RANCANG BANGUN TAS RANSEL YANG DILENGKAPI INFRA MERAH BERBASIS PANEL SURYA

SKRIPSI

RANCANG BANGUN TAS RANSEL YANG DILENGKAPI INFRA MERAH BERBASIS PANEL SURYA

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh: Satria 20120120083

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2016

v Yang betanda tangan di bawah ini:

NAMA : Satria

NIM : 20120120083

Jurusan : Teknik Elektro

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa naskah skripsi ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 29 Agustus 2016

vi

MOTO DAN PERSEMBAHAN

MOTO:

“Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang memiliki ilmu pengetahuan”.

(Al-Mujadillah:11)

“Tiadanya keyakinanlah yang membuat orang takut menghadapi tatntangan; dan saya prcaya pada diri saya sendiri.”

(Muhammad Ali)

“Rasul SAW bersabda “yang paling baik di antara kamu adalah orang yang mau dan giat belajar al-qur’an serta mengajarkannya lagi”.

(H.R. Bukhori)

” Orang berilmu lebih utama daripada orang yang selalu berpuasa, shalat dan berjihad. Karena apabila mati orang berilmu, maka terdapatlah kekosongan dalam islam yang tidak dapat ditutup selain

oleh penggantinya yaitu orang berilmu juga”. ( Umar bin Khattab )

vii

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rakhmat dan hidayahnya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan dan kesabaran

untuk ku dalam mengerjakan skripsi ini.

Aku persembahkan cinta dan sayangku kepada Orang tua ku, kakakku dan abangku yang telah menjadi motivasi dan inspirasi dan tiada henti

memberikan dukungan do'anya buat aku. “Tanpa keluarga, manusia, sendiri di dunia, gemetar dalam dingin.”

Terimakasih yang tak terhingga buat dosen-dosen ku, terutama pembimbingku yang tak pernah lelah dan sabar memberikan bimbingan

dan arahan kepada ku.

Terimakasihku juga ku persembahkan kepada para sahabatku yang senantiasa menjadi penyemangat dan menemani disetiap hariku. “Sahabat merupakan salah satu sumber kebahagiaan dikala kita

merasa tidak bahagia.”

Teruntuk teman-teman angkatanku yang selalu membantu, berbagi keceriaan dan melewati setiap suka dan duka selama kuliah, terimakasih banyak. "Tiada hari yang indah tanpa kalian semua"

Aku belajar, aku tegar, dan aku bersabar hingga aku berhasil. Terimakasih untuk Semua ^_^

viii

KATA PENGANTAR

Assalammu’alaikum Wr.Wb.

Puji dan rasa syukur mendalam penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat limpahan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya maka skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Salam dan salawat semoga selalu tercurah pada baginda Rasulullah Muhammad SAW.

Skripsi yang berjudul " Rancang Bangun Tas Ransel Yang Dilengkapi Imfra Merah Berbasis Panel Surya Untuk Membantu Memperlancar Peredaran Darah Bagi Pengguna" ini kami susun untuk memenuhi persyaratan kurikulum sarjana strata-1 (S-1) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Penulis mengucapkan rasa terimasih yang sebesar-besarnya atas semua bantuan yang telah diberikan, baik secara langsung maupun tidak langsung selama penyusunan tugas akhir ini hingga selesai. Secara khusus rasa terimakasih tersebut kami sampaikan kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini dapat berjalan dengan lancar dan Tugas Akhir (Skripsi) ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

2. DITLITABMAS DIKTI yang telah memberikan dana hibah untuk kegiatan penelitian (research) Tugas Akhir (Skripsi).

3. Bapak Prof. Dr. Bambang Cipto, M.A. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

4. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadyah Yogyakarta.

5. Bapak Ramadoni Syahputra, S.T., M.T. sebagai Dosen Pembimbing I yang dengan sabar membimbing, membagi ilmunya dan mengarahkan penulis selama melaksanakan penelitian Tugas Akhir (Skripsi) hingga dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini.

6. Bapak Rama Okta Wiyagi, S.T., M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing II yang dengan sabar membimbing, membagi ilmunya dan mengarahkan penulis

ix

menyelesaikan penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini.

7. Bapak Jaza’ul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

8. Segenap Dosen pengajar di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, yaitu : Pak Jamal, Pak Rahmat, Pak Ramadoni, Pak Slamet, Pak Iswanto, Pak Rif’an, Pak Helman, Pak Fathul, Bu Anna, Pak Rama, Pak Tari, Pak Tony, Pak Bambang, Pak Munir, dll.

9. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, yaitu: Mas Maryono dan Mas Medi.

10.Staf Laboratorium Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, yaitu: Mas Indri dan Mas Nur.

11.Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terima Kasih.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir (Skripsi) ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk perbaikan dan pengembangan penelitian selanjutnya. Akhir kata semoga Tugas Akhir (Skripsi) ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan ilmu bagi para pembaca. Semoga Allah SWT meridhoi kita semua. Amin ya Rabbal Alamin,

Wassalammu’alaikum Wr.Wb.

Yogyakarta, 20 Agustus 2016

x

RANCANG BANGUN TAS RANSEL YANG DILENGKAPI IMFRA MERAH BERBASIS PANEL SURYA UNTUK MEMBANTU MEMPERLANCAR

PEREDARAN DARAH BAGI PENGGUNA Oleh:

Satria NIM. 20120120083 Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Jalan Lingkar Selatan Tamantirto, Kasihan, Bantul, Yogyakarta. 55183

E-mail: alawsatriaw@gmail.com

ABSTRAK

Infra bag ini dibuat karena banyaknya masalah yang di temukan pada pengguna tas ransel yang berbebankan beban yang berat. Tas ini di lengkapai dengan infra red sebagai terapi pada tubuh dan ice gel sebagai pendingin tubuh saat membawa beban yang berat dengan perjalanan yang jauh. Selain dapat di hidupkankan dengan daya listrik pln. Tas ini juga di lengkapi dengan panel surya sebagai pengisi daya pada beban listrik yaitu lampu infra rednya sendiri sehingga pada saat kita melakukan perjalanan jauh dan tidak mendapatkan daya listrik dari pln tas ini dapat mengisi daya batrainya dengan catu daya panel surya. Penggunaan sinar inframerah (infra-red) dalam bidang kesehatan sudah cukup banyak pada saat ini. Sinar Inframerah yang dapat menembus cukup dalam lapisan kulit telah terbukti secara efektif dapat memulihkan rasa sakit dan pegal akibat ketegangan otot atau pun persendian. Kehangatan sinar inframerah yang memberi rasa nyaman menembus kulit sehingga memperlancar aliran darah sekaligus menghangatkan otot. Pada saat otot menghangat, maka otomatis akan kendor dan rileks. Selain itu dengan meningkatnya sirkulasi darah yang membawa oksigen maka penyembuhan otot pun berlangsung dengan lebih cepat. Untuk menguji potensi inframerah tersebut, maka diperlukan penelitian yang mengkaji tentang kinerja inframerah pada otot pundak.

Kata kunci: Motor DC dengan Infra merah, Panel Surya, Tas Ransel, Gel Pendingin, Pegal.

xi

HALAMAN JUDUL ... I LEMBAR PENGESAHAN ... II HALAMAN PENGESAHAN I ... III HALAMAN PENGESAHAN II ... IV HALAMAN PERNYATAAN ... V MOTO DAN PERSEMBAHAN ... VI KATA PENGANTAR ... VII ABSTRAK ... IX DAFTAR ISI ... X DAFTAR GAMBAR ... XII DAFTAR TABEL ... XIII DAFTAR GRAFIK ... XIV

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang Masalah ... 1

1.2Perumusan Masalah ... 1

1.3 Batasan masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 2

1.5 Luaran Yang Diharapkan ... 3

1.6Manfaat ... 3

1.7 Metode Penelitian ... 3

1.8 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Akibat Membawa Tas Terlalu Berat bagi Kesehatan ... 5

2.2 Infra Merah ... 7

2.3 Gel pendingin atau Es Pack ... 13

2.4 Teknik Pemijatan Punggung (Back) ... 14

2.5 Motor DC ... 19

xii

2.6.1 Struktur Sel Surya ... 23

2.6.2 Jenis - jenis panel surya ... 25

2.6.3 Cara kerja sel surya ... 26

2.7 Baterai ... 28

2.8 Regulator Tegangan DC... 30

2.8.1 Pengaturan Tegangan (Voltage Regulations) ... 31

2.8.2 Dasar pengatur tegangan seri ... 33

2.8.3 Dasar pengatur tegangan paralel ... 36

2.8.4 Pengatur tegangan ic 78 xx ... 36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 39

3.1 Pengumpulan Data ... 39

3.1.1 Studi Pustaka (Literatur) ... 39

3.1.2 Wawancara ... 39

3.2 Tahap Penelitian ... 39

3.2.1 Desain ... 41

3.2.1.1 Alat dan Bahan ... 43

3.2.2 Studi Literatur ... 44

3.2.3 Evaluasi ... 44

3.2.4 Analisa ... 45

3.2.4.1 Analisa pengujian pengisian baterai ... 45

3.2.4.1.1 Pengisian melalui adaptor ... 45

4.2.4.1.2 Pengisian melalui panel surya ... 46

4.2.4.2 Analisa daya tahan baterai terhadap pemakaian ... 46

3.2.4.2.1 Analisa Daya Yang Mengalir Pada Beban ... 47

4.2.4.3 Analisis responden kelayakan tentang alat ... 48

3.2.4 Pembuatan Laporan ... 49

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA ... 50

4.1 Cara Pemakaian Alat ... 50

4.2 Pengecasan atau pengisian baterai ... 51

4.2.1 Pengecasan Memakai Adaptor ... 51

4.2.2 Pengecasan Memakai Panel Surya ... 53

xiii

4.5 Masalah yang Terjadi pada Saat Pegujian ... 60

4.6 Perubahan suhu pada gel pendingin ... 60

4.7 Responden penilain produk tas Infra Bag ... 62

BAB V PENUTUP ... 64

5.1 Kesimpulan ... 64

5.2 Saran dan Harapan ... 64

DAFTAR PUSTAKA ... 66 LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian painggang yang dipijat ... 15

Gambar 2.2 Motor DC ... 19

Gambar 2.3. Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total daya output. ... 22

Gambar 2.4 Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon sebagai semikonduktor ... 23

Gambar 2.5 Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron) ... 26

Gambar 2.6 Skema solarcell ... 27

Gambar 2.7 Baterai (aki) ... 29

Gambar 2.8 Line regulation ... 32

Gambar 2.9 Load regulation (Pengaturan beban) ... 33

Gambar 2.10 Diagram blok pengatur tegangan seri ... 34

Gambar 2.11 Rangkaian dasar pengatur tegangan seri... 35

Gambar 2.12 Pengatur tegangan seri dengan pembatas arus ... 35

Gambar 2.13 Diagram blok pengatur tegangan paralel ... 36

Gambar 2.14 Rangkaian dasar regulator 78XX ... 37

Gambar 2.15 Regulator 78XX dengan transistor eksternal ... 38

Gambar 3.1 Blok Diagram tahapan penelitian ... 40

Gambar 3.2 Blok diagram komponen alat ... 41

Gambar 3.3 Desain Alat ... 42

Gambar 3.4 Blok diagram pengukuran pengisian melalui adaptor ... 45

Gambar 3.5 Blok diagram pengukuran pengisian melalui panel surya... 46

Gambar 3.6 Blok diagram pengukuran pemakaian baterai ... 47

xv

Tabel 2.1 Data tegangan IC 78xx ... 37 Tabel 3.1 Tabel kuisoner penilaian terhadap Infra Bag ... 48 Tabel 4.1 Proses kenaikan tegangan saat pengisian baterai menggunakan

adaptor ... 52 Tabel 4.2 Proses kenaikan tegangan saat pengisian baterai menggunakan

panel surya ... 53 Tabel 4.3 Lama pemakaian baterai beban terpasang ... 56 Tabel 4.4 Lama pemakaian baterai beban pemijat dan infra merah ... 58 Tabel 4.5 Lama pemakaian baterai dengan beban handphone dan kipas

laptop ... 59 Tabel 4.6 Perubahan suhu gel pendingin ... 61 Tabel 4.7 Total hasil responden terhadap produk tas ... 62

xvi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Pengaruh tegangan dan arus pada saat pengisian baterai

per waktu pengisian menggunakan adaptor ... 52 Grafik 4.2 Pengaruh tegangan dan arus pada saat pengisian baterai

per waktu pengisian menggunakan panel surya ... 54 Grafik 4.3 Perbandingan perubahan tegangan saat pengisian saat

menggunakan antara adaptor dan panel surya ... 55 Grafik 4.4 Perubahan tegangan dan arus pada saat pemakaian baterai

ke beban maksimal ... 56 Grafik 4.5 Perubahan tegangan dan arus pada saat pemakaian

baterai ke beban pamijat dan infra merah ... 59 Grafik 4.6 Perubahan tegangan dan arus pada saat pemakaian

baterai ke beban handphone dan kipas laptop ... 60 Grafik 4.7 Perubahan suhu gel pendingin ... 61

x

Satria NIM. 20120120083 Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Jalan Lingkar Selatan Tamantirto, Kasihan, Bantul, Yogyakarta. 55183

E-mail: alawsatriaw@gmail.com

ABSTRAK

Infra bag ini dibuat karena banyaknya masalah yang di temukan pada pengguna tas ransel yang berbebankan beban yang berat. Tas ini di lengkapai dengan infra red sebagai terapi pada tubuh dan ice gel sebagai pendingin tubuh saat membawa beban yang berat dengan perjalanan yang jauh. Selain dapat di hidupkankan dengan daya listrik pln. Tas ini juga di lengkapi dengan panel surya sebagai pengisi daya pada beban listrik yaitu lampu infra rednya sendiri sehingga pada saat kita melakukan perjalanan jauh dan tidak mendapatkan daya listrik dari pln tas ini dapat mengisi daya batrainya dengan catu daya panel surya. Penggunaan sinar inframerah (infra-red) dalam bidang kesehatan sudah cukup banyak pada saat ini. Sinar Inframerah yang dapat menembus cukup dalam lapisan kulit telah terbukti secara efektif dapat memulihkan rasa sakit dan pegal akibat ketegangan otot atau pun persendian. Kehangatan sinar inframerah yang memberi rasa nyaman menembus kulit sehingga memperlancar aliran darah sekaligus menghangatkan otot. Pada saat otot menghangat, maka otomatis akan kendor dan rileks. Selain itu dengan meningkatnya sirkulasi darah yang membawa oksigen maka penyembuhan otot pun berlangsung dengan lebih cepat. Untuk menguji potensi inframerah tersebut, maka diperlukan penelitian yang mengkaji tentang kinerja inframerah pada otot pundak.

Kata kunci: Motor DC dengan Infra merah, Panel Surya, Tas Ransel, Gel Pendingin, Pegal.

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Tas adalah kemasan atau wadah berbentuk persegi dan sebagainya, biasanya bertali, dipakai untuk menaruh, menyimpan, atau membawa sesuatu. Berbagai dan model sudah banyak dipasaran, dan setiap tas memiliki kegunaan yang berbeda-beda seperti tas punggung untuk pergi, sekolah, dan ada juga tas yang hanya dijinjing serta berbagai jenis tas yang lainnya. Setiap orang memiki kebutuhan tas yang berbeda sesuai banyak barang yang dibawa seperti pada tas punggung yang membawa barang-barang yang banyak, akibat hal tersebut penggunanya akan merasakan pegal-pegal atau nyeri otot.

Menurut Dr Rob Danoff, seorang dokter ahli tulang yang menjabat sebagai komisi keamanan produk konsumen di Amerika Serikat (dalam The Huffington Post, sumber), ada berbagai sakit yang dapat diderita anak ketika dia membawa tas punggung dengan beban yang berlebih, di antaranya sakit punggung, sakit pinggang, sakit tumit, dan sakit leher. Sakit itu bisa karena beban terlalu berat, bisa juga karena tubuh berusaha berposisi sesuai beban, yang bukan posisi normal, atau tubuh bergerak tidak normal karena badan menyesuaikan diri terhadap beban. Mungkin terdengar sepele bagi kita dan sebagian mungkin berfikir kan latihan biar biasa mikul beban, biasa hidup prihatin.

Ada beberapa cara untuk meredakan rasa pegal,seperti dengan teknik pemijatan, pembekamaan yang biasa di digunakan oleh kalangan agama islam, teknik menggunakan gelombang elektromagnetik dan sinar inframerah dan masih banyak teknik yang digunakan di seluruh dunia dari yang tradisonal sampai modern. Salah satu cara yang paling efektif untuk menghilangkan rasa pegal pada saat ini adalah dengan menggunakan sinar inframerah.

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah dalam tugas akhir/skripsi dalam bidang rancang bangun ini adalah

1. Bagaimana membuat tas ransel yang tidak menyebabkan rasa pegal apabila dalam waktu pemakaian yang lama?

2. Bagaimana merancang dan membuat Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)?

3. Bagaimana cara kinerja Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)?

4. Apa fungsi dari pemakaian Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)?

1.3 Batasan masalah

Untuk penulisan yang optimal, maka pokok-pokok masalah akan dibatasi dalam skripsi ini meliputi:

1. Solar cell yang digunakan merupakan solar cell berkapasitas 10 watt peak 2. Baterai yang digunakan bertegangan 6 volt 4.5 Ampere Hour

3. Motor DC dan Led infra merah bertegangan 2 Volt dan Arus 2 Ampere 5. Sampel pengujian hanya dilakukan terhadap 5 orang

6. Pengujian alat tidak mencangkup uji kesehatan klinis tapi hanya pendapat pengguna tas Infra Bag

1.4 Tujuan

Tujuan dari tugas akhir/skripsi dalam bidang rancang bangun ini adalah: 1. Merancang dan membuat tas ransel yang tidak menyebabkan pegal

2 Mengetahui rancangan dan membuat Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

3. Mengetahui cara kinerja Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

4. Mengetahui fungsi dari pemakaian Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

3

1.5 Luaran Yang Diharapkan

1. Prototipe Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

2. Membuat artikel ilmiah tentang pemakaian Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

3. Menghak patenkan alat Infra Bag (Tas Ransel Yang Dilengkapi Infra Merah Berbasis Panel Surya)

1.6Manfaat

Kegunanaan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Membantu pemakai yang sering membawa beban berat dan penggunaan dalam waktu yang lama

2. Bagi masyarakat : memperingankan rasa pegal saat berpergian jauh dan tidak takut kehabisan baterai gadget ketika berpergian membawanya

1.7 Metode Penelitian

Tahapan-tahapan penelitian yang akan digunakan adalah:

1. Studi Pustaka

Studi Pustaka dilakukan untuk mendapatkan landasan informasi sebagai bahan acuan dalam melakukan perencanaan, percobaan, pembuatan, dan penyusunan tugas akhir.

2. Perancangan Sistem dan Implementasi

Dilakukan dengan merancang blok diagram, membuat skematik rangkaian menjadi suatu sistem yang lengkap, membuat prototype sistem, serta mencoba mengimplementasikan sistem yang telah dibuat.

3. Riset Internet

Riset internet merupakan metode yang penulis gunakan dalam pengumpulan data danlaporan. Karena internet merupakan sumber informasi yang lengkap, dan dapat diakses kapan saja dan dimana saja.

1.8 Sistematika Penulisan

Untuk memberikan kemudahan dalam memahami penulisan skripsi ini, maka sistematika penulisan dikelompokkan ke dalam lima bagian, yaitu:

BAB I. PENDAHULUAN.

Bab ini berisikan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan kontribusi serta sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang publikasi penelitian terdahulu, pemaparan teori dasar tentang sistem, dan komponen yang digunakan dalam perancangan alat.

BAB III. METODOLOGI PERANCANGAN

Bab ini berisi blok diagram perancangan alat, penjelasan prinsip kerja alat, desain sistem rangkaian elektronik, intrumentasi alat dan pemrograman.

BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN IMPLEMENTASI ALAT

Bab ini akan menjelaskan tentang pembahasan cara kerja alat dan hasil pengujian sistem, serta pengujian sistem secara keseluruhan.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN.

Bab ini merupakan kesimpulan dari keseluruhan isi laporan dan memuat saran-saran untuk pengembangan alat dikemudian hari.

5 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tim ilmuwan Zhong Lin Wang, tim ini menciptakan sebuah ransel yang dapat menangkap energi mekanik dari gerakan alami yang dihasilkan manusia ketika manusia berjalan, menjadi energi listrik. Teknologi ini mungkin akan mengubah cara kita mengisi daya ke perangkat elektronik. Dengan demikian, beban sumber energi listrik bisa semakin ringan dan kebutuhan tetap terpenuhi.

Mahasiswa Universitas Surabaya (Ubaya) Jurusan Desain Manajemen Produk (Fakultas Industri Kreatif) dan Jurusan Teknik Industri (Fakultas Teknik), memperkenalkan temuan inovasi untuk backpack. Satu diantara backpack berfungsi untuk alat charger, sedangkan backpack lainnya dapat berguna untuk meja laptop. Penciptanya adalah tiga serangkai Cindy Eleanora (mahasiswi Desain Manajemen Produk angkatan 2011), Evita Tania (mahasiswi Teknik Industri angkatan 2010) dan Stella Felicia (Desain Manajemen Produk angkatan 2010), berhasil memenangkan gelar Best of the Best pada Lomba Perancangan Tas Nasional 2012 yang berlangsung di Bandung.

2.1 Akibat Membawa Tas Terlalu Berat bagi Kesehatan

Tas merupakan perlengkapan yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Fungsi tas adalah sebagai wadah suatu barang berharga sehingga lebih aman dan mudah dibawa. Selain itu, tas juga membuat lebih efisien saat membawa barang, misalnya saat berpergian atau ke sekolah. Banyak macam tas berdasarkan jenis dan fungsi masing – masing tas, salah satunya tas rangsel dan tas selempang. Tas rangsel biasa digunakan oleh para pelajar, pendaki gunung, atau para traveler untuk membawa barang berharga dan karena mudah dibawa. Menggunakan tas ransel dengan cara digendong karena sudah ada dua tali tas yang sudah melekat pada tas agar tidak jatuh saat dibawa. Sedangkan tas selempang biasa digunakan oleh para pelajar dan terutama wanita. Namun, penggunaan tas tersebut dengan barang

bawaan yang berat dapat mengalami gangguan kesehatan yang sering dialami oleh kebanyakan orang, seperti cepat capek dan nyeri punggung.

Menurut Dr Rob Danoff, seorang dokter ahli tulang yang menjabat sebagai komisi keamanan produk konsumen di Amerika Serikat (dalam The Huffington Post, sumber), ada berbagai sakit yang dapat diderita anak ketika dia membawa tas punggung dengan beban yang berlebih, di antaranya sakit punggung, sakit pinggang, sakit tumit, dan sakit leher. Sakit itu bisa karena beban terlalu berat, bisa juga karena tubuh berusaha berposisi sesuai beban, yang bukan posisi normal, atau tubuh bergerak tidak normal karena badan menyesuaikan diri terhadap beban. Mungkin terdengar sepele bagi kita dan sebagian mungkin berfikir kan latihan biar biasa mikul beban, biasa hidup prihatin. Dalam hal ini saya setuju bahwa anak kadang harus beajar hidup prihatin namun sebisa mungkin disesuaikan dengan kemampuan dia. Dampak buruk & efek negatif menggunakan tas ransel dan tas selempang berat bagi tubuh di antaranya yaitu:

1. Mengganggu Pertumbuhan

Menggunakan tas yang memiliki berat melebihi berat badan dapat mengganggu pertumbuhan, terutama pada anak – anak. Saat usia ini, tulang masih dalam proses pertumbuhan dan akan mengalami gangguan apabila mengangkat beban lebih berat dari berat badannya. Sehingga mengakibatkan berbagai gangguan pada tulang, seperti bungkuk atau tulang tidak dapat tumbuh dengan normal. Oleh karena itu, hindari menggunakan tas dengan berat berlebih terutama pada anak – anak dan masukan barang yang sekiranya berharga saja. Sebab anak – anak hanya dapat mengangkat suatu benda hanya sekitar 10% - 20% dari berat tubuh.

2. Menyebabkan Scoliosis

Scoliosis merupakan penyakit pada tulang punggung yang membengkok ke kanan atau ke kiri sebab terlalu berat sebelah membawa tas atau barang. Penyakit ini dapat terjadi pada para wanita, sebab tas yang dibawa bukan tas rangsel, melainkan tas model selempang yang menggunakan satu bagian tubuh yaitu bagian bahu. Alhasil tubuh akan mengikuti berat tas yang di bawa dengan itu secara lama kelamaan mengakibatkan tulang punggung dan bahu membengkok ke samping atau scoliosis. Untuk menghindari gangguan pada tulang ini, sebaiknya bawalah tas

7

yang di dalamnya terisi barang yang memang sangat diperlukan saja dan gunakan tas tersebut secara bergantian dengan bagian bahu lainnya.

3. Menyebabkan Sakit Punggung

Selain mengakibatkan scoliosis dan bungkuk, membawa tas berat dapat mengakibatkan nyeri dan sakit pada punggung. Hal ini dapat terjadi pada orang dewasa sebab kondisi tulang yang sudah tidak begitu kuat dan kepadatan tulang mulai terkikis. Untuk itu, mengkonsumsi makanan atau minuman yang mengandung kalsium dan vitamin D, K dapat menguatkan tulang serta mengembalikan kepadatan tulang di usia tua.

2.2 Infra Merah

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari bahan penyaring optis yang akan digunakan untuk mengurangi kecerahan gambar matahari pada teleskop tata surya

1. Karakteristik

 Tidak dapat dilihat oleh manusia

 Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

 Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

 Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

2. Jenis-jenis inframerah berdasarkan panjang gelombang

 Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm

 Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm

 Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm 3. Kegunaan Inframerah dalam kehidupan

a. Kesehatan

 Mengaktifkan molekul air dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul air. Sehingga, ketika molekul tersebut pecah maka akan terbentuk molekul tunggal yang dapat meningkatkan cairan tubuh.

 Meningkatkan sirkulasi mikro. Bergetarnya molekul air dan pengaruh inframerah akan menghasilkan panas yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar, dan meningkatkan suhu kulit, memperbaiki sirkulasi darah dan mengurani tekanan jantung.

 Meningkatkan metabolisme tubuh. jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat, racun dapat dibuang dari tubuh kita melalui metabolisme. Hal ini dapat mengurangi beban liver dan ginjal.

 Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.

 Inframerah jarak jauh banyak digunakan pada alat-alat kesehatan. Pancaran panas yang berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh dapat dijadikan sebagai informasi kondisi kesehatan organ tersebut. Hal ini sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis kondisi pasien sehingga ia dapat membuat keputusan tindakan yang sesuai dengan kondisi pasien tersebut. Selain itu, pancaran panas dalam intensitas tertentu dipercaya dapat digunakan untuk proses penyembuhan penyakit seperti cacar. Contoh penggunaan inframerah yang menjadi trend saat ini adalah adanya gelang kesehatan. Dengan memanfaatkan inframerah jarak jauh, gelang tersebut dapat berperang dalam pembersihan dalam tubuh dan pembasmian kuman atau bakteri.

9

b. Bidang komunikasi

 Adanya sistem sensor inframerah. Sistem sensor ini pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media komunikasi yang menghubungkan antara dua perangkat. Penerapan sistem sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar pada sistem ini terdiri atas sebuah LED inframerah yang telah dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

 Adanya kamera tembus pandang yang memanfaatkan sinar inframerah. Sinar inframerah memang tidak dapat ditangkap oleh mata telanjang manusia, namun sinar inframerah tersebut dapat ditangkap oleh kamera digital atau video handycam. Dengan adanya suatu teknologi yang berupa filter iR PF yang berfungi sebagai penerus cahaya infra merah, maka kemampuan kamera atau video tersebut menjadi meningkat. Teknologi ini juga telah diaplikasikan ke kamera handphone

 Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop

 Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV. Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya relatif murah, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterfensi oleh cahaya matahari.

 Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh. Inframerah dapat bekerja dengan jarak yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10 meter dan tidak ada penghalang)

 Sebagai salah satu standardisasi komunikasi tanpa kabel. Jadi, inframerah dapat dikatakan sebagai salah satu konektivitas yang berupa perangkat nirkabel yang digunakan untuk mengubungkan atau transfer data dari suatu perangkat ke parangkat lain. Penggunaan inframerah yang seperti ini dapat

kita lihat pada telepon genggam dan laptop yang memiliki aplikasi inframerah. Ketika kita ingin mengirim berkas ke telepon genggam, maka bagian infra harus dihadapkan dengan modul inframerah pada PC. Selama proses pengiriman berlangsung, tidak boleh ada benda lain yang menghalangi. Fungsi inframerah pada telepon genggam dan laptop dijalankan melalui teknologi IrDA (Infrared Data Acquition). IrDA dibentuk dengan tujuan untuk mengembangkan sistem komunikasi via inframerah.

