HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK : PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK : PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK

Disusun Oleh : CATUR HARYADI I 8607031

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Pembimbing I

Pembimbing II

Muh Nizam, MT, P. hd

Ir. Agus Sujono, MT.

NIP.197202292000121001

NIP. 196906251997021001

commit to user ii


digilib.uns.ac.id

PENGESAHAN Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Ahli Madya.

Pada hari

:

Tanggal

:

Tim Penguji Proyek Akhir 1.

Ketua/Penguji I Muhammad Nizam, P. hd ( 19700720 199903 1 001 )

2.

(

)

(

)

(

)

(

)

Penguji II Ir. Agus Sujono, M.T. ( 19511001 198503 1 001 )

3.

Penguji III Bambang Kusharjanta, S.T.,M.T. ( 19691116 199702 1 001 )

4.

Penguji IV Zainal Arifin, S.T.,M.T. ( 19700911 200003 1 001 )

Mengetahui, Ketua Program D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS

Disahkan, Koordinator Proyek Akhir Fakultas Teknik UNS

Zainal Arifin, S.T., M.T. NIP. 19700911 200003 1 001

Jaka Sulistya Budi, S.T. NIP. 19671019 199903 1 001

commit to user iii


digilib.uns.ac.id

HALAMAN MOTTO •

Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin mencapai kesuksesan.

•

Jangan tunggu-tunggu kesempatan dalam kesempitan, tapi ciptakanlah kesempatan dan situasi yang menguntungkan.

•

Jangan takut menghadapi penderitaan, sebab makin dekat cita-cita yang kita hadapi, maka makin banyak penderitaan.

•

Kegelisahan, cemas dan bersusah hati sama jahatnya dengan penyakit kanker.

•

Berbagilah dengan sesama karena dengan berbagi dapat mengurangi masalah yang ada .

commit to user iv


digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN Laporan Proyek Akhir ini kami persembahkan kepada : 1. Kedua Orang tuaku, Bapak Citro Suwarno dan Ibu Sugiharti tercinta terima kasih atas semua dukungan, do’a materi dan segala bimbingannya. 2. Semua keluargaku yang tersayang terima kasih atas semua dukungan, do’a dan materi yang telah diberikan. 3. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta angkatan 2007 terima kasih atas semua bantuannya. 4. Teman-teman kelompok Proyek Akhir ( Rimba, Kun, Jatun ) terima kasih atas semua kerja sama dan bantuannya.. 5. Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan semangat untuk penulis. 6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Proyek Akhir ini. 7. Almamater Universitas Sebelas Maret Surakarta.

commit to user v


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Kun Yasmono, 2011, PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK

Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Teknologi kendaraan listrik batere dipercaya akan dengan cepat berkembang dan mendominasi sebagai pengganti era transportasi mesin bakar, ini dikarenakan teknologi kendaraan listrik baterai memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan teknologi alternatif lainnya. Pertama, penggunaan transportasi listrik akan memberikan efisiensi rata rata dua kali lipat lebih efisien daripada penggunaan transportasi berbasis mesin bakar. Kedua, sumber energi transportasi listrik jauh lebih flexible dibandingkan dengan teknologi mesin bakar. Ketiga, penggunaan transportasi listrik akan mengembalikan kualitas udara dalam kota karena kendaraan listrik tidak mengeluarkan gas sisa pembakaran. Proyek akhir ini bertujuan adalah merancang dan mengaplikasikan kontrol kecepatan motor listrik yang dapat bekerja dengan baik dan ekonomis. Metode dalam perancangan mesin ini adalah studi pustaka, pengamatan dan Pembuatan alat pengatur kecepatan motor mobil listrik. Dari perancangan yang dilakukan, dihasilkan suatu kontrol kecepatan motor mobil listrik, dengan spesifikasi sebagai berikut : ¾ Sumber tegangan yang digunakan 3 buah baterai 36V 100 Ah. ¾ Motor listrik yang digunakan memiliki daya 3 hp dan putaran 2300 rpm. ¾ Kontrol kecepatan yang digunakan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation).

¾ Total biaya untuk pembuatan 1 unit kontrol kecepatan adalah Rp 821.450,00.

commit to user vi


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan hidayah-Nya. Sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Tugas Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Allah SWT yang selalu memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya. 2. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya. 3. Bapak Zainal Arifin, S.T., M.T., selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Bapak Muhammad Nizam, P. hd., selaku pembimbing I Proyek Akhir. 5. Bapak Ir. Agustinus Sujono, M.T., selaku pembimbing II Proyek Akhir. 6. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir. 7. Bapak Tri Irianto terima kasih atas bimbingan dan bantuannya selama proses pembuatan kyang Proyek Akhir ini 8. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 9. Teman-teman seangkatanku, D III Produksi dan Otomotif 2007 terima kasih atas kekompakannya dan canda tawanya. 10. Mas Solikin, Mas Mamad, dan Lek Yan selaku laboran Motor Bakar terima kasih atas bimbingan dan bantuannya.. 11. Teman – teman dikost terima kasih canda tawanya.

commit to user vii


digilib.uns.ac.id

12. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu yang telah membantu dalam penyusunan laporan proyek akhir ini. Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermafaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya, Amin.

Surakarta,

Januari 2011

Penulis

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ....................................................................................

I

HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................

II

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................

III

HALAMAN MOTTO ..................................................................................

IV

HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................

V

ABSTRAKSI ...............................................................................................

VI

KATA PENGANTAR .................................................................................

VII

DAFTAR ISI ................................................................................................

IX

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

XII

DAFTAR TABEL ........................................................................................

XIV

DAFTAR NOTASI ......................................................................................

XV

BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................

1

1.1. Latar Belakang .....................................................................

1

1.2. Perumusan masalah ..............................................................

3

1.3. Tujuan Proyek Akhir ............................................................

3

1.4. Manfaat Proyek Akhir ...........................................................

3

1.5. Kerangka Pemikiran ..............................................................

3

1.6. Metode Pemecahan Masalah .................................................

4

BAB II DASAR TEORI ............................................................................

5

2.1. Pengertian Kontrol kecepatan motor DC .............................

5

2.2. Mengontrol Kecepatan Motor ………………………………

6

2.2.1

PWM (Pulse Width Modulation)……………………

6

2.3. Mengontrol arah putar............................................................

8

2.2.2

Menggunakan Saklar Mekanik...................................

8

2.2.3

Menggunakan Transistor dengan susunan H-bridge..

8

2.4. Teori Dasar Elektronika ........................................................

10

2.5. Transistor .............................................................................

10

2.5.1. Fungsi Transistor.......................................................

12

2.5.2. Cara Kerja Transistor ................................................

12

commit to user ix


digilib.uns.ac.id

2.6. Resistor .................................................................................

13

2.6.1

Karakteristik Resistor ...............................................

14

2.6.2

Pertimbangan untuk memilih Resistor ......................

14

2.7. Dioda .....................................................................................

15

2.7.1. Fungsi Dioda .............................................................

15

2.7.2. Prinsip Kerja Dioda ...................................................

15

2.7.3. Forward bias dan reverse bias ...................................

17

2.7.4. Jenis Dioda ................................................................

18

2.8. IC (INTEGRATED CIRCUIT)

18

2.8.1. Fungsi IC (Integrated Circuit)

18

2.8.2. Prinsip Kerja IC NE 555

19

2.9. Kapasitor

21

2.9.1

Fungsi Kapasitor

21

2.9.2

Macam-macam kapasitor

21

2.9.3

Prinsip Kerja

22

2.10. Kinerja Traksi Kendaraan

23

2.10.1. Gaya Traksi kendaraan

23

2.10.2. Perhitungan Torsi Motor dan Kecepatan

24

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN

27

3.1. Perencanaan Layout Tata Letak Rangkaian Kontrol Pada Mobil ..................................................................................

27

3.2. Perencanaan sistem ...............................................................

28

3.3. Perancangan Rangakaian Kontrol kecepatan ........................

28

3.3.1 Rangakaian pada pedal Gas .......................................

28

3.3.2 Rangkaian PWM (Pulse Width Modulation) .............

31

3.3.3 Rangkaian MOSFET Sebagai Switching Tegangan ( Driver )...................................................................

33

3.3.4. Rangkaian Saklar Mekanis Maju Mundur ( SM3 ) ...

36

3.4. Membuat desain PCB (Printed Circuit Board) untuk rangkaian kontrol kecepatan

commit to user x

37


digilib.uns.ac.id

3.5. Membuat jalur PCB pada rangkaian untuk rangkaian kontrol kecepatan

37

3.6. Gambar Langkah Pembuatan PWM

40

3.7. Sistem Operasi Kontrol

42

3.8. Perakitan................................................................................

42

3.9. Perakitan Perangkat Kontrol Kecepatan dan Motor pada Mobil ....................................................................................

45

BAB IV DATA PERCOBAAN ..................................................................

46

4.1. Pengujian Motor ....................................................................

46

4.1.1

Analisa Gaya Traksi Kendaraan................................

46

4.1.2

Perhitungan Torsi Dan Kecepatan Mobil ..................

47

4.1.3

Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum ..............

