PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA JUDUL PROGRAM GBK “GUBUK BERALIRAN LISTRIK” SEBAGAI MULTI FASILITAS UMUM DAN PENYELAMAT DESA DALAM KEGELAPAN BIDANG KEGIATAN: PKM KARSA CIPTA Diusulkan oleh: Eko Ahmad Ababil Vito Febian H. Aditya Permadi W (4611414027/2014) (4611414036/2014) (5301414048/2014) UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG SEMARANG 2015 i ii DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL ................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................ iii DAFTAR TABEL......................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................... iv RINGKASAN .............................................................................................. v BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 2 1.3 Tujuan ..................................................................................................... 2 1.4 Luaran Yang Diharapkan ....................................................................... 2 1.5 Manfaat ................................................................................................. 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 2.1 Panel Surya ........................................................................................... 2.2 Solar Charge controller.......................................................................... 2.3 Aki ......................................................................................................... 2.4 Arduino ................................................................................................. 2.5 Sensor LDR (Light Depending Resistor) ............................................... 2.6 Inveter .................................................................................................... 3 3 3 4 4 5 5 BAB 3 METODE PELAKSANAAN .......................................................... 5 3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ........................................................... 5 3.2 Alat dan Bahan ...................................................................................... 5 3.3 Perancangan .......................................................................................... 6 3.4 Membuat Program dan Merangkai Lampu............................................. 7 3.5 Pengujian ............................................................................................... 7 BAB 4 BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ............................................ 8 4.1 Anggaran Biaya ..................................................................................... 8 4.2 Jadwal Kegiatan .................................................................................... 9 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 10 LAMPIRAN – LAMPIRAN ........................................................................ iv Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing .................. vi Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan ................................................ x Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas ........ xi Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Panitia ............................................... xii Lampiran 5. Gambaran Teknologi Yang Akan Diterapkembangkan .......... xiii iii DAFTAR GAMBAR Lampiran 1. Panel Surya............................................................................. 3 Lampiran 2. Solar Charge Controller.......................................................... 3 Lampiran 3. Aki/Baterai ............................................................................. 4 Lampiran 4. Arduino................................................................................... 4 Lampiran 5. Sensor LDR (Light Depending Resistor.................................. 5 Lampiran 6. Inveter...................................................................................... 5 Lampiran 7. Skema Rangkaian Alat ............................................................ 6 Lampiran 8. Desain Prototipe ...................................................................... 7 Lampiran 9. Rangkaian Lampu Otomatis .................................................... 8 Lampiran 10. GBK “ Gubuk Bermuatan Listrik”...... ................................. xiii DAFTAR TABEL Lampiran 1. Anggaran Biaya ....................................................................... x Lampiran 2. Jadwal Kegiatan........................................................................ xi iv RINGKASAN Indonesia adalah salah satu negara yang kaya akan sumber daya alamnya. Salah satunya adalah banyaknya sumber daya minyak bumi dan batubara yang merupakan sumber energi yang berasal dari sisa fosil hewan dan tumbuhan yang akan habis. Banyak usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk mendapatkan energi alternatif telah banyak dilakukan untuk mengurangi pemakaian energi fosil yang terjadi sekarang adalah peningkatan pemakaian energi fosil seiring dengan banyaknya transportasi dan industri. Dengan mengacu pada Undang-Undang Republik Indonesia No 30 Tahun 2007 tentang energi pasal 1 yang menyatakan bahwa sinar matahari adalah salah satu jenis energi yang terbarukan dan merupakan energi yang ramah lingkungan. Pemanfaatan energi matahari yang masih mahal membuat perkembangan dari teknologi pemanfataan energi matahari tidak banyak berkembang salah satu contoh alat yang memanfaatkan energi matahari adalah sel surya yaitu kami membuat GBK “ Gubuk Beraliran Listrik” dimana sumber energi utamanya adalah sumber matahari menggunakan panel surya yang dihubungkan dengan Solar Charge Controller sebagai pengatur energi listrik yang akan ditampung pada Aki kering yang berukuran 100 Ah. Gubuk Beraliran Listrik “GBK” sebagai fasilitas umum dimana gubuk tersebut bermuatan listrik yang dilengkapi dengan wifi, pengusir nyamuk dengan frekuensi, stopkontak yang dapat digunakan mengecas handphone dan untuk mengkonstribusi ke masyarakat yang belum terisolisir oleh listrik PLN dari pemerintah. GBK umum mempunyai beberapa fasilitas selain wifi dan pengusir nyamuk elektrik, GBK juga dilengkapi dengan lampu sebagai penerangan di sekitar GBK menggunakan Arduino UNO dengan sensor cahaya matahari LDR . Tujuan dari pembuatan karya ini yaitu untuk memberikan fasilitas kepada masyarakat untuk fasilitas umum yang dapat digunakan sebagai pos ronda dalam keamanan, belajar kelompok dalam mengakses materi di internet selain itu juga listrik disalurkan kerumah warga sebagai penerangan rumah mereka dalam malam hari. v 1 BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Di dunia akhir-akhir ini sangat membutuhkan energi alternatif selain bahan bakar seperti minyak, batu bara, dan sekarang hampir semua peralatan menggunakan energi listrik. Listrik adalah energi yang dapat menggantikan sumber energi dari minyak maupun batubara, listrik sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia dan sekarang banyak perusahaan atau pabrik bergantung pada listrik. Dari pedesaan sampai kota membutuhkan litrik sebagai energi penerangan ataupun untuk aktifitas dalam pekerjaan (www.panelsurya.com/). Di pedesaan masih banyak yang belum terisolisir dengan adanya listrik terutama di daerah pelosok, yang menjadikan warga belum sejahtera. Hal ini membuat kami untuk berfikir agar dapat menciptakan energi alternatif yang dapat menghasilkan listrik dengan tegangan tinggi. Dimana salah satunya adalah listrik bertenaga sinar matahari dengan menggunakan panel surya untuk membantu pemerintah dan rakyak indonesia dari gelapnya malam dengan menyalurkan energi listrik yang bersumber dari alam salah satu menggunakan Panel Surya (www.liputan6.com/tag/pasokan-listrik). Program ini akan memberikan manfaat untuk memupuk jiwa technopres mahasiswa teknik Tenik Informatika yaitu pengembangan ketrampilan teknik yang diterapkan dalam bidang karsa cipta. Keterampilan ini yang nantinya akan berguna untuk membuat suatu inovasi dalam memperoleh listrik dengan tegangan tinggi. Sebagai technopres diharapkan dapat memanfaatkan sinar matahari yang tadinya tak sangat merugikan itu menjadi barang yang berguna dan memiliki nilai estetika yang tinggi dan manfaat yang tinggi pula. Alat yang akan kami ciptakan adalah GBK “Gubuk Beraliran Listrik” Sebagai Multi Fasilitas Umum dan Penyelamat Desa dalam Kegelapan selain dapat digunakan untuk memperoleh listrik sebagai kebutuhan juga dapat di gunakan berkumpul mengerjakan tugas bersama dalam kampus, istrirahat sambil mencharge handphone untuk para bikers bila gubuk tersebut dipasang sepanjang pinggir jalan raya dan malam tiba dapat energi listrik tersebut dapat dialirkan ke lampu jalan sebagai penerang terutama di pedesaan dan jalan hutan. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan di atas dapat diketahui bahwa untuk menghemat energi serta pengganti energi listrik dari PLN perlu adanya hal kreatif sebagai upaya mengatasi permasalahan, maka permasalahan yang akan dibahas adalah: 1. Bagaimana menciptakan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai multi fasilitas umum ? 2. Bagaimana cara kerja GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai penghemat Energi ? 2 3. Bagaimana penerapan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai energi alternatif ? 1.3 Tujuan Program kreativitas ini mempunyai tujuan yaitu: 1. Perancangan dan pembuatan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai fasilitas umum yang dapat digunakan oleh siapapun. 2. Mengembangkan teknologi GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai penghemat energi listrik dan multi fungsi yang ramah lingkungan dan efektif. 3. Menerapkan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” kepada masyarakat luas. 1.4 Luaran Yang Diharapkan Luaran yang diharapkan dari Program Kreatifitas Mahasiswa ini antara lain sebagai berikut: 1. Terciptanya sebuah GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai energi listrik alternatif di pedesaan terpelosok yang ramah lingkungan, gratis dan efektif. 2. Meningkatnya kreativitas mahasiswa dalam bereksperimen dan menemukan hasil karya inovatif yang bermanfaat bagi masyarakat. 3. Menghasilkan suatu produk yang mampu diaplikasikan dan bermanfaat dalam upaya menghemat energi listrik dan mengkontribusikan kepada masyarakat secara gratis dan efektif. 4. Memantapkan jati diri intelektual mahasiswa sebagai cerminan masyarakat ilmiah. 1.5 Manfaat Kegunaan dari Program Kreatifitas Mahasiswa bidang Karsa Cipta (PKM-KC) ini adalah: 1. Kegunaan ditinjau dari segi Ilmu Pengtahuan dan Teknologi: a. Mengembangkan teknologi GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai penghemat energi listrik yang murah, ramah lingkungan, efektif dan efisien. b. Membuat dan mengaplikasikan teknologi aplikatif dengan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” dalam menghemat energi listrik. c. Merangsang dan mengembangkan kreativitas. 2. Kegunaan ditinjau dari segi masyarakat: a. Memberikan salah satu solusi dalam upaya bantuan kemasyarakat dalam penerangan dan sumber energi listrik dalam aktifitas rumah tangga. b. Menciptakan alat yang mampu memberikan inovasi terhadap energi alternatif. 3. Sebagai wahana untuk mengaplikasikan keilmuan yang telah diperoleh dibangku perkuliahan dan sebagai sarana untuk mengembangkan 3 kegemaran mahasiswa dalam bidang teknologi elektro dan komputer terapan. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Energi Surya dan Sel Surya Energi surya merupakan sumber energi yang tak habis-habisnya berpotensi memenuhi sebagian besar energi masa depan dengan konsekuensi minimal yang merugikan lingkungan. Ini mengindikasi bahwa energi surya adalah yang paling menjanjikan sumber energi kon vensional(Kreith,1978). Sel surya fotovoltaik merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi sinar matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada asasnya sel tersebut merupakan suatu diode semikonduktor yang bekerja menurut suatu proses khusus yang dinamakan proses tidak seimbang (non-equibilirium process) dan berlandaskan efek fotovoltaik (photovoltaic effects) (Kadir,1995) Sebuah karya sel surya saat ini dibuat dari silikon, meskipun zat lain sedang dicoba agar menjadi semikonduktor untuk membuat sel surya yang lebih hemat biaya dan ramah lingkungan. Elektron ini kemudian dibebaskan dari atom asalnya, dan kemudian bergerak bebas sebagai listrik. Dari sel surya, listrik ini kemudian melewati sebuah susunan yang lebih besar, di mana ia berubah menjadi arus listrik searah "direct current" (DC), yang kemudian dapat dikonversi menjadi arus bolak-balik "alternating current" (AC). Gambar 1. Sel Surya Sumber : http://www.panelsurya.com 2.3 Solar Charge Controller Solar charge controller adalah komponen penting dalam sistem GBK “ Gubuk Beraliran Listrik”. Solar charge controller berfungsi untuk : Charging mode: Mengisi baterai (kapan baterai diisi, menjaga pengisian kalau batai penuh). Operation mode: Penggunaan baterai ke beban (pelayanan baterai ke beban diputus kalau sudah mulai kosong). 