RANCANG BANGUN ALTERNATOR PUTARAN RENDAH SEBAGAI GENERATOR DC PADA RUMAH DC

i

RANCANG BANGUN ALTERNATOR PUTARAN RENDAH SEBAGAI GENERATOR DC PADA RUMAH DC

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna meraih gelar Sarjana Strata I Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Muhammad Irfan Attamimi 201010130311136

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN ALTERNATOR PUTARAN RENDAH SEBAGAI GENERATOR DC PADA RUMAH DC

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Muhammad Irfan Attamimi NIM. 201010130311136

Diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT NIDN: 0718036502

Pembimbing II

Drs. Budhi Priyanto, M.Si NIDN: 0026106701

iii

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN ALTERNATOR PUTARAN RENDAH SEBAGAI GENERATOR DC PADA RUMAH DC

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Muhammad Irfan Attamimi NIM. 201010130311136

Tanggal Ujian : 08 Agustus 2015 Periode Wisuda : 26 September 2015

Disetujui oleh :

1. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT (Pembimbing I)

NIDN: 0718036502

2. Drs. Budhi Priyanto, M.Si (Pembimbing II)

NIDN: 0026106701

3. Ir. Nur Kasan, MT. (Penguji I)

NIDN: 0707106301

4. Ir. Nurhadi, MT. (Penguji II)

NIDN: 0731126202

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik ELektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIDN: 0718036502

iv

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, nikmat, hidayah, dan ridho-Nya, sehingga peneliti dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:

“

RANCANG

BANGUN

ALTERNATOR

PUTARAN

RENDAH

SEBAGAI GENERATOR DC PADA RUMAH DC”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi cara – cara agar dapat menjalankan alternator ptaran rendah untuk digunakkan sebagai generator putaran rendah. Selain itu, juga akan disampaikan mengenai pengujian-pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini.

Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

v DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Penelitian... 2

1.5 Metodologi Penelitian ... 2

1.6 Sistematika Pembahasan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Alternator ... 5

2.1.1 Pengertian masing-masing komponen ... 6

2.1.2 Prinsip kerja Alternator ... 8

2.2 Macam- macam Alternator ... 9

2.3 Persamaan yang digunakan ... 11

2.3.1 Persamaan tegangan yang dihasilkan ... 11

2.3.2 Definisi ulang bentuk persamaan tegangan yang dihasilkan 11 2.4 Generator... 14

vi

2.4.2 Macam – macam generator ... 19

2.5 Dioda Rectifier ... 20

2.5.1 jembatan penyearah tiga fasa ... 20

2.5 DC (Direct Current) House ... 22

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Alternator ... 24

3.1.1 Bagian – bagian pada Alternator ... 25

3.1.2 Rekontruksi lilitan stator pada Alternator ... 29

3.1.3 Langkah – langkah merekontruksi lilitan pada Stator ... 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Stator Alternator ... 31

4.1.1 Tujuan ... 31

4.1.2 Peralatan yang digunakan ... 31

4.1.3 Langkah Pengujian... 32

4.1.4 Hasil pengujian alat ... 33

4.1.4.1 Stator dengan diameter kawat 0.5 mm 3 fase ... 33

4.1.4.2 Stator dengan diameter kawat 0.6 mm 1 fase ... 35

4.1.4.3 Stator dengan diameter kawat 0.6 mm 3 fase ... 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 37

5.2 Saran ... 37

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

vii

DAFTAR PUSTAKA

Ervin carillo (2012).Equating a car Alternator with the generated voltage equation . San Luis Obispo: California polytechnic State University.

Scott Merrick, Yuri Carillo.low speed Alternator design.San Luis Obispo :California Polytechnic State University.

A.E.Fitzgerald.Electric machinery :San Francisco

Prof. Ir.Djati Nursuhud,MSME.Ir.Astu Pudjanarsa,MT ,2000.mesin-mesin konversi Energi listrik :yogyakarta

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Pada dekade ini semakin intensif penggunaan energi baru dan terbarukan di negara-negara berkembang. Di daerah-daerah terpencil, yang tidak terdapat jaringan listrik dan kebutuhann listrik yang di inginkan adalah listrik dengan daya kecil.Pengembangan pembangkit listrik berdaya rendah sangat bermanfaat.Pembangkit daya rendah membutuhkan generator putaran rendah dengan putaran dalam kisaran 200-600 rpm untuk mendapatkan putaran tersebut tidaklah sulit tetapi kendala utama adalah harga generator dengan putaran rendah sangat mahal sehingga diperlukan biaya yang tinggi

Alternator adalah sebuah komponen yang ada pada setiap mobil,biasa disebut dengan dinamo amper yang berfungsi sebagai pembangkit listrik,listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu besar,lampu senja,sein ,klakson,jam,lighter,audio,dll.

Prinsip kerja Alternator adalah rotor yang digerakan atau diputar pully nya secara konsisten/terus menerus oleh mesin melalui drive Belt ( biasa di sebut Vanbelt oleh para mekanik ),Vanbelt tersebut dikaitkan kepada pully kruck as dan pully alternator ketika putaran sudah terhubung maka kumparan di dalam alternator & magnet yang ada pada sisi luarnya akan menghasilkan arus listrik , kemudian arus listrik tersebut akan diteruskan ke penyimpanan yaitu Aki.Setelah arus disimpan di dalam aki baru dapat digunakan untuk berbagaimacam keperluan didalam mobil. Sangat penting untuk mengetahui berapa standart arus yang dihasilkan dari putaran alternator untuk sebuah mobil.Dalam kondisi standart pada saat mesin normal dapat diukur berapa besar arus dihasilkan.

2

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka penulis merumuskan permasalah dalam penelitian ini adalah bagaimana merekonstruksi Alternator mobil sebagai generator DC pada rumah DC putaran rendah, dengan keluaran 24 V putaran kurang 1000 rpm.

1.3Batasan Masalah

Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan. Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut,

1. Tegangan output 24V.

2. Motor dengan putaran kurang 1000 RPM.

3. Alternator mobil yang digunakan adalah merk Mitsubishi.

1.4Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Merancang jumlah lilitan Alternator sebagai generator putaran rendah.

2. Membuat jumlah lilitan Alternator sebagai generator putaran rendah.

3. Menguji dan menentukan karakteristik Alternator sebagai generator putaran rendah.

1.5Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir dengan judul Rancang Bangun Alternator Mobil Sebagai Genarator DC Pada Rumah DC Putaran Rendah adalah sebagai berikut:

a. Kajian Literatur

Dalam mencari studi literatur,penulis menggunakan beberapa sumber informasi buku dan jurnal maupun media elektronik seperti internet.

3 b. Desain

Dalam perancangan sistem ini meliputi tahapan-tahapan sebagai berikut : 1. Menentukan Desain system

2. Perancangan hardware, sebagai berikut: 2.1 Membuka Alternator

2.2 Mengecek lilitan Alternator

2.3 Mengganti lilitan jika putaran melebihi batas Rpm yang di sarankan 2.4 Memasang kembali Alternator dan mengujinya kembali

c. Pengujian

Pengujian ini meliputi pengujian system. Mulai dari tegangan keluaran, putaran motor, dan Arus yang di keluarkan

d. Pengambilan Analisis

Analisa dibuat berdasarkan dari hasil performansi system.

e. Pengambilan kesimpulan

Kesimpulan berisikan hasil keseluruhan dari penelitian. Terdiri dari kelebihan dan kekurangan system yang telah dibuat, sehingga mempermudah bagi orang lain untuk melanjutkan (menyempurnakan) system yang telah dibuat

f. Penulisan laporan

Dalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bakunya telah diatur oleh pihak jurusan.

g. Konsultasi

Konsultasi dilakukan secara bertahap kepada dosen pembimbing.

1.6 Sistematika Pembahasan

Adapun sistematika pembahasan akan dijabarkan sebagai berikut :

 BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan, rumusan masalah dan metodologi serta sistematika pembahasan.

4

 BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menguraiakan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam perencanaan serta pembuatan hardware seperti pengetahuan tentang altenator mobil, DC house dan perangkat pendukung lainnya.

 BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware.

 BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

Bab ini membahas tentang pengujian alat (hardware) serta pembahasan dan hasil pengujian tersebut.

 BAB V PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir untuk pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.

vi

2.4.2 Macam – macam generator ... 19

2.5 Dioda Rectifier ... 20

2.5.1 jembatan penyearah tiga fasa ... 20

2.5 DC (Direct Current) House ... 22

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Alternator ... 24

3.1.1 Bagian – bagian pada Alternator ... 25

3.1.2 Rekontruksi lilitan stator pada Alternator ... 29

3.1.3 Langkah – langkah merekontruksi lilitan pada Stator ... 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Stator Alternator ... 31

4.1.1 Tujuan ... 31

4.1.2 Peralatan yang digunakan ... 31

4.1.3 Langkah Pengujian... 32

4.1.4 Hasil pengujian alat ... 33

4.1.4.1 Stator dengan diameter kawat 0.5 mm 3 fase ... 33

4.1.4.2 Stator dengan diameter kawat 0.6 mm 1 fase ... 35

4.1.4.3 Stator dengan diameter kawat 0.6 mm 3 fase ... 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 37

5.2 Saran ... 37

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

vii

DAFTAR PUSTAKA

Ervin carillo (2012).Equating a car Alternator with the generated voltage equation . San Luis Obispo: California polytechnic State University.

Scott Merrick, Yuri Carillo.low speed Alternator design.San Luis Obispo :California Polytechnic State University.