48

4.2. Pengujian Sinyal Sistem........................................................

50

4.2.1

Mencari nilai Frekuensi PWM (Pulse Width Modulation)

50

4.2.2. Perhitungan tegangan yang digunakan......................

51

4.2.3

Perhitungan (%) Prosentase Lebar Pulsa Minimum .

51

4.2.4

Perhitungan (%) Prosentase Lebar Pulsa Maksimal .

52

4.3. Analisa Voltase Output .........................................................

53

4.4. Analisa Biaya ........................................................................

58

BAB V PENUTUP .....................................................................................

61

5.1. Kesimpulan ...........................................................................

61

5.2. Saran .....................................................................................

61

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Sinyal PWM ................................................................................... 6 Gambar 2.2. Sinyal PWM ................................................................................... 7 Gambar 2.3. Skema pengaturan arah putaran dengan saklar mekanik ............... 8 Gambar 2.4. Skema pengaturan arah putaran dengan transistor ......................... 9 Gambar 2.5. Skema arah putaran searah jarum jam dengan transistor ............... 9 Gambar 2.6. Simbol transistor bipolar .............................................................. 11 Gambar 2.7. Simbol dan bentuk fisik resistor tetap .......................................... 13 Gambar 2.8. Simbol dan struktur dioda ............................................................ 15 Gambar 2.9. Dioda dengan bias maju ............................................................... 16 Gambar 2.10. Dioda dengan bias negatif ......................................................... 16 Gambar 2.11. Grafik arus dioda ....................................................................... 17 Gambar 2.12. IC NE555 ................................................................................... 19 Gambar 2.13. Prinsip dasar kapasitor ............................................................... 22 Gambar 2.14. Gaya yang bekerja pada mobil ................................................... 23 Gambar 2.15. Analisis kemiringan maksimum ................................................. 26 Gambar 3.1. Tata Letak Rangkaian Kontrol .................................................... 27 Gambar 3.2. blok diagaram sistem

28

Gambar 3.3. Microswitch dan potensiometer pada mekanis gas ...................... 29 Gambar 3.4. mekanisme pemutar potensiometer .............................................. 30 Gambar 3.5. mekanisme pada pedal rem .......................................................... 31 Gambar 3.6. Rangkaian PWM

32

Gambar 3.7. Rangkaian MOSFET

34

Gambar 3.8. Rangkaian PWM dan Driver ........................................................ 35 Gambar 3.9. Pengaturan posisi maju dan posisi mundur serta netral dengan Menggunakan SM3 ( Saklar Mekanis Maju Mundur ) ..................................... 36 Gambar 3.10 Layout Rangkaian PWM ............................................................. 38 Gambar 3.11 Jalur PCB PWM .......................................................................... 38 Gambar 3.12 Layout Rangkaian DRIVER ....................................................... 39 Gambar 3.13 Jalur PCB DRIVER..................................................................... 39

commit to user xii


digilib.uns.ac.id

Gambar 3.14(a-f) Gambar Kontruksi rangkaian PWM..................................... 40 Gambar 3.15. Perakitan pada Mobil ................................................................. 44 Gambar 4.1 Gaya yang bekerja pada mobil ...................................................... 46 Gambar 4.2.Analisis kemiringan maksimum .................................................... 49 Gambar 4.3.Sinyal PWM pada keadaan minimal speed ................................... 50 Gambar 4.4. Sinyal PWM ................................................................................. 51 Gambar 4.5. Sinyal PWM ................................................................................. 51 Gambar 4.6. Sinyal PWM ................................................................................. 52 Gambar 4.7 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ¼ putaran gas ....... 53 Gambar 4.8 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ½ putaran gas ...... 54 Gambar 4.9 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ¾ putaran gas ..... 55 Gambar 4.10 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan putaran gas penuh ..................................................................................... 56

commit to user xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kode Warna Resistor

14

Tabel 4.3.1 Putaran gas ¼, dengan jarak 50 m

53

Tabel 4.3.2 Putaran gas 1/2, dengan jarak 50 m

54

Tabel 4.3.3 Putaran gas 3/4, dengan jarak 50 m

55

Tabel 4.3.4 Putaran gas penuh, dengan jarak 50 m

56

Tabel 4.4.1 Biaya Komponen

58

commit to user xiv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI = waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi = waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah = Daur aktif duty cycle = Tegangan keluar (V) Vin

= Tegangan masukan (V)

W

= Berat

m

=

g

= percepatan gravitasi bumi

massa

= koefisien gesek N

= Gaya Normal

Fmaks

= Gaya Traksi maksimum

V

= voltase motor listrik = Kecepatan sudut

Rpm

= Rotation per minutes

π

= 3,14

T

= Torsi motor

k

= motor konstanta

I

= arus yang digunakan pada motor

P

= Daya motor

v

= Kecepatan

Ah

= Kapasitas arus batere

Iin

= arus input

v0

= kecepatan awal

a

= percepatan s

= koefisien gesek

Ftraksi

= gaya traksi

Fgesek

= gaya gesek = sudut kemiringan

commit to user xv


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Saat ini pemerintah sedang gencar dalam mengembangkan kendaraan listrik sebagai pengganti transportasi mesin bakar. Hal ini disebabkan karena subsidi BBM untuk kendaraan semakin lama semakin membengkak, akan tetapi belum banyak perusahaan otomotif di Indonesia yang

membuat dan

mengembangkan sarana transportasi mobil listrik sebagai pengganti transportasi mesin bakar. Kendaraan

listrik

memiliki

efisiensi

energi

yang

paling

tinggi

dibandingkan dengan kendaraan mesin bakar konvensional. Pada mesin bakar 85% lebih dari energi yang dihasilkan terbuang menjadi panas, gerak dan gesekan komponen. Hanya sekitar 15% yang dapat dikonversikan menjadi energi kinetik penggerak

kendaraan.

Sedangkan pada

kendaraan

listrik justru terjadi

kebalikannya di mana sekitar 88% energi yang dipakai dikonversikan menjadi energi kinetik penggerak kendaraan (Wikipedia Indonesia, 2010). Sehingga untuk menggerakan sebuah kendaraan dengan bobot yang sama, kendaraan listrik memerlukan energi yang jauh lebih sedikit dan juga tidak mengeluarkan polusi kendaraan sama sekali. Teknologi kendaraan listrik baterai dipercaya akan dengan cepat berkembang dan mendominasi sebagai pengganti era transportasi mesin bakar, hal ini dikarenakan teknologi kendaraan listrik batterai memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan teknologi alternatif lainnya. Pertama, penggunaan transportasi listrik akan memberikan efisiensi rata rata dua kali lipat lebih efisien daripada penggunaan transportasi berbasis mesin bakar. Kedua, sumber energi transportasi listrik jauh lebih flexible dibandingkan dengan teknologi mesin bakar. Sumber energi bisa didapatkan dari sumber berbasis fosil seperti batubara, minyak bumi dan gas ataupun sumber energi terbaharui seperti tenaga air, angin, surya, biofuel, sampah, panas bumi dan lain lain tanpa harus merubah teknologi pada kendaraan. Flexibilitas ini dapat

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

meningkatkan ketahanan energi nasional dengan melepaskan ketergantungan akan satu sumber energi dan beralih pada sumber energi yang lain pada saat dibutuhkan (Wikipedia Indonesia, 2010). Ketiga, penggunaan transportasi listrik akan mengembalikan kualitas udara dalam kota karena kendaraan listrik tidak mengeluarkan gas sisa pembakaran. Jika energi listrik yang dipakai didapat dari sumber yang berkesinambungan yang tanpa emisi dalam prosesnya, maka terjadilah mobilitas yang 100% berkelanjutan dari segi energi dan lingkungan. Jika pada tahap awal energi listrik yang digunakan masih didapatkan dari proses konversi energi fosil maka akan tetap terbentuk polusi, akan tetapi polusi tersebut akan jauh lebih kecil, jauh dari kepadatan penduduk dan lebih mudah dikendalikan (www.motorplus-online.com, 2009). Di dalam membuat mobil listrik dibutuhkan komponen-komponen, salah satunya adalah kontrol kecepatan motor listrik pada mobil listrik. Kontrol kecepatan adalah suatu alat yang berfungsi sebagai kontrol untuk mengatur kecepatan motor pada saat motor dialiri arus sehingga motor dapat bergerak. Pembuatan kontrol kecepatan motor pada mobil listrik ini didasarkan pengamatan sistem kontrol kecepatan yang terdapat pada sepeda motor listrik. Oleh karena itu perlu dirancang sebuah sistem kontrol kecepatan motor listrik yang universal, dimana kontrol kecepatan tersebut dapat digunakan dan diaplikasikan untuk kontrol kecepatan mobil listrik. Sebuah alat kontrol kecepatan diperlukan untuk menjalankan mobil listrik dan mengatur putaran mesin. Kontrol kecepatan pada mobil listrik terdiri dari 3 bagian, yaitu power, kontrol, dan pembalik putaran motor. Ketiga bagian ini saling berkaitan, dimana kontrol digerakkan dengan memakai pedal gas. Kemudian kontrol mengirimkan sinyal ke power yang kemudian memutar motor, sehingga mobil dapat berjalan. Sedangkan pembalik putaran hanya dipakai untuk membalik putaran motor agar mobil dapat berjalan mundur

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

1.2. PERUMUSAN MASALAH Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahannya adalah bagaimana merancang dan mengaplikasikan kontrol kecepatan motor listrik yang dapat bekerja dengan baik pada mobil listrik.

1.3. TUJUAN PROYEK AKHIR Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan mengaplikasikan kontrol kecepatan motor listrik yang dapat bekerja dengan baik dan ekonomis.

1.4. MANFAAT PROYEK AKHIR Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut : 1. Secara Teoritis Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam merancang serta pembuatan peralatan sistem kontrol kecepatan motor listrik yang baru maupun memodifikasi dari peralatan yang sudah ada. 2. Secara Praktis Mahasiswa mampu menerapkan ilmu pendidikan yang telah diperoleh selama masa perkuliahan dan mahasiswa mampu melatih ketrampilan dalam bidang perancangan, sistem elektronika, serta permesinan.

1.5. KERANGKA PEMIKIRAN 1) Langkah-langkah dalam pembuatan alat sistem kontrol kecepatan motor listrik. Tahap I

: Mulai

Tahap II

: Membuat proposal

Tahap III

: Konsultasi

Tahap IV

: Mencari data

Tahap V

: Membuat gambar sket sistem kontrol kecepatan motor listrik

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

Tahap VI

: Membuat analisis perhitungan dan biaya

Tahap VII

: Membuat kontrol kecepatan

Tahap VIII

: Membuat sistem kontrol kecepatan

Tahap IX

: Pengujian alat

Tahap X

: Membuat laporan

1.6 METODE PEMECAHAN MASALAH Dalam penyusunan laporan ini penulis menggunakan beberapa metode antara lain : 1. Studi pustaka. Yaitu data diperoleh dengan merujuk pada beberapa literatur sesuai dengan permasalahan yang dibahas. 2. Pengamatan (investigasi). Yaitu dengan melakukan beberapa kali percobaan/pembuatan langsung untuk mendapatkan kontrol kecepatan motor pada mobil listrik dengan spesifikasi yang dikehendaki. 3. Pembuatan alat pengatur kecepatan motor mobil listrik.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI Untuk melakukan perhitungan pada komponen pengatur kecepatan ini diperlukan pengertian mengenai beberapa terminologi sebagai berikut :

2.1 Pengertian kontrol kecepatan motor DC Kecepatan motor DC berbanding lurus dengan tegangan sumber, jadi jika kita mengurangi pasokan tegangan dari 12 Volt ke 6 Volt, motor akan berjalan pada setengah kecepatan. Pengendali kecepatan bekerja dengan memvariasikan tegangan yang dikirim ke motor. Dapat terjadi dengan hanya menyesuaikan tegangan dikirim ke motor, tetapi ini sangat tidak efisien jika dilakukan. Cara yang lebih baik adalah dengan mengalihkan pasokan motor dan turun dengan sangat cepat. Jika switching cukup cepat, motor tidak merespon itu, hal tersebut hanya memberikan pasokan efek rata-rata. Bila saklar ditutup, motor menangkap 12 Volt, dan ketika dibuka memiliki tegangan 0 Volts. Jika saklar ini terbuka untuk jumlah waktu yang sama seperti yang tertutup, motor akan menangkap rata-rata 6 Volt, dan akan berjalan lebih lambat dengan kecepatan tetap. Oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk menyambung dan memutus sumber tegangan yang akan dikirim ke motor secara periodik dan bervariatif. Keluaran tegangan merupakan suatu pulsa – pulsa tegangan atau arus yang berbentuk gelombang kotak. Gelombang tersebut dibuat oleh sebuah IC. IC juga didukung oleh komponen lainnya untuk penyempurnaan gelombang kotak yang dihasilkan. Rangkaian inilah yang disebut dengan Pulse Width Modulation (PWM).

commit to user 5


digilib.uns.ac.id 6

2.2 Mengontrol Kecepatan Motor 2.2.1 Menggunakan PWM (Pulse Width Modulation) Salah satu cara untuk mengirimkan informasi analog adalah dengan menggunakan pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus. Dengan modulasi pulsa, pembawa informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang.Salah satu teknik modulasi pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau lebar dari waktu tunda positif ataupun waktu tunda negatif pulsa-pulsa persegi tersebut. Metode tersebut dikenal dengan nama Pulse Width Modulation (PWM). Metode PWM dikenal juga dengan nama Pulse Duration Modulation (PDM) atau Pulse Length Modulation (PLM) Untuk membangkitkan sinyal PWM, digunakan komparator untuk membandingkan dua buah masukan yaitu generator sinyal dan sinyal referensi. Hasil keluaran dari komparator adalah sinyal PWM yang berupa pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Durasi atau lebar pulsa dapat dimodulasi dengan cara mengubah sinyal referensi.

Gambar 2.1 Sinyal PWM Metode PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor, informasi yang dibawa oleh pulsa-pulsa persegi merupakan tegangan rata-rata. Semakin lebar durasi waktu tunda positif pulsa dari sinyal PWM yang dihasilkan, maka putaran motor akan semakin cepat, demikian juga sebaliknya.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

PWM pada dasarnya adalah menyalakan (ON) dan mematikan (OFF) motor DC dengan cepat. Kuncinya adalah mengatur berapa lama waktu ON dan OFF. Rasio waktu ON terhadap waktu total (waktu total = ON + OFF). Duty Cycle umumnya dinyatakan dalam persen (%).

Gambar 2.2 Sinyal PWM

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

2.3 Mengontrol arah putar Motor 1. Menggunakan saklar mekanik Menggunakan saklar manual untuk mengubah arah arus yang masuk ke motor DC adalah sebuah saklar mekanik sangat mudah tetapi lambat, dan sulit atau tidak mungkin dihubungkan dengan sebuah kontroler.

Gambar 2.3 Skema pengaturan arah putaran dengan saklar mekanik 2. Menggunakan Transistor Mosfet dengan susunan H-bridge Transistor daya menggantikan fungsi saklar manual, transistor disusun di sekitar motor DC sehingga pada skematik membentuk huruf-H, dengan demikian Hindari (A dan B) atau (D dan C) (pada gambar) menyala bersamaan karena dapat menyebabkan transistor bocor.

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

Gambar 2.4 Skema pengaturan arah putaran dengan transistor Berikut adalah skematis dari jalannya arus melalui transistor ketika motor berputar searah jarum jam.

Gambar 2.5 Skema arah putaran searah jarum jam dengan transistor

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

2.4

Teori Dasar Elektronika Menjelaskan dan mengetahui karakteristik dari setiap komponen

elektronika baik yang termasuk komponen pasif maupun komponen aktif. Mengetahui cara menentukan atau menghitung besarnya nilai dari suatu jenis komponen elektronika. a. Komponen aktif Komponen

aktif

adalah

komponen

elektronika

yang

dalam

pengoperasiannya membutuhkan sumber arus atau sumber tegangan sendiri. seperti transistor, tranducer, integrated circuit dan sensor. b. Komponen Pasif Komponen

pasif

adalah

komponen

elektronika

yang

dalam

pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri. seperti kapasitor, resistor, dioda, transformator dan relay.

2.5

Transistor Transistor adalah komponen semikonduktor yang terdiri atas sebuah bahan

tipe P dan diapit oleh dua bahan tipe N (transistor NPN) atau terdiri atas sebuah bahan tipe N dan diapit oleh dua bahan tipe P (transistor PNP). Sehingga transistor mempunyai tiga terminal yang berasal dari masing-masing bahan tersebut. Disamping itu yang perlu diperhatikan adalah bahwa ukuran basis sangatlah tipis dibanding emitor dan kolektor. Perbandingan lebar basis ini dengan lebar emitor dan kolektor kurang lebih adalah 1 : 150, sehingga ukuran basis yang sangat sempit ini kemudian akan mempengaruhi kerja transistor. Simbol transitor bipolar ditunjukkan pada gambar 2.6. Pada kaki emitor terdapat tanda panah yang kemudian bisa diketahui bahwa itu merupakan arah arus konvensional. Pada transistor NPN tanda panahnya menuju keluar sedangkan pada transistor PNP tanda panahnya menuju kedalam.

commit to user



Gambar 2.6 Simbol transistor bipolar Ketiga terminal transistor tersebut dikenal dengan Emitor (E), Basis (B) dan Kolektor(C). Emitor merupakan bahan semikonduktor yang diberi tingkat doping sangat tinggi. Bahan kolektor diberi doping dengan tingkat yang sedang. Sedangkan basis adalah bahan dengan dengan doping yang sangat rendah. Perlu diingat bahwa semakin rendah tingkat doping suatu bahan, maka semakin kecil konduktivitasnya. Hal ini karena jumlah pembawa mayoritasnya (elektron untuk bahan N; dan hole untuk bahan P) adalah sedikit. Transistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor bipolar dan unipolar. Transistor bipolar adalah transistor yang ada pada daerah N mempunyai banyak sekali elektron pita dan pada daerah P mempunyai banyak sekali hole. Jenis dari transistor bipolar adalah transistor PNP dan NPN, sedangkan pada transistor unipolar misalnya FET, MOSFET, JPET dan lain-lain. Fungsi dari transistor adalah sebagai penguat arus, saklar elektronika, osilator, pencampur (mixer) dan penyearah. JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah salah satu model transistor junction dan mempunyai resistansi input yang cukup tinggi. JFET memerlukan pembawa mayoritas untuk dapat bekerja (muatan hole atau elektron). JFET mempunyai kaki terminal, sama halnya dengan transistor bipolar yaitu Drain (D), Source (S) dan Gate (G). MOSFET (Metal Oxide Semi Conductor) adalah gate yang mempunyai gate terbuat dari bahan logam dan antara kanal dan gate dilapisi oleh suatu bahan silikon dioksida. MOSFET mempunyai jenis kanal N dan kanal P. Dalam penggunaan transistor untuk suatu proyek harus dipakai transistor yang tepat. Letak sambungan kaki suatu transistor sudah ditetapkan.

commit to user



2.5.1 Fungsi Transistor: Transistor dapat dipakai untuk bebagai keperluan misalnya : a) Mengubah arus bolak balik menjadi arus searah, pekerjaan ini disebut penyearah. b) Menguatkan arus rata atau tegangan rata maupun arus bolak balik atau tegangan bolak balik. c) Menjangkitkan getaran listrik, dinamai oscilator. Rangkaian oscillator banyak ditemui pada rangkaian elektronika. d) Mencampur arus (tegangan) bolak balik dengan frekuensi yang berlainan (permodulasian). e) Saklar elektronik : tujuannya agar saklar tidak cepat putus. 2.5.2 Cara kerja transistor Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Ketebalan daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.

commit to user



2.6

Resistor Resistor adalah suatu komponen elektronika yang fungsinya untuk

menghambat arus dan tegangan listrik. Berdasarkan jenisnya resistor dibagi menjadi 2 jenis yaitu : - Resistor tetap - Resistor variabel Tetapi pada rangkaian intercom hanya menggunakan satu jenis resistor yaitu resistor tetap, jadi kami hanya membahas tentang resistor tetap saja. Resistor tetap adalah resistor yang memiliki hambatan tetap. Resistor memiliki batas kemampuan daya misalnya : 1,16 watt, 1,8 watt, ¼ watt, ½ watt, dan sebagainya. Artinya resistor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan kemampuan dayanya.

Gambar 2.7 Simbol dan bentuk fisik resistor tetap Bentuk fisik dari resistor tetap ini terdiri dari 2 jenis yaitu ada yang memiliki 4 buah gelang dan 5 buah gelang seperti pada gambar diatas, tetapi untuk cara perhitungannya sama saja. Untuk mengetahui nilai hambatan suatu resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan resistor tersebut yang berupa gelang warna.

commit to user



Tabel 2.1 Kode Warna Resistor

Keterangan : - Gelang ke 1 dan 2 menunjukkan angka - Gelang ke 3 menunjukkan faktor pengali - Gelang ke 4 menunjukkan toleransi

2.6.1 Karakteristik resistor Menurut karakteristik utamanya resistor dibagi 2 yaitu: 1. Resistansinya 2. Rating dayanya

2.6.2 Pertimbangan Untuk Memilih Resistor. 1. Ukuran fisiknya 2. Bentuknya 3. Cara pemasangan dan penyambungan pada rangkaian 4. Nilai resistansinya 5. Dissipasi dayanya 6. Kemampuan menangani beban lebih 7. Keandalan 8. Perubahan resistansi terhadap frekuensi dan terhadap tegangan yang jatuh

commit to user



9. Ketahanan sebagai beban 10. Pengaruh kondisi dan lingkungannya

2.7

Dioda Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus

listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).

2.7.1 Fungsi Dioda Dioda berfungsi mengalirkan arus pada satu arah saja dan menahan arus dari arah yang berlawanan. Bisa dikatakan dioda juga berfungsi sebagai pencegah arus balik (feed back).

2.7.2 Prinsip Kerja Dioda Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 2.8 Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias

commit to user



positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 2.9 Dioda dengan bias maju Sebaliknya jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gambar 2.10 Dioda dengan bias negatif Maka yang terjadi adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi

commit to user



( (deplesion la ayer). Untukk dioda yangg terbuat darri bahan Silikkon tegangann konduksi a adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira K 0.2 volt batas minimum m unntuk dioda yaang terbuat d bahan Germanium. dari G

a dioda Gambar 2.11 Grafik arus Sebaaliknya untukk bias negattif dioda tidaak dapat meengalirkan arrus, namun m memang adaa batasnya. Sampai bebberapa puluh h bahkan rattusan volt baru b terjadi dimana diodda tidak lagii dapat menaahan aliran eelektron yangg terbentuk b breakdown, d lapisan deeplesi. di

2 2.7.3 Forwaard bias dan n reverse biias a Tegangan a. n Knee T Tegangan diimana mengalir dengan cepat c setelahh melewati potensial p barrrier. b Arus Boccor b. A Arus yang mengalir m paada saat biass reverse, padahal p sehaarusnya tidak k ada arus y yang mengaalir.

commit to user



2.7.4 Jenis Dioda a. Dioda schotshy berfungsi untuk menyearahkan frekuensi diatas 300 MHz. b. Dioda varactor untuk mengubah frekuensi resonansi. c. Dioda step recovery untuk menghasilkan pulsa yang sangat cepat

2.8

IC (INTEGRATED CIRCUIT) Sirkuit terpadu (integrated circuit atau IC) adalah komponen dasar yang

terdiri dari resistor, transistor dan lain-lain. IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika.Pada komputer, IC yang dipakai adalah mikroprosesor. Sirkuit terpadu dimungkinkan oleh teknologi pertengahan abad ke-20 dalam fabrikasi alat semikonduktor dan penemuan eksperimen yang menunjukkan bahwa alat semikonduktor dapat melakukan fungsi yang dilakukan oleh tabung vakum. Pengintegrasian transistor kecil yang banyak jumlahnya ke dalam sebuah chip yang kecil merupakan peningkatan yang sangat besar bagi perakitan tube-vakum sebesar-jari. Ukuran IC yang kecil, terpercaya, kecepatan "switch", konsumsi listrik rendah, produksi massal, dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tube vacum. IC mempunyai ukuran seukuran tutup pena sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi sampai 250 kali.

2.8.1 Fungsi IC (Integrated Circuit) Di dalam rangkaian kontrol kecepatan ini memakai tipe NE555 dalam rangkaian kontrol kecepatan berfungsi sebagai (Timer) pewaktu sehingga menimbulkan sinyal daur aktif.

commit to user



2 2.8.2 Prinsip Kerja IC C NE 555 IC NE555 N yan ng mempunyyai 8 pin (kaki) ( ini m merupakan salah satu k komponen e elektronika yang y cukup terkenal, sederhana, dan serba gu una dengan u ukurannya y yang kurangg dari 1/2 cm m3 (sentimetter kubik). Pada P dasarny ya aplikasi u utama IC NE555 N ini digunakan sebagai Timer T (Pewaaktu) dengaan operasi r rangkaian m monostable d Pulse G dan Generator (P Pembangkit Pulsa) denggan operasi r rangkaian asstable. Selain itu, dapat jjuga digunakkan sebagai Time Delay y Generator d Sequenttial Timing. dan Funggsi dan aplik kasi IC NE5555 ini bannyak sekali ddigunakan diantaranya d s sebagai peng gatur alarm,, sebagai penggerak mootor DC, bisaa digabungk kan dengan I TTL (T IC Transistor-trransistor Loogic) dan sebagai s input jam diggital untuk “ “keperluan yang y diingin nkan” (kalauu hanya untu uk jam digitaal biasa, suddah banyak I yang bisa langsungg digunakann), bisa juga dimanfaattkan dalam rangkaian IC s sakelar senttuh, dan jikka digabunggkan dengan n infra meraah ataupun ultrasonic, N NE555

ini

bisa

diijadikan

seebagai

pem mancar

atau

remotee

control.

A Apalagi jika digabungkan dengann teknik moodulasi dann beberapa komponen yang menduukung, bisa dihasilkan remote e elektronika r contrrol multi cha annel yang b bisa mengoontrol bebeerapa peranngkat elektrronik lain dalam sattu remote. Untukk keperluan praktis dalaam membuatt sebuah ranngkaian denggan IC ini, y yang perlu diketahui d addalah posisi dan fungsi masing-masi m ing kakinya saja, yang d dapat dilihatt seperti beriikut:

N Gambaar 2.12 IC NE555

commit to user



Fungsi Masing-masing PIN (Kaki) IC NE555: PIN ke:

KETERANGAN

1

Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negatif

2

Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop

3

Output, pin keluaran dari IC 555.

4

Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate (gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset

5

Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan), tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground

6

Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan mereset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc

7

Discharge, pin ini terhubung ke open kolektor transistor internal (Tr) yang emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai ke ground pada waktu tertentu.

8

Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal jika diberi 5V s/d 15V. Sumber arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.

commit to user



2.9

Kapasitor Kapasitor merupakan komponen yang dapat menyimpan dan melepaskan

muatan listrik atau energi listrik. Sebuah kapasitor terdiri dari dua bahan penghantar yang dipisahkan oleh sebuah bahan isolasi yang disebut dielektrikum. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitas kapasitor merupakan sebuah ukuran dari banyaknya muatan listrik yang dapat disimpan oleh kapasitor tersebut dibagi (per) satuan beda petensialnya. Kapasitas terdapat dalam beraneka ragam yang sangat besar, dalam bentuk ukuran, tipe, pembuatan/bahan baku, nilai voltage kerja dan nilai kapasitansinya. Nilai kapasitor dinyatakan dalam satuan farad (F) atau pada umumnya satuan tersebut mempunyai skala mikro Farad (uF) yang tertera pada badan kondesantor, artinya huruf ini menunjukan nilai sekian per sejuta dari 1 Farad. Satu Farad adalah nilai kapasitas yang sedemikian besarnya, sehingga tidak akan pernah dijumpai dalam bidang elektronika khususnya, atau juga pada umumnya dilengkapi dengan potensial kerja kapasitor tersebut.

2.9.1 Fungsi Kapasitor : 1. Untuk menyimpan muatan listrik. 2. Untuk menahan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik. 3. Sebagai kopel (penghubung) pada rangkaian listrik. 4. Sebagai penentu frekuensi.

2.9.2 Macam-macam kapasitor : 1. Kapasitor elektrolit, mempunyai kapasitas sebesar 1uF atau lebih dan mempunyai polaritas kutub (+) dan kutub (-). 2. Kapasitor non elektrolit, mempunyai kapasitas kurang dari 1 uF dan tidak mempunyai polaritas, umumnya terbuat dari bahan dielektrik keramik, mika atau poliyester. 3. Kapasitor Variable (varco). 4. Kapasitor Trimmer.

commit to user



Kebaanyakan kappasitor tidakk dipolaritaskan, yang artinya a dapaat dipasang b bolak-balik, akan tetapi beberapa tippe dipolaritaaskan, artinyya tidak boleeh dipasang b bolak-balik. Kapasitor elektrolit sselalu dipolaaritaskan, kkecuali jika ada tanda k keterangan lainnya l (bebberapa elekttrolit non-poolarisasi dibuuat untuk penggunaan p t tertentu). Kaapasitor yanng dipolaritaaskan selalu diberi tandaa yang mem mperhatikan k kutubnya. C Cara yang umum u ialah tanda negattif (-) dan ttanda positiif (+) pada k kawat tiap saambungan, atau a ada jugaa yang diberri tanda warnna merah padda terminal p positif atau warna w hitam m pada terminnal negatif.

2 2.9.3 Prinsip Kerja Struk ktur sebuah kapasitor teerbuat dari 2 buah plat metal m yang dipisahkan mum dikenaal misalnya o oleh suatu bahan b dielekttrik. Bahan-bbahan dielekktrik yang um u udara vakum m, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujjung plat metal m diberi t tegangan lisstrik, maka muatan-mua m atan positif akan menguumpul pada salah satu k kaki (elektrroda) metalnnya dan paada saat yaang sama m muatan-muattan negatif t terkumpul pada p ujung metal m yang ssatu lagi. Muatan M positiif tidak dapaat mengalir m menuju ujun ng kutup neggatif dan sebbaliknya muuatan negatiff tidak bisa menuju ke u ujung kutupp positif, kaarena terpisaah oleh bahaan dielektrikk yang non--konduktif. M Muatan elek ktrik ini "teersimpan" seelama tidakk ada konduuksi pada ujung-ujung uj k kakinya.

G Gambar 2.13 Prinsip dassar kapasitorr

commit to user



2.10

Kinerja Traksi Kendaraan Kinerja traksi kendaraan merupakan kemampuan kendaraan untuk melaju

dengan membawa suatu beban dan melawan hambatan. Kemampuan tersebut sangat dipengaruhi oleh kemampuan mesin. ( www.wikipedia.com ).

2.10.1 Gaya Traksi Kendaran Gaya traksi juga umum disebut gaya dorong kendaraan untuk melawan hambatan-hambatan seperti angin, tanjakan, hambatan inersia, dan hambatan beban yang ditanggung oleh kendaraan. Gaya dorong disamping mampu melawan hambatan juga harus mampu menghasilkan percepatan yang diinginkan. Dimana gaya-gaya yang bekerja pada kendaraan ditunjukkan pada gambar 2.14. (Thomas D, Gillespie, 1994 : 11)

N

Ftraksi Fgesek

W Gambar 2.14 Gaya Yang Bekerja Pada Mobil Misalnya, sebuah benda dengan berat W diletakkan pada bidang horisontal dengan gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut seperti pada gambar 2.14. Persamaan pada gambar dapat ditulis sebagai berikut : Ftraksi ≥ Fgesek

commit to user



Gaya traksi atau gaya dorong tersebut dapat menggerakkan mobil bila lebih besar daripada gaya gesek yang terjadi pada ban. Maka, dicari gaya traksi minimumnya dengan : Ftraksi = Fgesek Ftraksi =

s

.W

2.10.2 Perhitungan Torsi Motor Dan Kecepatan Langkah selanjutnya adalah menghitung besarnya nilai konstanta dari motor listrik yang nantinya akan digunakan untuk menghitung torsi, dan daya motor listrik. Perhitungan konstanta pada motor listrik : V =k. =2xπx

60

k =

Keterangan V

= voltase motor listrik = Kecepatan sudut

Rpm

= Rotation per minutes

π

= 3,14

k

= motor konstan

nilai konstanta motor akan digunakan untuk menghitung torsi, jumlah arus konsumsi, dan daya yang dihasilkan oleh motor listrik pada putaran maksimum, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut : T =kxI

commit to user



Keterangan : T = Torsi motor k = motor konstanta I = arus yang digunakan pada motor Suatu mobil listrik dapat berjalan apabila daya motor DC yang tersedia mencukupi untuk bergerak. Besarnya daya motor yang diperlukan untuk bergerak sangat ditentukan oleh besarnya gaya yang diperlukan agar mobil dapat berjalan dan kecepatan mobil berjalan. Besarnya kecepatan mobil seperti terlihat pada persamaan : P = Fx . v Keterangan : P = Daya motor Fx = Gaya traksi v = Kecepatan Untuk mengetahui waktu daya tahan baterai dilakukan tes ketahanan baterai dengan cara membiarkan beban on sampai beban off. Secara teoritis waktu daya tahan baterai juga dapat dihitung dengan persamaan.

Waktu Daya Tahan =

commit to user



2.10.3 Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum Kinerja dari suatu mesin pasti ada batasnya. Karena adanya beban berlebih ataupun kemiringan maksimum, dimana mesin tersebut tidak dapat memenuhi torsi benda. Kemiringan/tanjakan memiliki sudut dari arah horisontalnya. Sudut kemiringan maksimum inilah yang akan diketahui.

W cos

W sin W

Gambar 2.15 Analisis kemiringan maksimum Sebelumnya, perlu diketahui gaya maksimumnya dimulai dengan mencari percepatan mobil dengan persamaan GLBB : v = V0 – a.t mobil tidak dapat bergerak apabila :

Maka,

Fmaks

= Fgesek

m.a

= m.g Sin = arc Sin

. .

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERENCANAAN N DAN PEM MBUATAN KONTROL L KECEPA ATAN

Padaa bab ini akan dijelaaskan menggenai perenccanaan sistem secara kkeseluruhan. Dimulai dari d perencaanaan sistem m secara gaaris besar. Setelah S itu d dilanjutkan dengan peenjelasan mengenai perrencanaan pperangkat keras k yang d digunakan. 3 3.1

Perencanaan Layyout Tata Letak Rangk kaian Kontrrol Pada Mo obil Pada umumnya u m mobil listrik memiliki beeberapa baggian utama diantaranya d

m motor listrikk sebagai penggerak, teempat penyimpanan ennergi listrik ( batere ), k kendali keceepatan, dan alat a pengisi eenergi listrikk. Dalam perrencanaan laayout dapat d dilihat pada gambar 3.1..

charger

Gam mbar 3.1 Tataa Letak Ranggkaian Konttrol

commit to user 27



3.2

Perencanaan Sistem Perencanaan sistem secara garis besar dapat dilihat pada gambar 3.2

berikut ini : Pedal gas

PWM

MOSFET

Pembalik putaran

Motor

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem Secara keseluruhan sistem dapat dibagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah bagian input yang berupa pedal gas sebagai data level kecepatan mobil. Bagian kedua adalah bagian pengolah data yang berupa PWM (Pulse Width Modulation) sebagai pengolah data dari input pedal gas, Mosfet sebagai komponen switching tegangan. Ketiga adalah bagian putaran motor yang dihasilkan dari pulsa PWM. 3.3

Perancangan Rangkaian Kontrol Kecepatan Kontrol kecepatan yang akan dirancang pada tugas akhir ini terdiri atas :

Rangakaian pada pedal Gas, rangkaian PWM (Pulse Width Modulation), rangkaian MOSFET sebagai switching tegangan, dan rangkaian pembalik arus. 3.3.1

Rangakaian pada pedal Gas Rangkaian pedal gas pada mobil listrik tediri dari potensiometer dan

microswicth. Penggunaan potensiometer sebagai pengatur lebar pulsa PWM yang akan menentukan besarnya putaran motor. Microswitch sebagai pengaman dan efisiensi energi seperti pada gambar 3.3 sebagai berikut :

commit to user



Limitt switch

Gaambar 3.3 Microswitch M dan potensioometer pada mekanis gas Denggan pemakaiian mikro sw witch yang menempel m pada mekaniss gas dapat b berfungsi mengamankan m n sistem dayya karena daapat menerim ma daya listtrik apabila p pedal gas dittekan setelahh kunci konttak di on kann, sekaligus juga dapat menghemat m e energi listrikk pada saat kendaraan k m menempuh jallanan macet dan penurun nan.

commit to user



Untuuk mengantissipasi kebiassaan pengem mudi yang biiasanya mennekan pedal g terkadanng bersamaan dengan pengereman gas n mekanis, jjuga digunaakan mikro s switch sebag gai pembatass.

