T1__BAB IV Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Alat peraga Lampu Gravitasi (Gravity Light) T1 BAB IV
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai pengujian alat, dan kemudian dilakukan
analisis dari hasil pengujian tersebut. Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui
bagaimana alat bekerja, serta untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang bekerja
sesuai dengan spesifikasi.
4.1. Pengujian Output Generator AC dengan Beban RL
Untuk mengetahui daya maksimum turntable motor , maka dilakukan pengujian
menggunakan variasi beban RL (100 – 1M Ω). Dalam percobaan ketika diuji dari 1 – 15
kg, minimum untuk menggerakkan alat adalah 9 kg. Dari pengujian, diketahui tegangan
VRL menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360 dan V peak
menggunakan osiloskop GOS-6103 sehingga dapat dihitung IRL dengan cara VRL / RL
dan PRL dengan cara V2 / RL. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.1 hingga
tabel 4.7.
Gambar 4.1. Rangkaian Percobaan 4.1
24
Tabel 4.1. Data Percobaan 4.1 Beban 9 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
18,80
19,60
19,80
18,20
21,20
22,60
24,20
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,10
0,10
0,09
0,07
0,04
0,03
0,02
1,96
1,92
1,78
1,23
0,88
0,62
0,59
25
30
31
25
30
32
35
Tabel 4.2. Data Percobaan 4.1 Beban 10 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
24,40
27,50
29,50
30,10
29,70
30,00
32,60
35,60
37,40
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,24
0,18
0,16
0,15
0,14
0,11
0,06
0,04
0,04
25
5,95
5,04
4,83
4,53
4,00
3,33
2,08
1,53
1,40
35
40
43
45
42
40
45
50
53
Tabel 4.3. Data Percobaan 4.1 Beban 11 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
6,30
35,20
40,50
42,80
44,50
45,70
48,80
56,50
61,50
63,30
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,63
0,35
0,27
0,24
0,22
0,21
0,18
0,11
0,07
0,06
3,97
12,39
10,94
10,18
9,90
9,49
8,82
6,26
4,56
4,00
9
50
56
60
63
65
70
80
85
90
Tabel 4.4. Data Percobaan 4.1 Beban 12 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
0,15
0,95
9,00
45,20
54,50
58,00
60,00
61,40
64,80
73,20
84,50
88,10
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
1,50
0,95
0,9
0,45
0,36
0,32
0,30
0,28
0,24
0,14
0,10
0,09
26
0,23
0,90
8,10
20,43
19,80
18,69
18,00
17,14
15,55
10,51
8,60
7,76
0,2
1,5
13
65
75
80
85
88
90
105
120
125
(a)
(b)
Gambar 4.2. Contoh Hasil Percobaan 4.1 Beban 12 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.5. Data Percobaan 4.1 Beban 13 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,18
1,30
10,60
56,50
64,50
66,50
69,30
72,00
74,70
84,00
95,20
100,00
1,80
1,30
1,06
0,57
0,43
0,37
0,35
0,33
0,28
0,16
0,11
0,10
27
0,32
1,69
11,24
31,92
27,74
24,57
24,01
23,56
20,67
13,84
10,92
10,00
0,25
2
15
80
90
95
100
103
105
125
135
140
Tabel 4.6. Data Percobaan 4.1 Beban 14 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,22
1,60
12,60
65,60
76,20
82,70
84,00
86,00
89,80
96,20
99,30
106,00
2,20
1,60
1,26
0,66
0,51
0,46
0,42
0,39
0,33
0,19
0,12
0,11
0,48
2,56
15,88
43,03
38,71
38,00
35,28
33,62
29,87
18,15
11,88
11,24
0,3
2,4
18
98
110
115
120
124
130
135
140
150
Tabel 4.7. Data Percobaan 4.1 Beban 15 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,26
1,97
15,50
85,10
91,20
96,30
100,20
99,00
105,80
99,00
103,60
109,00
2,60
1,97
1,55
0,85
0,61
0,54
0,50
0,45
0,39
0,19
0,12
0,11
28
0,68
3,88
24,03
72,42
55,45
51,52
50,20
44,55
41,46
19,22
12,93
11,88
0,36
2,8
22
120
130
135
141
140
150
140
148
153
(a)
(b)
Gambar 4.3. Contoh Hasil Percobaan 4.1 Beban 15 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban RL berpengaruh pada
output AC generator yang dihasilkan. Dari percobaan diperoleh bahwa Daya maksimum
berada pada kisaran beban RL = 100K Ω. Variasi beban juga berpengaruh pada Daya
Tegangan (V)
yang dihasilkan. Percobaan ini dapat dirangkum dan dapat dilihat dari grafik di bawah.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.1. Perbandingan Tegangan terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
29
16
Arus (mA)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Daya (mW)
Grafik 4.2. Perbandingan Arus terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Daya (mW)
Grafik 4.3. Perbandingan Daya terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
200000
400000
600000
Ha bata
800000
1000000
1200000
Ω
Grafik 4.4. Contoh Perbandingan Daya RL (mW) terhadap Beban Hambatan (Ω) pada
Percobaan 4.1 dengan Beban 15 kg
30
Maka dalam percobaan ini dapat diketahui bahwa daya maksimum
keluaran generator berada pada kisaran beban RL 100K Ω. Dan semakin tinggi
massa beban maka akan semakin tinggi pula Daya nya.
4.2. Pengujian Output Generator Setelah Dikonversi ke DC dengan Beban RL
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier , Untuk mengetahui
daya maksimum turn table motor setelah diubah ke DC maka dilakukan pengujian
menggunakan variasi beban RL (100 – 1MΩ). Dalam percobaan ketika diuji dari 1 – 15
kg, minimum untuk menggerakkan alat adalah 9 kg. Dari pengujian, diketahui tegangan
VRL menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360
dan V peak
menggunakan osiloskop GOS-6103 sehingga dapat dihitung IRL dengan cara VRL / RL
dan PRL dengan cara V2 / RL. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.8 hingga
tabel 4.14.
Gambar 4.4. Rangkaian Percobaan 4.2
Tabel 4.8. Data Percobaan 4.2 Beban 9 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
13,80
15,70
16,20
16,60
16,70
16,50
19,20
20,20
22,00
0,14
0,10
0,09
0,08
0,08
0,06
0,04
0,02
0,02
31
1,90
1,64
1,46
1,38
1,27
1,01
0,72
0,49
0,48
25
23
23
24
24
23
27
29
31
(a)
(b)
Gambar 4.5. Contoh Hasil Percobaan 4.2 Beban 9 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.9. Data Percobaan 4.2 Beban 10 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
4,20
21,00
24,10
25,30
26,00
25,60
24,40
28,70
31,00
31,20
0,42
0,21
0,16
0,14
0,13
0,12
0,09
0,06
0,04
0,03
32
1,76
4,41
3,87
3,56
3,38
2,98
2,21
1,62
1,16
0,97
5
30
34
37
37
36
34
41
44
44
Tabel 4.10. Data Percobaan 4.2 Beban 11 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,07
0,63
5,60
30,00
34,30
35,80
36,20
35,30
35,10
38,70
39,30
40,50
0,65
0,63
0,56
0,30
0,23
0,20
0,18
0,16
0,13
0,08
0,05
0,04
0,04
0,40
3,14
9,00
7,84
7,12
6,55
5,66
4,56
2,94
1,86
1,64
0,09
1
8
43
49
50
51
50
50
55
56
57
Tabel 4.11. Data Percobaan 4.2 Beban 12 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,09
0,89
7,30
35,20
39,20
40,80
41,00
40,30
39,80
41,60
42,00
42,20
0,86
0,89
0,73
0,35
0,26
0,23
0,21
0,18
0,15
0,08
0,05
0,04
33
0,07
0,79
5,33
12,39
10,24
9,25
8,41
7,38
5,87
3,39
2,13
1,78
0,12
1,2
10
50
56
58
58
57
56
59
60
60
Tabel 4.12. Data Percobaan 4.2 Beban 13 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,12
1,06
9,70
39,80
42,80
43,40
43,80
43,80
42,40
44,60
45,10
45,40
1,20
1,06
0,97
0,40
0,29
0,24
0,22
0,20
0,16
0,09
0,05
0,05
0,14
1,12
9,41
15,84
12,21
10,46
9,59
8,72
6,66
3,90
2,45
2,06
0,18
1,5
13
55
60
61
62
62
60
63
64
65
Tabel 4.13. Data Percobaan 4.2 Beban 14 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,15
1,40
11,20
42,41
45,50
46,20
46,40
46,30
45,20
46,50
47,20
47,50
1,50
1,40
1,12
0,42
0,30
0,26
0,23
0,21
0,17
0,09
0,06
0,05
34
0,23
1,96
12,54
17,99
13,80
11,86
10,76
9,74
7,57
4,24
2,68
2,26
0,22
2
15
60
65
67
67
67
64
67
67
67
(a)
(b)
Gambar 4.6. Contoh Hasil Percobaan 4.2 Beban 14 kg (a) Osiloskop (b) Multimeter
Tabel 4.14. Data Percobaan 4.2 Beban 15 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,17
1,70
14,20
45,40
46,60
41,50
47,90
47,90
47,10
48,20
48,70
50,30
1,70
1,70
1,42
0,45
0,31
0,23
0,24
0,22
0,17
0,09
0,06
0,05
0,29
2,89
20,16
20,61
14,48
9,57
11,47
10,43
8,22
4,56
2,86
2,53
0,24
2,5
22
65
67
68
68
68
67
68
69
71
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban RL berpengaruh pada
output DC generator yang dihasilkan. Dari percobaan diperoleh bahwa daya maksimum
berada pada beban RL = 100K Ω. Variasi beban juga berpengaruh pada daya yang
dihasilkan. Percobaan ini dapat dirangkum dan dapat dilihat dari grafik di bawah.
35
Tegangan (V)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.5. Perbandingan Tegangan terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
0,5
Arus (mA)
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.6. Perbandingan Arus terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
25
Daya (mW)
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.7. Perbandingan Daya terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
36
16
20,00
Daya (mW)
15,00
10,00
5,00
0,00
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Beban (kg)
Grafik 4.8. Contoh Perbandingan Daya RL (mW) terhadap Beban Hambatan (Ω) pada
Percobaan 4.2 dengan Beban 14 kg
Maka dalam percobaan ini diketahui output daya generator setelah disearahkan
menggunakan rangkaian
full wave bridge rectifier
akan menurun dari sebelum
disearahkan (Percobaan 4.1). Tetapi daya maksimum generator masih berada pada
kisaran beban RL 100K Ω dan semakin berat massa beban akan semakin tinggi pula
output dayanya.
4.3. Pengujian Waktu Pengisian dan Maksimum Pengisian Tegangan Kapasitor
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier , Tegangan yang keluar
masih membentuk sinus yang terpotong bagian bawahnya. Namun tegangan tersebut
belumlah tegangan DC sepenuhnya. Oleh karena itu diperlukan sebuah kapasitor untuk
menampung tegangan saat gelombang akan mulai turun, sehingga dapat diperoleh
tegangan DC yang stabil. Selain itu kapasitor juga dapat digunakan untuk mencari
hambatan dalam generator (RIN).
