SISTEM KELISTRIKAN PADA SEPEDA LISTRIK PROYEK …/Sistem... · 2.3.1Jenis-Jenis Motor Listrik Jenis...

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

commit to user

SISTEM KELISTRIKAN

PADA SEPEDA LISTRIK

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Oleh :

SIGIT DWI PURNAMA

NIM: I8109042

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Proyek Akhir Progam Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

dengan judul :

SISTEM KELISTRIKAN

PADA SEPEDA LISTRIK

Disusun oleh :

SIGIT DWI PURNAMA

NIM : I8109042

Telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli

Madya.

Surakarta,

Pembimbing I Pembimbing II

Prof. Muhammad Nizam, Ph.D Ubaidillah,ST, M.Sc NIP : 19700720 199903 1001 NIP : 198408252010121004

Mengetahui,

Ketua program studi Diploma III Teknik Mesin

Fakultas Teknik universitas Sebelas Maret

Heru Sukanto, ST. MT

NIP : 197207311997021001


commit to user

iii


commit to user

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat

dan hidayahNya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan tugas Akhir ini

dengan baik dan lancar.

Adapun penulisan laporan ini sebagai informasi tertulis dan sebagai

perlengkapan dari keseluruhan tugas akhir, yang juga merupakan salah satu syarat

akademis untuk memperoleh gelar Ahli Madya.

Dalam laporan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak

yang telah membantu terselesaikannya laporan ini, yaitu kepada :

1. Bapak Prof. Muhammad Nizam, Ph. D. selaku dosen pembimbing I

Proyek Akhir Jurusan DIII Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Ubaidillah,ST,M.Sc. selaku dosen pembimbing II Proyek Akhir

Jurusan DIII Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Bapak Heru Sukanto, ST. MT. selaku ketua jurusan DIII Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Laboran laboratorium proses produksi mas Arifin dan mas Hendri yang

membatu dan membimbing dalam mengerjakan Proyek Akhir.

5. Bapak dan ibu ku serta adik ku tersayang yang selalu memberikan

motivasi dalam mengerjakan Proyek Akhir dan kehidupan sehari-hari

untuk masa depan ku yang lebih baik.

6. Teman-teman seperjuangan Proyek Akhir yaitu Beny, Didik, dan Rully

yang membantu dalam menyelesaikan Proyek Akhir dan penyusunan

laporan ini.

7. Teman-teman D3 teknik mesin produksi ’09 yang membatu dalam

penyelesaian Proyek Akhir dan penyusunan laporan ini.

Penulisan laporan ini tidak lepas dari kekurangan dan kesalahan, karena

segala kebenaran datangnya dari Tuhan, maka dari itu dimohon saran dan


commit to user

v

kritiknya atas penyusunan laporan ini demi kesempunaan laporan ini dimasa

mendatang.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kelanjutan studi penulis yang

dapat dikembangkan dalam profesi kerja selanjutnya.

Surakarta, Juli 2012

Penulis


commit to user

vi

SEPEDA LISTRIK

Sigit Dwi Purnama

Program Diploma Tiga Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surkarta

ABSTRAK

Proyek Akhir berisi tentang sepeda listrik, yang melatari Proyek Akhir

sepeda listrik ini adalah kebutuhan masyarakat akan alat transportasi yang

praktis, perawatan yang mudah dan tidak menimbulkan polusi udara sehingga

menjadikan sepeda listrik sebagi kendaraan alternatif yang sangat diminati

Laporan proyek akhir akan membahas tentang cara kerja sepeda listrik,

perancangan dan proses pembuatan sepeda listrik. Disamping itu juga akan

membahas tentang pengujian perfoma sepeda listrik. Berdasarkan percobaan yang

telah dilakukan didapatkan kecepatan maksimal 35km/jam dengan jarak tempuh

30 km dijalan datar.

Kata kunci : sepeda listrik,kendaraan alternatif


commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... iv

ABSTRAK.............................................................................................................. vi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. viii

BAB 1 PENDAHULUAN

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

1.2 PerumusanMasalah ...................................................................... 1

1.3 Tujuan ........................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah .......................................................................... 2

1.5 Manfaat......................................................................................... 2

1.6 MetodePemecahanMasalah.......................................................... 2

BAB IIDASAR TEORI

2.1 SepedaListrik ................................................................................ 3

2.2 MekanismeKerjaSepedaListrik ..................................................... 3

2.3 Motor Listrik ................................................................................. 4

2.3.1 Cara Kerja Motor Listrik…… ........................................... 4

2.3.2 JenisJenis Motor Listrik.................................................... 6

2.3.3 PengaturanKecepatan Motor Dc ...................................... 6

2.4 BateraiLitium ................................................................................ 8

2.4.1 PrinsipKerjaBateraiLitium …… ........................................ 8

2.4.2 KarakteristikBateraiLitium ............................................... 9

2.5 Torsi ............................................................................................ 11

2.6 Daya.............................................................................................. 11

2.7 Kecepatan .......................................................................................... 12

2.8 Momeninersia .................................................................................... 12


commit to user

BAB IIIPERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1 AlurPerencanaan .......................................................................... 11

3.2 SistemKeseluruhan ............................................................................. 12

3.3Rangka ................................................................................................. 12

3.3.1 RangkaUtama ...................................................................... 12

3.3.2 LenganAyun ......................................................................... 13

3.4 Motor Penggerak .......................................................................... 13

3.5 Baterai .......................................................................................... 17

BAB IVPEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 ProsesProduksi ............................................................................. 18