Gambarr 3.4

mekaanisme pemuutar potensioometer

commit to user



Gam mbar 3.5

m mekanisme p pada pedal reem

3 3.3.2 Rang gkaian PWM M (Pulse Width Wi Modulaation) Moddulasi lebar pulas (PWM M) dicapai/d diperoleh deengan bantuuan sebuah g gelombang k kotak yang mana sikluss kerja (dutyy cycle) geloombang dappat diubahu ubah untuk k mendapatk kan sebuahh tegangan keluaran yyang bervariasi yang m merupakan n nilai rata-rata dari gelom mbang terseb but. Ton adalah wak ktu dimana tegangan t keeluaran beraada pada poosisi tinggi ( (baca: high atau 1) dituunjukkan padda gambar 2.2 2 dan Tofff adalah wak ktu dimana t tegangan keeluaran berada pada possisi rendah (baca: low atau 0). Annggap Ttotal a adalah wakttu satu siklus atau penjuumlahan antaara Ton denggan Toff , biaasa dikenal d dengan istilaah “periode satu s gelombang”. Ttottal = Ton + Toff o

commit to user



S Siklus kerja atau duty cyycle sebuah ggelombang di d definisikann sebagai, D=

=

T Tegangan keluaran k dappat bervariaasi dengan duty-cycle dan dapat dirumusan s sebagai berik kut, Vout = D x Vinn s sehingga: Vouut =

x Vin

D Dari rumus diatas dap pat ditarik kkesimpulan bahwa tegangan keluaaran dapat d diubah-ubah h secara langgsung dengaan mengubah h nilai Ton. Apabila Tonn adalah 0, Vout juga akkan 0. Apabbila Ton adalaah Ttotal makka Vout adallah Vin atau katakanlah n nilai maksim mumnya. S Skema rangkkaian PWM

Gambar 3.6

Rangkaian PWM

commit to user



Dari rangkaian tersebut dapat dijelaskan : •

Tegangan supplay yang digunakan oleh PWM sebesar 12 V masuk ke dalam IC NE555 karena IC hanya mampu pada tegangan 5 – 15 V.

•

Vinput sebesar 12V tersebut kemudian masuk ke IC NE555, sehingga menghasilkan frekuensi tertentu yang nilainya dipengaruhi oleh nilai R1, dan C1 yang di atur sesuai dengan putaran potensiometer.

•

Potensiometer dihubungkan dengan IC NE555 kaki nomor 6 dan 7 yang berfungsi membangkitkan daur aktif dari minimum sampai dengan maksimum.

•

Pulsa keluaran dari IC NE555 kaki no. 3 berbentuk seperti gigi gergaji.

•

Saat pulsa keluar dari IC NE555 akan di bias oleh transistor 9012 dan 9013 Sehingga tidak akan ada tegangan balik sehingga tidak akan merusak IC NE555.

•

Output pulsa dari dari PWM kemudian masuk ke rangkaian MOSFET ( driver ).

3.3.3

Rangkaian MOSFET Sebagai Switching Tegangan ( Driver ) Rangkaian MOSFET

disini berfungsi sebagai switching Tegangan

(Driver) yang di kontrol oleh masukan sinyal dari PWM yang kemudian tegangan yang diatur tersebut masuk ke motor sehingga dapat menimbulkan putaran pada motor.

commit to user



Gambar 3.7 Rangkaian n MOSFET Padaa rangkaian Driver, D diguunakan sebannyak 25 buahh Mosfet yaang disusun s secara parallel, yang mana m masingg-masing mo osfet berkappasitas 20 A, A 500 V. R Rangkaian Driver D terdirii dari 5 moddul, masing-m masing moddul terdiri darri 5 Mosfet y yang dipasanng secara paaralel bernilaai 100 A, sepperti pada Gambar

3 3.7.

Dari

m masing-mas ing modul tersebut kem mudian di paralel p sehiingga diperooleh driver d dengan kap pasitas 500 A. Rangkaiian PWM dan d DRIVE ER dapat diilihat pada G Gambar 3.8..

commit to user



commit to user



3 3.3.4 Rang gkaian Sakllar Mekaniss Maju Mun ndur ( SM3 ) Untuuk sistem maju m munduur dengan menggunakan m n rangkaian n pembalik a arus, sepertii diperlihatkkan padaa ggambar dapaat dijelaskann bahwa priinsip dasar p pembalikan putaran mottor penggeraak jenis ini dapat d dilakukkan dengan pembalikan p a arah arus yaang mengaliir pada lilitaan stator mo otor, untuk arah maju berarti b arus y yang mengaalir dari term minal motor A1 dengann menggunakkan SM3 dih hubungkan d dengan term minal C padaa SM3 kemuudian mekannis saklar memindahkann hubungan s secara mekkanis menyambungkan C ke terrminal B ppada SM3 kemudian d dihubungkan n ke terminnal S1 pada motor peenggerak seehingga aruss mengalir ke kendali m menuju term minal S2 pada motor pennggerak yangg langsung dihubungkan d k kecepatan PW WM. Untukk posisi munddur yang dip perlihatkan pada p gambarr dilakukan d dengan pem mbalikan arahh arus. Arus yang mengaalir dari term minal motor A1 dengan m menggunaka an SM3 diihubungkan dengan teerminal A ppada SM3 kemudian m mekanis saaklar memiindahkan hhubungan seecara mekaanis menyaambungkan t terminal C ke k terminal D pada SM33 kemudian dihubungkaan ke terminnal S2 pada m motor pengggerak sehinngga arus mengalir menuju m term minal S1 paada motor p penggerak y yang langsuung dihubunngkan ke kendali k keceepatan PWM M. Berikut p penjelasan p penggunaan SM3 pada sistem maju u mundur ddan posisi netral n dapat d dilihat pada gambar sebaagai berikut :

Gambar 3.9 3

Pengatturan posisi maju dan po osisi mundurr serta netrall dengan

Menggunnakan SM3 ( Saklar Mekkanis Maju M Mundur )

commit to user



Agar kendaraan dapat bergerak maju, mundur dan juga posisi netral digunakan alat saklar mekanis maju mundur ( SM3 ) yang memiliki enam terminal yang diberi kode masing – masing terminal a, b, c, d. Terminal a dihubungkan ke terminal A kendali kecepatan melalui terminal A1 dan A2 pada motor penggerak. Terminal c pada ( SM3 ) dihubungkan langsung dengan PWM. Untuk terminal b dan d memiliki dua buah kutub dimana difungsikan untuk membolak – balikkan input arah arus pada terminal S1 Dan S2 pada motor penggerak.

3.4

Membuat desain PCB (Printed Circuit Board) untuk rangkaian kontrol kecepatan. Untuk membuat desain PCB, bahan yang dipakai adalah: 1. Gambar skema rangkaian PWM. 2. 1 lembar plat PCB fiber dengan ukuran 5x10 cm. 3. Spidol marker, isolasi kertas.

3.5

Membuat jalur PCB pada rangkaian untuk rangkaian kontrol kecepatan 1. Memotong bahan sesuai dengan gambar kerja yang telah dibuat. Alat yang dipakai: a. Gergaji tangan b. Mesin bor PCB c. Penggaris d. Larutan Ferichlorida 2. Merangkai komponen sesuai dengan gambar skema rangkaian PWM .

commit to user



Gam mbar 3.10 Layyout Rangkaaian PWM

Gambar 3.11 Jalur PC CB PWM

commit to user



Gam mbar 3.12 Laayout Rangkkaian DRIVE ER

Gambar 3.13 Jalur PCB B DRIVER 3. Meenyolder kakki-kaki kompponen 4. Fin nshing (Mem motong kaki--kaki kompoonen yang tterlalu panjaang supaya rapi).

commit to user



3 3.6

Gamb bar Langkah h Pembuataan Kontrol Kecepatan K

Gam mbar (a)

Gambar (bb)

Gam mbar (c)

Gam mbar (d)

Gambar (ee)

Gam mbar (f)

Gambar 3.14(a-f) Gaambar Kontrruksi rangkaiian PWM

K Keterangan Gambar : G Gambar 3.1 14.a : Mulai pembuatan jalur rangkaian komponen kontrol kecepatan pada PCB k kemudaian m melubangi P PCB sesuai dengan d yang ada pada skkema rangkaaian kontrol k kecepatan unntuk menem mpatkan kaki-kaki kompo onen.

