HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit...

75
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user ii HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK : PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK Disusun Oleh : CATUR HARYADI I 8607031 Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Pembimbing I Muh Nizam, MT, P. hd NIP.197202292000121001 Pembimbing II Ir. Agus Sujono, MT. NIP. 196906251997021001

Transcript of HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit...

Page 1: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

MOBIL LISTRIK : PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN

MOTOR PADA MOBIL LISTRIK

Disusun Oleh :

CATUR HARYADI

I 8607031

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji

Tugas Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Pembimbing I

Muh Nizam, MT, P. hd

NIP.197202292000121001

Pembimbing II

Ir. Agus Sujono, MT.

NIP. 196906251997021001

Page 2: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

PENGESAHAN

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim

penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Otomotif Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi

persyaratan mendapat gelar Ahli Madya.

Pada hari :

Tanggal :

Tim Penguji Proyek Akhir

1. Ketua/Penguji I

Muhammad Nizam, P. hd

( 19700720 199903 1 001 )

( )

2. Penguji II

Ir. Agus Sujono, M.T.

( 19511001 198503 1 001 )

( )

3. Penguji III

Bambang Kusharjanta, S.T.,M.T.

( 19691116 199702 1 001 )

( )

4. Penguji IV

Zainal Arifin, S.T.,M.T.

( 19700911 200003 1 001 )

( )

Mengetahui, Disahkan, Ketua Program D-III Teknik Mesin Koordinator Proyek Akhir

Fakultas Teknik UNS Fakultas Teknik UNS

Zainal Arifin, S.T., M.T. Jaka Sulistya Budi, S.T. NIP. 19700911 200003 1 001 NIP. 19671019 199903 1 001

Page 3: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

HALAMAN MOTTO

• Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin mencapai

kesuksesan.

• Jangan tunggu-tunggu kesempatan dalam kesempitan, tapi ciptakanlah

kesempatan dan situasi yang menguntungkan.

• Jangan takut menghadapi penderitaan, sebab makin dekat cita-cita yang

kita hadapi, maka makin banyak penderitaan.

• Kegelisahan, cemas dan bersusah hati sama jahatnya dengan penyakit

kanker.

• Berbagilah dengan sesama karena dengan berbagi dapat mengurangi

masalah yang ada .

Page 4: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

PERSEMBAHAN

Laporan Proyek Akhir ini kami persembahkan kepada :

1. Kedua Orang tuaku, Bapak Citro Suwarno dan Ibu Sugiharti tercinta terima

kasih atas semua dukungan, do’a materi dan segala bimbingannya.

2. Semua keluargaku yang tersayang terima kasih atas semua dukungan, do’a

dan materi yang telah diberikan.

3. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret

Surakarta angkatan 2007 terima kasih atas semua bantuannya.

4. Teman-teman kelompok Proyek Akhir ( Rimba, Kun, Jatun ) terima kasih atas

semua kerja sama dan bantuannya..

5. Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan semangat

untuk penulis.

6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Proyek Akhir ini.

7. Almamater Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Page 5: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

ABSTRAK

Kun Yasmono, 2011, PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN MOTOR

PADA MOBIL LISTRIK

Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

Teknologi kendaraan listrik batere dipercaya akan dengan cepat berkembang

dan mendominasi sebagai pengganti era transportasi mesin bakar, ini dikarenakan

teknologi kendaraan listrik baterai memiliki beberapa keunggulan dibandingkan

dengan teknologi alternatif lainnya.

Pertama, penggunaan transportasi listrik akan memberikan efisiensi rata rata

dua kali lipat lebih efisien daripada penggunaan transportasi berbasis mesin bakar.

Kedua, sumber energi transportasi listrik jauh lebih flexible dibandingkan dengan

teknologi mesin bakar. Ketiga, penggunaan transportasi listrik akan mengembalikan

kualitas udara dalam kota karena kendaraan listrik tidak mengeluarkan gas sisa

pembakaran.

Proyek akhir ini bertujuan adalah merancang dan mengaplikasikan kontrol

kecepatan motor listrik yang dapat bekerja dengan baik dan ekonomis. Metode

dalam perancangan mesin ini adalah studi pustaka, pengamatan dan Pembuatan

alat pengatur kecepatan motor mobil listrik. Dari perancangan yang dilakukan,

dihasilkan suatu kontrol kecepatan motor mobil listrik, dengan spesifikasi sebagai

berikut :

Sumber tegangan yang digunakan 3 buah baterai 36V 100 Ah.

Motor listrik yang digunakan memiliki daya 3 hp dan putaran 2300 rpm.

Kontrol kecepatan yang digunakan menggunakan metode PWM (Pulse

Width Modulation).

Total biaya untuk pembuatan 1 unit kontrol kecepatan adalah Rp 821.450,00.

Page 6: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan

hidayah-Nya. Sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul PEMBUATAN

KONTROL KECEPATAN MOTOR PADA MOBIL LISTRIK ini dapat

terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Laporan Tugas Akhir ini

disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Tugas Akhir

dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Otomotif

Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih

atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis

menyampaikan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang selalu memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya.

2. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya.

3. Bapak Zainal Arifin, S.T., M.T., selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Muhammad Nizam, P. hd., selaku pembimbing I Proyek Akhir.

5. Bapak Ir. Agustinus Sujono, M.T., selaku pembimbing II Proyek Akhir.

6. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir.

7. Bapak Tri Irianto terima kasih atas bimbingan dan bantuannya selama proses

pembuatan kyang Proyek Akhir ini

8. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

9. Teman-teman seangkatanku, D III Produksi dan Otomotif 2007 terima kasih

atas kekompakannya dan canda tawanya.

10. Mas Solikin, Mas Mamad, dan Lek Yan selaku laboran Motor Bakar terima

kasih atas bimbingan dan bantuannya..

11. Teman – teman dikost terima kasih canda tawanya.

Page 7: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

12. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu yang telah membantu

dalam penyusunan laporan proyek akhir ini.

Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari

pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermafaat bagi penulis pada

khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya, Amin.

Surakarta, Januari 2011

Penulis

Page 8: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... I

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... II

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... III

HALAMAN MOTTO .................................................................................. IV

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. V

ABSTRAKSI ............................................................................................... VI

KATA PENGANTAR ................................................................................. VII

DAFTAR ISI ................................................................................................ IX

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... XII

DAFTAR TABEL ........................................................................................ XIV

DAFTAR NOTASI ...................................................................................... XV

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2. Perumusan masalah .............................................................. 3

1.3. Tujuan Proyek Akhir ............................................................ 3

1.4. Manfaat Proyek Akhir ........................................................... 3

1.5. Kerangka Pemikiran .............................................................. 3

1.6. Metode Pemecahan Masalah ................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ............................................................................ 5

2.1. Pengertian Kontrol kecepatan motor DC ............................. 5

2.2. Mengontrol Kecepatan Motor ……………………………… 6

2.2.1 PWM (Pulse Width Modulation)…………………… 6

2.3. Mengontrol arah putar............................................................ 8

2.2.2 Menggunakan Saklar Mekanik................................... 8

2.2.3 Menggunakan Transistor dengan susunan H-bridge.. 8

2.4. Teori Dasar Elektronika ........................................................ 10

2.5. Transistor ............................................................................. 10

2.5.1. Fungsi Transistor ....................................................... 12

2.5.2. Cara Kerja Transistor ................................................ 12

Page 9: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

2.6. Resistor ................................................................................. 13

2.6.1 Karakteristik Resistor ............................................... 14

2.6.2 Pertimbangan untuk memilih Resistor ...................... 14

2.7. Dioda ..................................................................................... 15

2.7.1. Fungsi Dioda ............................................................. 15

2.7.2. Prinsip Kerja Dioda ................................................... 15

2.7.3. Forward bias dan reverse bias ................................... 17

2.7.4. Jenis Dioda ................................................................ 18

2.8. IC (INTEGRATED CIRCUIT) 18

2.8.1. Fungsi IC (Integrated Circuit) 18

2.8.2. Prinsip Kerja IC NE 555 19

2.9. Kapasitor 21

2.9.1 Fungsi Kapasitor 21

2.9.2 Macam-macam kapasitor 21

2.9.3 Prinsip Kerja 22

2.10. Kinerja Traksi Kendaraan 23

2.10.1. Gaya Traksi kendaraan 23

2.10.2. Perhitungan Torsi Motor dan Kecepatan 24

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN KONTROL KECEPATAN 27

3.1. Perencanaan Layout Tata Letak Rangkaian Kontrol Pada

Mobil .................................................................................. 27

3.2. Perencanaan sistem ............................................................... 28

3.3. Perancangan Rangakaian Kontrol kecepatan ........................ 28

3.3.1 Rangakaian pada pedal Gas ....................................... 28

3.3.2 Rangkaian PWM (Pulse Width Modulation) ............. 31

3.3.3 Rangkaian MOSFET Sebagai Switching Tegangan

( Driver ) ................................................................... 33

3.3.4. Rangkaian Saklar Mekanis Maju Mundur ( SM3 ) ... 36

3.4. Membuat desain PCB (Printed Circuit Board) untuk

rangkaian kontrol kecepatan 37

Page 10: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

3.5. Membuat jalur PCB pada rangkaian untuk rangkaian

kontrol kecepatan 37

3.6. Gambar Langkah Pembuatan PWM 40

3.7. Sistem Operasi Kontrol 42

3.8. Perakitan ................................................................................ 42

3.9. Perakitan Perangkat Kontrol Kecepatan dan Motor pada

Mobil .................................................................................... 45

BAB IV DATA PERCOBAAN .................................................................. 46

4.1. Pengujian Motor .................................................................... 46

4.1.1 Analisa Gaya Traksi Kendaraan................................ 46

4.1.2 Perhitungan Torsi Dan Kecepatan Mobil .................. 47

4.1.3 Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum .............. 48

4.2. Pengujian Sinyal Sistem ........................................................ 50

4.2.1 Mencari nilai Frekuensi PWM

(Pulse Width Modulation) 50

4.2.2. Perhitungan tegangan yang digunakan...................... 51

4.2.3 Perhitungan (%) Prosentase Lebar Pulsa Minimum . 51

4.2.4 Perhitungan (%) Prosentase Lebar Pulsa Maksimal . 52

4.3. Analisa Voltase Output ......................................................... 53

4.4. Analisa Biaya ........................................................................ 58

BAB V PENUTUP ..................................................................................... 61

5.1. Kesimpulan ........................................................................... 61

5.2. Saran ..................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 11: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sinyal PWM ................................................................................... 6

Gambar 2.2. Sinyal PWM ................................................................................... 7

Gambar 2.3. Skema pengaturan arah putaran dengan saklar mekanik ............... 8

Gambar 2.4. Skema pengaturan arah putaran dengan transistor ......................... 9

Gambar 2.5. Skema arah putaran searah jarum jam dengan transistor ............... 9

Gambar 2.6. Simbol transistor bipolar .............................................................. 11

Gambar 2.7. Simbol dan bentuk fisik resistor tetap .......................................... 13

Gambar 2.8. Simbol dan struktur dioda ............................................................ 15

Gambar 2.9. Dioda dengan bias maju ............................................................... 16

Gambar 2.10. Dioda dengan bias negatif ......................................................... 16

Gambar 2.11. Grafik arus dioda ....................................................................... 17

Gambar 2.12. IC NE555 ................................................................................... 19

Gambar 2.13. Prinsip dasar kapasitor ............................................................... 22

Gambar 2.14. Gaya yang bekerja pada mobil ................................................... 23

Gambar 2.15. Analisis kemiringan maksimum ................................................. 26

Gambar 3.1. Tata Letak Rangkaian Kontrol .................................................... 27

Gambar 3.2. blok diagaram sistem 28

Gambar 3.3. Microswitch dan potensiometer pada mekanis gas ...................... 29

Gambar 3.4. mekanisme pemutar potensiometer .............................................. 30

Gambar 3.5. mekanisme pada pedal rem .......................................................... 31

Gambar 3.6. Rangkaian PWM 32

Gambar 3.7. Rangkaian MOSFET 34

Gambar 3.8. Rangkaian PWM dan Driver ........................................................ 35

Gambar 3.9. Pengaturan posisi maju dan posisi mundur serta netral dengan

Menggunakan SM3 ( Saklar Mekanis Maju Mundur ) ..................................... 36

Gambar 3.10 Layout Rangkaian PWM ............................................................. 38

Gambar 3.11 Jalur PCB PWM .......................................................................... 38

Gambar 3.12 Layout Rangkaian DRIVER ....................................................... 39

Gambar 3.13 Jalur PCB DRIVER ..................................................................... 39

Page 12: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

Gambar 3.14(a-f) Gambar Kontruksi rangkaian PWM..................................... 40

Gambar 3.15. Perakitan pada Mobil ................................................................. 44

Gambar 4.1 Gaya yang bekerja pada mobil ...................................................... 46

Gambar 4.2.Analisis kemiringan maksimum .................................................... 49

Gambar 4.3.Sinyal PWM pada keadaan minimal speed ................................... 50

Gambar 4.4. Sinyal PWM ................................................................................. 51

Gambar 4.5. Sinyal PWM ................................................................................. 51

Gambar 4.6. Sinyal PWM ................................................................................. 52

Gambar 4.7 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ¼ putaran gas ....... 53

Gambar 4.8 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ½ putaran gas ...... 54

Gambar 4.9 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan ¾ putaran gas ..... 55

Gambar 4.10 Grafik hubungan jarak, waktu, dan kecepatan putaran

gas penuh ..................................................................................... 56

Page 13: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kode Warna Resistor 14

Tabel 4.3.1 Putaran gas ¼, dengan jarak 50 m 53

Tabel 4.3.2 Putaran gas 1/2, dengan jarak 50 m 54

Tabel 4.3.3 Putaran gas 3/4, dengan jarak 50 m 55

Tabel 4.3.4 Putaran gas penuh, dengan jarak 50 m 56

Tabel 4.4.1 Biaya Komponen 58

Page 14: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

DAFTAR NOTASI

= waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi

= waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah

= Daur aktif duty cycle

= Tegangan keluar (V)

Vin = Tegangan masukan (V)

W = Berat

m = massa

g = percepatan gravitasi bumi

= koefisien gesek

N = Gaya Normal

Fmaks = Gaya Traksi maksimum

V = voltase motor listrik

= Kecepatan sudut

Rpm = Rotation per minutes

π = 3,14

T = Torsi motor

k = motor konstanta

I = arus yang digunakan pada motor

P = Daya motor

v = Kecepatan

Ah = Kapasitas arus batere

Iin = arus input

v0 = kecepatan awal

a = percepatan

s = koefisien gesek

Ftraksi = gaya traksi

Fgesek = gaya gesek

= sudut kemiringan

Page 15: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Saat ini pemerintah sedang gencar dalam mengembangkan kendaraan

listrik sebagai pengganti transportasi mesin bakar. Hal ini disebabkan karena

subsidi BBM untuk kendaraan semakin lama semakin membengkak, akan tetapi

belum banyak perusahaan otomotif di Indonesia yang membuat dan

mengembangkan sarana transportasi mobil listrik sebagai pengganti transportasi

mesin bakar.

Kendaraan listrik memiliki efisiensi energi yang paling tinggi

dibandingkan dengan kendaraan mesin bakar konvensional. Pada mesin bakar

85% lebih dari energi yang dihasilkan terbuang menjadi panas, gerak dan gesekan

komponen. Hanya sekitar 15% yang dapat dikonversikan menjadi energi kinetik

penggerak kendaraan. Sedangkan pada kendaraan listrik justru terjadi

kebalikannya di mana sekitar 88% energi yang dipakai dikonversikan menjadi

energi kinetik penggerak kendaraan (Wikipedia Indonesia, 2010). Sehingga untuk

menggerakan sebuah kendaraan dengan bobot yang sama, kendaraan listrik

memerlukan energi yang jauh lebih sedikit dan juga tidak mengeluarkan polusi

kendaraan sama sekali.

Teknologi kendaraan listrik baterai dipercaya akan dengan cepat

berkembang dan mendominasi sebagai pengganti era transportasi mesin bakar, hal

ini dikarenakan teknologi kendaraan listrik batterai memiliki beberapa keunggulan

dibandingkan dengan teknologi alternatif lainnya.

Pertama, penggunaan transportasi listrik akan memberikan efisiensi rata

rata dua kali lipat lebih efisien daripada penggunaan transportasi berbasis mesin

bakar. Kedua, sumber energi transportasi listrik jauh lebih flexible dibandingkan

dengan teknologi mesin bakar. Sumber energi bisa didapatkan dari sumber

berbasis fosil seperti batubara, minyak bumi dan gas ataupun sumber energi

terbaharui seperti tenaga air, angin, surya, biofuel, sampah, panas bumi dan lain

lain tanpa harus merubah teknologi pada kendaraan. Flexibilitas ini dapat

Page 16: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

meningkatkan ketahanan energi nasional dengan melepaskan ketergantungan akan

satu sumber energi dan beralih pada sumber energi yang lain pada saat dibutuhkan

(Wikipedia Indonesia, 2010).

Ketiga, penggunaan transportasi listrik akan mengembalikan kualitas udara

dalam kota karena kendaraan listrik tidak mengeluarkan gas sisa pembakaran. Jika

energi listrik yang dipakai didapat dari sumber yang berkesinambungan yang

tanpa emisi dalam prosesnya, maka terjadilah mobilitas yang 100% berkelanjutan

dari segi energi dan lingkungan. Jika pada tahap awal energi listrik yang

digunakan masih didapatkan dari proses konversi energi fosil maka akan tetap

terbentuk polusi, akan tetapi polusi tersebut akan jauh lebih kecil, jauh dari

kepadatan penduduk dan lebih mudah dikendalikan (www.motorplus-online.com,

2009).

Di dalam membuat mobil listrik dibutuhkan komponen-komponen, salah

satunya adalah kontrol kecepatan motor listrik pada mobil listrik. Kontrol

kecepatan adalah suatu alat yang berfungsi sebagai kontrol untuk mengatur

kecepatan motor pada saat motor dialiri arus sehingga motor dapat bergerak.

Pembuatan kontrol kecepatan motor pada mobil listrik ini didasarkan pengamatan

sistem kontrol kecepatan yang terdapat pada sepeda motor listrik. Oleh karena itu

perlu dirancang sebuah sistem kontrol kecepatan motor listrik yang universal,

dimana kontrol kecepatan tersebut dapat digunakan dan diaplikasikan untuk

kontrol kecepatan mobil listrik.

Sebuah alat kontrol kecepatan diperlukan untuk menjalankan mobil listrik

dan mengatur putaran mesin. Kontrol kecepatan pada mobil listrik terdiri dari 3

bagian, yaitu power, kontrol, dan pembalik putaran motor. Ketiga bagian ini

saling berkaitan, dimana kontrol digerakkan dengan memakai pedal gas.

Kemudian kontrol mengirimkan sinyal ke power yang kemudian memutar motor,

sehingga mobil dapat berjalan. Sedangkan pembalik putaran hanya dipakai untuk

membalik putaran motor agar mobil dapat berjalan mundur

Page 17: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

1.2. PERUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahannya adalah

bagaimana merancang dan mengaplikasikan kontrol kecepatan motor listrik yang

dapat bekerja dengan baik pada mobil listrik.

1.3. TUJUAN PROYEK AKHIR

Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan mengaplikasikan

kontrol kecepatan motor listrik yang dapat bekerja dengan baik dan ekonomis.

1.4. MANFAAT PROYEK AKHIR

Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :

1. Secara Teoritis

Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam

merancang serta pembuatan peralatan sistem kontrol kecepatan

motor listrik yang baru maupun memodifikasi dari peralatan yang

sudah ada.

2. Secara Praktis

Mahasiswa mampu menerapkan ilmu pendidikan yang telah

diperoleh selama masa perkuliahan dan mahasiswa mampu melatih

ketrampilan dalam bidang perancangan, sistem elektronika, serta

permesinan.

1.5. KERANGKA PEMIKIRAN

1) Langkah-langkah dalam pembuatan alat sistem kontrol kecepatan

motor listrik.

Tahap I : Mulai

Tahap II : Membuat proposal

Tahap III : Konsultasi

Tahap IV : Mencari data

Tahap V : Membuat gambar sket sistem kontrol kecepatan

motor listrik

Page 18: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

Tahap VI : Membuat analisis perhitungan dan biaya

Tahap VII : Membuat kontrol kecepatan

Tahap VIII : Membuat sistem kontrol kecepatan

Tahap IX : Pengujian alat

Tahap X : Membuat laporan

1.6 METODE PEMECAHAN MASALAH

Dalam penyusunan laporan ini penulis menggunakan beberapa metode

antara lain :

1. Studi pustaka.

Yaitu data diperoleh dengan merujuk pada beberapa literatur sesuai dengan

permasalahan yang dibahas.

2. Pengamatan (investigasi).

Yaitu dengan melakukan beberapa kali percobaan/pembuatan langsung untuk

mendapatkan kontrol kecepatan motor pada mobil listrik dengan spesifikasi

yang dikehendaki.

3. Pembuatan alat pengatur kecepatan motor mobil listrik.

Page 19: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB II

DASAR TEORI

Untuk melakukan perhitungan pada komponen pengatur kecepatan ini

diperlukan pengertian mengenai beberapa terminologi sebagai berikut :

2.1 Pengertian kontrol kecepatan motor DC

Kecepatan motor DC berbanding lurus dengan tegangan sumber, jadi jika

kita mengurangi pasokan tegangan dari 12 Volt ke 6 Volt, motor akan berjalan

pada setengah kecepatan. Pengendali kecepatan bekerja dengan memvariasikan

tegangan yang dikirim ke motor. Dapat terjadi dengan hanya menyesuaikan

tegangan dikirim ke motor, tetapi ini sangat tidak efisien jika dilakukan. Cara

yang lebih baik adalah dengan mengalihkan pasokan motor dan turun dengan

sangat cepat. Jika switching cukup cepat, motor tidak merespon itu, hal tersebut

hanya memberikan pasokan efek rata-rata.

Bila saklar ditutup, motor menangkap 12 Volt, dan ketika dibuka

memiliki tegangan 0 Volts. Jika saklar ini terbuka untuk jumlah waktu yang sama

seperti yang tertutup, motor akan menangkap rata-rata 6 Volt, dan akan berjalan

lebih lambat dengan kecepatan tetap.

Oleh karena itu diperlukan sebuah alat yang digunakan untuk

menyambung dan memutus sumber tegangan yang akan dikirim ke motor secara

periodik dan bervariatif. Keluaran tegangan merupakan suatu pulsa – pulsa

tegangan atau arus yang berbentuk gelombang kotak. Gelombang tersebut dibuat

oleh sebuah IC. IC juga didukung oleh komponen lainnya untuk penyempurnaan

gelombang kotak yang dihasilkan. Rangkaian inilah yang disebut dengan Pulse

Width Modulation (PWM).

Page 20: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

2.2 Mengontrol Kecepatan Motor

2.2.1 Menggunakan PWM (Pulse Width Modulation)

Salah satu cara untuk mengirimkan informasi analog adalah dengan

menggunakan pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus. Dengan modulasi pulsa,

pembawa informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang.Salah

satu teknik modulasi pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau

lebar dari waktu tunda positif ataupun waktu tunda negatif pulsa-pulsa persegi

tersebut. Metode tersebut dikenal dengan nama Pulse Width Modulation (PWM).

Metode PWM dikenal juga dengan nama Pulse Duration Modulation (PDM) atau

Pulse Length Modulation (PLM) Untuk membangkitkan sinyal PWM, digunakan

komparator untuk membandingkan dua buah masukan yaitu generator sinyal dan

sinyal referensi. Hasil keluaran dari komparator adalah sinyal PWM yang berupa

pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Durasi atau lebar pulsa dapat dimodulasi

dengan cara mengubah sinyal referensi.

Gambar 2.1 Sinyal PWM

Metode PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor, informasi yang

dibawa oleh pulsa-pulsa persegi merupakan tegangan rata-rata. Semakin lebar

durasi waktu tunda positif pulsa dari sinyal PWM yang dihasilkan, maka putaran

motor akan semakin cepat, demikian juga sebaliknya.

Page 21: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

PWM pada dasarnya adalah menyalakan (ON) dan mematikan (OFF)

motor DC dengan cepat. Kuncinya adalah mengatur berapa lama waktu ON dan

OFF.

Rasio waktu ON terhadap waktu total (waktu total = ON + OFF). Duty Cycle

umumnya dinyatakan dalam persen (%).

Gambar 2.2 Sinyal PWM

Page 22: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

2.3 Mengontrol arah putar Motor

1. Menggunakan saklar mekanik

Menggunakan saklar manual untuk mengubah arah arus yang masuk ke motor DC

adalah sebuah saklar mekanik sangat mudah tetapi lambat, dan sulit atau tidak

mungkin dihubungkan dengan sebuah kontroler.

Gambar 2.3 Skema pengaturan arah putaran dengan saklar mekanik

2. Menggunakan Transistor Mosfet dengan susunan H-bridge

Transistor daya menggantikan fungsi saklar manual, transistor disusun di sekitar

motor DC sehingga pada skematik membentuk huruf-H, dengan demikian

Hindari (A dan B) atau (D dan C) (pada gambar) menyala bersamaan karena dapat

menyebabkan transistor bocor.

Page 23: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

-

Gambar 2.4 Skema pengaturan arah putaran dengan transistor

Berikut adalah skematis dari jalannya arus melalui transistor ketika motor

berputar searah jarum jam.

Gambar 2.5 Skema arah putaran searah jarum jam dengan transistor

Page 24: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

2.4 Teori Dasar Elektronika

Menjelaskan dan mengetahui karakteristik dari setiap komponen

elektronika baik yang termasuk komponen pasif maupun komponen aktif.

Mengetahui cara menentukan atau menghitung besarnya nilai dari suatu jenis

komponen elektronika.

a. Komponen aktif

Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam

pengoperasiannya membutuhkan sumber arus atau sumber tegangan sendiri.

seperti transistor, tranducer, integrated circuit dan sensor.

b. Komponen Pasif

Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam

pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri.

seperti kapasitor, resistor, dioda, transformator dan relay.

2.5 Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang terdiri atas sebuah bahan

tipe P dan diapit oleh dua bahan tipe N (transistor NPN) atau terdiri atas sebuah

bahan tipe N dan diapit oleh dua bahan tipe P (transistor PNP). Sehingga

transistor mempunyai tiga terminal yang berasal dari masing-masing bahan

tersebut. Disamping itu yang perlu diperhatikan adalah bahwa ukuran basis

sangatlah tipis dibanding emitor dan kolektor. Perbandingan lebar basis ini

dengan lebar emitor dan kolektor kurang lebih adalah 1 : 150, sehingga ukuran

basis yang sangat sempit ini kemudian akan mempengaruhi kerja transistor.

Simbol transitor bipolar ditunjukkan pada gambar 2.6. Pada kaki emitor terdapat

tanda panah yang kemudian bisa diketahui bahwa itu merupakan arah arus

konvensional. Pada transistor NPN tanda panahnya menuju keluar sedangkan

pada transistor PNP tanda panahnya menuju kedalam.

Page 25: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

Gambar 2.6 Simbol transistor bipolar

Ketiga terminal transistor tersebut dikenal dengan Emitor (E), Basis (B)

dan Kolektor(C). Emitor merupakan bahan semikonduktor yang diberi tingkat

doping sangat tinggi. Bahan kolektor diberi doping dengan tingkat yang sedang.

Sedangkan basis adalah bahan dengan dengan doping yang sangat rendah. Perlu

diingat bahwa semakin rendah tingkat doping suatu bahan, maka semakin kecil

konduktivitasnya. Hal ini karena jumlah pembawa mayoritasnya (elektron untuk

bahan N; dan hole untuk bahan P) adalah sedikit.

Transistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor bipolar dan unipolar.

Transistor bipolar adalah transistor yang ada pada daerah N mempunyai banyak

sekali elektron pita dan pada daerah P mempunyai banyak sekali hole. Jenis dari

transistor bipolar adalah transistor PNP dan NPN, sedangkan pada transistor

unipolar misalnya FET, MOSFET, JPET dan lain-lain. Fungsi dari transistor

adalah sebagai penguat arus, saklar elektronika, osilator, pencampur (mixer) dan

penyearah. JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah salah satu model

transistor junction dan mempunyai resistansi input yang cukup tinggi. JFET

memerlukan pembawa mayoritas untuk dapat bekerja (muatan hole atau elektron).

JFET mempunyai kaki terminal, sama halnya dengan transistor bipolar yaitu

Drain (D), Source (S) dan Gate (G). MOSFET (Metal Oxide Semi Conductor)

adalah gate yang mempunyai gate terbuat dari bahan logam dan antara kanal dan

gate dilapisi oleh suatu bahan silikon dioksida. MOSFET mempunyai jenis kanal

N dan kanal P. Dalam penggunaan transistor untuk suatu proyek harus dipakai

transistor yang tepat. Letak sambungan kaki suatu transistor sudah ditetapkan.

Page 26: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

2.5.1 Fungsi Transistor:

Transistor dapat dipakai untuk bebagai keperluan misalnya :

a) Mengubah arus bolak balik menjadi arus searah, pekerjaan ini disebut

penyearah.

b) Menguatkan arus rata atau tegangan rata maupun arus bolak balik atau

tegangan bolak balik.

c) Menjangkitkan getaran listrik, dinamai oscilator. Rangkaian oscillator

banyak ditemui pada rangkaian elektronika.

d) Mencampur arus (tegangan) bolak balik dengan frekuensi yang berlainan

(permodulasian).

e) Saklar elektronik : tujuannya agar saklar tidak cepat putus.

2.5.2 Cara kerja transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar

transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect

transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya

menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk

membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu

daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini

dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus

utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis

pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus

listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di

kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis

memotong arah arus listrik utama). Ketebalan daerah perbatasan ini dapat dirubah

dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal

konduksi tersebut.

Page 27: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

2.6 Resistor

Resistor adalah suatu komponen elektronika yang fungsinya untuk

menghambat arus dan tegangan listrik. Berdasarkan jenisnya resistor dibagi

menjadi 2 jenis yaitu :

- Resistor tetap

- Resistor variabel

Tetapi pada rangkaian intercom hanya menggunakan satu jenis resistor

yaitu resistor tetap, jadi kami hanya membahas tentang resistor tetap saja. Resistor

tetap adalah resistor yang memiliki hambatan tetap. Resistor memiliki batas

kemampuan daya misalnya : 1,16 watt, 1,8 watt, ¼ watt, ½ watt, dan sebagainya.

Artinya resistor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan

kemampuan dayanya.

Gambar 2.7 Simbol dan bentuk fisik resistor tetap

Bentuk fisik dari resistor tetap ini terdiri dari 2 jenis yaitu ada yang

memiliki 4 buah gelang dan 5 buah gelang seperti pada gambar diatas, tetapi

untuk cara perhitungannya sama saja. Untuk mengetahui nilai hambatan suatu

resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan

resistor tersebut yang berupa gelang warna.

Page 28: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Tabel 2.1 Kode Warna Resistor

Keterangan : - Gelang ke 1 dan 2 menunjukkan angka

- Gelang ke 3 menunjukkan faktor pengali

- Gelang ke 4 menunjukkan toleransi

2.6.1 Karakteristik resistor

Menurut karakteristik utamanya resistor dibagi 2 yaitu:

1. Resistansinya

2. Rating dayanya

2.6.2 Pertimbangan Untuk Memilih Resistor.

1. Ukuran fisiknya

2. Bentuknya

3. Cara pemasangan dan penyambungan pada rangkaian

4. Nilai resistansinya

5. Dissipasi dayanya

6. Kemampuan menangani beban lebih

7. Keandalan

8. Perubahan resistansi terhadap frekuensi dan terhadap tegangan yang jatuh

Page 29: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

9. Ketahanan sebagai beban

10. Pengaruh kondisi dan lingkungannya

2.7 Dioda

Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus

listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda

adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).

2.7.1 Fungsi Dioda

Dioda berfungsi mengalirkan arus pada satu arah saja dan menahan arus

dari arah yang berlawanan. Bisa dikatakan dioda juga berfungsi sebagai pencegah

arus balik (feed back).

2.7.2 Prinsip Kerja Dioda

Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu

sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N.

Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi

N.

Gambar 2.8 Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi

kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat

keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak

terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak

terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias

Page 30: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N,

maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di

sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada

sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau

mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi

P ke sisi N.

Gambar 2.9 Dioda dengan bias maju

Sebaliknya jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias

negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih

besar dari sisi P.

Gambar 2.10 Dioda dengan bias negatif

Maka yang terjadi adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole

dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing

tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer)

semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi

konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi tegangan beberapa volt diatas

nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi

Page 31: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(

a

d

m

b

d

2

a

T

b

A

y

(deplesion la

adalah diata

dari bahan G

Seba

memang ada

breakdown,

di lapisan de

2.7.3 Forwa

a. Tegangan

Tegangan di

b. Arus Boc

Arus yang m

yang menga

ayer). Untuk

s 0.7 volt. K

Germanium.

aliknya untuk

a batasnya.

dimana diod

eplesi.

ard bias dan

n Knee

imana meng

cor

mengalir pa

alir.

k dioda yang

Kira-kira 0.2

Gambar 2.

k bias negat

Sampai beb

da tidak lagi

n reverse bi

alir dengan c

ada saat bias

g terbuat dar

volt batas m

11 Grafik a

tif dioda tida

berapa puluh

i dapat mena

ias

cepat setelah

s reverse, p

ri bahan Silik

minimum un

arus dioda

ak dapat me

h bahkan rat

ahan aliran e

h melewati p

padahal seha

kon tegangan

ntuk dioda ya

engalirkan ar

tusan volt b

elektron yang

potensial bar

arusnya tidak

17

n konduksi

ang terbuat

rus, namun

baru terjadi

g terbentuk

rrier.

k ada arus

Page 32: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

2.7.4 Jenis Dioda

a. Dioda schotshy

berfungsi untuk menyearahkan frekuensi diatas 300 MHz.

b. Dioda varactor

untuk mengubah frekuensi resonansi.

c. Dioda step recovery

untuk menghasilkan pulsa yang sangat cepat

2.8 IC (INTEGRATED CIRCUIT)

Sirkuit terpadu (integrated circuit atau IC) adalah komponen dasar yang

terdiri dari resistor, transistor dan lain-lain. IC adalah komponen yang dipakai

sebagai otak peralatan elektronika.Pada komputer, IC yang dipakai adalah

mikroprosesor. Sirkuit terpadu dimungkinkan oleh teknologi pertengahan abad

ke-20 dalam fabrikasi alat semikonduktor dan penemuan eksperimen yang

menunjukkan bahwa alat semikonduktor dapat melakukan fungsi yang dilakukan

oleh tabung vakum. Pengintegrasian transistor kecil yang banyak jumlahnya ke

dalam sebuah chip yang kecil merupakan peningkatan yang sangat besar bagi

perakitan tube-vakum sebesar-jari. Ukuran IC yang kecil, terpercaya, kecepatan

"switch", konsumsi listrik rendah, produksi massal, dan kemudahan dalam

menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tube vacum. IC

mempunyai ukuran seukuran tutup pena sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi

sampai 250 kali.

2.8.1 Fungsi IC (Integrated Circuit)

Di dalam rangkaian kontrol kecepatan ini memakai tipe NE555 dalam

rangkaian kontrol kecepatan berfungsi sebagai (Timer) pewaktu sehingga

menimbulkan sinyal daur aktif.

Page 33: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

k

u

u

r

r

d

s

I

I

s

N

A

e

b

y

d

2.8.2 Prin

IC N

komponen e

ukurannya y

utama IC N

rangkaian m

rangkaian as

dan Sequent

Fung

sebagai peng

IC TTL (T

“keperluan y

IC yang bi

sakelar sent

NE555 in

Apalagi jik

elektronika

bisa mengo

Untuk

yang perlu d

dapat dilihat

sip Kerja IC

NE555 yan

elektronika y

yang kurang

NE555 ini

monostable d

stable. Selai

tial Timing.

gsi dan aplik

gatur alarm,

Transistor-tr

yang diingin

sa langsung

tuh, dan jik

i bisa di

a digabung

yang mendu

ontrol bebe

k keperluan

diketahui ad

t seperti beri

C NE 555

ng mempuny

yang cukup

g dari 1/2 cm

digunakan

dan Pulse G

n itu, dapat j

kasi IC NE5

, sebagai pe

ransistor Lo

nkan” (kalau

g digunakan

ka digabung

ijadikan se

kan dengan

ukung, bisa

erapa peran

praktis dala

dalah posisi

ikut:

Gamba

yai 8 pin (

terkenal, s

m3 (sentimet

sebagai T

Generator (P

juga digunak

555 ini ban

nggerak mo

ogic) dan s

u hanya untu

n), bisa jug

gkan dengan

ebagai pem

n teknik mo

dihasilkan r

ngkat elektr

am membuat

dan fungsi m

ar 2.12 IC N

(kaki) ini m

ederhana, d

ter kubik). P

Timer (Pewa

Pembangkit

kan sebagai

nyak sekali d

otor DC, bisa

sebagai inp

uk jam digita

a dimanfaat

n infra mera

mancar at

odulasi dan

remote contr

ronik lain

t sebuah ran

masing-masi

NE555

merupakan

an serba gu

Pada dasarny

aktu) denga

Pulsa) deng

Time Delay

digunakan d

a digabungk

ut jam dig

al biasa, sud

tkan dalam

ah ataupun

au remote

n beberapa

rol multi cha

dalam sat

ngkaian deng

ing kakinya

19

salah satu

una dengan

ya aplikasi

an operasi

gan operasi

y Generator

diantaranya

kan dengan

gital untuk

dah banyak

rangkaian

ultrasonic,

e control.

komponen

annel yang

tu remote.

gan IC ini,

saja, yang

Page 34: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Fungsi Masing-masing PIN (Kaki) IC NE555:

PIN ke: KETERANGAN

1 Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negatif

2 Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang

menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS

flip-flop

3 Output, pin keluaran dari IC 555.

4 Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan

berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate

(gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika

low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset

5 Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan

referensi input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung

(diabaikan), tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A,

biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground

6 Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-

reset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc

7 Discharge, pin ini terhubung ke open kolektor transistor internal (Tr) yang

emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk

meng-clamp node yang sesuai ke ground pada waktu tertentu.

8 Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja

optimal jika diberi 5V s/d 15V. Sumber arusnya dapat dilihat di datasheet,

yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.

Page 35: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

2.9 Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen yang dapat menyimpan dan melepaskan

muatan listrik atau energi listrik. Sebuah kapasitor terdiri dari dua bahan

penghantar yang dipisahkan oleh sebuah bahan isolasi yang disebut dielektrikum.

Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan

kapasitansi atau kapasitas. Kapasitas kapasitor merupakan sebuah ukuran dari

banyaknya muatan listrik yang dapat disimpan oleh kapasitor tersebut dibagi (per)

satuan beda petensialnya. Kapasitas terdapat dalam beraneka ragam yang sangat

besar, dalam bentuk ukuran, tipe, pembuatan/bahan baku, nilai voltage kerja dan

nilai kapasitansinya. Nilai kapasitor dinyatakan dalam satuan farad (F) atau pada

umumnya satuan tersebut mempunyai skala mikro Farad (uF) yang tertera pada

badan kondesantor, artinya huruf ini menunjukan nilai sekian per sejuta dari 1

Farad. Satu Farad adalah nilai kapasitas yang sedemikian besarnya, sehingga tidak

akan pernah dijumpai dalam bidang elektronika khususnya, atau juga pada

umumnya dilengkapi dengan potensial kerja kapasitor tersebut.

2.9.1 Fungsi Kapasitor :

1. Untuk menyimpan muatan listrik.

2. Untuk menahan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik.

3. Sebagai kopel (penghubung) pada rangkaian listrik.

4. Sebagai penentu frekuensi.

2.9.2 Macam-macam kapasitor :

1. Kapasitor elektrolit, mempunyai kapasitas sebesar 1uF atau lebih dan

mempunyai polaritas kutub (+) dan kutub (-).

2. Kapasitor non elektrolit, mempunyai kapasitas kurang dari 1 uF dan tidak

mempunyai polaritas, umumnya terbuat dari bahan dielektrik keramik,

mika atau poliyester.

3. Kapasitor Variable (varco).

4. Kapasitor Trimmer.

Page 36: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

b

b

k

t

k

k

p

2

o

u

t

k

t

m

u

M

k

Keba

bolak-balik,

bolak-balik.

keterangan l

tertentu). Ka

kutubnya. C

kawat tiap sa

positif atau w

2.9.3 Prin

Struk

oleh suatu b

udara vakum

tegangan lis

kaki (elektr

terkumpul p

menuju ujun

ujung kutup

Muatan elek

kakinya.

anyakan kap

akan tetapi

Kapasitor

lainnya (beb

apasitor yan

Cara yang u

ambungan, a

warna hitam

sip Kerja

ktur sebuah

bahan dielekt

m, keramik,

strik, maka m

roda) metaln

pada ujung m

ng kutup neg

p positif, ka

ktrik ini "te

G

pasitor tidak

beberapa tip

elektrolit s

berapa elekt

ng dipolarita

umum ialah

atau ada juga

m pada termin

kapasitor te

trik. Bahan-b

gelas dan

muatan-mua

nya dan pa

metal yang s

gatif dan seb

arena terpisa

ersimpan" se

Gambar 2.13

k dipolaritas

pe dipolarita

selalu dipola

trolit non-po

askan selalu

tanda negat

a yang diber

nal negatif.

erbuat dari 2

bahan dielek

lain-lain. Ji

atan positif

ada saat ya

satu lagi. M

baliknya mu

ah oleh baha

elama tidak

Prinsip das

kan, yang a

askan, artiny

aritaskan, k

olarisasi dibu

diberi tanda

tif (-) dan t

ri tanda warn

2 buah plat m

ktrik yang um

ka kedua uj

akan mengu

ang sama m

Muatan positi

uatan negatif

an dielektrik

k ada kondu

sar kapasitor

artinya dapa

ya tidak bole

kecuali jika

uat untuk p

a yang mem

tanda positi

na merah pad

metal yang

mum dikena

jung plat m

umpul pada

muatan-muat

if tidak dapa

f tidak bisa

k yang non-

uksi pada uj

r

22

at dipasang

eh dipasang

ada tanda

penggunaan

mperhatikan

if (+) pada

da terminal

dipisahkan

al misalnya

metal diberi

salah satu

tan negatif

at mengalir

menuju ke

-konduktif.

ujung-ujung

Page 37: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

2.10 Kinerja Traksi Kendaraan

Kinerja traksi kendaraan merupakan kemampuan kendaraan untuk melaju

dengan membawa suatu beban dan melawan hambatan. Kemampuan tersebut

sangat dipengaruhi oleh kemampuan mesin. ( www.wikipedia.com ).

2.10.1 Gaya Traksi Kendaran

Gaya traksi juga umum disebut gaya dorong kendaraan untuk melawan

hambatan-hambatan seperti angin, tanjakan, hambatan inersia, dan hambatan

beban yang ditanggung oleh kendaraan. Gaya dorong disamping mampu melawan

hambatan juga harus mampu menghasilkan percepatan yang diinginkan. Dimana

gaya-gaya yang bekerja pada kendaraan ditunjukkan pada gambar 2.14.

(Thomas D, Gillespie, 1994 : 11)

Gambar 2.14 Gaya Yang Bekerja Pada Mobil

Misalnya, sebuah benda dengan berat W diletakkan pada bidang horisontal

dengan gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut seperti pada gambar 2.14.

Persamaan pada gambar dapat ditulis sebagai berikut :

Ftraksi ≥ Fgesek

Ftraksi

N

Fgesek

W

Page 38: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

Gaya traksi atau gaya dorong tersebut dapat menggerakkan mobil bila

lebih besar daripada gaya gesek yang terjadi pada ban. Maka, dicari gaya traksi

minimumnya dengan :

Ftraksi = Fgesek

Ftraksi = s . W

2.10.2 Perhitungan Torsi Motor Dan Kecepatan

Langkah selanjutnya adalah menghitung besarnya nilai konstanta dari

motor listrik yang nantinya akan digunakan untuk menghitung torsi, dan daya

motor listrik. Perhitungan konstanta pada motor listrik :

V = k .

= 2 x π x 60

k =

Keterangan

V = voltase motor listrik

= Kecepatan sudut

Rpm = Rotation per minutes

π = 3,14

k = motor konstan

nilai konstanta motor akan digunakan untuk menghitung torsi, jumlah arus

konsumsi, dan daya yang dihasilkan oleh motor listrik pada putaran maksimum,

sehingga dapat dituliskan sebagai berikut :

T = k x I

Page 39: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

Keterangan :

T = Torsi motor

k = motor konstanta

I = arus yang digunakan pada motor

Suatu mobil listrik dapat berjalan apabila daya motor DC yang tersedia

mencukupi untuk bergerak. Besarnya daya motor yang diperlukan untuk bergerak

sangat ditentukan oleh besarnya gaya yang diperlukan agar mobil dapat berjalan

dan kecepatan mobil berjalan. Besarnya kecepatan mobil seperti terlihat pada

persamaan :

P = Fx . v

Keterangan :

P = Daya motor

Fx = Gaya traksi

v = Kecepatan

Untuk mengetahui waktu daya tahan baterai dilakukan tes ketahanan

baterai dengan cara membiarkan beban on sampai beban off. Secara teoritis waktu

daya tahan baterai juga dapat dihitung

dengan persamaan.

Waktu Daya Tahan =

Page 40: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

2.10.3 Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum

Kinerja dari suatu mesin pasti ada batasnya. Karena adanya beban berlebih

ataupun kemiringan maksimum, dimana mesin tersebut tidak dapat memenuhi

torsi benda. Kemiringan/tanjakan memiliki sudut dari arah horisontalnya. Sudut

kemiringan maksimum inilah yang akan diketahui.

Gambar 2.15 Analisis kemiringan maksimum

Sebelumnya, perlu diketahui gaya maksimumnya dimulai dengan mencari

percepatan mobil dengan persamaan GLBB :

v = V0 – a.t

mobil tidak dapat bergerak apabila :

Fmaks = Fgesek

Maka, m.a = m.g Sin

= arc Sin ..

W cos

W

W sin

Page 41: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

k

d

d

3

m

k

d

PERE

Pada

keseluruhan

dilanjutkan

digunakan.

3.1 Peren

Pada u

motor listrik

kendali kece

dilihat pada

charger

NCANAAN

a bab ini

. Dimulai d

dengan pe

canaan Lay

umumnya m

k sebagai p

epatan, dan a

gambar 3.1.

Gam

N DAN PEM

akan dijela

dari perenca

enjelasan m

yout Tata L

mobil listrik

enggerak, te

alat pengisi e

.

mbar 3.1 Tata

27

BAB III

MBUATAN

askan meng

anaan sistem

engenai per

etak Rangk

memiliki be

empat peny

energi listrik

a Letak Rang

KONTROL

genai perenc

m secara ga

rencanaan p

kaian Kontr

eberapa bag

impanan en

k. Dalam per

gkaian Kont

L KECEPA

canaan sist

aris besar. S

perangkat k

rol Pada Mo

gian utama d

nergi listrik

rencanaan la

trol

ATAN

em secara

Setelah itu

keras yang

obil

diantaranya

( batere ),

ayout dapat

Page 42: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

3.2 Perencanaan Sistem

Perencanaan sistem secara garis besar dapat dilihat pada gambar 3.2

berikut ini :

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem

Secara keseluruhan sistem dapat dibagi menjadi tiga bagian. Bagian

pertama adalah bagian input yang berupa pedal gas sebagai data level kecepatan

mobil. Bagian kedua adalah bagian pengolah data yang berupa PWM (Pulse Width

Modulation) sebagai pengolah data dari input pedal gas, Mosfet sebagai

komponen switching tegangan. Ketiga adalah bagian putaran motor yang

dihasilkan dari pulsa PWM.

3.3 Perancangan Rangkaian Kontrol Kecepatan

Kontrol kecepatan yang akan dirancang pada tugas akhir ini terdiri atas :

Rangakaian pada pedal Gas, rangkaian PWM (Pulse Width Modulation),

rangkaian MOSFET sebagai switching tegangan, dan rangkaian pembalik arus.

3.3.1 Rangakaian pada pedal Gas

Rangkaian pedal gas pada mobil listrik tediri dari potensiometer dan

microswicth. Penggunaan potensiometer sebagai pengatur lebar pulsa PWM yang

akan menentukan besarnya putaran motor. Microswitch sebagai pengaman dan

efisiensi energi seperti pada gambar 3.3 sebagai berikut :

Pedal gas PWM MOSFET Pembalik putaran

Motor

Page 43: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

b

p

e

Ga

Deng

berfungsi m

pedal gas dit

energi listrik

Limit

ambar 3.3 M

gan pemakai

mengamankan

tekan setelah

k pada saat k

t switch

Microswitch

ian mikro sw

n sistem day

h kunci kont

kendaraan m

dan potensio

witch yang m

ya karena da

tak di on kan

menempuh jal

ometer pada

menempel p

apat menerim

n, sekaligus

lanan macet

mekanis ga

ada mekanis

ma daya list

juga dapat m

dan penurun

29

s

s gas dapat

trik apabila

menghemat

nan.