4.1.1 AlatdanBahan…… ............................................................. 18

4.1.2 langkahpengerjaan ........................................................... 18

4.2. Proses Pengecatan ....................................................................... 22

4.3. Proses Perakitan…… ................................................................... 24

4.4. HasilSepedaListrik........................................................................ 25

4.5 Pembahasan.................................................................................. 26

4.5.1 PengujianKecepatanPutar Motor Dc .............................. 26

4.5.2. PenghitunganKecepatanSepeda Motor…… ...................... 26

4.5.3. PengujianPengisianBaterai ............................................... 27

4.5.4.MenghitungJarakMaksimalSepedaListrik ........................... 28

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................... 29

5.2 Saran .......................................................................................... 29

Daftar Pustaka .......................................................................................... 30

Lampiran .......................................................................................... 31


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kendaraan bermotor khususnya sepeda motor sekarang ini telah menjadi

kebutuhan yang pokok dalam masyarakat, disamping penggunaannya yang praktis

dan perawatan yang mudah, sehingga menjadikan kendaraan bermotor sangat

diminati masyarakat. Namun penggunaannya sebagai alat transportasi memiliki

sederet kelemahan diantaranya menimbulkan polusi udara dan isu paling

diperdebatkan sekarang ini adalah isu Global Warming dari gas karbon dioksida

yang dihasilkan oleh kendaraan bermotor berbahan bakar fosil.

Banyak solusi dari permasalahan tersebut seperti mengganti bahan bakar

fosil dengan energi bahan bakar terbarukan seperti gas, bio etanol, dan

sebagainya.Yang saat ini dilakukan pemerintah adalah mengkonversi bahan bakar

energi minyak ke bahan bakar gas atau energi listrik sebagai sumber energi

penggerak yang ramah lingkungan.

Sebuah inovasi baru dalam kendaraan muncul pada era sekarang ini yaitu

sepeda tanpa menggunakan tenaga mesin sebagai penggerak. Sepeda

menggunakan tenaga listrik sebagai pengganti bahan bakar sebagai tenaga untuk

menggerakan kendaraan. Sepeda listrik ini memiliki tiga komponen utama sebagai

alat penggeraknya, antara lain dinamo, kontroler dan baterai. Untuk memperoleh

cadangan tenaga dalam menggerakkan sepeda, maka dapat dilakukan melalui

sistem pengechasan pada aliran listrik.

1.2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana membuat dan

menguji sepeda listrik. Masalah yang akan dibahas meliputi :

1. Bagaimana sistem kelistrikan sepeda listrik.

2. Bagaimana perfoma sepeda listrik.


commit to user

2

1.3. Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari proyek akhir ini adalah mahasiswa dapat :

1. Merancang dan membuat sepeda listrik.

2. Menguji perfoma sepeda listrik yang telah dibuat.

1.4. Batasan Masalah

Batasan yang dipakai pada tulisan ini antara lain:

1. Kelistrikan yang pada sistem penggerak sepeda ( motor penggerak).

2. Proses pembuatan.

1.4. Manfaat

Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :

1. Secara teoritis

Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan tentang perencanaan,

pembuatan dan pengujian sepeda listrik.

2. Secara praktis

Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang diperoleh selama kuliah

khususnya bidang mata kuliah kerja bangku dan plat, permesinan,

mekanika teknik , ilmu teknik pengelasan dan elektronika.

1.6. Metode Pemecahan Masalah

Dalam penyusunan laporan ini penulis menggunakan berapa metode untuk

merancang dan membuat sepeda listrik antara lain :

1. Metode interview

Dengan cara melakukan konsultasi kepada dosen pembibing dan orang –

orang yang mengetahui tentang sepeda listrik.

2. Studi pustaka

Data diperoleh dengan merujuk pada beberapa literatur untuk merancang

dengan permasalahan yang dibahas.

3. Studi lapangan

Pengamatan dan survey yang dilakukan ke toko – toko untuk mencari

komponen.

4. Metode manufaktur

Metode ini dilakukan dengan membuat dan merakit sepeda listrik di

laboratorium proses produksi.


commit to user

3


commit to user

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1. SepedaListrik

Sepedalistrikmerupakanmanifestasiakankebutuhanmanusiaakanalattrans

portasi yang

bisamenggabungkanbonafitsegikesehatandanramahlingkungandarisebuahsepedao

nthel/ konvensionaldengankenyamananberkendaradarisebuahkendaraanbermotor.

Sebuahstandarmenyatakanbahwasebuahsepeda yang

dibantutenagalistrikbolehmenggunakan motor dengandayamaksimalsebesar500

watt untukmasihdapatdikategorikansebagaisepedabiasadalamperlalu-lintasan.

(Derris Surya,2011)

Sepedalistrikdapatdikategorikansebagaikendaraan hybrid,

karenaproduknya yang

ramahlingkungan.Sepedalistrikinimemilikitigakomponenutamasebagaialatpengger

aknya, antara lain dinamo,

kontrolerdanbaterai.Untukmemperolehcadangantenagadalammenggerakkansepeda

, makadapatdilakukanmelaluisistempengechasanpadaaliranlistrik.

2.2. MekanismeKerjaSepedaListrik

Mekanismekerjadarisepedalistrikadalahsangatsederhana.Sepedalistrikm

emanfaatkansumbertenaga yang berupabaterai yang

digunakanuntukmenggerakkan motor yang digunakanuntukmenjalankansepeda.

