RANCANG BANGUN PENGENDALI TEGANGAN BATERAI …

RIDTEM (Riset Diploma Teknik Mesin) Volume I, Nomor 2, Tahun 2018

36

RANCANG BANGUN PENGENDALI TEGANGAN BATERAI

PADA MOBIL LISTRIK

Adi Saputro1, Sigit Joko Purnomo 2, A. Noorsetyo H.D.3

1,2,3Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tidar

[email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak

Sistem kontrol pengendali tegangan baterai bertujuan untuk mengendalikan aktifnya alternator saat

pengisian baterai. Rancang bangun dilakukan dengan metode kontrol pengisian baterai menggunakan

mikrokontroller ATMega 2560 dan menggunakan 4 sensor tegangan DC untuk mengetahui setiap nilai

tegangan baterai. Data empiris setiap sensor dihitung menggunakan mikrokontroller ATMega 2560

menjadi nilai tegangan data terproses guna menentukan aktifnya relay (aktuator) untuk mengaktifkan

alternator. Pengujian dilakukan dengan menghitung nilai ketepatan pengukuran tegangan setiap sensor

dengan mengambil setiap kesalahan pembacaan pengukuran dan menguji aktifnya relay terhadap variasi

tegangan secara elektrikal maupun secara mekanikal. Hasil pengujian diperoleh ketepatan pengukuran

tegangan sebesar 98.86% (M1) dan 99.01% (M2), sedang relay (aktuator) aktif tepat pada tegangan

dibawah 48V dengan variasi tegangan tanpa beban maupun dengan beban listrik.

Kata Kunci: aktuator, mikrokontroller ATMega2560, mobil listrik, pengisian baterai, sensor

tegangan

Abstract

The battery voltage control control system aims to control the active alternator when charging the

battery. The design is carried out with the battery charging control method using ATMega 2560

microcontroller and uses 4 DC voltage sensors to determine each battery voltage value. Empirical data

for each sensor is calculated using an ATMega 2560 microcontroller to be the processed data voltage

value to determine the active relay (actuator) to activate the alternator. The test is done by calculating

the accuracy value of the voltage measurement of each sensor by taking every error reading the

measurement and testing the relay's active electrical or mechanical voltage variations. The test results

obtained voltage measurement accuracy of 98.86% (M1) and 99.01% (M2), while the relay (actuator)

is active at a voltage below 48V with no voltage variation or electrical load.

Keywords: actuator, microcontroller ATMega2560, electrical vehicle, battery charging,

voltage sensor

PENDAHULUAN

Mobil merupakan alat transportasi

manusia di jalan raya, saat ini kebanyakan

menggunakan penggerak mesin

pembakaran dalam (internal combustion

engine) yang mengeluarkan emisi gas

buang sehingga berpotensi menimbulkan

polusi udara, oleh karena itu mobil dengan

motor pembakaran dalam ini banyak

menggunakan bahan bakar minyak (BBM)

dan menghasilkan polusi udara.

Pemerintah indonesia melalui

kementerian energi dan sumber daya

mineral (ESDM) menunjukkan data

konsumsi bahan bakar minyak (BBM)

sektor transportasi yang menyatakan

bahwa “Pemakaian BBM jenis gasoline

terus mengalami peningkatan setiap

tahunnya. Dibandingkan tahun 2010,

konsumsi gasoline di sektor transportasi

mengalami peningkatan 11,93% dari 23,1

juta kilo liter (KL) menjadi 25,94 juta KL”.

Disamping itu, persediaan cadangan BBM

semakin menipis, padahal sektor

transportasi merupakan pengguna BBM

terbesar (ESDM, 2012).

Sektor transportasi masih menjadi

sektor pengguna BBM terbesar di

mailto:[email protected]




37

bandingkan dengan sektor-sektor lainnya

seperti industri, dan pembangkit listrik.

Penggunaan BBM di sektor transportasi

mencapai 65%, pembangkit listrik 16%,

industri 10%, rumah tangga 2%, komersial

1%, dan sektor lainnya 6%, dari total

kebutuhan BBM pada tahun 2011 yang

mencapai 70,89 juta KL. Dibandingkan

tahun 2010, jumlah tersebut mengalami

peningkatan 4,04% dari sebelumnya 68,14

juta KL (ESDM, 2012). Peningkatan

kebutuhan BBM tertinggi terjadi pada

sektor transportasi, hal ini disebabkan

karena peningkatan jumlah kendaraan

yang cukup tinggi, peningkatan mobilitas

perjalanan karena jarak tempat tinggal

yang semakin menjauh dari tempat kerja,

kemacetan yang semakin padat, ditambah

harga BBM yang cenderung masih murah.

Peningkatan penggunaan BBM juga

terjadi untuk sektor pembangkit akibat

masih adanya beberapa pembangkit yang

seharusnya menggunakan gas masih

kesulitan untuk mendapatkan bahan bakar

gas sehingga terpaksa masih menggunakan

BBM. Mengingat hal itu, kebijakan

pemerintah tentang penghematan

penggunaan BBM pada sektor transportasi,

merupakan pendorong utama untuk

pengembangan alat transportasi yang

hemat BBM dan ramah lingkungan. Hal ini

sesuai Undang-undang No.30 tahun 2007

tentang energi. Oleh karena itu, mobil

listrik yang menggunakan motor elektrik

sebagai tenaga penggerak utama untuk

dikembangkan menggantikan mobil BBM

sangat efektif.

Sumber energi mobil listrik

menggunakan baterai sebagai energi

utamanya, baterai yang digunakan seperti

baterai Pb-Acid, NiCd, Na-S, NiMH, Ni-

Fe, Zn-Br dan lain-lain yang digunakan

untuk memberi energi listrik ke motor

penggerak. Kelemahan baterai adalah

mempunyai ampere jam (Ah) yang terbatas

yaitu berapa ampere arus yang dikeluarkan

oleh baterai dalam setiap jam. Untuk

menjaga keandalan sumber energi dari

baterai, diperlukan pemilihan jenis baterai

yang sesuai untuk mobil listrik dan sistem

pengisian baterai (charging system) yang

handal.

Dari segi kekurangan dalam

penggunaan mobil listrik adalah masih

sedikitya stasiun pengisian untuk mobil

listrik, ditambah lagi ketakutan pengendara

akan habisnya isi baterai mobil sebelum

mereka sampai di tujuan. Beberapa

pemerintah di beberapa negara di dunia

telah menerbitkan beberapa insentif dan

aturan untuk menanggulangi masalah ini,

yang tujuannya untuk meningkatkan

penjualan mobil listrik dan membiayai

pengembangan teknologi mobil listrik

sehingga harga baterai dan komponen

mobil listrik bisa semakin efisien.

TINJAUAN PUSTAKA

Penelitian mengenai pengendali

tegangan baterai juga telah dilakukan oleh

Alex Mashinsky (2007), meneliti tentang

sebuah metode dan sistem untuk distribusi

tenaga yang efisien untuk daya nirkabel

dan distribusi untuk menyediakan

perangkat listrik, seperti kendaraan dengan

cara mengumpulkan dan menggunakan

secara terus menerus tanpa kabel. Sistem

dan metode hibrida yang disederhanakan

dengan cara yang lebih murah untuk

mengisi perangkat, seperti kendaraan.

Sehingga perangkat terus beroperasi saat

pengisian atau pengisian ulang.

Fuad (2015), meneliti tentang

optimalisasi rancang bangun mobil listrik

sebagai bagian solusi alternatif krisis

energi dunia. Penelitiannya membahas

rancangan mobil listrik yang optimal

meliputi rangka, bodi, sistem pengisian,

dan sistem penggerak.

Kwok-Leung Tsui (2011), meneliti

tentang optimalisasi penggunaan sistem

manajemen baterai di kendaraan listrik dan

hibrid. Penelitiannya mengenai klarifikasi

baterai dalam penggunaan kendaraan

listrik seperti EVs (Electric Vehicles) dan

HEVs (Hibrid Electric Vehicles), peneliti

menyimpulkan bahwa terdapat reaksi


38

kimia dalam baterai yang tunduk pada

kondisi pengoperasian, dan karenanya

dibuatlah suatu sistem agar mengendalikan

kondisi baterai saat charger dan discharger.

