Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pemanfaatan Energi Kayuhan Sepeda untuk Mengisi Baterai Handphone
PEMANFAATAN ENERGI KAYUHAN SEPEDA
UNTUK MENGISI BATERAI HANDPHONE
oleh
Octavianus Hangga Awananta
NIM : 612006038
Skripsi ini untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Oktober 2013
i
PEMANFAATAN ENERGI KAYUHAN SEPEDA UNTUK MENGISI BATERAI
HANDPHONE
oleh
Octavianus Hangga Awananta
NIM : 612006038
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Lukas B. Setyawan M.Sc.
Ir. F. Dalu Setiaji, M.T.
Tgl. : 30 September 2013
Tgl. : 30 September 2013
ii
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
NAMA
: Octavianus Hangga Awananta
NIM
: 612006038
JUDUL SKRIPSI
: PEMANFAATAN ENERGI KAYUHAN SEPEDA
UNTUK MENGISI BATERAI HANDPHONE
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan di unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan
sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 1 Oktober 2013
Octavianus Hangga Awananta
iii
INTISARI
Sepeda sekarang tidak hanya sebagai alat olahraga saja tetapi banyak orang mulai
menjadikannya alat transportasi. Agar bersepeda ini bisa memberikan manfaat yang
lebih maka kita bisa memanfaatkan tenaga yang terbuang dari bersepeda ini yaitu
kayuhan yang kita lakukan. Kayuhan sepeda disini bisa kita gunakan sebagai sumber
energi dengan mengubahnya menjadi energi listrik dan energi listrik yang dihasilkan
bisa kita gunakan untuk mengisi baterai handphone.
Oleh sebab itu maka pada tugas akhir ini akan dirancang dan direalisasikan alat
yang merubah tenaga kinetik hasil dari kayuhan sepeda menjadi energi listrik, dan
energi listrik yang dihasilkan akan diolah pada DC-DC converter agar bisa digunakan
untuk mengisi baterai handphone. Pada tugas akhir ini untuk mengubah energi kinetik
menjadi energi listrik digunakan generator AC 3 fase, generator ini dipilih karena dapat
menghasilkan listrik pada kecepatan putaran yang rendah untuk tugas akhir ini minimal
kecepatan yang diambil adalah 10 km/jam. Untuk bagian DC-DC converter digunakan
converter dengan topologi buck converter yang diatur output tegangannya 5 volt dan
arus maksimum 750 mA.
Pengujian dilakukan dengan bersepeda selama 60 menit menggunakan sepeda
yang sudah dilengkapi alat yang dibuat untuk mengisi baterai handphone. Selama 60
menit ini alat bisa mengisi baterai handphone sebesar 45%. Hasil ini sudah cukup
memuaskan karena dibandingkan dengan charger dengan catu daya listrik PLN dengan
spesifikasi 5 volt 700 mA dan waktu pengisian sama baterai handphone terisi 55%.
iv
ABSTRACT
Right now bicycles is not only a sporting tool, many people just start making it as
transportation equipment. So that cycling can provide more benefits we can utilize the
wasted energy from cycling from the pedaling that we do. Pedaling a bike here we can
use as a source of energy by converting it into electrical energy and electrical energy
generated we can use to charge mobile phones.
Therefore, in this final project will be designed and realized a tool that converts
the kinetic energy results from pedaling bikes into electrical energy, and the electrical
energy that generated will be processed on the DC-DC converter that can be used to
charge the phone battery. In this final project to convert kinetic energy into electrical
energy used 3-phase AC generator, this generator was chosen because it can generate
electricity at a low rotation speed, for this final project the minimum speed was 10
km/h. For the DC-DC converter is used converter with buck-converter topology that
regulated the output voltage is 5 volts and the maximum current is 750 mA.
Testing is done by cycling for 60 minutes using a bike that is equipped tool made
for charging mobile phones. For 60 minutes the device can charge the phone by 45%.
These results are quite satisfactory as compared to the charger with the PLN power
supply with specifications 5 V 700 mA, and 60 minute charging time mobile phone
battery can be charged 55%.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan hikmah, nikmat, kekuatan dan kesabaran dalam menyelesaikan
perancangan dan penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik
sebagai syarat untuk menyelesaikan studi Strata satu di Fakultas Teknik Elektro dan
Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini juga, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
berbagai pihak, antara lain :
1.
Papah mamah yang sudah dengan sabar mensupport doa tenaga dan
semuanya dari awal kuliah sampai sekarang ini, terima kasih masih percaya
sama anaknya buat menyelesaikan kuliah ini, papah Dardjito mamah Nunuk
terima kasih semoga bisa gentian membahagiakan papah mamah setelah ini.
2.
Pak Lukas dan pak Dalu yang sudah menuntun selama kuliah di Elektro ini
dan khususnya dalam skripsi ini, terima kasih untuk arahan bimbingan waktu
saran revisi dan waktu yang sudah diberikan sampai selesainya skripsi ini
terima kasih sekali pak, semoga setelah lulus bisa makin membanggakan
semuanya jaya selamanya.
3.
Mbak Nawang dan Ridho yang sudah mendukung dengan sudut pandang
anak kuliahan :D so nice lah, makasih juga buat trip bekasi arsenalnya
kemaren di sela-sela pengerjaan skripsi yang mulai mengasyikan, thanks big
bro thanks big sis.
4.
Feni A Rukmini :D, makasih buat semuanya, buat yang sukanya marahmarah kurang jelas mulut dimaju-majuin ngrusuhi, dan buat pengertiannya
yang tapi kadang-kadang sedikit maksa juga -__-, hee..makasih, always
sundul sayang kecup manja.
5.
Dek Florentina Tantiana Trara hhmmm alay nih, :D makasih udah nemenin
dirumah kalo paz dirumah daripada sepi dirumah lah ya, moga-moga besok
sukses sekolahnya dan bisa lanjut kuliah yang lebih baek dari kakakkakaknya.
vi
6.
Terima kasih buat netarz crew yo yo yow what’s up yo, Yudha Erwin Wahyu
Rizky Adi Monang Febri Bayu Widi you rock guys, bukan kak momo yang
mengerti perasaanku tapi all of you, thanks dude, hantam rata semuanya
sampai tua tua.
7.
Teman-teman seperjuangan angkatan 2006, yongky novie budi yebe bonus
ario angling Chandra sahat retsky andibutar dion ranjit ari samudra paskalis
budikong penda yoyo danus dan semuanya semoga setelah lulus bisa makin
sukses dan berguna untuk nusa dan bangsa.
8.
FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya lambangnya lambangnya sandal jepit sandal
jepit FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya sampai tua tua FTE jaya FTE jaya FTE
jaya FTE jaya sentosa FTE jaya FTE jaya FTE jaya slamanya..
Penulis berharap tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca
sekalian. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, sehingga
penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca sekalian yang dapat berguna untuk
kemajuan kita bersama.
Salatiga, 1 Oktober 2013
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .................................................... iii
HALAMAN INTISARI .............................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................................ v
HALAMAN KATA PENGANTAR ........................................................................... vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Tujuan ................................................................................................ 1
1.2 Latar Belakang Masalah .................................................................... 1
1.3 Spesifikasi Alat .................................................................................. 2
1.4 Sistematika Penulisan ........................................................................ 3
BAB II
LANDASAN TEORI ............................................................................... 4
2.1 Generator ............................................................................................ 4
2.2 DC to DC Converter .......................................................................... 10
2.3 Penyearah Gelombang ....................................................................... 12
2.4 Universal Serial Bus (USB) Port ....................................................... 15
BAB III
PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM ..................................... 17
3.1 Cara Kerja Alat .................................................................................. 18
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ...................................... 18
3.2.1 Modul konversi energi mekanik ke energi listrik .................... 18
3.2.2 Modul penyearah tegangan ....................................................... 20
3.2.3 Modul DC-DC converter (buck converter) ............................... 22
viii
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA ................................................................ 31
4.1 Pengujian Modul Penyearah Tegangan AC 3 Phase ke Tegangan DC
................................................................................................................... 31
4.2 Pengujian Modul Pembatas Tegangan ................................................ 36
4.3 Pengujian Modul DC-DC Converter .................................................. 37
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN................................................................. 44
5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 44
5.2 Saran ................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pembangkitan Listrik pada Generator .................................................. 4
Gambar 2.2. Konstruksi Generator DC ..................................................................... 5
Gambar 2.3. Pembangkitan Tegangan Induksi ......................................................... 5
Gambar 2.4. Prinsip Kerja Generator AC ................................................................. 7
Gambar 2.5. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub ................................... 8
Gambar 2.6. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub ..................................... 8
Gambar 2.7. Gelombang Listrik (Gelombang Sinus) yang Dihasilkan oleh
Generator Listrik 3 Phase ..................................................................... 8
Gambar 2.8. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Buck ............................................. 10
Gambar 2.9. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Boost ............................................ 11
Gambar 2.10. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Boost + Penyearah Dioda (Faktor
Daya Satu) ............................................................................................ 12
Gambar 2.11. Gelombang Sinus ................................................................................. 12
Gambar 2.12 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang ........................................ 13
Gambar 2.13 Tegangan Masukan dan Keluaran Penyearah Setengah Gelombang
(a) Pendekatan Dioda Ideal (b) Pendekatan Dioda Offset ................... 13
Gambar 2.14. Rangkaian dan Proses Penyearah Gelombang Penuh dengan bridge
diode ..................................................................................................... 14
Gambar 2.15. Rangkaian Penyearah Dioda Bridge dengan Penapis Kapasitor .......... 15
Gambar 2.16. Pin USB Port........................................................................................ 16
Gambar 3.1. Blok Diagram Alat Keseluruhan .......................................................... 17
Gambar 3.2. Pemasangan Generator Pada Sepeda ................................................... 19
Gambar 3.3. Desain Roller Yang Bersentuhan Dengan Ban .................................... 19
Gambar 3.4. Desain Pemasangan Puli Generator ..................................................... 19
Gambar 3.5. Rangkaian Penyearah Penuh ................................................................ 20
Gambar 3.6. Rangkaian Pembatas Tegangan dengan Dioda Zener .......................... 22
Gambar 3.7. Rangkaian Buck Converter Dengan MC34063.................................... 23
Gambar 3.8. Rangkaian dalam IC MC34063 ............................................................ 24
x
Gambar 3.9. Female USB port .................................................................................. 27
Gambar 3.10. Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................. 28
Gambar 3.11. Rangkaian Pembagi Tegangan USB Port ............................................ 30
Gambar 4.1. Speedometer yang Dipakai .................................................................. 31
Gambar 4.2. Grafik Kecepatan Terhadap Tegangan Pada Tiap Beban Yang
Diberikan .............................................................................................. 33
Gambar 4.3. Grafik Kecepatan Terhadap Arus Pada Tiap Beban Yang Diberikan .. 33
Gambar 4.4. Grafik Transfer Daya pada Kecepatan 15 km/jam ............................... 34
Gambar 4.5. Grafik Transfer Daya pada Kecepatan 15 km/jam ............................... 36
Gambar 4.6. Posisi Alat dan Handphone Saat Pengujian ......................................... 40
Gambar 4.7. Modul Buck Converter ......................................................................... 40
Gambar 4.8. (a) Kecepatan Rata-rata Selama Bersepeda 60 Menit dan (b)
Kecepatan Maksimal Bersepeda Selama Bersepeda 60 Menit ............ 41
Gambar 4.9. Powerbank 5800 mAh yang dipakai .................................................... 42
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.
Tabel Keterangan USB Port ................................................................. 28
Tabel 3.2.
Tabel Nilai Resistor Pembagi Tegangan Port USB ............................. 30
Tabel 4.1.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 300 Ω................. 32
Tabel 4.2.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 2k Ω .................. 32
Tabel 4.3.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 33k Ω................. 32
Tabel 4.4.
Hasil Pengujian Modul Pembatas Tegangan ........................................ 36
Tabel 4.5.
Hasil Pengujian Modul DC-DC Converter dengan Power Supply ...... 37
Tabel 4.6.
Hasil Pengujian dengan Variasi Handphone ........................................ 38
Tabel 4.7.
Perkiraan Waktu Pengisian Sampai Terisi Penuh ................................ 39
Tabel 4.8.
Pengujian Selama 60 Menit Untuk Variasi Handphone ...................... 40
Tabel 4.9.
Tabel Perbandingan Hasil Pengisian dari Alat yang Dibuat dengan
Charger dengan Catu Daya PLN .......................................................... 41
Tabel 4.10.
Tabel Pengujian Powerbank dengan Variasi Kecepatan ...................... 42
Tabrl 4.11.
Tabel Pengujian Powerbank Selama 300 Menit .................................. 43
xii
UNTUK MENGISI BATERAI HANDPHONE
oleh
Octavianus Hangga Awananta
NIM : 612006038
Skripsi ini untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Oktober 2013
i
PEMANFAATAN ENERGI KAYUHAN SEPEDA UNTUK MENGISI BATERAI
HANDPHONE
oleh
Octavianus Hangga Awananta
NIM : 612006038
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika Dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Lukas B. Setyawan M.Sc.
Ir. F. Dalu Setiaji, M.T.
Tgl. : 30 September 2013
Tgl. : 30 September 2013
ii
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
NAMA
: Octavianus Hangga Awananta
NIM
: 612006038
JUDUL SKRIPSI
: PEMANFAATAN ENERGI KAYUHAN SEPEDA
UNTUK MENGISI BATERAI HANDPHONE
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan di unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan
sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 1 Oktober 2013
Octavianus Hangga Awananta
iii
INTISARI
Sepeda sekarang tidak hanya sebagai alat olahraga saja tetapi banyak orang mulai
menjadikannya alat transportasi. Agar bersepeda ini bisa memberikan manfaat yang
lebih maka kita bisa memanfaatkan tenaga yang terbuang dari bersepeda ini yaitu
kayuhan yang kita lakukan. Kayuhan sepeda disini bisa kita gunakan sebagai sumber
energi dengan mengubahnya menjadi energi listrik dan energi listrik yang dihasilkan
bisa kita gunakan untuk mengisi baterai handphone.
Oleh sebab itu maka pada tugas akhir ini akan dirancang dan direalisasikan alat
yang merubah tenaga kinetik hasil dari kayuhan sepeda menjadi energi listrik, dan
energi listrik yang dihasilkan akan diolah pada DC-DC converter agar bisa digunakan
untuk mengisi baterai handphone. Pada tugas akhir ini untuk mengubah energi kinetik
menjadi energi listrik digunakan generator AC 3 fase, generator ini dipilih karena dapat
menghasilkan listrik pada kecepatan putaran yang rendah untuk tugas akhir ini minimal
kecepatan yang diambil adalah 10 km/jam. Untuk bagian DC-DC converter digunakan
converter dengan topologi buck converter yang diatur output tegangannya 5 volt dan
arus maksimum 750 mA.
Pengujian dilakukan dengan bersepeda selama 60 menit menggunakan sepeda
yang sudah dilengkapi alat yang dibuat untuk mengisi baterai handphone. Selama 60
menit ini alat bisa mengisi baterai handphone sebesar 45%. Hasil ini sudah cukup
memuaskan karena dibandingkan dengan charger dengan catu daya listrik PLN dengan
spesifikasi 5 volt 700 mA dan waktu pengisian sama baterai handphone terisi 55%.
iv
ABSTRACT
Right now bicycles is not only a sporting tool, many people just start making it as
transportation equipment. So that cycling can provide more benefits we can utilize the
wasted energy from cycling from the pedaling that we do. Pedaling a bike here we can
use as a source of energy by converting it into electrical energy and electrical energy
generated we can use to charge mobile phones.
Therefore, in this final project will be designed and realized a tool that converts
the kinetic energy results from pedaling bikes into electrical energy, and the electrical
energy that generated will be processed on the DC-DC converter that can be used to
charge the phone battery. In this final project to convert kinetic energy into electrical
energy used 3-phase AC generator, this generator was chosen because it can generate
electricity at a low rotation speed, for this final project the minimum speed was 10
km/h. For the DC-DC converter is used converter with buck-converter topology that
regulated the output voltage is 5 volts and the maximum current is 750 mA.
Testing is done by cycling for 60 minutes using a bike that is equipped tool made
for charging mobile phones. For 60 minutes the device can charge the phone by 45%.
These results are quite satisfactory as compared to the charger with the PLN power
supply with specifications 5 V 700 mA, and 60 minute charging time mobile phone
battery can be charged 55%.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan hikmah, nikmat, kekuatan dan kesabaran dalam menyelesaikan
perancangan dan penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik
sebagai syarat untuk menyelesaikan studi Strata satu di Fakultas Teknik Elektro dan
Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini juga, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
berbagai pihak, antara lain :
1.
Papah mamah yang sudah dengan sabar mensupport doa tenaga dan
semuanya dari awal kuliah sampai sekarang ini, terima kasih masih percaya
sama anaknya buat menyelesaikan kuliah ini, papah Dardjito mamah Nunuk
terima kasih semoga bisa gentian membahagiakan papah mamah setelah ini.
2.
Pak Lukas dan pak Dalu yang sudah menuntun selama kuliah di Elektro ini
dan khususnya dalam skripsi ini, terima kasih untuk arahan bimbingan waktu
saran revisi dan waktu yang sudah diberikan sampai selesainya skripsi ini
terima kasih sekali pak, semoga setelah lulus bisa makin membanggakan
semuanya jaya selamanya.
3.
Mbak Nawang dan Ridho yang sudah mendukung dengan sudut pandang
anak kuliahan :D so nice lah, makasih juga buat trip bekasi arsenalnya
kemaren di sela-sela pengerjaan skripsi yang mulai mengasyikan, thanks big
bro thanks big sis.
4.
Feni A Rukmini :D, makasih buat semuanya, buat yang sukanya marahmarah kurang jelas mulut dimaju-majuin ngrusuhi, dan buat pengertiannya
yang tapi kadang-kadang sedikit maksa juga -__-, hee..makasih, always
sundul sayang kecup manja.
5.
Dek Florentina Tantiana Trara hhmmm alay nih, :D makasih udah nemenin
dirumah kalo paz dirumah daripada sepi dirumah lah ya, moga-moga besok
sukses sekolahnya dan bisa lanjut kuliah yang lebih baek dari kakakkakaknya.
vi
6.
Terima kasih buat netarz crew yo yo yow what’s up yo, Yudha Erwin Wahyu
Rizky Adi Monang Febri Bayu Widi you rock guys, bukan kak momo yang
mengerti perasaanku tapi all of you, thanks dude, hantam rata semuanya
sampai tua tua.
7.
Teman-teman seperjuangan angkatan 2006, yongky novie budi yebe bonus
ario angling Chandra sahat retsky andibutar dion ranjit ari samudra paskalis
budikong penda yoyo danus dan semuanya semoga setelah lulus bisa makin
sukses dan berguna untuk nusa dan bangsa.
8.
FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya lambangnya lambangnya sandal jepit sandal
jepit FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya sampai tua tua FTE jaya FTE jaya FTE
jaya FTE jaya sentosa FTE jaya FTE jaya FTE jaya slamanya..
Penulis berharap tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca
sekalian. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, sehingga
penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca sekalian yang dapat berguna untuk
kemajuan kita bersama.
Salatiga, 1 Oktober 2013
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .................................................... iii
HALAMAN INTISARI .............................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................................ v
HALAMAN KATA PENGANTAR ........................................................................... vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Tujuan ................................................................................................ 1
1.2 Latar Belakang Masalah .................................................................... 1
1.3 Spesifikasi Alat .................................................................................. 2
1.4 Sistematika Penulisan ........................................................................ 3
BAB II
LANDASAN TEORI ............................................................................... 4
2.1 Generator ............................................................................................ 4
2.2 DC to DC Converter .......................................................................... 10
2.3 Penyearah Gelombang ....................................................................... 12
2.4 Universal Serial Bus (USB) Port ....................................................... 15
BAB III
PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM ..................................... 17
3.1 Cara Kerja Alat .................................................................................. 18
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ...................................... 18
3.2.1 Modul konversi energi mekanik ke energi listrik .................... 18
3.2.2 Modul penyearah tegangan ....................................................... 20
3.2.3 Modul DC-DC converter (buck converter) ............................... 22
viii
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA ................................................................ 31
4.1 Pengujian Modul Penyearah Tegangan AC 3 Phase ke Tegangan DC
................................................................................................................... 31
4.2 Pengujian Modul Pembatas Tegangan ................................................ 36
4.3 Pengujian Modul DC-DC Converter .................................................. 37
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN................................................................. 44
5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 44
5.2 Saran ................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Pembangkitan Listrik pada Generator .................................................. 4
Gambar 2.2. Konstruksi Generator DC ..................................................................... 5
Gambar 2.3. Pembangkitan Tegangan Induksi ......................................................... 5
Gambar 2.4. Prinsip Kerja Generator AC ................................................................. 7
Gambar 2.5. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub ................................... 8
Gambar 2.6. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub ..................................... 8
Gambar 2.7. Gelombang Listrik (Gelombang Sinus) yang Dihasilkan oleh
Generator Listrik 3 Phase ..................................................................... 8
Gambar 2.8. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Buck ............................................. 10
Gambar 2.9. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Boost ............................................ 11
Gambar 2.10. Rangkaian Converter DC-DC Tipe Boost + Penyearah Dioda (Faktor
Daya Satu) ............................................................................................ 12
Gambar 2.11. Gelombang Sinus ................................................................................. 12
Gambar 2.12 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang ........................................ 13
Gambar 2.13 Tegangan Masukan dan Keluaran Penyearah Setengah Gelombang
(a) Pendekatan Dioda Ideal (b) Pendekatan Dioda Offset ................... 13
Gambar 2.14. Rangkaian dan Proses Penyearah Gelombang Penuh dengan bridge
diode ..................................................................................................... 14
Gambar 2.15. Rangkaian Penyearah Dioda Bridge dengan Penapis Kapasitor .......... 15
Gambar 2.16. Pin USB Port........................................................................................ 16
Gambar 3.1. Blok Diagram Alat Keseluruhan .......................................................... 17
Gambar 3.2. Pemasangan Generator Pada Sepeda ................................................... 19
Gambar 3.3. Desain Roller Yang Bersentuhan Dengan Ban .................................... 19
Gambar 3.4. Desain Pemasangan Puli Generator ..................................................... 19
Gambar 3.5. Rangkaian Penyearah Penuh ................................................................ 20
Gambar 3.6. Rangkaian Pembatas Tegangan dengan Dioda Zener .......................... 22
Gambar 3.7. Rangkaian Buck Converter Dengan MC34063.................................... 23
Gambar 3.8. Rangkaian dalam IC MC34063 ............................................................ 24
x
Gambar 3.9. Female USB port .................................................................................. 27
Gambar 3.10. Rangkaian Pembagi Tegangan ............................................................. 28
Gambar 3.11. Rangkaian Pembagi Tegangan USB Port ............................................ 30
Gambar 4.1. Speedometer yang Dipakai .................................................................. 31
Gambar 4.2. Grafik Kecepatan Terhadap Tegangan Pada Tiap Beban Yang
Diberikan .............................................................................................. 33
Gambar 4.3. Grafik Kecepatan Terhadap Arus Pada Tiap Beban Yang Diberikan .. 33
Gambar 4.4. Grafik Transfer Daya pada Kecepatan 15 km/jam ............................... 34
Gambar 4.5. Grafik Transfer Daya pada Kecepatan 15 km/jam ............................... 36
Gambar 4.6. Posisi Alat dan Handphone Saat Pengujian ......................................... 40
Gambar 4.7. Modul Buck Converter ......................................................................... 40
Gambar 4.8. (a) Kecepatan Rata-rata Selama Bersepeda 60 Menit dan (b)
Kecepatan Maksimal Bersepeda Selama Bersepeda 60 Menit ............ 41
Gambar 4.9. Powerbank 5800 mAh yang dipakai .................................................... 42
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.
Tabel Keterangan USB Port ................................................................. 28
Tabel 3.2.
Tabel Nilai Resistor Pembagi Tegangan Port USB ............................. 30
Tabel 4.1.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 300 Ω................. 32
Tabel 4.2.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 2k Ω .................. 32
Tabel 4.3.
Pengujian Konversi Energi Mekanik dengan Beban 33k Ω................. 32
Tabel 4.4.
Hasil Pengujian Modul Pembatas Tegangan ........................................ 36
Tabel 4.5.
Hasil Pengujian Modul DC-DC Converter dengan Power Supply ...... 37
Tabel 4.6.
Hasil Pengujian dengan Variasi Handphone ........................................ 38
Tabel 4.7.
Perkiraan Waktu Pengisian Sampai Terisi Penuh ................................ 39
Tabel 4.8.
Pengujian Selama 60 Menit Untuk Variasi Handphone ...................... 40
Tabel 4.9.
Tabel Perbandingan Hasil Pengisian dari Alat yang Dibuat dengan
Charger dengan Catu Daya PLN .......................................................... 41
Tabel 4.10.
Tabel Pengujian Powerbank dengan Variasi Kecepatan ...................... 42
Tabrl 4.11.
Tabel Pengujian Powerbank Selama 300 Menit .................................. 43
xii