Di dalamkerjanya, sepedalistrikdilengkapiolehsebuahcontroller yang

salahsatufungsinyaadalahmengaturseluruhsistemkelistrikanpadasepedalistrik.Beri

kutakandijelaskanbeberapabagiandarisepedalistrik.

1. Kit adalahsebuah motor DC yang

merupakanpenggerakutamadarisepedalistrik.

2. Bateraimerupakansumberenergilistrik yang

digunakanpadasepedalistrik.

3. Controllerdigunakanuntukmengaturseluruhsistemkelistrikanpadaseped

elistrik.

4. Grip gas digunakanuntukmengaturkecepatansepedalistrik.


commit to user

4

Untukmengetahuibagian – bagiansepedaakanditunjukkanpadagambar 2.1

dibawahini.

1

2

34

Gambar 2.1.SepedaListrik

2.3. Motor Listrik

Motor listrikadalahperangkatelektronik yang

berfungsimengubahenergilistrikmenjadienergimekanik.

Energimekanikinidigunakanuntukmemutarperangkatlainsemisal blower,

menggerakankompresor, mengangkatbahandll. Motor listrikdigunakanjuga di

rumah (mixer, borlistrik, fan angin)dan di industri. Motor listrikkadangkaladisebut

“kudakerja” nyaindustrisebabdiperkirakanbahwa motor-motor

menggunakansekitar 70% bebanlistrik total di industri.

2.3.1Jenis-Jenis Motor Listrik

Jenis – jenis motor listriksepertigambar2.3 dibawahini :


commit to user

5

Gambar 2.3.Jenis-jenis motor

listrik(http://dwiro.wordpress.com/2009/08/23/jenis-motor-listrik/, diakses

7/23/2012 3:22 PM)

2.3.2 Jenis - JenisMotor DC

Berdasarkan macamnya, Motor DC terdiri dari motor dc shunt dan motor

dc seri.

a. Motor DC Shunt.

Motor DC

jenisinimempunyaicirikumparanpenguatmedandiparalelterhadapkumparanarmatur

. Kelebihandari Motor DC

jenisiniyaitutidakterlalumembutuhkanbanyakruangankarena diameter

kawatkecil.Sedangkankelemahannyayaitudayakeluaran yang

dihasilkankecilkarenaaruspenguatnyakecil.Skemarangkaiannyasepertigambar

2.4berikutini :

Gambar 2.4 Rangkaian Motor Dc Shunt

Persamaan arusnya adalah ]Ǵ = ] + ]…ℎ…………………………………………………..… ( 1 ) ]…ℎ = 惯…ℎ 5…ℎ世 …………………………………………...……… ( 2 )

Persamaan tegangannya adalah 刮Ǵ = 惯+ ]Ǵ5Ǵ…………………………………………..……… ( 3 ) 惯…ℎ= ]…ℎ 5…ℎ……………………………………………..……… ( 4 ) 惯 = 惯…ℎ……………………………………………..…………... ( 5 )

dimanaEm adalah sumber tegangan pada lilitan penguat magnet pada motor

penguat terpisah, Ea adalah GGl lawan motor, V adalah tegangan terminal motor,


commit to user

6

Ia adalah arus jangkar, Is adalah arus pada lilitan penguat magnet seri, Ish adalah

arus pada lilitan penguat magnet shunt, I adalah arus yang masuk ke motor, Ra

adalah hambatan pada lilitan jangkar, Rsh adalah hambatan pada liltan penguat

magnet shunt, Rs adalah hambatan pada lilitan penguat magnet seri dan Rm

adalah hambatan pada lilitan penguat magnet motor penguat terpisah.

b. Motor DC Seri.

Motor DC

jenisinimempunyaicirikumparanpenguatmedandiseriterhadapkumparanarmatur.

Kelebihandari Motor DC jenisiniyaitudaya output yang dihasilkanbesar.

Sedangkankelemahannyayaituarusbeban yang dimintasangatlahbesar,

sesuaidenganbeban yang dipikulnya, jikateganganinputnyatidakstabilmaka flux

magnit yang dihasilkanolehkumparanseritidakstabil pula, sehinggadaya output

yang dihasilkantidakstabil.Skemarangkaiansepertigambar2.5 berikutini:

Gambar 2.5 Rangkaian Motor Dc Seri

Persamaan arusnya adalah ]Ǵ = ]… = ]……………………………………………………… ( 6 )

Persamaan tegangannya adalah 刮Ǵ= 惯+ ]Ǵ5Ǵ + ]…5…………………………………………… ( 7 )

dimana Em adalah sumber tegangan pada lilitan penguat magnet pada motor

penguat terpisah, Ea adalah GGl lawan motor, V adalah tegangan terminal motor,

Ia adalah arus jangkar, Is adalah arus pada lilitan penguat magnet seri, Ish adalah

arus pada lilitan penguat magnet shunt, I adalah arus yang masuk ke motor, Ra

adalah hambatan pada lilitan jangkar, Rsh adalah hambatan pada liltan penguat


commit to user

7

magnet shunt, Rs adalah hambatan pada lilitan penguat magnet seri dan Rm

adalah hambatan pada lilitan penguat magnet motor penguat terpisah.