Kelebihan inframerah dalam pengiriman data

 Pengiriman data dengan infra merah dapat dilakukan kapan saja, karena pengiriman dengan inframerah tidak membutuhkan sinyal.

 Pengiriman data dengan infra merah dapat dikatakan mudah karena termasuk alat yang sederhana.

 Pengiriman data dari ponsel tidak memakan biaya (gratis) Kelemahan inframerah dalam pengiriman data

 Pada pengiriman data dengan inframerah, kedua lubang inframerah harus berhadapan satu sama lain. Hal ini agak menyulitkan kita dalam mentransfer data karena caranya yang merepotkan.

 Inframerah sangat berbahaya bagi mata, sehingga jangan sekalipun sorotan inframerah mengenai mata

 Pengiriman data dengan inframerah dapat dikatakan lebih lambat dibandingkan dengan rekannya Bluetooth.

c. Bidang keruangan

Inframerah yang dipancarkan dalam bentuk sinar inframerah terhadap suatu objek, dapat menghasilkan foto inframerah. Foto inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu lukisan

11

panas dari suatu gedung dapat digunakan untuk mengetahui dari zona bagian mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihann sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.

d. Bidang Industri

 Lampu inframerah. Merupakan lampu pijar yang kawat pijarnya bersuhu di atas ±2500°K. hal ini menyebabkan sinar inframerah yang dipancarkannya menjadi lebih banyak daripada lampu pijar biasa. Lampu infra merah ini biasanya digunakan untuk melakukan proses pemanasan di bidang industri.

 Pemanasan inframerah. Merupakan suatu kondisi ketika energi inframerah menyerang sebuah objek dengan kekuatan energi elektromagnetik yang dipancarkan di atas -273 °C (0°K dalam suhu mutlak). Pemanasan inframerah banyak digunakan pada alat-alat seperti, pemanggang dan bola lampu (90% panas – 10% cahaya).

 Fakta Medis Manfaat Terapi Sinar Inframerah Jauh

Selama 25 tahun terakhir, para peneliti Jepang dan Cina dan dokter telah menyelesaikan penelitian yang luas pada perawatan medis dengan sinar inframerah jauh dan melaporkan banyak penemuan yang menakjubkan. Di Jepang, ada Far Infrared Society terdiri dari dokter dan terapis fisik yang didedikasikan untuk penelitian inframerah jauh. Temuan mereka mendukung beberapa manfaat kesehatan dari terapi Far Infrared sebagai metode penyembuhan dengan kemampuan yang menakjubkan di antaranya:

1) Terapi Sinar Inframerah jauh meningkatkan sirkulasi darah dan suplai oksigen ke jaringan yang rusak (membantu pengurangan nyeri sendi dan otot kronis atau cedera olahraga), mempromosikan relaksasi dan kenyamanan, menyebabkan tidur dan mengurangi stres. .

2) Peneliti medis Jerman menyimpulkan satu sesi terapi inframerah jauh selama lebih dari 1 jam dapat memiliki penurunan yang signifikan dari tekanan darah

berkat pelebaran pembuluh perifer . Mereka juga mencatat bahwa viskositas darah meningkat. Setelah 1 jam cahaya inframerah jauh, ada penurunan yang signifikan dari tekanan darah - resistensi ejeksi jantung - resistensi perifer total - dan peningkatan yang signifikan dari denyut jantung, stroke volume, cardiac output, dan fraksi ejeksi.

3) Pengaruh Terapi Sinar Inframerah Jauh - Bab 9 Terapi Panas dan Dingin, Edisi Keempat, Editor Justus F. Lehmann, MD, Williams, dan Wilkin menyebutkan bahwa terapi panas inframerah berkhasiat sebagai berikut:

1. Mengurangi kekakuan sendi. 2. Meredakan kejang otot. 3. Meningkatkan aliran darah. 4. Menghilangkan nyeri.

5. Meredakan cedera jaringan lunak.

6. Meningkatkan elastisitas jaringan kolagen.

7. Membantu dalam menyembuhkan pembengkakan, edema, dan eksudat.

4) Sinar Inframerah Jauh dan Kesehatan Arteri : Bila biasanya Arteri normal adalah halus halus, maka, lapisan arteri yang tidak sehat menjadi tebal dan yang kasar oleh endapan lemak, fibrin, kalsium dan puing-puing seluler, itu mengurangi kemampuan arteri untuk mengembang dan berkontraksi, dan memperlambat gerakan darah melalui saluran menyempit. Kondisi ini membuat lebih mudah bagi gumpalan darah terbentuk, memblokir arteri dan menghentikan aliran darah sepenuhnya. Panas sinar inframerah mampu menetralisir racun darah dan membuat halus kondisi dinding arteri, kapiler dan vena.

Manfaat Terapi Sinar Inframerah Jauh :

 Meningkatkan sirkulasi mikro dengan mengerahkan efek rotasi dan vibrasi yang kuat pada tingkat molekuler.

 Meningkatkan pengiriman oksigen dan nutrisi dalam sel darah ke daerah jaringan lunak tubuh.

13

 Meningkatkan regenerasi dan penyembuhan cepat.

 Meningkatkan metabolisme antara darah dan jaringan.

 Meningkatkan fungsi sel darah putih, sehingga meningkatkan respon imun dan penghapusan patogen asing dan produk limbah selular.

 Menghapus akumulasi toksin dengan meningkatkan sirkulasi getah bening yang sering merupakan inti dari berbagai masalah kesehatan.

 Merangsang hipotalamus, yang mengontrol produksi zat kimia saraf yang terlibat dalam proses biologis seperti tidur, mood, sensasi rasa sakit, dan tekanan darah.

2.3 Gel pendingin atau Ice Pack

Ice pack adalah pengganti biang es (dry ice) atau es. Bentuknya berupa gel dalam kontener yang tidak mudah pecah atau bocor. Jika biang es digunakan maka akan habis dan berubah menjadi gas karbon diosida, sehingga hanya dapat digunakan sekali saja. Coolpack dapat digunakan berkali-kali dengan hanya mendinginkan kembali kedalam lemari pembuat es (freezer).

Keuntungan menggunakan ice pack :

1. Ice pack memiliki indikator warna, apabila telah siap dipakai maka warnanya akan berubah menjadi keputih-putihan.

2. Ice pack dapat digunakan berkali-kali, ekonomis dan efektif, dianjurkan untuk mengganti cairan/gel didalam coolpack minimal 1 (satu) kali setiap tahunnya.

3. Ice pack sangat fleksibel, bisa berbentuk plat plastik atau kantung plastic, sesuai dengan kebutuhan. Semua dalam kemasan yang tidak mudah bocor atau pecah.

4. Ice pack mengandung anti mikroba yang dapat menimbulkan terjadinya jamur, lumut, bau dan bakteri.

6. Ice pack aman, ramah lingkungan dan tidak beracun. 7. Memiliki daya tahan pendinginan hingga 12 jam.

Proses pembekuan ICE PACK :

1) Freezer yang disarankan untuk membekukan ice pack adalah freezer jenis Contact Freezer, yaitu freezer yang memiliki rak-rak dengan lapisan evaporator disetiap raknya.

2) Semakin besar kompresor yang dimiliki oleh freezer akan memberikan hasil pembekuan yang semakin baik, bahkan beberapa jenis contact freezer memiliki dua buah kompresor.

3) Penggunaan freezer biasa (Crest Freezer) tidak disarankan untuk pmbekuan dan cair, tetapi dapat digunakan untuk pembekuan ulang (recharge) dengan cara menempelkan ice pack pada bagian yang memiliki evaporator. Itupun hanya 25% sampai dengan 35% dan kapasitas yang dimilikinya selama 12 jam. 4) Pembekuan ice pack dan cair menjadi beku dengan menggunakan Crest

Freezer dapat dilakukan hanya dengan mengisi 10% sampai den1gan 15% dan pada kapasitas Crest Freezer selama 24 jam. Pembekuan yang berlebihan dapat menyebabkan rusaknya kompresor.

5) Disarankan freezer yang digunakan untuk membekukan atau membekukan kembali ice pack adalah freezer yang tidak dicampur penggunaanya untuk keperluan lain, seperti menyimpan makanan atau minuman.

2.4 Teknik Pemijatan Punggung (Back)

Sakit pinggang dapat juga disebabkan oleh pengaruh suatu penyakit, seperti gangguan ginjal, penyakit jantung, kanker, penyakit tulang, atau gangguan metabolik. Sakit pinggang yang disebabkan oleh penyakit ginjal biasannya karena adanya kelainan pada air kemih. Kelainan tersebut berupa darah dalam air kemih karena kerusakan dinding saluran ginjal akibat luka yang ditimbulkan oleh batu ginjal, cara pengobatannya dapat dilakukan pemijatan, bagian yang harus dipijat diantaranya punggung dan pinggang bagian-bagian tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.1.

15

Gambar 2.1 Bagian-bagian painggang yang dipijat (Anonim, 2016) Adapun beberapa teknik teknik pemijatan punggung yang dilakukan sebagai penghilang rasa sakit di punggung diantaranya:

(1) Effleurage di seluruh punggung

Gerakan diawali mengusap punggung bagian bawah di atas bokong meng-gunakan kedua tangan. Masing – masing tangan mengurut sisi punggung.Gerakan tangan menuju ke arah leher. Ketika tangan mencapai ujung atas punggung, tangan di-pisahkan ke arah luar melewati bahu. Tangan dikembalikan ke posisi awal, tangan diluncurkan tanpa tekanan.

2) Effleurage menyamping di seluruh punggung

Kedua tangan ditaruh mendatar di bagian tengah punggung bawah di atas bokong, dengan kedua pangkal tangan saling bersisikan. Gerakkan ke dua tangan ke arah sisi tubuh dengan menggunakan pangkal ta-ngan. Gerakan diulang menuju ke atas punggung sampai seluruh punggung terurut.

3) Friction pada otot-otot punggung

Ujung jempol diposisikan pada dua lekukan tulang punggung yang tampak di dasar punggung, kemudian melaku-kan gerakan memutar dan tidak boleh melakukan tekanan langsung pada punggung. Usahakan jarak antara kedua sama ketika kedua tangan merambah menuju ke bagian atas punggung. Gerakan melingkar ke arah luar dilakukan dengan perlahan tapi tegas, dan menyusup ke dalam ketika jari jempol ‘mencari’ simpul otot. Jika melakukannya dengan benar, maka jempol akan terasa sakit setibanya di bagian leher. Kemudian kembali ke awal dengan gerakan yang ringan.

4) Meluncurkan jempol pada punggung

Bantalan jempol diletakkan pada lekukan punggung lagi, dan jempol diluncurkan ke arah atas menuju leher dengan tekanan yang kuat. Pada saat luncuran ke arah bawah, tekanan jempol dikurangi dengan tekanan yang lebih ring

5) Mengurut otot-otot tulang punggung.

Mulai dari wilayah bokong, pijat pada satu sisi menggunakan gerakan menggosok dan mendorong dengan kedua tangan berganti-ganti. Ikuti gerakan sepanjang lengan, dengan menuju ke arah atas sampai bahu lalu turun lagi, tidak memijat langsung pada tulang punggung. Gerakan diulangi dengan menggosok pada sisi lain dari punggung.

6) Gerakan effleurage menyamping

Gerakan langkah kedua diulagi tetapi hanya di wilayah bagian bawah punggung dan bokong.

7) Gerakan friction pada iliac crest (bagian atas pinggul)

Bantalan jempol diletakkan kembali pada lekukan tulang punggung. Lalu melakukan gerakan memutar yang dalam melewati iliac crest bagian atas pinggul.

17

8) Gerakan memutar pada bokong

Salah satu tangan ditempatkan mendatar pada sacrum (tulang ekor) dan taruh tangan satunya di atas tangan pertama, lalu tangan pertama diputar dengan gerakan menuju bokong kanan dan kembali ke sacrum. Kemudian gerakan diulangi dengan memutar ke arah bokong kiri dan kembali lagi ke sacrum.

9) Meremas (petrissage) bagian bawah punggung dan bokong

Meremas dari sisi yang berlawanan dengan klien. Pada bokong bagian bawah punggung. Pijat otot-ototnya perlahan dan sepenuhnya saat meremas, menggelindingkan dan memeras bokong tersebut. Gerakan ini diulangi pada sisi bagian bokong lainnya.

10) Tapotement

Pijat cupping dengan telapak tangan dilengkung-kan membentuk “mangkuk” dan gerakan pijat hacking dengan cara memukul-mukul mengguna-kan sisi tangan, pada bokong, atau dapat juga memukul dan memalu ringan bagian ini dengan tangan terkepal.

11) Effleurage

Pijat effleurage pada seluruh punggung meng-gunakan tekanan yang kuat saat gerakan ke atas, dan lembut sampai gerakan kembali turun.

12) Gerakan lingkar pada bahu

Taruh satu tangan mendatar di atas tangan lainnya lalu dengan kedua tangan, gerakkan tangan bertumpuk tersebut melingkar sekeliling tulang belikat, sampai bahu terasa hangat dan lemas.

Badan pada posisi melengkung dan lengan berada di punggung agar lebih mudah melihat tulang belikat. Jika posisi ini tidak nyaman, maka lengan boleh ditaruh di samping tubuh dengan gerakan memutar meng-gunakan tekanan di sekeliling tulang belikat. Ketika akan ‘mencair-kan’ simpul-simpul saraf, menggunakan gerakan friction melingkar beberapa kali. Langkah ini dilakukan pada kedua belah tulang belikat.

14) Petrisage pada bahu

Gerakan-gerakan secara ritmik dilakukan pada bagian atas bahu: mencomot, meremas, dan memeras otot-otot bahu dan sekitarnya menggunakan dua tangan bergantian.

15) Mengeringkan wilayah bahu

Untuk menghilangkan racun-racun tubuh yang dikeluarkan melalui ketiak, lakukan pijat effleurage dengan kuat dari arah bagian dalam tulang belikat ke arah luar dan bawah simpul-simpul limfa di ketiak.

16) Melemaskan leher

Kepala klien bertumpu pada kedua tangannya agar tulang Iehernya lurus. Sebuah handuk kecil digulung dan Ietakkan di keningnya agar klien merasa nyaman. kedua telapak tangan ditaruh menghadap ke bawah pada kontur tulang leher, otot-otot leher dicomot dan diremas perlahan dan hati-hati menggunakan seluruh telapak tangan, bukan hanya jari-jari tangan, karena akan menghasilkan rasa sakit seperti cubitan pada klien.

17) Effleurage

19

2.5 Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut:

Bagian Atau Komponen Utama Motor DC

 Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

 Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi.  Commutator merupakan komponen utama yang ditemukan dalam motor

DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Contoh gambar motor dc dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

 Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan

 Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gaya Elektromagnetik (E)

Torque (T) :

Dimana:

E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan

N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik

Ia = arus dinamo

K = konstanta persamaan

 Jenis-Jenis Motor DC

Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.

Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited, Pada jenis motor DC sumber daya sendiri di bagi menjadi 3 tipe sebagi berikut:

1. Motor DC Tipe Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

21

 Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

 Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

2. Motor DC Tipe Seri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah:  Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

 Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.

3. Motor DC Tipe Kompon/Gabungan

Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah, makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.

2.6 Solar Cell (Photovoltaic).

Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan

listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan saat disinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan dc sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5). Modul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Gambar 2.3 menunjukan ilustrasi dari modul surya.

Gambar 2.3 Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total daya output (Nelson, 2003)

23

2.6.1 Struktur Sel Surya

Sesuai dengan perkembangan sains dan teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula. Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis). Berikut Gambar 2.4 contoh gambar struktur panel surya.

Gambar 2.4 Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon sebagai semikonduktor (Anonim, 2016)

Gambar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum terdiri dari :

1. Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan

material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk sel surya dye-sensitized (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

2. Material semikonduktor

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).

Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan tipe-n (silikon tipe-n, CdS) yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.

3. Kontak metal / contact grid

Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

25

4. Lapisan antireflektif

Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

5. Enkapsulasi / cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

2.6.2 Jenis - jenis Panel Surya 1. Monokristal (Mono-crystalline)

Merupakan panel yang paling efisien yang dihasilkan dengan teknologi terkini dan menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Monokristal dirancang untuk penggunaan yang memerlukan konsumsi listrik besar pada tempat-tempat yang beriklim ekstrim dan dengan kondisi alam yang sangat ganas. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan.

2. Polikristal (Poly-crystalline)

Merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak karena dipabrikasi dengan proses pengecoran. Type ini memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama. Panel suraya jenis ini memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan type monokristal, sehingga memiliki harga yang cenderung lebih rendah.

3. Thin Film Photovoltaic

Merupakan panel surya ( dua lapisan) dengan struktur lapisan tipis mikrokristal-silicon dan amorphous dengan efisiensi modul hingga 8.5% sehingga untuk luas permukaan yang diperlukan per watt daya yang dihasilkan lebih besar daripada monokristal & polykristal. Inovasi terbaru adalah Thin Film Triple Junction PV (dengan tiga lapisan) dapat berfungsi sangat efisien dalam udara yang sangat berawan dan dapat menghasilkan daya listrik sampai 45% lebih tinggi dari panel jenis lain dengan daya yang ditera setara.

2.6.3 Cara Kerja Sel Surya

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi pada Gambar 2.5 menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Gambar 2.5 Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron) (Anonim, 2016)

27

Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada Gambar 2.6 dibawah.

Gambar 2.6 Skema solarcell (Anonim, 2016)

Potensi tenaga surya di dunia sangat besar. Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari diterima permukaan bumi sebesar 69% dari total energi pancaran 3×1024 joule pertahun. Jumlah energi tersebut adalah 104 kali konsumsi energi di seluruh dunia. bumi. Dengan menutup 0,1% permukaan bumi dengan sel surya yang memiliki efisiensi 10% telah mampu menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia, energi ini setara dengan 2×1017 watt. Sebagai negara tropis, Indonesia mempunyai

potensi energi surya yang cukup besar. Berdasarkan data penyinaran matahari yang dihimpun dari 18 lokasi di Indonesia, radiasi surya di Indonesia dapat diklasifikasikan berturut-turut sebagai berikut: untuk kawasan barat dan timur Indonesia dengan distribusi penyinaran di Kawasan Barat Indonesia (KBI) sekitar 4,5 kWh/m2 hari dengan variasi bulanan sekitar 10% ; dan di Kawasan Timur Indonesia (KTI) sekitar 5, 1 kWh/m2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%. Dengan demikian, potensi sel surya rata-rata Indonesia sekitar 4,8 kWh/m2 /hari dengan variasi bulanan sekitar 9%.

2.7 Baterai

a. Pengertian Baterai (Aki)

Baterai atau aki, atau bisa juga accu adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel. Baterai dapat di lihat pada Gambar 2.7.

29

Gambar 2.7 Baterai (aki) (Anonim, 2016) b. Fungsi Baterai

Baterai atau aki pada mobil berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke sistem starter, sistem pengapian, lampu-lampu dan komponen komponen kelistrikan lainnya.

c. Kontruksi Baterai

Didalam bateria mobil terdapat elektrolit asam sulfat, elektroda positif dan negatif dalam bentuk plat. Plat plat tersebut dibuat dari timah atau berasal dari timah. Karena itu baterai tipe ini sering disebut baterai timah, Ruangan didalamnya dibagi menjadi beberapa sel (biasanya 6 sel, untuk baterai mobil) dan didalam masing masing sel terdapat beberapa elemen yang terendam didalam elektrolit.

Pada mobil banyak terdapat komponen-komponen kelistrikan yang digerakkan oleh tenaga listrik. Diwaktu mesin mobil hidup komponen kelistrikan tersebut dapat digerakkan oleh tenaga listrik yang berasal dari alternator dan baterai (aki), akan tetapi pada saat mesin mobil sudah mati, tenaga listrik yang berasal dari alternator sudah tidak digunakan lagi, dan hanya berasal dari baterai saja. Contoh

bentuk pemakaian energi listrik saat mesin mobil dalam kondisi off (mati) adalah pada lampu parkir, lampu ruangan, indikator pada ruangan kemudi, peralatan audio (tape recorder), peralatan pengaman dan lain-lain.

Jumlah tenaga listrik yang disimpan dalam baterai dapat digunakan sebagai sumber tenaga listrik tergantung pada kapasitas baterai dalam satuan amper jam (AH). Jika pada kotak baterai tertulis 12 volt 60 AH, berarti baterai baterai tersebut mempunyai tegangan 12 volt dimana jika baterai tersebut digunakan selama 1 jam dengan arus pemakaian 60 amper, maka kapasitas baterai tersebut setelah 1 jam akan kosong (habis). Kapasitas baterai tersebut juga dapat menjadi kosong setelah 2 jam jika arus pemakaian hanya 30 amper. Disini terlihat bahwa lamanya pengosongan baterai ditentukan oleh besarnya pemakaian arus listrik dari baterai tersebut. Semakin besar arus yang digunakan, maka akan semakin cepat terjadi pengosongan baterai, dan sebaliknya, semakin kecil arus yang digunakan, maka akan semakin lama pula baterai mengalami pengosongan. Besarnya kapasitas baterai sangat ditentukan oleh luas permukaan plat atau banyaknya plat baterai. Jadi dengan bertambahnya luas plat atau dengan bertambahnya jumlah plat baterai maka kapasitas baterai juga akan bertambah.

Sedangkan tegangan accu ditentukan oleh jumlah daripada sel baterai, dimana satu sel baterai biasanya dapat menghasilkan tegangan kira kira 2 sampai 2,1 volt. Tegangan listrik yang terbentuk sama dengan jumlah tegangan listrik tiap-tiap sel. Jika baterai mempunyai enam sel, maka tegangan baterai standar tersebut adalah 12 volt sampai 12,6 volt. Biasanya setiap sel baterai ditandai dengan adanya satu lubang pada kotak accu bagian atas untuk mengisi elektrolit aki.

2.8 Regulator Tegangan DC

Pengatur tegangan (voltage regulator) berfungsi menyediakan suatu tegangan keluaran dc tetap yang tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan masukan, arus beban keluaran, dan suhu. Pengatur tegangan adalah salah satu bagian dari

31

rangkaian catu daya DC. Dimana tegangan masukannya berasal dari tegangan keluaran filter, setelah melalui proses penyearahan tegangan AC menjadi DC.

Pengatur tegangan dikelompokkan dalam dua kategori, pengatur linier dan switching regulator. yang termasuk dalam kategori pengatur linier, dua jenis yang umum adalah pengatur tegangan seri (Series Regulator) dan pengatur tegangan parallel (Shunt Regualtors). Dua jenis pengatur di atas dapat diperoleh untuk keluaran tegangan positif maupun negatif. Sedangkan untuk switching regulator terdapat tiga jenis konfiguarsi yaitu, step-up, step-down dan inverting.

2.8.1 Pengaturan Tegangan (Voltage Regulations)

Dua kategori dasar pengaturan tegangan adalah pengaturan garis (Line Regulation) dan pengaturan beban (Load Regulation). Pengaturan garis adalah kemampuan pengatur tegangan (voltage regulator) untuk tetap memepertahankan tegangan keluaran ketika tegangan masukan berubah-ubah. Pengaturan Beban kemampuan untuk tetap mempertahankan tegangan keluaran ketika beban bervariasi.

Line Regulation

Ketika tegangan masukan DC berubah-ubah, pengatur tegangan (voltage regulator) harus mempertahankan tegangan keluaran, seperti digambarkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Line regulation. Suatu perubahan tegangan masukan DC tidak mempengaruhi tegangan keluaran suatu pengatur

tegangan ( di dalam batas tertentu) (Anonim, 2016)

Pengaturan Garis dapat digambarkan sebagai persentase perubahan tegangan keluaran terhadap perubahan yang terjadi pada tegangan masukan. Pada umumnya dinyatakan dalam % / V. Sebagai contoh, sebuah regulator tegangan mempunyai pengaturan garis 0,05%/V berarti bahwa tegangan keluaran ber;ubah 0,05 persen ketika tegangan masukan meningkat atau berkurang dengan satu volt.

Load Regulation

Ketika arus yang mengalir melalui beban berubah akibat perubahan beban, regulator tegangan haruslah tetap mempertahankan tegangan keluaran pada beban agar tidak berubah (tetap).

Pengaturan beban dapat dinyatakan sebagai persentase perubahan tegangan keluaran untuk setiap perubahan arus beban. Pengaturan beban juga dapat dinyatakan sebagai persentase perubahan dari tegangan keluaran tanpa beban (TB) ke tegangan keluaran dengan beban penuh (BP). Lihat Gambar 2.9.

33

Gambar 2.9 Load regulation (Pengaturan beban). Suatu perubahan pada arus beban tidak mempengaruhi tegangan keluaran (Anonim, 2016)

Pengaturan beban dapat juga dinyatakan sebagai persentasi perubahan tegangan keluaran terhadap perubahan setiap mA arus pada beban. Sebagai contoh, regulator tegangan mempunyai Load Regulation 0,01% / mA, berarti bahwa tegangan keluaran berubah 0,01 persen ketika arus beban meningkat atau berkurang 1 mA.

2.8.2 Dasar Pengatur Tegangan Seri

Dasar pengatur tegangan ada dua, yang pertama pengatur linier (linear regulators) dan yang kedua adalah pengatur tersaklar (switching regulators). Keduanya tersedia dalam bentuk IC. Ada dua jenis pengatur linier. pertama adalah pengatur tegangan seri dan yang kedua adalah pengatur tegangan paralel.

Gambaran sederhana dari pengatur tegangan seri ditunjukkan pada Gambar 2.10 blok diagram berikut ini.

Gambar 2.10 Diagram blok pengatur tegangan seri (Anonim, 2016) Cara Kerja Pengaturan Tegangan

Rangkaian dasar pengatur tegangan seri ditunjukkan pada gambar 4. Sedangkan cara kerjanya ditunjukkan pada gambar 5. Resistor pembagi tegangan dibentuk oleh R2 dan R3 yang bertindak sebagai sensor bila terjadi perubahan tegangan keluaran. Jika tegangan keluaran turun yang disebabkan oleh penurunan tegangan masukan VIN atau bertambahnya arus beban IL, maka tegangan pada masukan inverting (-) dari Op-Amp (sebagai error detector) juga akan turun yang disebabkan oleh penurunan tegangan pada resistor pembagi tegangan. Diode zener yang digunakan sebagai masukan pada masukan Non-inverting (+) dari Op-Amp, juga bertindak sebagai tegangan acuan atau VREF, yang nilainya tetap. Selisih tegangan yang ada pada kedua masukan Op-Amp akan diperkuat, sehingga keluaran Op-Amp pun akan bertambah, demikian pula tegangan pada Basis dari transistor Q1, akibatnya tegangan pada Emittor Q1 atau VOUT juga naik sampai tegangan pada masukan inverting (-) sama dengan tegangan VREF. Tindakan ini akan menghindari penurunan tegangan pada keluaran dan mejaga tetap kontan. Transistor Q1 adalah power transistor yang diberi penyerap panas (heatsink) karena transistor ini harus melalukan semua arus yang mengalir ke beban rangkaian dasar pengatur tegangan dapat di lihat pada Gambar 2.11.

35

Gambar 2.11 Rangkaian dasar pengatur tegangan seri (Anonim, 2016)  Perlindungan terhadap hubung-singkat atau beban lebih

Jika jumlah arus beban yang ditarik berlebihan, transistor pelintas arus dapat dengan cepat akan rusak. Salah satu metode untuk membatasi arus atau mencegah terhadap beban lebih disebut constant current limiting . Rangkaiannya terdiri dari Q2 dan R4.

Arus beban yang melintas R4 membangkitkan tegangan dari Basis ke Emitor dari Q2. Ketika arus beban ILbertambah sampai dengan nilai maksimum yang telah ditentukan, tegangan jatuh pada R4 cukup untuk membias maju Basis – Emitor transistor Q2, akibatnya Q2 menghantar. Selanjutnya arus Basis Q1 dialihkan ke Kolektor dari Q2 dengan demikian IL dibatasi pada nilai maksimumnya. Berikut Gambar 2.12 gambaran tegangan seri dengan pembatas arus.

2.8.3 Dasar pengatur tegangan paralel

Pengatur tegangan parallel menempatkan transistor, sebagai elemen kontrol, parallel terhadap beban. Gambaran sederhana dari pengatur tegangan parallel ditunjukkan pada Gambar 2.13 blok diagram berikut ini.

