SepedaListrik MekanismeKerjaSepedaListrik Torsi Motor

commit to user

BAB II DASAR TEORI

2.1. SepedaListrik

Sepedalistrikmerupakanmanifestasiakankebutuhanmanusiaakanalattrans portasi yang bisamenggabungkanbonafitsegikesehatandanramahlingkungandarisebuahsepedao nthel konvensionaldengankenyamananberkendaradarisebuahkendaraanbermotor. Sebuahstandarmenyatakanbahwasebuahsepeda yang dibantutenagalistrikbolehmenggunakan motor dengandayamaksimalsebesar500 watt untukmasihdapatdikategorikansebagaisepedabiasadalamperlalu-lintasan. Derris Surya,2011 Sepedalistrikdapatdikategorikansebagaikendaraan hybrid, karenaproduknya yang ramahlingkungan.Sepedalistrikinimemilikitigakomponenutamasebagaialatpengger aknya, antara lain dinamo, kontrolerdanbaterai.Untukmemperolehcadangantenagadalammenggerakkansepeda , makadapatdilakukanmelaluisistempengechasanpadaaliranlistrik.

2.2. MekanismeKerjaSepedaListrik

Mekanismekerjadarisepedalistrikadalahsangatsederhana.Sepedalistrikm emanfaatkansumbertenaga yang berupabaterai yang digunakanuntukmenggerakkan motor yang digunakanuntukmenjalankansepeda. Di dalamkerjanya, sepedalistrikdilengkapiolehsebuahcontroller yang salahsatufungsinyaadalahmengaturseluruhsistemkelistrikanpadasepedalistrik.Beri kutakandijelaskanbeberapabagiandarisepedalistrik. 1. Kit adalahsebuah motor DC yang merupakanpenggerakutamadarisepedalistrik. 2. Bateraimerupakansumberenergilistrik yang digunakanpadasepedalistrik. 3. Controllerdigunakanuntukmengaturseluruhsistemkelistrikanpadaseped elistrik. 4. Grip gas digunakanuntukmengaturkecepatansepedalistrik. commit to user Untukmengetahuibagian – bagiansepedaakanditunjukkanpadagambar 2.1 dibawahini. 1 2 3 4 Gambar 2.1.SepedaListrik

2.3. Motor Listrik

Motor listrikadalahperangkatelektronik yang berfungsimengubahenergilistrikmenjadienergimekanik. Energimekanikinidigunakanuntukmemutarperangkatlainsemisal blower, menggerakankompresor, mengangkatbahandll. Motor listrikdigunakanjuga di rumah mixer, borlistrik, fan angindan di industri. Motor listrikkadangkaladisebut “kudakerja” nyaindustrisebabdiperkirakanbahwa motor-motor menggunakansekitar 70 bebanlistrik total di industri. 2.3.1Jenis-Jenis Motor Listrik Jenis – jenis motor listriksepertigambar2.3 dibawahini : commit to user Gambar 2.3.Jenis-jenis motor listrik http:dwiro.wordpress.com20090823jenis-motor-listrik, diakses 7232012 3:22 PM

2.3.2 Jenis - JenisMotor DC

Berdasarkan macamnya, Motor DC terdiri dari motor dc shunt dan motor dc seri. a. Motor DC Shunt. Motor DC jenisinimempunyaicirikumparanpenguatmedandiparalelterhadapkumparanarmatur . Kelebihandari Motor DC jenisiniyaitutidakterlalumembutuhkanbanyakruangankarena diameter kawatkecil.Sedangkankelemahannyayaitudayakeluaran yang dihasilkankecilkarenaaruspenguatnyakecil.Skemarangkaiannyasepertigambar 2.4berikutini : Gambar 2.4 Rangkaian Motor Dc Shunt Persamaan arusnya adalah ]Ǵ = ] + ]…฀…………………………………………………..… 1 ]…฀ = …฀ 5…฀…………………………………………...……… 2 Persamaan tegangannya adalah Ǵ = + ]Ǵ5Ǵ…………………………………………..……… 3 …฀ = ]…฀ 5…฀……………………………………………..……… 4 = …฀……………………………………………..…………... 5 dimanaEm adalah sumber tegangan pada lilitan penguat magnet pada motor penguat terpisah, Ea adalah GGl lawan motor, V adalah tegangan terminal motor, commit to user Ia adalah arus jangkar, Is adalah arus pada lilitan penguat magnet seri, Ish adalah arus pada lilitan penguat magnet shunt, I adalah arus yang masuk ke motor, Ra adalah hambatan pada lilitan jangkar, Rsh adalah hambatan pada liltan penguat magnet shunt, Rs adalah hambatan pada lilitan penguat magnet seri dan Rm adalah hambatan pada lilitan penguat magnet motor penguat terpisah. b. Motor DC Seri. Motor DC jenisinimempunyaicirikumparanpenguatmedandiseriterhadapkumparanarmatur. Kelebihandari Motor DC jenisiniyaitudaya output yang dihasilkanbesar. Sedangkankelemahannyayaituarusbeban yang dimintasangatlahbesar, sesuaidenganbeban yang dipikulnya, jikateganganinputnyatidakstabilmaka flux magnit yang dihasilkanolehkumparanseritidakstabil pula, sehinggadaya output yang dihasilkantidakstabil.Skemarangkaiansepertigambar2.5 berikutini: Gambar 2.5 Rangkaian Motor Dc Seri Persamaan arusnya adalah ]Ǵ = ]… = ]……………………………………………………… 6 Persamaan tegangannya adalah Ǵ= + ]Ǵ5Ǵ + ]…5…………………………………………… 7 dimana Em adalah sumber tegangan pada lilitan penguat magnet pada motor penguat terpisah, Ea adalah GGl lawan motor, V adalah tegangan terminal motor, Ia adalah arus jangkar, Is adalah arus pada lilitan penguat magnet seri, Ish adalah arus pada lilitan penguat magnet shunt, I adalah arus yang masuk ke motor, Ra adalah hambatan pada lilitan jangkar, Rsh adalah hambatan pada liltan penguat commit to user magnet shunt, Rs adalah hambatan pada lilitan penguat magnet seri dan Rm adalah hambatan pada lilitan penguat magnet motor penguat terpisah. 2.3.3.PengaturanKecepatan Motor DC Besarnyagayageraklistrikinduksipadakumparanarmaturakibatnyaberput arnya rotor yang terletakdiantarakutub magnet diperoleh : = Ϩ ……………………………………………………... 8 dimanaEaadalahggllawan yang dibangkitkanolehlilitanjangkar volt, P adalahjumlahkutub, N adalahputaran rotor rpm, Z adalahjumlahpenghantar total lilitanjangkar, Φ adalahjumlahgarisgarisgaya magnet tiapkutub weberdan A adalahjumlahcabangparalellilitanjangkar. Kecepatanputar Motor DC dapatdiperoleh dengan mengubah-ubah flux magnet, pengaturan arus armatur atau dengan pengubahan tegangan sumber.

