skripsi sistem intrumentasi temperatur kabin mobil
TRANSCRIPT
SKRIPSI
SISTEM INTRUMENTASI TEMPERATUR KABIN MOBIL
Oleh :
IRSAN IBRAHIM
IDHAM DJAYA GANDAH
105 82 11 036 16 105 82 11 047 16
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2021
ii
SISTEM INTRUMENTASI TEMPERATUR KABIN MOBIL
Skripsi
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Oleh :
IRSAN IBRAHIM
IDHAM DJAYA GANDAH
105821113616 105821114716
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2021
iii
iv
v
KATA PENGANTAR
Bismillahi rahmani rahim
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
dengan sebaik-baiknya. Shalawat dan salam semoga senantiasa dicurahkan kepada
Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan pada para pengikutnya.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus ditempuh
dalam rangka penyelesaian program studi pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah:
“SISTEM INTRUMENTASI TEMPERATUR KABIN MOBIL”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih
jauh dari kata sempurna, hal ini tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu
berupa penulisan maupun perhitungan. Oleh sebab itu penulis menerima dengan
ikhlas segala koreksi serta saran guna penyempurnaan tulisan ini agar nantinya
dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati,
kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. H. Ambo Asse, M.Ag. Selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, S.T., M.T., IPM., sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
vi
3. Ibu Adriani, S.T., M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Bapak Ir. Abdul Hafid, M.T., selaku Pembimbing I dan Bapak Andi
Faharuddin, S.T., M.T., selaku Pembimbing II, yang telah banyak meluangkan
waktunya dalam membimbing kami.
5. Bapak dan Ibu Dosen serta Staf pegawai pada Fakultas Teknik atas segala
waktunya yang telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses
belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
6. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan banyak terima
kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan
pengorbanan terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
7. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik terkhusus
angkatan 2016 yang dengan keakraban dan persaudaraan banyak membantu
dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahawa penyususnan skripsi ini masih banyak
kekurangan, untuk itu kritik dan saran sangat penulis harapkan demi perbaikan
skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga proposal ini dapat bermanfaat bagi
penulis dan pembaca umumnya.
Makassar, 5 Maret 2021
Penulis
vii
SISTEM INTRUMENTASI TEMPERATUR KABIN MOBIL
Irsan Ibrahim, Idham Djaya Gandah Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Makassar
E-Mail : Irsan [email protected]
Idham Djaya [email protected]
ABSTRAK
Abstrak; Irsan Ibrahim, Idham Djaya Gandah; (2021); Penelitian tahun
pertama ini bertujuan untuk mendesain dan merealisasikan purwarupa sistem
energi listrik untuk air-conditioning (AC) kabin mobil penumpang, yang
memanfaatkan energi listrik dari surya fotovoltaik (PLTS-FV). AC mobil -
pada tahap ini hanya diwakili oleh blower-, akan diasut (di-starting) dari jauh
dengan memanfaatkan tombol alarm (lock-unlock), yang biasanya sudah
menjadi fasilitas standar bagi mobil mobil penumpang saat ini. Bagian lain
penelitian ini adalah sistem pengasutan-jauh motor power window (untuk
pembukaan kaca jendela), sehingga udara panas yang terperangkap di kabin,
mengalir keluar, akibat perbedaan tekanan udara kabin dengan lingkungan
luar. Jadi, kedua komponen tersebut akan dioperasikan dari jauh, ketika
pemilik mobil akan atau sedang mendekati mobil. Hasil dari rangkaian proses
tersebut, ketika pemilik mobil tiba, temperatur kabin sudah berada dalam
kondisi temperatur thermal yang relatif nyaman bagi penumpang. Demikian
pula, sistem pengalihan suplai daya terbukti berhasil mengalihkan suplai daya
dari BC ke BU pada saat konci kontak mobil diputar ke posisi ACC
(menjelang penyalaan mesin mobil). Sebaliknya, ketika kunci kontak diputar
ke posisi OFF (menjelang meninggalkan mobil), seketika itu pula suplai daya
beralih kembali dari BU ke BC. Pengujian telah menunjukkan bahwa secara
keseluruhan, sistem ini telah beroperasi sesuai dengan performansi yang
diharapkan. Akan tetapi, masih ada beberapa hal yang belum sempurna atau
kalau bisa disebut kekurangan dari sistem ini adalah saklar blower harus di-
ON-kan lebih dahulu, sebelum penumpang keluar dari mobil. Begitupun juga,
tombol aktivasi harus ditekan sesaat, juga sebelum meninggalkan mobil.
Keduanya harus dilakukan agar sistem itu bisa berjalan sebagaimana
mestinya.
Kata Kunci: PLTS-FV, baterai-cadangan, baterai-utama, blower, power
win
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ................................................................................................. i
HALAMAN JUDUL .................................................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ................................................................................................. v
ABSTRAK ................................................................................................................. vii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xi
DAFTAR TABLE...................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .............................................. Error! Bookmark not defined.
A. Latar Balakang ............................................. Error! Bookmark not defined.
B. Rumusan Masalah ........................................ Error! Bookmark not defined.
C. Tujuan Penelitian ......................................... Error! Bookmark not defined.
D. Manfaat Penelitian ....................................... Error! Bookmark not defined.
E. Batasan Masalah ........................................... Error! Bookmark not defined.
F. Sistematika Penulisan................................... Error! Bookmark not defined.
BAB II TEORI DASAR ................................................ Error! Bookmark not defined.
A. UMUM ......................................................... Error! Bookmark not defined.
B. SISTEM PLTS-FV ........................................................................................ 6
1. Sistem PLTS-FV Terkoneksi Grid ........................................................... 7
2. Sistem PLTS-FV Berdiri sendiri .............................................................. 8
ix
C. Sistem Kendali Industri .................................................................................. 9
D. Sistem Alaram Terkendali-Jauh ................................................................... 10
E. Accu ............................................................................................................. 11
1. Macam dan Cara Kerja Accu ................................................................. 13
2. Standar tegangan dan tingkat isi daya pada accu mobil 12 V ................ 17
3. Kapasitas baterai .................................................................................... 18
F. Solar Cell ...................................................................................................... 20
BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................... 22
A. Data (Parameter) .......................................................................................... 22
B. Alat dan Bahan ............................................................................................. 22
C. Skema Penelitian .......................................................................................... 23
D. Langkah Penelitian ....................................................................................... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................... 26
A. Kabin dan sistem temperatur kabin .............................................................. 26
1. Desain dan realisasi kabin ...................................................................... 26
2 Keyamanan termal ................................................................................. 28
B. Komponen utama .......................................................................................... 28
C. Perhitungan .................................................................................................. 29
D. Hasil pengujian sistem pengukuran temperatur ........................................... 37
1. Tempeeratur maksimum......................................................................... 37
2. Performansi ............................................................................................ 39
BAB V PENUTUP ..................................................................................................... 40
A. KESIMPULAN ............................................................................................ 40
x
B. SARAN ........................................................................................................ 40
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 42
LAMPIRAN ............................................................................................................... 43
xi
DAFTAR GAMBAR
Hal.
2.1 Konfigurasi PLTS-FV Terkoneksi Grid .......................................................... 7
2.2 Konfigurasi PLTS-FV Berdiri .......................................................................... 8
2.3 Beberapa Komponen Dasar Kendali .............................................................. 10
2.4 Sistem Alarm Mobil ....................................................................................... 10
2.5 Sel Accu .......................................................................................................... 14
2.6 Plat Sel Accu ................................................................................................... 15
2.7 Lapisan Serat Gelas. ....................................................................................... 16
2.8 Skema solar cell ............................................................................................. .20
3.1 Skema diagram penelitian ............................................................................... 23
4.1 Desain realisasi kabin ...................................................................................... 26
4.2 Bentuk pintu Mobil ......................................................................................... 29
4.3 Bentuk Tampak belakang mobil ..................................................................... 30
4.4 Tampak Samping Mobil .................................................................................. 31
4.5 Tampak Depan Mobil ..................................................................................... 34
xii
DAFTAR TABLE
HAL.
2.1 Standar Tenggan Accu mobil 12 V ................................................................ .17
4.1 Hasil pengujian rata-rata perubahan temperature maksimum didalam
Dan di luar kabin ............................................................................................ 37
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Menurut Tempo [19 Agustus 2011], jumlah kendaraan bermotor roda
empat atau lebih di dunia sejak 1986 terus bertumbuh. Berdasarkan pada hasil
penelitian Ward Auto 2011, hingga 2010 lalu, jumlah kendaraan bermotor di
seantero dunia telah mencapai 1,015 miliar unit. Peningkatan jumlah kendaraan
bermotor juga terjadi di Indonesia. Data dari Gabungan Industri Kendaraan
Bermotor Indonesia (Gaikindo) dan Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia
(AISI) menunjukkan jumlah populasi kendaraan bermotor di Indonesia hingga
2010 lalu mencapai 50.824.128 unit [Tempo, 19 Agustus 2011]. Bahkan, jumlah
mobil penumpang di seluruh Indonesia pada 2013 sudah mencapai 10,54 juta,
naik 11 persen dari tahun sebelumnya, 9,524 juta unit [Kompas, 15 April 2014].
Sedangkan menurut Badan Pusat Statistik yang di rilis tahun 2018 jumlah
kendaraan bermotor di Indonesia mencapai 146.858.759 unit Fakta di atas
menunjukkan bahwa jumlah kendaraan di Indonesia, cenderung makin bertambah
dari waktu ke waktu.
Peningkatan jumlah kendaraan bermotor secara tidak langsung akan
mempengaruhi peningkatan konsumsi BBM, salah satu alat tambahan pada
kendaraan/mobil yang secara langsung memengaruhi level konsumsi BBM secara
signifikan adalah (kompresor) AC mobil [Farrington dan Rugh, 2000; Srinivasan
dan Phadke, 2006]. Ia bahkan bisa mengonsumsi BBM yang lebih banyak
2
daripada yang dikonsumsi oleh mesin kendaraan ukuran-sedang, saat
menggerakkannya dengan kecepatan konstan 56 km/jam. AC (beban) dengan
daya 400 W pada mobil berBBM (konvensional) akan mengurangi daya tempuh
mobil tersebut sebesar 0,4 km/L [Farrington dan Rugh, 2000].
Salah satu masalah pendinginan kabin mobil adalah pada saat mobil
terparkir di area terbuka di bawah sinar matahari. Sebelum mobil dapat dimasuki,
biasanya AC mobil harus dinyalakan terlebih dahulu beberapa saat (sekitar tiga
menit) untuk mendinginkan kabin. Oleh karena itu, penumpang biasanya mesti
menunggu di luar mobil. Ketika suhu kabin sudah cukup dingin (kondusif),
barulah para penumpang dapat memasuki mobil.
Indonesia yang merupakan negara tropis mendapatkan sinaran matahari
tahunan yang sangat banyak. Dengan demikian, secara teoritis, energi yang
dibutuhkan oleh AC mobil untuk mendinginkan kabin tentu lebih banyak dari
pada AC mobil di daerah nontropis/dingin. Energi yang dibutuhkan untuk
mendinginkan kabin erat kaitannya dengan temperatur maksimum kabin mobil,
yang biasanya terjadi ketika mobil berada di bawah sinar matahari [IEEE-USA
Energy Policy Committee, 2013].
Saat ini, energi matahari telah banyak digunakan di berbagai bidang
inovasi dan teknologi di seluruh dunia. Secara konvensional, energi matahari
digunakan untuk sistem pembangkit listrik dengan cara konversi langsung dari
intensitas sinar matahari menjadi listrik yang dikenal dengan sistem fotovoltaik.
Di mana fotovoltaik berfungsi untuk menkonversi energi matahari menjadi energi
listrik yang dapat di manfaatkan untuk menyuplai daya yang digunakan pada
3
perangkat elektronik pada kendaraan seperti AC sehingga mengurangi pemakaian
BBM. Selain dimanfaatkan pada penggunaan AC, energi listrik yang di hasilkan
oleh fotovoltaik juga dapat digunakan untuk menyuplai daya pada sistem
intrumentasi temperatur kabin mobil dimana sistem ini berfungsi untuk
mengontrol suhu pada kabin mobil agar temperatur pada kabin mobil dapat terjaga
walaupun berada di bawah sinar matahari langsung.
Dari uraian di atas dapat dilihat bahwa adanya permasalahan yang di alami
oleh pengguna mobil seperti meningkatnya suhu pada kabin mobil ketika berada
di bawah sinar matahari langsung sehingga menyebabkan ketidaknyamanan
pengguna mobil ketika ingin memasuki mobil setelah lama berada dibawah sinar
matahari. Oleh karena itu peneliti ingin melakukan penelitian untuk mengatasi hal
tersebut dengan judul penelitian SISTEM INSTRUMENTASI TEMPERATUR
KABIN MOBIL.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang di uraikan di atas dapat dibuat rumusan
masalah sebagai berikut :
1. Besar dan distribusi temperatur kabin mobil, setelah pemanasan kabin selama
selang waktu tertentu, baik dalam kondisi cerah maupun berawan
2. Besar temperatur kabin setelah sistem Electrik Drive Power Windoiw
((EDpoW) di aktifkan baik pada kondisi langit cerah maupun berawan
C. Tujuan penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
4
1. mendapatkan data besar dan distribusi temperatur kabin dan luar kabin mobil,
setelah pemanasan kabin selama selang waktu tertentu.
2. mendapatkan data besar temperatur kabin mobil setelah Sistem Electric Drive
Power Window (EDPoW) diaktifkan..
D. Manfaat penelitian
Adapun manfaat di dalam penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Menstabilkan suhu ruangan pada mobil
2. Membuang gas karbon pada dahsbord mobil yang menimbulkan berbagai
penyakit
3. Meminimalisasi polusi dan pecemaran yang di timbulkan akibat pemakaian
bahan bakar fosil.
4. Memberikan pemecahan masalah akibat semakin menipisnya cadangan
bahan bakar fosil dengan menghasilkan energi terbarukan
E. Batasan masalah
Adapun batasan masalah di dilam penelitian ini adalah sebagai berikut
1. waktu pemanasan kabin: 4 jam dan 6 jam
2. material kabin sesuai spesifikasi yang tercantum di Bab 3.
F. Sistematika penulisan
Bab Pertama, Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan
masalah, batasan masalah, serta tujuan dan manfaat dari penelitian yang dilakukan
serta sistematika penulisan dari laporan hasil penilitian.
Bab Kedua, Bab ini menjelaskan tentang teori-teori pendukung yang
berkaitan dengan judul penelitian.
5
Bab Ketiga, Bab ini menjelaskan tetang waktu dan tempat penelitian, alat
dan bahan yang digunakan, diagram grafik dan gambar rangkaian penelitian, serta
metode penelitian yang berisi langkah-langkah dalam proses melakukan
penelitian.
Bab Keempat, Bab ini menjelaskan tentang hasil dari penelitian, alat dan
perhitungan serta pembahasan terkait judul penelitian.
Bab Kelima, Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan
dan saran terkait judul penelitian.
DaftarPustaka, Berisi tentang daftar sumber referensi penulis dalam
memilih teori yang relevan dengan judul penelitian.
Lampiran, Berisi tentang dokumentasi hasil penelitian serta alat dan
bahan yang digunakan dalam penelitian.
6
BAB II
TINJAUN PUSTAKA
A. UMUM
Rancangan sistem yang diusulkan terdiri dari rancangan elektronik dan
fisik dengan memanfaatkan modul fotovoltaik, kipas pendingin dan sensor suhu
LM35 serta didukung oleh komponen elektronik dan rangkaian kendali. Desain
prototipe pengatur sirkulasi udara bertenaga sistem fotovoltaik, berfungsi sebagai
simulator ruangan dengan sistem pendingin. Ada empat kipas pendingin yang
terletak di dinding untuk mengalirkan udara ruangan dengan meniupkan udara
panas ke lingkungan luar. Mekanisme pengoperasian kipas pendingin digerakkan
oleh rangkaian kontrol setelah mendeteksi ambang suhu panas di dalam ruangan
kabin
B. Sistem PLTS-FV
Sistem PLTS-FV dapat diklasifikasikan berdasarkan pada aplikasi
teknologi di sisi pelanggan. Ada dua tipe utama sistem PLTS-FV yakni: Sistem
PLTS-FV terkoneksi grid (grid-tied) dan PLTS-FV berdiri-sendiri (stand alone).
1. Sistem PLTS-FV Terkoneksi- Grid
Mayoritas sistem PLTS-FV terpasang di bangunan atau di atas permukaan
tanah, bila lahan bukanlah masalah. Bila ia terpasang di bangunan, maka biasanya
dipasang di atap atau diintegrasikan dengan bangunan. Metode yang disebut
belakangan dikenal dengan istilah sistem Fotovoltaik-Berpadu-Bangunan
(Building Integrated Photovoltaic, “BIPV”). BIPV biasanya menyebabkan panel
7
fotovoltaik menggantikan komponen bangunan lain, misalnya kaca jendela, atap,
dan lain-lain. Oleh karena itu, ia kemudian berfungsi ganda, sehingga bisa lebih
hemat biaya.
Konfiguarsi sistem tersebut terlihat pada Gambar 4.
G
a
m
b
a
r
.
2.1 Konfigurasi PLTS-FV terkoneksi grid
Bangunan yang mempunyai dua sumber paralel, biasanya satu dari PLTS-
FV dan lainnya dari grid. Suplai daya gabungan, menyuplai semua beban yang
terhubung ke panelutama (ACDB). Rasio dari suplai PLTS-FV dengan grid akan
bervariasi bergantung pada ukuran PLTS-FV. Apabila PLTS-FV menyuplai daya
yang melebihi kebutuhan bangunan, maka daya berlebih akan diekspor ke grid.
Ketika tidak ada cahaya matahari untuk membangkaitkan listrik (malam), maka
grid akan menyuplai kebutuhan daya ke bangunan. Sistem ini merupakan cara
efektif untuk mengurangi kertergantungan kita pada perusahaan listrik,
menambah produksi energi terbarukan dan menyelamatkan lingkungan.
2. Sistem PLTS-FV Berdiri-Sendiri
8
Sistem ini biasanya digunakan pada daerah di mana tidak ada jaringan
perusahaan listrik. Saat ini, sistem seperti itu biasanya dipasang di daerah
terisolasi dimana jaringan listrik cukup jauh seperti pedesaan atau di kepulauan. Ia
juga biasa dipasang di kota bila mana ada situasi yang sangat pelik atau biaya
sangat mahal untuk penyambungan. Sebagai contoh di Singapura, beberapa lampu
tanda parkir disuplai dengan PLTS-FV BerdiriSendiri (Gambar 5).
Suatu sistem PLTS-FV membutuhkan baterai-isi ulang siklus dalam
seperti: leadacid (asam timbal), nickel cadmium atau lithium-ion, guna
menyimpan energi listrik untuk penggunaan pada kondisi di mana hanya sedikit
atau tidak ada sama sekali luaran dari PLTS-FV, seperti di malam hari. [Seng dan
Tan, 2015]
Gambar 2.2. Konfigurasi PLTS-FV Berdiri-Sendiri
C. Sistem Kendali Industri
9
Setiap rangkaian kendali terdiri atas komponen-komponen kendali yang
dirangkai sedemikian rupa untuk mencapai performa yang diinginkan. Beberapa
komponen dasar adalah meliputi, MCB, relai, thermal overload relay (relai
thermal), magnetic contactor dan sebagainya.
MCB (Gambar 2.3a), berfungsi, membuka dan menutup rangkaian. Ia
men-trip rangkaian secara otomatis, bila arus melebihi setelan. Setelah trip, ia bisa
di-reset secara manual dan arena itu lebih sering dipakai dibanding DS.
Relai (Gambar 2.3.b), saklar elektromagnetis/elektronis yg membuka-
menutup sepasang kontak ketika koilnya energize . Koil menghasiilkan medan-
magnet (MM) kuat yg menarik kontak bergerak. Biasanya ia digunakan untuk
rangkaian daya rendah dan memiliki tunda-waktu.
Relai thermal (Gambar 2.3.c), relai beban lebih yaitu relai yang sensitif
panas, membuka kontak-kontaknya bila arus motor/beban melebihi nilai setelan.
Relai thermal, secara inheren bertunda waktu karena panas tidak bisa naik
seketika seiring arus. Nilai setelannya bervariasi 6 dan 10 A.
Magnetic Contactor (Gambar2.3.d), adalah relai berdaya besar untuk
membuka dan menutup rangkaian daya. Ia memiliki koil relai dan plunger
magnetik yang membawa pasangan kontak.[Wildi, 2006]
10
D. Sistem Alarm Terkendali-Jauh
Secara garis besar, suatu sistem alarm mobil terdiri dari: brain
alarm, alarm (serine/speaker atau lampu) dan sensor tegangan (door sensor).
Sistem tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 2.4. Sistem Alaram Mobil
Gambar. 2.3 Beberapa Komponen Dasar Kendali
11
Kunci-kode (keycode) receiver/transmitter adalah paket alat kendali dari
sistem alarm mobil. Ia komponen sederhana yang menggunakan sinyal
gelombang radio untuk mengirimkan instruksi ke brain atau komputer. Brain
adalah komputer kecil yang bertugas menutup saklar yang mengaktivasi sirine. Ia
mendapatkan daya listrik dari baterai-utama /mobil. Brain terkadang mempunyai
baterai cadangan untuk mengantisipasi putusnya suplai daya dari baterai-utama.
Sensor berfungsi mengukur tegangan di seluruh rangkaian mobil. Ia terdiri dari
voltmeter yang secara konstan mengecek seluruh tengangan rangkaian. Jika
terjadi semacam jatuh tegangan, maka suatu sinyal akan dikirim ke brain untuk
mengaktivasi sirine. [O’Keefe dan Youmans, 2002]
E. Accu
Accumulator atau sering disebut Accu, adalah salah satu komponen
utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan
Accu untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater
kendaraan). Accu mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik. Di
pasaran saat ini sangat beragam jumlah dan jenis Accu yang dapat ditemui. Accu
untuk mobil biasanya mempunyai tegangan sebesar 12 Volt, sedangkan untuk
motor ada tiga jenis tegangan 12 Volt, 9 volt dan ada juga yang bertegangan 6
Volt. Selain itu juga dapat ditemukan pula Accu yang khusus untuk menyalakan
Tape atau radio dengan tegangan juga yang dapat diatur dengan rentang 3, 6, 9,
dan 12 Volt. Tentu saja Accu jenis ini dapat dimuati kembali (Recharge) apabila
muatannya telah berkurang atau habis. Dikenal dua jenis elemen yang
merupakan sumber arus searah (DC) dari proses kimiawi, yaitu elemen primer
12
dan elemen sekunder . Elemen primer terdiri dari elemen basah dan elemen
kering. Reaksi kimia pada elemen primer yang menyebabkan elektron
mengalir dari elektroda negatif (Katoda) ke elektroda positif (Anoda) tidak
dapat dibalik arahnya. Maka jika muatannya habis, maka elemen primer tidak
dapat dimuati kembali dan memerlukan penggantian bahan pereaksinya (elemen
kering). Sehingga dilihat dari sisi ekonomis elemen primer dapat dikatakan
cukup boros. Contoh elemen primer adalah batu baterai (Dry Cells).
Allesandro Volta, seorang ilmuwan fisika mengetahui, gaya gerak listrik
(GGL) dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda dan dipisahkan larutan
elektrolit. Volta mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu) dan seng (Zn)
dapat membangkitkan ggl yang lebih besar dibandingkan pasangan logam
lainnya (kelak disebut elemen Volta). Hal ini menjadi prinsip dasar bagi
pembuatan dan penggunaan elemen sekunder. Elemen sekunder harus diberi
muatan terlebih dahulu sebelum digunakan, yaitu dengan cara mengalirkan arus
listrik melaluinya (secara umum dikenal dengan istilah disetrum).
Akan tetapi, tidak seperti elemen primer, elemen sekunder
dapat dimuati kembali berulang kali. Elemen sekunder ini lebih dikenal
dengan Accu. Dalam sebuah Accu berlangsung proses elektrokimia yang
reversibel (bolak-balik) dengan efisiensi yang tinggi. Yang dimaksud dengan
proses elektrokimia reversibel yaitu di dalam Accu saat dipakai berlangsung
proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (Discharging). Sedangkan saat
diisi atau dimuati, terjadi proses tenaga listrik menjadi tenaga kimia
(Charging).
13
Jenis Accu yang umum digunakan adalah Accumulator timbal.
Secara fisik Accu ini terdiri dari dua kumpulan pelat yang dimasukkan
pada larutan asam sulfat encer (H2SO4). Larutan elektrolit itu ditempatkan pada
wadah atau bejana Accu yang terbuat dari bahan ebonit atau gelas. Kedua belah
pelat terbuat dari timbal (Pb), dan ketika pertama kali dimuati maka akan
terbentuk lapisan timbal dioksida (Pb02) pada pelat positif. Letak pelat positif
dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling menyentuh
dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator (bahan
penyekat).
1. Macam dan Cara Kerja Accu
Accu yang ada di pasaran ada 2 jenis yaitu Accu basah dan Accu
kering. Accu basah media penyimpan arus listrik ini merupakan jenis paling
umum digunakan. Accu jenis ini masih perlu diberi air Accu yang dikenal
dengan sebutan Accu Zuur. Sedangkan Accu kering merupakan jenis Accu
yang tidak memakai cairan, mirip seperti baterai telepon selular. Accu ini tahan
terhadap getaran dan suhu rendah.
Dalam Accu terdapat elemen dan sel untuk penyimpan arus yang
mengandung asam sulfat (H2SO4). Tiap sel berisikan pelat positif dan
pelat negatif. Pada pelat positif terkandung oksid timbal coklat (Pb02),
sedangkan pelat negatif mengandung timbal (Pb). Pelat-pelat ditempatkan pada
batang penghubung. Pemisah atau Separator menjadi isolasi diantara pelat itu,
dibuat agar baterai acid mudah beredar disekeliling pelat. Bila ketiga unsur
14
kimia ini berinteraksi, muncullah arus listrik.
G
ambar 2.5. Sel Accu
(Sumber: id.m.wikipedia.org/akumulator, diakses terakhir tanggal 17
Oktober 2018)
Accu memiliki 2 kutub/terminal, kutub positif dan kutub negatif.
Biasanya kutub positif (+) lebih besar dari kutub negatif (-), untuk
menghindarkan kelalaian bila Accu hendak dihubungkan dengan kabel-
kabelnya. Pada Accu terdapat batas minimum dan maksimum tinggi permukaan
air Accu untuk masing-masing sel. Bila permukaan air Accu di bawah level
minimum akan merusak fungsi sel Accu. Jika air Accu melebihi level
maksimum, mengakibatkan air Accu menjadi panas dan meluap keluar melalui
tutup sel.
a. Konstruksi Accu
1.) Plat positif dan negatif
Plat positif dan plat negatif merupakan komponen utama suatu Accu.
Kualitas plat sangat menentukan kualitas suatu Accu, plat-plat tersebut terdiri dari
rangka yang terbuat dari paduan timbal antimon yang di isi dengan suatu bahan
15
aktif. Bahan aktif pada plat positif adalah timbal peroksida yang berwarna coklat,
sedang pada plat negatif adalah spons - timbal yang berwarna abu abu.
Gambar 2.6. Plat Sel Accu
(Sumber: Daryanto, bab 5 Pengetahuan Baterai Mobil, Bumi
Aksara 2006)
2.) Separator dan lapisan serat gelas
Antara plat positif dan plat negatif disisipkan lembaran separator yang
terbuat dari serat Cellulosa yang diperkuat dengan resin. Lembaran lapisan serat
gelas dipakai untuk melindungi bahan aktif dari plat positif, karena timbal
peroksida mempunyai daya kohesi yang lebih rendah dan mudah rontok jika
dibandingkan dengan bahan aktif dari plat negatif. Jadi fungsi lapisan serat gelas
disini adalah untuk memperpanjang umur plat positif agar dapat mengimbangi
plat negatif, selain itu lapisan serat gelas juga berfungsi melindungi separator.
16
Gambar 2.7. Lapisan Serat Gelas
(Sumber: Daryanto, bab 5 Pengetahuan Baterai Mobil, Bumi
Aksara 2006)
3.) Elektrolit
Cairan elektrolit yang dipakai untuk mengisi Accu adalah larutan encer
asam sulfat yang tidak berwarna dan tidak berbau. Elektrolit ini cukup kuat
untuk merusak pakaian. Untuk cairan pengisi Accu dipakai elektrolit
dengan berat jenis 1.260 pada 20°C.
4.) Penghubung antara sel dan terminal
Accu 12 volt mempunyai 6 sel, sedang Accu 6 volt mempunyai 3 sel. Sel
merupakan unit dasar suatu Accu dengan tegangan sebesar 2 volt. Penghubung
sel (Conector) menghubungkan sel sel secara seri. Penghubung sel ini terbuat
dari paduan timbal antimon. Ada dua cara penghubung sel - sel tersebut. Yang
pertama melalui atas dinding penyekat dan yang kedua melalui (menembus)
dinding penyekat. Terminal terdapat pada kedua sel ujung (pinggir), satu
bertanda positif (+) dan yang lain negatif (-). Melalui kedua terminal ini listrik
dialirkan penghubung antara sel dan terminal.
17
5.) Sumbat
Sumbat dipasang pada lubang untuk mengisi elektrolit pada tutup Accu,
biasanya terbuat dari plastik. Sumbat pada Accu motor tidak mempunyai lubang
udara. Gas yang terbentuk dalam Accu disalurkan melalui slang plastik/karet.
Uap asam akan tertahan pada ruang kecil pada tutup Accu, kemudian asamnya
dikembalikan kedalam sel.
6 Perekat bak dan tutup
Ada dua cara untuk menutup Accu, yang pertama menggunakan bahan
perekat lem, dan yang kedua dengan bantuan panas (Heat Sealing). Pertama
untuk bak Polystryrene sedang yang kedua untuk bak Polipropylene.
2. Standar tegangan dan tingkat isi daya pada accu mobil 12V
Berikut adalah data pembacaan standar tegangan dan tingkat isi
daya pada accu mobil 12V. Pembacaan dilakukan dalam kondisi mesin
mati dan langsung diukur pada terminal aki
Tabel 2.1 Standar tegangan accu mobil 12V
Voltage State of Charge Specific Gravity
12V
100% 1.265 12.7
75% 1.225 12.4
50% 1.190 12.2
25% 1.155 12.0
Discharged 1.120 11.9
18
(Sumber : http://www.batterystuff.com diakses terakhir tanggal 18 Oktober 2018)
Keterangan :
Penghitungan yang akurat untuk kondisi accu penuh didapat setelah accu
lebih dari 12 jam diistirahatkan selesai di-charge.
Apabila accu baru selesai di charge akan terbaca 12,9 - 13,6V karena ada
tegangan permukaan pada sel - sel aki (surface charging).
Untuk melihat tegangan riilnya, nyalakan dulu lampu besar selama 5menit
utk menghilangkan surface charging, baru dapat diukur tegangannya.
Apabila Voltmeter dipasang agak jauh dari terminal accu. Maka, tegangan
yang terbaca akan sedikit lebih rendah. karena adanya resistansi kabel.
Apabila tegangan menunjukkan kurang dari sama dengan 10,5V, itu
berarti ada korsleting di dalam sel - sel internal aki (shorted cell), artinya
aki rusak dan tidak bisa di-charge atau dipakai lagi.
Accu yang lebih besar tetap akan menunjukkan ukuran tegangan yang
sama dengan aki kecil alias (tidak berpengaruh), namun accu yang
amperenya dua kali lebih besar tentu menyimpan listrik juga dua kali lebih
besar walaupun saat kondisinya sama - sama 50% full misalnya
3. Kapasitas baterai
Kapasitas baterai menggambarkan sejumlah energi maksimum yang
dapat dikeluarkan dari sebuah baterai dengan kondisi khusus tertentu. Tetapi
kemampuan penyimpanan baterai dapat berbeda dari kapasitas nominalnya,
diantaranya karena kapasitas baterai bergantung.
19
pada umur dan keadaan baterai, parameter charging dan discharging,
dan temperatur. Satuan dari kapasitas baterai ini sering dinyatakan dalam
Ampere hours, ditentukan sebagai waktu dalam jam yang dibutuhkan baterai
untuk secara kontinu mengalirkan arus atau nilai discharge pada tegangan
nominal baterai (Anda Andycka S. & Brahmana, K., 2014) .
Metode yang dapat digunakan untuk mengetahui kondisi kapasitas
baterai adalah(Ying,S.,dkk,2008).
a. Metode densitas cairan listrik, tetapi metode ini tidak cocok untuk Valve
Regulated Lead Acid Battery (VRLA). Metode ini menggunakan pengukuran
berat jenis cairan pada baterai untuk mengetahui sisa kapasitas suatu baterai.
Metode Open circuit voltage (OCV). Metode ini cocok untuk baterai baru,
tetapi ketika baterai digunakan setelah waktu yang lama, dan kapasitas baterai
turun, perubahan tegangan rangkaian terbuka tidak dapat mencerminkan
keadaan sebenarnya dari kapasitas.
b. Metode discharge, kurva baterai diperoleh dengan eksperimen discharge
dengan keakuratan dapat menggambarkan kinerja baterai. Namun, tes discharge
tidak dapat sering dilakukan karena akan mempengaruhi kehidupan pelayanan
baterai.
c. Metode resistensi internal, kurva resistansi – kapasitas baterai harus diukur
dalam metode ini. Proses pengukuran rumit, sehingga keumuman dari metode
ini adalah lemah
20
F. Solar Cell
Solar Cell atau panel surya adalah komponen elektronika dengan
mengkonversi tenaga matahari menjadi energi listrik. Photovoltaic (PV) adalah
teknologi yang berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi radiasi matahari
menjadi energi listrik. PV biasanya dikemas dalam sebuah unit yang disebut
modul. Dalam sebuah modul surya terdiri dari banyak Solar Cell yang bisa
disusun secara seri maupun paralel. Sedangkan yang dimaksud dengan surya
adalah sebuah elemen semikonduktor yang dapat mengkonversi energi surya
menjadi energi listrik atas dasar efek Potovoltaic. Solar Cell mulai popular akhir- akhir
ini, selain mulai menipisnya cadangan enegi fosil dan isu Global Warming. Energi
yang dihasilkan juga sangat murah karena sumber energi (matahari) bisa didapatkan
secara gratis.
Gambar 2.8. Skema solar cell
(Sumber : http://solarsuryaindonesia.com/tenaga-surya)
Solar Cell pada umumnya memiliki ketebalan 0.3 mm, yang terbuat dari
irisan bahan semikonduktor dengan kutub (+) dan kutub (-). Apabila suatu cahaya
jatuh pada permukaannya maka pada kedua kutubnya timbul perbedaan tegangan
21
yang tentunya dapat menyalakan lampu, menggerakan motor listrik yang berdaya
DC. Untuk mendapatkan daya yang lebih besar bisa menghubungkan Solar Cell
secara seri atau paralel tergantung sifat penggunaannya. Prinsip dasar pembuatan*
Solar Cell adalah memanfaatkan efek Photovoltaic yakni suatu efek yang dapat
merubah langsung cahaya matahari menjadi energi listrik
22
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu : Oktober 2020 hingga Februari 2020.
Tempat : Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Makassar Jalan Sultan Alauddin No. 259
Makassar
B. Data (Parameter)
Data/parameter yang akan dibutuhkan dalam analisi ini adalah:
1. Data temperatur kabin sebelum pembukaan kaca jendela
2. Data temperatur kabin sebelum penutupan kaca jendela
3. Data temperatur di luar kabin
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Multimeter
b. Solder
c. Terometer digital
2. Bahan
23
a. Buck Konverter
b. Besi holo
c. Power window 2 buah
d. Fiber 2 mm
e. Baterai
f. Solar controler
g. SD Card
h. Solar cell
i. Battery charger
D. Skema Penelitian
Secara garis besar skema penelitian yang akan dilakukan penelitian
ini pada Gambar 3.1 beriku
Gambar 3.1 skema penelitian
Seperti umumnya pada pembuatan alat yang lain, maka dalam
merealisasikan pembuatan sistem instrumentasi temperatur kabin ini dilakukan
24
dalam beberapa tahapan. Yang pertama yaitu tahapan perancangan dan
pembuatan sensor pada kabin. Tahapan perancangan ini sangat penting karena
berfungsi sebagai dasar (pondasi) dari proses rancang bangun alat ini.
Perancangan dan pembuatan alat ini diharapkan akan dapat memberikan
kontribusi. Fungsi dari masing–masing blok dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Sumber PLN berfungsi sebagai sumber tenaga pada mobil listrik.
2. Battery charger berfungsi untuk mengisi battery dengan tegangan konstan
hingga mencapai tegangan yang ditentukan.
3. Baterai 36 V berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi
kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke sistem
starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan
lainnya contohnya sitem instrumentasi
4. Buck konverter berfungsi untuk menkonversi tenganggan dari 36 V ke 5 V.
5. Sollar controller berfungsi untuk mengatur fungsi pengisian baterai dan
pembebasan arus dari baterai ke beban.
6. Panel surya berfungsi untuk mengubah atau mengkonversi radiasi matahari
menjadi energi listrik dan sebagai sumber energi bantuan pada mobil.
E. Langkah Penelitian
Langkah-langkah perencanaan pembuatan prototipe mobil listrik ini
terdiri dari beberapa langkah yaitu :
1. Perancangan chasis mobil listrik mini
2. penentuan komponen utama yang di gunakan
3. pengujian alat dan pengambilan data
25
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kabin dan Sistem Temperature Kabin
1. Desain dan Realisasi Kabin
Gambar. 4.1 Desain realisasi kabin
Seperti umumnya pada pembuatan alat yang lain, maka pada pembuatan
prototipe mobil ini dilakukan dalam beberapa tahapan. Yang pertama yaitu
tahapan perancangan chais mobil . Tahapan perancangan ini sangat penting karena
berfungsi sebagai dudukan dari komponen utama yang akan digunakan nantinya.
penelitian ini adalah medesain dan merealisasikan purwarupa sistem
pembangkit listrik terbarukan berbasiskan PLTS-FV sebagai sumber energi
pelengkap untuk mesin pendingin (AC, air-conditioning) di mobil-mobil
penumpang. PLTS-FV tersebut disebut pelengkap karena ia hanya berperan
26
memberikan energi ke AC, untuk keperluan pendinginan kabin mobil, usai parkir
di tempat panas. Dengan demikian sistem ini bisa mengurangi pemborosan BBM
pada mobil-mobil tersebut. Demikian juga, sistem penyalaan AC dari jauh -ketika
orang berjalan menuju mobil- sehingga saat penumpang tiba, ia bisa langsung
masuk ke mobil, menjadi tujuan yang lain dari penelitian ini. Hal tersebut di atas,
didasari oleh fakta bahwa mobil-mobil penumpang yang ber-AC dan diparkir di
lapangan takberatap saat musim panas, akan mengalami pemanasan kabin. Hal itu
menyebabkan penumpang mobil biasanya segan untuk langsung masuk ke mobil
akibat hawa panas di dalam kabin. Oleh karena itu, (biasanya) cara yang diambil
oleh pemakai mobil adalah menyalakan mobil dan AC, dan itu berarti bahwa
penumpang harus menunggu beberapa saat di luar mobil, hingga temperatur di
dalam kabin cukup dingin dan kondusif untuk dimasuki. Proses tersebut biasanya
membutuhkan waktu sekitar tiga menit. Hal itu berarti bahwa ada BBM yang
terbakar selama sekitar tiga menit tanpa digunakan sebagai penggerak kendaraan,
sehingga secara total, pemakaian BBM menjadi lebih boros.
Berdasarkan pada fakta tersebut, maka penelitian ini akan memberikan
solusi yang sangat bagus untuk mengurangi pemborosan BBM dengan
memanfaatkan sumber energi terbarukan, berupa energi matahari. Pada saat yang
sama, penelitian juga akan meniadakan waktu tunggu bagi penumpang untuk
masuk ke dalam mobil, karena proses pendinginan kabin sudah dimulai ketika
penumpang berjalan menuju mobil. Dengan demikian, sistem itu akan menambah
kenyamanan penumpang mobil.
2. Keyamanan termal
27
Kenyamanan adalah keseimbangan dari respon biologis dan psikologis
yang kompleks dari individu terhadpa lingkungan sekitarnya dan terhadap
pengkodisian dan pengalamannya sedangkan ketidak nyamanan adalah ketidak
seimbangan dalam respon komplek untuk lingkungan dan mungkin kerena
ketidaksiembangan baik biologis maupun psikologis, atau keduanya. Sebagai
hasil dari kompleksitas ini, maka kondisi yang diperlukan untuk mencapai
kenyamanan bagi setiap individu tidaklah sama dan konstan. Karena itu
pencapaian kenyamanan memerlukan pengembangan yang lebih komprensif.
Kenyamanan termal di defenisikan oleh ISO 7730 standar sebagai “that
condition of mind which expresses satisfaction with the termal environment” (ISO
1995). Yaitu suatu kondisi pikiran yang mengungkapkan kepuasan akan kondisi
lingkungan termal, guna memenuhi kenyamanan termal ini . American society of
heating refrigeration, and air conditioning engeneers (ASHRAE) telah membuat
standar berdasarkan ISO 7730 drngan menerapakan suhu nyaman yang dijadikan
dasar dalam perhitungan dan perencanaan pengkondisian udara (AC)
B. Komponen utama
1. Motor Listrik
Motor DC brushless mempunyai kecepatan putaran 3000 rpm bertenaga 1
HP. Motor tersebut memiliki tegangan 36 V dan arus 27 A.
2. Baterai
Penelitian ini menggunakan 3 buah baterai yang dirangkai seri dengan
masing-masing kapasitas baterai 12 Ah dan tegangan 12 V. Kapasitas keseluruhan
baterai adalah tegangan 36 V dan kapasitas 12 Ah.
28
3. Inverter
Inverter pada penelitian kami menggunakan tegangan output 220 V. Memiliki
frekuensi 50 Hz dan daya output sebesar 600 w
4. Charger
Charger atau pengisian ulang mempunyai tegangan 36 V dan arus sebesar
12 A. Charger ini mempunyai berat 4 kg.
5. Solar cell
Solar cell yang digunakan berkapasitas 100W, dengan daya 18,3 V dan
arus 5,46A.
6. Controller motor
Charger controller memiliki tegangan 36V dan arus 1000 W.
C. Perhitungan Kabin Mobil
Kabin mobil terbentuk dari empat bangun ruang yaitu bangun ruang balok
I, balok II, prisma segitiga, dan prisma trapesium. Berikut perhitungan
volume kabin mobil.
1. Volume Bangun Ruang Balok I
Gambar 4.2. Volume Bangun Ruang I
29
Bangun ruang balok I memiliki panjang 1 m, lebar 0,75 m dan tinggi 1,15
m yang di tampilkan pada gambar 4.2. Volume balok tersebut dapat dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut :
V = P x l x t
Keterangan :
V = Volume balok (m3)
P = Panjang balok (m)
l = lebar balok (m)
Diketahui :
P : 0,75 m
l : 1 m
t : 1,15 m
Jadi :
V = P x l x t
V = 0,75 m x 1 cm x 1,15 m
V = 0,86 m3
2. Volume Bangun Ruang Balok II
Gambar 4.3. Volume Bangun Ruang Balok II
Bangun ruang balok II memiliki panjang 1 m, lebar 0,20 m dan tinggi 1,15
30
m yang di tampilkan pada gambar 4.3. Volume balok tersebut dapat dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut :
V = P x l x t
Keterangan :
V = Volume balok (m3)
P = Panjang balok (m)
l = lebar balok (m)
Diketahui :
P : 0,20 m
l : 1 m
t : 1,15 m
Jadi :
V = P x l x t
V = 0,20 m x 1 cm x 1,15 m
V = 0,23 m3
3. Volume Bangun Ruang Prisma Segitiga
Gambar 4.4. Bangun Ruang Prima Segitiga
31
Bangun ruang segitiga yang di tampilkan pada ganbar 4.4 merupakan prisma
segitiga dengan bentuk alas segitiga siku-siku dengan tinggi prisma 1 m. Volume
prisma segitiga dapat dihitung dengan mengalihkan luas alas segitiga dengan
tinggi prisma. Alas prisma segitiga terdir dari :
a = 0,40 m adalah sisi miring segitiga siku-siku.
b = 0,29 m adalah tingggi alas segitiga.
c = tinggi segitiga dapat dihitung dengan rumus phytagoras
c2 = a
2 – b
2
c2 = 0,40
2 – 0,20
2
c
2 = 0,16 – 0,04
c =
c = 0,34 m2
Jadi tinggi segitiga adalah 0,34 m.
Luas alas segitiga dapat di hitung dengan rumus sebagai berikut
La =
x a x t
Keterangan :
La = Luas alas segitiga (m2)
a = Alas segitiga (m)
t = Tinggi segitiga (m)
Diketahui :
a = 0,20 m
b = 0,34 m
Jadi :
32
La =
x a x t
La =
x 0,20 x 0,34
La = 0,0034 m2
Volume prisma segitiga dapat di hitung dengan rumus sebagai berikut :
V = La x t
Keterangan :
V = Volume prisma segitiga (m3)
La = Luas alas segitiga (m2)
t = Timggi prisma (m)
diketahui :
La = 0,0034 m2
T = 1 m
Jadi :
V = La x t
V = 0,0034 m2 x 1 m
V = 0,034 m3
4 Volume Bangun Ruang Prisma Trapesium
Gambar 4.5. Bangun Ruang Trapesium
33
Bangun ruang yang di tampilkan paada gambar 4.5 merupakan bangun
ruang prisma dengan trapesium di mana tinggi trapesium 1 m. Volume prisma
trapesium dapat di hitung dengan mengalihkan luas als trapesium dengan tinggi
prisma. Alas trapesium terdiri dari :
a = 0,40 m adalah alas I.
b = 1,115 m adalah alas II.
c = 0,72 m adalah tinggi trapesium.
Luas alas segitiga dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
La =
x (a1 + a2 ) x t
Keterangan :
La = Luas alas trapesium(m2)
a1 = Alas I trapesium (m)
a2 = Alas II trapesium (m)
t = Tinggi trapesium (m)
Diketahui :
a = 0,25 m
b = 1,15 m
t = 0,72 m
Jadi :
La =
x (a1 + a2 ) x t
34
La =
x (0, 25 + 1,15 ) x 0,72
La =
x 0,72
La = 0,504 m2
Volume prisma trapesium dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut
V = La X t
Keterangan :
V = volume prisma segitiga (m3)
La = Luas alas trapesium (m2)
T = Tinggi prisma (m)
Diketahui :
La = 0,504 m2
T = 1 m
Jadi :
V = La x t
V = 0,504 m2 x 1 m
V = 0,504 m3
Volume kabin mobil meropakan penjumlahan dari volume bangun ruang
balok 1, balok 2, prisma segitiga dan prisma trapesium. Volume kabin mobil
secara keseluruhan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
V total= V1 + V2 + V3 + V4
Keterangan :
35
V = Volume bangun ruang balok 1
V = Volume bangun ruang balok 2
V = Volume bangun ruang prisma segi tiga
V = Volume bangun ruang prisma trapesium
Jadi :
V = V1 + V2 + V3 + V4
V = 0,86 m3 + 0,23 m
3 + 0,034 m
3 + 0,054 m
3
Total volume kabin mobil adalah 1,628 m3
D. Hasil Pengujian
Sistem Pengukuran Temperatur
1. Temperatur Maksimum
Tabel 4.1 hasil Pengujian Rata- hrata Perubahan temperatur maksimum
didalam dan diluar kabin hari pertama selama 9 jam
NO Waktu 9 jam (setiap
15 menit)
Nilai suhu
didalam kabin
Nilai suhu diluar
kabin
1 08:00 30.1⁰ C 30.5⁰ C
2 08:15 30.6⁰ C 31.0⁰ C
3 08:30 31.2⁰ C 31.6⁰ C
4 08:45 32.0⁰ C 33.0⁰ C
5 09:00 33.1 ºC 32.2 ºC
6 09:15 36.2ºC 33.7ºC
7 09.30 36.9ºC 33.0ºC
8 09:45 37.1ºC 34.2 ºC
9 10:00 37.9ºC 34.1 ºC
36
10 10:15 37.9ºC 34.0 ºC
11 10:30 38.9ºC 35.3 ºC
12 10:45 39.0ºC 35.9 ºC
13 11:00 39.3 ºC 36.2 ºC
14 11:15 39.4ºC 36.5 ºC
15 11:30 39.6 ºC 37.6 ºC
16 11:45 39.6ºC 35.1 ºC
17 12:00 39.9ºC 38.4 ºC
18 12:15 40.1ºC 39.1 ºC
19 12:30 40.5 ºC 39.7 ºC
20 12:45 40.8 ºC 39.8 ºC
21 13:00 42.3 ºC 39.8 ºC
22 13:15 43.4 ºC 40.1 ºC
23 13:30 45.0 ºC 41.2 ºC
24 13:45 46.7 ºC 42.1 ºC
25 14:00 45.9 ºC 42.0 ºC
26 14:15 43.0 ºC 39.8 ºC
27 14:30 40.5 ºC 39.7 ºC
28 14:45 40.1 ºC 39.5 ºC
29 15:00 39.5 ºC 37.7 ºC
30 15:15 39.2 ⁰ C 37.2 ⁰ C
31 15:30 38.8 ⁰ C 36.8 ⁰ C
32 15:45 38.5 ⁰ C 36.5 ⁰ C
33 16:00 38.0 ⁰ C 36.0 ⁰ C
34 16:15 37.9 ⁰ C 35.7 ⁰ C
35 16:30 37.5 ⁰ C 35.4 ⁰ C
36 16:45 37.1 ⁰ C 34.6 ⁰ C
37
37 17:00 36.7 ⁰ C 34.2⁰ C
Dari tabel 4.1 analisis temperature kabin di lakukan selama 4 jam di
mulai pada pukul 08:00 sampai 17:00 dan perubahan teperatur maksimum terjadi
pukul 13:45 yaitu 46.7 ºC di dalam kabin dan 42.1 ºC diluar kabin, Maka dapat
dikatakan bahwa mobil yang terparkir di bawah sinar matahari langsung selama
3 jam memiliki temperature di atas zona nyaman termal kabin.
2. Performansi
Grafik Pengukuran Temperatur Suhu selama 9 jam
Gambar. 4.2 Grafik Pengukuran Temperatur Suhu selama 9 jam
Dari grafik diatas dapat dilihat terperatur maksimum terjadi pada pukul
13:45 dan perfomansi penurunan temperatur pada kabin mobil terjadi pada pukul
0
10
20
30
40
50
Hasil pengujian rata-rata perubahan temperatur maksimum didalam dan diluar
kabin hari kedua selama 9 jam.
Nilai suhu didalam kabin Nilai suhu diluar kabin
38
14:00 sebesar 2.8 derajat celcius pada bagian dalam dan 4 derajat celcius pada
bagian luar setelah pintu kaca mobil di buka seluas 5 cm.
39
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Sistem pembangkit energi berbasis PLTS-FV untuk AC mobil telah berhasil
didesain dan sekaligus direalisasikan, Pada prinsipnya, sistem ini terdiri atas
sistem pembangkit energi PLTS-FV.
2. Saat kaca mobil di buka 5 cm didapati suhu mengalami penurunan sebanyak
0.1°C – 0.8°C pada bagian dalam kabin yang berarti setelah kaca mobil di
turunkan selama 15 menit dan mampu bekerja menurunkan temperatur suhu
kabin. Berubah-ubahnya suhu diluar kabin juga akan diikuti oleh temperatur
didalam kabin mobil.
B. Saran
Penulis menyadari bahwa sistem instumentasi temperature mobil berbasis
PLTS-FV ini buat bukan atau belum layak dianggap sebagai penelitian yang
komplek sehingga pengembangan dan riset terhadap penelitia ini diharapkan akan
terus dilakukan untuk dapat mewujudkan suatu sistem intrumentasi temperatur
kabin mobil bebasis PLTS-FV yang lebih baik, komplek, dan memiliki
kemampuan lebih baik dalam hal tenaga dan kecepatannya dalam menurunkan
temperatur mobil.
40
DAFTAR PUSTAKA
1Nicho Adina Swara, 2. D. (2019). TERMOELEKTRIK UNTUK PENDINGIN
KABIN MOBIL DENGAN BATERAI TERPISAH BERBASIS
MIKROKONTROLER. Vol.4, No.1, Maret 2019, 23-27, Vol.4.
Abdullah, R. W. (2019). REALISASI MOBIL LISTRIK MINI UNTUK
PERKOTAAN BERPENGGERAK MOTOR DC DENGAN SUMBER ENERGI
BERBANTUAN SOLAR FOTOVOLTAIK. Makaasar: Universitas Muhammadiyah
Makassar.
Andi Faharuddin, S. M. (2016). PURWARUPA SUMBER ENERGI LISTRIK
UNTUK. Makassar: UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR.
BAHARUDDIN. (2016). PROSPEK DESAIN DAN SIMULASI BAGUNAN
GEDUNG HEMAT ENERGI DI DAERAH TROPIS. HASANUDDIN
UNIVERSTY PRESS, 6.
Emir Nasrullah, A. T. (2011). RANCANG BANGUN SISTEM PENYIRAMAN
TANAMAN SECARA OTOMATIS. Rekayasa dan Teknologi Elektro, 182-191.
Jupri#1, A. (2017). Rancang Bangun Alat Ukur Suhu, Kelembaban,. Edukasi dan
Penelitian Informatika (JEPIN), 76-81.
Syafaruddin, S. M. (2014). Sistem Fotovoltaik yang Mendukung Kontrol
Otomatis. IEEE tentang Rekayasa Tenaga dan Energi Terbarukan, 283-288.
41
LAMPIRAN
Gambar.5.1 Kabin Mobil
42
Gambar 5.2 pintu mobil
Gambar 5.3 jendela
43
Gambar 5.4 Kap depan