PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

Transkripsi

1 SISTEM PENGISIAN BATERAI DENGAN METODA HYBRID PADA MOBIL LISTRIK BATTERY CHARGING SYSTEM WITH HYBRID METHOD ON ELECTRIC CAR Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Oleh : Muhammad Adiaturahman PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Mobil listriksaat ini menjadi pembicaraan di dunia otomotif. Kendaraan ini membutuhkan pengisian baterai, dan pengisian baterai memerlukan tegangan jala-jala PLN sebagai sumber tegangan yang tentunya akan memakan waktu banyak. Pada proyek akhir kali ini akan digunakan metode pengisian baterai metoda hybrid yaitu dengan dua sumber tegangan yang berasal dari tegangan jala-jala PLN dan tegangan dari motor generator. Tentu dengan memikirkan juga untuk menjaga keawetan baterai dengan mengisi sesuai spesifikasi dari datasheet yaitu tegangan pengisian 13,6-13,8Volt untuk baterai 12Volt yang digunakan pada proyek akhir ini dengan arus pengisian mencapai 10-15% dari kapasitas baterai. Kata kunci : baterai, auto charge, manual charge, tegangan, generator

4 ABSTRACT Nowadays, electric cars become a hot topic in automotive industries. This vehicle needs to charge the battery. In charging the battery, electric cars needs PLN grid voltage as their source voltage and it takes a lot of time. In this project, the method that is used is hybrid method which is using two voltage sources that is come from the PLN grid voltage and also the voltage from motor generator. In order to keep the durability of the battery itself, the process of charging the battery is follow the specification from datasheet that is the charging voltage 13,6 13,8 Volt for 12 Volt battery that is used in this project with the current charging reached % of the battery capacity. Keywords: battery, auto charge, manual charge, voltage, generator

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telahmemberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikanlaporan proyek akhir ini. Laporan proyek akhir ini dibuat untuk memenuhisalah satu syarat menyelesaikan pendidikan diploma III di Program StudiTeknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung. Penyelesaian proyek akhir ini tidak terlepas dari peranan dan bantuan dari berbagai pihak, oleh karenanya itu penulis ucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Hari Purnama, M.Eng selaku ketua Jurusan Teknik Elektro 2. Ibu Ervin Masita Dewi, S.T., M.T. selaku ketua Program StudiTeknik Elektronika. 3. Bapak Drs. Suyanto, S.T. sebagai pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan semangat kepada penulisdalam menyelesaikan proyek akhir ini. 4. Bapak Drs. Trisno Yuwono Putro, S.T.,M.Eng sebagai pembimbing II yangtelah membimbing dan memberikan semangat kepada penulis dalammenyelesaikan proyek akhir ini. 5. Bapak Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc selaku koordinator Proyek Akhiryang terus memberi semangat kepada kami agar dapat menyelesaikanproyek Akhir ini dengan baik dan tepat waktu. 6. Seluruh Staf Dosen Program Studi Teknik Elektonika yang selama initelah memberikan ilmu pengetahuan dan keterampilan kepada penulis. 7. Seluruh Staf teknisi laboratorium yang selalu sabar melayani danmembantu penulis. 8. Rekan-rekan Teknik Elektronika, khususnya angkatan 2009 kelas 3B dan angkatan 2009 pada umumnya yang selalu memberikan bantuandan dorongan kepada penulis. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis selama pembuatan proyekakhir ini. Semoga amal baiknya mendapat imbalan yang berlipat gandadari Allah SWT.

6 Penulis berharap semoga laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat,khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca.penulis menyadari bahwa laporan yang dibuat ini masih jauh darikesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran menjadi hal yang sangatdiharapkan penulis. Bandung, Juni 2012 Penulis

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Perumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Saklar Mikrokontroler Mikrokontroler ATMega Diagram Blok ATMega Arsitektur ATMega LCD Konfigurasi LCD Relay Motor DC Generator DC Konstruksi Generator DC Prinsip Kerja Generator DC Jangkar Generator DC Reaksi Jangkar Penyearah Penyearah Setengah Gelombang Penyearah Gelombang Penuh... 20

8 2.8 Pengatur Tegangan Line regulation Load Regulation Dasar Pengatur Tegangan Seri Dasar Pengatur Tegangan Paralel Pengatur Tegangan IC 78 XX Baterai Baterai Lead-acid Prinsip Kerja Baterai Tingkat Efisiensi BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Tujuan Perancangan Langkah-Langkah Perancangan Fungsi Alat Spesifikasi Alat Diagram Blok Sistem Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Rangkaian Switch Rangkaian Sistem Minimum Rangkaian Driver LCD Rangkaian Relay Rangkaian Regulator Zener 15V Rangkaian Pengisian Baterai untuk Auto Charge Rangkaian Penyearah 2 Dioda Rangkaian Pengisian Baterai untuk Manual Charge Rangkaian Indikator baterai Rangkaian Regulator 5V dan 12V Perancangan Rangkaian Keseluruhan Perancangan Perangkat Lunak (Software) Diagram Alir Perancang Mekanik Chasing... 41

9 3.8.2 Box Kecil Penyangga Generator Realisasi Alat Realisasi Perangkat Keras Realisai Perangkat Lunak BAB IV PENGUIAN DAN ANALISA 4.1 Tujuan Pengujian dan Analisa Pengujian, Analisa Rangkaian dan Komponen Pengujian Switch Pengujian Mikrokontroler Pengujian Driver LCD Pengujian Relay Pengujian Motor DC Pengujian Generator Pengujian Rangkaian Regulator 15V Pengujian Rangkaian Auto Charge Pengujian Rangkaian Manual Charge Pengujian Rangkaian Indikator Baterai Pengujian Sistem Pengujian Sistem Manual Charge Pengujian Sistem Auto Charge BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... 66

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Blok ATMega Gambar 2.2Arsitektur ATmega Gambar 2.3Konfigurasi LCD Gambar 2.4 Tampilan Relay Gambar 2.5Konstruksi Relay Gambar 2.6Penentuan Arah Gaya Pada Kawat Berarus Listrik Dalam Medan Magnet Gambar 2.7 Konstruksi Generator DC Gambar 2.8 Pembangkitan Tegangan Induksi Gambar 2.9 Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan Komutator Gambar 2.10 Jangkar Generator DC Gambar 2.11 Medan Eksitasi Generator DC Gambar 2.12 Medan Jangkar dari Generator DC (a) dan reaksi Jangkar (b) Gambar 2.13 Generator dengan Kutub Bantu (a) dan Generator Kutub Utama, Kutub Bantu, Belitan Kompensasi (b) Gambar 2.14 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Gambar 2.15Sinyal KeluaranPenyearah Setengah Gelombang Gambar 2.16Rangkaian Penyearah 4dioda Gambar 2.17 Sinyal Keluaran Penyearah Gelombang Penuh 4 dioda Gambar 2.18 Rangkaian Penyearah 2 dioda Gambar 2.19 Sinyal Keluaran Penyearah Gelombang Penuh 2 Dioda Gambar 2.20Line Regulation Gambar 2.21 Load Regulation Gambar 2.22Diagram Blok Pengatur Tegangan Seri Gambar 2.23Rangkaian Dasar Pengatur Tegangan Seri Gambar 2.24 Diagram Blok Pengatur Tegangan Paralel Gambar 2.25 Rangkaian Dasar Regulator 78XX Gambar 2.26 Proses Pengosongan (Discharge) Gambar 2.27 Proses Pengisian (Charge) Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem... 33

11 Gambar 3.2 Rangkaian Switch Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Minimum Gambar 3.4 Rangkaian Driver LCD Gambar 3.5 Rangkaian Relay Gambar 3.6 Rangkaian Regulator Zener 15V Gambar 3.7 Rangkaian Pengisian Baterai auto charge Gambar 3.8 Rangkaian Penyearah 2 dioda Gambar 3.9 Rangkaian Pengisian Baterai manual charge Gambar 3.10 Rangkaian Indikator Baterai Gambar 3.11 Rangkaian Regulator 5V dan 12V Gambar 3.12Diagram Alir Status Mode Gambar 3.13Diagram Alir Status Baterai Gambar 3.14 Chasing Gambar 3.15 Box Kecil Gambar 3.16 Penyangga Generator Gambar 4.1 Hasil Pengujian LCD Gambar 4.2Tampilan Simulator Indikator Baterai... 61

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis, Simbol, dan Contoh Bentuk Saklar... 5 Tabel 4.1 Alat dan Komponen Pengujian Switch Tabel 4.2 Hasil Pengujian Switch Tabel 4.3 Alat dan Komponen Pengujian Mikrokontroler Tabel 4.4 Pengujian Port A Tabel 4.5 Pengujian Port B Tabel 4.6 Pengujian Port C Tabel 4.7 Pengujian Port D Tabel 4.8 Alat dan Komponen Pengujian Driver LCD Tabel 4.9 Alat dan Komponen Pengujian Rangkaian Relay Tabel 4.10 Hasil Pengujian Relay Tabel 4.11 Alat adn Komponen Pengujian Motor DC Tabel 4.12 Data Pengujian Kecepatan Motor DC Tanpa Beban Tabel 4.13 Data Pengujian Kecepatan Motor DC dengan beban Generator Tabel 4.14 Data Pengujian Pembebanan Arus Motor DC Tabel 4.15 Alat dan Komponen Pengujian Generator Tabel 4.16 Data Pengujian 1 Generator Tabel 4.17 Data Pengujian 2 Generator Tabel 4.18 Alat dan Komponen Pengujian Regulator 15V Tabel 4.19 Hasil Pengujian Regulator 15V Tabel 4.20 Daftar Komponen Rangkaian Auto Charge dan alat pengujiannya Tabel 4.21 Hasil Pengujian Rangkaian Auto Charge Tabel 4.22 Daftar Komponen Rangkaian Manual Charge dan Alat Pengujiannya Tabel 4.23 Hasil Pengujian Rangkaian Manual Charge Tabel 4.24 Daftar Komponen Rangkaian Indikator Baterai Tabel 4.25 Data Hasil Pengujian Indikator Baterai Tabel 4.26 Data Indikator Baterai menggunakan Simulator Tabel 4.27 Data Pengujian Lamanya Pengisian Baterai Menggunakan Sistem Pengisian Manual Charge... 62

13 Tabel 4.28 Hasil Pengujian 1 Sistem Auto Charge Tabel 4.29 Hasil Pengujian 2 Sistem Auto Charge... 64

14 DAFTAR PUSTAKA Aji, Anugrah Krisna Teknologi Hybrid. [diunduh dari Anonim. Konsep Dasar Penyearah Gelombang.[diunduh dari Anonim. Mobil Listrik.[diunduh darihttp://id.wikipedia.org/wiki/mobil_listrik.30juni2012] Anonim. Penyearah.[diunduh dari Anonim. Teknologi Hybrid.[diunduh dari Ariyanto,Bangun Macam-macam Baterai Karakteristik dan Perawatannya. [diunduh dari Aslimeri. Teknik Transmisi Tenaga Listrik.Departemen Pendidikan Nasional.Jakarta Tingkat-Efisiensi - shandy ikara.30juni2012] Indrawan. Baterai. [diunduh dari Utomo, Ary Voltage Regulator.[diunduh dari Ikara, Sandi. Tingkat Efisiensi. [diunduh dari