RANCANG BANGUN KURSI RODA HYBRID DENGAN PENGGERAK MANUAL DAN ELEKTRIK MENGGUNAKAN PANEL TENAGA SURYA , DINAMO DAN LISTRIK AC SEBAGAI SUMBER PENGISIAN AKI

Dwi Kurniawan2204 100 117

Dosen Pembimbing:1. Dr. Tri Arief Sardjono, ST. ,MT.2. Rudy Dikariono, ST. ,MSc.

Latar Belakang Kursi Roda yang ada masih terbatas

dengan ruang gerak. Modifikasi Sepeda Kursi Roda masih

mengalami kendala mekanik. Harga Kursi Roda Listrik yang relatif

mahal.

Tujuan Penelitian pada tugas akhir ini

bertujuan untuk mengembangkan sebuah desain kursi roda modifikasi sepeda yang lebih stabil daripada desain yang sudah ada dan diintegrasikan dengan kursi roda elektrik dengan harga terjangkau untuk kalangan menengah ke bawah.

Permasalahan Membuat desain kursi roda

modifikasi dari sepeda menjadi lebih stabil dari modifikasi yang sudah ada.

Mengintegrasikan kursi roda manual dengan kursi roda elektrik yang selanjutnya dapat disebut Kursi Roda Hybrid

Batasan Masalah Mekanik kursi roda dibuat dengan

ukuran sebenarnya, dengan batasan berat beban 75 Kg.

Sudut ramp yang diuji adalah 5o, 6o dan 10o.

Jalur uji kecepatan terbatas 30 meter.

Mekanik Kursi Roda

Penambahan railer

Tampak Depan Tampak Samping

Tampak Belakang

Berat total : 40,5 kg

Motor penggerak Tokusho Denso TD3150G-24F-9K246 motor DC 24 Volt, 7.5 Ampere Rasio gear box 1:25

Rangkaian driver motor

Pengujian Driver Motor

NO Sinyal Kontrol(Volt)

PWMDuty Cycle

Output(Volt)

1 0 100% -24

2 5 100% 24

Encoder Jumlah lubang encoder = 240 Waktu sampling = 500ms = 1/120

menit

1201

240counter

rpm =

2counterrpm =

Pengujian Karakteristik motor

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

d u t y c y c l e

rpm

maju mundur

Konversi RPM ke kecepatan linier Diameter roda = 20 inch = 0.508 meter = 5.08 x 10-4 Rasio motor : gearbox = 25 : 1 Rasio gear motor : gear roda = 18 : 22

60××××= VdrasiogearV π

601008.5722

2218

251 4 ××××××= − rpmV

rpmV ×= 003135.0 (km/jam)

Motor diputar untuk mengetahui kecepatan yang dibutuhkan agar dapat menghasilkan tegangan 15 volt. Pengujian dilakukan dengan cara menggandeng rotor motor dengan motor lain. Hasil pengujian menunjukkan dibutuhkan kecepatan 4138 rpm untuk dapat menghasilkan tegangan 15 volt. Jika dikonversi ke kecepatan linier kursi roda maka setara dengan 12,9 km/jam.

Panel SuryaPhotovoltaik Modul AEG-Telefunken TSG MQ 36

1976 2011

rated power 10,3 W 9,9 W

open circuit voltage 21,0 V 20,3 V

short circuit current 685 mA 664 mA

MPP-voltage 16,6 V 16,6 V

MPP-current 630 mA 607 mA

efficiency 8,55 % 8,2 %

Rangkaian kontrol panel surya

Pengujian Panel Surya

Sinyal Output Timer Sinyal Output Kontrol Panel Surya

Waktu

Cuaca Cerah Cuaca Mendung

Tegangan (Volt) Arus (mA) Tegangan (Volt) Arus (mA)

Pagi 18.7 582 15.8 627

Siang 19.2 543 16.4 620

Sore 18.4 593 15.3 638

Pengukuran Panel Surya

Pengjuian Keseluruhan Sistem Pengujian Pada Jalan Datar Lantai Pengujian Pada Jalan Datar Paving Pengujian Pada Jalan Tanjakan Pengujian Daya Tahan Sistem

Pengujian Pada Jalan Datar LantaiPWM

Duty CyclePWM

Dalam bitKecepatan

(rpm)Kecepatan(km/jam)

100% 0 4278 13.41

90 % 12 3974 12.45

80 % 25 3877 12.15

70 % 38 3751 11.75

60 % 51 3572 11.19

50 % 63 3350 10.51

40 % 76 2864 8.97

30 % 89 2356 7.38

20 % 102 614 1.92

10 % 115 75 0.24

0 % 128 0 0

Arus rata-rata yang melalui motor terbaca 5.1 hingga 5.4 Ampere

Pengujian Pada Jalan Datar PavingPWM

Duty CyclePWM

Dalam bitKecepatan

(rpm)Kecepatan(km/jam)

100% 0 4149 13.01

90 % 12 3977 12.46

80 % 25 3753 11.76

70 % 38 3547 11.12

60 % 51 3067 9.61

50 % 63 2734 8.57

40 % 76 2343 7.34

30 % 89 2054 6.43

20 % 102 144 0.45

10 % 115 57 0.17

0 % 128 0 0

Arus rata-rata yang melalui motor terbaca 5.3 hingga 5.8 Ampere

Pengujian Pada Jalan Tanjakan

Ramp lobby gedung(10 derajat)

Ramp akses ke workshop(6 derajat)

Ramp akses ke lab(5 derajat)

Ramp akses ke lapangan(6 derajat)

Sudut Ramp

Tertahan Diam Kecepatan Maksimal

Bit ADC Duty Cycle rpm km/jam (arus)

5 43 66% 1443 3.05 (6.5A)

6 36 72% 1104 2.32 (6.9A)

10 14 87% 621 1.24 (9.8A)

kemiringan suatu ramp yang berada di luar bangunan maksimum 6º

Pengujian Daya Tahan Sistem Pengujian dibatasi saat tegangan aki

menunjukkan 25.4V hingga menurun menjadi 23.9V.

Pengujian Kecepatan rata-rata

(km/jam)

Waktu tempuh (meni

t)

Jarak Tempuh (km)

1 12.6 43 9.03

2 12.8 40 8.53

3 12.9 41 8.81

4 12.7 38 8.05

Kesimpulan Sistem secara keseluruhan mampu melaju di jalan

datar dengan kecepatan maksimal 13.41 km/jam di jalan lantai dan 13.1 km/jam di jalan paving.

Sistem secara keseluruhan mampu melaju jalan tanjakan 5 derajat dengan kecepatan maksimal 3.05km/jam, 6 derajat dengan kecepatan maksimal 2.32 km/jam dan 10 derajat dengan kecepatan maksimal 1.24 km/jam.

Pada tanjakan 10 derajat arus yang melalui motor 9.8 ampere melebihi kapasitas motor 7.5 ampere sehingga menyebabkan motor menjadi panas dan berpotensi rusak.

Sistem kemudi masih harus dimodifikasi ulang karena saat kursi roda dijalankan mundur oleh motor, tuas pengayuh juga ikut berputar.

Terima Kasih