Latar Belakang. Pemanfaatan Energi Gerak Berjalan Sebagai Alternatif Energi. Energi Gerak Berjalan yang Belum Banyak Termanfaatkan.

Transkripsi

1

2 Latar Belakang Keterbatasan Sumber Energi Diperlukan Sumber Energi Alternatif Energi Gerak Berjalan yang Belum Banyak Termanfaatkan Pemanfaatan Energi Gerak Berjalan Sebagai Alternatif Energi Kebutuhan Energi yang Meningkat

3 1 Frekuensi dari Pola gerak berjalan & berlari manusia Contoh frekuensi pola gerak berjalan dan berlari manusia 2 Pemanfaatan Gerak Naik turun Ransel Akibat Aktifitas Berjalan dan Berlari 3 Mobile Charger

4 Perumusan Masalah Bagaimana memanfaatkan energi yang terbuang dari gerak berjalan dan berlari manusia.

5 Tujuan Penelitian Merancang sebuah alat yang dapat menghasilkan energi listrik memanfaatkan energi yang terbuang dari gerak berjalan dan berlari manusia

6 Batasan Masalah Lintasan dari toothead rack hanya berada dalam arah vertical. Rangka dianggap kuat sehingga tidak dimasukkan ke dalam perhitungan. Kapasitas ransel tidak diperhitungkan. Rugi-rugi yang dihasilkan oleh gesekan diabaikan

7 Manfaat Penelitian Memberikan informasi seputar sumber energi alternatif terbarukan dari pemanfaatan aktivitas gerak manusia. Menghasilkan sumber energi yang ramah lingkungan. Sebagai salah satu syarat kelulusan.

8 Tinjauan Pustaka Dari penelitian terdahulu didapatkan data tentang gerak berjalan manusia sebagai berikut ω = 2ππ rrr sss

9 Tinjauan Pustaka Pegas Pegas adalah elemen mesin fleksibel yang digunakan unruk memberikan gaya, torsi, dan juga menyimpan atau melepaskan energi. Panjang pegas tanpa pembebanan hf = hs + δδ Panjang pegas setelah diberi beban hl = hf + δ dimana : hf = panjang bebas pegas tanpa pembebanan hs = panjang solid pegas δδ = defleksi linear solid pegas δ = defleksi linear pegas hl = panjang pegas setelah diberi beban

10 Tinjauan Pustaka Generator Generator merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.

11 Tinjauan Pustaka Planetary Gear Set Planetary gear digunakan untuk mempercepat putaran masuk generator sehingga diharapkan dapat memperbesar voltase bangkitan yang dihasilkan.

12 Diagram alir percobaan Metodologi

13 Metodologi Diagram alir perhitungan konstanta pegas

14 Metodologi Diagram alir perhitungan dimensi pegas

15 Metodologi Diagram Alir Perhitungan Planetary Gear

16 Skema dan prinsip kerja alat Metodologi

17 Analisa Data dan Perhitungan Perhitungan konstanta pegas : Amplitudo = 10 Cm Defleksi = 7 Cm ω = 4,71 rrr sss m = 15 Kg X = A [ K m. ω 2 + C. ω 2 )] 1 2 X = A [ K m.ω 2 2 ] 1 2 K = 111,39 N m

18 Analisa Data dan Perhitungan Perhitungan Dimensi Pegas * Tinggi solid pegas : 7,5 Cm = 2,95 in * Diameter kawat pegas : 1 Mm = 0,039 in * Perbandingan diameter kawat dengan diameter pegas : 16 * Bahan pegas : tembaga Mencari jumlah lilitan total pegas h s= Nt x D 2,95 ii = N t x 0,039 ii N t = 75 lllllll Mencari jumlah lilitan aktif pegas N a = 75 2 N a = 73 lllllll Mencari jari-jari pegas C = 2R D R = 0,312 ii = 7,9 MM = 8 MM

19 Analisa Data dan Perhitungan Untuk menghitung generator dapat digunakan rumus E = p a x z 60 x n x Ø 3,7 vvvv = 4 2 x Z x 115 x 1,45 x ,7 vvvv x 60 Z = 2 x 115 x 1,45 x 10 3 Z = 665 Dengan rumus : Z = 2. c. N 665 = 2.2. N N = 665 = 166 lllllll 4

20 Kecepatan Gerak Rack C (y yy) + k (y yy) = m x a Analisa Data dan Perhitungan F = m x a Dikarenakan sistem tidak membutuhkan redaman, maka harga C = 0, sehingga k (y yy) = m x a Untuk mencari nilai y digunakan rumus : kk sin(ωω 1 ) yy p t = k mω cc 2 1/2 + ωωω cos(ωω 1 ) k mω cc 2 1/2 Dikarenakan sistem tidak membutuhkan redaman, maka harga C = 0, sehingga kk sin(ωω) yy p t = k mω 2 2 1/2 yy p t = yy p t = 0,025 m (arah berlawanan) * 111,39 x 0,05 m 111,39 15 KK x 4, /2

21 Setelah diketahui nilai dari y maka dapat dicari percepatan dengan rumus : k (y yy) = m x a 111,39 0,05 0,025 = 15KK x a a = 0,18 m sss 2 Untuk mencari kecepatan gerak rack maka digunakan integral dari percepatan : 1 v = a dd dd 0 v = 1 2 a t2 v = 1 0, v = 0,09 m sss

22 Analisa Data dan Perhitungan Rancangan Planetary Gear Box Gear 2 Gear 3 Lengan putar Generator Rack And Pinion Gear

23 Analisa Data dan Perhitungan Perhitungan Kecepatan masing-masing gear C 2 A B 3 Mencari kecepatan V A = ω 1 x R 1 Karena : R 1 = R 2 + R 3 Maka : V A = ω 1 x (R 2 + R 3 )

24 Analisa Data dan Perhitungan C V C = 0 A V A B V B V BB = 2V A = 2 x ω 1 (R 2 + R 3 ) V BB = V BB = 2 x ω 1 (R 2 + R 3 ) Karena V BB = ω 3 x R 3 Maka, ω 3 x r 3 = 2 x ω 1 R 2 + R 3 Sehingga dapat dicari kecepatan sudut dari roda gigi 3 dengan rumus : ω 3 = 2 x (R 2 + R 3 ) R 3 x ω 1

25 Analisa Data dan Perhitungan kecepatan sudut gear pinion : ω 1 = ω pinion ω pppppp = V pppppp R pppppp 9 mm s ω pppppp = 6 mm ω pppppp = 1, 5 rrr sss jumlah putaran pada gear 3 : n = ω 3 x 60 2 π n = 12 rrr sss x 60 2 x 3,14 n = 114,6 rrr 115 rrr kecepatan sudut gear 3 : ω 3 = 2 x (R 2 + R 3 ) ω 3 = x ω R x ( ) 10 ω 3 = 12 rrr sss x 1,5 rrr sss

26 Analisa Data dan Perhitungan jumlah roda gigi pinion jumlah gigi rack Z = D M 12 mm Z = 1mm Z = 12 bbbb Z = D M 100 mm Z = 1 mm Z = 100 bbbb jumlah roda gigi 2 jumlah roda gigi 3 Z = D M 60 mm Z = 1 mm Z = 60 bbbb Z = D M 20 mm Z = 1 mm Z = 20 bbbb

27 Analisa Data dan Perhitungan Bentuk nyata Ransel Pembangkit Listrik

28 Analisa Data dan Perhitungan Ransel Pembangkit Listrik Saat Digunakan

29 Kesimpulan Dari perhitungan yang dilakukan dalam merancang ransel penghasil listrik memanfaatkan gerak berjalan manusia maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Pegas Konstanta pegas yang dibutuhkan adalah sebesar 111,39 N/m. Panjang pegas yang dibutuhkan adalah sebesar 7,5 cm. Jumlah lilitan total pegas adalah sebanyak 75 lilitan. Jari-jari pegas sebesar 8 mm. Generator Agar dapat menghasilkan voltase output yang diinginkan maka jumlah lilitan kawat pada kumparan adalah sebanyak 166 lilitan. Roda Gigi Planetary Pada perancangan roda gigi planetary ini digunakan roda gigi planet dengan diameter roda gigi sebesar 6 cm. Pada perancangan roda gigi planetary ini digunakan roda gigi sun dengan diameter roda gigi sebesar 2 cm. Jumlah gigi pada roda gigi planet adalah sebanyak 60 buah gigi. Jumlah gigi pada roda gigi sun adalah sebanya 20 buah gigi.

30 Saran Saran Pemilihan material yang lebih ringan untuk frame ransel agar memudahkan pengguna dalam membawa. Penyederhanaan bentuk dan rancangan ransel beserta roda gigi planetary agar lebih efisien dalam pengerjaannya. Adanya penelitian lebih lanjut mengenai perancangan ransel penghasil listrik ini dengan mempertimbangkan variasi konstanta pegas (k), dan optimalisasi generator.

31