Gambar 4.7. Rangkaian Percobaan 4.3
37
Gambar 4.8. Grafik dan Tabel Pengisian Kapasitor[12]
Perpindahan daya maksimum terjadi saat RIN = RL, maka dengan mencari RIN
dapat diketahui apakah nilai itu akan sama dengan hambatan saat daya maksimum (RL)
yang diuji pada percobaan 4.1 dan 4.2 atau tidak. Dapat diketahui RIN dengan cara
mencari pengisian kapasitor pada saat :
t=τ
(27)
t = RIN.C
contoh saat beban 10 kg, maka :
Vc = 63% × VIN
(28)
Vc = 0,63 × VIN
Vc = 0,63 × 54,07 V
Vc = 34,06 V
dan diuji pada saat Vc = 34,06 V berada pada waktu t = 100,1 s
t
=τ
RIN = 100,1 s / 2350 uF
RIN = 42595,75 Ω = 42,6 KΩ
Percobaan dilakukan 10 kali tiap kenaikan beban, dan beban minimum adalah 9
kg dan pengukuran dilakukan menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM360 dan stopwatch android. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.15 hingga
tabel 4.21.
38
Tabel 4.15. Data Percobaan 4.3 Beban 9 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
283
265
280
269
277
272
269
268
276
278
273,7
398
394
397
392
395
394
393
394
395
395
394,7
44,63
44,52
44,62
44,51
44.56
44,53
44,52
44,51
44,57
44,58
44,55
108
108
107,5
109
108,5
110
109,5
106,5
108
108,5
108,35
Tabel 4.16. Data Percobaan 4.3 Beban 10 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
256
257
258
252
250
253
248
252
249
248
252,3
334
336
337
337
334
337
335
336
334
337
335,7
54,12
54,12
54,16
54,10
54,02
54,10
53,98
54,04
54,00
54,10
54,07
101
100
99
101
101
100
98
100,5
101
99,5
100,10
Tabel 4.17. Data Percobaan 4.3 Beban 11 kg
NO
t pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
172
170
168
169
172
168
170
168
171
171
169,9
263
264
263
263
265
262
262
262
263
263
263
55,06
55,06
55,04
55,05
55,06
55,04
55,05
55,03
55,06
55,05
55,05
71,5
72,5
72
71
70
73
72,5
71,5
72
72
71,80
39
Tabel 4.18. Data Percobaan 4.3 Beban 12 kg
NO
t pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
123
124
122
125
124
123
123
125
124
124
123,7
240
241
240
242
240
240
245
246
243
240
241,7
55,16
55,16
55,16
55,17
55,16
55,14
55,18
55,20
55,18
55,17
55,17
57,5
56,7
57
56
57
57
58
57,6
57
57,5
57,13
Tabel 4.19. Data Percobaan 4.3 Beban 13 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
79
82
78
78
81
78
77
84
78
82
79,7
207
207
202
200
203
203
204
207
204
206
204,3
55,30
55,31
55,28
55,28
55,30
55,27
55,28
55,32
55,26
55,27
55,29
44,2
44
44,3
44,5
44
43,8
44
44
44,2
44,3
44,13
40
(a)
(b)
Gambar 4.9. Contoh Hasil Percobaan 4.3 Beban 13 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.20. Data Percobaan 4.3 Beban 14 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
65
63
62
64
65
65
62
63
62
64
63,5
167
165
165
167
166
167
165
165
165
166
165,8
55,47
55,38
55,41
55,49
55,41
55,46
55,40
55,42
55,38
55,43
55,43
35
35
34
34
34
34,3
34,6
35,2
35
34
34,51
(a)
(b)
Gambar 4.10. Contoh Hasil Percobaan 4.3 Beban 14 kg (a) Osiloskop (b) Multimeter
41
Tabel 4.21. Data Percobaan 4.3 Beban 15 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
52,78
47,63
49,68
50,12
50,02
50,63
47,63
49,64
53,68
49,52
50,133
134
125
127
128
126
125
127
132
132
126
128,2
55,56
55,45
55,51
55,52
55,52
55,54
55,45
55,49
55,56
55,51
55,51
29
29
28
28,7
28
28
28
29
28,7
28,5
28,49
Karena dalam percobaan tidak menggunakan beban RL maupun LED, maka output
generator yang dihasilkan relatif besar. Maka dari itu kapasitor yang digunakan ialah
2350 uF / 85 V karena VC maksimum yang dihasilkan antara 44,55 hingga 55,51 V.
Nilai tersebut didapat dari penyusuan seri kapasitor 4700 uF / 35 V dengan 4700 uF / 50
V. Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban input berpengaruh pada
lamanya waktu pengisian kapasitor. Variasi beban input juga berpengaruh pada waktu
turun alat dan output tegangan maksimal yang bisa tersimpan di kapasitor. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan dirangkum
dalam grafik berikut.
Waktu Pengisian (s)
300
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.9. Perbandingan Waktu Pengisian Kapasitor terhadap Variasi Beban
42
16
Waktu Beban Turun (s)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Tegangan di Kapasitor (V)
Grafik 4.10. Perbandingan Waktu Beban Turun terhadap Variasi Beban
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.11. Perbandingan Tegangan pada Kapasitor terhadap Variasi Beban
Berdasarkan persamaan 27 dan 28 maka didapat hasil R dari 12123 Ω hingga
46119 Ω dengan rerata 27023 Ω. Hasil ini berbeda dengan hambatan RL pada percobaan
4.1 dan 4.2 dikarenakan hambatan pada kapasitor saat mengisi selalu berubah / tidak
konstan. Maka dapat disimpulkan bahwa output tegangan DC keluaran generator setelah
disearahkan menggunakan rangkaian full wave bridge rectifier dan diberi kapasitor
akan menjadi lebih stabil dan dapat dilihat pada osiloskop benar - benar seperti signal
DC bukan AC yang terpotong bagian bawahnya seperti percobaan 4.2. Dalam
percobaan ini semakin berat beban maka waktu pengisian kapasitor akan semakin cepat
dan tegangan output di kapasitor akan semakin tinggi seperti terlihat pada grafik di atas.
Dan seiring penambahan beban pula, waktu turun beban akan semakin cepat karena
perputaran gear akan semakin cepat.
43
4.4. Pengujian dengan Menggunakan Lampu LED Seri Sebagai Output
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier dan diberi kapasitor
untuk menyetabilkan tegangan output DC, Lampu LED sudah bisa menyala dengan
intensitas terang bergantung pada beban yang diberikan. Percobaan dilakukan dari
beban 1-15 Kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk menjalankan alat ialah 9 kg.
Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap kenaikan beban. Percobaan ini menggunakan
multimeter true rms GWINSTEK GDM-360 untuk mengukur tegangan dan arus output
serta menggunakan stopwatch android untuk mengukur waktu turun. Data yang
didapatkan ditamplikan pada tabel 4.22 hingga tabel 4.28.
Gambar 4.11. Rangkaian Percobaan 4.4
Tabel 4.22. Data Percobaan 4.4 Beban 9 kg
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
V (V)
I (mA)
P (mW)
Rerata
Rerata
MIN MAX
MIN MAX
MIN MAX Rerata
22,11
22,10
22,13
22,14
22,09
22,08
22,11
22,13
22,11
22,10
22,11
22,29
22,26
22,28
22,29
22,26
22,31
22,29
22,26
22,28
22,29
22,28
22,20
22,18
22,21
22,22
22,18
22,20
22,20
22,20
22,20
22,20
22,20
0,25
0,24
0,24
0,24
0,22
0,25
0,22
0,27
0,25
0,25
0,24
0,44
0,42
0,43
0,45
0,41
0,47
0,42
0,44
0,43
0,44
0,44
44
0,35
0,33
0,34
0,35
0,32
0,36
0,32
0,36
0,34
0,35
0,34
5,53
5,30
5,31
5,31
4,86
5,52
4,86
5,98
5,53
5,53
5,37
9,81
9,35
9,58
10,03
9,13
10,49
9,36
9,79
9,58
9,81
9,69
7,67
7,33
7,45
7,67
6,99
8,00
7,11
7,88
7,55
7,67
7,53
t(s)
515
525
507
535
530
520
530
510
515
525
521,20
Tabel 4.23. Data Percobaan 4.4 Beban 10 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,28 22,44 22,36 0,52 0,77
0,65
11,59 17,28 14,43
438
2
22,27 22,42 22,35 0,46 0,78
0,62
10,24 17,49 13,87
436
3
22,27 22,44 22,36 0,51 0,74
0,63
11,36 16,61 13,98
435
4
22,32 22,40 22,36 0,52 0,75
0,64
11,61 16,80 14,20
438
5
22,26 22,42 22,34 0,48 0,78
0,63
10,68 17,49 14,09
435
6
22,30 22,46 22,38 0,53 0,77
0,65
11,82 17,29 14,56
438
7
22,26 22,44 22,35 0,47 0,78
0,63
10,46 17,50 13,98
436
8
22,27 22,44 22,36 0,48 0,78
0,63
10,69 17,50 14,10
438
9
22,31 22,46 22,39 0,52 0,74
0,63
11,60 16,62 14,11
435
10
22,27 22,42 22,35 0,51 0,74
0,63
11,36 16,59 13,97
438
0,63
11,14 17,12 14,13 436,7
Rerata 22,28 22,43 22,36 0,50 0,76
Tabel 4.24. Data Percobaan 4.4 Beban 11 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,43 22,51 22,47 0,69 0,95
0,82
15,48 21,38 18,43
368
2
22,44 22,52 22,48 0,72 0,93
0,83
16,16 20,94 18,55
367
3
22,42 22,50 22,46 0,68 0,93
0,81
15,25 20,93 18,09
371
4
22,46 22,52 22,49 0,73 0,94
0,84
16,40 21,17 18,78
370
5
22,48 22,53 22,51 0,72 0,98
0,85
16,19 22,08 19,13
370
6
22,50 22,53 22,52 0,72 0,96
0,84
16,20 21,63 18,91
371
7
22,43 22,53 22,48 0,75 0,94
0,85
16,82 21,18 19,00
372
8
22,46 22,52 22,49 0,71 1,01
0,86
15,95 22,75 19,35
367
9
22,44 22,51 22,48 0,70 1,00
0,85
15,71 22,51 19,11
368
10
22,48 22,53 22,51 0,68 0,98
0,83
15,29 22,08 18,68
368
0,84
15,94 21,66 18,80 369,2
Rerata 22,45 22,52 22,49 0,67 0,96
45
Tabel 4.25. Data Percobaan 4.4 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,50 22,62 22,56 0,89 1,14
1,02
20,03 25,79 22,91
318
2
22,47 22,61 22,54 0,99 1,25
1,12
22,25 28,26 25,25
341
3
22,51 22,59 22,55 0,96 1,26
1,11
21,61 28,46 25,04
320
4
22,52 22,61 22,57 1,01 1,36
1,19
22,75 30,75 26,75
322
5
22,53 22,64 22,59 0,92 1,22
1,07
20,73 27,62 24,17
341
6
22,47 22,58 22,53 1,02 1,33
1,18
22,92 30,03 26,48
320
7
22,49 22,62 22,56 0,92 1,31
1,12
20,69 29,63 25,16
331
8
22,48 22,60 22,54 0,94 1,34
1,14
21,13 30,28 25,71
320
9
22,50 22,60 22,55 0,89 1,26
1,08
20,03 28,48 24,25
318
10
22,48 22,57 22,53 0,96 1,24
1,10
21,58 27,99 24,78
332
1,11
21,37 28,73 25,05 326,3
Rerata 22,50 22,60 22,55 0,95 1,27
(a)
(b)
Gambar 4.12. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 12 kg Vmax & Imax (a) Multimeter
(b) Osiloskop
46
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.13. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 12 kg Vmin & Imin (a) Osiloskop (b)
Multimeter (c) Stopwatch Android
Tabel 4.26. Data Percobaan 4.4 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,60 22,69 22,65 1,24 1,57
1,41
28,02 35,62 31,82 260
2
22,59 22,68 22,64 1,21 1,56
1,39
27,33 35,38 31,36 263
3
22,58 22,68 22,63 1,22 1,60
1,41
27,55 36,29 31,92 263
4
22,57 22,66 22,62 1,20 1,61
1,41
27,08 36,48 31,78 262
5
22,57 22,67 22,62 1,20 1,53
1,37
27,08 34,69 30,88 263
6
22,56 22,67 22,62 1,15 1,61
1,38
25,94 36,50 31,22 262
7
22,55 22,67 22,61 1,21 1,54
1,38
27,29 34,91 31,10 262
8
22,56 22,68 22,62 1,22 1,61
1,42
27,52 36,51 32,02 261
9
22,58 22,68 22,63 1,23 1,61
1,42
27,77 36,51 32,14 262
10
22,55 22,67 22,61 1,16 1,56
1,36
26,16 35,37 30,76 262
1,39
27,18 35,83 31,50 262
Rerata 22,57 22,68 22,62 1,20 1,58
47
Tabel 4.27. Data Percobaan 4.4 Beban 14 kg
NO
MIN
1
22,41
2
22,68
3
22,60
4
22,62
5
22,67
6
22,62
7
22,64
8
22,67
9
22,65
10
22,66
Rerata 22,62
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
22,76 22,59 1,55 1,98
1,77
34,74 45,06 39,90
213
22,75 22,72 1,56 2,04
1,80
35,38 46,41 40,90
216
22,74 22,67 1,55 1,96
1,76
35,03 44,57 39,80
214
22,74 22,68 1,52 1,92
1,72
34,38 43,66 39,02
214
22,74 22,71 1,57 1,94
1,76
35,59 44,12 39,85
218
22,72 22,67 1,56 1,96
1,76
35,29 44,53 39,91
214
22,73 22,69 1,52 1,90
1,71
34,41 43,19 38,80
216
22,76 22,72 1,55 2,02
1,79
35,14 45,98 40,56
213
22,74 22,70 1,55 1,89
1,72
35,11 42,98 39,04
218
22,75 22,71 1,57 1,97
1,77
35,58 44,82 40,20
212
22,74 22,68 1,55 1,96
1,75
35,06 44,53 39,80 214,8
Tabel 4.28. Data Percobaan 4.4 Beban 15 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,72 22,81 22,77 1,96 2,50
2,23
44,53 57,03 50,78
180
2
22,73 22,80 22,77 1,92 2,33
2,13
43,64 53,12 48,38
182
3
22,74 22,81 22,78 1,91 2,42
2,17
43,43 55,20 49,32
182
4
22,71 22,82 22,77 2,04 2,43
2,24
46,33 55,45 50,89
161
5
22,72 22,86 22,79 1,96 2,33
2,15
44,53 53,26 48,90
180
6
22,72 22,92 22,82 1,93 2,55
2,24
43,85 58,45 51,15
179
7
22,74 22,83 22,79 2,02 2,33
2,18
45,93 53,19 49,56
162
8
22,72 22,82 22,77 1,94 2,29
2,12
44,08 52,26 48,17
182
9
22,72 22,86 22,79 1,96 2,32
2,14
44,53 53,04 48,78
163
10
22,72 22,86 22,79 2,06 2,35
2,21
46,80 53,72 50,26
176
2,18
44,77 54,47 49,62 174,7
Rerata 22,72 22,84 22,78 1,97 2,39
48
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.14. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 15 kg Vmin & Imin (a) Osiloskop (b)
Multimeter (c) Stopwatch Android
(a)
(b)
Gambar 4.15. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 15 kg Vmax & Imax (a) Multimeter
(b) Osiloskop
49
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban berpengaruh pada
tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan oleh alat. Variasi beban juga
berpengaruh pada waktu turun alat. Setelah dilakukan percobaan selama 10 kali diambil
sebuah nilai rata - rata dan di rangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.12. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban
2,5
Arus (mA)
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.13. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban
60
Daya (mW)
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.14. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban
50
16
Waktu Turun Alat (s)
600
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.15. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban
Mengacu pada hasil perhitungan pada persamaan 19 hingga 22 didapatkan waktu
turun pada saat beban dianggap mampu menjalankan alat. Waktu turun beban alat
bermacam - macam tiap kenaikan beban dan dihasilkan waktu turun sebesar 175 s
hingga 521 s.
Mengacu pada hasil perhitungan pada persamaan 23 dan persamaan 24 didapatkan
Daya input sesuai berat massa beban dan waktu jatuh beban. Dan dengan menggunakan
persaam 25 dan persamaan 26 didapatkan efisiensi alat. Hasil dari efisiensi alat
bermacam - macam tiap kenaikan beban dan dihasilkan efisiensi sistem sebesar 5,4%
hingga 8,6 % pada percobaan di atas.
Dapat dilihat dari hasil yang didapat pula nilai hambatan lampu dengan cara R =
V / I. Didapat hasil R dengan kisaran 10449 Ω hingga 65294 Ω dan menghasilkan rerata
hambatan sebesar 26794 Ω. Hasil tersebut hampir sama dengan rerata hambatan dalam
pada percobaan 4.3 sehingga disimpulkan bahwa pada alat tersebut terjadi transfer daya
maksimum pada generator.
Maka dari percobaan dapat dilihat bahwa output tegangan DC keluaran generator
setelah disearahkan menggunakan rangkaian full wave bridge rectifier dan diberi filter
kapasitor akan menjadi DC yang mampu menyalakan LED yang diseri. Dalam
percobaan ini semakin berat beban maka tegangan, arus , dan daya yang dihasilkan
samekin besar pula seperti terlihat pada grafik di atas. Akan tetapi dengan seiring
penambahan beban pula, waktu turun beban yang dihasilkan akan semakin cepat.
51
4.5. Pengujian Lampu dengan Arus Konstan (Regulator)
Setelah mengetahui besarnya output pada pengujian 4.4, Maka penulis menguji
kebenaran keluaran arus yang diukur dengan cara memberikan sumber arus konstan
pada lampu. Pengujian ini menggunakan rangkaian regulator arus LM317 seperti pada
gambar 4.16. Penguji ingin menguji nyala lampu pada percobaan 4.4 apakah akan sama
intensitas cahayanya apabila diberikan tegangan dan arus yang sama menggunakan
regulator. Dengan memberi hambatan sebesar 550 Ω pada regulator, maka hasil
pengujian ditampilkan pada gambar 4.17.
Gambar 4.16. Rangkaian Percobaan 4.5
Gambar 4.17. Hasil Intensitas Maksimum Percobaan 4.5
Dari hasil yang didapat pada percobaan 4.4, tingkat intensitas cahaya LED bila
diberi arus 2,29 mA dengan tegangan 22,87 volt yang menghasilkan daya 52 mW tidak
sama saat diberi arus 2,29 mA menggunakan regulator arus. Pada percobaan
menggunakan regulator arus didapatkan intensitas cahaya maksimal yaitu pada tegangan
26,22 volt yaitu daya maksimum 60 mW.
52
Jadi dapat dilihat dari percobaan bahwa perbedaan ini mungkin disebabkan oleh
daya losses pada rangkaian lampu serta sumber tegangan DC yang tidak sepenuhnya
konstan dari generator alat skripsi berbeda dengan regulator yang mengunakan sumber
tegangan DC konstan dari power suply. Dan dapat disimpulkan bahwa LED yang
digunakan cocok dengan alat karena dengan arus yang kecil dapat menghasilkan
intensitas cahaya yang cukup sebagai alternatif pengganti lampu.
4.6. Pengujian Menggunakan Beban Counter
Setelah mecoba melakukan pengujian menggunakan LED dan berhasil menyala
dengan lama waktu yang bervariasi sesuai variasi beban input, maka selanjutnya
diperlukan pengujian dengan menggunakan beban counter dengan harapan didapat
waktu menyala lampu yang lebih lama dan dapat dicari efisiensi maksimum yang dapat
dihasilkan alat. Pengujian dilakukan dengan rangkaian seperti pada gambar 4.18.
Gambar 4.18. Rangkaian Percobaan 4.6
4.6.1. Analisa Hasil Menggunakan Beban Counter 0,7 kg
Dalam pengujian ini variasi beban counter yang digunakan ialah 0,7
kg sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditentukan penulis. Percobaan
dilakukan dari beban 1-15 kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk
menjalankan alat ialah 11 kg. Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap
kenaikan beban. Percobaan ini menggunakan multimeter true rms
GWINSTEK GDM-360 untuk mengukur tegangan dan arus output serta
menggunakan stopwatch android untuk mengukur waktu turun. Data yang
didapatkan ditampilkan pada tabel 4.29 hingga 4.33.
53
Tabel 4.29. Data Percobaan 4.6.1 Beban 11 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
21,94 22,24 22,09 0,17 0,43
0,30
3,73 9,56
6,65
611
2
21,90 22,29 22,10 0,15 0,49
0,32
3,29 10,92
7,10
610
3
21,96 22,28 22,12 0,18 0,47
0,33
3,95 10,47
7,21
620
4
21,96 22,30 22,13 0,18 0,52
0,35
3,95 11,60
7,77
615
5
21,99 22,32 22,16 0,20 0,56
0,38
4,40 12,50
8,45
612
6
21,99 22,32 22,16 0,19 0,56
0,38
4,18 12,50
8,34
618
7
22,02 22,32 22,17 0,21 0,54
0,38
4,62 12,05
8,34
610
8
21,99 22,32 22,16 0,20 0,56
0,38
4,40 12,50
8,45
620
9
22,01 22,29 22,15 0,21 0,51
0,36
4,62 11,37
8,00
612
10
22,02 22,24 22,13 0,22 0,42
0,32
4,84 9,34
7,09
620
0,35
4,20 11,28
7,74
614,80
Rerata 21,98 22,29 22,14 0,19 0,51
Tabel 4.30. Data Percobaan 4.6.1 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,18 22,47 22,33 0,36 0,90
0,63
7,98 20,22 14,10
484
2
22,20 22,40 22,30 0,39 0,92
0,66
8,66 20,61 14,63
493
3
22,19 22,43 22,31 0,38 0,80
0,59
8,43 17,94 13,19
485
4
22,21 22,43 22,32 0,40 0,81
0,61
8,88 18,17 13,53
495
5
22,22 22,43 22,33 0,41 0,84
0,63
9,11 18,84 13,98
490
6
22,22 22,45 22,34 0,42 0,87
0,65
9,33 19,53 14,43
482
7
22,21 22,42 22,32 0,41 0,78
0,60
9,11 17,49 13,30
492
8
22,19 22,44 22,32 0,38 0,84
0,61
8,43 18,85 13,64
495
9
22,21 22,47 22,34 0,40 0,91
0,66
8,88 20,45 14,67
483
10
22,20 22,43 22,32 0,40 0,90
0,65
8,88 20,19 14,53
484
0,63
8,77 19,23 14,00 488,30
Rerata 22,20 22,44 22,32 0,40 0,86
54
Tabel 4.31. Data Percobaan 4.6.1 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,35 22,57 22,46 0,66 1,25
0,96
14,75 28,21 21,48
384
2
22,37 22,58 22,48 0,67 1,28
0,98
14,99 28,90 21,95
395
3
22,37 22,58 22,48 0,68 1,31
1,00
15,21 29,58 22,40
390
4
22,42 22,50 22,46 0,70 1,12
0,91
15,69 25,20 20,45
383
5
22,42 22,53 22,48 0,80 1,15
0,98
17,94 25,91 21,92
396
6
22,42 22,50 22,46 0,78 1,11
0,95
17,49 24,98 21,23
392
7
22,41 22,53 22,47 0,76 1,20
0,98
17,03 27,04 22,03
387
8
22,40 22,54 22,47 0,74 1,17
0,96
16,58 26,37 21,47
388
9
22,37 22,57 22,47 0,66 1,27
0,97
14,76 28,66 21,71
384
10
22,39 22,54 22,47 0,72 1,13
0,93
16,12 25,47 20,80
395
0,96
16,06 27,03 21,54 389,40
Rerata 22,39 22,54 22,47 0,72 1,20
Tabel 4.32. Data Percobaan 4.6.1 Beban 14 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,51 22,61 22,56 1,06 1,44
1,25
23,86 32,56 28,21
303
2
22,49 22,61 22,55 1,00 1,47
1,24
22,49 33,24 27,86
301
3
22,45 22,64 22,55 0,90 1,53
1,22
20,21 34,64 27,42
305
4
22,47 22,65 22,56 0,94 1,63
1,29
21,12 36,92 29,02
310
5
22,49 22,63 22,56 0,97 1,63
1,30
21,82 36,89 29,35
302
6
22,48 22,66 22,57 0,96 1,74
1,35
21,58 39,43 30,50
300
7
22,49 22,68 22,59 0,99 1,70
1,35
22,27 38,56 30,41
303
8
22,48 22,68 22,58 0,96 1,76
1,36
21,58 39,92 30,75
301
9
22,51 22,66 22,59 0,99 1,64
1,32
22,28 37,16 29,72
305
10
22,48 22,66 22,57 0,99 1,60
1,30
22,26 36,26 29,26
303
1,30
21,95 36,56 29,25 303,30
Rerata 22,49 22,65 22,57 0,98 1,61
55
Tabel 4.33. Data Percobaan 4.6.1 Beban 15 kg
V (V)
NO
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,57 22,71 22,64 1,33 1,83
1,58
30,02 41,56 35,79
228
2
22,58 22,73 22,66 1,34 2,31
1,83
30,26 52,51 41,38
220
3
22,55 22,73 22,64 1,27 2,32
1,80
28,64 52,73 40,69
225
4
22,58 22,74 22,66 1,36 2,33
1,85
30,71 52,98 41,85
230
5
22,58 22,70 22,64 1,36 2,20
1,78
30,71 49,94 40,32
223
6
22,57 22,73 22,65 1,29 1,96
1,63
29,12 44,55 36,83
222
7
22,57 22,73 22,65 1,31 1,88
1,60
29,57 42,73 36,15
228
8
22,58 22,72 22,65 1,34 2,17
1,76
30,26 49,30 39,78
220
9
22,58 22,71 22,65 1,33 2,00
1,67
30,03 45,42 37,73
230
10
22,60 22,75 22,68 1,36 2,25
1,81
30,74 51,19 40,96
220
1,73
30,00 48,29 39,15 224,60
Rerata 22,58 22,73 22,65 1,33 2,13
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa pemberian beban counter
0,7 kg berpengaruh pada tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan
oleh alat cenderung lebih kecil seperti pada tabel data di atas. Beban counter
tersebut juga berpengaruh pada waktu turun alat yang cenderung lebih lama
bahkan hingga dua kali lipat pada beban 11 kg dari percobaan 4.4. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan
dirangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.16. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 0,7 kg
56
16
Arus (mA)
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.17. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 0,7
kg
50
Daya (mW)
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.18. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 0,7
kg
700
Waktu Turun (s)
600
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.19. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 0,7 kg
57
Dari percobaan yang dilakukan didapat hasil bahwa penambahan
beban counter 0,7 kg dapat memperpanjang waktu lampu menyala yang
berkisar antara 224,6 detik hingga 614,8 detik. Waktu ini signifikan lebih
lama dibanding pada percobaan 4.4 yang tanpa beban counter meskipun
mengurangi sedikit daya yang dihasilkan.
