sepeda statis chapter4

4. ANALISA DATA

4.1.

Perhitungan besar tegangan yang dihasilkan dari putaran dinamo Pada perancangan mekanik diambil perbandingan puli-puli dinamo yang

memiliki nilai sebesar 1:3,5 dan generator yang dipakai adalah alternator mobil dengan tegangan 12 volt (1500 rpm) sehingga: Keliling roda sepeda = 2 . 3,14 .14 = 87,92 cm = 0,8792 meter Kecepatan yang diambil adalah 20 km/jam 30 km/jam , maka : Untuk, kecepatan 20 km/jm 333,3333 m/menit Jadi = 333,3333 / 0,8792 = 379,132 rpm = 380 rpm Untuk, kecepatan 30 km/jm 500 m/menit Jadi = 500 / 0,8792 = 568,69 rpm = 570 rpm Untuk kecepatan 20 km/jm dan putaran roda sebesar 380 rpm dihasilkan : = 380 x perbandingan puli = 380 x 3,5 = 1330 rpm Dari data tersebut dengan rumus kecepatan, flux medan dan tegangan bisa didapatkan gaya elektromagnetik sebesar : E=kn Vf tetap tetap, maka Ea n , sehingga bisa didapatkan persamaannya E = putaran yang dihasilkan / rpm dinamo yang dipakai x tegangan dinamo = n1330 / n1500 x Ed1500 = 1330 / 1500 x 12 volt = 10,64 Volt

40Universitas Kristen Petra

41

Jadi dengan kecepatan putaran sebesar 1330 rpm dihasilkan tegangan sebesar 10,64 Volt. Untuk kecepatan 30 km/jm dan putaran roda sebesar 570 rpm dihasilkan: = 570 x perbandingan puli = 570 x 3,5 = 1995 rpm Dari data tersebut dengan rumus kecepatan, flux medan dan tegangan bisa didapatkan gaya elektromagnetik sebesar : E=kn Vf tetap tetap, maka Ea n , jadi E = putaran yang dihasilkan / rpm dinamo yang dipakai x tegangan dinamo = n1995 / n1500 x E1500 = 1995 / 1500 x 12 = 15,96 Volt Jadi dengan kecepatan putaran sebesar 1995 rpm dihasilkan tegangan sebesar 15,96 Volt.

4.2.

Analisa Pengukuran Arus, Tegangan, dan Daya Baik percobaan pengukuran arus maupun tegangan yang dihasilkan oleh

putaran dinamo dilakukan pada kondisi tidak berbeban. Aki dihubungkan pada dinamo kemudian dengan voltmeter dan tang ampere dilihat besar tegangan dan arus yang dihasilkan pada saat sepeda dikayuh dengan kecepatan tertentu. Pada aki sebelum dilakukan percobaan diketahui dalam kondisi 50% dimana : Iawal = 1,7 Ampere Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya elektromagnetik: E = K..N Torque: T = K..Ia Vawal = 10,2 Volt

Universitas Kristen Petra

42

Pada keadaan normal besar K adalah konstan, maka: =E KN

T = K.

E .Ir KN

T=

E .Ir T. N = E . Ir N

Terlihat bahwa putaran berbanding lurus dengan tegangan dan arus. Dimana semakin tinggi putaran dinamo, maka tegangan dan arus juga semakin besar. Pada percobaan pengukuran arus ditentukan terlebih dahulu besar putaran yang akan diamati. Saat sepeda mulai dikayuh dan berada pada level putaran yang diinginkan, lakukan pengukuran arus pada aki dengan menggunakan tang ampere. Untuk percobaan pengukuran tegangan tidak berbeda dengan pada saat melakukan pengukuran arus. Ditentukan terlebih dahulu besar putaran yang akan diamati. Saat sepeda mulai dikayuh dan berada pada level putaran yang diinginkan, lakukan pengukuran tegangan pada aki dengan menggunakan voltmeter. Untuk hasil pengukuran arus dan tegangan dapat dilihat pada grafik di bawah ini :

13,1 12,5 10,6 10,8 11,4 8,6 1,2 700 2,1 800 3,6 900 5,5 Tegangan (volt) Arus (A)

1000

1150

Putaran (RPM)

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Putaran, Tegangan, dan Arus Dari hasil perkalian tegangan dan arus pada tabel di atas maka didapatkan besar daya yang bisa dilihat dari grafik di bawah ini :


43

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Daya Dan Putaran

4.3.

Analisa Sistem Perancangan Desain Untuk Mendapatkan Putaran 1500 rpm.

Dari hasil uji coba yang dilakukan ternyata sangat sulit untuk mendapatkan putaran 1500 rpm. Hal ini berarti ada kesalahan dalam perencanaan desain awal. Kesalahan tersebut disebabkan karena sepeda dalam proyek ini memakai roda yang hanya berjari-jari 14 cm, sehingga untuk mendapatkan kecepatan 20 km/jm - 30 km/jm menurut desain awal yang dibuat sangatlah susah. Dengan adanya penyebab tersebut maka perbandingan puli-puli yang dipakai pada desain awal perlu diadakan perubahan. Dari data hasil uji coba yang telah dilakukan selama 15 menit ( Tabel 4.1. ) dapat dihitung putaran rata-rata yang dihasilkan adalah: = 523 + 701 + 653 + 407 + 747 + 621 + 432 + 361 + 452 + 678 + 564 + 913 + 756 + 534 + 106315

= 9405 / 15 = 627 rpm


44

Perbandingan puli yang baru menjadi : = putaran nominal / putaran yang terukur x perbandingan puli lama = (1500 / 627) x 3,5 = 2,392 x 3,5 = 8,37 8,4 Perbandingan puli-puli yang baru adalah 1 : 8,4 Dengan perbandingan puli tersebut maka akan didapatkan putaran 1500 rpm pada kecepatan : = Putaran nominal / perbandingan puli baru = 1500 / 8,4 = 178,5 rpm Keliling roda yang dipakai sebesar 0,8792 meter ( bab 3.3 ), maka diperoleh kecepatan adalah 178,5 x 0,8792 = 156,93 m/min atau 9,41 km/jm. Artinya dengan kecepatan 9,41 km/jm dan perbandingan puli yang baru akan dihasilkan putaran 1500 rpm.


