Pendahuluan
Sebagai alat yang dibutuhkan dalam bidang Industri maupun rumahan yaitu motor listrik berperan penting dalam ruang lingkup kegiatan manusia. Contoh perananannya dalam bidang perindustrian yaitu motor induksi sebagai penggerak mesin produksi. Untuk skala rumahan seperti kipas angin, pompa air dan lainnya. Pada skala rumahan banyak dipakai Motor DC dalam penggunaannya, akan tetapi tingkat efisiensinya yang relatif rendah dikarenakan pada suatu sistem komutasinya masih menggunakan sikat atau brushed (Chandra Wibowo and Riyadi 2019). Dengan keadaan yang tingkat efisiensinya relatif kecil maka digunakanlah Motor BLDC (Brushless DC) yang merupakan motor sinkron magnet permanen dan memiliki suatu sistem elektrik pada komutasinya menggunakan kontroler. Pada Motor BLDC terdapat 3 lilitan yang terdapat di dalamnya dan dengan menggunakan sistem komutasi elektrik ketiga lilitan tersebut akan saling bergantian memiliki arus listrik positif dan negatif yang diatur oleh hall effect sensor, di mana pada sensor tersebut akan mengalirkan arus listrik dari positif ke negatif ketika bertemu dengan kutub selatan dan akan mengindikasi bahwa arus listrik akan dialirkan. Kecepatan perpindahan posisi urutan arus listrik yang mengalir pada masing-masing lilitan berlangsung secara cepat (Akbar and Riyadi 2019). Perubahan lilitan yang mendapatkan arus tersebut akan mengakibatkan medan magnet yang terjadi pada stator dan rotor yang akan menggerakan rotor dikarenakan terjadinya gaya gerak listrik. Meskipun arus yang mengalir pada Motor BLDC tersebut seperti Motor DC tetapi arus yang mengalir pada sistem komutasi tersebut bersifat arus 3 fasa (Jatmiko et al. 2018). Misalnya dalam penggunaan water pump kebanyakan digunakan Motor DC (Direct Current) maupun AC (Alternating Current). Pada Motor DC / Brushed DC meskipun memiliki kontrol sederhana dan harga relatif murah dibandingkan BLDC Motor. Karena komutatornya menjadikan efisiensi rendah dan kurang dapat diandalkan. Motor BLDC memiliki keunggulan kinerja, seperti efisiensi tinggi, struktur yang handal dan sederhana, serta respon dinamis lebih cepat, kecepatan tinggi, besar torsi awal, dan kebisingan rendah (Joon et al. 2012). Penggunaan water pump kebanyakan masih menggunakan listrik AC dengan keadaan di mana water pump banyak ditempatkan diluar ruangan. Karena itu dapat memanfaatkan energi matahari sebagai sumber energi listrik dan dengan desain dan kontrol yang tepat Motor BLDC dapat menggantikan peranan pada Motor DC tersebut. Pompa merupakan alat yang dapat memindahkan suatu cairan atau fluida dari satu sumber ke sumber yang lain dan di gerakan oleh mesin sebagai penggerakya (Ainurrohmah, Rivai, and Tasripan 2019). Terdapat 3 Impeller pada pompa air yaitu Impeller tertutup, terbuka dan semi tertutup. Di mana masing-masing memiliki fungsi yang berbeda tergantung dari keadaan dan situasi dari zat cairan yang akan dialirkan (Candra 2018). Panel surya adalah suatu alat yang didalamnya terdapat jenis semi konduktor yaitu silikon dan dilapisi suatu bahan kimia dan tingkat ketebalannya sekitar 0,3 mm dan berukuran sangat kecil (Julisman, Sara, and Siregar 2017). Jenis panel surya diantaranya Monokristalin tingkat efisiensinya mencapai 15%, Polikristalin tingkat efisiensi 12%, Amorphous tingkat efisiensi 4-6%, dan Thin Film dengan efisiensinya 8,5 % (Purwoto 2018). SCC (Solar Charger Controller) merupakan sebuah alat yang digunakan dalam pengaturan sistem tenaga surya untuk pengisian baterai dengan menggunakan komponen yang dapat mengatur keluar masuknya arus listrik menuju baterai dari panel surya (Suryaputra et al. 2019). Baterai adalah perangkat yang di dalamnya terdapat arus listrik dan dapat dialirkan ke tempat lain. Di dalam baterai terdapat suatu zat kimia yang dapat menghasilkan energi listrik. Pada baterai terdapat sebuah plat dan bahan elektrolit yang dapat digunakan dan dapat diisi kembali arus listrik ke dalamnya. Proses tersebut disebut juga reversible (berkebalikan), di mana pada proses tersebut baterai dapat mensuplai arus listrik dan dapat juga menerima arus listrik sebagai pengisian arus listrik yang akan disimpan pada zat kimia elektrolit tersebut (Udin, Kaloko, and Hardianto 2017). Motor BLDC itu sendiri yaitu suatu motor yang digerakan dengan arus 3 fasa dan disebut juga dengan PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor). Motor sinkron itu sendiri berarti putaran atau medan magnet yang dihasilkan akan sama dengan frekuensi yang dibangkitkan antara rotor dan stator. Perbedaan inrunner dan Outrunner Motor BLDC yaitu terletak pada kontruksinya dan perbedaannya terdapat pada torsi yang dihasilkan lebih tinggi pada Outrunner BLDC, untuk kekurangannya Outrunner BLDC karena rotor berada diluar maka gangguan yang dapat terjadi lebih besar dibandingkan dengan inrunner Motor BLDC (Kumar et al. 2015). Kontruksi Outrunner Motor BLDC terdiri dari stator, rotor dan sensor posisi (Hall Effect Sensor). Rotor merupakan bagian yang berputar pada suatu motor listrik, pada Motor BLDC di dalam rotor tersebut terdapat beberapa kutub dan yang dipakai pada umumnya 2-8 pasang magnet kutub utara dan selatan. Stator pada Motor BLDC tersusun dari lapisan baja dan dilaminasi pada setiap slotnya dan terdapat kumparan lilitan kawat sebagai aliran arus yang masuk untuk menghasilkan medan magnet tersebut (Widaningrum, Setiyono, and Riyadi 2017). Penempatan sensor posisi biasa terletak pada stator untuk menentukan urutan komutasi dalam mengalirkan arus listrik dari ketiga fasa tersebut. Di mana dalam penerimaan sinyal antara high (1) atau low (0), perlu adanya pengidentifikasian antara kutub selatan dan utara. Ketika bertemu kutub selatan maka sensor akan bernilai 1 dan akan mengalirkan arus listrik lalu akan memutuskan arus listrik ketika bertemu kutub utara. Dengan terjadinya perpindahan arus listrik dari setiap fasa yaitu antara arus positif dan negatif maka akan terjadi perputaran pada motor dan perpindahan arus tersebut terjadi sangat cepat dan singkat (Sutedjo et al. 2017). Prinsip kerja Motor BLDC terjadi akibat adanya ggl induksi, Terjadinya proses gaya gerak listrik yaitu ketika medan stator dialiri arus listrik yang mengakibatkan adanya gaya tarik menarik antara rotor dan stator dan akan mengakibatkan berputarnya rotor. Perputaran rotor tersebut diakibatkan adanya medan elektromagnetik yang terjadi karena kumparan lilitan terdapat aliran arus listrik di mana dalam aliran arus listrik tersebut hanya 2 fasa yang tersuplai arus positif dan negatif dan salah satunya menjadi arus netral atau nol (Antono 2012). Penulis membaca penelitian dari M. H. Krishna and S. Manmadharao dengan judul Grid Integrated Solar Irrigation System by Using BLDC Motor Pump Set untuk pemanfaatan panel surya sebagai suplai pompa air pada sistem irigasi pertanian (Krishna and Manmadharao 2018).
Tujuan dalam penelitian yang dilakukan yaitu untuk mengetahui
kapasitas kedua Motor BLDC seperti
nilai daya serta efisiensinya antara keadaan berbeban dan tanpa beban. Perhitungan pengisian panel surya ke baterai dan pemakaian baterai dari Motor BLDC serta mengetahui debit aliran air yang dihasilkan dari kedua motor tersebut sebagai penggerak Mini Water
Pump.
Metode Penelitian
Metodologi yang digunakan untuk mendapatkan hasil dari penelitian yaitu pertama, studi literatur untuk mencari, mengumpulkan, membaca dan memilih literatur berupa jurnal, artikel dan buku-buku sebagai referensi yang berhubungan dengan teori dan metode yang digunakan. Kedua, konsultasi dan diskusi dengan dosen pembimbing dan meminta pendapat dengan kakak tingkat serta teman-teman tentang penelitian yang akan dilaksanakan. Ketiga, konstruksi alat yaitu melakukan perencanaan, perancangan, dan pemasangan alat penelitian. Keempat, pengumpulan data yang diperlukan berupa data tegangan dan arus dari masing-masing komponen serta debit aliran air yang dihasilkan dari Mini Water Pump. Dan terakhir pengolahan data yaitu melakukan analisa dan perhitungan dari daya dan efisiensi BLDC Motor serta debit air yang dihasilkan dengan data-data yang telah didapatkan.