Poernomo, dkk. (2012), meneliti

tentang pengaruh alternator terhadap daya

pada rancang bangun mobil listrik

TMUG01. Tujuan penelitiannya yaitu

perancangan dan pembuatan mobil listrik

TMUG01 menggunakan motor listrik arus

searah (DC) dan alternator. Batasan

perancangan yaitu beban pengemudi,

kecepatan maksimum dan lokasi

pemakaian. Tahap proses perancangan

adalah desain bentuk dan dimensi bodi

mobil, sistem kemudi, sistem suspensi,

sistem transmisi serta material yang

digunakan. Mesin penggerak motor listrik

DC 48V 30A, sumber energi 6

accumulator 12V 50A dirangkai 3 seri dan

3 paralel serta alternator 12V 45A. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa

penggunaan alternator pada mobil listrik

TMUG01 dapat meningkatkan daya

sehingga jarak tempuh lebih jauh dan

waktu pemakaian yang dapat lebih lama

dibandingkan sebelum menggunakan

alternator.

Rohmat (2015), meneliti tentang

rancang bangun sistem pengisian baterai

cutoff. Penelitiannya menggunakan

rectifier, buck converter, mikrokontroller

ATmega16, sensor arus, dan sensor

tegangan. Salah satu rangkaian rectifier

digunakan untuk menyearahkan tegangan

AC 220 V/50 Hz yang sudah diturunkan

dengan trafo regulator. Rectifier sendiri

menggunakan dioda 6A dan kapasitor

sebesar 30.000 uF sebagai filter. Kemudian

untuk rangkaian buck converter

menggunakan frekuensi 31 KHz, induktor

0.8 mH, dan kapasitor 80.6uF dengan

tegangan input 80 V. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa self recharging

sistem pengisian baterai dapat dilakukan

dengan metode pengisian arus konstan dan

tegangan konstan.

METODOLOGI

Penelitian ini dimulai dengan

membuat alat kendali tegangan baterai

yang disusun berdasarkan tujuan utama

pembuatan alat, yaitu membuat alat sistem

kendali untuk mengontrol aktifnya

aktuator atau relay terhadap tegangan

baterai untuk mengalirkan tegangan ke

terminal F alternator serta mekanisme

pengisian sendiri (self-recharging) pada

mobil listrik. Diagram alir pengerjaan

ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram alir pengerjaan

Setelah dilakukan perencanaan

pengerjaan, selanjutnya melakukan proses

perancangan software seperti desain

sistem, rangkaian sistem, dan diagram alir

sistem. Setiap langkah pembuatan desain

software akan sangat penting dalam

pembuatan sistem kendali, karena desain

software merupakan cikal bakal sistem

kendali yang akan dibuat. Adapun

langkah-langkah pertama yang dilakukan

adalah membuat metode “tiga kotak”.

Gambar 2 menunjukkan metode “tiga

kotak” yang digunakan.

Gambar 2. Metode “tiga kotak”


39

Dengan berpegang pada tiga kotak

diatas, perancangan akan lebih terarah

dalam menyelesaikan suatu proyek sistem

kendali. Kotak (‘Input’) merupakan daftar

‘modal’ dalam suatu sistem. Dalam proyek

instrumentasi, ‘modal’ adalah berupa input

parameter lingkungan. Kotak (‘Output’)

yang merupakan tujuan akhir dari suatu

sistem. Dan yang terakhir, kotak (‘Desain

Sistem’) yang pada awalnya belum tahu

apa isinya, langkah berikutnya akan

menjelaskan pembuatan sistem yang

merupakan sebuah solusi bagaimana

mencapai kotak (‘output’) dengan

menggunakan ‘modal’ pada kotak

pertama.

Selanjutnya mendefinisikan input dan

output suatu sistem kendali yang akan

digunakan untuk menunjukkan bahwa

‘modal’ sistem yang akan dibuat adalah

‘nilai tegangan baterai’ dan ‘tujuan akhir’

sistem adalah mengendalikan tegangan

baterai dengan nilai tegangan konstan 48

volt DC. Gambar 3 menunjukkan input dan

ouput yang digunakan.

