pengaruh variasi duty cycle pada pulse width

Tugas Akhir - TM091476
PENGARUH VARIASI DUTY CYCLE PADA
PULSE WIDTH MODULATION TERHADAP
PERFORMA GENERATOR GAS HHO TIPE
BASAH (WET CELL) 9 PLAT SS 316L
10x10 mm.
“Ratih Novie Arini (2109100003)”
Dosen Pembimbing :
Prof. Dr. Ir. H. D. Sungkono, M.Eng.Sc
LATAR BELAKANG
Emisi Gas Buang
Meningkat
Kebutuhan Transportasi
Meningkat
Konsumsi Bahan Bakar
Tinggi
Bahan Bakar Fosil
Menipis
Generator
gas HHO
Wet Cell +
PWM
PERUMUSAN MASALAH
1. Pengaruh Duty Cycle (35%, 45%,
55%)  Peforma Generator gas HHO
Temperatur Generator
Daya Generator
Laju Produksi
Efisiensi Generator
2. Perbandingan Performa dengan
Generator tanpa Duty Cycle
BATASAN MASALAH
• Percobaan ini dilakukan di Laboratorium
Teknik Pembakaran dan Bahan Bakar
Teknik Mesin ITS.
• Elektroda : SS 316 L. Jumlah 9 lembar plat
berdimensi 10x10cm. Tebal 1mm
• Duty cycle yang digunakan dalam
pengujian adalah 35%, 45% dan 55%
dengan frekuensi konstan.
BATASAN MASALAH
• Elektrolite KOH 1 gram/liter
aquades.
• Pengujian dilakukan 60 menit,
kecuali Tanpa PWM
• Temperature dan kelembapan udara
setempat konstan.
TUJUAN
• Mengetahui variasi duty cycle 35%,
45%, 55% terhadap performa
generator HHO.
• Mengetahui Komparasi Generator
ber PWM dan tanpa PWM.
MANFAAT PENELITIAN
Pengembangan Penelitian Iptek
Informasi untuk usaha
penghematan BBM dengan HHO
generator
GAS HHO
Merupakan gas hasil
elektrolisa air
murni+katalis (KOH)
yang dapat membantu
pembakaran/suplemen
pembakaran
ELEKTROLISA AIR
Reaksi kesetimbangan asam:
Reaksi kesetimbangan basa:
Reaksi keseluruhan:
GENERATOR HHO
• Ada 2 Jenis :
Dry Cell
Wet Cell
GENERATOR HHO
Tabung generator terbuat dari AKRILIK
Elektroda plat terbuat dari SS 316 L, 9
lembar, Dimensi 10x10mm, tebal 1mm.
PULSE WIDTH MODULATION
Digunakan sebagai pengatur sinyal
duty cycle.
Arus dan tegangan
Temperatur Berkurang
Proses Pembuatan Rangkaian
PWM
PENELITIAN TERDAHULU
Ary Putra Septiawan (2011)
PENELITIAN TERDAHULU
Erri
Gunawan
(2012)
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan Metode
secara “Eksperimental” dengan
frekuensi konstan dan dengan
menggunakan variasi Duty Cycle :
35%
45%
55%
Start
Pengaruh Variasi Duty Cycle
terhadap Performa Generator HHO
Tipe Basah
Study Literatur :
- Tugas Akhir
- Paper
- Internet
- Text Book
DIAGRAM ALIR PENGUJIAN
Persiapan Pembuatan Generator
HHO tipe Basah
A
Mendesain Generator Tipe Wet
dengan Konfigurasi tebal Plat 1
mm, dengan ukuran 100mm x
100mm dan disusun sebanyak 9
Plat
Temperatur = 93°C
Temperatur < 40°C
Mendesain PWM
Uji Coba
Kemampuan PWM
tanpa Beban
Pengujian Generator
Gas HHO tanpa
menggunakan PWM
(Direct)
Pengujian Generator
Gas HHO menggunakan
PWM dengan Variasi
Duty Cycle 35%, 45%,
55%
Waktu pengujian
t = 0 menit
Waktu pengujian t =
60 menit/duty cycle
Data Pengujian :
- Waktu Pengisian tabung gas HHO
(500ml)
- Arus Listrik yang digunakan
-Tegangan Listrik yang digunakan
-Temperatur
-Volume Elektrolit
A
Didapatkan Data :
Grafik Arus = f(waktu)
Grafik Temperatur = f(waktu)
Grafik Laju Produksi Gas HHO = f(waktu)
Daya Generator = f(waktu)
Efisiensi Generator = f(waktu)
Analisa data dari
Grafik yang
didapatkan
End
SKEMA PENGUJIAN
GENERATOR HHO
Dengan PWM
SKEMA PENGUJIAN
GENERATOR HHO
Tanpa PWM
Data yang diambil
Arus (Ampere)
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Waktu
Uji
(menit)
Duty
Cycle
(%)
Arus
Awal
Arus Akhir
Arus
Rata-Rata
Temperatur (°C)
Tegan
gan
(V)
Temp.
Awal
Temp.
Akhir
Temp.
Rata-rata
Waktu
Produksi
(500 cc per
detik)
Visualisasi Proses
Elektrolisa Pengujian
35%
45%
55%
Direct
Larutan setelah Pengujian
55%
45%
35%
Direct
GAS IDEAL (STP)
• H2O(l)  H2(g) + ½ O2(g)
Δhf = + 285,84 x 103 Joule/mol
Nilai mol didapat dari perumusan gas STP :
ṅ = PxV/RxT
ṅ = Molaritas (mol/sec)
P = Tekanan gas ideal = 1 kPa
Vdot = Volume terukur (liter/sec)
R = Konstanta gas Universal = 8.31 L.kPa/mol.K
T = Temperature gas ideal = 298 K
PERFORMA GENERATOR HHO
Daya Generator HHO :
P = VxI/n
dimana:
P = Daya generator HHO (Watt)
V = Beda potensial/voltase (Volt)
I = Arus listrik (Ampere)
PERFORMA GENERATOR HHO
Laju Produksi (flowrate) Gas HHO :
m
HHO
= Q× ρ
m = Laju Produksi Gas HHO (Flowrate) (Kg/s)
Q = Debit Produksi gas HHO (m3/s)
ρ = Massa Jenis HHO (Kg/m3)
Q = V/t
Dimana : V
t
ρ
= Volume gas Terukur (m3)
= waktu produksi gas HHO
= massa jenis HHO (kg/m3)
PERFORMA GENERATOR HHO
Efisiensi Generator HHO (ηHHO), [%] :
ɳGen = Δhf x n/P
Dimana :
ɳgen
= Effisiensi Generator [%]
Δhf
= Entalphy [KJ/mol]
P
= Daya generator HHO [Watt]
ṅ
= Mol [mol/sec]
GRAFIK WET CELL GENERATOR
KESIMPULAN
•
Grafik arus menunjukan tren yang stabil pada semua
generator dengan duty cycle pada PWM yaitu berkisar
antara 12 A – 14 A pada duty cycle 35% dan 15 A – 16 A
pada duty cycle 45% - 55%, tetapi tren grafik naik drastis
pada generator tanpa PWM berkisar antara 50 A – 87,5 A.
•
Grafik temperatur menunjukan tren naik seiring
bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator.
Akan tetapi kenaikan temperatur pada Generator tanpa
PWM adalah yang terbesar ini dikarenakan pertambahan
arus yang besar setiap menitnya. Sedangkan kenaikan
temperatur pada generator dengan duty cycle pada PWM
tidak terlalu drastic, berkisar antara 27oC – 38oC (Kurang
dari 40oC)
•
Grafik daya Generator menunjukan tren yang menurun
untuk semua Generator. Konsumsi daya Generator tanpa
PWM, konsumsi daya sebesar 1344016 – 967850.5 J/mol.
Generator dengan duty cycle 35% memiliki nilai sebesar
2323062.327 - 1636536.458 J/mol, duty cycle 45% dengan
nilai sebesar 2055084.151 - 1665430.624 J/mol dan
konsumsi daya terbaik pada duty cycle 55% dengan nilai
sebesar 1671887.355 - 1343954.679 J/mol.
•
Grafik laju produksi gas HHO menunjukan tren naik seiring
bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator.
Laju produksi gas HHO terbesar Generator dengan PWM
ada pada duty cycle 55% sebesar 1,745x10-6 dan laju
produksi gas HHO terkecil ada pada Generator dengan duty
cycle 35% sebesar 1,2357x10-6.
•
Grafik effisiensi menunjukan tren naik seiring
bertambahnya waktu pengujian untuk semua Generator.
Pada generator gas HHO menggunakan PWM dengan
duty cycle efisiensi paling tinggi adalah duty cycle 55%
yaitu sekitar 17%-21%, sedangkan duty cycle 45%
efisiensinya 13.9%-17% dan duty cycle 35% efisiensinya
12%-17%. Sedangkan pada pengujian generator tanpa
PWM memiliki efisiensi tinggi yaitu 21%-29.5%.
TERIMA KASIH 