PDF (Naskah Publikasi) - Universitas Muhammadiyah Surakarta

DESAIN PENAMPIL RPM DAN TEGANGAN PADA
GENERATOR MAGNET PERMANEN SEPEDA STATIS
BERBASIS ATMEGA16
KARYA ILMIAH
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
AGUNG ARISTIYANTO
D 400 100 031
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
DESAIN PENAMPIL RPM DAN TEGANGAN PADA GENERATOR
MAGNET PERMANEN SEPEDA STATIS BERBASIS ATMEGA16
AGUNG ARISTIYANTO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
Email: [email protected]
ABSTRAKSI
Pada perkembangan teknologi yang pesat mendorong penggunaan energi
dalam jumlah besar. Hal ini mengakibatkan semakin menipisnya cadangan bahan
bakar fosil sebagai sumber energi utama. Banyak penelitian yang telah mencari
sumber energi alternatif, khususnya energi listrik. Banyak orang menunjuk energi
terbarukan sebagai antesis untuk bahan bakar fosil. Pada penelitian kali ini akan
menggunakan generator low speed yang akan di aplikasikan dengan sepeda
statis. Hal ini membuat orang bisa berolah raga dan sekaligus menghasilkan
energi listrik yang dihasilkan oleh generator magnet permanen pada sepeda
statis.
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang pembaca RPM dan tegangan
yang dihasilkan oleh generator magnet permanen kecepatan rendah pada sepeda
statis. Sehingga pada saat mengkayuh sepeda statis yang di hubungkan dengan
generator bisa melihat putaran RPM dan mengetahui tegangan yang dihasilkan
pada kayuhan sepeda statis. Pembaca RPM dan tegangan ini menggunakan
sensor infrared, sensor photodioda, dan sensor pembagi tegangan yang outpunya
akan diolah oleh minimum sistem Atmega16. Alat ini juga dilengkapi baterai yang
berguna untuk menyalakan alat ketika alat digunakan pada suatu tempat yang
belum ada listrik PLN.
Penelitian ini membuahkan hasil alat pembaca RPM dan tegangan yang dapat
membaca nilai RPM dan tegangan yang dihasilkan pada sepeda statis dengan
generator. Pembacaan nilai RPM ini diperoleh dari pembacaan sensor
photodioda yang dirangkai dengan sensor infrared, sedangkan pada tegangan ini
dibaca nilainya dari sensor pembagi tegangan. Alat ini memiliki kapasitas
maksimal tegangan yang dapat dibaca yaitu 20volt DC. Baterai 9V dapat
digunakan ketika listrik PLN sedang padam atau ketika tidak ada listrik PLN.
Hasil nilai dari alat ini dibadingkan dengan nilai dari alat multimeter dan
tachometer infrared, yang menghasilkan nilai perbandingan pada alat yang
dibuat untuk mengukur tegangan 13,04V, sedangkan pada multimeter menujukkan
nilai tegangan 12,80V dengan selisih perbadingan 1,87%, alat yang dibuat selalu
lebih tinggi nilainya. Pada pengukuran RPM alat yang dibuat menujukkan nilai
1249,25 RPM, sedangkan pada tachometer digital infrared 1262,64 RPM dengan
selisih perbandingan 1,10%, alat yang dibuat perhitungannya selalu lebih tinggi
dari alat yang ada.
Kata Kunci : Atmega16, Sensor Infrared, Sensor Photodioda, Sensor pembagi
tegangan
1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi yang pesat
mendorong penggunaan energi dalam
jumlah yang besar. Hal ini mengakibatkan
semakin menipisnya cadangan bahan bakar
fosil sebagai sumber energi utama. Banyak
sekali penelitian yang telah mencari
sumber energi alternatif, khususnya energi
listrik. Untuk itu diperlukan energi
alternatif sebagai penghasil energi listrik
yang terbarukan seperti sinar matahari,
tenaga air dan angin. Sumber energi
terbarukan adalah sumber energi ramah
lingkungan yang tidak mencemari
lingkungan dan tidak memberikan
kontribusi terhadap perubahan iklim dan
pemanasan global seperti pada sumbersumber tradisional lain. Inilah alasan
utama dimana energi terbarukan sangat
terkait dengan masalah lingkungan dan
kehidupan banyak orang.