Gambar 3. Input dan output sistem

Setelah mendefinisikan parameter

input dan output, selanjutnya

mendefinisikan detail desain sistem yang

akan dibuat, sehingga kemungkinan proses

yang dilakukan tidak berhenti di langkah

selanjutnya. Gambar 4 menunjukkan detail

desain sistem.

Gambar 4. Detail desain sistem

Berdasarkan tujuan sistem kendali

yang dibuat yakni tercapainya nilai

tegangan untuk baterai charge maupun

discharger dan parameter tegangan

sebagai informasi ‘modal’, maka

disusunlah diagram alir software untuk

menangani perakitan hardware yang

ditunjukkan pada gambar 5.

Gambar 5. Diagram alir sistem kendali

Berdasarkan gambar sistem desain

dan diagram alir diatas, kemudian

dikembangkanlah menjadi software

pemrograman microcontroller

menggunakan software arduino IDE yang

dituliskan menggunakan bahasa C++.

Proses berikutnya yaitu membuat

rancangan perangkat keras atau komponen

kelistrikkan dan mempersiapkan alat dan

bahan yang akan digunakan, serta cara

instalasi setiap komponen. Pemeriksaan

setiap komponen diperlukan untuk

mengetahui kondisi komponen sebelum

dipasang. Ketika alat dan bahan sudah

dipersiapkan, maka siap untuk dilakukan

perakitan komponen dan proses pengujian.

Gambar 6 menunjukkan wiring

kelistrikkan sistem yang akan dibuat.

Perancangan instalasi komponen

sangat penting dalam membangun sistem

kendali self recharging, mulai dari

pemilihan komponen yang akan

digunakan, fungsi setiap komponen, serta

wiring diagram untuk memudahkan proses

instalasi komponen secara benar dan sesuai

dengan rancangan sebelumnya. Gambar 7

menunjukkan blok diagram sistem yang

akan dibuat.


40

Gambar 6. Wiring diagram sistem

Gambar 7. Blok diagram sistem

Setelah mengetahui wiring sistem

kelistrikan serta blok diagram sistem yang

akan dibangun, selanjutnya

mempersiapkan, memeriksa, serta

memasang setiap komponen kelistrikkan.

Gambar 8 menunjukkan pemeriksaan

terhadap salah satu komponen.

Gambar 8. Pemeriksaan komponen

Proses berikutnya yaitu, memasang

setiap komponen kelistrikan sesuai dengan

desain sistem yang dibuat. Gambar 9

menunjukkan pemasangan komponen

mikrokontroller dengan sensor tegangan

yang fungsinya untuk membaca nilai

tegangan , setelah sensor voltage membaca

nilai tegangan maka sensor tersebut akan

mengirim data logger ke kontroller.

Kontroller sendiri menggunakan

mikrokontroller sebagai unit

pengendalinya. Adapun pemasangan

instalasi sensor dengan mikrokontroller

dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Pemasangan sensor tegangan

12C dan LCD display sebagai salah satu

komponen komunikasi antara mikrokontroller

dengan pengguna. LCD display akan

menunjukkan hasil nilai yang sudah dibaca

oleh sensor kepada pengguna menggunakan

tampilan display. Gambar 10 menunjukkan

pemasangan instalasi modul 12C dan LCD

display.

Gambar 10. Instalasi I2C dan LCD

display

Instalasi selanjutnya adalah merakit

modul relay sebagai modul aktuator yang

fungsinya untuk melaksanakan perintah

oleh mikrokontroller untuk

menghubungkan dan memutuskan arus ke

terminal F alternator. Gambar 11


41

menunjukkan pemasangan instalasi modul

relay.

Gambar 11. Instalasi modul relay

Guna mengetahui data tegangan yang

telah dibaca oleh sistem kendali, maka

sistem dibekali dengan memori eksternal.

Memori eksternal tersebut menggunakan

SD card module sebagai modul

komunikasi yang fungsinya untuk

membaca , menulis, sekaligus menyimpan

data logger yang terekam oleh

mikrokontroller selama sistem kendali

menyala dan bekerja. Gambar 12

menunjukkan pemasangan instalasi SD

card modul.

Gambar 12. Instalasi SD card modul

Alat kendali tegangan baterai

dilengkapi dengan lampu indikator

charging (pengisian), yang berguna untuk

memberitahukan kepada operator atau

pengguna bahwa sistem pengisian sedang

berlangsung atau tidak. Lampu indikator

ini menggunakan lampu LED yang sudah

terintegrasi dengan program

mikrokontroller, pemasangan pin LED

juga harus sesuai dengan pin yang sudah

diprogram dengan software. Gambar 13

menunjukkan pemasangan instalasi lampu

indikator pengisian.

Gambar 13. Instalasi lampu indikator

pengisian

Tak hanya lampu indikator pengisian

saja, namun lampu indikator sensor dan

buzzer juga digunakan untuk melengkapi

sistem kendali tegangan baterai. Lampu

indikator sensor berfungsi untuk

memberitahukan kepada pengguna bahwa

sensor bekerja dengan baik. Lampu

indikator sensor akan berkedip kedip

sesuai dengan jeda pembacaan sensor yang

telah bekerja, begitu pula buzzer akan

timbul suara beep-beep yang artinya sensor

dan aktuator sedang bekerja. Lampu

indikator sensor menggunakan lampu

LED, pemasangan pin LED dan buzzer

disesuaikan dengan pin yang sudah

diprogram menggunakan software

sebelumnya. Gambar 14 menunjukkan

pemasangan instalasi lampu indikator

sensor dan buzzer.

Gambar 14. Instalasi indikator sensor dan

buzzer

Terakhir, memasang catu daya atau

power supply. Catu daya adalah piranti

yang berguna sebagai sumber listrik.

Pemasangan catu daya berfungsi untuk

mengaktifkan sekaligus memberikan

sumber listrik utama ke mikrokontroller.

Mikrokontroller memiliki 2 pilihan untuk

mengaktifkannya, pertama menggunakan

catu daya kabel USB pemrograman dan


42

yang kedua yaitu catu daya eksternal (

Rekomendasi 7 – 12 Volt DC ) dari baterai.

Gambar 15 menunjukkan instalasi catu

daya (power supply).

Gambar 15. Instalasi catu daya (power

supply)

Proses selanjutnya yaitu pengujian

alat, proses pengujian ini dilakukan untuk,

mengetahui ketepatan pengukuran nilai

tegangan (beda potensial) pengendali

tegangan baterai dengan alat ukur yang

sudah ada, serta mengetahui aktifnya relay

yang terhubung dengan terminal F

alternator terhadap tegangan positif baterai

menggunakan beban listrik (secara

mekanikal) maupun tanpa beban (secara

elektrikal).

Pengujian kalibrasi alat dilakukan

guna mengetahui kendali mutu alat ukur

yang baik, maka perlu memastikan kinerja

dan akurasi dari alat ukur tersebut agar

nilai yang diukur akurat dan sesuai dengan

standar yang ada. Pengujian ini untuk

mengetahui hasil kalibrasi alat yang sudah

dibuat dengan alat ukur yang sudah ada.

Pengujian kalibrasi menggunakan alat

ukur clampmeter dan multitester guna

membandingkan nilai beda potensial

(tegangan) dengan alat sistem kendali

pengendali tegangan baterau yang sudah

dibuat. Adapun langkah-langkah

melakukan pengujian kalibrasi alat adalah

sebagai berikut:

a. menyiapkan alat pengendali tegangan

baterai yang sudah dibuat, baterai 12V

20Ah, clampmeter, dan multitester

digital;

b. melakukan pengukuran nilai tegangan

dengan alat pengendali tegangan

baterai yang sudah dibuat. Gambar 16

menunjukkan cara pengukuraan nilai

tegangan dengan alat kendali;

Gambar 16. Pengukuran nilai tegangan

dengan alat kendali

c. melakukan pengukuran nilai tegangan

baterai dengan alat ukur clampmeter;

Gambar 17. Pengukuran tegangan dengan

clampmeter

d. melakukan pengukuran nilai tegangan

baterai dengan alat ukur multitester

digital.

Gambar 18. Pengukuran tegangan dengan

multitester digital

Pengujian relay terhadap variasi

tegangan berguna untuk mengetahui arus

listrik dari positif baterai 12 volt mengalir

melalui terminal 30 dan terminal 87 pada

relay untuk menghubungkan arus beban ke

terminal F alternator. Pengujian ini

dilakukan menggunakan clampmeter

untuk mengetahui terhubung tidaknya

antara terminal 30 dan 87 dengan

memeriksa hambatan kedua terminal

tersebut. Pengujian ini dilakukan dengan

masukan nilai tegangan 47.00V, 47.40V,

47.80V, 48.00V, 48.20V, 48.60V, dan


43

49.00V untuk dibaca oleh sensor tegangan.

Variasi tegangan tersebut berguna untuk

mengetahui aktifnya relay untuk

mengalirkan arus listrik ke terminal F

alternator. Gambar 19 menunjukkan

pengujian relay terhadap variasi tegangan

pada baterai 12V 20Ah.

Gambar 19. Pengujian relay terhadap

variasi tegangan pada baterai 12V 20Ah

Pengujian diatas menggunakan

modul DC converter guna mengatur variasi

tegangan untuk dibaca oleh sensor

tegangan. Variasi tegangan dapat dirubah

dengan cara memutarkan potensiometer di

modul DC converter dengan obeng minus.

Pengujian ini dilakukan pada 2 jenis

kapasitas baterai yang berbeda, yaitu

baterai 12V 20Ah dan 12V 50Ah. Gambar

20 menunjukkan pengujian relay terhadap

variasi tegangan pada baterai 12V 50Ah.

Gambar 20. Pengujian relay terhadap

variasi tegangan pada baterai 12V 50Ah

Pengujian relay terhadap perubahan

tegangan baterai dengan beban hampir

sama dengan pengujian kedua, yang

berguna untuk mengetahui arus listrik dari

positif baterai 12 volt mengalir melalui

terminal 30 dan terminal 87 pada relay.

Tetapi perubahan nilai tegangan baterai

berdasarkan penggunaan beban yang

bekerja secara mekanikal. Pengujian ini

dilakukan menggunakan motor wiper

sebagai beban penggunaan baterai dan

clampmeter untuk mengetahui terhubung

tidaknya antara terminal 30 dan 87 dengan

memeriksa hambatan kedua terminal

tersebut. Pengujian ini dilakukan dengan

mode high dan low pada motor wiper.

Mode high dan low tersebut berguna untuk

membedakan perubahan penurunan

tegangan baterai dan waktu aktifnya relay.

Gambar 21 menunjukkan pengujian relay

menggunakan beban motor wiper.

Gambar 21. Pengujian relay

menggunakan motor wiper

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel 1 menjelaskan hasil uji kalibrasi

yang diperoleh. Hasil uji kalibrasi alat

kendali pengendali tegangan baterai pada

mobil listrik menggunakan alat ukur

clampmeter dan multitester digital,

pengujian dilakukan dengan nilai tegangan

satu baterai saja.

Tabel 1. Hasil Uji Kalibrasi

Tabel 2 menjelaskan hasil uji relay

terhadap variasi tegangan baterai 12V

20Ah, dan Tabel 3 menjelaskan hasil uji

relay terhadap variasi tegangan baterai

12V 50Ah.


44

Tabel 2. Hasil Uji Relay Pada Baterai 12V

20Ah

Tabel 3. Hasil Uji Relay Pada Baterai 12V

50Ah

Tabel 4 menjelaskan hasil uji daya

listrik komponen, dan Tabel 5 menjelaskan

hasil pengujian menggunakan motor wiper

selama 5 menit.

Tabel 4. Hasil Uji Daya Listrik

Tabel 5. Hasil Pengujian Dengan Beban

Motor Wiper

Gambar 2 menunjukkan hubungan

antara nilai kesalahan dengan tegangan

baterai, nilai kesalahan terkecil berada

pada pengukuran kalibrasi pertama yaitu

saat mengukur tegangan 1 baterai dengan 1

sensor voltage yang memiliki nilai

kesalahan 0,03 (M1) dan 0,01 (M2),

dengan kondisi tersebut sensor masih

berada pada toleransi penyimpangan ± 0,1.

Sedangkan pada saat pengukuran kedua

yang menggunakan 1 buah baterai dengan

2 buah sensor tegangan dan pengukuran

ketiga yang menggunakan 3 buah sensor,

memiliki nilai kesalahan tertinggi dari 4

pengukuran yang di uji, yaitu 0,62 (M1)

dan 0,57 (M2).

Gambar 3 dan Gambar 4

menunjukkan hubungan antara perubahan

terminal relay 30 dan 87 dengan tegangan

baterai jenis 12V 20Ah dan 12V 50Ah

terhadap variasi tegangan baterai 47.00V,

47.40V, 47.80V, 48.00V, 48.20V, 48.60V,

dan 49.00V mengalami perubahan aktifnya

relay, saat kondisi tegangan baterai terbaca

47.00V, 47.40V, 47.80V, dan 48.00V

terminal relay 30 dan 87 terhubung, maka

arus listrik mengalir ke terminal F

alternator, sebaliknya pada saat kondisi

tegangan baterai terbaca 48.20V, 48.60V,

dan 49.00V terminal relay 30 dan 87 tidak

terhubung, akibatnya arus listrik tidak

mengalir ke terminal F alternator. Kondisi

tersebut berlaku saat uji relay dengan

baterai 12V 20Ah dan 12V 50Ah.

Gambar 2. Hubungan nilai kesalahan

dengan tegangan baterai

Gambar 3. Grafik hubungan aktifnya

relay dan tegangan baterai jenis 12V

20Ah

Gambar 4. Grafik hubungan aktifnya

relay dan tegangan baterai 12V 50Ah


45

Gambar 5 dan Gambar 6

menunjukkan grafik hubungan nilai

tegangan baterai yang mengalami

penurunan tegangan karena beban listrik

yang digunakan berdasarkan lamanya

waktu (menit). Gambar 25 menunjukkan

grafik penurunan tegangan baterai

terhadap beban motor wiper mode “high”,

dan Gambar 26 menunjukkan grafik

penurunan tegangan baterai terhadap

beban motor wiper mode “low”.

Gambar 5. Grafik penurunan tegangan

baterai dengan mode high motor wiper

Gambar 6. Grafik penurunan tegangan

baterai dengan mode low motor wiper

KESIMPULAN

Dari hasil pengujian dan pengolahan

data yang telah dilakukan, penulis

menyimpulkan:

1. Pembuatan alat pengendali tegangan

baterai mobil listrik yang

menggunakan sensor tegangan untuk

membaca nilai tegangan merupakan

keputusan yang tepat, akan tetapi

penerapannya kurang efektif jika

sensor tegangan lebih dari satu sensor

untuk satu keputusan atau perintah.

2. Dari uji yang dilakukan menghasilkan

nilai persentase ketepatan yang belum

100% tepat, penyebab nilai persentase

ketepatan ditandai dengan nilai

kesalahan pengukuran dan pergeseran

nilai yang ada. Nilai kesalahan ini

disebabkan oleh penyimpangan

pengukuran pada alat ukur, salah satu

sensor voltage yang digunakan pada

alat kendali tegangan baterai memiliki

perbedaan nilai masukkan analog to

digital convertion (ADC), hal ini

mempengaruhi perhitungan data

terproses yang nantinya digunakan

sebagai nilai penentuan perintah

aktifnya relay.

3. Dibandingkan dengan regulator

tegangan pada alternator, kelebihan

alat kendali tegangan ini dapat

membaca tegangan 4 baterai daripada

regulator tegangan yang hanya

membaca tegangan 1 baterai saja untuk

mengaktifkan relay guna mengalirkan

arus listrik ke terminal F alternator.

4. Uji relay terhadap variasi tegangan

sebagai nilai masukkan yang dilakukan

menggunakan 2 jenis baterai berbeda,

yaitu baterai 12V 20Ah dan 12V 50 Ah

menunjukkan hasil yang sama terhadap

perubahan aktifnya relay.

5. Perbedaan jika menggunakan baterai

12V 20Ah dan 12V 50Ah dengan alat

pengendali tegangan baterai terletak

pada waktu lamanya proses pengisian.

Baterai 12V 20Ah lebih cepat jika

dilakukan pengisian baterai sampai

penuh daripada baterai 12V 50Ah yang

membutuhkan waktu agak lama untuk

proses pengisian baterai sampai penuh.

6. Dibandingkan dengan regulator

tegangan alternator yang hanya dapat

menentukan tegangan keluaran

alternator pada 13,5 - 14,5 volt untuk

mengirimkan arus ke rotor koil guna

menciptakan medan magnet, alat

kendali tegangan ini dapat menentukan

tegangan keluaran alternator dengan

batas 48 - 60 volt sesuai dengan

kebutuhan tegangan pada baterai.


46

7. Uji relay terhadap perubahan nilai

tegangan yang disebabkan oleh

penggunaan energi listrik (beban) pada

motor wiper mode high lebih cepat

aktifnya, daripada menggunakan beban

motor wiper mode low.

8. Hal itu juga dapat dilihat dari besarnya

arus listrik yang digunakan saat

pengujian. Saat pengujian

menggunakan beban motor wiper

mode high memiliki 5 ampere,

sedangkan pada mode low memiliki

2,4 ampere.

DAFTAR PUSTAKA

Adam, D. 2014. Pemodelan Baterai Pada

Mobil Listrik Nasional Menggunakan

Metode Adaptif. Jurnal Teknik

Elektro. Fakultas Teknik Universitas

Gadjah Mada, Vol.4 No.1.

Buntarto. 2015. Sistem Kelistrikan Pada

Mobil. Yogyakarta: PT. Pustaka Baru.

Daryanto. 2006. Pengetahuan Baterai

Mobil. Jakarta: PT. Bumi Aksara.

Daryanto. 2006. Reparasi Sistem

Kelistrikan Mobil. Jakarta: PT.

Bumi Aksara.

Daryanto. 2014. Konsep Dasar Teknik

Elektronika Kelistrikan. Bandung:

CV. Alfabeta

ESDM. 2012. Kajian Supply Demand

Energy. Jakarta: Pusat Data dan Informasi Kementerian

ESDM.

Happyanto, D. 2014. Teknik Kendali

Motor Induksi Tiga Fasa.

Surabaya: Graha Ilmu.

Khoirul, Rohmat. 2015. Rancang Bangun

Sistem Pengisi Baterai Mobil Listrik

Berbasis Mikrokontroller Atmega16.

Skripsi Teknik Elektro. Fakultas

Teknik Universitas Jember.

Kristanto, Philip. 2015. Sistem Kelistrikan

Otomotif. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Manshisky, Alex. 2014. Self - Charging

Electric Vehicles and Aircraft, and

Wireless Energy Distribution System.

Publikasi United States Patent.

Pandiangan. 2007. Ketidakpastian dan

Pengukuran. Modul Program Studi

Pendidikan Fisika. Universitas

Terbuka.

Poernomo, dkk. 2012. Pengaruh Alternator

Terhadap Daya Pada Rancang Bangun

Mobil Listrik TMUG01 (Effect of

Alternator to Power in Design of

Electric Car TMUG01). Jurnal

Teknik Mesin. Fakultas Teknologi

Industri Universitas Gunadarma,

Vol.3 No.2.

Purnomo, Sigit J., dkk. 2017. Uji

Eksperimental Kinerja Mobil Listrik.

Publikasi Prosiding Sinatif di

Universitas Muria Kudus.

Saptaji, H. 2015. Mudah Belajar

Mikrokontroller dengan Arduino .

Bandung: Widya Media.

Sayuthi, M. 2012. Pengukuran Teknik.

Yogyakarta: Graha ilmu.

Sigit, R. 2007. Robotika, Sensor, &

Aktuator. Yogyakarta: Graha ilmu.

Sukandarrumidi. 2015. Energi

Terbarukan. Yogyakarta: Gadjah

Mada University Press.

Tsui, K. 2011. Battery Management

Systems in Electric and Hybrid

Vehicles. Jurnal Department of

Systems Engineering and

Engineering Management, City

University of Hong Kong,

China, ISSN 1996-1073.

Zainuri, Fuad. 2015. Optimalisasi Rancang

Bangun Mobil Listrik Sebuah Studi

Kendaraan Hemat Energi Sebagai

Bagian Solusi Alternatif Krisis Energi

Dunia. Jurnal Teknik Mesin. Fakultas

Teknik Politeknik Negeri Jakarta,

Vol. 14 No. 3.

RANCANG BANGUN PENGENDALI TEGANGAN BATERAI …

Documents