AGUNG ARISTIYANTO D

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.