2.3.3.PengaturanKecepatan Motor DC

Besarnyagayageraklistrikinduksipadakumparanarmaturakibatnyaberput

arnya rotor yang terletakdiantarakutub magnet diperoleh : 刮频= 盘鸟柠娘频淖Ϩ ……………………………………………………... ( 8 )

dimanaEaadalahggllawan yang dibangkitkanolehlilitanjangkar (volt), P

adalahjumlahkutub, N adalahputaran rotor (rpm), Z adalahjumlahpenghantar total

lilitanjangkar, Φ adalahjumlahgarisgarisgaya magnet tiapkutub (weber)dan

A adalahjumlahcabangparalellilitanjangkar. Kecepatanputar Motor DC

dapatdiperoleh dengan mengubah-ubah flux magnet, pengaturan arus armatur atau

dengan pengubahan tegangan sumber.

2.4. BateraiLitium

BateraiLithium-ion ataudisingkatLi-

ionadalahsalahsatudaritipebaterairechargeable.Lithium-ion bergerakdarianoda

(kutubpositif) kekatoda (kutubnegatif) saatdigunakan. Lithium-ion

agakbergerakkembalidarikatodakeanodasaatdilakukan proses charging.

Bateraijenisinibayakdigunakanpadaconsumer

electronic.Kepopuleranbateraiinidikarenakanbeberapaalasan,

sepertibateraijenisiniportable, dengan ratio energibanding berat yang

baikdanlainsebagainya.

Baterailitium-ion tanpacairansebagaibahannya, pertama kali

dikembangkanolehilmuwanJepang Yoshino Akira yang

memadukankarbonlitiumdanpolimersebagaianoda. Dan di tahun 1991

untukpertamakalinyabaterailitium-ion diproduksisecaramassaloleh Sony Corp

berkerjasamadengan Asahi Kasei Corp. Sejaksaatitudanhinggasaatini,

baterailitium-ion

terusberkembangpesatterutamasebagaisumberenergipadahpdankomputer.

Seiringdenganperkembanganteknologikomputer,

hpdanbelakanganinimobil hybrid yang begitucepatdanmemerlukandaya yang


commit to user

8

tinggisehinggadiperlukanbaterailitium yang

mampumenghasilkanenergilebihtinggi.

2.4.1. PrinsipKerja Dari BateraiLitium-Ion

Proses penghasilanlistrikpadabaterailitium-ion

sebagaiberikutJikaanodadankatodadihubungkanmakaelektronmengalirdarianodam

enujukatodabersamaandenganitulistrik pun mengalir. Padabagiandalambaterai,

terjadi proses pelepasan ion litiumpadaanodauntukkemudian ion

tersebutberpindahmenujukatodamelaluielektrolit.

Padakatodabilanganoksidasikobaltberubahdari 4 menjadi

3karenamasuknyaelektrondan ion litiumdarianoda.Sedangkan proses

rechargingataupengisianulang, berkebalikandengan proses ini.

Dari berbagaibanyakjenislogam, kenapalitium yang

sangatmenjanjikanuntukanoda?Litiummemilikinilaipotensialstandar paling negatif

(-3.0 V), paling ringan (berat atom:6.94 g),

sehinggabiladipakaiuntukanodadapatmenghasilkankapasitasenergi yang tinggi.

2.4.2. KarakteristikBateraiLitium Ion

Seperti yang sudahdijelaskandiawalanodaterdiridari 2

bagianyaitubagianpengumpulelektrondan material

aktif.Untukbagianpengumpulelektronbiasanyamenggunakanlapisan film tembaga,

selainstabil (tidakmudahlarut)harganya pun murah.Sedangkanpadabagian material

aktif, tidakmenggunakanlogamlitiumsecaralangsung, namunmenggunakan

material karbon (LiC6).

Hal inidikarenakan,

sulitnyamengkontrolreaksilitiumpadapermukaanelektrodabilamemakailogamlitiu

msecaralangsung.Material

LiC6adalahgrafitdimanadisetiaplapisandisisipkanlogamlitium.Kepadatanenerginya

dari material iniberkisar 339~372 A h/kg.

Namunsalahsatukelemahanutamapada material karbonini,

adalahterjadiirreversible capacity.Yaitu,

jikabateraidialirilistrikdariluaruntukpertamakalinyadarikeadaankosong,


commit to user

9

makaketikadigunakanbesarkapasitas/energi yang dilepastidaksamaketika proses

pengisian. Hal inidikarenakanterbentuknya gas padaanoda,

sehinggamenghalangipelepasan ion

litium.Namunhalinidapatdicegahdenganmenambahkanzatadiktifsepertivinylene

carbonate kedalamlarutanelektrolit .( http://kimia.unp.ac.id/?p=799,diakses

7/23/2012 2:59 PM)

2.5. Torsi Motor

Torsi motor didefinisikansebagaiaksidarisuatugayapada motor yang

dapatmempengaruhibebanuntukikutbergerak.

Ketikasumbertegangandihubungkanpada brush (sikat) motor, makaarus yang

mengalirmasukkekutubpositif brush, melaluikomutatordankumparanarmatur,

sertakeluarmelaluidaerahkutubnegatifdari brush.

Sedangkan torsi pada motor dc merupakanpembagiandaridaya( P )

dibagidengankecepatansudut motor dalambentuk radian ( ω ).

Olehkarenaitudiperolehpersamaan torsi ( T ) sebagaiberikut : � = 篇牵 (棺桂)……………………………………………………… ( 9 )

dimanaTadalah torsi (Nm), P adalahdaya ( watt)dan ω adalahkecepatansudut

motor.

2.6. Daya

Dayadilambangkanolehhuruf P dalampersamaanlistrik.Padarangkaianaru

s DC, dayalistriksesaatdihitungmenggunakan Hukum Joule,

sesuainamafisikawanBritania James Joule, yang pertama kali

menunjukkanbahwaenergilistrikdapatberubahmenjadienergimekanik,

dansebaliknya.

P = V . I ……………………………………………………………. ( 10 )

dimanaP adalahdaya (watt atau W), I adalaharus (ampere atau

A)danV adalahperbedaanpotensial (volt atau V)

2.7. MenghitungKecepatan


commit to user

10

Untukmenghitungkecepatangerakbendadapatdiselesaikandenganjarakdibag

idenganwaktusepertirumusdibawahini. 惯= 骗迫……………………………………………………………....... ( 11 )

dimana V adalahkecepatan (m/s), S adalahjarak (m)dan t adalahwaktu (s)

2.8. MomenInersia

Momeninersia (Satuan SI : kg m2)

adalahukuran kelembaman suatubendauntuk berotasi terhadapporosnya.

Besaraniniadalah analog rotasidaripada massa.

Dibawahinimerupakanrumusdarimomeninersia : ]辊= 囊挠桂 ( 5挠+ 辊挠 )………………………………………..… ( 12 )

dimanaIr adalahmomeninersiaroda, m adalah massa benda,

R adalahjarijariluarrodadanr adalahjarijaridalamroda.

2.9 Daya Motor

Untukmenentukandaya motor penggerak yang

dibutuhkanadalahpertimbangan factor – factor hambatan yang

dialamiolehkendaraansepertitahanangelinding( rolling resistance ), tahananangin (

air resistance ) dantahanantanjakan ( gradient resistance ).( Suminto, 2009) 棺Ė = 片嗓 . 瓢茹oda呢闹 …………………………………………….…… ( 13 )

dimanaNbadalahdaya motor (HP), Rradalahtahanangelindingroda (kg)

danVmaksadalahkecepatanmaksimal (m/s).


commit to user

11

BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR

3.1. Alur Perencanaan

Perencanaan pembuatan sepeda listrik akan dijelaskan di bawah ini:

Gambar 3.1. Flow Proses Perencanaan Pembuatan Sepeda Listrik

PERAKITAN


commit to user

12

3.2. Sistem Keseluruhan

Gambar 3.2. Diagram Sistem Keseluruhan

3.2.1. Rangkaian Kelistrikan

Gambar 3.3 Skema Rangkaian Listrik Sepeda Listrik


commit to user

13

3.3 Rangka

3.3.1. Rangka Utama

Rangka sepeda listrik yang akan dibuat seperti gambar 3.3 dengan model suspensi belakang untuk menamambah kenyamanan pengunanya :

Gambar 3.4. Rangka Utama Sepeda Listrik

Rangka dibuat dari pipa ST 37 dengan bentuk hollow oval dengan ukuran

Diameter 5mm dengan tebal 3mm. Besi hollow ST 37 dipilih sebagai rangka

dikarenakan struktur bahanya yang kuat untuk menopang beban desain

maksimum, selain itu juga harganya terjangkau dan mudah untuk didapatkan.

3.3.2 Lengan Ayun

Rangka lengan ayun pada sepeda listrik ini menngunakan besi kotak 20 x 40 seperti gambar 3.4 dibawah ini :

Gambar 3.5. Lengan Ayun Sepeda Listrik


commit to user

14

Rangka lengan ayun akan dibuat dengan bahan pipa balok ST 37 dengan

ukuran 40 x 20 mm dengan tebal 3mm. Untuk perakitan rangka dan lengan ayun

didesain seperti gambar 3.5 di bawah ini:

Gambar 3.6. Rangka Sepeda Listrik

3.4. Motor Penggerak

Roda yang direncanakan adalah roda dengan diameter 26 inch dengan

penggerak belakang berupa kit (motor DC) dengan spesifikasi 250W/36V seperti

gambar 3.6.

Gambar 3.7. Roda

Kit sepeda listrik dipilih sebagai motor penggerak karena kit adalah jenis

motor DC yang menggunakan magnet permanen sehingga tidak membutuhkan

daya listrik untuk membangkitkan medan stator. Perubahan kecepatan motor

dapat mudah diubah dengan mengatur tegangan DC yang diberikan pada motor.


commit to user

15

Selain itu desain kit menyerupai tromol sepeda sehingga langsung dapat dipasang

ke roda.

Data pada sepeda listrik sebagai berikut :

Parameter Besar

Daya 250 W

Tegangan 36 Volt

Jari jari 0,31 m

Putaran 330 rpm

Massa 5 kg

Torsi 11 Nm

Langkah Perhitungan

a. Menghitung kecepatan maksimal Vmaks= � ĆǴ�s . ¬ ¬跪6Ǵ Vmaks= 34.56 ¬Ǵ6 s 世 0,31 Ć Vmaks= 10,7 Ć s⁄ Vmaks= 38,5 �Ć 鬼ǴĆ世

b. Menghitung momen inersia pada roda Ir= .挠 Ć ( 观挠+ ¬挠 ) Ir= .挠 5 ( 0,31挠+ 0,28挠) Ir= 2,5 ( 0,384 + 0,313 ) Ir= 0,436 �龟 Ć挠

c. Percepatan sudut roda 荒= 飘疲破荒= 110,436 荒= 25,2 ¬Ǵ6 s挠世


commit to user

16

d. Percepatan maksimal Ǵ = 荒 .观 ¬跪6Ǵ Ǵ = 25,2 . 0,31 Ǵ = 7,81 Ć s挠世

e. Waktu mencapai kecepatan maksimal ĆǴ�s = 郭 ĆǴ�Ǵ

ĆǴ�s = 38,55,14 ĆǴ�s = 5,14 s

Beban total kendaraan dapat diperoleh dari daya motor pada ban

kendaraan ( Nb ) dalam bentuk HP dikalikan dengan 75 kemudian dibagi

kecepatan dalam (m/s) kemudian didapatkan tahanan gelinding roda. Kemudian

dari tahanan gelinding dapat dicari beban total kendaraan dari pembagian dengan

koefisien rolling resistanceyang didapatkan dari gambar 3.8 dengan pengaruh

kecepatan pada hambatan rolling.

Gambar 3.8 pengaruh kecepatan pada koefisien hambatan rolling ( Sutantra, 2001)

棺7= 观¬ .惯ĆǴ�s75 (寡5)

棺7= 国 .幌归 .惯ĆǴ�s75 (寡5)


commit to user

17

棺7= 国 . 0,01 . 38,575

国= 0,3 . 750,01 . 10,7

国= 22,50.107

国= 210,28 �龟

Jadi berat total kendaraan yang bisa digerakkan dengan daya 0,3 HP

adalah 210,28 kg.

3.5. Baterai

Sumber tenaga (batere) direncanakan dengan menggunakan baterai

lithium.Baterai ini berkapasitas 36V dengan arus 15A karena ukuran baterai yang

tidak terlalu besar dan ringan, sehingga memungkinkan jika dipasangkan ke

sepeda listrik. Daya yang dibutuhkan motor juga tercukupi dengan baterai

tersebut. 5 = 惯 . 挂 5 = 36 . 15 5 = 540

Jadi dari daya yang dihasilkan oleh baterai 540 watt dapat mencukupi daya motor sebesar 250 watt.


commit to user

18

BAB IV

PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Proses Produksi

Dalammembuat sepeda listrik , hal utama yang perlu diperhatikan adalah

persiapan. Persiapan merupakan bagian terpenting di dalam mewujudkan sebuah

rancangan menjadi sebuah alat atau produk yang bisa digunakan. Dengan

melakukan persiapan diharapkan operator mengetahui apa yang akan dikerjakan

dalam proses produksi.

4.1.1 Alat dan bahan

Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah Mesin

las, Mesin bubut, Mesin bor, Mesin gerinda potong, Mesin gerinda, Pemotong

plat, Penekuk plat, Ragum, Alat ukur (jangka sorong, mistar), Penyiku, Penitik,

Penggores, Palu, Kikir, Gunting plat, Kunci – kunci (ring, pas), Peralatan

keselamatan kerja

Bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan sepeda listrik ini

adalah Besi pipa Ø 2 inchi, Besi kotak 2x4 cm, Plat 1 mm, Elektroda 2,6 dan 2,0,

Spare part sepeda, Mur dan baut, Bush , Pelumas ,Dempul, thinner dan cat besi.

4.1.2. Langkah Pengerjaan

Proses pembuatan sepeda listrik dilakukan dengan urutan yang telah

dirancang. Pembuatan sepeda ini dikelompokan menjadi bebrapa

bagian.Diantaranya adalah pembuatan rangka, pemasangan motor penggerak,

perakitan komponen sepeda.

A. Pembuatan Rangka

Rangka sepeda ini terbagi menjadi dua bagian yaiu rangka utama dan

lengan ayun. Rangka utama dibuat dari pipa Ø 2”. Sedangkan lengan ayun terbuat

dari pipa kotak 20mm x 40mm. Proses pembuatan rangka yang dilakukan adalah

sebagai berikut:

1. Proses pengepresan

Memipihkan pipa dengan cara mengepres dengan mesin pres dari Ø

2”menjadi tebal diagonal 1,5”.


commit to user

19

Gambar 4.1 Proses Pengepresan

2. Proses membuat pola.

Proses pembuatan pola adalah proses pembuatan bentuk dan ukuran

agar dapat dirangkai sesuai dengan desain yang diharapkan. Pada proses

pembuatan pola ini menggunakan alat berupa spidol, penggaris, alat

pengukur sudut sedangkan untuk pembentukanya menggunakan gergaji,

gerinda dan kikir. Untuk urutan proses produksinya adalah sebagai

berikut:

a. Rangka utama

1. Memotong besi oval sesuai dengan ukuran.

2. Setelah mendapatkan panjang yang telah diinginkan, kemudian

membentuk ujung rangka sesuai pola yang telah dibuat.

Gambar 4.2 Hasil Penggergajian


commit to user

20

3. Membuat penguat rangka utama dengan membilah besi oval

menjadi bentuk U yang kemudian ditempatkan pada bagian tengah.

Gambar 4.3 Penguat Tengah

b. Lengan ayun

Menggergaji pipa kotak 20mm x 40mm. yang dijadikan sebagai rangka

lengan ayun dengan urutan sebagi berikut:

1. Menyiapkan gergaji dan bahan yaitu pipa kotak 20mm x 40mm.

2. Membuat pola garis sesuai dengan ukuran dan bentuk.

3. Memberi tanda pada benda kerja dengan menggunakan spidol.

4. Menjepit benda kerja ke ragum, agar mudah pada saat proses

pengergajian.

5. Menggergaji sesuai dengan tanda dan ukuran yang telah dibuat.

Untuk rangka lengan ayun dan penguat lengan ayun ini membuat

sebanyak dua buah.

Gambar 4.4 bahan lengan ayun

Untuk kelengkapan lainya seperti head tube, seat tube dan bottom

braket diambil dari sepeda yang sudah tidak terpakai.Hal ini dilakukan

karena ukuran part yang telah tersebut di atas merupakan ukuran

standar sepeda.


commit to user

21

3. Proses Pengelasan

Proses pengelasan adalah proses menyatukan rangka sepeda yang telah

dibuat sesuai pola dan ukuran yang telah ditentukan. Proses pengelasan dilakukan

dengan las listrik dengan arus 70A.

a. Pengelasan rangka utama

1. Menyiapkan las listrik dan elektroda.

2. Menyiapakan benda kerja yang akan dibuat sebagai rangka utama

yaitu pipa Ø 2 “ dengan panjang 60 cm dan 40 cm.

3. Menyatukan kedua rangka seperti pada gambar di bawah ini

dengan cara mengelas titik terlebih dahulu. Setelah mendapatkan

ukuran yang presisi

Gambar 4.5 Pengelasan Penguat

4. Kemudian baru mengelas penuh dengan las listrik dengan arus

70A.

5. Setelah rangka utama tersambung kemudian menyatukan headtube,

bottom braket dan seattube mengunakan las listrik yang terlihat

pada gambar dibawah ini.

Gambar 4.6 pengelasan head tube dan bottom braket


commit to user

22

b. Pengelasan lengan ayun

1. Menyiapkan besi kotak ukuran 2cm x 4cm panjanng 17cm dua

buah dan 44cm dua buah.

Gambar 4.7 besi kotak 2 cm x 4 cm

2. Penguat lengan ayun dengan sudut 1300 dua buah.

Gambar 4.8 penguat

3. Menyatukan besi kotak panjang 17cm dengan 44cm dengan

membentuk sudut 1300 dengan las listrik kemudian memberi

penguat. Maka hasilnya seperti gambar dibawah ini.

Gambar 4.9 lengan ayun


commit to user

23

B. Pembutan Kotak Baterai

1. Memotong plat sesuai ukuran.

2. Menekuk plat dengan alat tekuk plat.

3. Mengelas plat yang sudah ditekuk tadi dengan las titik untuk

mengunci tekukan setelah itu dilas penuh dengan las listrik dengan

ampere rendah sampai selesai.

Gambar 4.10 Proses Pengelasan

4.2. Pengecatan Rangka

Pengecatan rangka dilakukan dengan tujuan memberikan warna pada

rangka sehingga akan menambah daya tarik terhadap sepeda yang akan dibuat.

Gambar 4.11. Proses pengecatan


commit to user

24

Pengecatan rangka dilakukan melalui beberapa proses diantaranya adalah

pengamplasan, dempul, pelapisan under coat (epoxy), pelapisan top coat (cat dan

clear). Prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Mengamplas seluruh bagian rangka dengan menggunakan amplas

400. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan kerak dan kotoran

karat besi pada rangka.

2. Mendempul pada bagian-bagian yang tidak rata kemudian

mengamplasnya dengan menggunakan amplas 800. Pengamplasan

dilakukan pada seluruh permukaan rangka.

3. Mencuci rangka dengan menggunakan air kemudian dicuci dengan

menggunakan sabun agar bersih dari kotoran dan minyak.

4. Membilas dengan air kemudian mengeringkan.

5. Menyemprot epoxy ke seluruh permukaan rangka agar rangka

terhindar dari karat.

6. Setelah epoxy kering kemudian mengamplas dengan menggunakan

amplas 1500 pada seluruh permukaan rangka.

7. Membersihkan sisa amplasan dengan menggunakan kain.

8. Memulai mengecat dengan menyemprotkan cat dengan

menggunakan spry gun ke seluruh permukaan rangka.

9. Mengeringkan hasil pengecatan dengan memanskan di bawah sinar

matahari.

10. Setelah cat kering kemudian mengulanginya sebanyak 2 lapis atau

dua kali proses yang sama agar cat merata pada permukaan rangka

kemudian dikeringkan.

11. Setelah permukaan cat kering, kemudian menyemprotkan clear ke

seluruh permukaan rangka yang telah dicat agar rangka terlihat

mengkilap.

12. Setelah clear rata kemudian mengeringkanya.


commit to user

25

4.3. Proses Perakitan

Proses perakitan adalah menggabungkan komponen-komponen sepeda

menjadi satu kesatuan sehingga menjadi sebuah bentuk sepeda. Komponen-

komponen yang dirakit adalah:

1. Stang / kemudi

2. Roda-roda

3. Gear dan rantai

4. Pengayuh

5. Kelengkapan lain (rem, sadle,suspension)

6. Rangkaian kelistrikan (kit, baterai, grip gas, controller)

7. Box batere

8. Assesoris

4.4. Hasil Sepeda Listrik

Hasil pembuatan sepeda listrik adalah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 4.12. Hasil Sepeda Listrik

4.5. Pembahasan

Pada pembahasan ini akan dibahas mengenai pengujian alat yang

selanjutnya akan di analisa, hal ini dimaksudkan untuk memperoleh data yang


commit to user

26

dibutuhkan dan untuk mengetahui kemampuan alat yang direncanakan apakah

bekerja sesuai dengan yang diharapkan dan berjalan sesuai dengan teori yang

direncanakan.

4.5.1. Pengujian Kecepatan

Pengujian kecepatan putar dilakukan dengan menggunakan tachometer

yang dihubungkan langsung ke sumbu putar. Tujuan pengujian ini adalah untuk

mengetahui kecepatan maksimal sepeda motor listrik tanpa beban maupun

berbeban.

4.5.1` Pengujian Kecepatan Putar Motor DC

Langkah-langkah pada pengujian kecepatan putar motor DC dan pulley

roda sesuai dengan handel gas adalah sebagai berikut.

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan,

yaitu tachometer dan sepeda motor listrik yang akan diuji.

2. Pasang tachometer pada pusat putaran motor DC.

3. Putar handel gas.

4. Mencatat penunjukan alat ukur .

4.5.2 Penghitungan kecepatan sepeda motor listrik

Dari data di atas dapat dihitung kecepatan sepeda motor listrik ini. Disini

tidak ada alat penghitung kecepatan sepeda motor listrik karena kesulitan dalam

dana. Oleh karena itu kecepatan sepeda listrik tanpa beban dapat dihitung sebagai

berikut.

Asumsi:

1. kecepatan putar roda adalah 330 rpm ( mengukur dengan

tachometer)

2. diameter roda luar 0,62m

Langkah perhitungan :

a) Menghitung kecepatan sudut pada motor 1 rpm = 160 rps

1 rad = 180nπ


commit to user

27

Maka, 330 rpm = 5,5 rps

Mencari jumlah sudut = 5,5 x 3600 = 19800

Kemudian diubah dalam bentuk radian

ω mak motor r 1980n s世�an钳胚

ω mak motor r 1980nπ s世180n

ω mak motor r 34,56暖狞拧s世

ω mak motor = ω mak roda

b) Menghitung kecepatan maksimal

V mak = ω mak .r roda

= 34,56辊逛圭滚世 . 0,31桂

= 10,6桂滚⁄

= 38,5诡桂鬼逛桂世

Jadi kecepatan laju sepeda listrik tanpa beban secara teori adalah 38,5

km / jam.Kecepatan pada saat percobaan adalah 35 km/jam.

4.5.3. Menghitung Pengisian Baterai

Baterai memiliki kapasitas 15 Ah. Padahal waktu pengisian, secara

teorichargermemberikan arus sebesar 2,5 Ampere sesuai yang tertera dalam

kemasancharger.

Gambar 4.13 Name Plate Charger


commit to user

28

Perhitungan secara teori adalah sebagai berikut.

· Menghitung waktu penuh baterai

t = kapasitas baterai :I

dimana :

t = waktu pada saat baterai terisi penuh

I = Arus yang mengalir ke baterai

t = 15 : 2.5

t = 6 jam

Jadi waktu yang diperlukan untuk mengisi baterai hingga penuhmenurut

teori adalah 6 jam.

4.5.4. Menghitung Jarak Maksimal Sepeda Listrik

Keadaan baterai terisi penuh memiliki kapasitas 15Ah, yang artinya

baterai memiliki cadangan energi listrik 15 ampere dalam satu jam. Padahal arus

yang digunakan pada kontroler untuk mengerakan motor listrik sebesar 16

ampere. Jadi perhitungannya adalah sebagai berikut.

· Menghitung waktu habis baterai bila digunakan terus menerus.

Waktu habis baterai = kapasitas baterai : arus kontroler

= 15 Ah : 16 A

= 0,93 jam

Jadi waktu habis baterai digunakan terus menerus adalah 0,93 jam. Maka

dapat dihitung secara manual berapa jauh jarak maksimum yang dapat ditempuh

sepeda listrik.

· Pada kecepatan maksimal

Jarak maksimal = kecepatan maksimal .waktu habis baterai

= 38,5 km / jam . 0,93 jam

= 35,8 km

Jadi jarak maksimum yang bisa ditempuh sepeda listrik ini adalah 35,8

km, tetapi dalam kenyataannya jarak yang ditempuh sepeda listrik ini adalah 30

km.


commit to user

29


commit to user

29

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasilpercobaan,

makadiperolehkesimpulanatasperfomasepedalistriksebagaiberikut :

1. Dari hasilsepeda yang

telahdibuatmakasepedainisangatcocokdigunakanpadadaerahperkotaandeng

ankondisijalan yang cukupdatar.

2. Dari

hasilpercobaandidapatkankecepatanmaksimalsepedalistrikjikadikendaraide

nganpengendaramempunyaiberat 65 kg adalah 35km/jam,

jaraktempuhmaksimal 30km.

5.2 Saran

1. Untukmendapatpenerangan di malamhari,

sepedalistrikinidapatditambahkanlampu.

2. Perluditambahsistempengisianatau alternator padasepedalistrik agar

pengisiandapatdilakukansaatsepedadikayuh.

SISTEM KELISTRIKAN PADA SEPEDA LISTRIK PROYEK …/Sistem... · 2.3.1Jenis-Jenis Motor Listrik Jenis...

Documents

Transcript of SISTEM KELISTRIKAN PADA SEPEDA LISTRIK PROYEK …/Sistem... · 2.3.1Jenis-Jenis Motor Listrik Jenis...