commit to user



Gambar 3.14.b : Mulai perakitan dimulai dari komponen paling kecil sampai bagian yang besar. Pemasangan komponen harus sesuai dengan yang ada pada skema rangkaian kontrol kecepatan. Gambar 3. 14.c : Setelah perakitan komponen paling kecil kemudian dilanjutkan memasang komponen yang besar sesuai dengan skema rangkain kontrol kecepatan. Gambar 3. 14.d : Setelah melakukan perakitan komponen dari yang paling kecil sampai bagian yang besar kemudian dilanjutkan dengan langkah penyolderan kaki-kaki komponen pada PCB. Gambar 3. 14.e : Melakukan penyolderan kaki-kaki komponen pada PCB dengan hati-hati dan tidak terlalu lama, karena jika terlalu lama dapat merusak komponen tersebut. Jika seluruh kaki komponen sudah di solder pada PCB kemudian memotong kakikaki komponen supaya rapi. Gambar 3. 14.f : Merangkai MOSFET secara paralel pada PCB. Mosfet yang terpasang pada PCB di pasangkan pada heatsink yang berupa alumunium, yang mana alumunium berfungsi sebagai pendingin.

commit to user



3.7

Sistem Operasi Kontrol Menggunakan Potensio sebagai kontrol yang mana output dari PWM berupa

siklus kerja ( duty cycle ). Masukan sinyal analog dari potensio pada rangkaian kontrol ini akan menghailkan sinyal yang terbaca pada osiloskop berupa gelombang kotak (divisi). Gelombang ini oleh potensio akan diatur periodenya sesuai dengan putaran potensiometer. Periode inilah yang menentukan kecepatan motor listrik, bilamana periodenya pendek maka kecepatan motor juga pelan, begitu juga sebaliknya.

3.8

Perakitan Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan

pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu komponen yang digabung dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan alat yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.

commit to user



commit to user



commit to user



Sebelum melakukan perakitan, hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai berikut : 1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan telah siap ukuran sesuai perencanaan. 2. Komponen-komponen standar siap pakai ataupun dipasangkan. 3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara pemasangannya. 4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing komponen yang tersedia. 5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan. Komponen – Komponen dari Alat ini adalah : 1. Motor Listrik 2. Baterai 12v, 100Ah 3. Kabel 4. Rangkaian PWM 5. Mur dan Baut 6. Bearing 7. Pedal Gas 8. Sekering ( Fuse ) 9. Kunci Kontak 10. Flanges 3.9

Perakitan Perangkat Kontrol Kecepatan dan Motor pada Mobil 1. Menyiapkan cardan 2. Memasang bearing pada flanges 3. Memasang flanges pada motor 4. Memasang motor pada cardan dan diikat dengan baut ǿ 14 mm 5. Memasang pedal gas pada mobil 6. Menempatkan baterai dan rangkaian PWM pada mobil 7. Menghubungkan baterai ke kontrol PWM dengan kabel 8. Menghubungkan pedal gas dengan potensio PWM dengan kabel kawat. 9. Kontrol kecepatan siap digunakan

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV DATA PERCOBAAN

4.1

Pengujian Motor Pada bagian ini akan dibahas pengujian pada motor. Tujuan dilakukan

pengujian terhadap motor ini adalah untuk mengetahui respon motor terbaik terhadap parameter arus dan kecepatan mobil. 4.1.1 Analisa gaya traksi kendaraan N

Ftraksi

Fgesek W Gambar 4.1 Gaya Yang Bekerja Pada Mobil Asumsi Berat beban: 1. Batere

: 75 N

2. Penumpang

: 150 N

3. Motor listrik

: 50 N

4. Bodi mobil

: 250 N

Berat total ( W ) = 525 ( N ) Beban pada mobil diasumsikan sebagai beban merata, dengan

s=

0,75

Dalam menentukan gaya traksi maksimum oleh tumpuan ban dengan jalan dapat ditentukan dari koefisien adhesi jalan dan parameter berat kendaraaan .

commit to user 46



Ftraksi =

s

.W

Ftraksi = 0,75 . 525 N = 393,75 N 4.1.3 Perhitungan Torsi dan Kecepatan Mobil Untuk mengetahui torsi, perlu dicari terlebih dahulu konstanta motornya, dengan diketahui nilai dari putaran motor (n) adalah 2300 Rpm dan tegangan yang digunakan (V) 36 volt dengan rumus ; V =k. =

=

. .

. .

= 240,73 rad / s k= k=

,

k = 0.149 N.m / A Torsi mesin = k x I = 0.149 N.m / A . 75 A = 11,21 N.m = 0,01121 kN.m Motor menggunakan = 3 Hp = 3 x 746 watt = 2238 watt

commit to user



Besarnya daya motor yang diperlukan untuk bergerak sangat ditentukan oleh besarnya gaya yang diperlukan agar mobil dapat berjalan dan kecepatan mobil berjalan. Besarnya kecepatan mobil seperti terlihat pada persamaan : v=

=

Ftraksi

2238 watt 393,75 N

= 5,68 m/s = 20,448 Km/jam Untuk pengujian daya tahan baterai untuk mensuplai beban digunakan baterai 12V 100 Ah yang disusun secara seri sehingga tegangan menjadi 36V dengan arus tetap yaitu 100 Ah. Diasumsikan arus input penuh 75 A.

Waktu Daya Tahan = = = 1,333 jam Jarak maksimal yang ditempuh ( s ) = v x t = 26,424 Km/jam x 1,333 jam = 35,223 Km

4.1.3

Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum Untuk menghitung sudut kemiringan maksimum, perlu diketahui terlebih

dahulu percepatannya. Maka dapat dicari dengan persamaan :

commit to user



W cos W sin W

Gambar 4.2 Analisis kemiringan maksimum v = V0 – a.t a= =

,

= 2,84 m/s2

F – Fgesek

=0

F

= Fgesek

m.a

= m.g Sin

52,5 Kg . 2,84 m/s2 Sin

= 52,5 . 10 m/s2 . Sin = 0,284 = 16,5o

Jadi sudut kemiringan maksimum mobil tidak dapat bergerak sebesar 16,5o.

commit to user



4 4.2

Pengu ujian Sinyall Sistem Tujuann pengujian sinyal adalah untuk mengetahui leebar pulsa pada p output

s sistem yang g telah termoodulasi. Sem mua pengujiaan sinyal dilakukan menggunakan d digital osilosskop . 4 4.2.1 Mencaari Nilai Frekuensi PW WM (Pulse Width W Modullation) Nilai frekueensi dari PW N WM s speed.

(Pulsee Width Moodulation) pada p keadaaan minimal

Volt

Waktu

G Gambar 4.3 sinyal PWM M pada keadaaan minimall speed M Menghitung g periode ( T ) dari hasiil pengukuraan, pada osilloskop menuunjuk pada 0 m s/Div.. 0.5 D Diketahui daata dari osilooskop sebagaai berikut : 1. Divissi (Div) = 3.3 Div T = 3,3 3 Div x 0.5 m s/Div = 1.665 m s = 1.665 x 10-3 F=

F=

-

= 606 6 Hz commit to user



4 4.2.2 Perhittungan tega angan yang digunakan

Volt

Wakttu

Gambarr 4.4 Sinyal PWM p pada osilosk kop menunju uk pada 4

.

D Diketahui daata dari osilooskop sebagaai berikut : 1. Divissi (Div) = 3 Div

V=4

x 3 Div

V = 12 volt 4 4.2.3 Perhittungan (%)Prosentase Lebar Pulsa Minimum m

Gambarr 4.5 Sinyal PWM

commit to user



( (%)Prosenta ase Lebar Puulsa Minimum m di cari saaat potensio ppada keadaaan minimal. P Pada osilosk kop menunjuuk pada 0,2 Div. D % duty cyclee (daur aktiff) minimum =

x 1000%

= 2.4%

4 4.2.4 Perhiitungan (%))Prosentasee Lebar Pulssa Maksimaal

0,25 5 Div

3 3,6 Div

Gambarr 4.6 Sinyal PWM ( (%)Prosenta ase Lebar Pulsa P maksim mum

di cari c

m maksimum. Pada osilosk kop menunjuuk pada 0.5 Div. D = % duty cy ycle (daur akttif) maksimuum =

=

x 100% x 100% 1

= 93%

commit to user

saat potensio pad da keadaan



4 4.3

Analissa Voltase Output O Pada bagian b ini diibahas penguujian putaraan motor darri range putaaran gas ¼

s sampai putaaran gas pennuh. Panjanng lintasan yang y digunaakan dalam percobaan s sepanjang 50 meter yan ng akan dibbagi menjadii 10 titik. P Pencatatan nilai n – nilai y yang diperluukan dilakukkan saat menncapai titik – titik tersebbut. Tujuan Analisa A ini a adalah untuk k mengetahuui voltase raata – rata keluaran dari ddriver yang menuju ke m motor. Semuua pengujian n dilakukan menggunaka m an multitesteer. D dari haasil pengukurran dapat dillihat dari tabbel berikut : Data 4 4.3.1 Tabel putaran gas ¼, dengan jarak j 50 m titik 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

t (detik) 4.3 3,7 3,2 2,8 2,9 3 2,9 2,9 3 3,1

V (Volt) 26 24 23 24 24 22 23 21 22 23

I (Amp pere) 52 48 46 48 48 44 46 42 44 46

R ((Ω) 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5 0..5

m/s ) v ( m 1,,16 1,,25 1,,33 1,,43 1,,47 1 1,5 1,,53 1,,55 1,,57 1,,57

Gam mbar 4.7 Grrafik hubunggan jarak dan n kecepatan ¼ putaran gaas

commit to user



44.3.2 Tabell putaran gass 1/2, dengann jarak 50 m titik 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

t (detik)) 3.2 2,9 2,9 2,5 2,4 2,5 2,3 2,1 2,1 2

V (Voltt) 28 28 28 27 27 28 28 27 26 27

I (Amp pere) 56 6 56 6 56 6 54 4 54 4 56 6 56 6 54 4 52 2 54 4

R (Ω) 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5 0 0.5

v ( m/s ) 1,5 1,63 1,67 1,7 1,79 1,82 1,87 1,92 1,96 2,00

Gam mbar 4.8 Graafik hubungan jarak dann kecepatan ½ putaran gas g

commit to user



44.3.3 Tabel putaran gas 3/4, dengann jarak 50 m titik 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

t (detik)) 2.8 2,4 2 1,5 1,1 1 1 1,1 0,99 0,98

V (Volt) 31 30 29 30 30 30 29 30 31 30

I (Am mpere) 6 62 6 60 5 58 6 60 6 60 6 60 5 58 6 60 6 62 6 60

R (Ω) R 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

v ( m/s ) 1,7 1,92 2,08 2,29 2,55 2,77 2,96 3,1 3,24 3,36

Gam mbar 4.9 Graafik hubungaan jarak dan kecepatan ¾ putaran gas g

commit to user



4 4.3.4 Tabel putaran gas penuh, denggan jarak 50 m titik

t (detikk)

V (Vo olt)

I (Am mpere)

R (Ω)

v ( m/s )

5

1.7

33

66

0 0.5

2,94

10

1,2

31

62

0 0.5

3,44

15

1

32

64

0 0.5

3,84

20

0,92

33

66

0 0.5

4,15

25

0,91

32

64

0 0.5

4,36

30

0,91

33

66

0 0.5

4,51

35

0,99

33

66

0 0.5

4,58

40

0,8

32

64

0 0.5

4,74

45

1

32

64

0 0.5

4,77

50

0,97

31

62

0 0.5

4,8

Gambar 4.10 4 Grafik hubungan h jarrak, waktu, dan d kecepataan putaran gaas penuh

Dari data taabel di atas di d peroleh haasil : tabel 4.3.1 dengan dataa putaran gass ¼, dengan jarak j 50 m m maka dipero oleh hasil : K Kecepatan raata-rata (Vr)) = =

commit to user



= 1,57 m/s = 5, 67 tabel 4.3.2 dengan data putaran gas , dengan jarak 50 m maka diperoleh hasil : Kecepatan rata-rata (Vr) = =

,

= 2,0 m/s = 7,2 tabel 4.3.3 dengan data putaran gas , dengan jarak 50 m maka diperoleh hasil : Kecepatan rata-rata (Vr) = =

,

= 3,36 m/s = 12,1 tabel 4.3.4 dengan data putaran gas penuh, dengan jarak 50 m maka diperoleh hasil : Kecepatan rata-rata (Vr) = =

,

= 4,8 m/s = 17,3 Berdasarkan pengujian di atas didapatkan hasil pada putaran gas ¼, dengan jarak 50 m diperoleh kecepatan rata-rata 5, 67 kecepatan rata-rata 7,2

, putaran gas

, putaran gas

diperoleh kecepatan rata-rata 12,1

, putaran gas penuh diperoleh kecepatan rata-rata 17,3

commit to user

diperoleh

.



4.6

Analisa Biaya

Biaya Komponen a. Komponen PWM NO

KOMPONEN

JUMLAH

TIPE

1

PCB

1

Single layer 10 x20

Rp HARGA Rp 3.900,00

2

Trimpot

10

50 kΩ

Rp 7.500,00

3

IC Timer

10

NE555

Rp 12.000,00

4

Transistor

5

C 9012

Rp 1.250,00

5

C 9013

Rp 1.000,00

5

Dioda

4

IN 4002

Rp 600,00

6

Kapasitor

2

Kapasitor kertas 104

Rp 200,00

2

Kapasitor keramik 2A 333k

Rp 400,00

6

100 kΩ

Rp 1.000,00

7

Resistor

8

Timah

5m

-

Rp 5.000,00

9

Kabel

1m

NYAF 1,5 ETERNA

Rp 2.100,00

JUMLAH

Rp

34.950,00

b. Komponen Power ( Rangkaian Mosfet) NO

KOMPONEN

JUMLAH

TIPE

1

PCB Fiber

5

PCB Fiber 10 x 10

Rp HARGA Rp 50.000,00

2

Resistor

50

5 Watt

Rp 25.000,00

1

25

4 Watt

1.250,00

3

T. Block

10

T. Block 2 P

Rp 16.000,00

4

Spaser besi

32

Spaser besi 2 cm

Rp 28.800,00

5

Fan DC

2

Dc 12 Volt

Rp 40.000,00

6

Kabel

2m

NYAF 1,5 ETERNA

Rp 4.200,00

commit to user

Rp



7

Isolator mosfet

25

-

RP 3.750,00

7

Mosfet

25

IRFP 460

Rp 587.500,00

8

Heatsink

5

-

Rp 30.000,00

JUMLAH

Rp 786.500,00

Biaya total pembuatan kontrol kecepatan : Rp 821.450,00.

c. Komponen Perlengkapan NO

KOMPONEN

JUMLA

TIPE

Rp

HARGA

H

1

Motor Listrik DC

1

3 HP 1 phase

Rp

9.750.000, 00

2

Baterai

3

12 Volt, 100 Ah

Rp

2.793.000, 00

3

Fuse

1

100 A

Rp

10.000, 00

4

Pedal Gas

1

-

Rp

125.000, 00

5

Kunci Kontak

1

-

Rp

30.000, 00

6

Bearing

1

6007Z

Rp

42.000, 00

7

Handle GZ RRT

1

63 A 0-2

Rp

80.000,00

8

Kabel

17 m 12 m 8m 2

NYAF 1.5 ETERNA NYAF 6 ETERNA NYAF 10 ETERNA Kabel paralel 75 cm

9

Rol Kabel

1

-

35.700,00 96.000,00 112.000,00 40.000,00 7000,00

10

Skun Kabel

6

Skun GAE 10-6 mm

13.200,00

12

Skun RF 2 – 5

4.800,00

4

Skun RF 3,5 – 4

2.000,00

2

Skun LK 1,5 mm

1200,00

20

Skun Garpu/Ring

14.000,00

5.5

commit to user



11

Amplas

1

-

2.500,00

12

Microswicth

2

Omron

300.000,00

13

Skun terminal

6 set

Utiluc

6.000,00

10

-

3.000,00

14

Selang

1m

-

6.000,00

15

Isolator

6

Vinyl 6 m V-5,5

1.500,00

10

Vinyl 10 m V-8

4.500,0

2

Counter 5 x 10

2

M8

4

BN 5 x 40

1.000,00

4

BN 6 x 20

1.200,00

4

BN 8 x 40

2.400,00

3

Baut L 6

3.000,00

4

M 12

8.000,00

16

Baut

800,00

17

Kabel Gas

1

-

30.000,00

18

Rumah sekering

1

-

5.000,00

13.542.200

JUMLAH

Biaya mesin bubut

Rp

20.000, 00

Biaya Dudukan Accu, Carger, Pedal gas

Rp

200.000,00

Biaya Perlengkapan

Rp

13.542.200,00

Biaya lain – lain

Rp Rp

commit to user

1.400,00

170.000,00 + 13.932.200,00


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil pembuatan kontrol kecepatan pada mobil listrik ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Mobil listrik ini bekerja dengan menggunakan motor penggerak dengan daya 3 hp, sumber tegangan 36 V 100 Ah dan putaran 2300 rpm. 2. Kontrol kecepatan pada mobil listrik menggunakan konsep PWM (Pulse Width Modulation). 3. Kontrol Kecepatan memiliki Frekuensi 606 Hz, dan tegangan 12 Volt. 4. Secara teoritis mobil memiliki kecepatan 26,424 Km/jam, diperoleh gaya traksi (Ftraksi) = 393,75 N. 5. Total biaya untuk membuat Kontrol kecepatan pada mobil listrik sebesar Rp 821.450,00. 6. Secara teoritis ketahanan batere diperoleh selama 1,333 jam dan dapat menempuh jarak 35,223 Km.

5.2 Saran 1. Kontrol kecepatan ini seharusnya menggunakan driver switching yang mampu terhadap arus besar sehingga sehingga kontrol kecepatan lebih awet. 2. Masih banyak terjadi kelemahan didalam kecepatan yang ditempuh sehingga harus mengurangi kapasitas angkut dari mobil listrik. 3. Diperlukan penempatan khusus terhadap sistem kontrol kecepatan, karena harus terhindar dari air.

commit to user 61

HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK : PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK

Recommend Documents