Tabel 1
Alat dan Bahan
|
Alat dan Bahan |
Keterangan |
Fungsi |
|||||||||||
|
|
Motor BLDC DYS dan A2212 1400 KV
ukuran 35 x 36 mm dan 27 x 27 mm |
Sebagai Penggerak Mini Water Pump |
|||||||||||
|
|
Panel Surya 10 WP Policrystalline |
Sebagai sumber energi
listrik ke baterai |
|||||||||||
|
|
Baterai VRLA 12 V 7,2 Ah |
Sebagai suplai energi
listrik ke Motor BLDC |
|||||||||||
|
|
Ember/Wadah air |
Tempat menampung air |
|||||||||||
|
|
Desain Mini
Water Pump |
Sebagai media keluar masuk aliran air dimana terdapat baling-baling /
impeller yang di kopel dengan BLDC Motor |
|||||||||||
|
|
Multimeter |
Alat ukur tegangan dan arus pada panel, baterai |
|||||||||||
|
|
Lux Meter |
Alat ukur intensitas cahaya dari matahari |
|||||||||||
|
|
Tang Meter |
Alat pengukur tegangan dan arus pada Motor BLDC |
|||||||||||
|
|
Servo Motor Tester |
Sebagai kontroler pengatur tegangan dan kecepatan pada motor
BLDC |
|||||||||||
|
|
Skywalker ESC (Electronic
Speed Control) Brushless Motor |
untuk mengubah kecepatan
motor listrik, jalur dan juga berfungsi sebagai rem dinamis |
|||||||||||
|
|
SCC (Solar Charge Controller) |
Berfungsi untuk mengontrol
pengisian Baterai dari Panel Surya |
|||||||||||
|
|
Pipa |
Untuk media pengaliran air dari sumber ke
penampungan |
|||||||||||
Sumber: Hasil Penelitian tahun 2021
A.
Hasil Penelitian
1. Pengujian dan Data Pengukuran
Pada pengukuran baterai terdapat perhitungan pengisian arus listrik dari panel terhadap baterai dan pemakaian daya terhadap Motor BLDC.
Untuk data perhitungan dan pengukuran pada Motor
BLDC dilakukan dengan kondisi berbeban dan tidak berbeban serta mengukur efisiensinya. Dalam pengukuran Mini Water
Pump tidak dilakukan perhitungan efisiensi pompa dan hanya menghitung debit air yang dhasilkan. Perhitungan dilakukan selama 15 detik
dan diukur dari pukul 07.00-17.00 selama 14 hari dan dihitung secara rata-rata
per jam nya.
a. Pengujian dan Perhitungan Data Hasil Pengukuran Panel Surya Tanpa Beban dan Berbeban
Pada
penelitian ini dilakukan pengukuran rata-rata per jam selama
14 hari percobaan yaitu mulai dari
tanggal 10,11,12,13,14,18,19,20,23,25,26,27,29 April
dan 01 Mei 2021.
Tabel 2
Data
Pengukuran Panel Surya Tanpa
Beban
|
Jam |
Daya (Watt) |
Tingkat Pencahaayn (Lux) |
|
07.00 |
2,577811 |
7791,786 |
|
08.00 |
4,786263 |
31194,64 |
|
09.00 |
4,60674 |
33638,57 |
|
10.00 |
7,77852 |
92772,15 |
|
11.00 |
8,991073 |
150219,7 |
|
12.00 |
8,971769 |
179755,7 |
|
13.00 |
8,314226 |
166738 |
|
14.00 |
6,846629 |
51746,69 |
|
15.00 |
4,93117 |
33957,5 |
|
16.00 |
2,875565 |
6750,5 |
|
17.00 |
2,007324 |
4510,429 |
|
Average |
5,698826 |
69006,88 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Tabel 3
Data
Pengukuran Panel Surya Berbeban
|
Jam |
Daya (Watt) |
Tingkat Pencahaayan (Lux) |
|
07.00 |
1,540696 |
7791,786 |
|
08.00 |
3,395728 |
31194,64 |
|
09.00 |
3,234587 |
33638,57 |
|
10.00 |
5,946328 |
92772,15 |
|
11.00 |
6,992937 |
150219,7 |
|
12.00 |
6,97587 |
179755,7 |
|
13.00 |
6,407936 |
166738 |
|
14.00 |
5,059044 |
51746,69 |
|
15.00 |
3,511846 |
33957,5 |
|
16.00 |
1,775729 |
6750,5 |
|
17.00 |
1,060428 |
4510,429 |
|
Average |
4,17283 |
69006,88 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Gambar 1
Grafik Daya yang dihasilkan Panel Surya
b. Pengujian Kapasitas Baterai
Pada
penelitian ini dilakukan pengukuran rata-rata per jam selama
14 hari percobaan yaitu mulai dari
tanggal 10,11,12,13,14,18,19,20,23,25,26,27,29 April
dan 01 Mei 2021 dan diukur selama
15 detik.