2.4. BateraiLitium

BateraiLithium-ion ataudisingkatLi- ionadalahsalahsatudaritipebaterairechargeable.Lithium-ion bergerakdarianoda kutubpositif kekatoda kutubnegatif saatdigunakan. Lithium-ion agakbergerakkembalidarikatodakeanodasaatdilakukan proses charging . Bateraijenisinibayakdigunakanpadaconsumer electronic .Kepopuleranbateraiinidikarenakanbeberapaalasan, sepertibateraijenisiniportable, dengan ratio energibanding berat yang baikdanlainsebagainya. Baterailitium-ion tanpacairansebagaibahannya, pertama kali dikembangkanolehilmuwanJepang Yoshino Akira yang memadukankarbonlitiumdanpolimersebagaianoda. Dan di tahun 1991 untukpertamakalinyabaterailitium-ion diproduksisecaramassaloleh Sony Corp berkerjasamadengan Asahi Kasei Corp. Sejaksaatitudanhinggasaatini, baterailitium-ion terusberkembangpesatterutamasebagaisumberenergipadahpdankomputer. Seiringdenganperkembanganteknologikomputer, hpdanbelakanganinimobil hybrid yang begitucepatdanmemerlukandaya yang commit to user tinggisehinggadiperlukanbaterailitium yang mampumenghasilkanenergilebihtinggi.

2.4.1. PrinsipKe rja Dari BateraiLitium-Ion

Proses penghasilanlistrikpadabaterailitium-ion sebagaiberikutJikaanodadankatodadihubungkanmakaelektronmengalirdarianodam enujukatodabersamaandenganitulistrik pun mengalir. Padabagiandalambaterai, terjadi proses pelepasan ion litiumpadaanodauntukkemudian ion tersebutberpindahmenujukatodamelaluielektrolit. Padakatodabilanganoksidasikobaltberubahdari 4 menjadi 3karenamasuknyaelektrondan ion litiumdarianoda.Sedangkan proses recharging ataupengisianulang, berkebalikandengan proses ini. Dari berbagaibanyakjenislogam, kenapalitium yang sangatmenjanjikanuntukanoda?Litiummemilikinilaipotensialstandar paling negatif -3.0 V, paling ringan berat atom:6.94 g, sehinggabiladipakaiuntukanodadapatmenghasilkankapasitasenergi yang tinggi.

2.4.2. KarakteristikBateraiLitium Ion

Seperti yang sudahdijelaskandiawalanodaterdiridari 2 bagianyaitubagianpengumpulelektrondan material aktif.Untukbagianpengumpulelektronbiasanyamenggunakanlapisan film tembaga, selainstabil tidakmudahlarutharganya pun murah.Sedangkanpadabagian material aktif, tidakmenggunakanlogamlitiumsecaralangsung, namunmenggunakan material karbon LiC 6 . Hal inidikarenakan, sulitnyamengkontrolreaksilitiumpadapermukaanelektrodabilamemakailogamlitiu msecaralangsung.Material LiC 6 adalahgrafitdimanadisetiaplapisandisisipkanlogamlitium.Kepadatanenerginya dari material iniberkisar 339~372 A hkg. Namunsalahsatukelemahanutamapada material karbonini, adalahterjadiirreversible capacity. Yaitu, jikabateraidialirilistrikdariluaruntukpertamakalinyadarikeadaankosong, commit to user makaketikadigunakanbesarkapasitasenergi yang dilepastidaksamaketika proses pengisian. Hal inidikarenakanterbentuknya gas padaanoda, sehinggamenghalangipelepasan ion litium.Namunhalinidapatdicegahdenganmenambahkanzatadiktifsepertivinylene carbonate kedalamlarutanelektrolit . http:kimia.unp.ac.id?p=799,diakses 7232012 2:59 PM

2.5. Torsi Motor

Torsi motor didefinisikansebagaiaksidarisuatugayapada motor yang dapatmempengaruhibebanuntukikutbergerak. Ketikasumbertegangandihubungkanpada brush sikat motor, makaarus yang mengalirmasukkekutubpositif brush, melaluikomutatordankumparanarmatur, sertakeluarmelaluidaerahkutubnegatifdari brush. Sedangkan torsi pada motor dc merupakanpembagiandaridaya P dibagidengankecepatansudut motor dalambentuk radian ω . Olehkarenaitudiperolehpersamaan torsi T sebagaiberikut : = ……………………………………………………… 9 dimanaTadalah torsi Nm, P adalahdaya watt dan ω adalahkecepatansudut motor.

2.6. Daya