Rancang Bangun Dengan Sistim Mekanik Speed Bump Untuk Menghasilkan Daya Listrik Sebagai Tenaga Pembuka Gerbang Pintu Tol Kota Medan
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pembatas Kecepatan Kendaraan (Speed Bump ) adalah bagian jalan yang
ditinggikan berupa tambahan aspal atau semen yang dipasang melintang di jalan
untuk pertanda memperlambat laju/kecepatan kendaraan. Untuk meningkatkan
keselamatan dan kesehatan bagi pengguna jalan ketinggiannya diatur dan apabila
melalui jalan yang akan dilengkapi dengan rambu-rambu pemberitahuan terlebih
dahulu mengenai adanya pembatas kecepatan kendaraan (Speed Bump ), khususnya
pada malam hari, maka Speed Bump dilengkapi dengan marka jalan dengan garis
serong berwarna putih atau kuning yang kontras sebagai pertanda [ ]. Polisi tidur
dapat dilihat pada gambar 1.1.
Gambar 1.1 Polisi tidur (Speed Bump)
Speed bump ini pertama kali dicetuskan oleh seorang fisikawan bernama
Arthur Holly Campton. Ketika itu, ia merasa terganggu dengan cepatnya laju
kendaraan yang melintas di depan kantornya yang begitu bising terdengar. Maka
keluarlah gagasan untuk membuat sebuah konsep pembatas kecepatan laju kendaran
di tahun 1927, yang hingga kini sering disebut speed bump.
Ukuran speed bump sudah diatur dalam Keputusan Menteri Perhubungan
Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang Alat Pengendali dan Pengaman Pemakai Jalan.
Disana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas kecepatan kendaraan adalah 12
1
Universitas Sumatera Utara
cm dan sudut kemiringan 15 persen (13,50). Speed bump tersebut juga harus diberi
garis serong dengan cat putih agar terlihat jelas oleh para pengendara yang hendak
melintas.
Speed bump akan bermanfaat jika ditempatkan dan didesign sesuai dengan
aturan misalkan di jalan lingkungan pemukiman, jalan lokal yang mempunyai kelas
jalan IIIC, dan yang ketiga adalah pada jalan-jalan yang sedang dilakukan pekerjaan
konstruksi. kemudian untuk aturannya ketinggian maksimumnya tidak boleh lebih
dari 15 cm, juga kemiringannya 15%. Jika dibuat sesuai dengan kondisi diatas maka
akan bermanfaat.
Speed bump yang tidak sesuai standar bukan hanya merusak kendaraan, tapi
juga membahayakan si pengendara. Tinggi dan sudut kemiringan yang tidak sesuai
mengakibatkan beban kejut dan goncangan kendaraan yang terlalu besar.
Speed bump banyak kita jumpai di negara kita karena juga berfungsi sebagai
tanda memasuki wilayah tertentu. Namun berbada halnya jika di mall atau pusat perbelanjaan yang sebagian besar tidak menggunakan polisi tidur untuk mengurangi atau
memberhentikan laju kendaraan. Mereka menggunakan palang parkir (barrier gate)
sebagai tanda peringatan untuk berhenti sementara guna pengambilan karcis parkir
kendaraan. Palang parkir otomatis dapat dilhat pada gambar 1.2.
Gambar 1.2 Palang Parkir otomatis
Palang parkir dapat bergerak naik turun karena dioperasikan lewat operator
(administrator parking). Pada administrator parking terdapat vehicle detector untuk
mendeteksi nomor kendaraan, card reader untuk pengambilan karcis dan kamera
2
Universitas Sumatera Utara
CCTV sebagai sistem keamanan. Database dari administrator parking seperti plat
nomor kendaraan maupun jam masuk kendaraan dimasukkan ke dalam server parking. Keseluruhan system parking ini membutuhkan energi listrik untuk beroperasi.
Parkir sistem dapat dilihat pada gambar 1.3.
Gambar 1.3 Parkir system
Kebutuhan listrik pada system parking ini khususnya palang parkir dapat dialihkan dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) atau Generator Set (Genset) yang berbahan bakar fosil ke cara lain. Modifikasi desain polisi tidur atau dapat dikatakan
dengan smart police trap merupakan salah satu cara untuk menghasilkan energi
listrik bangkitan. Energi listrik bangkitan ini didapatkan dari adanya tekanan roda
kendaraan ke arah gravitasi bumi saat melintasi speed bump. Saat roda kendaraan
menekan speed bump, timbul energi kinetik. Energi tersebut dapat diubah menjadi
energi listrik dengan menambahkan konsep generator elektrik dimana tersusun atas
transmisi roda gigi, mekanisme fly wheel, dan motor DC [ ].
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas dapat ditentukan perumusan masalah dalam penelitian ini, yaitu bagaimana memodifikasi polisi tidur
agar dapat mengubah energi kinetik menjadi energi listrik ketika kendaraan melintas
dengan mekanisme roda gigi.
3
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Adapun tujuan dari perancangan speed bump (polisi tidur) ini adalah membuat suatu sistem pembangkit daya agar dapat menghasilkan energi listrik saat kendaraan melintasi speed bump.
1.3.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Memanfaatkan generator sebagai alat penghasil arus listrik untuk membuka pintu tol kota medan
2. Untuk mengetahui daya yang didapat setiap lintasan mobil pada speed
bump
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Bagi peneliti dapat menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman
tentang material komposit
2. Bagi akademik, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan
untuk penelitian tentang system mekanik speed bump yang dapat
menghasilkan energy listrik
1.5
Batasan Masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut:
1. Kecepatan kendaraan konstan, yaitu 5 km/jam, 10 km/jam, dan 15 km/jam
2. Gesekan didalam alat pembangkit daya diabaikan
3. Dimensi generator ditentukan
4. Dimensi roda gigi disesuaikan dengan dimensi ruang yang ada
5. Metode pembangkitan daya menggunakan Generator 5,5 Watt /12 volt
6. Kuat medan magnet , jumlah lilitan dan diameter kawat kumparan pada
generator elektrik disesuaikan dengan yang ada dipasaran
7. Berat plat baja diabaikan
4
Universitas Sumatera Utara
1.6
Sistematika Penulisan
Pada penelitian ini akan berisikan:
BAB 1. PENDAHULUAN
Bab ini membahas latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian,
batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi pedoman
dalam penyusunan skripsi. Pada bab ini dibahas teori tentang.Speed
bump,generator,roda gigi, pegas,bantalan, dan flywheel.
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini yang berisikan bagaimana diagram alir perancangan yang dimulai dari
penentuan dimensi,desain speed bump,penyiapan alat dan bahan,serta perakitan speed bump.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas hasil perancangan.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini yaitu penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran dari semua hasil
perancangan.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan dalam penelitian dan
penyusunan laporan ini.
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pembatas Kecepatan Kendaraan (Speed Bump ) adalah bagian jalan yang
ditinggikan berupa tambahan aspal atau semen yang dipasang melintang di jalan
untuk pertanda memperlambat laju/kecepatan kendaraan. Untuk meningkatkan
keselamatan dan kesehatan bagi pengguna jalan ketinggiannya diatur dan apabila
melalui jalan yang akan dilengkapi dengan rambu-rambu pemberitahuan terlebih
dahulu mengenai adanya pembatas kecepatan kendaraan (Speed Bump ), khususnya
pada malam hari, maka Speed Bump dilengkapi dengan marka jalan dengan garis
serong berwarna putih atau kuning yang kontras sebagai pertanda [ ]. Polisi tidur
dapat dilihat pada gambar 1.1.
Gambar 1.1 Polisi tidur (Speed Bump)
Speed bump ini pertama kali dicetuskan oleh seorang fisikawan bernama
Arthur Holly Campton. Ketika itu, ia merasa terganggu dengan cepatnya laju
kendaraan yang melintas di depan kantornya yang begitu bising terdengar. Maka
keluarlah gagasan untuk membuat sebuah konsep pembatas kecepatan laju kendaran
di tahun 1927, yang hingga kini sering disebut speed bump.
Ukuran speed bump sudah diatur dalam Keputusan Menteri Perhubungan
Nomor KM 3 Tahun 1994 tentang Alat Pengendali dan Pengaman Pemakai Jalan.
Disana disebutkan bahwa tinggi maksimum pembatas kecepatan kendaraan adalah 12
1
Universitas Sumatera Utara
cm dan sudut kemiringan 15 persen (13,50). Speed bump tersebut juga harus diberi
garis serong dengan cat putih agar terlihat jelas oleh para pengendara yang hendak
melintas.
Speed bump akan bermanfaat jika ditempatkan dan didesign sesuai dengan
aturan misalkan di jalan lingkungan pemukiman, jalan lokal yang mempunyai kelas
jalan IIIC, dan yang ketiga adalah pada jalan-jalan yang sedang dilakukan pekerjaan
konstruksi. kemudian untuk aturannya ketinggian maksimumnya tidak boleh lebih
dari 15 cm, juga kemiringannya 15%. Jika dibuat sesuai dengan kondisi diatas maka
akan bermanfaat.
Speed bump yang tidak sesuai standar bukan hanya merusak kendaraan, tapi
juga membahayakan si pengendara. Tinggi dan sudut kemiringan yang tidak sesuai
mengakibatkan beban kejut dan goncangan kendaraan yang terlalu besar.
Speed bump banyak kita jumpai di negara kita karena juga berfungsi sebagai
tanda memasuki wilayah tertentu. Namun berbada halnya jika di mall atau pusat perbelanjaan yang sebagian besar tidak menggunakan polisi tidur untuk mengurangi atau
memberhentikan laju kendaraan. Mereka menggunakan palang parkir (barrier gate)
sebagai tanda peringatan untuk berhenti sementara guna pengambilan karcis parkir
kendaraan. Palang parkir otomatis dapat dilhat pada gambar 1.2.
Gambar 1.2 Palang Parkir otomatis
Palang parkir dapat bergerak naik turun karena dioperasikan lewat operator
(administrator parking). Pada administrator parking terdapat vehicle detector untuk
mendeteksi nomor kendaraan, card reader untuk pengambilan karcis dan kamera
2
Universitas Sumatera Utara
CCTV sebagai sistem keamanan. Database dari administrator parking seperti plat
nomor kendaraan maupun jam masuk kendaraan dimasukkan ke dalam server parking. Keseluruhan system parking ini membutuhkan energi listrik untuk beroperasi.
Parkir sistem dapat dilihat pada gambar 1.3.
Gambar 1.3 Parkir system
Kebutuhan listrik pada system parking ini khususnya palang parkir dapat dialihkan dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) atau Generator Set (Genset) yang berbahan bakar fosil ke cara lain. Modifikasi desain polisi tidur atau dapat dikatakan
dengan smart police trap merupakan salah satu cara untuk menghasilkan energi
listrik bangkitan. Energi listrik bangkitan ini didapatkan dari adanya tekanan roda
kendaraan ke arah gravitasi bumi saat melintasi speed bump. Saat roda kendaraan
menekan speed bump, timbul energi kinetik. Energi tersebut dapat diubah menjadi
energi listrik dengan menambahkan konsep generator elektrik dimana tersusun atas
transmisi roda gigi, mekanisme fly wheel, dan motor DC [ ].
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas dapat ditentukan perumusan masalah dalam penelitian ini, yaitu bagaimana memodifikasi polisi tidur
agar dapat mengubah energi kinetik menjadi energi listrik ketika kendaraan melintas
dengan mekanisme roda gigi.
3
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Adapun tujuan dari perancangan speed bump (polisi tidur) ini adalah membuat suatu sistem pembangkit daya agar dapat menghasilkan energi listrik saat kendaraan melintasi speed bump.
1.3.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah:
1. Memanfaatkan generator sebagai alat penghasil arus listrik untuk membuka pintu tol kota medan
2. Untuk mengetahui daya yang didapat setiap lintasan mobil pada speed
bump
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Bagi peneliti dapat menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman
tentang material komposit
2. Bagi akademik, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan
untuk penelitian tentang system mekanik speed bump yang dapat
menghasilkan energy listrik
1.5
Batasan Masalah
Untuk dapat arah penelitian yang baik, maka perlu adanya batasan masalah
sebagai berikut:
1. Kecepatan kendaraan konstan, yaitu 5 km/jam, 10 km/jam, dan 15 km/jam
2. Gesekan didalam alat pembangkit daya diabaikan
3. Dimensi generator ditentukan
4. Dimensi roda gigi disesuaikan dengan dimensi ruang yang ada
5. Metode pembangkitan daya menggunakan Generator 5,5 Watt /12 volt
6. Kuat medan magnet , jumlah lilitan dan diameter kawat kumparan pada
generator elektrik disesuaikan dengan yang ada dipasaran
7. Berat plat baja diabaikan
4
Universitas Sumatera Utara
1.6
Sistematika Penulisan
Pada penelitian ini akan berisikan:
BAB 1. PENDAHULUAN
Bab ini membahas latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian,
batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi pedoman
dalam penyusunan skripsi. Pada bab ini dibahas teori tentang.Speed
bump,generator,roda gigi, pegas,bantalan, dan flywheel.
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini yang berisikan bagaimana diagram alir perancangan yang dimulai dari
penentuan dimensi,desain speed bump,penyiapan alat dan bahan,serta perakitan speed bump.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas hasil perancangan.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini yaitu penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran dari semua hasil
perancangan.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan dalam penelitian dan
penyusunan laporan ini.
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara