rancang bangun pemanfaatan generator bicycle from itera

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Original Article

e- ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/

Received 00th January 20xx Accepted 00th Febuary 20xx Published 00th March 20xx

DOI: 10.35472/x0xx0000

Rancang Bangun Pemanfaatan Generator Bicycle From Itera (GEBYCITERA) Sebagai Media Charging Beban DC

M. Ikhfan Irawan a, Heriansyah b, Syamsyarief Baqaruzi c a Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknologi Produksi,Industri dan Informasi, Institut Teknologi Sumatera.

b Program Studi Teknik Elektro, Jurusan Teknologi Produksi,Industri dan Informasi, Institut Teknologi Sumatera.

c Program Studi Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung

* Corresponding E-mail: [email protected]

Abstract: GEBYCITERA is a device or component consisting of a bicycle equipped with a DC generator which is able to

convert the kinetic energy of a bicycle pedaling into electrical energy into a portable battery. The portable battery in GEBYCITERA can be used for mini power plants, especially for DC loads, one of which is a mobile phone battery charger that can be used anywhere and anytime, whether on a bicycle or not. Are the results of the tests that have been carried out 165 minutes for portable batteries fully charged, and poertable batteries will run out in hours to supply the primary load and finally the battery is able to charge a cellphone with a capacity of 3500 mAh in about7 hour with details of the capacity of a 1 bar portable battery capable of charging cellular mobile phones3500 mAh up to 42%.

Keywords: GEBYCITERA, portable battery, generator.

Abstrak: GEBYCITERA merupakan suatu alat atau komponen yang terdiri dari sepeda yang dilengkapi generator DC yang

mampu mengubah energi kinetik pada kayuhan sepeda menjadi energi listrik ke dalam baterai portable. Baterai portable berkapasitas 6600 mAh pada GEBYCITERA dapat dimanfaatkan pembangkit listrik mini khususnya ke beban DC, salah satunya sebagai pengisi daya baterai telephon seluler yang dapat digunakan dimana saja dan kapan saja baik ketika bersepada maupun tidak. Baterai portable ini memiliki fitur auto cutoff untuk mengatur supply ke beban sepeda (primer) maupun beban handphone, vape dan lain-lain (skunder) untuk tetap terjaga pasokan daya kesubsistem utama sepeda dan menjaga use cycle baterai tetap optimal. Pada hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh 165 menit untuk baterai portable terisi penuh, baterai portable mampu memenuhi kebutuhan daya pada MID dan yang terakhir baterai mampu mengisi daya handphone dengan kapasitas 3500 mAh dengan waktu kurang lebih 7 jam dengan rincian kapasitas bateai portable 1 bar mampu mengisi handphone seluler berkpasitas 3500 mAh hingga 42%.

Kata Kunci: GEBICITERA, baterai portable, generator.

Introduction / Pendahuluan Saat ini, hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi terutama sumber energi listrik. Salah satu cara untuk menghemat energi adalah dengan cara memanfaatkan energi alternatif atau terbarukan yang ramah lingkungan. Pengembangan sarana transportasi yang ramah lingkungan saat ini gencar dilakukan oleh perusahaan otomotif diseluruh dunia yang merupakan tindakan dari isu global warming. GEBYCITERA atau yang disebut generator bicycle from itera merupakan suatu alat atau komponen yang terdiri dari sepeda yang dilengkapi generator DC yang mampu mengubah energi kinetic pada kayuhan sepeda menjadi energy listrik ke dalam baterai portable. Baterai portabel

merupakan sebuah penyimpanan alternatif yang bisa digunakan untuk menghemat energi, sehingga media penyimpanan tersebut dapat digunakan sebagai supply listrik DC yang bisa digunakan kapanpun dan dimanapun, baik ketika bersepedah maupun kegiatan lainnya. Proses perancangan penyimpanan portabel diawali dengan merangkai baterai Li-ion, , kemudian menambahkan BMS, merancang fitur manajemen charge. Data yang diambil berupa data menggunakan generator GEBYCITERA , jarak tempuh proses charging, lama waktu baterai penyimpanan portabel habis dalam proses discharging, waktu discharging primer load dan second load yang di dalamnya terdapat variabel arus tegangan dan daya.

Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 1

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence. Any further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative

Open Access

https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/

mailto:[email protected]

https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Technology (JSAT).

FIRST AUTHOR LAST NAME et al., Journal of Science and Applicative Technology vol. x (xx), 20xx, pp. x- x

2 | Journal of Science and Applicative Technology, vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx

Title of Manuscript e-ISSN: 2581-0545

Original Article Journal of Science and Applicative Technology

Method / Metode

Adapun metode penelitian rancang bangun GEBICITERA

seperti ditujukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Metode penelitian rancang bangun

GEBICITERA Pada tahap awal, peneliti mengidentifikasi masalah kekurangan pasokan listrik di ITERA dan juga kurangnya trasportasi ramah lingkungan di lingkungan kampus ITERA. Kemudian peneliti merancang alat yang dapat membangkitkan listrik yang dapat memenuhi pasokan listrik di ITERA yang ramah lingkungan, dimana alat tersebut dapat menghasilkan daya yang akan di simpan di baterai portable. Kemudian pada sepeda tersebut terdapat fitur untuk memonitoring tegangan, kecepatan, dan suhu agar pengguna sepeda dapat mengetahui dan mengerti informasi terkait kecepatan, suhu, dan tegangan yang memiliki batas maksimum. Berdasarkan tujuan tersebut peneliti kemudian menentukan spesifikasi dari alat yang

dirancang. Pada tahap desain, peneliti menentukan

bentuk alat yang akan dibuat serta komponen-komponen

penyusunnya.

Hasil desain kemudian diimplementasikan dalam bentuk alat dan aplikasi hingga siap dilakukan pengujian. Pada tahap pengujian, peneliti akan menguji jarak tempuh proses charging, lama waktu baterai penyimpanan portabel habis dalam proses discharging, waktu discharging primer load dan second load yang di dalamnya terdapat variabel arus tegangan dan daya.

Perancangan dan Implementasi

Perancangan

Perancangan rancang bangun penyimpanan portable

pada GEBICITERA tidak lepas dari perancangan pembangkit

listrik pada sepeda,guna melakukan proses charging

mneuju baterai portable. Dalam perancangannya

penyimpanan portable terdiri dari dua bagian yaitu sisitem

charging dan system discharging yang saling berkoneksi.

Berikut ini adalah penjelasannya;

Perangkat Charging Baterai Portable

Perangkat sistem Charging Baterai Portable

berfungsi sebagaipembangkit listrik bertegangan

hingga 24 Volt DC yang dihasilkan melalui kayuhan

sepeda. Kemudian tegangan akan distabilkan pada

16,8 VDC menuju input BMS di penyimpanan

portable . kemudian BMS akan membagi rata ke

masing masing cell baterai pada penyimpanan

portable.

Mulai

Identifikasi Masalah

Perancangan Alat

Menentukan Spesifikasi Alat

Membuat Deseain Alat

Implementasi Alat

Pengujian Alat

Selesai




Gambar 2. Perancangan perangkat sistem charging.


Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Perangkat Discharging Baterai Portable

Perangkat discharging berfungsi sebagai

penyedia daya menuju primer load yaitu MID pada

sepeda GEBYCITERA dan daya menuju perangkat

sekunder seperti gadget (HP, Vape, dan lain-lain).

Dalam system discharging dilengkapi dnegan

mickrokontroler arduinouno yang berfungsi

sebagai fitur auto cut off yang me manajemen

pembagian supply terhadap kedua beban di atas,

yaitu dengan memutus supply ke beban skunder

seperti gadget pengguna pada kapasitas 25%

untuk menjaga tersedianya supply ke MID dan

mematikan supply menuju gadget pengguna ketika

tegangan 12 Volt yaitu batas minimal untuk

baterai terjaga use cycle . Berikut ini adalah blok

diagram dan flowchart system discharging

penyimpanan portable.

Gambar 3. Pemasangan perangkat system discharging

Gambar 4. Flowchart sistem pembangkit

Adapun komponen-komponen yang digunakan sebagai

berikut:

a. Generator Tokushu Denso 24 VDC

b. Baterai li-ion

c. Bms 4s

d. Buck Boost Converter

e. Relay

f. Arduino UNO

g. Jack DC

h. USB 2.O

i. Bar kapasitas baterai

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 3

http://lp3.itera.ac.id/

https://www.itera.ac.id/





Implementasi

Hasil implemetasi perangkat sistem portabel baterai

GEBICITERA seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Perangkat

ini dilapisi dengan box akrilik untuk mengamankan

komponen elektronik didalamnya yang di desain handable

dan portable yang memudahkan pengguna dalam

penggunaan alat .

Gambar 3. Implementasi baterai portabel

Hasil implementasi perangkat sistem penyimpanan

portabel seperti ditunjukkan pada Gambar 5, Perangkat ini terbuat dari akrilik dengan tebal 2 mm. kemudian kerangka penopang box ini terbuat dari besi. Pada perangkat sistem pembangkit ini dilengkapi dengan konverter tegangan DC 24 V ke 16,8 V sebagai penurun tegangan sebagai penyuplai baterai.

Gambar 4. Implementasi sistem pembangkit

Result And Discussion

Pengujian sistem penyimpanan portable GEBICITERA dilakukan dalam lingkup pengujian sebagai berikut. 1. Pengujian fungsi charging dari subsistem pembangkit

dapat berjalan dengan semestinya

2. Pengujian fungi discharging tentang distribusi output ke beban primer seperti MID dan beban sekunder seperti handphone dan lain-lain

3. Pengujian fitur auto cut off menuju beban untuk menjaga use cycle dari baterrai.




Original Article Journal of Science and Applicative Technology Pengujian Proses Charging

Hasil pengujian proses charging dengan rentan waktu 2

menit untuk mengetahui penambahan persentase baterai

penyimpanan portabel yang di tandai dengan

bertambahnya tegangan dari baterai penyimpanan

portabel. seperti ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Data hasil input dan output dari buck

boost converter Data diatas diambil masing-masing dalam rentan waktu 5 menit. Dari data tabel diatas untuk mengetahui penambahan persentase baterai

portable digunakan rumus; (

) yaitu (

) = 0,046 Volt.

Jadi 1% baterai portable bernilai 0,046 Volt. kemudian untuk

mengetahui kenaikan persentase baterai portable yaitu (

)

Jadi setelah dilakukan perhitungan dengan

rumus(

GEBICITERA paling

efektif digunakan pada RPM 208 sampai 255 yaitu dapat mengisi baterai dari kondisi 0% sampai 100% dalam waktu 164,5 menit.

Gambar 6. Grafik hasil pengujian tegangan generator berbanding tegangan input ke baterai portable ketika charging

Gambar 7. Grafik hasil pengujian RPM sepeda berbanding daya input ke

baterai ketika charging

Gambar 8. grafik pengujian kenaikan kapasitas baterai dengan rentan

waktu 5 menit pada rata-rata daya input tertentu

Pengujian Proses Discharging

Gambar 9. Data hasil pengukuran tegangan dan arus pada proses discharging

Kecepatan sepeda Arus

(RPM) VG Vin (V) Iin (A)

1 0 0 0 0 0 14,75 0%

2 52 3,69 14,76 0,183 2,7 14,77 0,43%

3 104 7,89 15,3 0,987 15,1 14,8 0,65%

4 156 11,43 15,44 1,29 19,9 14,86 1,30%

5 208 18,38 16,1 1,517 24,4 14,96 2,17%

6 255 18,9 16,1 1,716 27,6 15,1 3,04%

NOTegangan

Daya (watt) Kapasitas Baterai

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 2 3 4 5 6

Arus

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8

RPM

Daya (watt)

