
Reset saat Power-on dan Deteksi Brown-out yang bisa diprogram
Internal Calibrated RC Oscillator
Sumber interupsi Eksternal dan INternal
Enam Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down,
Standby and Extended Standby
I/O and Packages
32 Programmable I/O Lines
40-pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad QFN/MLF
Tegangan kerja
2.7 - 5.5V untuk Atmega16L
4.5 - 5.5V untuk Atmega16
Kecepatan (frekuensi clock)
0 - 8 MHz untuk Atmega16L
0 - 16 MHz untuk Atmega16
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
9/21
1.2.Konfigurasi Pin ATMega16
PDIP
Gambar 2.1. konfigurasi pin ATMega16
Berikut penjelasan mengenai fungsi dari masing-masing pin pada Mikrokontroler AVR
ATMega16 :
Vcc Masukan tegangan catu daya.
GNDGround.
Port A(PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai masukan analog
ke ADC internal pada mikrokontroler
ATMega16, selain itu juga berfungsi
sebagai port I/O dua-arah 8-bit, jika
ADC-nya tidak digunakan. Masing-
masing pin menyediakan resistor pull-up
internal yang bisa diaktifkan untuk
masing-masing bit.
Port B (PB7..PB0) Port B berfungsi sebagai sebagai port I/O
dua-arah 8-bit.Masing-masing pin
menyediakan resistor pull-up internal
yang bisa diaktifkan untuk masing-
masing bit. Port B juga memiliki berbagai
macam fungsi alternatif, sebagaimana
ditunjukkan pada Tabel 1.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
10/21
Port C(PC7..PC0) Port C berfungsi sebagai sebagai port I/O
dua-arah 8-bit.Masing-masing pin
menyediakan resistor pull-up internal
yang bisa diaktifkan untuk masing-
masing bit. Port C juga digunakansebagai antarmuka JTAG, sebagaimana
ditunjukkan pada Tabel 2
Port D(PD7..PD0) Port D berfungsi sebagai sebagai port I/O
dua-arah 8-bit.Masing-masing pin
menyediakan resistor pull-up internal
yang bisa diaktifkan untuk masing-
masing bit. Port D juga memilikiberbagai macam fungsi alternatif,
sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 3.
/RESET Masukan Reset. Level rendah pada pin
ini selama lebih dari lama waktu
minimum yang ditentukan akan
menyebabkan reset, walaupun clock tidak
dijalankan.
XTAL1 Masukan ke penguat osilator terbalik
(inverting) dan masukan ke rangkaian
clock internal.
XTAL2 Luaran dari penguat osilator terbalik
AVCC Merupakan masukan tegangan catu daya
untuk Port A sebagai ADC, biasanya
dihubungkan ke Vcc, walaupun ADC-nya
tidak digunakan. Jika ADC digunakan
sebaiknya dihubungkan ke Vcc melalui
low-pass filter.
AREF Merupakan tegangan referensi untuk
ADC.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
11/21
1.3. Peta Memori AVR ATMega16
Memori Program (Flash)
ATMega16 memiliki 8kbflash memoridengan lebar 8 atau 16 bit. Kapasitas
memori iru sendiri terbagi menjadi dua bagian boot programdan bagian aplikasi
program. Flash memori memiliki kemampuan mencapai 10.000 write and erase.
Gambar 2.2. Peta memori flash
Memori Data (SRAM)
Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register
umum, 64 buah register I/O, dan 1 Kbyte SRAM internal. General purpose register
menempatai alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O
menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. Memori I/O
merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadapa
berbagai peripheralmikrokontroller seperti control register, timer/counter, fungsi-
fungsi I/O, dan sebagainya. 1024 alamat memori berikutnya mulai alamat $60hingga $45F digunakan untuk SRAM internal.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
12/21
Gambar 2.3. Peta memori SRAM
Memori Data EEPROM
ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat
ditulis/dibaca dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis
pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain
memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai
$1FF.
2. LCD 4x20
LCD adalah display yang menggunakan pemantulan cahaya dari luar sebagai
tampilannya. LCD (Liquid Crystal Display) Dot-Matrix HD44780 adalah salah satu jenis
LCD dot-matrik dengan 420 karakter dan dikendalikan oleh kontroler hitachi HD44780.
LCD (Liquid Crystal Display) Dot-Matrix HD44780 ini dapat menampilkan karakter
angka numeric, huruf alphabet, huruf jepang dan simbol. Kedua komponen tersebut
dikemas dalam suatu PCB sehingga membentuk satu modul yang dapat langsung
digunakan. Maka ini mempunyai delapan jalur data (DB0 s/d DB7) dan tiga jalur control
(RS, R/W, E). Modul ini menggunakan tegangan Vcc sebesar +5V.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
13/21
Gambar 1.LCD 4x20
Konfigurasi Pin LCD Dot-Matrix HD44780 Pin 1 (Vss) sebagai jalur power supply
ground (GND) Pin 2 (Vcc) sebagai jalur power supply positif (+5V) Pin 3 (Vee)
merupakan kontrol kontras LCD Pin 4 (RS) jalur instruksi pemilihan data atau perintahPin 5 (R/W) merupakan jalur instruksi read / write pada LCD Pin 6 (E) jalur kontrol
enable LCD Pin7pin 14 (DB0DB7) adalah jalur data kontrol dan data karakter untuk
LCD Dari 14 pin yang dimiliki LCD (Liquid Crystal Display) Dot-Matrix HD44780, 8
pin diantaranya digunakan untuk menerima dan mengirimkan data dari dan ke LCD,
yaiitu pin DB0DB7. Sedangakan 3 pin lainya digunakan untuk kendali operasi. Pin RS,
digunakan oleh sistem prosesor HD44780 untuk meberi tahu LCD, apakan informasi
biner yang diberikan pada DB0 DB7 merupakan instruksi atau data. Jika RS = Low,
maka informasi biner pada DB0-DB7 adalah instruksi. Jika RS = High, maka informasi
biner pada DB0-DB7 adalah data. Pin R/W, digunakan oleh sistem prosesor HD44780
untuk memberitahu LCD, apakah mikrokontroler akan mengirim data atau membaca
data. Jika R/W = Low, maka mengirim data Jika R/W = High, maka membaca data Pin E,
digunakan oleh sistem prosesor HD44780 untuk memberitahu LCD agar mulai
memproses sinyal yang diberikan oleh prosesor, yan ditandai dengan peralihan logika pin
E dari Hogh ke Low. Khusus untuk pin DB7 selain sebagai data bus, pin ini juga dapat
digunakan untuk memberitahukan sistem mikrokontroler bahwa LCD masih sibuk dan
belum siap menerima data instruksi berikutnya.
3. Sensor Suhu (LM 35)
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated
Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan dengan perubahan
suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan
yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1 C maka
akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
14/21
Gambar 2.Bentuk fisik LM 35
4. Analog PH meter
PH meter adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur ph (kadar
keasaman) ataupun basa dari suatu larutan.
Gambar 3.Analog PH meter
5. Regulator
Regulator adalah alat pengatur tekanan yang berfungsi menyalurkan dan
menstabilkan tekanan gas.
Gambar 4.Bentuk fisik Regulator
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
15/21
6. Pisau Blender
Pisau ini terbuat dari bahan stainlestel. Bentuk pisau ini seperti baling-baling
dengan ujung tajam dan sisi yang bergerigi. Pisau ini digunakan untuk
menghancurkan enceng gondok yang telah dimasukkan agar proses fermentasi
anaerobic terjadi lebih cepat.
Gambar 6.Gambar fisik pisau blender
7. Motor shaded pole atau motor phasa
Motor shaded merupakan motor satu phasa daya kecil, dan banyak digunakan
untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender.
Konstruksinya sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang
terpasang dan dihubung singkatkan fungsinya sebagai pembelah fasa.
Gambar 7.Gambar fisik motor shaded pole
8. Sensor Gas Metana
Sensor gas TGS 2611 adalah sensor gas yang memiliki sensitifitas tinggi terhadap
adanya konsentrasi gas methane disekitar sensor tersebut. Sensor gas TGS 2611 ini akan
memberikan perubahan resistansi apabila mendeteksi adanya gas methane disekitar sensor.
Sensor gas TGS2611 memiliki konsumsi arus yang rendah sehinga dapat digunakan dalam
waktu yang lama. Konsumsi arus utama dari sensor gas TGS 2611 adalah pada bagianheater sensor yaitu 56 mA. Sensor gas TGS 2611 ini memiliki bentuk fisik yang kecil
sehingga dapat digunakan dalam perlatan detektor gas yang praktis. Sensor gas TGS 2611
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
16/21
ini membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt yang digunakan untuk mengoperasikan
heater pada sensor gas dan memberikan output perubahan tegangan dari perubahan
resistansi pada sensor gas TGS2611 tersebut.
Gambar 8.Gambar fisik Modul TGS26119. Solar Cell
Solar panel, mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut
juga solar cells) yang disinari matahari/ surya, membuat photon yang menghasilkan
arus listrik. Sebuah solar cells menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt.
