DESAIN MOTOR UNTUK SEPEDA LISTRIK

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Memenuhi Syarat-syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Diajukan oleh:

OBIL PARULIAN SIREGAR

D 400 080 062

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

ABSTRAKSI

Penelitian ini bertujuan membuat motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen dan mengetahui karakteristik hasil output RPM dari motor tersebut.

Desain Motor Untuk Sepeda Listrik ini, pada bagian rotornya  menggunakan magnet permanen sebanyak 3 buah dengan ukuran 6 cm x 2,5 cm x 1,2 cm dan inti besi sebanyak 3 buah dengan ukuran yang sama dengan magnet permanen. Pada bagian statornya menggunakan baut baja sebanyak 12 buah dengan jumlah 400 lilitan dan diameter kawat email 0,45 mm. Motor yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor stepper dengan 4 langkah dan telah terintegrasi dengan generator magnet permanen. Cara kerja motor stepper yaitu mememanfaatkan gaya tarik magnet, arus yang mengalir pada setiap lilitan hanya sesaat sehingga bentuk arusnya berupa pulsa. Rotor berputar karena pulsa yang bergantian. Kecepatan putar rotor ditentukan oleh kecepatan perpindahan pulsa dan sudut putaran sebanding dengan banyaknya pulsa yang diberikan. Pengujian motor pada saat tanpa beban dan dibebani roda sepeda serta pully 2,8 kg. Untuk mengatur kecepatan putaran motor menggunakan potensiometer pada rangkaian pengendali motor steppernya.

Hasil dari pengukuran tegangan pada sumber (akumulator) adalah 12 volt. Namun tegangan pada terminal adalah 5 volt, tegangan ini adalah tegangan dari rangkaian pengendali motor steppernya. Arus yang ditarik motor pada saat pengujian hampir sama, dari catu daya yang disuplai pada saat akumulator dalam kondisi penuh (full). Pada saat starting kecepatan minimum adalah 2,4 A dan pada saat running kecepatan maksimum adalah 1,9 A. Pada motor ini arus mengalami penurunan pada saat RPM berubah-ubah dengan skala tertentu, semakin tinggi RPM semakin kecil arus yang ditarik oleh motor.

Kata kunci : Magnet Permanen, Motor Stepper, RPM

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Magnet merupakan bagian tak terpisahkan dari alat-alat elektronik dan teknik kelistrikan, karena tidak sedikit konstruksi alat-alat listrik tergantung pada magnet. Alat-alat listrik yang menggunakan magnet antara lain dinamo listrik pada sepeda, generator pembangkit tenaga listrik, motor-motor listrik, dan alat-alat kendali (control) listrik.

Motor merupakan alat yang dapat menghasilkan putaran, secara umum motor yang digunakan pada saat ini memerlukan energi listrik untuk menggerakkannya. Motor listrik tidak akan berputar jika tanpa adanya arus listrik yang mengalirinya terlebih dahulu. Pada umumnya motor listrik memiliki putaran yang cukup tinggi sehingga banyak digunakan dalam bidang industri.

Magnet mempunyai dua kutub yang saling berlawanan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Dua kutub ini saling tarik-menarik jika dua kutub magnet yang berlainan didekatkan begitupun sebaliknya. Adanya gaya tolak-menolak dan tarik-menarik dari magnet dapat dimanfaatkan untuk dijadikan motor magnet yang penyalaan (start) awal tanpa memerlukan energi listrik sehingga akan lebih hemat. Motor dengan magnet permanen ini dalam jangka waktu lama akan berkurang sifat kemagnetannya. Motor magnet mampu menghasilkan putaran yang cukup tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai energi alternatif ke depannya.

Sepeda listrik adalah sebuah alat transportasi yang ramah lingkungan, didesain untuk mengurangi emisi dari kendaraan bahan bakar minyak bisa juga digunakan untuk sarana rekreasi, fitness dan olah raga lainnya. Di penelitian ini akan dikembangkan sepeda listrik yang terintegrasi dengan generator magnet permanen dan motor listrik. Generator sebagai pembangkit listrik yang disuplai untuk mengisi akumulator dan motor akan menggerakkan putaran dari sumber akumulator tersebut. 

1.2. Perumusan Masalah

Sesuai dengan latar belakang yang dipaparkan sebelumnya, maka rumusan masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah :

1.      Bagaimana merancang motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen.

2.      Bagaimana karakteristik hasil output RPM motor tersebut.

1.3. Batasan Masalah

Untuk menghindari persepsi yang salah dan meluasnya pembahasan maka pembatasan masalah penelitian ini adalah :

1.      Merancang motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen.

2.      Memperhitungkan hasil output RPM motor tersebut.

1.4. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang dikaji maka penelitian ini bertujuan untuk :

1.      Membuat motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen.

2.      Mengetahui karakteristik hasil output RPM motor tersebut.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan pada penulisan penelitian ini antara lain adalah :

1.      Menambah pengetahuan pada bidang elektro khususnya konsentrasi sistem tenaga listrik dalam hal pengembangan generator dan motor listrik menggunakan magnet permanen.

2.      Peneliti dapat mengetahui cara merancang dan membuat motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen.

3.      Memberikan usulan konkrit energi terbarukan dan alat transportasi alternatif  yang ramah lingkungan dan dapat mengurangi penggunaan energi bahan bakar.

4.      Dapat digunakan sebagai referensi untuk pengembangan motor listrik dan aspek-aspek yang terkait.

1.6. Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini terdiri dari lima bab yang disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB 1          : PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat yang diharapkan, dan sistematika penulisan yang digunakan.

BAB 2          : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas telaah penelitian dan dasar teori yang berhubungan dengan pembuatan motor untuk sepeda listrik menggunakan magnet permanen.

BAB 3          : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas cara melakukan analisis dan perancangan,   dimulai dari bahan dan perlengkapan pendukung yang harus disiapkan dan tahap yang harus dilakukan sampai akhir penelitian.

BAB 4          : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Memuat analisis dan pembahasan penelitian dari hasil pengujian output RPM motor tersebut.

BAB 5          : PENUTUP

Bab ini membahas kesimpulan dan saran untuk menyempurnakan hasil penelitian serta pengujiannya.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN