pembangkit listrik tenaga swing kids(ayunan anak) … filepembangkit listrik tenaga swing...
TRANSCRIPT
i
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SWING KIDS(AYUNAN
ANAK) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Diajukan oleh:
Kuncara Yudha Utama
D400090028
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan inayah-
NYA, sehingga sampai detik ini masih diberi kesempatan untuk menjalankan
perintah-NYA dan menjauhi larangan-NYA. Sholawat serta salam bagi Nabi
Muhammad SAW beserta, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang selalu ditunggu
dan dinanti syafa’atnya dihari akhir nanti, amin.. yaa robbal allamin.
Alhamdulillah hanya pada-MU ya Allah, dengan hidayah-MU penulis dapat
menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini disusun dan
diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan gelar Sarjana Teknik di
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. Adapun judul yang
penulis ajukan adalah :”PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SWING KIDS
(AYUNAN ANAK) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF”.
Penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan dukungan dan saran dari berbagai
pihak, guna mendapatkan hasil yang lebih baik.Penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar- besarnya kepada :
1. Bapak Ir.Sri Sunarjono, M.T. Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiayah Surakarta.
2. Bapak Umar, S.T, MT.selaku Ketua Program Studi Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
v
3. Bapak Hasyim Asy’ari, ST.MT.selaku Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Bapak ArisBudiman, ST. MT. selaku Pembimbing II yang jugatelah
memberikan bimbingan, dukungan, dan pengarahan kepada penulis sehingga
dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak Hasyim Asy’ari, MT. BapakUmar,ST.MT,dan Bapak Aris Budiman
ST. MT, selaku penguji Tugas Akhir.
6. Bapak Aris Budiman ST.MTselaku Pembimbing Akademik yang telah
banyak membimbing selama menempuh studi di Teknik Elektro UMS.
7. Segenap dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
8. Ayahanda dan Ibunda tercinta “atas do’a, kasih sayang, dukungan, dan materi
yang senantiasa tercurah untuk Ananda dan suport yang besar untuk
kehidupan dan keberhasilan Ananda“.
9. Kakak-adikku tersayang ”terimah kasih atas dukungan, nasehat dan
kebersamaanya”.
10. Keluarga Besar Kost Mba Susie “ Harivan, Elit, sigit, Lutfi, Hendi, Reza,
Arika “terima kasih semuanya atas dukungan dan semangat.
11. Teman-teman Teknik Elektro 2009 : (Ari K, Fendi, Iqbal, Munadi, Ari
P,Rizky, Adim, Tulus) dan teman-temanku yang tidak dapat disebut satu
persatu (semoga suatu hari nanti kita dapat bertemu lagi).
vi
vii
MOTTO
"Live good, honorable life. Then when you get older and think back,
you'll be able to enjoy it a second time. – Hiduplah dengan baik dan
penuh arti. Supaya kelak di saat Anda tua dan mengingatnya kembali,
Anda akan menikmatinya kembali selama beberapa saat."
(Dalai Lama)
Berjuang dan selalu bersabar (jangan pernah menyerah) adalah kunci
keberhasilan
(Penulis)
“The future is not about tomorrow, the future is about what you are
doing today.-Hari esok Anda ditentukan oleh semua yang Anda lakukan
hari ini. Hari ini adalah persiapan untuk hari esok.”
(Penulis)
…Hanyalah orang sabar yang akan menerima pahalanya tanpa batas!
(Q.S. 39 Az-Zumar : 10)
Bahwa tiada yang orang dapatkan, kecuali yang ia usahakan
(Q.S. An Najm : 39)
viii
P.E.R.S.E.M.B.A.H.A.N
Allah Azzawa Jalla yang senantiasa melimpahkan nikmat-nikmatnya kepadaku,
bersama Sang Uswatun Khasanah, Rasulullah SAW.
Pemilik Cinta Yang Sejati
“Ayahanda” dan ”Ibunda” yang selalu memberikan “segalanya“untuk kehidupan
dan keberhasilan anak-anaknya
Keluarga Besar
Di Purwodadi dan Surakarta
Kotaku Tercinta
Purwodadi (Jawa Tengah)
Sahabat-Sahabatku Seperjuangan, Sigit, Lutfi, Evan, Elit, Fandi, Hendi, Ari K.
Sahabat-Sahabatku Di Kota Purwodadi dan Kota Solo
Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro (KMTE)
Seluruh Teman-Temanku
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
MOTTO ................................................................................................................. vii
PERSEMBAHAN .................................................................................................. viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR KONTRIBUSI....................................................................................... xiii
ABSTRAKSI ......................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ....................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah............................................................................. 2
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ......................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan .................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Telaah Penelitian ............................................................................ 5
2.2. Landasan Teori ............................................................................... 6
x
2.2.1. Hukum Newton .......................................................................... 6
2.2.2. Desain Swing Kids ..................................................................... 8
2.2.4. Gearbox ...................................................................................... 9
2.2.5. Flywheel ..................................................................................... 9
2.2.6. Generator DC ............................................................................. 12
2.2.7. Inverter ....................................................................................... 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat ......................................................................... 23
3.2. Bahan dan Peralatan Pendukung .................................................... 24
3.3. Alur Penelitian ............................................................................... 26
3.4. Flowchart Penelitian....................................................................... 30
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 31
4.2. Analisa Data ................................................................................... 32
BAB VPENUTUP
5.1. Kesimpulan ..................................................................................... 35
5.2. Saran .............................................................................................. 35
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 37
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.Hukum Newton ................................................................................... 8
Gambar 2.2. Bentuk Swing Kids ............................................................................ 9
Gambar 2.3.Bentuk Gearbox ................................................................................. 9
Gambar 2.4.Benttuk Flywheel................................................................................ 10
Gambar 2.5. Analisa Flywheel ............................................................................... 11
Gambar 2.6. Penyearahan pada dioda .................................................................... 14
Gambar2.7. Karakteristik dioda ............................................................................. 15
Gambar 2.8. Dioda penyearah gelombang penuh .................................................. 15
Gambar 2.9S Kemarangkaian inverter ................................................................... 17
Gambar 2.10.Prinsip kerja Inverter ........................................................................ 18
Gambar 2.11. Inverter setengah gelombang .......................................................... 18
Gambar 2.12. Inverter gelombang penuh .............................................................. 19
Gambar 2.13. KonstruksiTrasnformator ................................................................ 21
Gambar 3.1. Perencanaansistem ............................................................................ 26
Gambar 3.2. Desain Swing kids.............................................................................. 27
Gambar 3.3. Bentuk rangka mesin ......................................................................... 27
Gambar 3.4. Flowchart penelitian ......................................................................... 30
Gambar 4.1. Grafik hubungan kecepatan putar (RPM) dengan tegangan, Arus dan
Daya pada saat Generator DC dibebani lampu Led .......................... 32
Gambar 4.2.Grafik hubungan kecepatan putar (RPM) dengan Lumen Lampu Led. 34
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.Jadwal penelitian dan pembuatan laporan ............................................. 23
Tabel 3.2.Spesifikasi dari Generator DC ............................................................... 25
Tabel 4.1.Pengukuran pada saat Generator DC dibebani lampu Led .................... 31
xiii
DAFTAR KONTRIBUSI
Tugas Akhir ini terwujud setelah mendapatkan inspirasi dan topik yang akan
dituang ke dalam Tugas Akhir, penulis berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asy’ari
S.T, M.T,. Beliau menawarkan untuk membuat energi alternatif terbarukan,
khususnya energi tersebut mempunyai peran yang sangat penting dalam memenuhi
kebutuhan energi listrik.
Setelah berkonsultasi dengan Bapak Hasyim Asyi’ari, S.T, M.T mengenai
judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam menyusun
laporan Tugas Akhir ini. Beliau juga menyarankan untuk dosen pembimbing II Tugas
Akhir ini adalah Bapak Aris Budiman ST. M.T. Setelah seminar Proposal Tugas
Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi perbaikkan Tugas
Akhir ini.
Pembuatan alat ini dilakukan di Bengkel Las om Agus, Ngemplak,
Surakarta, penulis mencari alat dan bahan yang sesuai dengan rancangan. Setelah alat
dan bahan terkumpul kemudian melakukan perancangan kerangka Swing Kids dan
kerangka mesin. Dalam perancangan dan perakitan penulis melakukan beberapa kali
eksperimen / percobaan untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan alat bias
dilakukan pengujian.
Setelah alat berhasil diuji di Bengkel Las om Agus, Ngemplak, Surakarta
kemudian mencatat hasil data keluaran dari alat tersebut untuk analisa dalam Tugas
akhir ini.
xiv
xv
ABSTRAKSI
Penggunaan energi listrik semakin meningkat, sedangkan pasokan
energi listrik dituntut untuk memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut.
Pembuatan pembangkit listrik tenaga Swing Kids merupakan salah satu alat
yang bisa dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif.
Penelitian ini bertujuan untuk membuat alat Swing Kids sebagai
penghasil energy listrik dan mengetahui karakteristik keluaran arus dan
tegangan yang dihasilkan.
Metode penelitian ini dilakukan dengan pembuatan Swing kids
menggunakan besi balok dengan ketebalan 2 milimeter. Pembangkit Listrik
Tenaga Swing Kids ini didesainsedemikian rupa agar dapat memutarkan
flywheel secara maksimal, karena tarikan pada Swing Kids digunakan
sebagai penggerak awal. Sistem pembangkit ini memanfaatkan Generator DC
sebaga ipembangkit listrik, kemudian diubah dengan memakai inverter untuk
mendapatkan keluaran AC.
Hasil dari pengujian tegangan dan arus yang dihasilkan tergantung
pada kecepatan putar flywheel untuk menggerakkan generator DC. Pada
kondisi 700 RPM dapat menghasilkan tegangan 10.8V dan arus 1.62 A. Pada
system pembangkit ini mampu dibebani lampu LED 20 watt.
Kata kunci: Swing Kids, flywheel, Generator DC