4 Gambar 2. Solar Charge Controller Sumber : http://www.panelsurya.com 2.3 BATERAI/AKI 100 Ah Baterai atau Aki adalah alat yang berfungsi untuk menyimpan Arus/Energi listrik yang bdihasilkan Panel Surya Baterai kegunaan di sistem GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sangat berguna untuk menyimpan energi yang dihasilkan dari Panel Surya pada waktu siang hari dan dapat digunakan kebeban yang dibutuhkan pada malam hari. Aki atau Baterai yang di gunakan adalah aki kering. Gambar 3. Aki 100 Ah Sumber : http://www.panelsurya.com 2.4 Arduino Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino Uno mempunyai 14 pin digital input/output (diantaranya dapat digunakan sebagai output (PMW), 6 input analog, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Gambar 4. Arduino Uno Sumber : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno 5 2.5 Sensor LDR LDR adalah sensor cahaya yang memiliki 2 terminal output, dimana kedua terminal output tersebut memiliki resistansi yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Dimana nilai resistansi kedua terminal output LDR akan semakin rendah apabila intensitas cahya yang diterima oleh LDR semakin tinggi. Gambar 5. Sensor LDR (Light Depending Resistor) Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Sensor_cahaya 2.6 Inveter Inverter adalah Rangkaian elektronika daya yang digunakan untuk mengkonversikan tegangan searah (DC) ke suatu tegangan bolak-balik (AC). Ada beberapa topologi inverter yang ada sekarang ini, dari yang hanya menghasilkan tegangan keluaran kotak bolak-balik (push-pull inverter) sampai yang sudah bisa menghasilkan tegangan sinus murni (tanpa harmonisa). Inverter satu fasa, tiga fasa sampai dengan multifasa dan ada juga yang namanya inverter multilevel (kapasitor split, diode clamped dan susunan kaskade). Gambar 6. Inveter Sumber : www.slideshare.net/misdhinyds/pengertian-dasar-inverter BAB 3. METODE PELAKSANAAN 3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Program ini dilaksanakan dalam waktu 4 bulan. Pembuatan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai Penghemat Energi Listrik dilaksanakan di Lapangan Simpang Lima Semarang. 3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang diperlukan GBK “Gubuk Beraliran Listrik” sebagai Penghemat Energi Listrik adalah sebagai berikut : Bahan yang di gunakan yaitu : 1. 3 buah Papan Panel Surya 2. 1 buah Solar Charge Controller 3. 1 buah Aki 6 4. Arduino 5. Kabel 6. Stopkontak 7. Lampu 8. Resistor 9. Sensor cahaya 10. Circuit Board 11. Wifi 12. Inveter Untuk membuat gubuk menggunakan : 1. 20 batang ambu Bambu digunakan untuk alas dan tiang penyangga untuk panel surya 2. Paku 3. Amplas 4. Cat 5. Timah 1. 2. 3. 4. Sedangkan untuk alat yang digunakan yaitu : Palu Gergaji Pisau/ pinset Solder 3.3 Perancangan Semua alat dan bahan disiapkan dan dibuat gambaran. Berikut merupakan rinciannya: 3.3.1 Membuat gubuk dari bambu 1. Mendesain bangunan gubuk 2. Mengremplas bambu 3. Memotong bambu sesuai ukuran 4. Memlitur bambu dan mengecat bambu 3.3.2 Memasang atau merangkai panel surya Panel surya ini untuk menyerap cahaya matahari menjadi energi listrik dan dihubungkan ke stopkontak dan lampu sekitar gubuk sebagai penerangan bila malam tiba. 7 Gambar 7. Skema Rangkaian Alat Gambar 8.Desain Prototipe 3.4 Membuat Program Membuat program yang ditanamkan dalam lampu penerangan jalan yang akan digunakan untuk penerangan disekitar gubuk, lampu akan menyala dan mati secara otomatis. 8 Gambar 9. Rangkaian Lampu Otomatis Program arduino dihubungkan sensor cahaya LDR serta sumber listrik pada lampu adalah energi Panel Surya. Rangkaian lampu yang di hubungkan dengan Arduino UNO akan dipasang sekitar gubuk. 3.5 Pengujian Semua alat dan bahan yang telah dirangkai, hasilnya GBK “Gubuk Beraliran Listrik” dapat menjadi program multi fasilitas umum serta menjadi salah satu alat alterntif dalam menghemat listrik. GBK juga dapat dipasang di dalam perkampungan yang belum terisolisir oleh listrik, sehingga masyarakan dapat merasakan manfaatnya. BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 4.1 Anggran Biaya Rekapitilika anggaran biaya : No 1 2 3 4 Jenis Pengeluaran Peralatan Penunjang Bahan Habis Pakai Perjalanan Lain-lain Jumlah Rp Rp Rp Rp Jumlah 3.745.000,00 4.760.000,00 1.710.000,00 1.700.000,00 Rp 11.915.000,00 9 4.2 Jadwal Kegiatan Kegiatan dalam membuat GBK dilaksanakan selama 4 bulan. Berikut susunannya: NO Jenis Kegiatan 1 Persiapan alat dan bahan 2 Perancangan 3 Membuat sirkuit 4 Membuat program 5 Pengujian 1 2 Bulan 3 4 10 DAFTAR PUSTAKA Pengertian Panel surya. Akses di laman: https://id.wikipedia.org/wiki/Panel_surya pada tanggal 19 September 2015 pukul 19.20 WIB. Kadir, Abdul. 