PENGUJIAN LAPANGAN GENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm

(1)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Krisis energi yang melanda Indonesia, khususnya energi listrik telah memaksa berbagai pihak untuk mencari solusi dalam mengatasi persoalan ini. Salah satu yang sedang popular adalah pemanfaatan tenaga angin. Dalam pemanfaatan energi bersifat fluktuatif tersebut dibutuhkan mesin listrik (generator) yang sesuai dengan karakteristik penggeraknya. Kecepatan angin di wilayah Indonesia umumnya di bawah 5,9 meter per detik (Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM)). Secara ekonomi kurang layak untuk membangun pembangkit listrik. Namun, bukan berarti hal itu tidak bermanfaat, tetapi dapat dimanfaatkan untuk skala rumah tangga.

Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Muhammad Walid Ahsan (Perancangan, Pembuatan dan pengujian Generator dengan magnet permanen Tipe Fluksi Aksial Dengan Daya 45 Watt) telah dirancang generator tipe fluksi aksial sebagai sumber energi alternatif lampu penerangan jalan. Generator tersebut menggunakan kawat email dengan diameter 0,7 mm yang mempunyai kekuatan untuk dialiri arus sebesar 0,770 -1,16 ampere, sedangkan untuk skala rumah tangga dibutuhkan arus yang lebih besar yaitu diatas 2,5 ampere.

Oleh karena itu telah dirancang dan dibuat generator baru oleh Rizka Arif Bahtiar, Nur Aziz Riadi, Candra Fajar (Mahasiswa Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Malang) dengan menggunakan kawat email berdiameter 1,4 mm

(2)

2 yang mempunyai kemampuan dilalui arus sampai 3,53 ampere. Akan tetapi generator tersebut belum diuji untuk mengetahui daya yang dihasilkan, maka dari itu perlu diadakan pengujian generator dengan judul “Pengujian Lapangan Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4mm” yang merupakan pengembangan dari generator fluksi aksial yang telah ada.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam pengujian generator tipe fluksi aksial dengan diameter kawat email 1,4 mm, dapat dirumuskan permasalahan yaitu :

 Bagaimana cara pengujian generator.

 Dengan merubah besar kawat email dengan dimensi kumparan yang sama, apakah tegangan induksi (Erms) generator yang

dihasilkan lebih besar atau lebih kecil.

1.3 Tujuan Pengujian

Adapun tujuan dari pengujian ini adalah :  Mengetahui cara-cara pengujian generator

 Mendapatkan data perbedaan tegangan generator yang menggunakan kawat email berdiameter 1,4 mm dengan generator sebelumnya yang menggunakan kawat email berdiameter 0,7 mm.

(3)

3 1.4 Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari pengujian generator tipe fluksi aksial dengan diameter kawat email 1,4 mm ini adalah :

a. Bagi masyarakat

 Memberikan energi alternatif yang diharapkan nantinya bisa membantu menghemat energi.

 Dapat membantu daerah-daerah yang memiliki potensi angin tetapi belum terjangkau oleh PLN.

b. Bagi penulis

 Membantu penulis dalam menambah pengetahuan mengenai generator.

 Sebagai bahan referensi bagi peneliti lain dalam bidang yang sama.

1.5 Batasan Masalah

Untuk membahas permasalahan yang ada agar sesuai dengan tujuan yang diinginkan, maka dilakukan pembatasan masalah agar tidak meluas. Adapun pembatasan masalah tersebut adalah :

 Generator yang diuji menggunakan model fluksi aksial.  Kawat email yang digunakan berdiameter 1,4 mm.

(4)

PENGUJIAN LAPANGAN GENERATOR TIPE FLUKSI

AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S-1)

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh: MUHAMAD LUTFI

07510054

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2012

(5)

LEMBAR PENGESAHAN

PENGUJIAN LAPANGANGENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh : Nama : MUHAMAD LUTFI NIM : 07510054

Telah diperiksa, disetujui, dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Ir. Trihono Sewoyo, MT) (Ir. Ali Saifullah, MT)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM

(6)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

Lembar Asistensi Tugas Akhir

Nama : Muhamad Lutfi

No. Induk Mahasiswa : 07510054 Bidang Keahlian : Konstruksi

Judul : Pengujian Lapangan Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4 mm

Pembimbing I : Ir. Trihono Sewoyo, MT Pembimbing II : Ir. Ali Saifullah, MT

No. Catatan Asistensi

Paraf

Pembimbing I Pembimbing II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Revisi latar belakang, rumusan masalah

Revisi tujuan pengujian ACC BAB I

Revisi tinjauan pustaka, lengkapi sumber-sumber ACC BAB II

Revisi prosedur pengujian Revisi data pengujian ACC BAB III

Revisi kesimpulan ACC BAB IV

Malang, Januari 2012

Pembimbing I Pembimbing II

(7)

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Muhamad Lutfi

Nim : 07510054

Tempat / Tanggal Lahir : Pasuruan, 26 Agustus 1988 Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

1. Tugas Akhir dengan Judul :

“Pengujian Lapangan Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4 mm “ Adalah hasil karya saya,dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diiajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur “PLAGIASI”, saya bersedia “TUGAS AKHIR INI

DIGUGURKAN” dan “GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA PEROLEH DIBATALKAN”,serta diproses sesuai ketentuan yang berlaku.

3. Tugas Akhir ini dijadikan sumber pustaka yang merupakan “ HAK

BEBAS ROYALTY NON EKSLUSIF”

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 14 Februari 2012 Dengan Hormat,

Muhamad Lutfi

(8)

PENGUJIAN LAPANGAN GENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm

Oleh : Muhamad Lutfi (07510054) Pembimbing I : Ir.Trihono Sewoyo,MT,

Pembimbing II : Ir. Ali Saifullah, MT

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

ABSTRAKSI

Generator adalah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik melalui proses induksi magnetic. Generator memperoleh tenaga mekanis dari penggerak mula (primer mover). Tenaga mekanik disini digunakan untuk memutar kumparan kawat-kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar.

Pada penelitian yang telah dilakukan oleh Muhammad Walid Ahsan (Perancangan, Pembuatan dan pengujian Generator dengan magnet permanen Tipe Fluksi Aksial Dengan Daya 45 Watt), telah dirancang generator tipe fluksi aksial magnet permanen dengan daya 45 watt. Generator tersebut menggunakan kawat email dengan diameter 0,7 mm yang mempunyai kekuatan untuk dialiri arus sebesar 0,770 -1,16 ampere.

Oleh karena itu Rizka Arif Bahtiar, Nur Aziz Riadi, Candra Fajar telah merancang dan membuat generator baru dengan menggunakan kawat email berdiameter 1,4 mm yang mempunyai kemampuan dilalui arus sampai 3,53 ampere. Maka perlu dilakukan pengujian untuk menghasilkan generator yang lebih sempurna. Pengujian tersebut bertujuan untuk mendapatkan nilai tegangan (Erms) yang keluar dari generator. Pengujian generator ini dilakukan dengan menggunakan bantuan mobil pick-up di lapangan terbuka.

(9)

FIELD TESTING OF AN AXIAL FLUX GENERATOR TYPE WITH 1,4mm WIRE EMAIL

Oleh : Muhamad Lutfi (07510054) Pembimbing I : Ir.Trihono Sewoyo,MT,

Pembimbing II : Ir. Ali Saifullah, MT

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

ABSTRACT

Generator is a machine that changes mechanical energybecome electricity through a process electromagnetic induction. Generator obtain mechanical energy from the drive first (primary mover). Mechanical energy is used here to turn the coil wire conductor in a magnetic field or otherwise play a magnet between coils of wire conductor.

In the research conducted by Walid Muhammad Ahsan (Design, Fabrication and testing of permanent magnet generator with Axial Flux Type With Power 45 Watt), has designed a generator type axial flux permanent magnet with the power of 45 watts. The generator uses a wire email with a diameter of 0.7 mm that has the power to drain current of 0.770 -1.16 ampere.

Because of that Rizka Arif Bahtiar, Nur Aziz Riadi, Candra Fajar has been designing and building a new generator by using a 1.4 mm diameter wire email that has the ability to pass the current to 3.53 amperes. Testing should be conducted to produce a more perfect generator. The tests are aimed to obtain the voltage values (Erms) emanating from the generator. Generator testing is done with the help of a pick-up in the open field.

(10)

KATA PENGANTAR

Assalammu’alaikum Wr. Wb.

Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada kita semua. Semoga sholawat serta salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW. Dengan berkah dan ridho-Nya, akhirnya penulisan skripsi yang berjudul "Pengujian Lapangan Generator Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4 mm" ini dapat terselesaikan.

Selain sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana bagi mahasiswa Teknik Mesin UMM, semoga tugas akhir ini juga dapat bermanfaat sebagai sumbangan pikiran dari penulis bagi pembaca sekaligus pengembangan keilmuan berkaitan dengan energi alternatif dan konversi energi elektromagnetik.

Terima kasih yang sebesarnya penulis ucapkan kepada banyak pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Terimakasih penulis ucapkan kepada :

1. Bapak dan Ibu tercinta yang tiada henti memberikan doa, dukungan, senantiasa menasehati, memberi semangat dan materi, serta semua pengorbanannya bertahun-tahun demi selesainya pendidikanku selama ini. Semoga Allah SWT membalas semua amalan dan memberinya kesehatan lahir dan batin selalu, amin.

2. Bapak Ir. Trihono Sewoyo, MT, selaku pembimbing satu yang tidak hanya membimbing bidang akademik, tetapi juga pengajar kehidupan sejati yang

(11)

mampu menyelami kemampuan ilmu mahasiswanya. Terima kasih telah memberikan ide, ilmu, tekanan serta meluangkan waktu, wacana, dan kesabaran dalam membimbing sehingga penulis dapat menyelesaikan dan meminimalisir kesalahan dalam tugas akhir ini. Tidak lupa permintaan maaf saya apabila telah mengecewakan dalam bimbingan dan ujian tugas akhir. Semoga Allah SWT membalas semua amalan dan memberinya kesehatan lahir dan batin agar terus mendidik para penerus bangsa, amin…

3. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT, selaku pembimbing dua yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, sehingga pengerjaan skripsi ini berjalan dengan baik.

4. Ibu Dra. Roro Heni Hendaryati, MT, selaku dosen wali yang telah mendampingi proses akademik selama kuliah di jurusan Teknik Mesin. 5. Sahabat satu tim dalam pengerjaan tugas akhir (Riska, Aziz, Candra), terima

kasih atas kekompakannya, saling memberi semangat, dan yang terpenting kebersamaan diwaktu susah maupun senang.

6. Teman-teman jurusan teknik mesin angkatan 2006, Samid, Walid, Tamrin, Alim, Fajar, Doni, Haris, yang telah membantu dalam proses perancangan dan pembuatan generator.

7. Teman-teman crew Lab. Perancangan / CNC angkatan 2007, Dhita, Totok, Arif, Enggar, Ulum, Ananta, Riski, Wira, Rica, Uut, dan Kris terima kasih atas kebersamaannya.

8. Teman-teman jurusan teknik mesin angkatan 2007 A, terima kasih atas dukungannya.

(12)

9. Teman-teman kost Jl. Jetis Gang Sidosakti No 6, Very S.T, Yudis, Zainul, Heri, Yugo, Agung, Ulum, Uluk, Dedi, Oris, dan Adi Wimantoro S.Pi, terima kasih atas segala bantuannya.

10.Teman-teman Kontrakan Jl. Mulyo Agung, Muklis, Iwan, Listrio, Franky, Fatma, Roni, Rosa, dan Silfi S.Si, terima kasih atas suport yang selalu diberikan.

11.Teman-teman yang kenal dengan penulis dan penulis kenal yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih untuk bentuannya dalam bentuk apapun selama ini.

Penulis menyadari bahwa penyusunan karya ilmiah (skripsi) ini mungkin belum bisa dikatakan sempurna, dikarenakan ilmu yang masih terbatas dan belum berkembang. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan kritik, saran, dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi terciptanya karya ilmiah yang lebih baik dan berguna bagi masa depan. Semoga hasil karya

penulisan ini dapat memberikan manfaat bagi kehidupan kita semua di masa yang akan datang. Tetap cintai dan jaga bumi kita dari pemanasan global. Akhir kata, penulis menyampaikan terima kasih atas perhatiannya.

Wassalammu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 14 Februari 2012 Penulis,

(13)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR ASISTENSI ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAKSI ... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1

1.2Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan ... 2

1.4Manfaat ... 3

1.5Batasan Masalah... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Generator ... 4

2.2Tegangan dan Arus Bolak-balik... 7

2.3Avometer ... 8

2.4Anemometer ... 10

2.5 Tachometer ... 14

2.6 Rectifier ... 15

2.7 Kawat Tembaga ... 16

BAB III METODE PENGUJIAN 3.1 Persiapan Pengujian ... 19

3.2 Prosedur Pengujian ... 22

3.3 Diagram Alir Pengujian ... 22

3.4 Alat-alat Pengujian ... 23

3.5 Data Pengujian ... 24

3.5.1 Data Pengujian Generator Tanpa Beban Per Phasa (AC) ... 24

3.5.2 Data Pengujian Generator Tanpa Beban (DC) ... 25

3.6 Analisa dan Pembahasan Data ... 27

3.6.1 Grafik Pengujian Generator Tanpa Beban Per Phase (AC) ... 27

3.6.2 Grafik Pengujian Generator Tanpa Beban (DC) ... 28

(14)