Gambar 2.13 Diagram blok pengatur tegangan paralel (Anonim, 2016) Rangkaian dasar pengatur tegangan parallel ditunjukkan pada gambar 8. Operasi rangkaian ini mirip dengan pengatur tegangan seri. Ketika tegangan keluaran turun yang dapat disebabkan oleh perubahan tegangan VINatau arus beban. Penurunan ini disensor oleh R3 dan R4 dan dikirim ke masukan Non-inverting (+) dari Op-Amp. Selisih tegangan ini akan mengurangi tegangan keluaran Op-Amp, akibatnya mengurangi dorongan ke transistor Q1, sehingga arus kolektor akan berkurang dan secara efektif menaikkan nilai resistansi kolektor-emitor rCE . rCEyang bertindak sebagai pembagi tegangan bersama R1 .Dengan tindakan ini VOUT akan dipertahankan tetap konstan. Hal yang sama jika tegangan keluaran naik.

2.8.4 Pengatur tegangan ic 78 xx

IC 78XX adalah regulator tegangan positif dengan tiga terminal, masing-masing input, Ground dan output. IC 78XX tersedia untuk beberapa nilai tegangan keluaran seperti terlihat pada Tabel 2.1.

37

Tabel 2.1 Data tegangan IC 78xx

Type VOUT (Volt) IOUT (A) VIN (Volt)

78XXC 78LXX 78MXX Min Maks

7805 5 1 0,1 0,5 7,5 20

7806 6 1 0,1 0,5 8,6 21

7808 8 1 0,1 0,5 10,5 23

7809 9 1 0,1 0,5 11,5 24

7810 10 1 0,1 0,5 12,5 25

7812 12 1 0,1 0,5 14,5 27

7815 15 1 0,1 0,5 17,5 30

7818 18 1 0,1 0,5 21 33

7824 24 1 0,1 0,5 27 38

Meskipun semula dirancang untuk regulator tegangan tetap, namun regulator ini dapat dikembangkan untuk tegangan dan arus yang dapat diatur. Rangkaian dasar 78XX ditunjukkan pada Gambar 2.14, untuk tegangan dan arus output sesuai nilai nominalnya.

Gambar 2.14 Rangkaian dasar regulator 78XX (Anonim, 2016)

C1 diperlukan jika regulator jauh dari Kapasitor Filter pencatu daya sedangkan C2 diperlukan untuk memperbaiki tanggapan kilasan dan penindasan kerut (trancient response). Dalam penerapannya, tegangan masukan VIN harus

lebih besar dari tegangan keluaran (lihat tabel 1) jika kurang maka regulator tidak berfungsi tetapi bila melebihi nilai VIN maksimumnya dapat merusak regulator.

Menggunakan transistor eksternal untuk menaikkan arus keluaran

Seperti diketahui, regulator hanya dapat mencatu arus ke beban maksimum sebesar nilai nominalnya, misalnya 78LXX arus output maksimumnya 100 mA, dan sebagainya. Tetapi seringkali dalam penerapannya dibutuhkan suatu regulator dengan kemampuan mencatu arus ke beban yang lebih besar dari kemampuan maksimumnya, misalnya 2,5 A.

Untuk keperluan tersebut, dapat ditambahkan sebuah transistor yang digunakan sebagai pelintas arus (Current Pass), sehingga arus yang lebih besar akan mengalir pada keluarannya. Rangkaian selengkapnya untuk pemasangan transistor eksternal ini ditunjukkan pada Gambar 2.15.

39

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pengumpulan Data

3.1.1 Studi Pustaka (Literatur)

Mengadakan penelitian dengan cara mempelajari dan membaca literatur-literatur yang ada hubungannya dengan permasalahan yang menjadi obyek penelitian yaitu tentang Sistem kerja tas Infra Bag. Selanjutnya data–data tersebut menjadi referensi dan sekaligus mencoba mengaplikasikan teori–teori yang ada menjadi suatu rancangan alat.

3.1.2 Wawancara

Teknik pengumpulan data melalui tanya jawab atau berdiskusi dengan pihak yang mengetahui serta menguasai segala permasalahan yang dihadapi dalam hal Perancangan dan Pembuatan tas Infra Bag ini. Dalam metode ini penulis melakukan diskusi dengan dosen pembimbing.

3.2 Tahap Penelitian

Gambaran umum tentang pelaksanaan program kegiatan disajikan dalam bentuk diagram alir tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Blok Diagram tahapan penelitian Desain : mengidentifikasi

penggunaan infremerah dan gel pada lengan tas

Gambaran dan prinsip

Penentuan model dan spesifikasi alat : Perhitungan

Pembuatan alat : pembuatan tas, perakitan komponen dan pengintegrasian

Evaluasi : Pengujian, Perbaikan, Penyempurnaan

Analisa : Efisiensi, Efektifitas, Potensi

Pengembangan

Laporan

Hak Paten dan Publikasi

41

3.2.1 Desain

Dalam perancangan dilakukan beberapa tahapan–tahapan, diantaranya:

 Penentuan motor, baterai,infra merah dan panel surya yang digunakan, sehingga dalam penggunaannya tidak terjadi kerusakan pada kedua komponen utama tersebut.

 Dari segi penggunaan komponen, juga dipertimbangkan segi ekonomis dan kondisi yang ada dipasaran, sehingga dalam pencarian komponen tidak mengalami kesulitan.

 Dari segi estetika, desain alat agar dapat dibuat sedemikian rupa sehingga aman dalam penggunaannya. Dalam membuat suatu alat agar kegunaannya tepat dan bisa melayani kebutuhan beban dengan baik harus melalui tahap–tahap perencanaan /perancangan.

Secara garis besarnya, alat atau prototype yang dibuat tentu memiliki bagian– bagian atau blok–blok rangkaian yang saling mendukung dan terkait antara blok rangkaian yang satu dengan blok rangkaian yang lain seperti pada diagram blok dari simulasi tas Infra Bag yang dibuat berikut ini. Bagian-bagian rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.

Atau Panel Surya

Regulator Tegangan

step down Baterai 6V

Adaptor – Energi PLN Beban motor DC+infra merah Carger Hp Regulator Tegangan

Step up Regulator

Tegangan Step down 7-18v 12v 7v 12v 5v

Infra bag adalah tas ransel anti pegal yang dilengkapi alat pemijat serta infra merah. Alat pemijat pada infra bag ini membutuhkan daya yang diperoleh dari baterai dimana baterai memerlukan pengisian daya yang diperoleh dari listrik PLN atau energi listrik alternatif yang dihasilkan oleh panel surya yang terdapat pada tas ini. Tas ini juga dilengkapi gel pendingin untuk mendinginkan suhu pengguna, powerbank yang dapat digunakan untuk mengisi daya baterai handphone dan baterai yang digunakan sebagai sumber daya listrik bebena yang mampu menyimpan energi dari panel surya. Total berat infra bag ini adalah 4,1 kilogram. Infra Bag memiliki tiga fungsi, yaitu :

a. Pemijat mehilangkan rasa pegal pada pundak saat membawa tas dengan isi barang yang berat yang di dapat dari terapi karena adanya infra merah.

b. Gel pendingin berfungsi untuk pendingin agar tidak terasa gerah saat menggunakan tas ini.

c. Panel surya sebagai sumber energi alternatif untuk mengcharge gadget seperti Handphone saat kita berpergian jauh, sebagai fusi tambahan dari Infra Bag.

Gambar 3.3 Desain Alat

Panel surya

Gel pendingin

Pemijat dan inframerah

43

3.2.1.1 Alat dan Bahan

Pada perancangan ini menggunakan berbagai komponen-komponen yang digabungkan, sedangkan bahan perancangan adalah data-data yang mendukung proses perancangan.

a. Alat

Alat yang digunakan untuk perancangan alat dan pengujian hasil penelitian yaitu:

1. Solasi 2. Tang

3. Alat pemotong 4. Solder

5. Lem tembak 6. Multimeter digital 7. Termometer

b. Bahan

Bahan dan spesifikasinya yang digunakan dalam pembuatan Infra Bag diantaranya sebagai berikut:

1. Penel surya Spesifikasi

Merk/Model Type : PILOT/XTL-006

Maximum Power : 10W

Optimum Operating Voltage : 17,3V Optimum Operating Current : 0,6A Open-circuit Voltage (Voc) : 21,7V Short-circuit Current (Isc) : 0,7A 2. Baterai

Spesifikasi

Merk/Type : Panasonic/LC-R064R5NA

Cycle use : 7,25~7,45 V

Kapasitas : 4,5Ah

3. Motor dengan Infra merah Spesifikasi

Arus maksimal : 2A

Tgangan maksimal : 12V

4. Regulator tegangan Spesifikasi

Tegangan masuk maksimal : 50V Teganganan keluar maksimal : 30V

Arus maksimal : 4A

5. Jack DC 6. Kabel 7. Jepit buaya 8. Box hitam

9. Slot USB charger 10.Tas

11.Gel pendingin 12.Saklar on/off 13.Adaptor 12V/1,5

3.2.2 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan untuk mendapatkan wawasan umum berhubungan dengan rancangan tas multifungsi yang akan dibuat, dasar teori yang digunakan untuk mengetahui rancangan tas yang sebelumnya telah dilakukan. Studi literatur juga berguna untuk mempelajari mengenai prosedur perancangan yang tepat. Sumber literatur antara buku, jurnal, internet dan tugas akhir.

3.2.3 Evaluasi

Tahap evaluasi meliputi langkah–langkah pengujian alat. Pengujian ini dimaksudkan untuk memastikan bahwa kinerja masing–masing sistem dari pembuatan perangkat keras maupun perangkat lunak dapat berfungsi sesuai yang

45

diharapkan. Langkah ini juga berfungsi untuk mengadakan perbaikan dan penyempurnaan.

3.2.4 Analisa

Analisa akan dilakukan pengukuran teganagan dan arus yang masuk saat pengisian atau pengecasan maupun tegangan dan arus yang keluar terhadap daya tahan baterai ketika dipasang beban.

3.2.4.1 Analisa pengujian pengisian baterai

Pengisian baterai dilakukan melalui 2 metode yaitu pengisian baterai yang menggunakan adaptor yang energi listriknya diperoleh dari catu daya PLN dan metode yang kedua pengisian baterai yang menggunakan energi matahari yang diubah menjadi energi listrik oleh panel surya.

3.2.4.1.1 Pengisian melalui adaptor

Analisa ini dilakukan untuk mencari tegangan dan arus yang masuk ketika pengisian sedang dilakukan yamg pengisian menggunakan adaptor. Gambaran cara yang akan dilakukan dalam analisis dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Blok diagram pengukuran pengisisan melalui adaptor adaptor Regulator Tegangan step down Baterai 6V Beban motor DC+infra merah Carger Hp Regulator Tegangan

Step up Regulator

Tegangan Step down 12v 7v 12v 5v Multimeter (pengukur tegangan dan arus)

Analisa ini dilakukan untuk mencari tegangan dan arus yang masuk ketika pengisian sedang dilakukan yamg pengisian menggunakan adaptor. Gambaran cara yang akan dilakukan dalam analisis dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Blok diagram pengukuran pengisisan melalui panel surya

3.2.4.2 Analisa Daya Tahan Baterai Terhadap Pemakaian

Analisa ini dilakukan untuk mencari perubahan tegangan dan arus yang keluar ketika pemakaian sedang dilakukan. Gambaran cara yang akan dilakukan dalam analisis dapat dilihat pada gambar blok digram 4.4.

Panel surya

Regulator Tegangan step down

Baterai 6V

Beban motor DC+infra

merah

Carger Hp Regulator

Tegangan

Step up Regulator

Tegangan Step down 7-18v

7v

12v

5v Multimeter

(pengukur tegangan dan

47

Atau

Gambar 3.6 Blok diagram pengukuran pemakaian baterai

3.2.4.2.1 Analisa Daya Yang Mengalir Pada Tiap Beban

Pada analisa ini dialakukan pengukuran pada setiap jalur beban yaitu pada beban motor pemijat dan infra merah serta pada jalur beban pada pemakaian slot USB charger handphone. Titik yang diukur dapat dilihat pada gambar blok diagram 3.7. Atau Panel Surya Regulator Tegangan

step down Baterai 6V

Adaptor – Energi PLN Beban motor DC+infra merah Carger Hp Regulator Tegangan

Step up Regulator

Tegangan Step down 7-18v 12v 7v 12v 5v Multimeter (pengukur tegangan dan arus) Panel Surya Regulator Tegangan step down Baterai 6V

Adaptor – Energi PLN Beban motor DC+infra merah Carger Hp Regulator Tegangan Step up Regulator Tegangan Step down 7-18v 12v 7v

12v 5v

Multimeter (pengukur tegangan dan

arus)

Analisisi ini dilakukan pengukuran seberapa lama gel pendingin dapat mempertahan suhu setelah dibekukan kurang lebih 12 jam dilemari es. Pada pengukuran gel pending digunakan termometer untuk melihat perubahan suhu saat penggunaan tas infra bag.Pada tahap ini juga akan dilakukan analisa terhadap alat mengenai efisiensi, nilai ekonomis, desain, dan lain sebagainya. Analisa ini bertujuan untuk mempelajari kelayakan alat untuk diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari. Dalam analisis ini juga diperlukan pengambilan data melalui kuisoner mengenai pendapat responden tentang Infra Bag dengan mengambil sampel sebanyak 5 responden sebagai pengguna. Berikut tabel kuisonernya dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Tabel kuisoner penilaian terhadap Infra Bag

Nama :

Pekerjaan : Usia :

No Aspek penilaian

Skor penilaian

0 20 40 60 80 100 1 Performance (Kinerja)

2 Features (Fitur)

3 Reliability (Kehandalan) 4 Conformance (Kesesuaian) 5 Durability (Ketahanan) 6 Desain Aesthetics

(Estetika/keindahan)

* harap dicentang pada kotak penilaian () 1. Performance (Kinerja)

Performance atau Kinerja merupakan Dimensi Kualitas yang berkaitan dengan karakteristik utama suatu produk. Contohnya sebuah Televisi, Kinerja Utama yang kita kehendaki adalah kualitas gambar yang dapat kita tonton dan kualitas suara yang dapat didengar dengan jelas dan baik.

49

2. Features (Fitur)

Features atau Fitur merupakan karakteristik pendukung atau pelengkap dari Karakteristik Utama suatu produk. Misalnya pada produk Kendaraan beroda empat (mobil), Fitur-fitur pendukung yang diharapkan oleh konsumen adalah seperti DVD/CD Player, Sensor atau Kamera Mundur serta Remote Control Mobil. 3. Reliability (Kehandalan)

Reliability atau Kehandalan adalah Dimensi Kualitas yang berhubungan dengan kemungkinan sebuah produk dapat bekerja secara memuaskan pada waktu dan kondisi tertentu.

4. Conformance (Kesesuaian)

Conformance adalah kesesuaian kinerja dan kualitas produk dengan standar yang diinginkan. Pada dasarnya, setiap produk memiliki standar ataupun spesifikasi yang telah ditentukan.

5. Durability (Ketahanan)

Durability ini berkaitan dengan ketahanan suatu produk hingga harus diganti. Durability ini biasanya diukur dengan umur atau waktu daya tahan suatu produk. 7. Desain Aesthetics (Estetika/keindahan)

Aesthetics adalah dimensi kualitas yang berkaitan dengan tampilan, bunyi, rasa maupun bau suatu produk. Contohnya bentuk tampilan sebuah Ponsel yang ingin dibeli serta suara merdu musik yang dihasilkan oleh Ponsel tersebut.

3.2.4 Pembuatan Laporan

Setelah alat dapat beroperasi dan seluruh pengambilan data telah selesai dilaksanakan, maka tahapan selanjutnya adalah pembuatan analisa data dan pembuatan laporan, yang isinya adalah untuk melaporkan langkah–langkah dalam pembuatan alat mulai dari merancang sampai alat tersebut bekerja, serta menganalisa permasalahan yang mungkin terjadi pada alat yang dibuat.

66

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Struktur dan Cara Kerja Sel Surya. Diakses tanggal 16 Juni 2016.

<http://teknologisurya.blogspot/2012/SelSuryaStruktur&CarakerjaTekn ologi Surya.htm>

Anonim. 2010. Pengaruh Tegangan

https://aryutomo.wordpress.com/2010/12/10/pengatur-tegangan-voltage-regulator>

Anonim. 2015. Cara Sehat dengan Alami. Diakses tanggal 29 Juni 2016 <http://carasehatdenganalami.blogspot.co.id/2015/08/pijat-refleksi-sakit-pinggang.html Voltage. Diakses tanggal 16 Juni 2016

Anonim. 2013. Manfaat Terapi Sinar. Diakses tanggal 28 Mei 2016 <http://distributordolphinmassager.blogspot.co.id/2013/11/fakta-medis-manfaat-terapi-sinar.html>

Anonim. 2016. Teori dan Jenis Motor. Diakses tanggal 29 Juni 2016 <http://elektronika-dasar.web.id/teori-motor-dc-dan-jenis-jenis-motor-dc.html>

Anonim. 2011. Solar Panel. Diakses tanggal 30 September 2015 <http://linkjournal.wordpress.com/2011/06/09/jual-solar-equipment-tas-dengan-solar-panel-dll/>

Anonim. 2011. Teknik Pemijatan Punggung. Diakses tanggal 29 Juni 2016

<http://salonindonesia.blogspot.co.id/2011/08/teknik-pemijatan-punggung-back.html>

Anonim. 2015. Kelebihan dan Kekurangan Sinar Infra Merah. Diakses tanggal 28 September 2015 <http://sains.geoklik.com/kelebihan-dan-kekurangan-sinar-infra-merah-dalam-kesehatan/>

Anonim. 2015. Voltage. Diakses tanggal 28 September 2015 <http://www.ebsfm.com/artikel.php?rubikID=2&artID=241/>

Anonim. 2015. Bahaya Membawa Tas Terlalu Berat. Diakses tanggal 4 Mei 2015. <http://www.kesehatanpedia.com/2015/01/bahaya-akibat-membawa-tas -terlalu-berat.html>

Anonim. 2014. Pengertian dan Fungsi Baterai Aki. Diakses tanggal 28 Juni 2018<http://www.kitapunya.net/2013/12/pengertian-dan-fungsi-baterai-aki.html>

Anonim. 2015. Perhatikam Berat Tas Punggung Anak Anda. Diakses tanggal 29 Mei 2016 <http://www.kompasiana.com/ahmadimam/perhatikan-berat-tas-punggung-anak-anda_5535b4456ea834fa25da42d6.html> Anonim. 2015. Cara Kerja Sel Surya Fotovoltaik. Diakses tanggal 29 Juni 2016

<http//IndoEnergi.blogspot/cara-kerja-selsurya-fotovoltaik.html> Nelson, Jenny. 2003. The Physic of Solar Cells. London: Imperial College Press Setiadi. 2007. Anatomi Dan Fisiologi Manusia. Yogyakarta: Graha Ilmu

Sylvia, Price dan Wilson Lorraine. 2003. Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit (Clinical Concepts Of Disease Processes). Jakarta: EGC

LAMPIRAN 1. Dokumentasi pembuatan alat