Gambar 9.Gambar fisik Panel Surya
10.Solar Charger Controller
Solar charger controller adalah sebuah alat untuk mengatur voltage yang
masuk dari panel surya atau solar panel. Perlu diketahui bahwa Voltage yang
dihasilkan oleh panel surya atau solar panel berkisar diatas 17 Volt sedangkan aki
atau battery hanya membutuhkan voltage kisaran 10-13,8Volt untuk melakukan
pengisiannya. Jika voltage yang masuk sebesar 17 volt maka aki atau battery akan
rusak atau soak sehingga dibutuhkan sebuah alat yang bernama solar charge
controller ini agar voltage yang dihasilkan oleh panel surya dapat distabilkan oleh
charge controller sehingga battery anda aman dari kerusakan. Selain itu, solar
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
17/21
charger controller juga memiliki fungsi yaitu untuk mengatur agar tidak terjadi
over charger atau kelebihan pengisian yang dilakukan panel surya atau solar panel
ke battery/accu/aki
Gambar 10.Gambar fisik Solar Charger Control
Gambar diatas memiliki keterangan sebagai berikut :
1. Kutub Plus yang dipasang kekutub positif yang ada di solar panel atau panel
surya
2. Kutub negatif yang dipasang ke kutub negatif yang ada di solar panel atau
panel surya
3. Kutub positif yang dipasang ke kutub positif yang ada di battery/ aki/
accumulator
4. Kutub negatif yang dipasang ke kutub negatif yang ada di battery/ aki/
accumulator
5. Kutub positif yang dipasang pada lampu DC
6. Kutub negatif yang dipasang pada lampu DC
11.Baterai
Baterai merupakan peralatan penting pada suatu Pembangkit Listrik Tenaga Surya.
Baterai menyimpan energi listrik yang diterimanya pada siang hari dan akan
dikeluarkan pada malam hari untuk melayani beban (terutama untuk penerangan).
Disamping itu baterai juga berfungsi meyediakan daya kepada beban waktu tidak
ada cahaya matahari dan harus pula meratakan perubahan perubahan yang terjadi
pada beban.
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
18/21
Gambar 11.Gambar fisik Batterai
12.Lampu Neon
Lampu neon ini digunakan untuk memberikan temperature ruangan dalam proses
penghasilan biogas. Dibutuhkan beberapa lampu neon untuk menghasilkan suhu
dengan range 30oC -40oC.
Gambar 12.Gambar fisik lampu neon
13.Inverter
Inverter, adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC -
direct current) menjadi tegangan bolak balik (AC - alternating current).
Gambar 13.Gambar fisik Inverter
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
19/21
F. Perencanaan Sistem
1. Diagram Sistem
Alat ini terdiri dari 2 tabung yaitu tabung penghasil biogas dan tabung penampung
biogas. Tabung penghasil biogas terdiri dari 3 bagian utama yaitu mesin pencacah, controller ,
dan solar cell. Mesin pencacah berfungsi untuk mencacah eceng gondok menjadi lebih keciluntuk mempermudah proses anaerobic.Solar cell berfungsi untuk mengkonversi dari tenaga
matahari menjadi tenaga listrik. Dari solar cell, tenaga listrik akan masuk ke Solar charge
controller yang akan menstabilkan tegangan dari solar cell. Tegangan yang telah stabil nanti
akan disimpan dalam 2 buah batrai/Aki dalam bentuk tegangan DC. Aki 1 berfungsi untuk
mensuplai tegangan DC ke bagian controller. Bagian controller ini berfungsi sebagai pembuat
lingkungan buatan agar proses penghasilan biogas lebih efektif dan efisien yaitu dengan cara
mengatur temperature sekitar 39
o
C dan mengatur PH sekitar 7. Kontroller ini terdiri dariATMEGA 16 sebagai pengontrol dan beberapa sensor serta actuator. Sensor yang digunakan
yaitu PH meter sebagai sensor PH, Modul TGS2611 sebagai sensor gas metana, LM 35
sebagai sensor suhu. Sedangkan aktuatorya terdiri dari lampu neon sebagai penghasil energy
panas sekitar 37oC dan 2 tabung penyemprot yang berisi HCL dan NaOH sebagai pengkondisi
PH agar tercapai 7. Sedangkan, Aki 2 berfungsi untuk mensuplai energy ke bagian mesin
pencacah. Namun sebelum masuk ke mesin pencacah maka dari aki 2 terlebih dahulu
dimasukkan ke inverter untuk diubah menjadi tegangan AC. Setelah biogas terbentuk maka
akan didistribusikan ke tabung penampung gas yang terdapat regulator sebagai penstabil gas.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat diagram sistem dibawah ini:
SolarCharger
Controller
Solar
Cell
AKI 2 Inverter
Kontroller
ATMEGA 16,LM 35, tabung HCL
dan NaOH, LampuNeon, MethaneSensor dan PH
Meter
Mesin Pencacah
AKI 1
TabungPenampung
Gas
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
20/21
2. Flow Chart Mekanisme Kerja Sistem
Start
Ecen Gondok
Proses Penggilingan
Air
Set Suhu dan PH
Pembacaan sensor
Suhu
dan PHsesuai?
Gas
Stop
Y
T
-
7/25/2019 Konsep TA Echo-Tech
21/21
3. Desain Teknologi yang akan diterapkan
Solar Cell
Tabung penampung
Gas
Tempat Masuknya
Eceng Gondok
Tempat Masuknya
Air
Regulator
Mesin Pencacah
Pengkondisi PHKran keluaran
Limbah
Lampu Neon
Surabaya,
Tanda Tangan
Persetujuan Dosen Pembimbing