3.6.4 Grafik Perbandingan Pengujian Tegangan dan Putaran ... 31 BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan ... 32 4.2 Saran ... 32 DAFTAR PUSTAKA ... 33 LAMPIRAN :

GAMBAR PENGUJIAN GENERATOR CURICULUM VITAE

NASKAH PUBLIKASI POSTER

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai tahanan jenis kawat ... 16

Tabel 2.2 Nilai kemampuan kawat email bila dilalui arus ... 18

Tabel 3.1 Data hasil pengujian generator tanpa beban per phase (AC) ... 24

Tabel 3.2 Data hasil pengujian generator tanpa beban per phase (AC) ... 24

Tabel 3.3 Data hasil pengujian generator tanpa beban per phase (AC) ... 25

Tabel 3.4 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC) ... 25

Tabel 3.5 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC) ... 26

Tabel 3.6 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC) ... 26

Tabel 3.7 Data rata-rata hasil pengujian generator tanpa beban per phase (AC).. ... 27

Tabel 3.8 Data rata-rata hasil pengujian generator tanpa beban (DC) ... 28

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis Generator magnet permanen fluksi radial ... 5

Gambar 2.2 Jenis Generator magnet permanen fluksi aksial ... 6

Gambar 2.3 Avometer digital ... 9

Gambar 2.4 Anemometer ... 10

Gambar 2.5 Tachometer.. ... 15

Gambar 2.6 Rangkaian rectifier jembatan gelombang penuh ... 16

Gambar 2.7 Kawat email ... 17

Gambar 3.1 Generator dihubungkan ke turbin angin tipe helix ... 20

Gambar 3.2 Penggabungan kabel output dengan rectifier ... 21

(17)

33 DAFTAR PUSTAKA

1. Ahsan, M. Walid. “Perancangan Pembuatan dan pengujian Generator dengan magnet permanen Tipe Fluksi Aksial Dengan Daya 45 Watt’. Tugas Akhir. Teknik mesin – UMM. 2011.

2. Parvien. “Modelling Of Ahwal Flux Permanent Magnet Machines”. IEE Transactions on industry application. 2004.

3. Piggott, Hugh. “A Wind Turbine Recipe Book The Axial Flux Windmill Plans”. Metric edition. Januari 2009.

4. Riyadi, M. Sugeng. “Perancangan, Pembuatan, dan Pengujian Generator Fluksi Aksial Putaran Rendah dengan Magnet Permanen untuk Turbin Angin Daya 1000 Watt”. Tugas Akhir. Teknik mesin – UMM. 2009. 5. Sularso, Suga, K. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”.

Penerbit PT. Pradnya Paramitha. Jakarta. 2004.

6. Tamrin, Muhamad. “Perancangan dan Pembuatan Generator Magnet Permanen Tipe Fluksi Aksial Untuk Turbin Angin Helix Dengan Daya 45 Watt”. Tugas Akhir. Teknik mesin – UMM. 2011.

7. Toomey, Michael. “Individual Trade Study for Portable Wind Energy System”. Individual Trade Study. Februari 2008.

8. Yuli, Johanes. “Perancangan, Pembuatan, dan Pengujian Stator Generator Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,6 mm”. Tugas Akhir. Teknik mesin – UMM. 2009.

9. www.hudasmkn3tegal.blogspot.com

10.www.joytalita.wordpress.com/2010/05/23/anemometer-nieee 11.www.parliament.uk/documents/upload/postpn268.pdf

(1)

9. Teman-teman kost Jl. Jetis Gang Sidosakti No 6, Very S.T, Yudis, Zainul, Heri, Yugo, Agung, Ulum, Uluk, Dedi, Oris, dan Adi Wimantoro S.Pi, terima kasih atas segala bantuannya.

10.Teman-teman Kontrakan Jl. Mulyo Agung, Muklis, Iwan, Listrio, Franky, Fatma, Roni, Rosa, dan Silfi S.Si, terima kasih atas suport yang selalu diberikan.

11.Teman-teman yang kenal dengan penulis dan penulis kenal yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih untuk bentuannya dalam bentuk apapun selama ini.

Wassalammu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 14 Februari 2012 Penulis,

(2)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR ASISTENSI ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAKSI ... v

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii