SIMULATOR PENGISIAN AKUMULATOR DENGAN MENGGUNAKAN ALTERNATOR MOBIL 12VDC/60A. Oleh: FAJAR MUHAMAD RAMDAN

Transkripsi

1 SIMULATOR PENGISIAN AKUMULATOR DENGAN MENGGUNAKAN ALTERNATOR MOBIL 12VDC/60A ACCUMULATOR CHARGING SIMULATOR USING 12VDC/60A CAR ALTERNATOR PROYEK AKHIR Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Oleh: FAJAR MUHAMAD RAMDAN POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Untuk peralatan listrik yang memerlukan tegangan 12VDC dapat menggunakan Akumulator 12VDC sebagai sumber listrik. Pemakaian energi listrik secara terusmenerus dengan menggunakan Akumulator membuat kapasitas listrik Akumulator menjadi berkurang, bahkan habis. Agar kapasitas Listrik dari Akumulator kembali penuh, maka diperlukan proses pengisian, seingga Akumulator dapat digunakan kembali. Metode pengisian Akumulator dengan Alternator Mobil termasuk kedalam metode constant voltage charge karena pada saat putaran rotor konstan, maka tegangan yang dihasilkan Alternator menjadi konstan. Constant voltage charge merupakan bagian dari metode normal charge. Sistem pengisian Akumulator yang direalisasikan menggunakan Alternator Mobil 12VDC/60A, dan Voltage Regulator jenis elektro mekanik 12VDC. Tegangan keluaran yang dihasilkan oleh Alternator Mobil di regulasi oleh Voltage Regulator pada saat mencapai 13,5VDC 14,7VDC. Hasil pengujian menunjukan, Alternator dapat mengisi Akumulator pada putaran rotor antara 800 rpm rpm dengan tegangan keluaran yang dihasilkan Alternator antara 12,5VDC 14VDC dan arus pengisian antara 3A 6A. Kata Kunci: Alternator Mobil, Voltage Regulator Electro Mechanic, Akumulator.

4 ABSTRACT Electrical devices which require voltage of 12 DC Volt may use a 12 DC Volt Accumulator as an electric source. However, the continuous usage of the Accumulator can reduce its electric capacity. Therefore, to make the electric capacity in an Accumulator become fully loaded and able to used again, the charging process is required. The Accumulator charging using car Alternator included in the constant voltage charge method. It is because when the rotor rotation is constant, the output is constant as well. In addition, constant voltage charge is one of the normal charge methods. The applied Accumulator charging systems are 12 DC Volt/ 60 using a car Alternator and 12 DC Volt electro mechanics type of Voltage Regulator. The testing result shows that the Alternator can fill the Accumulator in 800 RPM to 2000 RPM rotor rotation with the output voltage between 12,5 DC Volt to 14 DC Volt and charging current between 3A to 6 A Keywords: Car Alternator, Voltage Regulator Electro Mechanic, Accumulator

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul Simulator Pengisian Akumulator dengan menggunakan Alternator 12VDC/60A, yang merupakan salah satu syarat kelulusan pendidikan Diploma III, Program Studi Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung. Dalam rangkaian terciptanya laporan proyek akhir ini banyak hal yang penulis rasakan, baik itu suka maupun duka. Banyak pula dorongan dan bantuan yang diberikan kepada penulis. Oleh karena itu, penulis menyadari sepenuhnya bahwa tanpa adanya bimbingan, dukungan, dan inspirasi dari berbagai pihak, maka laporan proyek akhir ini tidak dapat diselesaikan sesuai dengan harapan penulis. Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Hari Purnama, Ir., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 2. Bapak Sunarto, ST., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung. 3. Bapak Siswoyo, Drs., Ir,. MSIE selaku dosen pembimbing utama yang telah senantiasa membimbing, memberi ilmu, arahan, dan wejangan kepada penulis. 4. Bapak Dedi Nono Suharno, Ir., MT. selaku dosen pembimbing pendamping yang telah memberikan arahan dan masukan kepada penulis. 5. Bapak Sarjono Wahyu J, ST., M.Eng. selaku ketua penguji utama yang telah senantiasa menguji penulis. 6. Bapak Sofian Yahya, Drs., SST., MT. selaku anggota penguji yang telah senantiasa menguji penulis. 7. Bapak Yusuf Sofyan, ST, MT. selaku anggota penguji yang telah senantiasa menguji penulis.

6 8. Seluruh Teknisi bengkel dan laboratorium Teknik Listrik yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan selama pengerjaan Proyek Akhir ini. 9. Serta semua pihak yang belum penulis sebutkan telah ikut membantu dalam pelaksanaan proyek akhir dan pembuatan laporan proyek akhir ini. Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan dan pihak yang telah membantu penulis dalam penulisan laporan proyek akhir ini. Penulis menyadari bahwa pembuatan laporan proyek akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, dengan hati terbuka penulis mengharapkan saran dan kritik yang bermanfaat serta konstruktif sehingga penulis dapat mengembangkan pengetahuan dan memperbaiki kesalahan di kemudian hari. Akhir kata, penulis mengharapkan laporan proyek akhir ini dapat bermanfaat dan memberi sumbangan yang cukup berarti bagi para pembacanya dan juga dapat memberikan manfaaat bagi para mahasiswa Politeknik Negeri Bandung pada khususnya dan dapat memberikan pengetahuan lebih untuk para pembaca masyarakat luas pada umumnya Bandung, Agustus 2011 Penulis

7 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii DAFTAR RIWAYAT HIDUP... iii KATA MUTIARA... iv LEMBAR PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Pembatasan Masalah Metodologi Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Prinsip Pembangkitan Tenaga Listrik Induksi Elektro Magnet Arah Gerak Gaya Listrik Besarnya Garis Gaya Magnet Prinsip Generator Generator Arus Bolak Balik Generator Sinkron... 12

8 Prinsip Kerja Frekuensi Dan Putaran Konstruksi Persamaan GGL yang Timbul Penguatan Karakteristik Beban Nol Penyearah Tiga Fasa Gelombang Penuh Cara Kerja Rangkaian Persamaan Tegangan Keluaran Vdc Alternator Regulator Tipe Elektro Mekanik Prinsip Kerja Voltage Regulator Dalam Rangkaian Pengisian Akumulator Akumulator Prinsip Kerja Akumulator Maksud Pemakaian Akumulator Jenis-jenis Akumulator Struktur Akumulator lead-acid Mengukur Berat Jenis Air Akumulator Perbandingan Berat Jenis Air Akumulator dengan Kapasitas Akumulator Charging pada Akumulator lead-acid Kapasitas Akumulator lead-acid Metode-Metode Pengisian Akumulator Hal yang Harus Diperhatikan dalam Melakukan Charging Akumulator Alternator Mobil Tujuan Dari Pemakaian Alternator tipe AC Struktur dan cara kerja alternator Mobil AC Cara Kerja Alternator AC Mobil... 48

9 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI Perancangan Diagram Blok Spesifikasi Alat Motor Penggerak Alternator Mobil 12VDC/60A Akumulator Realisasi Motor Penggerak Alternator Mobil 12 VDC Voltage Regulator Akumulator Realisasi Sistem BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Tujuan Pengujian Pengujian Alternator Pengujian Voltage Regulator Pengisian Akumulator Aki dengan mengunakan Alternator Mobil Analisa BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Ksimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xix LAMPIRAN

10 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Spesifikasi Alat yang Diinginkan Tabel 3.2. Spesifikasi Motor DC Tabel 4.1. Data hasil pengujian Alternator dengan menggunakan arus eksitasi dari Akumulator Tabel 4.2. Data hasil pengujian Alternator tanpa beban apabila arus eksitasi dibatasi Rheostat Tabel 4.3. Data hasil pengujian Alternator tanpa beban dengan menggunakan komponen Voltage Regulator Tabel 4.4. Data hasil pengujian Alternator berbeban dengan arus eksitasi dibatasi Rheostat Tabel 4.5. Data hasil pengujian Alternator berbeban menggunakan Voltage Regulator Tabel 4.6. Data Hasil Pengujian Relai Lampu Indikator Tabel 4.7. Data Hasil Pengujian Relai Tegangan Tabel 4.8. Data hasil pengujian Alternator 12VDC untuk pengisian Akumulator... 74

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pengkukuran Arus Yang Kecil Dengan Galvanometer... 6 Gambar 2.2. Hukum Tangan Kanan Fleming... 8 Gambar 2.3. Garis Gaya Magnet... 8 Gambar 2.4. Gerakan Penghantar Pada Garis Gaya Magnet... 9 Gambar 2.5. Gerakan Melingkar Garis Gaya Listrik... 9 Gambar 2.6. Grafik Gaya Gerak Listrik Gambar 2.7. Prinsip Generator Gambar 2.8. Perputaran Kumparan Pada Medan Magnet Gambar 2.9. Kumparan dengan Beban Lampu yang di Beri Cincin Gesek dan Sikat, Bergerak Diantara Medan Magnet Gambar Gravik Penyearahan Arus Oleh Dioda Gambar Pembangkitan Tegangan dengan Jangkar Berputar Gambar Pembangkitan Tegangan dengan Kumparan Medan Berputar Gambar Rotor Kutub Sailent Gambar Rotor Silinder Gambar Jangkar Dari Alternator Gambar Bentuk Alur Gambar Gulungan Berlapis Tunggal Gambar Gulungan Berlapis Ganda Gambar Gulungan Jangkar Generator 3 Fasa Gambar Hubungan Bintang dan Segitiga Gambar Generator dengan Main Exciter Gambar Generator dengan Main Exciter dan Pilot Exciter Gambar Karakteristik Beban Nol Gambar Rangkaian Penyearah Tiga Fasa Gelombang Penuh Gambar Bentuk Gelombang Keluaran Penyearah Tiga Fasa Gelombang Penuh Gambar Gambar Contoh Soal

12 Gambar Alternating Current Alternator Regulator Gambar Struktur Voltage Regulator Gambar Rangkaian Pengisian Pada Akumulator Gambar Aliran Arus Pada Saat Sakelar Mengontak Gambar Aliran Arus Pada Saat Putaran Rendah Gambar Aliran Arus Pada Saat Putaran Sedang Gambar Aliran Arus Pada Saat Putaran Tinggi Gambar Prinsip Kerja Primary Cell Gambar Prinsip Kerja Lead-Acid Battery Gambar Skema Dasar Diagram Lead-Acid Battery Gambar Struktur Penyimpanan Akumulator Gambar Alat Hydrometer Gambar Grafik Perbandingan Berat Jenis dengan Isi Aki Gambar Chemical Changes During The Charge Operation Gambar Grafik Karakter Pengisian Gambar Grafik Perbandingan Berat Jenis Air Akumulator dengan Presentase Kekosongan Arus Listrik Akumulator Gambar Karakteristik Pengisian Arus dan Tegangan Pada Constant Current Charge Gambar Karakteristik Pengisian Arus dan Tengangan Pada Constant Voltage Charge Gambar Quick Charger Gambar Struktur Alternator Mobil AC Gambar Struktur Stator Gambar Bentuk Stator Coil Gambar Struktur Rotor Tipe Randle Gambar Koneksi Dioda Gambar Operasi Alternator AC Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan Alat Gambar 3.2. Diagram Blok Simulator Pengisian Akumulator... 52

13 Gambar 3.3. Tingkat Kekosongan Akumulator Aki Menurut Berat Jenis Air Aki Gambar 3.4. Rangkaian Motor DC Gambar 3.5. Realisasi Motor Penggerak Gambar 3.6. Rangkaian Alternator Mobil 12 VDC Gambar 3.7. Realisasi Alternator Mobil 12 VDC Gambar 3.8. Rangkaian Voltage Regulator Gambar 3.9. Realisasi Voltage Regulator Gambar Realisasi Akumulator Gambar Gambar Rangkaian Pengisian Akumulator Gambar Layout Modul Pengisian Akumulator dengan menggunakan Alternator Mobil 12VDC/60A Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Alternator Tanpa Beban, dan Tanpa Pembatas Arus Eksitasi Gambar 4.2. Karakteristik Tegangan Output Alternator Tanpa Beban, dan Tanpa Pembatas Arus Eksitasi Gambar 4.3. Rangkaian Pengujian Alternator Tanpa Beban, dengan Rheostat untuk Membatasi Arus Eksitasi Gambar 4.4. Karakteristik Tegangan Output Alternator Apabila Arus Eksitasi Dibatasi Rheostat Gambar 4.5. Rangkaian Pengujian Alternator Tanpa Beban, dengan Komponen Voltage Regulator Gambar 4.6. Karakteristik Tegangan Alternator Apabila menggunakan Komponen Voltage Regulator Gambar 4.7. Rangkaian Pengujian Alternator Berbeban, dengan Arus Eksitasi dibatasi Rheostat Gambar 4.8. Karakteristik Pengujian Alternator Berbeban dengan Rheostat untuk Pembatas Arus Eksitasi Gambar 4.9. Rangkaian Pengujian Alternator Berbeban, dengan menggunakan Voltage Regulator... 69

14 Gambar Karakteristik Tegangan Alternator Berbeban dengan Voltage Regulator Gambar Rangkaian Pengujian Voltage Regulator Gambar Rangkaian Pengujian Pengisian Akumulator dengan menggunakan Alternator Mobil Gambar 4.13a. Karakteristik arus pengisian dan arus eksitasi pada pengisian Akumulator Gambar 4.13b. Karakteristik arus pengisian dan arus eksitasi pada pengisian Akumulator... 74

15 DAFTAR PUSTAKA 1. Daryanto. Sistem kelistrikan motor. Satu nusa. Bandung Sartono. PERAWATAN AKI KENDARAAN BERMOTOR. Teknologi Energi Riset Manajemen Sains (TERMS) Wijayanto, Kartono. ELEKTRONIKA ANALOG. Politeknik Negeri Bandung Training Support & Development. Engine Electrical. Hyundai Motor Company. 5. Charging system voltage regulator. Isuzu training center 6. Mahendra, Hengki (2011). Modul Sistem Pengisian. Padang: Universitas Negeri Padang. 7. Proposal Kerja Praktik Analisis Sistem Eksitasi Pada Generator Sinkron Tiga Fasa 8. Masruddin Said Alternator dalam di akses pada Kamis, 19 April Patria Bagas Surya. Sistem Pengisian Pada Mobil dalam di akses pada Kamis, 19 April Siswoyo. Teknik Pengaturan Otomatis dalam diakses pada Kamis, 26 april 2012.

16 Personal Nama : FAJAR MUHAMAD RAMDAN Jenis Kelamin : Laki-laki Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 16 Maret 1991 Agama : Islam Status : Belum Menikah Alamat : Komplek Mekarsari Blok B6 No. 12 RT 05/24 Kec./Kel. Baleendah Kab. Bandung Telpon : fajarmr48@yahoo.co.id IPK : 3,10 Pendidikan Curriculum Vitae BIODATA PRIBADI , Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Listrik , SMA Negeri 1 Baleendah, Jurusan IPA , SMP Negeri 1 Banjaran , SD Negeri 2 Batukarut Organisasi , Himpunan Mahasiswa Lisrtik (HML), sebagai Anggota Divisi Seni dan Budaya , Forum Komunikasi Himpunan Mahasiswa Elektro Bandung (FKHMEB), sebagai Anggota , Badminton Baleendah Club (BBC), sebagai Anggota , Dewan Keluarga Masjid (DKM AT-TARBIYAH), sebagai Anggota , Praja Muda Karana (PRAMUKA) SMPN 1 Banjaran, sebagai Anggota , Praja Muda Karana (PRAMUKA) SDN 2 Batukarut, sebagai Anggota Hobi Membaca, Berolah raga, Bermain Gitar, Bermain Komputer Skill

17 Operating System : Microsoft Windows Office Software : Microsoft Office Drawing Software : AutoCAD, CorelDRAW PLC : Omron Program PLC : CX-Programmer Kemampuan permesinan : Mesin Bor