2012. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino.Yogyakarta: Andi Offset Artikel Arduino di laman: http://www.arduino.cc pada tanggal 20 September 2015 pukul 19.10 WIB. Arduino lampu otomatis dilaman: www.academia.edu/7356106/lampu_otomatis pada tanggal 20 September 2015 pukul 21.25 WIB. Wahyuningsih, Putri. 2013. Gubuk Gegana (Gerakan Green Amoniasi) Sebagai Solusi Kekurangan Hijauan Di Daerah Kebumen. PKM-GT : Universitas Negeri Semarang Pembuatan Gubuk bambu: www.kaskus.co.id pada tanggal 22 September 2015 pukul 19.25 WIB. Konsep panel surya dilaman : panelsuryaindonesia.com › Konsep pada tanggal 23 September 2015 pukul 19.40 WIB. Artikel panel surya dilaman: www.panelsurya.com/ pada tanggal 25 September 2015 pukul 20.05 WIB. Pemasokan listrik di Indonesia www.liputan6.com/tag/pasokan-listrik pada tanggal 26 september 2015 pukul 15.35 WIB. http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno diakses Elektronika 2012 di 01.09 https://www.google.co.id/search?q=tgs+2600&client=firefox diakses 2014 di 08.21 vi vii viii ix Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan 1. Peralatan Penunjang Material Justifikasi Kuantitas Pemakaian Harga Satuan Jumlah Solder Peralatan 1 buah 80.000 Tang Lancip Peralatan 1 buah 100.000 Gergaji Peralatan 1 buah 40.000 Rp 40.000,00 Palu Peralatan 1 buah 25.000 Rp 25.000,00 Arduino Peralatan 1 buah 500.000 Rp 500.000,00 Inveter 1000 W Peralatan 1 buah 1.500.000 Rp 1.500.000,00 Multimeter digital Peralatan 1 buah 500.000 Rp 500.000,00 Pemasangan Wifi Peralatan 1 buah 500.000 Rp 1.000.000,00 Rp 80.000,00 Rp 100.000,00 SUB TOTAL Rp 3.745.000,00 2. Bahan Habis Pakai Material Panel Surya Justifikasi Pemakaian Penyerap Sinar Resistor Tegangan Kuantitas Jumlah Rp 1000.000,00 Rp 1.000.000,00 10 buah Rp Rp Solar Charge Mengontrol arus Controller listrik ke baterai Jumper atau kabel Penghubung 1 buah Rp. 500.000,00 Rp. 500.000,00 3 rol Rp 50.000,00 Rp 150.000,00 Pembasmi Nyamuk Elektrik Circuit Board Penunjang kenyamanan Alas 1 buah Rp 200.000,00 Rp 200.000,00 1 buah Rp 100.000,00 Rp 100.000,00 Bambu 20 buah Rp 30.000,00 Rp 600.000,00 Aki 100 Ah Pembuatan gubuk Penyimpan listrik Rp 1. 850.000,00 Rp 1.850.000,00 Cat Mengecat 2 kaleng Rp 50.000,00 Rp 100.000,00 Paku Penyatu 1 pak Rp 30.000,00 Rp 30.000,00 Amplas Menghaluskan 2 meter Rp 10.000,00 Rp 20.000,00 1 kali Rp 200.000,00 Rp 200.000,00 Finishing 2 buah Harga Satuan 1 buah 1.000,00 10.000,00 SUB TOTAL Rp 4.760.000,00 x 3. Perjalanan Material Justifikasi Pemakaian Kuan titas Semarang-Surabaya Membeli barang elektronik 3 dan peralatan penunjang lainnya Semarang – Bandung Membeli barang elektronik dan 3 peralatan penunjang lainnya (Simpang Lima) Pembuatan Alat dan 3 Semarang pengujian alat Harga Satuan Jumlah Rp 200.000,00 Rp 600.000,00 Rp 400.000,00 Rp 1.200.000,00 Rp 70.000,00 Rp 210.000,00 SUB TOTAL Rp 1.710.000,00 4. Lain-lain (Administrasi berupa alat bantu dan tulis) Material Sewa Komputer Kertas Kuarto A4 80 gram Sewa printer Tinta printer Sewa Kamera digital Penggandaan dan jilid laporan Justifikasi Kuantitas Harga Satuan Pemakaian Pembuatan 2 bulan Rp 300.000 Program Pembuatan 2 rim Rp 50.000 laporan Pencetakan 1 bulan Rp 100.000 Mencetak 4 pack Rp 50.000 Dokumentasi 3 bulan Rp 150.000 Laporan 5 kali Rp 50.000 SUB TOTAL Jumlah Rp 600.000,00 Rp 100.000,00 Rp. 100.000,00 Rp 200.000,00 Rp 450.000,00 Rp 250.000,00 Rp 1.700.000,00 Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas NO Nama / NIM Program Bidang Alokasi Uraian Tugas Studi Ilmu Waktu 1 2 3. Eko Ahmad Ababil / 4611414027 Teknik Komputer Informatika Aditya Permadi Pend. W/5301414048 Teknik Elektro 14 jam/ minggu Survei material Pembuatan proposal, perancangan, Membuat gubuk Kelistrikan 14 jam / minggu Survei material Pembuatan proposal dan Membuat Gubuk serta merangkai panel surya Membuat program dalam arduino, merangkai arduino dengan sensor dan lampu Vito Fabian H. Teknik Komputer / 4611414036 Informatika 14 jam / minggu xi xii Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Hendak Diterapkembangkan. Gambar 10. GBK “ Gubuk Bermuatan Listrik xiii