A.E.Fitzgerald.Electric machinery :San Francisco

Prof. Ir.Djati Nursuhud,MSME.Ir.Astu Pudjanarsa,MT ,2000.mesin-mesin konversi Energi listrik :yogyakarta

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Pada dekade ini semakin intensif penggunaan energi baru dan terbarukan di negara-negara berkembang. Di daerah-daerah terpencil, yang tidak terdapat jaringan listrik dan kebutuhann listrik yang di inginkan adalah listrik dengan daya kecil.Pengembangan pembangkit listrik berdaya rendah sangat bermanfaat.Pembangkit daya rendah membutuhkan generator putaran rendah dengan putaran dalam kisaran 200-600 rpm untuk mendapatkan putaran tersebut tidaklah sulit tetapi kendala utama adalah harga generator dengan putaran rendah sangat mahal sehingga diperlukan biaya yang tinggi

Alternator adalah sebuah komponen yang ada pada setiap mobil,biasa disebut dengan dinamo amper yang berfungsi sebagai pembangkit listrik,listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu besar,lampu senja,sein ,klakson,jam,lighter,audio,dll.

Prinsip kerja Alternator adalah rotor yang digerakan atau diputar pully nya secara konsisten/terus menerus oleh mesin melalui drive Belt ( biasa di sebut Vanbelt oleh para mekanik ),Vanbelt tersebut dikaitkan kepada pully kruck as dan pully alternator ketika putaran sudah terhubung maka kumparan di dalam alternator & magnet yang ada pada sisi luarnya akan menghasilkan arus listrik , kemudian arus listrik tersebut akan diteruskan ke penyimpanan yaitu Aki.Setelah arus disimpan di dalam aki baru dapat digunakan untuk berbagaimacam keperluan didalam mobil. Sangat penting untuk mengetahui berapa standart arus yang dihasilkan dari putaran alternator untuk sebuah mobil.Dalam kondisi standart pada saat mesin normal dapat diukur berapa besar arus dihasilkan.

2

1.2Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka penulis merumuskan permasalah dalam penelitian ini adalah bagaimana merekonstruksi Alternator mobil sebagai generator DC pada rumah DC putaran rendah, dengan keluaran 24 V putaran kurang 1000 rpm.

1.3Batasan Masalah

Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula, dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan. Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut,

1. Tegangan output 24V.

2. Motor dengan putaran kurang 1000 RPM.

3. Alternator mobil yang digunakan adalah merk Mitsubishi.

1.4Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Merancang jumlah lilitan Alternator sebagai generator putaran rendah.

2. Membuat jumlah lilitan Alternator sebagai generator putaran rendah.

3. Menguji dan menentukan karakteristik Alternator sebagai generator putaran rendah.

1.5Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir dengan judul Rancang Bangun Alternator Mobil Sebagai Genarator DC Pada Rumah DC Putaran Rendah adalah sebagai berikut:

a. Kajian Literatur

Dalam mencari studi literatur,penulis menggunakan beberapa sumber informasi buku dan jurnal maupun media elektronik seperti internet.

3 b. Desain

Dalam perancangan sistem ini meliputi tahapan-tahapan sebagai berikut : 1. Menentukan Desain system

2. Perancangan hardware, sebagai berikut: 2.1 Membuka Alternator

2.2 Mengecek lilitan Alternator

2.3 Mengganti lilitan jika putaran melebihi batas Rpm yang di sarankan 2.4 Memasang kembali Alternator dan mengujinya kembali

c. Pengujian

Pengujian ini meliputi pengujian system. Mulai dari tegangan keluaran, putaran motor, dan Arus yang di keluarkan

d. Pengambilan Analisis

Analisa dibuat berdasarkan dari hasil performansi system.

e. Pengambilan kesimpulan

Kesimpulan berisikan hasil keseluruhan dari penelitian. Terdiri dari kelebihan dan kekurangan system yang telah dibuat, sehingga mempermudah bagi orang lain untuk melanjutkan (menyempurnakan) system yang telah dibuat

f. Penulisan laporan

Dalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bakunya telah diatur oleh pihak jurusan.

g. Konsultasi

Konsultasi dilakukan secara bertahap kepada dosen pembimbing.

1.6 Sistematika Pembahasan

Adapun sistematika pembahasan akan dijabarkan sebagai berikut :

 BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang hal-hal yang menjadi latar belakang, tujuan, rumusan masalah dan metodologi serta sistematika pembahasan.

4  BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menguraiakan teori-teori yang mendasari dan mendukung dalam perencanaan serta pembuatan hardware seperti pengetahuan tentang altenator mobil, DC house dan perangkat pendukung lainnya.

 BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab ini membahas tentang perencanaan serta pembuatan hardware.  BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

Bab ini membahas tentang pengujian alat (hardware) serta pembahasan dan hasil pengujian tersebut.

 BAB V PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran terhadap laporan akhir untuk pengembangan menjadi sistem yang lebih sempurna.