RANCANG BANGUN DENGAN SISTIM MEKANIK SPEEDBUMP UNTUK MENGHASILKAN DAYA LISTRIK SEBAGAI TENAGA PEMBUKA GERBANG PINTU TOL KOTA MEDAN SKRIPSI

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN DENGAN SISTIM MEKANIK SPEEDBUMP UNTUK MENGHASILKAN DAYA LISTRIK SEBAGAI TENAGA PEMBUKA GERBANG PINTU TOL KOTA MEDAN SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik TARMIZI TAHER NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 ABSTRAK Speed bump adalah mekanisme yang dipasang pada jalan untuk mengurangi laju kendaraan dengan tujuan keamanan. Pada penelitian ini dikembangkan sebuah speed bump yang memiliki fungsi ganda, yaitu mengurangi laju kendaraan dan sebagai pembangkit daya. Sistem pembangkit daya terdiri dari pasangan roda gigi, poros, roda gila, pegas, rantai dan kumparan generator. Ketika kendaraan menyentuh speed bump tersebut, maka ban kendaraan tersebut akan menekan pegas yang dipasang dibawah speed bump dan dihubungkan dengan roda penggerak (rack), kemudian roda penggerak (rack) tersebut dihubungkan dengan sproket yang dipasang antara roda penggerak (rack), sproket tersebut akan memutarkan flywheel, flywheel tersebut yang akan digunakan untuk memutar generator untuk menghasilkan energi listrik. Prototipe kemudian diuji pada tingkat kecepatan yang bervariasi. Besar voltase dan arus yang dibangkitkan diukur. Hasil pengujian dihasilkan tegangan 18 Voltase dan menghasilkan daya sebesar 3.63 watt. Kata Kunci : Speed Bump,Energy terbarukan,generator elektrik, i

3 ABSTRACT Speed bump is a mechanisms of assembled on the road to decreased speed of transportation by the safety destination. In this research developed a speed bump has a dual function, for instance decreasing speed of transportation and as a power generator. The System of power generator consists to a pair of gears, shafts, flywheel, springs, chains and coils.while the transportation touched of the speed bump, then tire of the transportation regarding hit the spring mounted under the speed bump and connected to the flywheel, there after cog flywheel was connected to a sprocket mounted between the flywheel, sprocket will rotating flywheel, the flywheel would be used to turn a generator to produce electricity. Subsequently The prototype was tested at varying levels of speed.the last prototype was tested on level speeds variation. the largest of voltage and current were resurrected of measure. Assay results generated voltage 18 voltage and power of 3.63 watts produces. Key words : speed bump, newest energy,generator electric ii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat ALLAH Subhanahuwata ala yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya.shalawa tdan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian skripsi ini. Skripsi ini adalah salah lulus menjadi SarjanaTeknik di DepartemenTeknik Mesin, Fakultas Teknik,.Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah Proses Produksi Non-Logam, yaitu RANCANG BANGUN DENGAN SISTIM MEKANIK SPEED BUMP UNTUK MENGHASILKAN DAYA LISTRIK SEBAGAI TENAGA PEMBUKA GERBANG PINTU TOL KOTA MEDAN. Di dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini serta penulis banyak mengucapkan banyak terima kasih Bapak Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis. Pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih sedalam-dalamnya kepada: 1. Kedua orang tua atas doa dan motivasinya yang tiada hentinya untuk memberikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof.Dr.Ir.Bustami Syam, MSME sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran yang sangat berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini. 3. Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU. Bapak Ir.Tugiman, MT selaku Koordinator Skripsi. 4. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi selesai, dan seluruh pegawai administrasi DTM FT USU, juga kepada staf Fakultas Teknik. iii

5 5. Teman-teman satu tim IFRC yang telah bersama-sama menyelesaikan skripsi ini dengan kerja sama. 6. Abang Magister Teknik Mesin S2 yang telah banyak memberikan motivasi dan arahan buat penulis 7. Seluruh kawan-kawan stambuk 2011 yang telah memberikan dukungan baik berupa tenaga dan motivasi kepada penulis. Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi pembaca serta dapat bermanfaat bagi orang lain.penulis menyadari akan kekurangan skripsi ini sehingga penulis mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi.penulis mengucapkan banyak terima kasih atas kerja samanya. Medan, 23 Agustus 2016 Tarmizi Taher iv

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR NOTASI... xi BAB 1 PENDAHULUAN LatarBelakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 5 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Speed Bump (Pembatas Kecepatan Kendaraan) Generator Elektrik Mekanisme Generator Rotor Stator Penyearah Roda Gigi Macam-macam Roda Gigi Poros Macam-macam Poros Pemilihan Bahan Poros Diameter Poros Kekuatan Poros Bantalan Perhitungan Faktor Umur v

7 2.5.1 Pemilihan Jenis Bantalan Pegas Klasifikasi Pegas Bahan Pegas Lenturan (Defleksi) Pegas Energi yang mampu disimpan Flywheel (Roda Gila) Koefisien fluktuasi flywheel Menentukan berat roda gila BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Desain Speed Bump Sistem kerja Speed Bump vi

8 3.4 Diagram Aliran Penelitian BAB 4 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROTOTIPE Perancangan Alat Pembangkit Daya Generator Roda Gigi Bantalan Pegas Poros Perhitungan Rantai Fywheel Roda Gigi Penggerak Hasil Pengujian Sistem Mekanik Speed Bump Pengujian Sistem Mekanik Speed Bump BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS G 3123) Tabel 2.2 Umur bantalan untuk jenis mesin yang bervariasi Tabel 2.3 Jenis jenis bantalan Tabel 3.1 Dimensi system mekanik speed bump penghasil daya listrik Tabel 4.1 Faktor factor koreksi daya yang akan ditransmisikan,f c Tabel 4.2 Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS) Tabel 4.3 Data hasil pengujian sistem mekanik speed bump Tabel 4.4 Hasil pengujian pada lampu LED viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Polisi tidur (Speed Bump)... 1 Gambar 1.2 Palang Parkir otomatis... 2 Gambar 1.3 Parkir system... 3 Gambar 2.1 Berbagai Variasi Speed Bump... 6 Gambar 2.2 Desain Standar Speed bump... 8 Gambar 2.3 Skema generator... 9 Gambar 2.4 Konsep generator... 9 Gambar 2.5 Rangka Poros Rotor Gambar 2.6 Komposisi magnet Gambar 2.7 Lilitan Kawat Tembaga Gambar 2.8 Kumparan Stator 3 Fasa Gambar 2.9 Rangkaian penyearah Gambar 2.10 Roda Gigi Gambar 2.11 Roda gigi lurus Gambar 2.12 Roda gigi miring Gambar 2.13 Roda gigi miring ganda Gambar 2.14 Roda gigi dalam Gambar 2.15 Pinyon dan batang gigi Gambar 2.16 Roda gigi kerucut lurus Gambar 2.17 Roda gigi kerucut spiral Gambar 2.18 Roda gigi permukaan Gambar 2.19 Roda gigi miring silang Gambar 2.20 Roda gigi cacing silindris Gambar 2.21 Roda gigi cacing gobloid Gambar 2.22 Roda gigi hypoid Gambar 2.23 Poros Gambar 2.24 Bantalan ( Bearing ) Gambar 2.25 Bantalan gelinding ix

11 Gambar 2.26 Bantalan Luncur Gambar 2.27 Variasi pegas tekan (Helix) Gambar 2.28 Pegas tekan yang digunakan Gambar 2.29 Flywheel (Roda Gila) Gambar 3.1 Mesin listrik Gambar 3.2 Gerinda tangan Gambar 3.3 Multimeter Gambar 3.4 Tachometer Gambar 3.5 Genetaror Gambar 3.6 Baut M-12 X Gambar 3.7 Roda gigi Gambar 3.8 Plat besi Gambar 3.9 Besi hollow Gambar 3.10 pegas Gambar 3.11 Rantai Gambar 3.12 Sket sistem mekanik speed bump 2d Gambar 3.13 Sistem mekanik speed bump Gambar 3.14 Sistem kerja speed bump Gambar 3.15 Diagram aliran penelitian Gambar 4.1 Sistem mekanik speed bump Gambar 4.2 Generator elektrik Gambar 4.3 Roda gigi Gambar 4.4 Metode pengukuran pegas Gambar 4.5 Grafik pemilihan rantai Gambar 4.6 Standard Spesifikasi rantai Gambar 4.7 Roda Gila Gambar 4.8 Roda gigi penggerak Gambar 4.9 Pengujian sistem mekanik dengan lindasan mobil Gambar 4.10 Bola lampu DC x

12 DAFTAR NOTASI Simbol Keterangan Satuan σ Tegangan N/mm 2 F Gaya N P Beban Tekan N c Jarak pusat cm V p Kecepatan keliling Ft/m Ft Gaya tangensial lb Δx Simpangan m M p Momen puntir Kg.mm xi