Page 44: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

g

s

Untu

gas terkadan

switch sebag

uk mengantis

ng bersama

gai pembatas

Gambar

sipasi kebias

an dengan

s.

r 3.4 meka

saan pengem

pengereman

anisme pemu

mudi yang bi

n mekanis, j

utar potensio

iasanya men

juga diguna

ometer

30

nekan pedal

akan mikro

Page 45: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

g

u

m

(

t

a

d

3.3.2 Rang

Mod

gelombang k

ubah untuk

merupakan n

Ton

(baca: high

tegangan ke

adalah wakt

dengan istila

Gam

gkaian PWM

dulasi lebar

kotak yang

k mendapatk

nilai rata-rat

adalah wak

atau 1) ditu

eluaran bera

tu satu siklu

ah “periode s

mbar 3.5 m

M (Pulse Wi

pulas (PWM

mana siklus

kan sebuah

a dari gelom

ktu dimana t

unjukkan pad

da pada pos

s atau penju

satu gelomb

Ttot

mekanisme p

Width Modula

M) dicapai/d

s kerja (duty

h tegangan

mbang terseb

tegangan ke

da gambar 2

sisi rendah

umlahan anta

ang”.

tal = Ton + To

pada pedal re

ation)

diperoleh de

y cycle) gelo

keluaran y

but.

eluaran bera

2.2 dan Toff

(baca: low

ara Ton deng

off

em

engan bantu

ombang dap

yang berva

ada pada po

f adalah wak

atau 0). An

gan Toff , bia

31

uan sebuah

pat diubah-

riasi yang

osisi tinggi

ktu dimana

nggap Ttotal

asa dikenal

Page 46: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

S

T

s

s

D

d

V

n

S

Siklus kerja

Tegangan k

sebagai berik

sehingga:

Dari rumus

diubah-ubah

Vout juga ak

nilai maksim

Skema rangk

atau duty cy

keluaran dap

kut,

diatas dap

h secara lang

kan 0. Apab

mumnya.

kaian PWM

ycle sebuah g

D =

pat bervaria

V

Vou

pat ditarik k

gsung denga

bila Ton adala

Gambar 3.

gelombang d

=

asi dengan

Vout = D x Vin

ut = x V

kesimpulan

an mengubah

ah Ttotal mak

6 Rangka

di definisikan

duty-cycle

n

Vin

bahwa teg

h nilai Ton.

ka Vout adal

ian PWM

n sebagai,

dan dapat

angan kelua

Apabila Ton

lah Vin atau

32

dirumusan

aran dapat

n adalah 0,

katakanlah

Page 47: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

Dari rangkaian tersebut dapat dijelaskan :

• Tegangan supplay yang digunakan oleh PWM sebesar 12 V masuk ke

dalam IC NE555 karena IC hanya mampu pada tegangan 5 – 15 V.

• Vinput sebesar 12V tersebut kemudian masuk ke IC NE555, sehingga

menghasilkan frekuensi tertentu yang nilainya dipengaruhi oleh nilai R1,

dan C1 yang di atur sesuai dengan putaran potensiometer.

• Potensiometer dihubungkan dengan IC NE555 kaki nomor 6 dan 7 yang

berfungsi membangkitkan daur aktif dari minimum sampai dengan

maksimum.

• Pulsa keluaran dari IC NE555 kaki no. 3 berbentuk seperti gigi gergaji.

• Saat pulsa keluar dari IC NE555 akan di bias oleh transistor 9012 dan

9013 Sehingga tidak akan ada tegangan balik sehingga tidak akan merusak

IC NE555.

• Output pulsa dari dari PWM kemudian masuk ke rangkaian MOSFET (

driver ).

3.3.3 Rangkaian MOSFET Sebagai Switching Tegangan ( Driver )

Rangkaian MOSFET disini berfungsi sebagai switching Tegangan

(Driver) yang di kontrol oleh masukan sinyal dari PWM yang kemudian tegangan

yang diatur tersebut masuk ke motor sehingga dapat menimbulkan putaran pada

motor.

Page 48: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

s

R

y

m

d

G

Pada

secara paral

Rangkaian D

yang dipasan

masing-mas

dengan kap

Gambar 3.8.

a rangkaian D

lel, yang m

Driver terdiri

ng secara pa

ing modul

pasitas 500

.

Gambar 3.7

Driver, digu

mana masing

i dari 5 mod

aralel bernila

tersebut kem

A. Rangkai

Rangkaian

unakan seban

g-masing mo

dul, masing-m

ai 100 A, sep

mudian di p

ian PWM d

n MOSFET

nyak 25 buah

osfet berkap

masing mod

perti pada

paralel sehi

dan DRIVE

h Mosfet ya

pasitas 20 A

dul terdiri dar

Gambar 3

ingga dipero

ER dapat di

34

ang disusun

A, 500 V.

ri 5 Mosfet

3.7. Dari

oleh driver

ilihat pada

Page 49: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

Page 50: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

a

p

a

y

d

s

d

m

k

d

m

m

t

m

p

p

d

3.3.4 Rang

Untu

arus, seperti

pembalikan

arah arus ya

yang menga

dengan term

secara mek

dihubungkan

menuju term

kecepatan PW

dengan pem

menggunaka

mekanis sa

terminal C k

motor peng

penggerak y

penjelasan p

dilihat pada

Gambar 3

gkaian Sakl

uk sistem m

i diperlihatk

putaran mot

ang mengali

alir dari term

minal C pada

kanis meny

n ke termin

minal S2 pad

WM. Untuk

mbalikan arah

an SM3 di

aklar memi

ke terminal D

ggerak sehin

yang langsu

penggunaan

gambar seba

3.9 Pengat

Menggun

lar Mekanis

maju mundu

kan padaa g

tor penggera

ir pada lilita

minal motor

a SM3 kemu

ambungkan

nal S1 pad

a motor pen

k posisi mund

h arus. Arus

ihubungkan

indahkan h

D pada SM3

ngga arus

ung dihubun

SM3 pada

agai berikut

turan posisi

nakan SM3 (

s Maju Mun

ur dengan m

gambar dapa

ak jenis ini d

an stator mo

A1 dengan

udian mekan

C ke ter

a motor pe

nggerak yang

dur yang dip

yang menga

dengan te

hubungan se

3 kemudian

mengalir m

ngkan ke k

sistem maju

:

maju dan po

Saklar Mek

ndur ( SM3

menggunakan

at dijelaskan

dapat dilakuk

otor, untuk

n menggunak

nis saklar m

rminal B p

enggerak se

g langsung d

perlihatkan p

alir dari term

erminal A p

ecara meka

dihubungka

menuju term

kendali kece

u mundur d

osisi mundur

kanis Maju M

)

n rangkaian

n bahwa pri

kan dengan p

arah maju b

kan SM3 dih

emindahkan

pada SM3

ehingga arus

dihubungkan

pada gambar

minal motor

pada SM3

anis menya

an ke termin

minal S1 pa

epatan PWM

dan posisi n

r serta netral

Mundur )

36

n pembalik

insip dasar

pembalikan

berarti arus

hubungkan

n hubungan

kemudian

s mengalir

ke kendali

r dilakukan

A1 dengan

kemudian

ambungkan

nal S2 pada

ada motor

M. Berikut

netral dapat

l dengan

Page 51: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

Agar kendaraan dapat bergerak maju, mundur dan juga posisi netral

digunakan alat saklar mekanis maju mundur ( SM3 ) yang memiliki enam

terminal yang diberi kode masing – masing terminal a, b, c, d. Terminal a

dihubungkan ke terminal A kendali kecepatan melalui terminal A1 dan A2 pada

motor penggerak. Terminal c pada ( SM3 ) dihubungkan langsung dengan PWM.

Untuk terminal b dan d memiliki dua buah kutub dimana difungsikan untuk

membolak – balikkan input arah arus pada terminal S1 Dan S2 pada motor

penggerak.

3.4 Membuat desain PCB (Printed Circuit Board) untuk rangkaian

kontrol kecepatan.

Untuk membuat desain PCB, bahan yang dipakai adalah:

1. Gambar skema rangkaian PWM.

2. 1 lembar plat PCB fiber dengan ukuran 5x10 cm.

3. Spidol marker, isolasi kertas.

3.5 Membuat jalur PCB pada rangkaian untuk rangkaian kontrol

kecepatan

1. Memotong bahan sesuai dengan gambar kerja yang telah dibuat.

Alat yang dipakai:

a. Gergaji tangan

b. Mesin bor PCB

c. Penggaris

d. Larutan Ferichlorida

2. Merangkai komponen sesuai dengan gambar skema rangkaian PWM .

Page 52: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Gammbar 3.10 Lay

Gambar 3

yout Rangka

.11 Jalur PC

aian PWM

CB PWM

38

Page 53: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3. Me

4. Fin

rap

Gam

enyolder kak

nshing (Mem

i).

mbar 3.12 La

Gambar 3.1

ki-kaki komp

motong kaki-

ayout Rangk

3 Jalur PCB

ponen

-kaki kompo

kaian DRIVE

B DRIVER

onen yang t

ER

terlalu panja

39

ang supaya

Page 54: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

K

G

k

k

3.6 Gamb

Gam

Gam

Keterangan

Gambar 3.1

Mulai

kemudaian m

kecepatan un

bar Langkah

mbar (a)

mbar (d)

Gambar

Gambar :

14.a :

pembuatan

melubangi P

ntuk menem

h Pembuata

3.14(a-f) Ga

jalur rangk

PCB sesuai d

mpatkan kaki

an Kontrol K

Gambar (b

Gambar (e

ambar Kontr

aian kompo

dengan yang

-kaki kompo

Kecepatan

b)

e)

ruksi rangkai

nen kontrol

ada pada sk

onen.

Gam

Gam

ian PWM

kecepatan

kema rangka

40

mbar (c)

mbar (f)

pada PCB

aian kontrol

Page 55: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

41

Gambar 3.14.b :

Mulai perakitan dimulai dari komponen paling kecil sampai bagian yang

besar. Pemasangan komponen harus sesuai dengan yang ada pada skema

rangkaian kontrol kecepatan.

Gambar 3. 14.c :

Setelah perakitan komponen paling kecil kemudian dilanjutkan memasang

komponen yang besar sesuai dengan skema rangkain kontrol kecepatan.

Gambar 3. 14.d :

Setelah melakukan perakitan komponen dari yang paling kecil sampai

bagian yang besar kemudian dilanjutkan dengan langkah penyolderan kaki-kaki

komponen pada PCB.

Gambar 3. 14.e :

Melakukan penyolderan kaki-kaki komponen pada PCB dengan hati-hati

dan tidak terlalu lama, karena jika terlalu lama dapat merusak komponen tersebut.

Jika seluruh kaki komponen sudah di solder pada PCB kemudian memotong kaki-

kaki komponen supaya rapi.

Gambar 3. 14.f :

Merangkai MOSFET secara paralel pada PCB. Mosfet yang terpasang

pada PCB di pasangkan pada heatsink yang berupa alumunium, yang mana

alumunium berfungsi sebagai pendingin.

Page 56: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

42

3.7 Sistem Operasi Kontrol

Menggunakan Potensio sebagai kontrol yang mana output dari PWM berupa

siklus kerja ( duty cycle ). Masukan sinyal analog dari potensio pada rangkaian

kontrol ini akan menghailkan sinyal yang terbaca pada osiloskop berupa

gelombang kotak (divisi). Gelombang ini oleh potensio akan diatur periodenya

sesuai dengan putaran potensiometer. Periode inilah yang menentukan kecepatan

motor listrik, bilamana periodenya pendek maka kecepatan motor juga pelan,

begitu juga sebaliknya.

3.8 Perakitan

Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan

pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk

menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu komponen yang digabung

dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan alat

yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.

Page 57: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

43

Page 58: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

44

Page 59: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

45

Sebelum melakukan perakitan, hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai

berikut :

1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan telah

siap ukuran sesuai perencanaan.

2. Komponen-komponen standar siap pakai ataupun dipasangkan.

3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara pemasangannya.

4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing komponen

yang tersedia.

5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.

Komponen – Komponen dari Alat ini adalah :

1. Motor Listrik

2. Baterai 12v, 100Ah

3. Kabel

4. Rangkaian PWM

5. Mur dan Baut

6. Bearing

7. Pedal Gas

8. Sekering ( Fuse )

9. Kunci Kontak

10. Flanges

3.9 Perakitan Perangkat Kontrol Kecepatan dan Motor pada Mobil

1. Menyiapkan cardan

2. Memasang bearing pada flanges

3. Memasang flanges pada motor

4. Memasang motor pada cardan dan diikat dengan baut ǿ 14 mm

5. Memasang pedal gas pada mobil

6. Menempatkan baterai dan rangkaian PWM pada mobil

7. Menghubungkan baterai ke kontrol PWM dengan kabel

8. Menghubungkan pedal gas dengan potensio PWM dengan kabel kawat.

9. Kontrol kecepatan siap digunakan

Page 60: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

46

BAB IV

DATA PERCOBAAN

4.1 Pengujian Motor

Pada bagian ini akan dibahas pengujian pada motor. Tujuan dilakukan

pengujian terhadap motor ini adalah untuk mengetahui respon motor terbaik

terhadap parameter arus dan kecepatan mobil.

4.1.1 Analisa gaya traksi kendaraan

Gambar 4.1 Gaya Yang Bekerja Pada Mobil

Asumsi Berat beban:

1. Batere : 75 N

2. Penumpang : 150 N

3. Motor listrik : 50 N

4. Bodi mobil : 250 N

Berat total ( W ) = 525 ( N )

Beban pada mobil diasumsikan sebagai beban merata, dengan s = 0,75

Dalam menentukan gaya traksi maksimum oleh tumpuan ban dengan jalan

dapat ditentukan dari koefisien adhesi jalan dan parameter berat kendaraaan .

Ftraksi

N

Fgesek

W

Page 61: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

47

Ftraksi = s . W

Ftraksi = 0,75 . 525 N

= 393,75 N

4.1.3 Perhitungan Torsi dan Kecepatan Mobil

Untuk mengetahui torsi, perlu dicari terlebih dahulu konstanta motornya,

dengan diketahui nilai dari putaran motor (n) adalah 2300 Rpm dan tegangan yang

digunakan (V) 36 volt dengan rumus ;

V = k .

= . .

= . .

= 240,73 rad / s

k =

k = ,

k = 0.149 N.m / A

Torsi mesin = k x I

= 0.149 N.m / A . 75 A

= 11,21 N.m

= 0,01121 kN.m

Motor menggunakan = 3 Hp = 3 x 746 watt = 2238 watt

Page 62: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

48

Besarnya daya motor yang diperlukan untuk bergerak sangat ditentukan

oleh besarnya gaya yang diperlukan agar mobil dapat berjalan dan kecepatan

mobil berjalan. Besarnya kecepatan mobil seperti terlihat pada persamaan :

v = Ftraksi

= 2238 watt

393,75 N

= 5,68 m/s

= 20,448 Km/jam

Untuk pengujian daya tahan baterai untuk mensuplai beban digunakan baterai

12V 100 Ah yang disusun secara seri sehingga tegangan menjadi 36V dengan arus

tetap yaitu 100 Ah. Diasumsikan arus input penuh 75 A.

Waktu Daya Tahan =

=

= 1,333 jam

Jarak maksimal yang ditempuh ( s ) = v x t

= 26,424 Km/jam x 1,333 jam

= 35,223 Km

4.1.3 Perhitungan Sudut Kemiringan Maksimum

Untuk menghitung sudut kemiringan maksimum, perlu diketahui terlebih

dahulu percepatannya. Maka dapat dicari dengan persamaan :

Page 63: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

49

Gambar 4.2 Analisis kemiringan maksimum

v = V0 – a.t

a =

= ,

= 2,84 m/s2

F – Fgesek = 0

F = Fgesek

m.a = m.g Sin

52,5 Kg . 2,84 m/s2 = 52,5 . 10 m/s2 . Sin

Sin = 0,284

= 16,5o

Jadi sudut kemiringan maksimum mobil tidak dapat bergerak sebesar 16,5o.

W cos W sin

W

Page 64: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

s

d

4

Ns

G

M

0

D

4.2 Pengu

Tujuan

sistem yang

digital osilos

4.2.1 Menca

Nilai frekuespeed.

Gambar 4.3

Menghitung

0.5 m s/Div.

Diketahui da

1. Divis

T = 3,3

= 1.6

= 1.6

F =

F =

ujian Sinyal

n pengujian

g telah termo

skop .

ari Nilai Fr

ensi dari PW

sinyal PWM

g periode ( T

.

ata dari osilo

si (Div) = 3.

3 Div x 0.5 m

65 m s

65 x 10-3

- = 6

l Sistem

sinyal adal

odulasi. Sem

ekuensi PW

WM (Pulse

M pada keada

T ) dari hasi

oskop sebaga

3 Div

m s/Div

606 Hz

ah untuk m

mua pengujia

WM (Pulse W

e Width Mo

aan minimal

il pengukura

ai berikut :

engetahui le

an sinyal di

Width Modul

odulation) p

l speed

an, pada osil

Vo

Waktu

ebar pulsa p

lakukan me

lation)

pada keadaa

loskop menu

lt

50

pada output

nggunakan

an minimal

unjuk pada

Page 65: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

p

D

4

4.2.2 Perhit

pada osilosk

Diketahui da

1. Divis

V =

V =

4.2.3 Perhit

tungan tega

kop menunju

ata dari osilo

si (Div) = 3

= 4 x 3

= 12 volt

tungan (%)

angan yang

Gambar

uk pada 4

oskop sebaga

Div

Div

Prosentase

Gambar

digunakan

r 4.4 Sinyal

.

ai berikut :

Lebar Puls

r 4.5 Sinyal

PWM

a Minimum

PWM

Wakt

m

Volt

tu

47

Page 66: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

(

P

%

=

=

4

(

m

=

=

=

=

(%)Prosenta

Pada osilosk

% duty cycle

= x 10

= 2.4%

4.2.4 Perhi

(%)Prosenta

maksimum.

= % duty cy

=

= x 1

= 93%

ase Lebar Pu

kop menunju

e (daur aktif

00%

itungan (%)

ase Lebar P

Pada osilosk

ycle (daur akt

x 100%

100%

ulsa Minimum

uk pada 0,2 D

f) minimum

)Prosentase

Gambar

Pulsa maksim

kop menunju

tif) maksimu

m di cari sa

Div.

e Lebar Puls

r 4.6 Sinyal

mum di c

uk pada 0.5 D

um

aat potensio p

sa Maksima

PWM

cari saat p

Div.

3

pada keadaa

al

otensio pad

3,6 Div

0,25

48

an minimal.

da keadaan

5 Div

Page 67: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

s

s

y

a

m

D

4

4.3 Analis

Pada b

sampai puta

sepanjang 5

yang diperlu

adalah untuk

motor. Semu

Data dari ha

4.3.1 Tabel

titik

5 101520253035404550

Gam

sa Voltase O

bagian ini di

aran gas pen

0 meter yan

ukan dilakuk

k mengetahu

ua pengujian

asil pengukur

putaran gas

t (deti

4.3 3,7 3,2 2,8 2,9 3 2,9 2,9 3 3,1

mbar 4.7 Gr

Output

ibahas pengu

nuh. Panjan

ng akan dib

kan saat men

ui voltase ra

n dilakukan m

ran dapat dil

¼, dengan j

k) V (Vol

26242324242223212223

rafik hubung

ujian putara

ng lintasan y

bagi menjadi

ncapai titik –

ata – rata ke

menggunaka

lihat dari tab

jarak 50 m

t) I (Amp52484648484446424446

gan jarak dan

an motor dar

yang diguna

i 10 titik. P

– titik terseb

luaran dari d

an multiteste

bel berikut :

pere) R (

0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.

n kecepatan

ri range puta

akan dalam

Pencatatan n

but. Tujuan A

driver yang

er.

(Ω) v ( m

.5 1,

.5 1,

.5 1,

.5 1,

.5 1,

.5 1

.5 1,

.5 1,

.5 1,

.5 1,

¼ putaran ga

49

aran gas ¼

percobaan

nilai – nilai

Analisa ini

menuju ke

m/s )

,16 ,25 ,33 ,43 ,47 1,5 ,53 ,55 ,57 ,57

as

Page 68: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

4.3.2 Tabel

titik

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Gam

l putaran gas

t (detik)

3.2 2,9 2,9 2,5 2,4 2,5 2,3 2,1 2,1 2

mbar 4.8 Gra

s 1/2, dengan

) V (Volt

28 28 28 27 27 28 28 27 26 27

afik hubung

n jarak 50 m

t) I (Amp56565654545656545254

an jarak dan

m

pere) R

6 06 06 04 04 06 06 04 02 04 0

n kecepatan ½

(Ω) v

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

½ putaran g

50

( m/s )

1,5 1,63 1,67 1,7 1,79 1,82 1,87 1,92 1,96 2,00

gas

Page 69: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

4.3.3 Tabel

titik

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Gam

putaran gas

t (detik)

2.8 2,4 2 1,5 1,1 1 1 1,1 0,99 0,98

mbar 4.9 Gra

3/4, dengan

) V (Vo

31302930303029303130

afik hubunga

n jarak 50 m

lt) I (Am6656665666

an jarak dan

mpere) R

62 60 58 60 60 60 58 60 62 60

kecepatan ¾

R (Ω)

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

¾ putaran g

51

v ( m/s )

1,7 1,92 2,08 2,29 2,55 2,77 2,96 3,1 3,24 3,36

gas

Page 70: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

K

4.3.4 Tabel

titik

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Gambar 4

Dari data ta

tabel 4.3.1

Kecepatan ra

putaran gas

t (detik

1.7

1,2

1

0,92

0,91

0,91

0,99

0,8

1

0,97

4.10 Grafik h

abel di atas d

dengan data

ata-rata (Vr)

penuh, deng

k) V (Vo

33

31

32

33

32

33

33

32

32

31

hubungan jar

di peroleh ha

a putaran gas

) =

=

gan jarak 50

olt) I (Am 6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

rak, waktu, d

asil :

s ¼, dengan j

m

mpere) R

6 0

2 0

4 0

6 0

4 0

6 0

6 0

4 0

4 0

2 0

dan kecepata

jarak 50 m m

(Ω) v

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

an putaran ga

maka dipero

52

( m/s )

2,94

3,44

3,84

4,15

4,36

4,51

4,58

4,74

4,77

4,8

as penuh

oleh hasil :

Page 71: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

53

= 1,57 m/s = 5, 67

tabel 4.3.2 dengan data putaran gas , dengan jarak 50 m maka diperoleh hasil :

Kecepatan rata-rata (Vr) =

= ,

= 2,0 m/s = 7,2

tabel 4.3.3 dengan data putaran gas , dengan jarak 50 m maka diperoleh hasil :

Kecepatan rata-rata (Vr) =

= ,

= 3,36 m/s = 12,1

tabel 4.3.4 dengan data putaran gas penuh, dengan jarak 50 m maka diperoleh

hasil :

Kecepatan rata-rata (Vr) =

= ,

= 4,8 m/s = 17,3

Berdasarkan pengujian di atas didapatkan hasil pada putaran gas ¼, dengan

jarak 50 m diperoleh kecepatan rata-rata 5, 67 , putaran gas diperoleh

kecepatan rata-rata 7,2 , putaran gas diperoleh kecepatan rata-rata 12,1

, putaran gas penuh diperoleh kecepatan rata-rata 17,3 .

Page 72: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

54

4.6 Analisa Biaya

Biaya Komponen

a. Komponen PWM

NO KOMPONEN JUMLAH TIPE Rp HARGA

1 PCB 1 Single layer 10 x20 Rp 3.900,00

2 Trimpot 10 50 kΩ Rp 7.500,00

3 IC Timer 10 NE555 Rp 12.000,00

4 Transistor 5

5

C 9012

C 9013

Rp 1.250,00

Rp 1.000,00

5 Dioda 4 IN 4002 Rp 600,00

6 Kapasitor 2

2

Kapasitor kertas 104

Kapasitor keramik 2A 333k

Rp 200,00

Rp 400,00

7 Resistor 6 100 kΩ Rp 1.000,00

8 Timah 5 m - Rp 5.000,00

9 Kabel 1 m NYAF 1,5 ETERNA Rp 2.100,00

JUMLAH Rp 34.950,00

b. Komponen Power ( Rangkaian Mosfet)

NO KOMPONEN JUMLAH TIPE Rp HARGA

1 PCB Fiber 5 PCB Fiber 10 x 10 Rp 50.000,00

2 Resistor 50

25

5 Watt 1

4 Watt

Rp 25.000,00

Rp 1.250,00

3 T. Block 10 T. Block 2 P Rp 16.000,00

4 Spaser besi 32 Spaser besi 2 cm Rp 28.800,00

5 Fan DC 2 Dc 12 Volt Rp 40.000,00

6 Kabel 2 m NYAF 1,5 ETERNA Rp 4.200,00

Page 73: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

55

7 Isolator mosfet 25 - RP 3.750,00

7 Mosfet 25 IRFP 460 Rp 587.500,00

8 Heatsink 5 - Rp 30.000,00

JUMLAH Rp 786.500,00

Biaya total pembuatan kontrol kecepatan : Rp 821.450,00.

c. Komponen Perlengkapan

NO KOMPONEN JUMLA

H

TIPE Rp HARGA

1 Motor Listrik DC 1 3 HP 1 phase Rp 9.750.000, 00

2 Baterai 3 12 Volt, 100 Ah Rp 2.793.000, 00

3 Fuse 1 100 A Rp 10.000, 00

4 Pedal Gas 1 - Rp 125.000, 00

5 Kunci Kontak 1 - Rp 30.000, 00

6 Bearing 1 6007Z Rp 42.000, 00

7 Handle GZ RRT 1 63 A 0-2 Rp 80.000,00

8 Kabel 17 m 12 m 8 m

2

NYAF 1.5 ETERNA NYAF 6 ETERNA NYAF 10 ETERNA Kabel paralel 75 cm

35.700,0096.000,00112.000,0040.000,00

9 Rol Kabel 1 - 7000,00

10 Skun Kabel 6

12

4

2

20

Skun GAE 10-6 mm

Skun RF 2 – 5

Skun RF 3,5 – 4

Skun LK 1,5 mm

Skun Garpu/Ring

5.5

13.200,00

4.800,00

2.000,00

1200,00

14.000,00

Page 74: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

56

11 Amplas 1 - 2.500,00

12 Microswicth 2 Omron 300.000,00

13 Skun terminal 6 set

10

Utiluc

-

6.000,00

3.000,00

14 Selang 1 m - 6.000,00

15 Isolator 6

10

Vinyl 6 m V-5,5

Vinyl 10 m V-8

1.500,00

4.500,0

16 Baut 2

2

4

4

4

3

4

Counter 5 x 10

M 8

BN 5 x 40

BN 6 x 20

BN 8 x 40

Baut L 6

M 12

1.400,00

800,00

1.000,00

1.200,00

2.400,00

3.000,00

8.000,00

17 Kabel Gas 1 - 30.000,00

18 Rumah sekering 1 - 5.000,00

JUMLAH 13.542.200

Biaya mesin bubut Rp 20.000, 00

Biaya Dudukan Accu, Carger, Pedal gas Rp 200.000,00

Biaya Perlengkapan Rp 13.542.200,00

Biaya lain – lain Rp 170.000,00 +

Rp 13.932.200,00

Page 75: HALAMAN PERSETUJUAN MOBIL LISTRIK - core.ac.uk · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iv HALAMAN MOTTO • Jangan katakan tidak bisa sebelum mencoba bila ingin

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

61

BAB V

PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Dari hasil pembuatan kontrol kecepatan pada mobil listrik ini dapat

disimpulkan sebagai berikut :

1. Mobil listrik ini bekerja dengan menggunakan motor penggerak dengan

daya 3 hp, sumber tegangan 36 V 100 Ah dan putaran 2300 rpm.

2. Kontrol kecepatan pada mobil listrik menggunakan konsep PWM (Pulse

Width Modulation).

3. Kontrol Kecepatan memiliki Frekuensi 606 Hz, dan tegangan 12 Volt.

4. Secara teoritis mobil memiliki kecepatan 26,424 Km/jam, diperoleh gaya

traksi (Ftraksi) = 393,75 N.

5. Total biaya untuk membuat Kontrol kecepatan pada mobil listrik sebesar

Rp 821.450,00.

6. Secara teoritis ketahanan batere diperoleh selama 1,333 jam dan dapat

menempuh jarak 35,223 Km.

5.2 Saran

1. Kontrol kecepatan ini seharusnya menggunakan driver switching yang

mampu terhadap arus besar sehingga sehingga kontrol kecepatan lebih

awet.

2. Masih banyak terjadi kelemahan didalam kecepatan yang ditempuh

sehingga harus mengurangi kapasitas angkut dari mobil listrik.

3. Diperlukan penempatan khusus terhadap sistem kontrol kecepatan, karena

harus terhindar dari air.