45

4.4.

Menghitung Energi Yang Bisa Dihasilkan Dari Bersepeda Tabel 4.1. Pengukuran Terhadap Seseorang Yang Bersepeda Selama 15 Menit

Menit ke Putaran (Rpm) Kec. (Km/jm) Arus (A)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

523 7.8 1.4

701 10.55 1.2

653 9.8 2.3

407 6.1 1.8

747 11,2 3.2

621 9.3 2.1

432 ` 6.5 1.9

361 5.4 1.3

452 6.8 1.6

678 10.2 3.2

564 8.4 1.6

913 13.7 5.27

756 11.3 4.5

534 8.04 2.6

1063 16.02 6.3

Tegangan (Volt)

10.1

10.2

10.2

10.2

10.3

10.4

10.2

10.1

10.1

10.3

10.2

10.7

10.5

10.2

12.3

Daya (Watt)

14.14

12.24

23.46

18.36

32.96

21.84

19.38

13.13

16.16

32.96

16.32

56.389

47.25

26.52

77.49

Kecepatan rata-rata

=

7,8 + 10,55 + 9,8 + 6,1 + 11,2 + 9,3 + 6,5 + 5,4 + 6,8 + 10,2 + 8,4 + 13,7 + 11,3 + 8,04 + 16,02 15 141 = 9,4 km / jam 15

=


46

Tegangan rata-rata : =

10,1 10,2+10,2+10,2+10,3+10,4+10,2+10,1 10,1 10,3+10,2+10,7+10,5+10,2+10,3 + + + 15 = 154 / 15= 10,26 Volt Arus rata-rata = 1,4+1,2+2,3+1,8+3,2+2,1+1,9+1,3+1,6+3,2+1,6+5,27+4,5+2,6+6,3 15 = 40,27 15 = 2,68 A Energi listrik dinyatakan dalam Watt-hour (Wh) Watt hour = Amp x Volt x (FD x Eff.) x Jam Pakai = 2,68 x 10,26 x (1 x 1) x 0,25 = 6,8742 Wh Dimana : FD = Faktor daya ( FD yang sempurna mendekati 1) Eff = Efisiensi ( Eff yang sempurna mendekati 1 / 100 % )

4.5.

Perhitungan Energi Yang Dapat Dihasilkan Selama Seminggu di Celebrity Fitness Tunjungan Plaza Surabaya Dengan Menggunakan Hasil Uji Coba Selama 15 menit Diatas. Data diambil dari tabel 3.1 pada bab III. Jika setiap kelas mampu menampung

sebanyak 45 orang. Kemudian diadakan pendekatan, bisa didapatkan besar energi rata-rata yang dihasilkan tiap minggunya adalah sebagai berikut :


47

Untuk, Hari senin - jumat tiap hari nya ada 3 kelas dan setiap kelas berlangsung selama 50 menit, jika dikalikan maka tiap harinya ada sekitar 150 menit. Energi yang dihasilkan selama 150 menit : = 150 menit / 15 menit x Energi yang dihasilkan pada uji coba 15 menit : = 150 / 15 x 6,8742 = 68,742 Wh Energi yang dihasilkan 35 sepeda dalam sehari : = 68,742 x 35 sepeda = 2405,97 Wh = 2,40597 kWh` Energi yang dihasilkan total dari hari senin jumat = 2,40597 kWh x 5 = 12,0295 kWh Hari sabtu - minggu tiap hari nya ada 2 kelas dan setiap kelas berlangsung

selama 50 menit, jika dikalikan maka tiap harinya sekitar 100 menit Energi yang dihasilkan selama 100 menit : = 100 menit / 15 menit x Energi yang dihasilkan pada uji coba 15 menit : = 100 / 15 x 6,8742 = 6,67 x 6,8742 = 45,85 Wh Energi yang dihasilkan 35 sepeda dalam sehari : = 45,84 x 35 sepeda = 1604 Wh = 1,604 kWh Energi yang dihasilkan total dari hari sabtu minggu = 1,604 Wh x 2 = 3,208 kWh


48

Jadi, total energi yang dihasilkan dalam 1 minggu adalah : = 12,0295 kWh + 3,208 kWh = 15,2375 kWh

4.6.

Konsep Rangkaian Pada Sebuah Fitness Centre

Putaran sepeda

1) 2) 45)Putaran sepeda

ACCU 1

LOADRegulator

ACCU

LOAD ACCU

Gambar 4.3. Gambar Konsep Rangkaian Pada Suatu Fitness Centre Tiap sepeda dipasang alternator dan aki. Pada load regulator terdapat rangkaian elektronika yang mana nantinya berfungsi menyamakan tegangan yang masuk dari masing-masing sepeda. Setelah tegangan besar seimbang atau sama, tegangan akan keluar dan kemudian masuk ke dalam LOAD atau beban.


sepeda statis chapter4

Documents