4.6.2. Analisa Hasil Menggunakan Beban Counter 1 kg
Dalam pengujian ini variasi beban counter yang digunakan ialah 1 kg
sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditentukan penulis. Percobaan dilakukan
dari beban 1-15 kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk menjalankan
alat ialah 12 kg. Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap kenaikan beban.
Percobaan ini menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360
untuk mengukur tegangan dan arus output serta menggunakan stopwatch
android untuk mengukur waktu turun. Data yang didapatkan ditampilkan
pada tabel 4.34 hingga 4.37.
Tabel 4.34. Data Percobaan 4.6.2 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,08 22,32 22,20 0,43 0,69
0,56
9,49 15,40 12,45
504
2
22,12 22,37 22,25 0,41 0,80
0,61
9,07 17,90 13,48
513
3
22,17 22,42 22,30 0,39 0,83
0,61
8,65 18,61 13,63
510
4
22,20 22,35 22,28 0,42 0,69
0,56
9,32 15,42 12,37
514
5
22,12 22,35 22,24 0,35 0,66
0,51
7,74 14,75 11,25
507
6
22,14 22,37 22,26 0,40 0,76
0,58
8,86 17,00 12,93
512
7
22,10 22,40 22,25 0,40 0,77
0,59
8,84 17,25 13,04
510
8
22,17 22,43 22,30 0,40 0,74
0,57
8,87 16,60 12,73
515
9
22,17 22,38 22,28 0,38 0,74
0,56
8,42 16,56 12,49
505
10
22,11 22,38 22,25 0,33 0,74
0,54
7,30 16,56 11,93
504
0,57
8,66 16,60 12,63 509,40
Rerata 22,14 22,38 22,26 0,39 0,74
58
Tabel 4.35. Data Percobaan 4.6.2 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,28 22,43 22,36 0,52 0,86
0,69
11,59 19,29 15,44
424
2
22,30 22,44 22,37 0,56 0,89
0,73
12,49 19,97 16,23
435
3
22,31 22,45 22,38 0,59 0,91
0,75
13,16 20,43 16,80
430
4
22,31 22,49 22,40 0,58 1,05
0,82
12,94 23,61 18,28
428
5
22,36 22,47 22,42 0,59 1,04
0,82
13,19 23,37 18,28
424
6
22,33 22,50 22,42 0,62 1,05
0,84
13,84 23,63 18,73
434
7
22,34 22,47 22,41 0,63 0,96
0,80
14,07 21,57 17,82
426
8
22,32 22,46 22,39 0,59 0,94
0,77
13,17 21,11 17,14
428
9
22,30 22,49 22,40 0,56 1,04
0,80
12,49 23,39 17,94
430
10
22,31 22,50 22,41 0,57 1,07
0,82
12,72 24,08 18,40
435
0,78
12,97 22,04 17,51 429,40
Rerata 22,32 22,47 22,39 0,58 0,98
Tabel 4.36. Data Percobaan 4.6.2 Beban 14 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,41 22,61 22,51 0,84 1,42
1,13
18,82 32,11 25,47
343
2
22,44 22,59 22,52 0,84 1,50
1,17
18,85 33,89 26,37
337
3
22,45 22,58 22,52 0,88 1,41
1,15
19,76 31,84 25,80
340
4
22,44 22,60 22,52 0,87 1,43
1,15
19,52 32,32 25,92
335
5
22,41 22,61 22,51 0,81 1,49
1,15
18,15 33,69 25,92
345
6
22,44 22,59 22,52 0,90 1,45
1,18
20,20 32,76 26,48
343
7
22,42 22,64 22,53 0,82 1,53
1,18
18,38 34,64 26,51
337
8
22,44 22,60 22,52 0,86 1,45
1,16
19,30 32,77 26,03
342
9
22,45 22,56 22,51 0,89 1,35
1,12
19,98 30,46 25,22
344
10
22,42 22,60 22,51 0,84 1,43
1,14
18,83 32,32 25,58
338
22,43
22,60
22,52
0,86
1,45
1,15
19,18
32,68
25,93
340,40
Rerata
59
Tabel 4.37. Data Percobaan 4.6.2 Beban 15 kg
V (V)
NO
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,51 22,64 22,58 1,09 1,60
1,35
24,54 36,22 30,38
264
2
22,52 22,67 22,60 1,12 1,88
1,50
25,22 42,62 33,92
255
3
22,53 22,70 22,62 1,16 2,00
1,58
26,13 45,40 35,77
258
4
22,53 22,70 22,62 1,14 1,89
1,52
25,68 42,90 34,29
260
5
22,56 22,69 22,63 1,28 1,89
1,59
28,88 42,88 35,88
265
6
22,60 22,68 22,64 1,28 1,92
1,60
28,93 43,55 36,24
254
7
22,54 22,70 22,62 1,17 1,68
1,43
26,37 38,14 32,25
264
8
22,54 22,70 22,62 1,16 2,02
1,59
26,15 45,85 36,00
260
9
22,54 22,68 22,61 1,18 1,94
1,56
26,60 44,00 35,30
262
10
22,57 22,68 22,63 1,19 1,90
1,55
26,86 43,09 34,98
255
1,52
26,54 42,47 34,50 259,70
Rerata 22,54 22,68 22,61 1,18 1,87
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa pemberian beban counter 1 kg
berpengaruh pada tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan oleh alat
cenderung lebih kecil seperti pada tabel data di atas. Beban counter tersebut
juga berpengaruh pada waktu turun alat yang cenderung lebih lama. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan
dirangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.20. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 1 kg
60
16
Arus (mA)
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.21. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 1
Daya (mW)
kg
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.22. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 1 kg
600
Waktu Turun (s)
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.23. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 1 kg
61
16
Dari percobaan yang dilakukan didapat hasil bahwa penambahan
beban counter 1 kg dapat memperpanjang waktu lampu menyala yang
berkisar antara 259,7 detik hingga 509,4 detik. Waktu ini signifikan lebih
lama dibanding pada percobaan 4.4 yang tanpa beban counter meskipun
mengurangi sedikit daya yang dihasilkan.
Setelah mecoba menggunakan kedua beban counter yang berbeda yaitu 0,7 kg dan
1 kg maka kita dapat mengetahui efisiensi alat yang menggunakan beban counter
dengan mengacu pada persaaam 23 hingga 26 dengan modifikasi pada persamaan 23 di
mana beban m = m beban - m counter karena memiliki arah yang berlawanan. Dari hasil
perhitungan didapat bahwa efisiensi menggunakan beban counter 0,7 kg kisaran 6%
hingga 8,7% sedangkan efisiensi menggunakan beban counter 1 kg berkisar antara
7,43% hingga 8,64%.
Dapat diketahui pula bahwa efisiensi tertinggi yang dihasilkan alat berada pada
beban 13 kg dengan beban counter 0,7 kg yaitu sebesar 8,7%. Hal ini berbeda sedikit
dengan percobaan tanpa beban counter yang menghasilkan maksimum efisiensi 8,6%
pada beban 12 kg.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan beban counter bermanfaat untuk
memperpanjang waktu menyalanya lampu tanpa mengurangi efisiensi output yang
signifikan meskipun daya output berkurang. Dapat dilihat pada beban 13 kg dengan dan
tanpa beban counter menghasilkan efisiensi dan waktu turun masing – masing sebagai
berikut:
Tabel 4.38. Data Perbandingan Beban 13 kg dengan dan tanpa Beban Counter
Beban
Input 13
kg
Daya
(mW)
Efisiensi
(%)
waktu
turun (s)
Tanpa
Beban
Counter
Beban
Counter
0,7 kg
Beban
Counter
1 kg
31,5
21,54
17,51
8,1
8,7
7,96
262
389
429
62
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai pengujian alat, dan kemudian dilakukan
analisis dari hasil pengujian tersebut. Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui
bagaimana alat bekerja, serta untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang bekerja
sesuai dengan spesifikasi.
4.1. Pengujian Output Generator AC dengan Beban RL
Untuk mengetahui daya maksimum turntable motor , maka dilakukan pengujian
menggunakan variasi beban RL (100 – 1M Ω). Dalam percobaan ketika diuji dari 1 – 15
kg, minimum untuk menggerakkan alat adalah 9 kg. Dari pengujian, diketahui tegangan
VRL menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360 dan V peak
menggunakan osiloskop GOS-6103 sehingga dapat dihitung IRL dengan cara VRL / RL
dan PRL dengan cara V2 / RL. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.1 hingga
tabel 4.7.
Gambar 4.1. Rangkaian Percobaan 4.1
24
Tabel 4.1. Data Percobaan 4.1 Beban 9 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
18,80
19,60
19,80
18,20
21,20
22,60
24,20
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,10
0,10
0,09
0,07
0,04
0,03
0,02
1,96
1,92
1,78
1,23
0,88
0,62
0,59
25
30
31
25
30
32
35
Tabel 4.2. Data Percobaan 4.1 Beban 10 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
24,40
27,50
29,50
30,10
29,70
30,00
32,60
35,60
37,40
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,24
0,18
0,16
0,15
0,14
0,11
0,06
0,04
0,04
25
5,95
5,04
4,83
4,53
4,00
3,33
2,08
1,53
1,40
35
40
43
45
42
40
45
50
53
Tabel 4.3. Data Percobaan 4.1 Beban 11 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
6,30
35,20
40,50
42,80
44,50
45,70
48,80
56,50
61,50
63,30
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,63
0,35
0,27
0,24
0,22
0,21
0,18
0,11
0,07
0,06
3,97
12,39
10,94
10,18
9,90
9,49
8,82
6,26
4,56
4,00
9
50
56
60
63
65
70
80
85
90
Tabel 4.4. Data Percobaan 4.1 Beban 12 kg
RL(Ω)
VRL(V)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
0,15
0,95
9,00
45,20
54,50
58,00
60,00
61,40
64,80
73,20
84,50
88,10
IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
1,50
0,95
0,9
0,45
0,36
0,32
0,30
0,28
0,24
0,14
0,10
0,09
26
0,23
0,90
8,10
20,43
19,80
18,69
18,00
17,14
15,55
10,51
8,60
7,76
0,2
1,5
13
65
75
80
85
88
90
105
120
125
(a)
(b)
Gambar 4.2. Contoh Hasil Percobaan 4.1 Beban 12 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.5. Data Percobaan 4.1 Beban 13 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,18
1,30
10,60
56,50
64,50
66,50
69,30
72,00
74,70
84,00
95,20
100,00
1,80
1,30
1,06
0,57
0,43
0,37
0,35
0,33
0,28
0,16
0,11
0,10
27
0,32
1,69
11,24
31,92
27,74
24,57
24,01
23,56
20,67
13,84
10,92
10,00
0,25
2
15
80
90
95
100
103
105
125
135
140
Tabel 4.6. Data Percobaan 4.1 Beban 14 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,22
1,60
12,60
65,60
76,20
82,70
84,00
86,00
89,80
96,20
99,30
106,00
2,20
1,60
1,26
0,66
0,51
0,46
0,42
0,39
0,33
0,19
0,12
0,11
0,48
2,56
15,88
43,03
38,71
38,00
35,28
33,62
29,87
18,15
11,88
11,24
0,3
2,4
18
98
110
115
120
124
130
135
140
150
Tabel 4.7. Data Percobaan 4.1 Beban 15 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,26
1,97
15,50
85,10
91,20
96,30
100,20
99,00
105,80
99,00
103,60
109,00
2,60
1,97
1,55
0,85
0,61
0,54
0,50
0,45
0,39
0,19
0,12
0,11
28
0,68
3,88
24,03
72,42
55,45
51,52
50,20
44,55
41,46
19,22
12,93
11,88
0,36
2,8
22
120
130
135
141
140
150
140
148
153
(a)
(b)
Gambar 4.3. Contoh Hasil Percobaan 4.1 Beban 15 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban RL berpengaruh pada
output AC generator yang dihasilkan. Dari percobaan diperoleh bahwa Daya maksimum
berada pada kisaran beban RL = 100K Ω. Variasi beban juga berpengaruh pada Daya
Tegangan (V)
yang dihasilkan. Percobaan ini dapat dirangkum dan dapat dilihat dari grafik di bawah.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.1. Perbandingan Tegangan terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
29
16
Arus (mA)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Daya (mW)
Grafik 4.2. Perbandingan Arus terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Daya (mW)
Grafik 4.3. Perbandingan Daya terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
200000
400000
600000
Ha bata
800000
1000000
1200000
Ω
Grafik 4.4. Contoh Perbandingan Daya RL (mW) terhadap Beban Hambatan (Ω) pada
Percobaan 4.1 dengan Beban 15 kg
30
Maka dalam percobaan ini dapat diketahui bahwa daya maksimum
keluaran generator berada pada kisaran beban RL 100K Ω. Dan semakin tinggi
massa beban maka akan semakin tinggi pula Daya nya.
4.2. Pengujian Output Generator Setelah Dikonversi ke DC dengan Beban RL
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier , Untuk mengetahui
daya maksimum turn table motor setelah diubah ke DC maka dilakukan pengujian
menggunakan variasi beban RL (100 – 1MΩ). Dalam percobaan ketika diuji dari 1 – 15
kg, minimum untuk menggerakkan alat adalah 9 kg. Dari pengujian, diketahui tegangan
VRL menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360
dan V peak
menggunakan osiloskop GOS-6103 sehingga dapat dihitung IRL dengan cara VRL / RL
dan PRL dengan cara V2 / RL. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.8 hingga
tabel 4.14.
Gambar 4.4. Rangkaian Percobaan 4.2
Tabel 4.8. Data Percobaan 4.2 Beban 9 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
13,80
15,70
16,20
16,60
16,70
16,50
19,20
20,20
22,00
0,14
0,10
0,09
0,08
0,08
0,06
0,04
0,02
0,02
31
1,90
1,64
1,46
1,38
1,27
1,01
0,72
0,49
0,48
25
23
23
24
24
23
27
29
31
(a)
(b)
Gambar 4.5. Contoh Hasil Percobaan 4.2 Beban 9 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.9. Data Percobaan 4.2 Beban 10 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
4,20
21,00
24,10
25,30
26,00
25,60
24,40
28,70
31,00
31,20
0,42
0,21
0,16
0,14
0,13
0,12
0,09
0,06
0,04
0,03
32
1,76
4,41
3,87
3,56
3,38
2,98
2,21
1,62
1,16
0,97
5
30
34
37
37
36
34
41
44
44
Tabel 4.10. Data Percobaan 4.2 Beban 11 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,07
0,63
5,60
30,00
34,30
35,80
36,20
35,30
35,10
38,70
39,30
40,50
0,65
0,63
0,56
0,30
0,23
0,20
0,18
0,16
0,13
0,08
0,05
0,04
0,04
0,40
3,14
9,00
7,84
7,12
6,55
5,66
4,56
2,94
1,86
1,64
0,09
1
8
43
49
50
51
50
50
55
56
57
Tabel 4.11. Data Percobaan 4.2 Beban 12 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,09
0,89
7,30
35,20
39,20
40,80
41,00
40,30
39,80
41,60
42,00
42,20
0,86
0,89
0,73
0,35
0,26
0,23
0,21
0,18
0,15
0,08
0,05
0,04
33
0,07
0,79
5,33
12,39
10,24
9,25
8,41
7,38
5,87
3,39
2,13
1,78
0,12
1,2
10
50
56
58
58
57
56
59
60
60
Tabel 4.12. Data Percobaan 4.2 Beban 13 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,12
1,06
9,70
39,80
42,80
43,40
43,80
43,80
42,40
44,60
45,10
45,40
1,20
1,06
0,97
0,40
0,29
0,24
0,22
0,20
0,16
0,09
0,05
0,05
0,14
1,12
9,41
15,84
12,21
10,46
9,59
8,72
6,66
3,90
2,45
2,06
0,18
1,5
13
55
60
61
62
62
60
63
64
65
Tabel 4.13. Data Percobaan 4.2 Beban 14 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,15
1,40
11,20
42,41
45,50
46,20
46,40
46,30
45,20
46,50
47,20
47,50
1,50
1,40
1,12
0,42
0,30
0,26
0,23
0,21
0,17
0,09
0,06
0,05
34
0,23
1,96
12,54
17,99
13,80
11,86
10,76
9,74
7,57
4,24
2,68
2,26
0,22
2
15
60
65
67
67
67
64
67
67
67
(a)
(b)
Gambar 4.6. Contoh Hasil Percobaan 4.2 Beban 14 kg (a) Osiloskop (b) Multimeter
Tabel 4.14. Data Percobaan 4.2 Beban 15 kg
RL(Ω)
100
1k
10k
100k
150k
180k
200k
220k
270k
510k
830k
1M
VRL(V) IRL(mA) PRL(mW) VPeak(V)
0,17
1,70
14,20
45,40
46,60
41,50
47,90
47,90
47,10
48,20
48,70
50,30
1,70
1,70
1,42
0,45
0,31
0,23
0,24
0,22
0,17
0,09
0,06
0,05
0,29
2,89
20,16
20,61
14,48
9,57
11,47
10,43
8,22
4,56
2,86
2,53
0,24
2,5
22
65
67
68
68
68
67
68
69
71
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban RL berpengaruh pada
output DC generator yang dihasilkan. Dari percobaan diperoleh bahwa daya maksimum
berada pada beban RL = 100K Ω. Variasi beban juga berpengaruh pada daya yang
dihasilkan. Percobaan ini dapat dirangkum dan dapat dilihat dari grafik di bawah.
35
Tegangan (V)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.5. Perbandingan Tegangan terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
0,5
Arus (mA)
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.6. Perbandingan Arus terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
25
Daya (mW)
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.7. Perbandingan Daya terhadap Variasi Beban saat RL = 100K Ω
36
16
20,00
Daya (mW)
15,00
10,00
5,00
0,00
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Beban (kg)
Grafik 4.8. Contoh Perbandingan Daya RL (mW) terhadap Beban Hambatan (Ω) pada
Percobaan 4.2 dengan Beban 14 kg
Maka dalam percobaan ini diketahui output daya generator setelah disearahkan
menggunakan rangkaian
full wave bridge rectifier
akan menurun dari sebelum
disearahkan (Percobaan 4.1). Tetapi daya maksimum generator masih berada pada
kisaran beban RL 100K Ω dan semakin berat massa beban akan semakin tinggi pula
output dayanya.
4.3. Pengujian Waktu Pengisian dan Maksimum Pengisian Tegangan Kapasitor
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier , Tegangan yang keluar
masih membentuk sinus yang terpotong bagian bawahnya. Namun tegangan tersebut
belumlah tegangan DC sepenuhnya. Oleh karena itu diperlukan sebuah kapasitor untuk
menampung tegangan saat gelombang akan mulai turun, sehingga dapat diperoleh
tegangan DC yang stabil. Selain itu kapasitor juga dapat digunakan untuk mencari
hambatan dalam generator (RIN).
Gambar 4.7. Rangkaian Percobaan 4.3
37
Gambar 4.8. Grafik dan Tabel Pengisian Kapasitor[12]
Perpindahan daya maksimum terjadi saat RIN = RL, maka dengan mencari RIN
dapat diketahui apakah nilai itu akan sama dengan hambatan saat daya maksimum (RL)
yang diuji pada percobaan 4.1 dan 4.2 atau tidak. Dapat diketahui RIN dengan cara
mencari pengisian kapasitor pada saat :
t=τ
(27)
t = RIN.C
contoh saat beban 10 kg, maka :
Vc = 63% × VIN
(28)
Vc = 0,63 × VIN
Vc = 0,63 × 54,07 V
Vc = 34,06 V
dan diuji pada saat Vc = 34,06 V berada pada waktu t = 100,1 s
t
=τ
RIN = 100,1 s / 2350 uF
RIN = 42595,75 Ω = 42,6 KΩ
Percobaan dilakukan 10 kali tiap kenaikan beban, dan beban minimum adalah 9
kg dan pengukuran dilakukan menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM360 dan stopwatch android. Data yang didapatkan ditamplikan pada tabel 4.15 hingga
tabel 4.21.
