PENYEDIAAN SUMBER ENERGI LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN 2 BUAH AKI DI POSKO KEBENCANAAN

Transkripsi

1 PENYEDIAAN SUMBER ENERGI LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN 2 BUAH AKI DI POSKO KEBENCANAAN TUGAS AKHIR Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya dari Politeknik Negeri Padang FHIKRAM ANDIKA Bp PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI PADANG 2016

2 KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan karunianya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir dengan judul Penyediaan Sumber Energi Listrik Menggunakan 2 Buah Aki di Posko Kebencanaan ini diajukan untuk memenuhi syarat akhir untuk menyelesaikan pendidikan program Ahli Madya pada jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang. Rasa terima kasih yang tulus penulis ucapkan kepada semua pihak yang telah membantu selama penyusunan Tugas Akhir ini, yaitu kepada: 1. Bapak Ir. Aidil Zamri, MT, Direktur Politeknik Negeri Padang 2. Bapak Afrizal Yuhanef, ST.,M.Kom Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Heris Sajani ST.,M.Kom Ketua Program Studi Teknik Listrik. 4. Bapak Tri Artono ST.,M.Kom sebagai pembimbing I yang telah membimbing dan membantu proses pembuatan Tugas Akhir ini dengan baik. 5. Bapak Dedi Erawadi Ir.,M.Kom sebagai pembimbing II yang telah memberikan masukan serta semangat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini. 6. Bapak/Ibu staf pengajar program studi Teknik Listrik. 7. Teristimewa untuk kedua orang tua yang selalu mendoakan penulis untuk kelancaran pembuatan tugas akhir ini. iii

3 8. Teman-teman seangkatan Teknik Listrik 2013 khususnya lokal 3D, serta semua pihak yang terkait dalam membantu pembuatan Tugas Akhir ini yang namanya tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. 9. Ucapan terimakasih yang paling spesial untuk Fairuz Fauzia yang telah membantu untuk menyusun Tugas Akhir ini. 10. Teman seperjuangan pembuatan Tugas Akhir ini Riki Richardo Suwadi dan Faizal Tanjung. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih banyak terdapat kekurangan dalam pembuatan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca akan sangat bermanfaat bagi penulis. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya. Padang, 23 September 2016 Penulis Fhikram Andika Bp : iv

4 ABSTRAK Bencana alam yang melibatkan banyaknya kerugian sangat mempengaruhi aktivitas masyarakat, salah satunya yaitu pemadaman listrik, suatu wilayah yang dilanda bencana alam sangat membutuhkan Posko Kebencanaan, dan Posko tersebut sangat membutuhkan sumber energi listrik disaat sumber listrik PLN padam, oleh karena itu untuk menanggulangi hal tersebut aki dapat menjadi sumber listrik utama disaat listrik PLN padam. Pada penelitian ini membuat rancangan catu daya utama menggunakan 2 buah aki yang diaplikasikan untuk daya penyediaan sumber energi listrik di Posko Kebencanaan. Sumber listrik dengan menggunakan dua buah aki ini berfungsi untuk instalasi penerangan darurat di posko kebencanaan. Pada aki menggunakan rancangan ATS menggunakan timer untuk sistem interlock disaat apabila aki pertama kosong, maka aki kedua sebagai pengganti sumber energi listrik, selanjutnya pada aki pertama dilakukan pengisian ulang secara otomatis menggunakan charger begitu sebaliknya. Lamanya ketahanan aki dalam memback-up sumber energi listrik bergantung dari berapa besar beban yang di pakai dan besaran kapasitas arus pada aki (Bambang Suriansyah, 2014). Kata Kunci : Energi Listrik 2 Buah Aki

5 ABSTRAK Tujuan utama dalam penelitian ini membuat rancangan catu daya utama menggunakan 2 buah aki yang diaplikasikan untuk daya penyediaan sumber energi listrik di Posko Kebencanaan, yang apabila sumber PLN padam disaat terjadinya bencana alam, maka catu daya utama dari aki yang akan menggantikan sumber PLN untuk sementara. Sumber listrik dengan menggunakan dua buah aki ini berfungsi untuk instalasi penerangan darurat di posko kebencanaan. Karena disaat terjadinya bencana alam dan dampaknya berupa sumber listrik dari PLN mati, maka posko kebencanaan sangat membutuhkan sumber listrik untuk melakukan aktivitas. Pada aki menggunakan rancangan ATS untuk sistem interlockdisaat apabila aki pertama kosong maka aki ke dua sebagai pengganti sumber energi listrik, selanjutnya pada aki pertama dilakukan pengisian ulang secara otomatis menggunakan charger begitu sebaliknya. Lamanya ketahanan aki dalam memback-up sumber energi listrik bergantung dari berapa besar beban yang di pakai dan besaran kapasitas arus pada aki (Bambang Suriansyah, 2014). Kata Kunci : Penyediaan Sumber Energi Listrik Menggunakan 2 Buah Aki, Posko Kebencanaan

6 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Bencana adalah serangkaian peristiwa yang mengancam dan menganggu kehidupan yang disebabkan oleh faktor alam atau manusia. Bencana dapat mengakibatkan timbulnya korban jiwa, kerugian harta benda, kerusakan lingkungan, dan dampak psikologis (BPBD, 2014). Bencana alam adalah bencana yang disebabkan oleh gejala alam meliputi gempa bumi, letusan gunung berapi, tsunami, banjir, badai, banjir bandang, angin puting beliung, kekeringan, kebakaran alami dan longsor (Purnawan, 2007). Pada bulan Juni 2016, terjadi peningkatan curah hujan di beberapa kawasan Sumatra Barat meliputi kota Padang, Padang Pariaman dan Pesisir Selatan yang diduga akan meluas ke beberapa daerah sekitarnya. Hujan disertai angin kencang yang melanda wilayah tersebut menyebabkan timbulnya bencana alam berupa banjir dan longsor (Siddiq, 2016). Bencana alam seperti banjir dapat berdampak negatif bagi kehidupan, salah satunya adalah pemadaman listrik (Aimyaya, 2010). Pemadaman listrik dapat juga terjadi akibat bencana alam yang lain seperti angin puting beliung dan longsor. Berdasarkan data dan informasi bencana Indonesia angin puting beliung dan longsor merupakan bencana alam yang sering terjadi di Sumatra Barat (BNPB, 2016). Dalam suatu wilayah yang dilanda bencana alam, perlu didirikan posko kebencanaan. Akibat adanya pemadaman listrik sebagai dampak bencana alam, sebuah posko kebencanaan memerlukan sumber daya alternatif, salah satunya

7 2 generator set (genset). Genset memiliki kelemahan tertentu, jika digunakan di wilayah yang dilanda bencana alam, diantaranya bahan bakar minyak yang digunakan sebagai sumber energi pada genset, sulit ditemukan diwilayah tersebut. Oleh karena itu untuk menanggulangi hal tersebut, sumber energi listrik untuk Posko Kebencanaan dapat diganti dengan menggunakan aki. Aki dapat menjadi sumber energi listrik, namun pada aki ini membutuhkan inverter untuk mengubah tegangan DC dari aki, menjadi tegangan AC. Jika dibandingkan dengan genset dari segi suara, sudah jelas aki tidak memiliki suara bising (senyap), dan pada aki tidak perlu menggunakan bahan bakar minyak, karena pada aki hanya membutuhkan proses pengisian ulang dan juga perawatan aki. Nasrah Anjani (2014) menyatakan ketika aki dipakai, terjadi reaksi kimia yang mengakibatkan endapan pada anode (reduksi) dan katode (oksidasi). Akibatnya, dalam waktu tertentu antara anode dan katode tidak ada beda potensial, artinya aki menjadi kosong. Supaya aki dapat dipakai lagi, harus diisi dengan cara mengalirkan arus listrik kearah yang berlawanan dengan arus listrik yang dikeluarkan aki itu. Ketika aki diisi akan terjadi pengumpulan muatan listrik. Pengumpulan jumlah muatan listrik dinyatakan dalam ampere jam disebut tenaga aki. Pada kenyataannya, pemakaian aki tidak dapat mengeluarkan seluruh energy yang tersimpan aki itu. Oleh karena itu, aki mempunyai rendamen atau efisiensi.

8 3 K T1 K T2 AKI 1 K T1 AKI 2 K T2 INVERTER BEBAN (Lampu) CHARGER Gambar 1.1. Skema Sumber Energi Menggunakan 2 Buah Aki. Pada gambar diatas ditentukan bahwa skema sumber energi menggunakan 2 buah aki ini merupakan skema untuk menjelaskan bagaimana pergantian sumber aki 1 terhadap sumber aki 2 denganmenggunakan sistem interlock. Saat aki mengalami pengisian dan pengosongan, tentu aki membutuhkan waktu untuk mengalami proses tersebut. Pada perhitungannya saat aki mengalami pengosongan (mem-backup ke beban) dapat ditentukan waktunya dengan menggunakan rumus sebagai berikut: P = V x I...(1) V = P/I...(2) I = P/V...(3) Dimana: I = Kuat arus (Ampere) P = Daya (Watt) V = Tegangan (Volt) Contohnya, diketahui beban 50 Watt, dan aki yang digunakan 12 V/50 AH.

9 4 Maka didapat: I = 50 W/12 V = 4,167 A Waktu pemakaian = 50 AH/4,167 A = 11,99 jam Kesimpulannya adalah lama ketahanan aki ditentukan oleh besarnya kapasitas ampere aki dan berapa daya beban yang dipakai. Sedangkan di saat aki mengalami proses pengisian ulang pada prinsipnya adalah dengan cara mengaliri aki dengan arus listrik secara terus menerus. Pengisian aki di hentikan ketika tegangan aki telah sampai pada tegangan maksimumnya (muatan penuh). Jika aki telah mencapai tegangan maksimumnya tetapi tetap dilakukan, maka akan menimbulkan kerugian yaitu pemborosan energi listrik serta akan terjadi pemanasan berlebihan pada aki yang akan memperpendek umurnya, untuk menghindari kerugian tersebut maka akan lebih baik jika charger dapat bekerja secara otomatis untuk mengisi aki, jika aki itu kosong muatannya (tegangan dibawah nilai nominalnya) serta berhenti mengisi jika aki telah penuh. Untuk menentukan lamanya waktu pengisian dapat digunakan rumus seperti sebagai berikut: ( ) Sumber rumus (Helly Andri, 2010) ( ) ( )...(4) Faktor koreksi bernilai adalah faktor koreksi terhadap hambatanhambatan yang ditimbulkan oleh penghantar serta serta perubahan temperature akibat pengisian (Helly Andri, 2010). Catatan: terlalu besar pengisi daya, dapat merusak aki dan terlalu kecil akan memakan waktu lebih lama untuk pengisian ulang aki.

10 5 Setelah melakukan penelitian dari ide diatas, penulis mengajukan ide tersebut yang dirancang dalam bentuk Tugas Akhir yang berjudul Penyediaan Sumber Energi Listrik Dengan Menggunakan 2 Buah Aki di Posko Kebencanaan Perumusan Masalah Beberapa rumusan masalah yang akan menjadi acuan untuk pembuatan penelitian antara lain: 1. Bagaimana cara membuat atau mendisain aki untuk sumber energi listrik sebagai pengganti sumber PLN pada Posko kebencanaan? 2. Bagaimana menentukan waktu pengosongan aki untuk mengetahui lama waktu yang dicapai pada saat aki digunakan? 3. Bagaimana menentukan waktu pengisian aki untuk mengetahui lama waktu yang dicapai pada saat aki mengalami pengisian ulang hingga penuh? 1.3. Tujuan Adapun tujuan penulis membuat Tugas Akhir dengan judul Penyediaan Sumber Energi Listrik Dengan Menggunakan 2 Buah Aki di Posko Kebencanaan, yaitu : 1. Membuat sumber energi listrik alternatif dari aki, yang digunakan untuk instalasi penerangan pada posko kebencanaan. 2. Mengetahui berapa lama waktu saat pengosongan pada aki yang digunakan sebagai sumber energi listrik ke beban. 3. Mengetahui berapa lama waktu saat pengisian ulang pada aki dengan menggunakan charger aki hingga penuh.

11 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Adapun batasan masalah pada tugas akhir ini supaya permasalahan tidak meluas, maka dalam penulisan ini penulis hanya mefokuskan pembahasan: 1. Alat ini untuk sistem kontrolnya hanya menggunakan timer. 2. Mengukur lamanya waktu pengosongan dan pengisian aki menggunakan rumus perhitungan dengan hasil penelitian Manfaat Menjadikan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki sebagai pengganti sumber utama PLN pada saat PLN padam di posko kebencanaan, supaya aktivitas masyarakat dan petugas posko kebencanaan terbantu Sistematika Penulisan Untuk mengetahui gambaran dari proposal judul tugas akhir ini, maka penyusunan laporan tugas akhir disusun dalam bentuk sub-sub Bab, adapun sistematika penulisan adalah sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN Bab ini membahas penjelasan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, ruang lingkup batasan masalah, manfaat, dan sistematika penulisan. BAB II. LANDASAN TEORI Bab ini berisi penjelasan teoritis tentang komponen dan peralatan penyediaan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki pada posko kebencanaan.

12 7 BAB III. METODOLOGI DAN PENYELESAIAN Bab ini membahas tentang perencanaan dari alat yang akan dibuat seperti, deskripsi kerja alat, pembuatan alat, dan perancangan kontrol kelistrikan pada alat. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini membahas hasil pengujian alat, dan menganalisa hasil percobaan dari alat untuk mengetahui lama waktu pengisian dan pengosongan pada aki. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang telah penulis lakukan. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

13 8 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Pengertian Aki Andri Helly. (2010) [2] Aki atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam aki dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan didalam sel. Gambar 2.1. Aki Jenis sel aki ini disebut juga Storage Battery, adalah suatu aki yang dapat digunakan berulang kali pada keadaan sumber listrik arus bolak- balik (AC) terganggu. Tiap sel aki ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. Menurut pemakaian aki dapat digolongkan ke dalam 2 jenis:

14 9 1. Stationary ( tetap ) 2. Portable (dapat dipindah-pindah) Prinsip Kerja Aki Pengosongan Aki Andri Helly. (2010) [2] Prinsip kerja aki pada saat proses pengosongan atau discharge pada sel berlangsung menurut gambar 2.2. Bila sel menghubungkan dengan beban maka elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Gambar 2.2. Proses pengosongan (Discharge) Saat aki mengalami pengosongan, tentu aki membutuhkan waktu untuk mengalami proses tersebut. Pada perhitungannya saat aki mengalami pengosongan (mem-backup ke beban) dapat ditentukan waktunya dengan menggunakan rumus sebagai berikut: P = V x I V = P/I I = P/V

15 10 Dimana: I = Kuat arus (Ampere) P = Daya (Watt) V = Tegangan (Volt) Contohnya, diketahui beban 50 Watt, dan aki yang digunakan 12 V/50 AH. Maka didapat: I = 50 W/12 V = 4,167 A Waktu pemakaian = 50 AH/4,167 A = 11,99 jam Kesimpulannya adalah lama ketahanan aki ditentukan oleh besarnya kapasitas ampere aki dan berapa daya beban yang dipakai Pengisian Aki Andri Helly. (2010) [2] Prinsip kerja pada saat proses pengisian menurut gambar 2.3 dibawah ini adalah bila sel menghubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai berikut. Gambar 2.3. Proses pengisian charge a. Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai ke katoda. b. Ion-ion negatif mengalir dari katoda ke anoda c. Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda

16 11 Jadi reaksi kimia pada saat pengisian (charging) adalah kebalikan dari saat pengosongan (Discharging). Dari pemeriksaan berat jenis elektrolit aki dapat diketahui kondisi penyimpanan arus listrik pada aki. Apabila berat jenis aki berkurang maka perlu dilakukan pengisian ulang pada aki yaitu dengan melakukan proses Charging. Penentuan besar arus dan lama waktu yang dibutuhkan untuk pengisian aki dapat diketahui melalui data hasil pengukuran berat jenis elektrolit. Hubungan berat jenis dan kapasitas ditunjukkan pada gambar 2.4 di bawah ini. Gambar 2.4. Grafik hubungan berat jenis dengan kapasitas aki Berdasarkan grafik di atas dapat diketahui prosentase kondisi aki atau tingkat kehilangan listrik. Dengan demikian dapat diketahui bahwa perubahan berat jenis elektrolit mempengaruhi kapasitas aki. Contoh : Sebuah aki berkapasitas 50 Ah dengan berat jenis terkoreksi pada suhu 20ºC adalah 1,18. Besarnya kehilangan muatan adalah sebesar 40%.(lihat grafik). Pengisian aki dapat dikelompokan menjadi dua kelompok yaitu: a. Pengisian Normal

17 12 b. Pengisian Cepat a. Pengisian Normal Pengisian normal adalah pengisian dengan besar arus yang normal, besar arus pengisian normal sebesar 10 % dari kapasitas aki. Contoh aki 100 AH maka besar arus pengisian 100 x 10/100 = 10 Amper. Untuk menentukan lamanya waktu pengisian dapat digunakan rumus seperti berikut : ( ) ( ) ( ) Nilai 1,2 ~ 1.5 adalah faktor koreksi terhadap hambatan-hambatan yang ditimbulkan oleh penghantar serta perubahan temperature akibat pengisian. Contoh: Hasil pengukuran aki dengan kapasitas 100 Ah menunjukan berat jenis 1,18 pada temperature 20 ºC. Apabila data ini dibandingkan dengangrafik hubungan berat jenis dengan Tingkat kehilangan muatan (Ah), Besar arus pengisian, waktu pengisian = x 1,2 ~1.5. Kapasitas diketahui bahwa pada saat itu energi yang hilang dan perlu diisi sebesar 40 %. atau sebesar: 100 x 40% = 40 Ah. Besar arus pengisian normal adalah : 10% X 100Ah = 10 Amper Waktu pengisian yang dibutuhkan adalah : (40 Ah/10A) x 1,5 = 6 jam. b. Pengisian cepat Pengisian cepat adalah pengisian dengan arus yang sangat besar. Besar pengisian tidak boleh melebihi 50% dari kapasitas baterai, dengan demikian untuk baterai 100 Ah, besar arus pengisian tidak boleh melebihi 50 A. Pada kasus pengisian cepat yang perlu diingat adalah melepas kabel baterai negatif sebelum melakukan pengisian, hal ini disebabkan saat pengisian cepat

18 13 tegangan dari baterai charging lebih besar dari pengisian normal, kondisi ini berpotensi merusak komponen elektronik dan diode pada alternator. Untuk menentukan besarnya arus pengisian pada pengisian cepat dapat dilakukan dengan menggunkan rumus berikut : ( ) ( ) ( ) Pengisian baterai yang baik akan ditandai dengan munculnya gelembunggelembung udara dari dalam sel baterai. Frekuensi gelembung udara tersebut bergantung pada besar kecil arus pengisian. Disamping itu berat jenis elektrolit juga akan berubah sesuai dengan kenaikan tegangan pada baterai Jenis-Jenis Aki Andri Helly. (2010) [2] Bahan elektrolit yang banyak dipergunakan pada aki adalah jenis asam (lead acid) dan basa (alkali). Untuk itu di bawah ini akan dibahas kedua jenis bahan elektrolit tersebut. 1. Aki Asam (Lead Acid Storage Battery) Aki asam bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang (Sulfuric Acid = HzS04). Di dalam aki asam, elektroda-elektrodanya terdiri dari pelat-pelat timah peroksida Pb02 (Lead Peroxide) sebagai anoda (kutub positif) clan timah murni Pb (Lead Sponge) sebagai katoda (kutub negatif). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut. a. Tegangan nominal per sel 2 Volt. b. Ukuran aki per sel lebih besar bila dibandingkan dengan aki alkali. c. Nilai berat jenis elektrolit sebanding dengan kapasitas aki.

19 14 d. Suhu elektrolit sangat mempengaruhi terhadap nilai berat jenis elektrolit, semakin tinggi suhu elektrolit semakin rendah berat jenisnya dan sebaliknya. e. Nilai standar berat jenis elektrolit tergantung dari pabrik pembuatnya. f. Umur aki tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya dapat mencapai tahun, dengan syarat suhu aki tidak lebih dari 20º C. g. Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. Sebagai contoh adalah: 1) Pengisian awal (Initial Charge): 2,7 volt 2) Pengisian secara Floating: 2,18 volt 3) Pengisian secara Equalizing: 2,25 volt 4) Pengisian secara Boosting: 2,37 volt h. Tegangan pengosongan per sel (Discharge ): 2,0 1,8 Volt. 2. Aki Alkali (Alkaline Storage Battery) Aki alkali bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (Potassium Hydroxide) yang terdiri dari: a. Nickel-Iron Alkaline Battery (Ni-Fe battery) b. Nickel-Cadmium Alkaline Battery (Ni-Cd battery) Pada umumnya yang banyak dipergunakan di instalasi unit pembangkit adalah aki alkali-cadmium ( Ni-Cd ). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut. a) Tegangan nominal per sel 1,2 volt. b) Nilai berat jenis elektrolit tidak sebanding dengan kapasitas aki. c) Umur aki tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya dapat mencapai tahun, dengan syarat suhu aki tidak lebih dari 20º C.

20 15 d) Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. Sebagai contoh adalah: 1) Pengisian awal (initial charge) = 1,6 1,9 volt. 2) Pengisian secara Floating = 1,40 1,42 volt. 3) Pengisian secara Equalizing = 1,45 volt. 4) Pengisian secara Boosting = 1,50 1,65 volt. e) Tegangan pengosongan per sel (Discharge) : 1 Volt (reff. Hoppeke & Nife) Konstruksi Aki Andri Helly. (2010) [2] Menurut konstruksinya aki bisa dikelompokkan 3 macam yaitu: 1. Konstruksi Pocket Plate Aki dengan konstruksi pocket plate merupakan jenis aki yang banyak digunakan di PLN (sekitar 90%). Aki Ni Cd pertama kali diperkenalkan pada tahun 1899 clan baru diproduksi. secara masal tahun Konstruksi material aktif yang pertama dibuat adalah konstruksi pocket plate. Konstruksi ini dibuat dari pelat baja tipis berlubang-lubang yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk rongga-rongga atau kantong yang kemudian diisi dengan material aktif seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

21 16 Gambar 2.5. Aki dengan konstruksi pocket plate Gambar 2.6. Konstruksi elektrode tipe pocket plate dalam 1 rangkaian Dari disain di atas dapat dilihat bahwa material aktif yang akan bereaksi hanya material yang bersinggungan langsung dengan pelat baja saja, padahal material aktif tersebut mempunyai daya konduktivitas yang sangat rendah. Untuk menambah konduktivitasnya, maka ditambahkan bahan graphite di dalam material aktif tersebut. Penambahan ini membawa masalah baru yaitu bahwa material graphite ternyata secara perlahan bereaksi dengan larutan elektrolit (KOH) kemudian membentuk senyawa baru yaitu Potassium Carbonate (K2C03) Sesuai dengan persamaan:

22 17 Senyawa ini justru menghambat daya konduktivitas antar pelat (Tahanan dalam aki makin besar). Reaksi tersebut otomatis juga mengurangi banyaknya graphite sehingga daya konduktivitas material aktif di dalam kantong berkurang. Kejadian tersebut berakibat langsung pada performance sel aki atau dengan kata lain menurunkan kapasitas (Ah) sel aki. Dalam kasus ini, penggantian elektrolit aki (rekondisi aki) hanya bertujuan memperbaiki atau menurunkan kembali tahanan dalam (Rd) aki namun tidak dapat memperbaiki atau mengganti bahan graphite yang hilang. Pembentukan Potassium Carbonate (K2C03) juga dapat terjadi antara larutan elektrolit (KOH) dengan udara terbuka, namun proses pembentukannya tidak secepat proses di atas dan dalam jumlah yang relatif kecil. Perhatian terhadap pembentukan Potassium Carbonate (K2C03) karena udara luar perlu menjadi pertimbangan serius dalam masalah penyimpanan aki yang tidak beroperasi. 2. Konstruksi Sintered Plate Sintered Plate ini merupakan pengembangan konstruksi dari aki Ni-Cd tipe pocket plate, Akii Sintered Plate ini pertama kali diproduksi tahun Konstruksi aki jenis ini sangat berbeda dengan tipe pocket plate. Konstruksi sintered plate dibuat dari pelat baja.tipis berlubang yang dilapisi dengan serpihan nikel (Nickel Flakes). Kemudian pada lubang lubang pelat tersebut diisi dengan material aktif seperti pada gambar dibawah ini:

23 18 Gambar 2.7. Sintered plate electrode Konstruksi ini menghasilkan konduktivitas yang baik antara pelat baja dengan material aktif. Namun karena pelat baja yang digunakan sangat tipis (sekitar 1.0 mm s/d 1.5 mm), maka diperlukan pelat yang sangat luas untuk menghasilkan kapasitas sel aki yang tidak terlalu besar (dibandingkan dengan tipe pocket plate). Karena lapisan Nickel Flake pada pelat baja sangat getas maka sangat mudah pecah pada saat pelat baja berubah atau memuai. Hal ini terjadi pada saat aki mengalami proses charging atau discharging. Akibatnya aki jenis ini tidak tahan lama dibandingkan dengan aki jenis pocket plate. 3. Konstruksi Fibre Structure Fibre structure pertama kali diperkenalkan pada tahun 1975 clan baru diproduksi secara masal tahun Aki jenis ini merupakan perbaikan dari tipetipe aki yang terdahulu. Konstruksi aki ini dibuat dari campuran plastik dan nikel yang memberikan keuntungan: a) Konduktivitas antar pelat yang tinggi dengan tahanan dalam yang rendah. b) Pelat elektrode yang elastis sehingga tidak mudah patah/pecah. c) Tidak memerlukan bahan tambahan (seperti graphite pada aki jenis Pocket Plate).

24 19 d) Dimensi elektrode yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan tipe Pocket Rate untuk kapasitas aki yang sama. e) Pembentukan K2C03 hanya terjadi karena kontaminasi dengan udara (sangat kecil) Konstruksi aki tipe Fibre. Struktur dapat digambarkan pada halaman selanjutnya. Gambar 2.8. Fibre nickel cadmium electrode f) Menurut karakteristik pembebanan yang dimaksud tipe aki menurut karakteristik pembebanan adalah sebagai berikut. 1. Tipe X: Very High Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi yaitu diatas 7CnA (kapasitas nominal arus) dengan waktu yang singkat ± 2 menit. Tegangan akhir per sel 0,8 Volt. Tipe ini belum pernah digunakan di PLN. 2. Tipe H: High Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi yaitu antara 3,5 7CnA dengan waktu yang singkat, lama waktu pembebanan ± 4 menit. Tipe ini biasanya digunakan di pembangkitpembangkit untuk start up mesin pembangkit. Tegangan akhir per sel adalah 0,8 Volt.

25 20 3. Tipe M: Medium Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi yaitu antara 0,5-3,5CnA dengan waktu yang singkat, lama waktu pembebanan ± 40 menit, biasanya digunakan di gardu-gardu induk. Tegangan akhir per sel adalah 0,9 Volt. 4. Tipe L: Low Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus kecil yaitu sebesar 0,5CnA, lama waktu pembebanan 5 jam, biasanya digunakan di gardu-gardu induk. Tegangan akhir 1 Volt per sel Bagian-bagian utama Aki Gambar 2.9. Bagian-bagian Aki. 1. Elektroda Tiap sel aki terdiri dari 2 (dua) macam elektroda, yaitu elektroda positif (+) dan elektroda negatif (-) yang direndam dalam suatu larutan kimia.

26 21 Elektroda-elektroda positif dan negatif terdiri dari: a) Grid, adalah suatu rangka besi atau fiber sebagai tempat material aktif. b) Material Aktif, adalah suatu material yang bereaksi secara kimia untuk menghasilkan energi listrik pada waktu pengosongan (Discharge). 2. Elektrolit Elektrolit adalah Cairan atau larutan senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik, karena larutan tersebut dapat menghasilkan muatan listrik positif dan negatif. Bagian yang bermuatan positif disebut ion positif dan bagian yang bermuatan negatif disebut ion negatif. Makin banyak ion-ion yang dihasilkan suatu elektrolit maka makin besar daya hantar listriknya. Jenis cairan elektrolit aki terdiri dari 2 ( dua ) macam, yaitu: a) Larutan Asam Belerang (HS0), digunakan pada aki asam. b) Larutan Alkali (KOH), digunakan pada aki alkali. 3. Sel Aki Gambar Bentuk sederhana sel Aki

27 22 Sesuai dengan jenis bahan bejana (container) yang digunakan terdiri dari 2 (dua) macam yaitu: a) Steel Container Sel aki dengan bejana (container) terbuat dari steel ditempatkan dalam rak kayu, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antarsel aki atau hubung tanah antara sel aki dengan rak aki. b) Plastic Container Sel aki dengan bejana (container) terbuat dari plastik ditempatkan dalam rak besi yang diisolasi, hal ini untuk menghindar terjadi hubung singkat antarsel aki atau hubung tanah antara sel aki den gan rak aki apabila terjadi kerusakan atau kebocoran elektrolit aki Instalasi Sel Aki Sel aki dibagi dalam beberapa unit atau group yang terdiri dari 2 sampai 10 sel per unit dan tergantung dari ukuran sel aki tersebut. Aki tidak boleh ditempatkan langsung di lantai sehingga memudahkan dalam melakukan pemeliharaan dan tidak terdapat kotoran dan debu di antara sel aki. Aki jangan ditempatkan pada lokasi yang mudah terjadi proses karat dan banyak mengandung gas, asap, polusi serta nyala api. Andri Helly. (2010) [2] Instalasi aki sesuai penempatannya dibagi dalam 2 (dua) macam juga, sama dengan bahan bejana yaitu: a) Steel Container Sel aki dengan bejana (container) terbuat dari baja (steel) ditempatkan dalam rak dengan jarak isolasi secukupnya. Setiap sel aki disusun pada rak secara

28 23 paralel sehingga memudahkan untuk melakukan pemeriksaan batas (level) tinggi permukaan elektrolit serta pemeliharaan aki lainnya. b) Plastic Container Sel aki dengan bejana (container) terbuat dari plastik biasanya dimenghubungkan secara seri dalam unit atau grup dengan suatu plastic button plate. Sel aki disusun memanjang satu baris atau lebih tergantung jumlah sel aki dan kondisi ruangan. Sel aki ditempatkan pada stairs rack sehingga memudahkan dalam melaksanakan pemeliharaan, pengukuran dan pemeriksaan level elektrolit. Agar ventilasi cukup dan memudahkan pemeliharaan maka harus ada ruang bebas pada rangkaian aki sekurang-kurangnya 25 cm antaraunit atau grup aki lainnya serta grup atau unit aki paling atas. Instalasi aki dan c harger ditempatkan pada ruangan tertutup dan dipisahkan, hal dimaksudkan untuk memudahkan pemeliharaan dan perbaikan Terminal dan Penghubung Aki Sel aki disusun sedemikian rupa sehingga dapat memudahkan dalam mengmenghubungkan kutub-kutub aki yang satu dengan yang lainnya. Setiap sel aki dimenghubungkan menggunakan nickel plated steel atau copper. Sedangkan penghubung antara unit atau grup aki dapat berbentuk nickel plated steel atau berupa kabel yang terisolasi (insulated f exible cable). Khusus untuk kabel penghubung berisolasi, drop voltage maksimal harus sebesar 200 mvolt (Standar dari Alber Corp). Demikian pula kekerasan atau pengencangan baut penghubung harus sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuat aki. Hal ini untuk menghindari loss contact antara kutub aki yang dapat menyebabkan terganggunya sistem pengisian

29 24 aki serta dapat menyebabkan terganggunya performance aki. Oleh karena itu perlu dilakukan pemeriksaan kekencangan baut secara periodik. Andri Helly. (2010) [2] Ukuran Kabel Bagian yang terpenting dalam pemasangan instalasi aki adalah diperolehnya sambungan kabel yang sependek mungkin untuk mendapatkan rugi tegangan (voltage drop) sekecil mungkin. Ukuran kabel disesuaikan dengan besarnya arus yang mengalir. Dengan demikian rumus yang digunakan adalah: Di mana: U = rugi tegangan (single conductor) dalam volt / meter I = Arus dalam ampere A = Luas penampang dalam meter Rangkaian Aki Andri Helly. (2010) [2] Dikarenakan tegangan aki per sel terbatas, maka perlu untuk mendapatkan solusi agar tegangan aki dapat memenuhi atau sesuai dengan tegangan kerja peralatan yang maupun untuk menaikkan kapasitas dan juga keandalan pemakaian dengan merangkai beberapa aki dengan cara: 1. Hubungan seri 2. Hubungan paralel 3. Hubungan kombinasi 4. Seri paralel 5. Paralel seri 1. Hubungan seri

30 25 Koneksi aki dengan hubungan seri ini dimaksudkan untuk dapat menaikkan tegangan aki sesuai dengan tegangan kerja yang dibutuhkan atau sesuai tegangan peralatan yang ada seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Sebagai contoh jika kebutuhan tegangan aki pada suatu unit pembangkit adalah 220 volt maka akan dibutuhkan aki dengan kapasitas 2,2 volt sebanyak 104 buah dengan dimenghubungkan secara seri. Kekurangan dari hubungan seri ini adalah jika terjadi gangguan atau kerusakan pada salah satu sel aki maka suplai sumber DC ke beban akan terputus. Gambar Hubungan Aki secara seri 2. Hubungan paralel Koneksi aki dengan hubungan paralel ini dimaksudkan untuk dapat menaikkan kapasitas aki atau Ampere hour (Ah) aki, selain itu juga dapat memberikan keandalan beban DC pada sistem seperti ditunjukkan pada gambar halaman selanjutnya.

31 26 Hal ini disebabkan jika salah satu sel aki yang dimenghubungkan paralel mengalami gangguan atau kerusakan maka sel aki yang lain tetap akan dapat mensuplai tegangan DC ke beban, jadi tidak akan mempengaruhi suplai secara keseluruhan sistem, hanya kapasitas daya sedikit berkurang sedangkan tegangan tidak terpengaruh. Gambar Hubungan Aki secara paralel 3. Hubungan kombinasi Pada hubungan kombinasi ini terbagi menjadi dua macam yaitu seri paralel dan paralel seri. Hubungan ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan ganda baik dari sisi kebutuhan akan tegangan dan arus yang sesuai maupun keandalan sistem yang lebih baik. Hal ini disebabkan karena hubungan seri akan meningkat kan tegangan sedangkan hubungan paralel akan meningkatkan arus dan keandalan sistemnya. 4. Hubungan seri paralel

32 27 Pada hubungan seri paralel seperti gambar 2.20, jika tiap aki tegangannya 2,2 volt dan arusnya 20 ampere maka akan didapat: Tegangan di aki adalah = 2,2 + 2,2 + 2,2 = 6,6 volt, sedangkan arusnya adalah = = 40 ampere, sehingga kapasitas aki secara keseluruhan adalah 6,6 volt dan 40 ampere. Dari perhitungan tersebut maka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya. Gambar Hubungan aki secara seri paralel 5. Paralel seri Pada hubungan paralel seri seperti gambar 2.21, jika tiap aki tegangannya 2,2 volt dan arusnya 20 ampere maka akan didapat: Tegangan di aki adalah = 2,2 + 2,2 = 4,4 volt, sedangkan arusnya adalah = = 60 ampere, sehingga kapasitas aki secara keseluruhan adalah 4,4 volt dan 60 ampere. Dari perhitungan tersebut maka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya.

33 28 Gambar Hubungan Aki secara seri paralel Ventilasi Ruang Aki Andri Helly. (2010) [2] Pada pemasangan aki di ruangan tertutup, maka perlu adanya sirkulasi udara yang cukup di ruangan aki tersebut. Untuk harus dilengkapi dengan ventilasi atau lubang angin atau exchaust fan. Dalam hal ini keadaan ventilasi harus baik untuk membuang gas yang berupa campuran hydrogen dan oxygen (eksplosif) yang timbul akibat proses operasi aki. Jika ingin menjaga kondisi temperatur dan kelembapan yang lebih baik maka perlu dipasang pendingin ruangan atau Air Conditioning (AC) dengan suhu yang sesuai standar yang berlaku. Sesuai dengan standar DIN 0510 maka suhu ruangan aki untuk jenis aki asam tidak boleh lebih dari 38 untuk aki alkaline tidak boleh lebih dari 45ºC. Sedangkan untuk ventilasi atau volume udara yang mengalir dirancang sebagai berikut: Untuk instalasi di darat (land instalation): Q = 55 x n x I

34 29 Untuk Instalasi di Laut (Marine Instalation): Q = 110 x n x I Di mana: Q = Volume udara ( liter/jam ) n I = Jumlah sel aki = Arus pengisian pada akhir pengisian atau dalam kondisi pengisian floating (Amper). Bilamana aki sedang dilakukan pemeriksaan atau pengujian, maka semua pintu dan jendela ruangan aki harus terbuka Kode Aki Marga. (2012) [6] Setiap merek Accu yang beredar mempunyai kode produksi aki yang berbeda. Dengan membaca kode produksi accu, dapat diketahui berapa lama accu disimpan di toko sebelum dibeli. Secara garis besar ada dua standarisasi penamaan accu, yakni standar Jepang (JIS) dan Jerman (DIN): 1. JIS (Japan Industrial Standard) JIS banyak digunakan untuk mobil mobil buatan Jepang. Contoh kode paling panjang NS40ZLS. Cara bacanya : a. Huruf N = berarti Normal b. Huruf kedua S = merupakan pengurangan daya accu sebesar 20%. c. Kode 40 = adalah angka utama daya.

35 30 d. Huruf Z = yakni penambahan daya accu sekitar 10% setelah dikurang huruf S pertama. e. Huruf L= artinya left, yang menandakan pole (posisi kutup kepala accu (-) berada disebelah kiri). f. Terakhir huruf S= menandakan accu memiliki pole besar. Contoh rumusnya, seperti NS40ZLS? type Jepang, 40Ah 20% + 10% = 35 Ah, pole kutub negatif di sebelah kiri dan kepala accu besar. Jika masih membingungkan, mulai dari angka yang simpel, misalnya N40. accu ini punya daya 40Ah, tanpa ada pengurangan atau penambahan persentase. Tapi, perlu diketahui juga, type accu yang memiliki pole kepala accu besar bukan hanya yang memiliki kode S di paling belakang, seperti NS40ZS, NS40ZLS, NS60S dan NS60LS, tapi type N40 ini juga memiliki pole kepala accu besar. Kenapa? Karena dasarnya yang harus diingat yang memiliki kepala accu kecil hanya accu yang berkode NS di depan angka dan memiliki ampere di bawah 45Ah. Berarti NS70 = 70Ah 20% = 56Ah, memiliki pole kepala accu besar, meski tanpa memiliki kode S di paling belakang. Tambahan lain yang perlu diingat, kode accu yang memiliki kode huruf L, dipastikan kutup pole negatif berada di posisi sebelah kiri, dan yang tidak memiliki kode L, dipastikan juga kutub negatifnya berada di posisi sebelah kanan. Sebagai contoh : a. N 40 = Kapasitas 40 Ah b. NS 40 = kapsitas 32 Ah c. NS 40 Z = Kapsitas 35 Ah d. NS 40 ZS = Kapasitas 35 Ah dg terminal pole lebih besar

36 31 e. NS 40 ZLS = Kapasitas 35 Ah dg terminal (+) dan (-) terbalik Lantas bagaimana cara mengetahui posisi pole di accu? Caranya, pastikan pole accu harus persis di depan anda disesuaikan dengan cara baca danger / peringatan dengan benar, kemudian lihat pole negatif ada di sebelah kiri atau kanan. Satu sisi, perkembangan zaman belakangan ini, semua type accu yang baru bermunculan, namun tetap pada kadar ampere yang sama, hanya pada perubahan kodenya saja. Seperti, 35B24R merupakan kode pengganti NS40Z, yang artinya 35 = 35Ah, B = kode pabrik, 24 = panjang 24 cm, dan R= Right (kanan). 2. DIN Type (Standar Jerman) Lain halnya dengan type JIS, type DIN memiliki arti yang berbeda lagi. DIN (Deutsches Institut für Normung) banyak digunakan mobil mobil buatan Eropah Namun penamaannya lebih simpel. Kode accu DIN hanya berupa rangkaian lima angka. Yang perlu diperhatikan, adalah tiga digit angka terdepan yang menunjukkan kapasitas powernya. Digit pertama melambangkan angka pertama daya, 5 = 0, 6 = 1, 7 = 2. kedua angka berikutnya tinggal ditempelkan ke angka pertama untuk mengetahui daya accu. Misal kode 55533, angka pertama 5 = 0, lalu dua angka berikutnya 55, maka daya accu ini adalah 055Ah. Contoh lain kode 60038, yang berarti angka pertama 6 = 1, dan angka dua berikutnya 00, yang artinya daya accu ini adalah 100Ah.

37 32 Seluruh accu punya kode besar dan letak kepala pole accu nya itu tenggelam, sehingga total tinggi/tt (ditambah tinggi pole) sama dengan tinggi/t (hanya sampai wadah aki). Beda dengan accu JIS yang punya kepala pole accu nya timbul ke atas (sering disebut nongol), sehingga total tinggi/tt lebih besar dari tinggi accu/t. Oleh sebab itu, accu type JIS dan DIN mempunyai penggunaan yang relatif berbeda, yang cenderung disesuaikan dengan spesifik jenis mobil. Jadi, sekarang tidak perlu binggung lagi melihat ukuran ampere yang digunakan di mobil kita. Dengan mencermati ukuran accu lama di mobil kita, pasti sudah mudah menentukan berapa ampere ukuran yang cocok untuk ditemukan accu yang cocok dengan kendaraan kita. Bukan hanya itu, kita juga bisa mencari accu berkapasitas lebih besar yang disesuaikan dengan breket aki standar. a) Kode Accu Yuasa Misal accu Yuasa dengan 7 digit kode Dua nomor paling kiri kode hari, dua angka berikut tanda bulan produksi, dua angka berikut tahun produksi, dan angka terakhir kode negara produksi. Artinya accu ini diproduksi hari ke-21, di bulan ke-6, di tahun 2004, dan diproduksi di Indonesia. b) Kode Accu GS Sedikit berbeda dengan kode di GS dengan 6 digit yang mencantumkan kode 20B4B5. Tanggal produksi di dua nomor pertama. B berarti dibikin

38 33 November. GS memberi kode untuk bulan Januari- September menggunakan angka 1 sampai 9. Untuk Oktober-Desember menggunakan kode A sampai C. Angka 4 berarti tahun produksi. Sedangkan B5, waktu shift produksi di pabrik dan di line mana accu diproduksi. Umur aki yang efektif sebenarnya dimulai saat aki diisi accu zuur. Pada saat itu, sel-sel aki suah mengalami proses reaksi kimia. Setelah itu, semua tergantung kondisi pemakaian. Jadi, dihitung 1,5 sampai 2 tahun itu sejak pertama kali accu zuur menyentuh sel aki. Usahakan membeli Aki dengan kode produksi sebelum 4 bulan terakhir Charger Andri Helly. (2010) [2] Charger sering juga disebut converter adalah suatu rangkaian peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik bolak balik (Alternating Current, disingkat AC) menjadi arus listrik searah (Direct Current, disingkat DC), yang berfungsi untuk pasokan DC power baik ke peralatan-peralatan yang menggunakan sumber DC maupun untuk mengisi aki agar kapasitasnya tetap terjaga penuh sehingga keandalan unit pembangkit tetap terjamin. Dalam hal ini aki harus selalu tersambung ke rectifier Gambar Prinsip converter atau charger atau rectifier Kapasitas rectifier harus disesuaikan dengan kapasitas aki yang terpasang, setidaknya kapasitas arusnya harus mencukupi untuk pengisian aki sesuai jenisnya yaitu untuk aki alkali adalah 0,2 C (0,2 x kapasitas) sedangkan untuk aki asam

39 34 adalah 0,1C (0,1 x kapasitas) ditambah beban statis (tetap) pada unit pembangkit. Sebagai contoh jika suatu unit pembangkit dengan aki jenis alkali kapasitas terpasangnya adalah 200 Ah dan arus statisnya adalah 10 Ampere, maka minimum kapasitas arus rectifier adalah: = (0,2 x 200Ah) + 10A = 40A + 10A = 50 Ampere Jadi, kapasitas rectifier minimum yang harus disiapkan adalah sebesar 50 Ampere. Sumber tegangan AC untuk rectifier tidak boleh padam atau mati. Untuk itu pengecekan tegangan harus secara rutin dan periodik dilakukan baik tegangan masukannya (AC) maupun tegangan keluarannya (DC) Prinsip Kerja Charger Andri Helly. (2010) [2] Sumber tegangan AC baik yang 1 fasa maupun 3 fasa yang masuk melalui terminal input trafo step-down dari tegangan 380 V/220 V menjadi tegangan 110 V kemudian oleh diode penyearah/thyristor arus bolakbalik ( AC ) tersebut dirubah menjadi arus searah dengan ripple atau gelombang DC tertentu. Kemudian untuk memperbaiki ripple atau gelombang DC yang terjadi diperlukan suatu rangkaian penyaring (filter) yang dipasang sebelum terminal output.

40 Inverter Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Curent). Output suatu inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), gelombang kotak (square wave) dan sinus modifikasi (sine wave). Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan batrai, tenaga surya, atau sumber tegangan DC yang lain. Inverter dalam proses konversi tegangan DC menjadi tegangan AC membutuhkan suatu penaik tegangan berupa step up transformer. Contoh rangkaian dasar inverter yang sederhana dilihat pada gambar halaman selanjutnya. Gambar Rangkaian Inverter Sederhana Prinsip Kerja Inverter Prinsip kerja inverter dapat dijelaskan denganmenggunakan 4 sakelar seperti ditunjukkan diatas. Bila sakelar S1 dan S2 dalam kondision maka akan mengalir aliran arus DC ke bebanr dari arah kiri ke kanan, jika yang hidup adalah sakelar S3 dan S4 maka akan mengalir aliranarus DC ke beban R dari arah kanan ke kiri. Inverter biasanya menggunakan rangkaian modulasi lebar pulsa (pulse width modulation PWM) dalam proses konversi tegangan DC menjadi tegangan AC.

41 36 Gambar prinsip kerja inverter 2.4. TDR (Time Delay Relay) TDR sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu, banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis. Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain. Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Relay pada timer yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisian kapasitor. Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.

42 37 Gambar TDR (Timer Delay Relay) Pada umumnya timer memiliki 8 buah kaki yang 2 diantaranya merupakan kaki coil sebagai contoh pada gambar di atas adalah TDR type H3BA dengan 8 kaki yaitu kaki 2 dan 7 adalah kaki coil, sedangkan kaki yang lain akan berpasangan NO dan NC, kaki 1 akan NC dengan kaki 4 dan NO dengan kaki 3. Sedangkan kaki 8 akan NC dengan kaki 5 dan NO dengan kaki 6. Kaki kaki tersebut akan berbeda tergantung dari jenis relay timernya Kabel Kabel adalah media penghantar yang menyalurkan arus lisrtik, data, maupun informasi melalui media konduktor terbaik berupa bahan logam atau bahan lainnya. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator di sini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari bahan thermoplastik atau thermosetting, sedangkan konduktornya terbuat dari bahan tembaga ataupun aluminium. Kemampuan hantar sebuah kabel listrik

43 38 ditentukan oleh KHA (kemampuan hantar arus) yang dimilikinya, sebab parameter hantaran listrik ditentukan dalam satuan Ampere. Kemampuan hantar arus ditentukan oleh luas penampang konduktor yang berada dalam kabel listrik Jenis jenis kabel listrik 1. Kabel NYA Digunakan dalam instalasi rumah dan system tenaga. Dalam instalasi rumah digunakan kabel NYA dengan ukuran 1,5 mm2 dan 2,5 mm2. Syarat penandaan dari kabel NYA : berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam.kabel tipe ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus. Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang Gambar Kabel NYA N : Kabel jenis standart dengan pengantar tembaga Y : Isolator PVC A : Kawat berisolasi

44 39 2. Kabel NYM Digunakan untuk kabel instalasi listrik rumah atau gedung dan system tenaga. Kabel NYM : memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA).Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam. Gambar Kabel NYM N : Kabel jenis standart dengan penghantar tembaga Y : Isolator PVC M : Berselubung PVC 3. Kabel NYY Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap didalam tanah yang dimana harus tetap diberikan perlindungan khusus (misalnya duct, pipa PVC atau pipa besi). Kabel protodur tanpa sarung logam. Instalasi bisa ditempatkan didalam dan diluar ruangan, dalam kondisi lembab ataupun kering. memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

45 40 Gambar Kabel NYY 4. Kabel NYAF Kabel ini direncanakan dan direkomendasikan untuk instalasi dalam kabel kotak distribbusi pipa atau didalam duct. Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi, kabel jenis ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai belokan belokan tajam. Digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak dalam kondisi yang lembab/basah atau terkena pengaruh cuaca secara langsung. Gambar Kabel NYAF 5. Kabel NYFGbY/NYRGbY/NYBY

46 41 Kabel ini dirancang khusus untuk instalasi tetap dalam tanah yang ditanam langsung tanpa memerlukan perlindungan tambahan (kecuali harus menyeberang jalan). Pada kondisi normal kedalaman pemasangan dibawah tanah adalah 0,8 meter. Gambar Kabel NYFGbY 6. Kabel NYCY Kabel ini dirancang untuk jaringan listrik dengan penghantar konsentris dalam tanah, dalam ruangan, saluran kabel dan alam terbuka. Kabel protodur dengan dua lapis pelindung pita CU Kabel. Instalasi ini bisa ditempatkan diluar atau didalam bangunan, baik pada kondisi lembab maupun kering. Gambar Kabel NYCY 7. Kabel ACSR Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran Transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

47 42 Gambar Kabel ACSR 8. Kabel ACAR Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR. Gambar Kabel ACAR 9. Kabel NYMHYO Merupakan kabel jenis serabut dengan berintikan dua serabut. Kabel ini biasanya digunakan untuk soundsystem, loudspeaker, virtual video. Gambar Kabel NYMHYO 10. Kabel NYMHY/NYYHY

48 43 Kabel tembaga berbentuk serabut dan berisolasi PVC. NYMHY umumnya berwarna putih dan NYYHY biasanya berwarna hitam. Kabel-kabel ini berinti lebih dari 1 kabel. Biasanya digunakan untuk instalasi didalam rumah yang tidak permanen, karena sifatnya fleksible dan tidak mudah patah.kabel jenis ini khusus direkomendasikan untuk digunakan sebagai penghubung alat-alat rumah tangga yang sering dipindah pindah dan harus ditempat kering. Kabel ini mempunyai isolasi plastic tahan panas. Bilamana digunakan untuk penghubung alat pemanas, maka pada titik sambungannya antar alat dengan kabel, temperaturnya tidak boleh lebih dari 85 derajat Celcius, karena hal tersebut dapat membahayakan kabel itu sendiri. Gambar Kabel NYMHY/NYYHY 2.6. Push Button Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.

49 44 Gambar Push Button Sebagai device penghubung atau pemutus, push button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off. Karena sistem kerjanya yang unlock dan langsung berhubungan dengan operator, push button switch menjadi device paling utama yang biasa digunakan untuk memulai dan mengakhiri kerja mesin di industri. Secanggih apapun sebuah mesin bisa dipastikan sistem kerjanya tidak terlepas dari keberadaan sebuah saklar seperti push button switch atau perangkat lain yang sejenis yang bekerja mengatur pengkondisian On dan Off. Gambar Prinsip Kerja Push Button Switch

50 45 Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open). a. NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON). b. NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off) Saklar Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan Prinsip Kerja Saklar

51 46 Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus. Gambar 2.31 Saklar Saklar yang paling sering ditemukan adalah Saklar yang dioperasikan oleh tangan manusia dengan satu atau lebih pasang kontak listrik. Setiap pasangan kontak umumnya terdiri dari 2 keadaan atau disebut dengan State. Kedua keadaan tersebut diantaranya adalah Keadaan Close atau Tutup dan Keadaan Open atau Buka. Close artinya terjadi sambungan aliran listrik sedangkan Open adalah terjadinya pemutusan aliran listrik. Gambar Prinsip Kerja Saklar.

52 47 Berdasarkan dua keadaan tersebut, Saklar pada umumnya menggunakan istilah Normally Open (NO) untuk Saklar yang berada pada keadaan Terbuka (Open) pada kondisi awal. Ketika ditekan, Saklar yang Normally Open (NO) tersebut akan berubah menjadi keadaan Tertutup (Close) atau ON. Sedangkan Normally Close (NC) adalah saklar yang berada pada keadaan Tertutup (Close) pada kondisi awal dan akan beralih ke keadaan Terbuka (Open) ketika ditekan.

53 47 BAB III METODA DAN PENYELESAIAN MASALAH Perancangan merupakan kerangka awal yang akan dilakukan untuk memulai pekerjaan. Dalam perancangan, perlu diketahui berbagai masalah yang akan dihadapi dan solusi penyelesaian yang sesuai dengan batasan dan spesifikasi yang diinginkan. Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mencapai target yang telah ditentukan dan merencanakan sesuatu yang bermanfaat bagi masyarakat tanpa mengabaikan faktor fator yang dapat mempengaruhi. Faktor faktor tersebut adalah sebagai berikut. a. Faktor Teknis Faktor ini merupakan faktor yang sangat mendasar dalam pembuatan suatu rancangan, karena berhubungan dengan fungsi teknis untuk tujuan yang khusus. b. Faktor Ergonomik Faktor ini mengarahkan pada hubungan antara manusia sebagai operator dengan suatu produk yang akan dihasilkan dengan tujuan manusia sebagai subjek yang dapat dengan mudah mengoperasikan alat yang dimaksud. c. Faktor Estetika Faktor ini mengajukan kepada kebutuhan manusia akan rasa seni dan keindahan dalam merancang suatu sistem disamping sebagai penentu akan nilai suatu produk perancangan alat berdasarkan ide pembuatan alat itu sendiri.

54 Deskripsi Kerja Alat Perancangan pembuatan alat penyediaan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki ini bertujuan sebagai sumber energi utama pada posko kebencanaan, disaat PLN gagal dalam mensuplai listrik (mengalami ganguan), maka alat ini dapat berperan sebagai pengganti sumber PLN menjadi sumber utama untuk mensuplai sumber daya listrik di Posko Kebencanaan. Alat ini menggunakan dua buah aki sebagai sumber energi listrik, inverter sebagai pengubah tegangan DC ke AC, dan TDR (Time Delay Relay) sebagai pengatur waktu untuk perubahan pada sumber listrik aki satu dan aki dua, jika salah satu sumber listrik aki habis, maka secara otomatis aki yang satunya lagi sebagai sumber pengganti. Oleh karena itu penulis membuat skema sebagai perencanaan alat yang akan dibuat, dapat dilihat pada sekema dibawah ini. K T1 K T2 AKI 1 K T1 AKI 2 K T2 INVERTER BEBAN (Lampu) CHARGER Gambar 3.1. Skema diagram sumber energi listrik menggunakan dua buah aki

55 49 Adapun penjelasan dari skema diagram diatas yaitu pada halaman selanjutnya. a. Aki satu dan aki dua Pada perancangan pembuatan sumber energi listrik yang akan dibuat, aki digunakan sebagai sumber utama pengganti sumber listrik PLN. b. Inverter Inverter digunakan sebagai pengubah tegangan 12 V DC (Direct Current) menjadi tegangan 220 V AC (Alternating Curent), karena beban yang di pakai untuk instalasi penerangan di posko kebencanaan yaitu sumber tegangan AC. c. Charger Charger digunakan sebagai pengisi aki, apabila disaat kapasitas tegangan dari aki berkurang, maka aki akan diisi oleh charger. d. Timer satu (T1) Timer satu ini dipakai untuk pergantian sumber aki satu dengan aki dua secara otomatis menggunakan anak kontak yang ada pada timer satu tersebut, anak kontak NC T1 dihubungkan ke aki dua sebagai sumber pertama pada instalasi penerangan di posko kebencanaan, dan anak kontak NO T1 dihubungkan ke sumber aki satu, untuk pengganti sumber aki dua, apabila settingan waktu pada timer T1 habis, maka anak kontak NC T1 pada sumber aki dua akan berubah menjadi NO dan anak kontak NO T1 pada aki satu akan berubah menjadi NC sehingga sumber tegangan dr aki dua akan terputus, dan akan digantikan secara otomatis oleh sumber aki satu.

56 50 Akan tetapi disaat penggunaan sumber pada masing masing aki atau proses pengosongan aki, sebaiknya sumber pada aki jangan sampai habis atau kosong 0 %, karena akan dapat merusak pada aki itu sendiri. Setidaknya untuk proses pengosongan aki disisakan minimal sebanyak 20 %. Lama ketahanan aki sehingga dapat mengganti sumber satu sama lain secara otomatis, tergantung beban yang dipakai, dan diatur oleh settingan waktu pada timer satu (T1) tersebut. e. Timer dua (T2) Timer dua ini digunakan untuk pergantian pengisian aki, pada aki satu dihubungkan dengan anak kontak NC T2 sehingga proses pengisian pertama diawali dari aki satu, dan aki dua dihubungkan dengan anak kontak NO T2, sehingga pada aki dua belum mengalami proses pengisian, apabila settingan waktu pada timer dua habis, maka anak kontak NC T2 yang dihubungkan ke aki satu akan berubah menjadi NO sehingga pengisian pada aki satu akan terputus secara otomatis, dan pada aki 2 akan mengalami proses pengisian secara otomatis, dikarenakan anak kontak NO T2 yang dihubungkan ke aki dua, akan berubah menjadi NC Konsep Dasar Alat Prinsip kerja pada alat penyediaan sumber energi adalah dengan menggunakan dua buah aki 70AH sebagai komponen utama untuk menghasilkan sumber energi listrik. Prinsip kerja pada penyediaan sumber energi yang kami buat ini menggunakan dua buah aki berkapasitas 70AH, dimana aki tersebut sebagai sumber utama instalasi penerangan posko kebencanaan. Tegangan

57 51 pada aki yang dipakai adalah 12V DC dan akan diubah menjadi tegangan 220V AC dengan menggunakan inverter. Daya inverter yang dipakai adalah 1200 W. Namun keluaran murni pada inverter ini tidak mencapai 1200 W untuk beban yang dipakai. Prinsip pada alat yang dibuat adalah menjadikan sumber energi listrik yang dipakai di posko kebencanaan dapat bertahan lebih lama. Oleh karena itu, aki yang digunakan adalah sebanyak dua buah yang berfungsi untuk saling mengisi di saat salah satu aki mengalami kekosongan. Pada alat ini juga digunakan charger untuk pengisian aki dan timer sebagai pergantian sumber aki serta pergantian proses pengisian dari masingmasing aki tersebut. Jika kapasitas energi pada aki habis, maka secara otomatis sumber energi akan langsung digantikan oleh aki yang kedua. Proses pergantian secara otomatis tersebut diatur oleh pengaturan waktu pada timer. Saat terjadi proses pertukaran sumber tersebut, aki yang pertama akan diisi secara otomatis menggunakan charger yang bersumber dari aki yang kedua. Begitu pula sebaliknya, jika kapasitas aki kedua habis, aki pertama akan menjadi sumber pengganti aki kedua tersebut dan aki kedua akan diisi secara otomatis oleh charger dari sumber aki pertama Perancangan Alat Penyediaan Sumber Energi Listrik Menggunakan 2 Buah Aki Suatu box panel dapat menyimpan keseluruhan rangkaian kontrol yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi dan spesifikasi yang akan digunakan. Pada pembuatan box kami menggunakan bahan dari triplek yang ukuran tebalnya adalah 18 mm, dan ukuran dari box tersebut yaitu

58 52 panjang 90 cm, lebar 60 cm, dan tinggi 50. Adapun ukuran bentuk dan susunan tata letak komponen didalam maupun diluar box dapat dilihat dari gambar halaman selanjutnya. Gambar 3.2. Ukuran panel Box posko kebencanaan Dibawah ini terdapat gambar tampilan depan box dengan komponen komponen yang digunakan. Gambar 3.3. Cover depan box

59 53 Gambar 3.4. Isi dalam box Pada gambar box di halaman sebelumnya, terdapat komponen-komponen yang berfungsi sebagai penyediaan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki sebagai sumber utama. Adapun fungsi dari masing-masing komponen tersebut sebagai berikut : 1. Lampu indikator L1 dan L2 berfungsi sebagai penanda anak kontak NO dan NC pada timer 1 sekaligus menandakan pergantian antara aki 1 dan aki 2. Kondisi saat lampu L2 yang menggunakan anak kontak NC pada timer 1 hidup (hijau) merupakan pertanda bahwa sumber yang digunakan adalah dari aki 2. Sedangkan saat lampu L1 yang menggunakan anak kontak NO hidup (merah) merupakan pertanda bahwa sumber yang digunakan adalah dari aki Lampu indikator L3 dan L4 berfungsi sebagai penanda pengisian aki di saat aki yang lain kosong. Di saat lampu L3 yang menggunakan anak kontak NC dari timer 2 hidup (merah) merupakan pertanda aki yang diisi adalah aki 1. Pengisian tersebut bersumber dari aki 2. Sebaliknya, di saat lampu L4 yang

60 54 menggunakan anak kontak NO dari timer 2 hidup (hijau) merupakan pertanda aki yang diisi adalah aki 2. Pengisian tersebut bersumber dari aki Ampere meter DC merupakan alat untuk mengukur arus DC yang melalui beban dari sumber aki. 4. Volt meter DC merupakan alat untuk mengukur tegangan DC yang terdapat pada sumber aki. 5. Stop kontak 1 dan 2 digunakan untuk pemakaian beban. 6. Timer 1 merupakan alat yang berfungsi sebagai perhitungan waktu untuk perpindahan sumber masing-masing aki. 7. Timer 2 merupakan alat yang berfungsi sebagai perhitungan waktu untuk pengisian sumber masing-masing aki. 8. Timer 3 merupakan alat yang berfungsi untuk mereset secara otomatis. 9. Push button on berfungsi untuk memulai proses kontrol yang ada pada box secara manual. 10. Push button off berfungsi untuk mengakhiri proses kontrol yang ada pada box secara manual. 11. Aki 1 dan 2 berfungsi sebagai sumber energi listrik. 12. Inverter merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah tegangan 12V DC menjadi 220V AC. 13. Charger berfungsi untuk mengisi sumber aki. 14. Rel kabel berfungsi sebagai jalur kabel agar kabel tertata rapi. 15. MCB 1 fasa digunakan untuk mengamankan rangkaian terhadap beban lebih yang diguakan. 16. Relay digunakan sebagai pengunci push button.

61 Gambar Rangkaian Kontrol dan Skema Diagram Penyediaan Sumber Energi Listrik Menggunakan Dua Buah Aki Langkah awal dari pembuatan penyediaan sumber energi ini adalah menentukan bentuk rangkaian yang akan digunakan untuk membuat kontrolnya sesuai dengan prinsip kerja yang telah disesuaikan. Proses pembuatan gambar rangkaian kontrol ini juga akan mempermudah untuk menentukan letak komponen dan aliran kabel supaya tidak kesulitan di saat proses perancangan kontrol sehingga penyambungan kabel terhadap komponen jelas. Pada penyediaan sumber energi ini penulis membuat bentuk gambar rangkaian kontrol dan skema diagram seperti gambar di bawah ini. Gambar 3.5. Rangkaian kontrol.

62 56 Gambar 3.6. Rangkaian skema diagram 3.5. Daftar Komponen dan Peralatan yang Digunakan Daftar Komponen Berdasarkan perhitungan kapasitas penyediaan sumber energi listrik yang dipakai maka diperoleh komponen dengan rating arus yang sesuai dengan kapasitas penyediaa sumber energi listrik tersebut. Adapun komponen yang dipakai dalam box penyediaan sumber energi listrik ini sebagai berikut : Tabel 3.1. Daftar Komponen No Nama Komponen Spesifikasi Jumlah 1 Aki 70 AH 2 2 Inverter 12V/220V W 3 Charger 15A/6V-12V 1 4 Timer 12V-48V Powel 3 5 Socket Timer 3 6 Lampu Indikator 4 7 Push Button 1

63 57 8 Saklar Togel 1 9 Volt meter DC 1 10 Ampere meter DC 1 11 Kabel NYAF 1.5 mm 2 21 m 12 Relay 1 13 Socket Relay 1 14 Terminal Block 15 Penjepit Buaya 4 pasang 16 Triplek 18 mm 1 unit 17 HPL 1 unit 18 Lem Fox Prima D 1 kaleng (1 kg) 19 Paku Panjang 4 cm 25 buah 20 Roda 4 buah 21 Gembok 2 22 Les kaca 12 m 23 Sekrup Panjang 2 cm 1 kotak 24 Lem kayu Daftar Peralatan yang Digunakan Dalam pembuatan box panel penyediaan sumber energi listrik menggunakan beberapa peralatan untuk proses rancangan dan pembuatan box panel. Berikut adalah tabel peralatan yang digunakan : Tabel 3.2. Daftar peralatan yang digunakan No Peralatan Jumlah 1 Gergaji 1 2 Bor listrik 1 3 Palu 1 4 Amplas kayu 1

64 58 5 Tang kombinasi 1 6 Tang potong 1 7 Obeng +/- 1 8 Test Pen 1 9 Multimeter 1 10 Pahat 1 11 Kikir 1 12 Gergaji besi 1 13 Pena 1 14 Meteran 1 15

65 Flow Chart Mulai Menggambar Rangkaian Kontrol dan Skema Diagram Menyiapkan Alat dan Bahan Membuat Box Pemasangan Komponen Merangkai Rangkaian Kontrol Pengecekan Rangkaian Penyelesaian Rangkaian Tidak Ya Tidak Pengujian beban Ya Selesai

66 60 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Tujuan Pengujian Pengujian dilakukan setelah alat selesai dibuat. Tujuan dilakukan pengujian adalah untuk melihat kerja dari alat. Jika alat tidak bekerja secara semestinya atau mengalami gangguan (trouble) saat diuji, maka dapat dilakukan perbaikan Pengujian Pengujian yaitu proses yang sistematik untuk menentukan pertimbangan atau keputusan yang bernilai mutu, serta bagian dari pengukuran yang dilanjutkaan dengan penilaian sehingga mendapatkan hasil dari pengujian pada alat yang dibuat supaya dapat disesuaikan dengan deskripsi kerja alat Rangkaian Pengujian Pengujian rangkaian dilakukan dengan rangkaian secara manual untuk menentukan waktu pengosongan pada masing-masing aki menggunakan alat ukur volmeter DC untuk mengukur nilai tegangan aki, ampermeter DC untuk mengukur arus aki, volmeter AC untuk mengukur nilai tegangan beban, dan lampu Philips sebagai beban yang digunakan untuk pengujian rangkaian. hal tersebut dapat dilihat pada gambar sebagai berikut: Gambar 4.1. Rangkaian untuk pengosongan aki 1 secara manual

67 61 Untuk rangkaian saat proses pengosongan pada aki 2 digunakan rangkaian yang sama pada gambar 40, hanya saja aki yang dipakai untuk proses pengosongan tersebut ditukar dengan menggunakan aki 2. Selanjutnya pada saat proses pengisian aki dilakukan dengan cara manual yang terdapat pada gambar dibawah ini. Gambar 4.2. Rangkaian untuk pengisian aki secara manual Untuk rangkaian saat proses pengisian pada aki 2 digunakan rangkaian yang sama pada gambar 41, hanya saja aki yang dipakai untuk proses pengisian tersebut ditukar dengan menggunakan aki Langkah pengujian Pada langkah pengujian ini penulis mempersiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan, seperti aki, charger, multimeter, stop watch, kabel secukupnya dan penjepit buaya satu pasang. Langkah selanjutnya yaitu merangkai rangkaian seperti pada gambar 40 untuk proses pengosongan dan gambar 41 untuk proses pengisian pada aki yang digunakan. Setelah merangkai rangkaian, baik itu saat proses pengosongan dan pengisian, dilakukan pengujian dengan cara menggunakan stopwatch untuk menentukan proses waktu pengosongan dan pengisian pada aki. Saat proses pengisian dan pengosongan aki berlangsung,

68 62 selanjutnya membuat tabulasi data untuk pengambilan data pada masing-masing aki, singga dapat dibandingkan saat proses pengisian dan pengosongan antara pemakaian aki 1 dengan aki 2 serta membuat gambar grafik supaya terlihat perbandingan saat pemakaian aki 1 dengan aki 2, baik disaat proses pengosongan maupun proses pengisian Percobaan Pengujian Pengosongan Aki Percobaan Pengujian Saat Pengosongan Menggunakan Aki 1. Saat melakukan percobaan pengosongan menggunakan aki 1, penulis menggunakan beban lampu philips sebagai beban pada saat percobaan dengan menggunakan daya lampu 78W, 60W, dan 45W. 1. Saat menggunakan beban lampu 78W, penulis menggunakan beban lampu Philips 45W, 15W, dan 13W dihubungkan secara parallel sehingga beban lampu yang dipakai secara keseluruhannya yaitu 78W. Data yang didpatkan saat menggunakan beban lampu 78W adalah sebagai berikut: Tabel 4.1. Beban yang dipakai 78 W (Lampu Philips) pemakaian aki 1 No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu ,2 6 Terang ,2 5,8 Terang ,5 5,8 Terang ,5 5,8 Terang ,2 5,8 Terang ,0 5,8 Terang

69 ,8 5,8 Agak redup ,5 5,8 Berkedip Keterangan : Jika beban lampu dalam keadaan berkedip disaat pengosongan aki selama 5 jam dengan memakai beban 78W, maka keadaan aki dapat dikatakan tinggal 20% dari kapasitas aki yang dipakai, keadaan seperti ini dapat dikatakan karena aki tidak dapat memberikan tegangan pada beban, dan aki segara diisi kembali, oleh karena itu disini kita dapat menentukan berapa lama waktu yang dipakai untuk settingan timer, saat pengujian, penulis memberikan settingan waktu pada timer 1 dan timer 2 yaitu 3,5 jam karena waktu T1 = waktu T2. Supaya pemakaian aki tidak dibawah 20%, penulis mensetting waktu pada timer satu dan timer dua 3,5 jam. Karena jika aki sering digunakan dibawah 20% maka aki yang kita pakai akan mudah rusak, karena hal tersebut akan mempercepat usia aki, untuk menanggulangi hal tersebut, pada saat pemakaian aki usahakan pemakain di atas 20% untuk proses pemakaian pada akinya. Setelah itu untuk menentukan waktu settingan timer 3, dapat ditentukan dengan cara menambahkan waktu settingan timer 1 dan 2, yaitu T3 = T1 + T2 sehingga settingan waktu pada timer 3 yaitu 7 jam. 2. Saat menggunakan beban lampu 60W, penulis menggunakan beban lampu Philips 45W dan 15W, yang dihubungkan secara parallel sehingga beban lampu yang dipakai secara keseluruhannya yaitu 60W. Data yang didpatkan saat menggunakan beban lampu 60W adalah sebagai berikut:

70 64 Tabel 4.2. Beban yang dipakai 60 W (Lampu Philips) pemakaian aki 1 No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu Terang Terang Terang Terang Terang Terang Agak redup Berkedip Keterangan : Pada saat memakai beban lampu 60W, aki dapat bertahan selama 6 jam 20 menit, maka yang terjadi pada beban lampu disaat titik maksimal pengosongan aki akan berkedip-kedip, ini menandakan bahwa aki segera diisi ulang, sehingga aki dapat digunakan lagi. Oleh karena itu untuk beban 60W pada settingan timer 1 dan 2 untuk alat penyedian sumber energi listrik menggunakan dua buah aki ini adalah masih sama settingan waktunya dengan beban 78W tadi, yaitu 3.5 jam, karena perbedaan saat beban lampu 60W dengan beban lampu 78W tadi hanya 1 jam 20 menit, hal tersebut ditentukan waktu settingan pada timer satu dan timer duanya supaya aki yang dipakai untuk percobaan selanjutnya bisa digunakan sehingga pemakaiannya tidak di bawah 20%, dan untuk meriset rangkaian kontrol secara keseluruhan pada timer 3 tetap sama yaitu 7 jam. karena perbedaan waktu menggunakan beban 78W dengan 60W ini hanya 1 jam, oleh

71 65 karena itu penulis menggunakan settingan timer 3 sama dengan menggunakan beban lampu 78W yaitu 7 jam, supaya aki yang dipakai tidak mengalami pengosongan di bawah 20%. 3. Saat menggunakan beban lampu 45W, penulis menggunakan beban lampu Philips 45W. Data yang didpatkan saat menggunakan beban lampu 45W adalah sebagai berikut: Tabel 4.3. Beban yang dipakai 45 W (Lampu Philips) pemakaian aki 1 No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu Terang Terang Terang Terang Terang Terang Agak redup Berkedip Keterangan : Saat memakai beban lampu 45W, pada aki lumayan tahan lama yaitu selama 9 jam 15 menit, karena beban yang dipakai tidak terlalu besar, oleh karena itu untuk settingan waktu pada timer 1 dan 2 pada alat penyediaan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki untuk posko kebencanaan ini bisa mencapai 5 atau 6 jam, karena pengosongan maksimal pada aki hingga 20% yaitu mencapai 9 jam. Penulis melakukan settingan waktu pada timer 5 atau 6 jam, supaya aki yang

72 66 dipakai tidak mengalami pengosongan hingga pencapaiannya di bawah 0%. Oleh karena itu settingan waktu pada timer 3 yaitu mencapai 10 atau 12 jam untuk meriset ulang rangkai kontrolnya sehingga rangkaian akan bekerja kembali seperti semula secara otomatis. Jika dibandingkan dengan rumus yang digunakan pada Bab I yaitu : Dimana I : kuat arus (A) P V : daya (W) : tegangan (V) 1. Beban yang digunakan 78 W dan aki yang digunakan 12V / 70 AH, maka : Untuk perhitungan pada saat memakai beban lampu 60W dan 45W menggunakan rumus yang sama dengan pemakaian beban 78W tadi, oleh karena itu untuk hasil pengukuran saat beban 60W yaitu 14 jam, dan saat menggunakan beban 45W hasil pengukurannya yaitu 18,66 jam.

73 67 Maka perbandingan perhitungan dengan data pengujian lama waktu pengosongan aki dapat kita lihat sebagai berikut: 1. Saat menggunakan beban 78W, disaat pengujian ketahanan aki hanya mencapai 5 jam sedangkan pada perhitungannya yaitu jam. 2. Saat menggunakan beban 60W, dan disaat pengujian ketahanan aki hanya mencapai 6 jam 20 menit sedangkan pada perhitungannya yaitu 14 jam. 3. Saat menggunakan beban 45W, dan disaat pengujian ketahanan aki hanya mencapai 9 jam 15 menit sedangkan pada perhitungannya yaitu jam. Pada data di atas saat pengujian dan perhitungan waktu aki,waktu yang didapatkan dari pengujian mencapai dua kali lipat lebih cepat dibandingkan dengan waktu perhitungan,hal tersebut disebabkan oleh, aki yang digunakan saat pengujian alat penyediaan sumber energi menggunakan dua buah aki utntuk pengosongan aki dalam keadaan kurang bagus. sehingga perbandingan antara pengujian dan perhitungan mencapai kesamaan waktu pengosongannya ini sangat jauh rentangannya. Hal tersebut terjadi karena aki yang dipakai saat pengujian tidak cukup bagus (suak), karena pada aki tidak menyimpan tegangan lagi. Jadi solusinya adalah menukar aki dengan aki yang bagus sehingga pada pemakaian beban yang lebih banyak akan lebih tahan lama. Jika hal tersebut terjadi, maka settingan waktu timer 1 dan 2 pada alat tersebut lebih dipercepat supaya penerangan pada posko kebencanaan tidak terganggu sehingga sumber yang digunakan pada aki pertama akan digantikan

74 68 oleh sumber aki yang kedua. Selanjutnya untuk settingan reset pada T3 yaitu dua kali lipat settingan timer 1 atau timer Percobaan Pengujian Terhadap Pengosongan Menggunakan Aki 2. Saat melakukan percobaan pengosongan menggunakan sumber aki 2, penulis menggunakan beban lampu philips yang sama seperti penggunaan beban saat pemakaian aki 1 yaitu 78W, 60W, dan 45W. Untuk pemakaian beban yang sama pada saat percobaan menggunakan beban 78W untuk pemakaian aki 2, sama halnya seperti pemakaian sumber aki 1 tadi yaitu menggunakan lampu Philips 45W, 15W, dan 13W yang dihubungkan secara parallel sehingga beban lampu yang dipakai secara keseluruhannya yaitu 78W, begitu juga pada beban 60W menggunakan lampu Philips 45W dan 15W, yang dihubungkan secara parallel sehingga beban lampu yang dipakai secara keseluruhannya yaitu 60W, dan pada beban 45W penulis juga menggunakan lampu Philips 45W, sehingga pada masing-masing beban dengan mengunakan sumber aki 2 mendapatkan data sebagai berikut: Tabel 4.4. Beban yang dipakai 78 W (Lampu Philips) menggunakan aki 2. No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu ,2 6 Terang ,8 5,8 Terang ,5 5,8 Terang ,0 5,8 Agak Redup ,8 5,8 Redup

75 69 Tabel 4.5. Beban yang dipakai 60 W (Lampu Philips) menggunakan aki 2. No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu ,2 4 Terang ,8 4 Terang ,5 4 Terang ,0 4 Terang ,8 4 Redup Tabel 4.6. Beban yang dipakai 45 W (Lampu Philips) menggunakan aki 2. No Waktu pengosongan (menit) Tegangan beban (V AC) Tegangan aki (V DC) Arus Aki (A) Keterangan lampu ,6 2 Terang ,2 2 Terang ,8 2 Terang ,2 2 Terang ,8 2 Redup Pada data-data yang didapatkan seperti tabel 6, tabel 7 dan tabel 8 pada saat pengosongan menggunakan aki 2, terdapat sangat jauh perbedaannya, hal ini disebabkan aki yang digunakan pada aki 2 dalam keadaan kurang bagus dibandingkan dengan sumber aki 1 sebelumny, untuk itu solusinya yang harus dilakukan adalah menukar aki 2 ini dengan aki yang baru, sehingga pada saat

76 Tegangan Aki DC Tegangan Aki DC 70 pemakaian isntalasi listrik di Posko Kebencanaan, tidak mengalami gangguan saat alat sedang bekerja. Dibawah ini terdapat perbandingan grafik saat pengosongan menggunakan beban lampu Philips 78W, 60W, dan 45W dengan sumber aki yang berbeda. Penggunaan Beban Lampu Philips 78W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda 11, ,5 10 9,5 9 8, Waktu Pengosongan Sumber Tegangan Aki 1 Sumber Tegangan Aki 2 Gambar 4.3. Penggunaan Beban Lampu Philips 78W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda Penggunaan Beban Lampu Philips 60W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda 11, ,5 10 9,5 9 8, Waktu Pengosongan Aki Sumber Tegangan Aki 1 Sumber Tegangan Aki 2 Gambar 4.4. Penggunaan Beban Lampu Philips 60W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda

77 Tegangan Aki DC 71 Penggunaan Beban Lampu Philips 45W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda Waktu Pengosongan Smber Tegangan Aki 1 Sumber Tegangan Aki 2 Gambar 4.5. Penggunaan Beban Lampu Philips 45W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda 4.6. Percobaan Pengujian Pengisian Aki Percobaan Pengujian Saat Pengisian Aki 1. Pada saat pengisian aki untuk menentukan settingan waktu pada timer pengisian aki yaitu pada timer 2, penulis melakukan pengisian aki secara manual terlebih dahulu, sehingga penulis dapat menentukan settingan waktu timer 2 atau T2 pada alat penyediaan sumber energi listrik menggunakan dua buah aki di posko kebencanaan tersebut. Pengisian secara manual ini penulis menggunakan sumber PLN untuk charger akinya seperti pada gambar 41, sehingga saat melakukan pengisian secara manual, penulis mendapatkan data dari pengujian tersebut, namun pada alat penyediaan sumber energi listrik ini untuk proses pengisian pada aki, settingan waktu timer ditentukan sesuai dengan daya beban yang dipakai, karena disaat pemakaian beban yang berbeda, settingan waktu pada timer 1 dan 2 juga berbeda, maksudnya apabila beban yang dipakai banyak, maka settingan waktu pada timer 1 dan 2 lebih cepat, dan apabila beban yang dipakai

78 72 sedikit maka settingan waktu timer 1 dan 2lama. oleh karena itu untuk menentukan waktu pengisian aki, harus ditentukan terlebih dahulu berapa lama waktu yang dipakai saat proses pengosongan dengan menggunakan beban yang telah ditentukan. Karena pada settingan waktu timer 1 dan 2 waktunya harus sama, sehingga saat proses pengosongan sumber aki berukar secara otomatis dan pengisian pada aki juga akan bertukar secara otomatis. Saat pengisian secara manual, penulis mendapatkan data sebagai berikut. Tabel 4.7. Pengisian Aki 1 No Waktu pengisian (menit) Tegangan Arus pengisian aki (A) pengisian (VDC) (1 jam) (1 jam 30 menit) (2 jam 15 menit) (2 jam 40 menit) (3 jam 15 menit) (4 jam) (5 jam) (6 jam) Keterangan: Dari data yang didapatkan seperti pada tabel 6, hal ini menunjukkan bahwa, arus normal saat pengisian aki adalah 5.0 A maka aki dapat dikatakan telah terisi, namun untuk pengecekan aki telah terisi atau tidak, penulis melakukan

79 73 pengosongan ulang pada aki, jika waktu pengosongan aki sama dengan pengosongan sebelumnya, maka aki dapat dikatakan terisi selama 6 jam. Dan apabila saat pengosongan hasilnya berbeda dengan pengosongan sebelumnya, yaitu saat pengosongan ulang pemakaian sumber akiwaktunya lebih cepat dari sebelumnya, maka aki dapat dikatakan tidak menyimpan tegangan lagi atau aki yang dipakai telah rusak. Untuk menanggulangi hal tersebut, usahakan dalam pemakaian aki kurangilah pemakaian di bawah 20% karena hal ini dapat mempercepat usia aki. Jika proses pengisian aki dari data yang didapatkan pada tabel menggunakan rumus yang ada pada bab 1 yaitu ( ) ( ) ( ) Maka waktu pengisian aki dapat ditentukan sebagai berikut: Diketahui : Kapasitas aki yang terpakai adalah 80% (tersisa 20%) Besar arus pengisian adalah 7 A Ditanya : Waktu pengisian? Jawab Tingkat kehilangan muatan AH = aki yang digunakan kapasitas aki yang terpakai = 70 80% = 56 AH ( )

80 tegangan Pengisian 74 Jadi pada perhitungan di atas dapat dilihat bahwa saat pemakaian kapasitas aki 80% untuk mengisi aki hingga penuh maka diperlukan waktu 12 jam. Untuk itu pada alat penyediaan sumber energi listrik menggunakan 2 buah aki ini saat proses pertukaran sumbernya menggunakan waktu yang telah diperkirakan supaya sumber aki yang dipakai tidak cepat habis. Dan aki yang telah terpakai sebelumnya akan disi dengan aki yang sedang digunakan. Dibawah ini terdapat grafik tegangan dan arus pada pengisian aki 1 1. Tegangan pengisian aki terhadap waktu pengisian aki Tegangan Pengisian Waktu Pengisian Tegangan Pengisian Gambar 4.6. Tegangan terhadap pengisian aki

81 Arus Pengisian (A) Arus pengisian aki terhadap waktu pengisian aki Arus Pengisian Aki (A) Waktu Pengisian aki Arus Pengisian Aki (A) Gambar 4.7. Arus charger terhadap pengisian aki Percobaan Pengujian Saat Pengisian Aki 2. Saat proses pengisian pada aki 2, langkah dan waktu pengisiannya sama serta data yang didapatkan saat pengujian sama seperti pada tabel 9, hanya saja pada aki 2 yang kami pakai tidak begitu bagus saat proses pengosongannya karena pada saat pemakaian waktu maksimumnya selama 2 jam 21 menit itu pun pada saat menggunakan beban lampu 45W.

82 76 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. KESIMPULAN Setelah selesai melaksanakan pekerjaan selama pembuatan dan pengujian alat, penulis mendapatkan beberapa kesimpulan dan saran yaitu sebagai berikut: 1. Saat proses pengosongan aki dapat dikatakan bahwa semakin besar beban yang dipakai maka proses pengosongan akan semakin cepat pula, sehingga pada tegangan aki saat proses pengosongan juga akan mengalami penurunan, jika tegangan aki menunjukkan jarum ukurnya di bawah angka 10 VDC maka aki membutuhkan pengisian ulang. 2. Sedangkan saat proses pengosongan aki menggunakan beban yang kecil maka proses pengosongan pada aki akan lambat saat bekerja, sehingga pemakaian aki akan berlangsung lama. 3. Pada saat proses pengosongan aki tegangan yang terukur di voltmeter DC menunjukkan jarum pada angka 11 menandakan bahwa, aki yang dipakai dapat digunakan sebagai sumber alat energi listrik. 4. Pada alat yang telah dibuat terdapat charger untuk proses pengisian aki, pada charger ini saat pengisian arus awalnya menunjukkan angka 6 sampai 7 A, namun apabila arus charger telah berkurang hingga 5A maka pada arus aki dapat dikatakan stabil untuk arus pengisiannya, karena saat pengisian hingga batas waktu yang maksimal, arus charger akan tetap menunjukkan pada angka 5A.

83 SARAN Adapun saran yang akan disampaikan oleh penulis untuk pembaca, karena saat pembuatan alat harus ada yang diperhatikan untuk kesalamatan kerja, oleh karena itu penulis menyarankan bahwa: 1. Untuk pemkaian aki usahakan dalam pemakaiannya kurangilah pemakaian di bawah 20% karena hal ini dapat mempercepat usia aki. 2. Usahakan pada settingan waktu untuk alat yang telah kami buat antara pengaturan waktu pengisian dan pengosongan pada timer harus sama. 3. Untuk perkembangan pada alat ini yaitu ditambahkan panel surya pada penutup box, sehingga saat box dibuka, panel surya akan menerima panasnya cahaya matahari, sehingga panel surya dapat sebagai sumber energi listrik pengganti aki, dan aki bisa diisi oleh energi panel surya saat energi aki kosong, energi listrik yang ada pada panel surya bisa langsung digunakan.

84 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 1.1. Skema Sumber Energi Menggunakan 2 Buah Aki...3 Gambar 2.1. Aki...8 Gambar 2.2. Proses Pengosongan Discharge...9 Gambar 2.3. Pengisian Aki Charge...10 Gambar 2.4. Grafik hubungan berat jenis dengan kapasitas aki...11 Gambar 2.5. Aki dengan konstruksi pocket plate...15 Gambar 2.6. Konstruksi elektrode tipe pocket plate dalam 1 rangkaian...16 Gambar 2.7. Sintered plate electrode...17 Gambar 2.8. Fibre nickel cadmium electrode...19 Gambar 2.9. Bagian-bagian Aki...20 Gambar Bentuk sederhana sel Aki...21 Gambar Hubungan Aki secara seri...25 Gambar Hubungan Aki secara paralel...26 Gambar Hubungan aki secara seri paralel...27 Gambar Hubungan Aki secara seri paralel...27 Gambar Prinsip converter atau charger atau rectifier...33 Gambar Rangkaian Inverter Sederhana...34 Gambar prinsip kerja inverter...35 Gambar TDR (Timer Delay Relay)...36 Gambar Kabel NYA...38 Gambar Kabel NYM...38 Gambar Kabel NYY...39 viii

85 Gambar Kabel NYAF...40 Gambar Kabel NYFGbY...40 Gambar Kabel NYCY...41 Gambar Kabel ACSR...41 Gambar Kabel ACAR...42 Gambar Kabel NYMHYO...42 Gambar Kabel NYMHY/NYYHY...43 Gambar Push Button...43 Gambar Prinsip Kerja Push Button Switch...44 Gambar Saklar...45 Gambar Prinsip Kerja Saklar...46 Gambar 3.1. Skema diagram sumber energi listrik menggunakan dua buah aki 48 Gambar 3.2. Ukuran panel Box posko kebencanaan...52 Gambar 3.3. Cover depan box...52 Gambar 3.4. Isi dalam box...53 Gambar 3.5. Rangkaian kontrol Gambar 3.6. Rangkaian skema diagram...56 Gambar 4.1. Rangkaian untuk pengosongan aki 1 secara manual...60 Gambar 4.2. Rangkaian untuk pengisian aki secara manual...61 Gambar 4.3. Penggunaan Beban Lampu Philips 78W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda...70 Gambar 4.4. Penggunaan Beban Lampu Philips 60W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda...70 ix

86 Gambar 4.5. Penggunaan Beban Lampu Philips 45W Dengan Sumber Aki Yang Berbeda...71 Gambar 4.6. Tegangan terhadap pengisian aki...74 Gambar 4.7. Arus charger terhadap pengisian aki...75 x

87 DAFTAR ISI Hal KATA PENGANTAR.....iii DAFTAR ISI......v DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL.....ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Manfaat Sistematika Penulisan...6 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Pengertian Aki Prinsip Kerja Aki Pengosongan Aki Pengisian Aki Jenis-JenisAki Konstruksi Aki Bagian-Bagian Utama Aki Instalasi Sel Aki Terminal dan Penghubung Aki v

88 Ukuran Kabel Rangkaian Aki Ventilasi Ruangan Aki Kode Aki Charger Prinsip Kerja Charger Inverter Prinsip Kerja Inverter TDR (Time Delay Relay) Kabel Jenis-Jenis Kabel Listrik Push Button Saklar Prinsip Kerja Saklar...45 BAB III METODOLOGI DAN PENYELESAIAN 3.1 Deskripsi Kerja Alat Konsep Dasar Alat Perancangan Alat Gambar Rangkaian Kontrol dan Skema Diagram Daftar Komponen dan Peralatan Yang Digunakan Daftar Komponen Daftar Peralatan Yang Digunakan Flow Chart...59 vi

89 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tujuan Pengujian Pengujian Rangkaian Pengujian Langkah Pengujian Percobaan Pengujian Pengosongan Aki Percobaan Pengujian Saat Pengosongan Menggunakan Aki Percobaan Pengujian Terhadap Pengosongan Menggunakan Aki Percobaan Pengujian Pengisian Aki Percobaan Pengujian Saat Pengisian Aki Percobaan Pengujian Saat Pengisian Aki BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran...77 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

90 DAFTAR PUSTAKA [1] Aimyaya Akibat dan Dampak Negatif Banjir Yang Utama, (online), ( diakses 19 Juni 2016). [2] Andri Helly Juli. Rancang Bangun System Battery Charging Automatic.Skripsi hal 1. [3] Anjani Nasrah Oktober. Accumulator/ACCU (AKI). Makalah Tentang Akumulator/AKI. [4] Badan Nasional Penanggulangan Bencana Data dan Informasi Bencana, (online), ( diakses 19 Juni 2016). [5] Badan Penanggulangan Bencana Daerah Definis Bencana, (Online), ( diakses 18 Juni 2016) [6] Marga Mengingat Kembali Kode Aki/Battery/Accumulator (Mobil- Motor), (Online), ( diakses 19 November 2012) [7] Purnawan, Y Bencana Alam dan Antisipasinya, (Online), ( diakses 18 Juni 2016). [8] Shiddiq, T Curah Hujan Ekstrim, Ini Penjelasan BMKG, (online), ( diakses 19 Juni 2016). [9] Suriansyah, Bambang November. Catu Daya Cadangan Berkapasitas 100 Ah/12v Untuk Laboratorium Otomasi Industri Poliban, Jurnal INTEKNA No 2 :

91 DAFTAR TABEL Hal Tabel 3.1. Daftar Komponen...56 Tabel 3.2. Daftar Peralatan...57 Tabel 4.1. Beban yang dipakai 78 W (Lampu Philips) pemakaian aki Tabel 4.2. Beban yang dipakai 60 W (Lampu Philips) pemakaian aki Tabel 4.3. Beban yang dipakai 45 W (Lampu Philips) pemakaian aki Tabel 4.4. Beban yang dipakai 78 W (Lampu Philips) menggunakan aki Tabel 4.5. Beban yang dipakai 60 W (Lampu Philips) menggunakan aki Tabel 4.6. Beban yang dipakai 45 W (Lampu Philips) menggunakan aki Tabel 4.7. Pengisian Aki xi

92 LAMPIRAN Berikut dibawah ini merupakan gambar alat yang kami buat yaitu: Gambar Pembuatan Box Gambar Pemasangan HPL triplek

93 Gambar Proses melubangi triplek untuk pemasangan komponen Gambar Tampilan depan alat Penyediaan Sumber Energi Listrik Menggunakan 2 Buah Aki yang telah selesai dibuat

94 Gambar Pengujian Alat Menggunakan Beban Nate Book Gambar Tampilan Isi dalam Box Panel dilihat dari atas

95 Gambar Tampilan Isi dalam Box Panel dilihat dari atas sebelah kanan Gambar Tampilan Isi dalam Box Panel dilihat dari atas sebelah kiri

96 Gambar Pengujian alat Gambar pengujian alat