Banyak orang menunjuk energi
terbarukan sebagai antesis untuk bahan
bakar fosil. Pemanfaatan tenaga air dan
angin ini salah satu yang sedang popular
dilakukan. Banyak sekali orang membuat
kincir angin dan kincir air untuk di rubah
menjadi energi listrik. Kedua jenis kincir
ini pasti membutuhkan generator untuk
merubah energi mekanis menjadi energi
listrik yang disebut generator. Generator
yang tersedia biasanya berjenis high speed
induction generator, generator jenis ini
membutuhkan
putaran
tinggi
dan
membutuhkan energi listrik awal untuk
membuat medan magnetnya. Sedangkan
pada penggunaan kincir angin di butuhkan
generator yang berjenis low speed dan
tanpa energi listrik awal, karena biasanya
di tempatkan di daerah-daerah yang tidak
memiliki aliran listrik.
Pada penelitian kali ini akan
menggunakan generator low speed yang
akan di aplikasikan dengan sepeda statis.
2. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan
adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Studi Literatur adalah penulis
mencari kajian atas referensi –
referensi yang ada, baik berupa buku,
karya – karya ilmiah dan internet.
2. Metode Eksperimen
Metode
Eksperimen
adalah
merancang dan merakit alat penampil
RPM dan tegangan pada generator
magnet permanen sepeda statis.
3. Metode Sampling
Metode Sampling adalah menguji
alat yang sudah dibuat yang sudah jadi
dan mengambil data.
Alat dan Bahan yang dibutuhkan untuk
membuat alat ini adalah :
1. Alat.
a. Komputer/laptop.
b. Solder.
c. Silet Cutter.
d. Bor Tangan.
e. Tang Potong.
f. Amplas.
g. Software Codevision AVR.
h. Software Diptrace v2.3.1.
i. Software Proteus v7.5SP3.
j. Tachometer Infrared.
k. Multimeter.
l. Peralatan ukur elektronika.
m. Downloader.
n. Printer laserjet.
2. Bahan.
a. Mikrokontroler Atmega16.
b. Minimum sistem.
c. LCD 2x16.
d. Sensor Tegangan.
e. Sensor Infrared.
f. Sensor Photodioda.
g. Power Supply 5 Volt.
h. PCB.
i. Feriklorida.
j. Tenol.
k. Soket.
l. Kabel.
m. Kertas Transfer.
n. Baterai 9 Volt.
o. Keping CD.
Diagram Alir Penelitian
Proses penelitian dan perancangan
dilakukan dengan berbagai tahap dan
proses sehingga mendapatkan data dan
informasi lengkap.
Mulai
Inisialisasi
Selesai
Gambar 2. Diagram alir inialisasi.
Gambar 1. Flowchart penelitian.
Gambar 3. Diagram alur program
keseluruhan.
Perancangan alat penampil RPM dan
tegangan pada generator magnet permanen
sepeda statis.
Gambar 4. Diagram rangkaian.
Perancangan hardware :
1. Minimum system.
3. Rangkaian sensor pembagi tegangan.
Gambar 7. Skema pembagi tegangan.
4. Rangkaian sensor pembaca RPM yang
terdiri dari sensor infrared dan sensor
photodioda.
Gambar 8. Skema pembaca RPM.
5. Baterai 9volt dan Switch.
Gambar 5. Skema minimum system.
2. LCD 16x2.
Gambar 9. Skema baterai 9V dan
switch.
Gambar 6. Skema LCD 16x2.
6. push button.
Gambar 10. Skema rangkaian reset.
Perancangan software :
1. Software proteus v7.5SP3.
2. Software codevision AVR.
3. Software diptrace v2.3.1.
3. HASIL
PENGUJIAN
DAN
PEMBAHASAN
Pada penelitian Tugas Akhir ini
membuat perbandingan antara alat ukur
penampil RPM dan tegangan dengan
multimeter digital
dan tachometer
digital.tachometer menggunakan laser
sedangkan alat yang dibuat menggunakan
infrared dan photodioda.
Gambar 11. Bentuk box dari bagian
samping.
Gambar 12. Sensor Photodioda dan
Sensor infrared.
Gambar 13. Baterai 9 Volt.
Gambar 10. Bentuk box dari depan.
Gambar 14. Sakelar baterai atau catu
daya.
Gambar 15. Push button untuk reset.
Gambar 19. Tampilan RPM dan
Tegangan.
Hasil Ujicoba yang telah didapat pada
penelitian alat adalah sebagai berikut :
1. Pengujian Tegangan.
Gambar 16. Tampilan awal.
Gambar 20. Pengujian Tegangan.
Tabel 1. Hasil Pengujian Tegangan.
Gambar 17. Tampilan Tegangan.
Gambar 18. Tampilan RPM.
Perbandingan data yang didapatkan
menunjukkan bahwa hasil dari alat yang
dibuat masih kurang presisi dari alat yang
sudah di lapangan.
Tabel 3.
Hasil Pegujian RPM dan
Tegangan.
2. Pengujian RPM.
Setiap nilai RPM naik maka nilai
tegangan juga naik pula. Grafik kenaikan
dapat dilihat pada gambar 23.
Gambar 21. Pengujian RPM.
Tabel 2. Hasil Pengujian RPM
Gambar 23. Grafik Hasil Pengujian RPM
dan Tegangan.
Perbandingan data yang didapatkan
menunjukkan hasil pembacaan sensor
diatas alat ukur.
Nilai yang telah didapat pada RPM
tertentu akan menunjukkan Tegangan yang
dihasilkan oleh generator.
3. Pengujian RPM dan Tegangan.
Gambar 22. Pengujian RPM dan
Tegangan.
4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian Tugas Akhir
pembuatan desain penampil RPM dan
egangan pada generator magnet permanen
sepeda statis berbasis Atmega16, penulis
dapat mengambil kesimpulan sebagai
berikut :
1. Penggunaan penampil RPM dan
tegangan pada sepeda statis yang
di tambahkan dengan generator
magnet permanen kecepatan
rendah ini lebih menarik,
sehingga pengguna sepeda statis
2.
3.
dapat mengerti berapa putaran
RPM dan besar tegangan yang
dihasilkan
saat
pengguna
mengayuh sepeda statis.
Menurut hasil uji coba alat yang
dibuat dengan alat multimeter dan
tachometer infrared ternyata
hasilnya tidak jauh berbeda .
Alat ini bisa digunakan ditempat
yang belum ada listrik PLN
dengan menggunakan baterai 9V.
DAFTAR PUSTAKA
.
Anonim. 2010. RPM Motor DC :
Menghitung Kecepatan dalam
RPM,
http://toopayz.blogspot.com//2010/10/rpmmotor-dc-menghitung-kecepatandalam.html?m=1/, 20 September
2010, 00:19WIB.
Bejo, Agus. 2008. C & AVR Rahasia
Kemudahan Bahasa C dalam
Mikrokontroler ATmega 8535.
Yogyakarta : Graha Ilmu.
Febri, Acuk . 2012. Membuat Generator
Magnet Permanen Kecepatan
Rendah. Surakarta: Tugas Akhir.
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta.
Muhammad. 2014. Desain Sepeda Statis
Generator Magnet Permanen.
Surakarta:
Tugas
Akhir,
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta.
Munkhanif, Muhammad. 2013. Rangkaian
Resistor
Pembagi
Tegangan,
http://kanipfismandor.blogspot.com/2013/02/ra
ngkaian-resistor-pembagitegangan.html?m=1/, 26 Februari
2013, 04.59 WIB.
Rahman, Arief. 2013. Desain Generator
Magnet Permanen Untuk Sepeda
Listrik. Surakarta: Tugas Akhir,
Universitas
Muhammadiyah
Surakarta.
Sumardi. 2013. Mikrokontroler Belajar
AVR Mulai Dari Nol. Yogyakarta :
Graha Ilmu.