38
Tabel 4.15. Data Percobaan 4.3 Beban 9 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
283
265
280
269
277
272
269
268
276
278
273,7
398
394
397
392
395
394
393
394
395
395
394,7
44,63
44,52
44,62
44,51
44.56
44,53
44,52
44,51
44,57
44,58
44,55
108
108
107,5
109
108,5
110
109,5
106,5
108
108,5
108,35
Tabel 4.16. Data Percobaan 4.3 Beban 10 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
256
257
258
252
250
253
248
252
249
248
252,3
334
336
337
337
334
337
335
336
334
337
335,7
54,12
54,12
54,16
54,10
54,02
54,10
53,98
54,04
54,00
54,10
54,07
101
100
99
101
101
100
98
100,5
101
99,5
100,10
Tabel 4.17. Data Percobaan 4.3 Beban 11 kg
NO
t pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t = τ (s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
172
170
168
169
172
168
170
168
171
171
169,9
263
264
263
263
265
262
262
262
263
263
263
55,06
55,06
55,04
55,05
55,06
55,04
55,05
55,03
55,06
55,05
55,05
71,5
72,5
72
71
70
73
72,5
71,5
72
72
71,80
39
Tabel 4.18. Data Percobaan 4.3 Beban 12 kg
NO
t pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
123
124
122
125
124
123
123
125
124
124
123,7
240
241
240
242
240
240
245
246
243
240
241,7
55,16
55,16
55,16
55,17
55,16
55,14
55,18
55,20
55,18
55,17
55,17
57,5
56,7
57
56
57
57
58
57,6
57
57,5
57,13
Tabel 4.19. Data Percobaan 4.3 Beban 13 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
79
82
78
78
81
78
77
84
78
82
79,7
207
207
202
200
203
203
204
207
204
206
204,3
55,30
55,31
55,28
55,28
55,30
55,27
55,28
55,32
55,26
55,27
55,29
44,2
44
44,3
44,5
44
43,8
44
44
44,2
44,3
44,13
40
(a)
(b)
Gambar 4.9. Contoh Hasil Percobaan 4.3 Beban 13 kg (a) Multimeter (b) Osiloskop
Tabel 4.20. Data Percobaan 4.3 Beban 14 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
65
63
62
64
65
65
62
63
62
64
63,5
167
165
165
167
166
167
165
165
165
166
165,8
55,47
55,38
55,41
55,49
55,41
55,46
55,40
55,42
55,38
55,43
55,43
35
35
34
34
34
34,3
34,6
35,2
35
34
34,51
(a)
(b)
Gambar 4.10. Contoh Hasil Percobaan 4.3 Beban 14 kg (a) Osiloskop (b) Multimeter
41
Tabel 4.21. Data Percobaan 4.3 Beban 15 kg
NO
t
pengisian(s)
t
turun(s)
V di C
(V)
t=τ
(s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
52,78
47,63
49,68
50,12
50,02
50,63
47,63
49,64
53,68
49,52
50,133
134
125
127
128
126
125
127
132
132
126
128,2
55,56
55,45
55,51
55,52
55,52
55,54
55,45
55,49
55,56
55,51
55,51
29
29
28
28,7
28
28
28
29
28,7
28,5
28,49
Karena dalam percobaan tidak menggunakan beban RL maupun LED, maka output
generator yang dihasilkan relatif besar. Maka dari itu kapasitor yang digunakan ialah
2350 uF / 85 V karena VC maksimum yang dihasilkan antara 44,55 hingga 55,51 V.
Nilai tersebut didapat dari penyusuan seri kapasitor 4700 uF / 35 V dengan 4700 uF / 50
V. Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban input berpengaruh pada
lamanya waktu pengisian kapasitor. Variasi beban input juga berpengaruh pada waktu
turun alat dan output tegangan maksimal yang bisa tersimpan di kapasitor. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan dirangkum
dalam grafik berikut.
Waktu Pengisian (s)
300
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.9. Perbandingan Waktu Pengisian Kapasitor terhadap Variasi Beban
42
16
Waktu Beban Turun (s)
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Tegangan di Kapasitor (V)
Grafik 4.10. Perbandingan Waktu Beban Turun terhadap Variasi Beban
60
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.11. Perbandingan Tegangan pada Kapasitor terhadap Variasi Beban
Berdasarkan persamaan 27 dan 28 maka didapat hasil R dari 12123 Ω hingga
46119 Ω dengan rerata 27023 Ω. Hasil ini berbeda dengan hambatan RL pada percobaan
4.1 dan 4.2 dikarenakan hambatan pada kapasitor saat mengisi selalu berubah / tidak
konstan. Maka dapat disimpulkan bahwa output tegangan DC keluaran generator setelah
disearahkan menggunakan rangkaian full wave bridge rectifier dan diberi kapasitor
akan menjadi lebih stabil dan dapat dilihat pada osiloskop benar - benar seperti signal
DC bukan AC yang terpotong bagian bawahnya seperti percobaan 4.2. Dalam
percobaan ini semakin berat beban maka waktu pengisian kapasitor akan semakin cepat
dan tegangan output di kapasitor akan semakin tinggi seperti terlihat pada grafik di atas.
Dan seiring penambahan beban pula, waktu turun beban akan semakin cepat karena
perputaran gear akan semakin cepat.
43
4.4. Pengujian dengan Menggunakan Lampu LED Seri Sebagai Output
Setelah diberi konverter berupa full wave bridge rectifier dan diberi kapasitor
untuk menyetabilkan tegangan output DC, Lampu LED sudah bisa menyala dengan
intensitas terang bergantung pada beban yang diberikan. Percobaan dilakukan dari
beban 1-15 Kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk menjalankan alat ialah 9 kg.
Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap kenaikan beban. Percobaan ini menggunakan
multimeter true rms GWINSTEK GDM-360 untuk mengukur tegangan dan arus output
serta menggunakan stopwatch android untuk mengukur waktu turun. Data yang
didapatkan ditamplikan pada tabel 4.22 hingga tabel 4.28.
Gambar 4.11. Rangkaian Percobaan 4.4
Tabel 4.22. Data Percobaan 4.4 Beban 9 kg
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
V (V)
I (mA)
P (mW)
Rerata
Rerata
MIN MAX
MIN MAX
MIN MAX Rerata
22,11
22,10
22,13
22,14
22,09
22,08
22,11
22,13
22,11
22,10
22,11
22,29
22,26
22,28
22,29
22,26
22,31
22,29
22,26
22,28
22,29
22,28
22,20
22,18
22,21
22,22
22,18
22,20
22,20
22,20
22,20
22,20
22,20
0,25
0,24
0,24
0,24
0,22
0,25
0,22
0,27
0,25
0,25
0,24
0,44
0,42
0,43
0,45
0,41
0,47
0,42
0,44
0,43
0,44
0,44
44
0,35
0,33
0,34
0,35
0,32
0,36
0,32
0,36
0,34
0,35
0,34
5,53
5,30
5,31
5,31
4,86
5,52
4,86
5,98
5,53
5,53
5,37
9,81
9,35
9,58
10,03
9,13
10,49
9,36
9,79
9,58
9,81
9,69
7,67
7,33
7,45
7,67
6,99
8,00
7,11
7,88
7,55
7,67
7,53
t(s)
515
525
507
535
530
520
530
510
515
525
521,20
Tabel 4.23. Data Percobaan 4.4 Beban 10 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,28 22,44 22,36 0,52 0,77
0,65
11,59 17,28 14,43
438
2
22,27 22,42 22,35 0,46 0,78
0,62
10,24 17,49 13,87
436
3
22,27 22,44 22,36 0,51 0,74
0,63
11,36 16,61 13,98
435
4
22,32 22,40 22,36 0,52 0,75
0,64
11,61 16,80 14,20
438
5
22,26 22,42 22,34 0,48 0,78
0,63
10,68 17,49 14,09
435
6
22,30 22,46 22,38 0,53 0,77
0,65
11,82 17,29 14,56
438
7
22,26 22,44 22,35 0,47 0,78
0,63
10,46 17,50 13,98
436
8
22,27 22,44 22,36 0,48 0,78
0,63
10,69 17,50 14,10
438
9
22,31 22,46 22,39 0,52 0,74
0,63
11,60 16,62 14,11
435
10
22,27 22,42 22,35 0,51 0,74
0,63
11,36 16,59 13,97
438
0,63
11,14 17,12 14,13 436,7
Rerata 22,28 22,43 22,36 0,50 0,76
Tabel 4.24. Data Percobaan 4.4 Beban 11 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,43 22,51 22,47 0,69 0,95
0,82
15,48 21,38 18,43
368
2
22,44 22,52 22,48 0,72 0,93
0,83
16,16 20,94 18,55
367
3
22,42 22,50 22,46 0,68 0,93
0,81
15,25 20,93 18,09
371
4
22,46 22,52 22,49 0,73 0,94
0,84
16,40 21,17 18,78
370
5
22,48 22,53 22,51 0,72 0,98
0,85
16,19 22,08 19,13
370
6
22,50 22,53 22,52 0,72 0,96
0,84
16,20 21,63 18,91
371
7
22,43 22,53 22,48 0,75 0,94
0,85
16,82 21,18 19,00
372
8
22,46 22,52 22,49 0,71 1,01
0,86
15,95 22,75 19,35
367
9
22,44 22,51 22,48 0,70 1,00
0,85
15,71 22,51 19,11
368
10
22,48 22,53 22,51 0,68 0,98
0,83
15,29 22,08 18,68
368
0,84
15,94 21,66 18,80 369,2
Rerata 22,45 22,52 22,49 0,67 0,96
45
Tabel 4.25. Data Percobaan 4.4 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,50 22,62 22,56 0,89 1,14
1,02
20,03 25,79 22,91
318
2
22,47 22,61 22,54 0,99 1,25
1,12
22,25 28,26 25,25
341
3
22,51 22,59 22,55 0,96 1,26
1,11
21,61 28,46 25,04
320
4
22,52 22,61 22,57 1,01 1,36
1,19
22,75 30,75 26,75
322
5
22,53 22,64 22,59 0,92 1,22
1,07
20,73 27,62 24,17
341
6
22,47 22,58 22,53 1,02 1,33
1,18
22,92 30,03 26,48
320
7
22,49 22,62 22,56 0,92 1,31
1,12
20,69 29,63 25,16
331
8
22,48 22,60 22,54 0,94 1,34
1,14
21,13 30,28 25,71
320
9
22,50 22,60 22,55 0,89 1,26
1,08
20,03 28,48 24,25
318
10
22,48 22,57 22,53 0,96 1,24
1,10
21,58 27,99 24,78
332
1,11
21,37 28,73 25,05 326,3
Rerata 22,50 22,60 22,55 0,95 1,27
(a)
(b)
Gambar 4.12. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 12 kg Vmax & Imax (a) Multimeter
(b) Osiloskop
46
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.13. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 12 kg Vmin & Imin (a) Osiloskop (b)
Multimeter (c) Stopwatch Android
Tabel 4.26. Data Percobaan 4.4 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,60 22,69 22,65 1,24 1,57
1,41
28,02 35,62 31,82 260
2
22,59 22,68 22,64 1,21 1,56
1,39
27,33 35,38 31,36 263
3
22,58 22,68 22,63 1,22 1,60
1,41
27,55 36,29 31,92 263
4
22,57 22,66 22,62 1,20 1,61
1,41
27,08 36,48 31,78 262
5
22,57 22,67 22,62 1,20 1,53
1,37
27,08 34,69 30,88 263
6
22,56 22,67 22,62 1,15 1,61
1,38
25,94 36,50 31,22 262
7
22,55 22,67 22,61 1,21 1,54
1,38
27,29 34,91 31,10 262
8
22,56 22,68 22,62 1,22 1,61
1,42
27,52 36,51 32,02 261
9
22,58 22,68 22,63 1,23 1,61
1,42
27,77 36,51 32,14 262
10
22,55 22,67 22,61 1,16 1,56
1,36
26,16 35,37 30,76 262
1,39
27,18 35,83 31,50 262
Rerata 22,57 22,68 22,62 1,20 1,58
47
Tabel 4.27. Data Percobaan 4.4 Beban 14 kg
NO
MIN
1
22,41
2
22,68
3
22,60
4
22,62
5
22,67
6
22,62
7
22,64
8
22,67
9
22,65
10
22,66
Rerata 22,62
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
22,76 22,59 1,55 1,98
1,77
34,74 45,06 39,90
213
22,75 22,72 1,56 2,04
1,80
35,38 46,41 40,90
216
22,74 22,67 1,55 1,96
1,76
35,03 44,57 39,80
214
22,74 22,68 1,52 1,92
1,72
34,38 43,66 39,02
214
22,74 22,71 1,57 1,94
1,76
35,59 44,12 39,85
218
22,72 22,67 1,56 1,96
1,76
35,29 44,53 39,91
214
22,73 22,69 1,52 1,90
1,71
34,41 43,19 38,80
216
22,76 22,72 1,55 2,02
1,79
35,14 45,98 40,56
213
22,74 22,70 1,55 1,89
1,72
35,11 42,98 39,04
218
22,75 22,71 1,57 1,97
1,77
35,58 44,82 40,20
212
22,74 22,68 1,55 1,96
1,75
35,06 44,53 39,80 214,8
Tabel 4.28. Data Percobaan 4.4 Beban 15 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,72 22,81 22,77 1,96 2,50
2,23
44,53 57,03 50,78
180
2
22,73 22,80 22,77 1,92 2,33
2,13
43,64 53,12 48,38
182
3
22,74 22,81 22,78 1,91 2,42
2,17
43,43 55,20 49,32
182
4
22,71 22,82 22,77 2,04 2,43
2,24
46,33 55,45 50,89
161
5
22,72 22,86 22,79 1,96 2,33
2,15
44,53 53,26 48,90
180
6
22,72 22,92 22,82 1,93 2,55
2,24
43,85 58,45 51,15
179
7
22,74 22,83 22,79 2,02 2,33
2,18
45,93 53,19 49,56
162
8
22,72 22,82 22,77 1,94 2,29
2,12
44,08 52,26 48,17
182
9
22,72 22,86 22,79 1,96 2,32
2,14
44,53 53,04 48,78
163
10
22,72 22,86 22,79 2,06 2,35
2,21
46,80 53,72 50,26
176
2,18
44,77 54,47 49,62 174,7
Rerata 22,72 22,84 22,78 1,97 2,39
48
(a)
(b)
(c)
Gambar 4.14. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 15 kg Vmin & Imin (a) Osiloskop (b)
Multimeter (c) Stopwatch Android
(a)
(b)
Gambar 4.15. Contoh Hasil Percobaan 4.4 Beban 15 kg Vmax & Imax (a) Multimeter
(b) Osiloskop
49
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa variasi beban berpengaruh pada
tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan oleh alat. Variasi beban juga
berpengaruh pada waktu turun alat. Setelah dilakukan percobaan selama 10 kali diambil
sebuah nilai rata - rata dan di rangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.12. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban
2,5
Arus (mA)
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.13. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban
60
Daya (mW)
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.14. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban
50
16
Waktu Turun Alat (s)
600
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.15. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban
Mengacu pada hasil perhitungan pada persamaan 19 hingga 22 didapatkan waktu
turun pada saat beban dianggap mampu menjalankan alat. Waktu turun beban alat
bermacam - macam tiap kenaikan beban dan dihasilkan waktu turun sebesar 175 s
hingga 521 s.
Mengacu pada hasil perhitungan pada persamaan 23 dan persamaan 24 didapatkan
Daya input sesuai berat massa beban dan waktu jatuh beban. Dan dengan menggunakan
persaam 25 dan persamaan 26 didapatkan efisiensi alat. Hasil dari efisiensi alat
bermacam - macam tiap kenaikan beban dan dihasilkan efisiensi sistem sebesar 5,4%
hingga 8,6 % pada percobaan di atas.
Dapat dilihat dari hasil yang didapat pula nilai hambatan lampu dengan cara R =
V / I. Didapat hasil R dengan kisaran 10449 Ω hingga 65294 Ω dan menghasilkan rerata
hambatan sebesar 26794 Ω. Hasil tersebut hampir sama dengan rerata hambatan dalam
pada percobaan 4.3 sehingga disimpulkan bahwa pada alat tersebut terjadi transfer daya
maksimum pada generator.
Maka dari percobaan dapat dilihat bahwa output tegangan DC keluaran generator
setelah disearahkan menggunakan rangkaian full wave bridge rectifier dan diberi filter
kapasitor akan menjadi DC yang mampu menyalakan LED yang diseri. Dalam
percobaan ini semakin berat beban maka tegangan, arus , dan daya yang dihasilkan
samekin besar pula seperti terlihat pada grafik di atas. Akan tetapi dengan seiring
penambahan beban pula, waktu turun beban yang dihasilkan akan semakin cepat.
51
4.5. Pengujian Lampu dengan Arus Konstan (Regulator)
Setelah mengetahui besarnya output pada pengujian 4.4, Maka penulis menguji
kebenaran keluaran arus yang diukur dengan cara memberikan sumber arus konstan
pada lampu. Pengujian ini menggunakan rangkaian regulator arus LM317 seperti pada
gambar 4.16. Penguji ingin menguji nyala lampu pada percobaan 4.4 apakah akan sama
intensitas cahayanya apabila diberikan tegangan dan arus yang sama menggunakan
regulator. Dengan memberi hambatan sebesar 550 Ω pada regulator, maka hasil
pengujian ditampilkan pada gambar 4.17.
Gambar 4.16. Rangkaian Percobaan 4.5
Gambar 4.17. Hasil Intensitas Maksimum Percobaan 4.5
Dari hasil yang didapat pada percobaan 4.4, tingkat intensitas cahaya LED bila
diberi arus 2,29 mA dengan tegangan 22,87 volt yang menghasilkan daya 52 mW tidak
sama saat diberi arus 2,29 mA menggunakan regulator arus. Pada percobaan
menggunakan regulator arus didapatkan intensitas cahaya maksimal yaitu pada tegangan
26,22 volt yaitu daya maksimum 60 mW.
52
Jadi dapat dilihat dari percobaan bahwa perbedaan ini mungkin disebabkan oleh
daya losses pada rangkaian lampu serta sumber tegangan DC yang tidak sepenuhnya
konstan dari generator alat skripsi berbeda dengan regulator yang mengunakan sumber
tegangan DC konstan dari power suply. Dan dapat disimpulkan bahwa LED yang
digunakan cocok dengan alat karena dengan arus yang kecil dapat menghasilkan
intensitas cahaya yang cukup sebagai alternatif pengganti lampu.
4.6. Pengujian Menggunakan Beban Counter
Setelah mecoba melakukan pengujian menggunakan LED dan berhasil menyala
dengan lama waktu yang bervariasi sesuai variasi beban input, maka selanjutnya
diperlukan pengujian dengan menggunakan beban counter dengan harapan didapat
waktu menyala lampu yang lebih lama dan dapat dicari efisiensi maksimum yang dapat
dihasilkan alat. Pengujian dilakukan dengan rangkaian seperti pada gambar 4.18.
Gambar 4.18. Rangkaian Percobaan 4.6
4.6.1. Analisa Hasil Menggunakan Beban Counter 0,7 kg
Dalam pengujian ini variasi beban counter yang digunakan ialah 0,7
kg sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditentukan penulis. Percobaan
dilakukan dari beban 1-15 kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk
menjalankan alat ialah 11 kg. Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap
kenaikan beban. Percobaan ini menggunakan multimeter true rms
GWINSTEK GDM-360 untuk mengukur tegangan dan arus output serta
menggunakan stopwatch android untuk mengukur waktu turun. Data yang
didapatkan ditampilkan pada tabel 4.29 hingga 4.33.
53
Tabel 4.29. Data Percobaan 4.6.1 Beban 11 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
21,94 22,24 22,09 0,17 0,43
0,30
3,73 9,56
6,65
611
2
21,90 22,29 22,10 0,15 0,49
0,32
3,29 10,92
7,10
610
3
21,96 22,28 22,12 0,18 0,47
0,33
3,95 10,47
7,21
620
4
21,96 22,30 22,13 0,18 0,52
0,35
3,95 11,60
7,77
615
5
21,99 22,32 22,16 0,20 0,56
0,38
4,40 12,50
8,45
612
6
21,99 22,32 22,16 0,19 0,56
0,38
4,18 12,50
8,34
618
7
22,02 22,32 22,17 0,21 0,54
0,38
4,62 12,05
8,34
610
8
21,99 22,32 22,16 0,20 0,56
0,38
4,40 12,50
8,45
620
9
22,01 22,29 22,15 0,21 0,51
0,36
4,62 11,37
8,00
612
10
22,02 22,24 22,13 0,22 0,42
0,32
4,84 9,34
7,09
620
0,35
4,20 11,28
7,74
614,80
Rerata 21,98 22,29 22,14 0,19 0,51
Tabel 4.30. Data Percobaan 4.6.1 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,18 22,47 22,33 0,36 0,90
0,63
7,98 20,22 14,10
484
2
22,20 22,40 22,30 0,39 0,92
0,66
8,66 20,61 14,63
493
3
22,19 22,43 22,31 0,38 0,80
0,59
8,43 17,94 13,19
485
4
22,21 22,43 22,32 0,40 0,81
0,61
8,88 18,17 13,53
495
5
22,22 22,43 22,33 0,41 0,84
0,63
9,11 18,84 13,98
490
6
22,22 22,45 22,34 0,42 0,87
0,65
9,33 19,53 14,43
482
7
22,21 22,42 22,32 0,41 0,78
0,60
9,11 17,49 13,30
492
8
22,19 22,44 22,32 0,38 0,84
0,61
8,43 18,85 13,64
495
9
22,21 22,47 22,34 0,40 0,91
0,66
8,88 20,45 14,67
483
10
22,20 22,43 22,32 0,40 0,90
0,65
8,88 20,19 14,53
484
0,63
8,77 19,23 14,00 488,30
Rerata 22,20 22,44 22,32 0,40 0,86
54
Tabel 4.31. Data Percobaan 4.6.1 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,35 22,57 22,46 0,66 1,25
0,96
14,75 28,21 21,48
384
2
22,37 22,58 22,48 0,67 1,28
0,98
14,99 28,90 21,95
395
3
22,37 22,58 22,48 0,68 1,31
1,00
15,21 29,58 22,40
390
4
22,42 22,50 22,46 0,70 1,12
0,91
15,69 25,20 20,45
383
5
22,42 22,53 22,48 0,80 1,15
0,98
17,94 25,91 21,92
396
6
22,42 22,50 22,46 0,78 1,11
0,95
17,49 24,98 21,23
392
7
22,41 22,53 22,47 0,76 1,20
0,98
17,03 27,04 22,03
387
8
22,40 22,54 22,47 0,74 1,17
0,96
16,58 26,37 21,47
388
9
22,37 22,57 22,47 0,66 1,27
0,97
14,76 28,66 21,71
384
10
22,39 22,54 22,47 0,72 1,13
0,93
16,12 25,47 20,80
395
0,96
16,06 27,03 21,54 389,40
Rerata 22,39 22,54 22,47 0,72 1,20
Tabel 4.32. Data Percobaan 4.6.1 Beban 14 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,51 22,61 22,56 1,06 1,44
1,25
23,86 32,56 28,21
303
2
22,49 22,61 22,55 1,00 1,47
1,24
22,49 33,24 27,86
301
3
22,45 22,64 22,55 0,90 1,53
1,22
20,21 34,64 27,42
305
4
22,47 22,65 22,56 0,94 1,63
1,29
21,12 36,92 29,02
310
5
22,49 22,63 22,56 0,97 1,63
1,30
21,82 36,89 29,35
302
6
22,48 22,66 22,57 0,96 1,74
1,35
21,58 39,43 30,50
300
7
22,49 22,68 22,59 0,99 1,70
1,35
22,27 38,56 30,41
303
8
22,48 22,68 22,58 0,96 1,76
1,36
21,58 39,92 30,75
301
9
22,51 22,66 22,59 0,99 1,64
1,32
22,28 37,16 29,72
305
10
22,48 22,66 22,57 0,99 1,60
1,30
22,26 36,26 29,26
303
1,30
21,95 36,56 29,25 303,30
Rerata 22,49 22,65 22,57 0,98 1,61
55
Tabel 4.33. Data Percobaan 4.6.1 Beban 15 kg
V (V)
NO
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,57 22,71 22,64 1,33 1,83
1,58
30,02 41,56 35,79
228
2
22,58 22,73 22,66 1,34 2,31
1,83
30,26 52,51 41,38
220
3
22,55 22,73 22,64 1,27 2,32
1,80
28,64 52,73 40,69
225
4
22,58 22,74 22,66 1,36 2,33
1,85
30,71 52,98 41,85
230
5
22,58 22,70 22,64 1,36 2,20
1,78
30,71 49,94 40,32
223
6
22,57 22,73 22,65 1,29 1,96
1,63
29,12 44,55 36,83
222
7
22,57 22,73 22,65 1,31 1,88
1,60
29,57 42,73 36,15
228
8
22,58 22,72 22,65 1,34 2,17
1,76
30,26 49,30 39,78
220
9
22,58 22,71 22,65 1,33 2,00
1,67
30,03 45,42 37,73
230
10
22,60 22,75 22,68 1,36 2,25
1,81
30,74 51,19 40,96
220
1,73
30,00 48,29 39,15 224,60
Rerata 22,58 22,73 22,65 1,33 2,13
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa pemberian beban counter
0,7 kg berpengaruh pada tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan
oleh alat cenderung lebih kecil seperti pada tabel data di atas. Beban counter
tersebut juga berpengaruh pada waktu turun alat yang cenderung lebih lama
bahkan hingga dua kali lipat pada beban 11 kg dari percobaan 4.4. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan
dirangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.16. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 0,7 kg
56
16
Arus (mA)
2
1,5
1
0,5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.17. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 0,7
kg
50
Daya (mW)
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.18. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 0,7
kg
700
Waktu Turun (s)
600
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.19. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 0,7 kg
57
Dari percobaan yang dilakukan didapat hasil bahwa penambahan
beban counter 0,7 kg dapat memperpanjang waktu lampu menyala yang
berkisar antara 224,6 detik hingga 614,8 detik. Waktu ini signifikan lebih
lama dibanding pada percobaan 4.4 yang tanpa beban counter meskipun
mengurangi sedikit daya yang dihasilkan.