0%

1%

1%

2%

2%

3%

3%

4%

0 10 20 30

kenaikan %

Vout

1Handphone

3500mAh0 14,23 1,169 1,482 1,732

2 14,23 1,167 1,482 1,732

4 14,22 1,166 1,484 1,73

6 14,21 1,168 1,483 1,732

8 14,21 1,167 1,483 1,73

Rata–rata - - 1,167 1,483 1,731

2 Vape 0 14,2 0,239 4,723 1,123

2 14,2 0,237 4,698 1113

4 14,2 0,238 4,724 1124

6 14,19 0,239 4,722 1,128

8 14.19 0,239 4,723 1,13

Rata–rata - - 0,238 4,718 1,124

Waktu

(menit)

Tegangan baterai

portableIout PoutNo Jenis beban




Gambar 10. Hasil proses discharging handphone selama 3 jam

Dari data diatas didapat bahwa 1 bar atau sekitar 1,2

volt (25% dari kapasitas penyimpanan portable) mampu mengisi 42 % dari handphone berkapasitas 3500 mAh dalam waktu 3 jam.

Gambar 11. Grafik hasil discharging penyimpanan portable

menuju handphone selama 3 jam

Pengujian Auto Cut Off Penyimpanan Portable

Percobaan ke-

Vin (V) Keterangan

1 V >13,55 Relay 2 on dan relay 1 on

3 12 < V <13,55 Relay 2 off dan relay 1 on

4 V <= 12 Relay 2 off dan relay 1 off

Gambar 12. Data berupa pengujian respon relay

Gambar 13. Hasil pengukuran kebutuhan daya alat Pengukuran daya pada alat didapat saat aktif didapat tegangan sebesar 0,5153A dan tegangan 23,57 V. maka didapatkan perhitungan daya kebutuhan alat pada saat aktif sebesar 12,14 Watt.

NoWaktu

(menit)

Tegangan

penyimpana

n portable

(V)

kapasitas

penyimpanan

portable (bar)

Kapasitas

handphone

1 0 16,1 4 bar 0%

2 30 16,02 4 bar 7%

3 60 15,93 4 bar 14%

4 90 15,58 4 bar 20%

5 120 15,77 4 bar 28%

6 150 15,69 4 bar 25%

7 180 15,6 3 bar 42%

Arus (A) Tegangan (V) Daya (W)

Arduino uno 00.33 0,184027778 0.013

Sensor Tegangan - 0,184722222 -

DC-DC Converter 00.45 12 5.400

Relay 0.062 0,184722222 0,165972222

Total 0,5153 23.57 5.752

Nama AlatBeban Komponen


Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

Journal of Science and Applicative Technology Original Article

Conclusions / Kesimpulan Penyimpanan portable mampu melakukan proses

charging hingga full dengan daya input 25-27 watt

dari subsistem pembangkitan listrik dengan waktu

165 menit

Penyimpanan portable mampu melakukan proses

discharging dengan daya 1,73 watt menuju ke

hanphone dan mampu menyuplai MID dengan

baik

Auto cutoff dapat berfungsi dengan baik dalam

memanajemen supply menuju ke MID dan gadget

dengan nilai error sensor tegangan hingga 0,79%

yang justru baik untuk menjaga use cycle baterai

penyimpanan portable

References

1) Fajar Sodiq dan Tristiyono Bambang. Desain Sepeda Listrik Untuk Ibu Rumah Tangga Sebagai Sarana Transportasi Sehari-hari yang Dapat Diproduksi UKM Lokal. Jurnal Sains Dan Seni ITS Vol. 4, No.2, 2015

2) Nainggolan Benhur, dan Innaswara Fadhila “Rancang

Bangun Sepeda Listrik Menggunakan Panel Surya Sebagai

Pengisi Baterai”, Teknik Konversi Energi. Politeknik Negeri

Jakarta. VOL. 15 No.3 2016

Copyright © 2019 Journal of Science and Applicative Technology J. Sci. Appl. Tech. vol. xx (xx), 20xx, pp. xx-xx | 7

http://lp3.itera.ac.id/

https://www.itera.ac.id/

rancang bangun pemanfaatan generator bicycle from itera

Documents