4.6.2. Analisa Hasil Menggunakan Beban Counter 1 kg
Dalam pengujian ini variasi beban counter yang digunakan ialah 1 kg
sesuai dengan spesifikasi yang sudah ditentukan penulis. Percobaan dilakukan
dari beban 1-15 kg dan minimal beban yang dibutuhkan untuk menjalankan
alat ialah 12 kg. Percobaan dilakukan selama 10 kali setiap kenaikan beban.
Percobaan ini menggunakan multimeter true rms GWINSTEK GDM-360
untuk mengukur tegangan dan arus output serta menggunakan stopwatch
android untuk mengukur waktu turun. Data yang didapatkan ditampilkan
pada tabel 4.34 hingga 4.37.
Tabel 4.34. Data Percobaan 4.6.2 Beban 12 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,08 22,32 22,20 0,43 0,69
0,56
9,49 15,40 12,45
504
2
22,12 22,37 22,25 0,41 0,80
0,61
9,07 17,90 13,48
513
3
22,17 22,42 22,30 0,39 0,83
0,61
8,65 18,61 13,63
510
4
22,20 22,35 22,28 0,42 0,69
0,56
9,32 15,42 12,37
514
5
22,12 22,35 22,24 0,35 0,66
0,51
7,74 14,75 11,25
507
6
22,14 22,37 22,26 0,40 0,76
0,58
8,86 17,00 12,93
512
7
22,10 22,40 22,25 0,40 0,77
0,59
8,84 17,25 13,04
510
8
22,17 22,43 22,30 0,40 0,74
0,57
8,87 16,60 12,73
515
9
22,17 22,38 22,28 0,38 0,74
0,56
8,42 16,56 12,49
505
10
22,11 22,38 22,25 0,33 0,74
0,54
7,30 16,56 11,93
504
0,57
8,66 16,60 12,63 509,40
Rerata 22,14 22,38 22,26 0,39 0,74
58
Tabel 4.35. Data Percobaan 4.6.2 Beban 13 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,28 22,43 22,36 0,52 0,86
0,69
11,59 19,29 15,44
424
2
22,30 22,44 22,37 0,56 0,89
0,73
12,49 19,97 16,23
435
3
22,31 22,45 22,38 0,59 0,91
0,75
13,16 20,43 16,80
430
4
22,31 22,49 22,40 0,58 1,05
0,82
12,94 23,61 18,28
428
5
22,36 22,47 22,42 0,59 1,04
0,82
13,19 23,37 18,28
424
6
22,33 22,50 22,42 0,62 1,05
0,84
13,84 23,63 18,73
434
7
22,34 22,47 22,41 0,63 0,96
0,80
14,07 21,57 17,82
426
8
22,32 22,46 22,39 0,59 0,94
0,77
13,17 21,11 17,14
428
9
22,30 22,49 22,40 0,56 1,04
0,80
12,49 23,39 17,94
430
10
22,31 22,50 22,41 0,57 1,07
0,82
12,72 24,08 18,40
435
0,78
12,97 22,04 17,51 429,40
Rerata 22,32 22,47 22,39 0,58 0,98
Tabel 4.36. Data Percobaan 4.6.2 Beban 14 kg
NO
V (V)
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,41 22,61 22,51 0,84 1,42
1,13
18,82 32,11 25,47
343
2
22,44 22,59 22,52 0,84 1,50
1,17
18,85 33,89 26,37
337
3
22,45 22,58 22,52 0,88 1,41
1,15
19,76 31,84 25,80
340
4
22,44 22,60 22,52 0,87 1,43
1,15
19,52 32,32 25,92
335
5
22,41 22,61 22,51 0,81 1,49
1,15
18,15 33,69 25,92
345
6
22,44 22,59 22,52 0,90 1,45
1,18
20,20 32,76 26,48
343
7
22,42 22,64 22,53 0,82 1,53
1,18
18,38 34,64 26,51
337
8
22,44 22,60 22,52 0,86 1,45
1,16
19,30 32,77 26,03
342
9
22,45 22,56 22,51 0,89 1,35
1,12
19,98 30,46 25,22
344
10
22,42 22,60 22,51 0,84 1,43
1,14
18,83 32,32 25,58
338
22,43
22,60
22,52
0,86
1,45
1,15
19,18
32,68
25,93
340,40
Rerata
59
Tabel 4.37. Data Percobaan 4.6.2 Beban 15 kg
V (V)
NO
I (mA)
P (mW)
t(s)
MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata MIN MAX Rerata
1
22,51 22,64 22,58 1,09 1,60
1,35
24,54 36,22 30,38
264
2
22,52 22,67 22,60 1,12 1,88
1,50
25,22 42,62 33,92
255
3
22,53 22,70 22,62 1,16 2,00
1,58
26,13 45,40 35,77
258
4
22,53 22,70 22,62 1,14 1,89
1,52
25,68 42,90 34,29
260
5
22,56 22,69 22,63 1,28 1,89
1,59
28,88 42,88 35,88
265
6
22,60 22,68 22,64 1,28 1,92
1,60
28,93 43,55 36,24
254
7
22,54 22,70 22,62 1,17 1,68
1,43
26,37 38,14 32,25
264
8
22,54 22,70 22,62 1,16 2,02
1,59
26,15 45,85 36,00
260
9
22,54 22,68 22,61 1,18 1,94
1,56
26,60 44,00 35,30
262
10
22,57 22,68 22,63 1,19 1,90
1,55
26,86 43,09 34,98
255
1,52
26,54 42,47 34,50 259,70
Rerata 22,54 22,68 22,61 1,18 1,87
Dari percobaan di atas dapat dilihat bahwa pemberian beban counter 1 kg
berpengaruh pada tegangan, arus , dan daya output yang dihasilkan oleh alat
cenderung lebih kecil seperti pada tabel data di atas. Beban counter tersebut
juga berpengaruh pada waktu turun alat yang cenderung lebih lama. Setelah
dilakukan percobaan selama 10 kali diambil sebuah nilai rata - rata dan
dirangkum dalam grafik berikut.
Tegangan (V)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.20. Perbandingan Tegangan Output terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 1 kg
60
16
Arus (mA)
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.21. Perbandingan Arus Output terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 1
Daya (mW)
kg
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Beban (kg)
Grafik 4.22. Perbandingan Daya Ouput terhadap Variasi Beban dan Beban Counter 1 kg
600
Waktu Turun (s)
500
400
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Beban (kg)
Grafik 4.23. Perbandingan Waktu Turun Alat terhadap Variasi Beban dan Beban
Counter 1 kg
61
16
Dari percobaan yang dilakukan didapat hasil bahwa penambahan
beban counter 1 kg dapat memperpanjang waktu lampu menyala yang
berkisar antara 259,7 detik hingga 509,4 detik. Waktu ini signifikan lebih
lama dibanding pada percobaan 4.4 yang tanpa beban counter meskipun
mengurangi sedikit daya yang dihasilkan.
Setelah mecoba menggunakan kedua beban counter yang berbeda yaitu 0,7 kg dan
1 kg maka kita dapat mengetahui efisiensi alat yang menggunakan beban counter
dengan mengacu pada persaaam 23 hingga 26 dengan modifikasi pada persamaan 23 di
mana beban m = m beban - m counter karena memiliki arah yang berlawanan. Dari hasil
perhitungan didapat bahwa efisiensi menggunakan beban counter 0,7 kg kisaran 6%
hingga 8,7% sedangkan efisiensi menggunakan beban counter 1 kg berkisar antara
7,43% hingga 8,64%.
Dapat diketahui pula bahwa efisiensi tertinggi yang dihasilkan alat berada pada
beban 13 kg dengan beban counter 0,7 kg yaitu sebesar 8,7%. Hal ini berbeda sedikit
dengan percobaan tanpa beban counter yang menghasilkan maksimum efisiensi 8,6%
pada beban 12 kg.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan beban counter bermanfaat untuk
memperpanjang waktu menyalanya lampu tanpa mengurangi efisiensi output yang
signifikan meskipun daya output berkurang. Dapat dilihat pada beban 13 kg dengan dan
tanpa beban counter menghasilkan efisiensi dan waktu turun masing – masing sebagai
berikut:
Tabel 4.38. Data Perbandingan Beban 13 kg dengan dan tanpa Beban Counter
Beban
Input 13
kg
Daya
(mW)
Efisiensi
(%)
waktu
turun (s)
Tanpa
Beban
Counter
Beban
Counter
0,7 kg
Beban
Counter
1 kg
31,5
21,54
17,51
8,1
8,7
7,96
262
389
429
62