Tabel 4
Data
Pengukuran Kapasitas Baterai Berbeban
Motor
BLDC Ukuran 27 x 27 mm
|
Jam |
Daya BLDC Motor Berbeban (Watt) |
Daya BLDC Motor Tanpa Beban (Watt) |
|
07.00 |
217,9008 |
16,812 |
|
08.00 |
217,8792 |
16,788 |
|
09.00 |
217,9438 |
16,86 |
|
10.00 |
218,0191 |
16,944 |
|
11.00 |
218,1052 |
17,04 |
|
12.00 |
218,1805 |
17,124 |
|
13.00 |
218,1052 |
17,04 |
|
14.00 |
218,0084 |
16,932 |
|
15.00 |
217,9438 |
16,86 |
|
16.00 |
217,8362 |
16,74 |
|
17.00 |
217,7501 |
16,584 |
|
Average |
217,9702 |
16,884 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Tabel 5
Data
Pengukuran Kapasitas Baterai Berbeban
�Motor BLDC Ukuran 35
x 36 mm
|
Jam |
Daya BLDC Motor Berbeban (Watt) |
Daya BLDC Motor Tanpa Beban (Watt) |
|
07.00 |
238,1508 |
29,412 |
|
08.00 |
238,1292 |
29,388 |
|
09.00 |
238,194 |
29,46 |
|
10.00 |
238,2696 |
29,532 |
|
11.00 |
238,356 |
29,64 |
|
12.00 |
238,4316 |
29,724 |
|
13.00 |
238,356 |
29,64 |
|
14.00 |
238,2588 |
29,532 |
|
15.00 |
238,1832 |
29,46 |
|
16.00 |
238,086 |
29,34 |
|
17.00 |
237,9996 |
29,244 |
|
Average |
238,2195 |
29,48836 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Gambar 2
Grafik Daya Yang Terpakai Oleh
�Motor BLDC
Tanpa Beban Terhadap Baterai
Gambar 3
Grafik Daya Yang Terpakai Oleh Motor BLDC
Berbeban Terhadap Baterai
c. Pengujian Kapasitas Motor BLDC
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran rata-rata per jam selama 14 hari percobaan yaitu mulai dari tanggal 10,11,12,13,14,18,19,20,23,25,26,27,29 April dan 01 Mei 2021 dan diukur selama 15 detik.
Tabel 6
Data
Pengukuran Kapasitas Motor
BLDC Ukuran 27 x 27 mm
|
Jam |
Daya BLDC Motor Berbeban (Watt) |
Daya BLDC Motor Tanpa Beban (Watt) |
|
07.00 |
178,021 |
14,532 |
|
08.00 |
178,005 |
14,51 |
|
09.00 |
178,05 |
14,576 |
|
10.00 |
178,109 |
14,654 |
|
11.00 |
178,173 |
14,743 |
|
12.00 |
178,23 |
14,82 |
|
13.00 |
178,173 |
14,743 |
|
14.00 |
178,101 |
14,676 |
|
15.00 |
178,053 |
14,576 |
|
16.00 |
177,973 |
14,466 |
|
17.00 |
177,908 |
14,377 |
|
Average |
178,0724 |
14,60664 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Tabel 7
Data Pengukuran
Kapasitas Motor BLDC Ukuran
35 x 36 mm
|
Jam |
Daya BLDC Motor Berbeban (Watt) |
Daya BLDC Motor Tanpa Beban (Watt) |
|
07.00 |
206,707 |
25,803 |
|
08.00 |
206,69 |
25,78 |
|
09.00 |
206,698 |
25,849 |
|
10.00 |
206,801 |
25,928 |
|
11.00 |
206,87 |
26,019 |
|
12.00 |
206,93 |
26,099 |
|
13.00 |
206,87 |
26,019 |
|
14.00 |
206,784 |
25,917 |
|
15.00 |
206,741 |
25,849 |
|
16.00 |
206,673 |
25,746 |
|
17.00 |
206,587 |
25,644 |
|
Average |
206,7592 |
25,87755 |
Sumber: Hasil Penelitian Tahun 2021
Gambar 4
Grafik Daya
Output Motor BLDC Tanpa
Beban
Gambar 5
Grafik Daya
Output Motor BLDC Berbeban
B.
Pembahasan
1. Lama Pengisian Panel Surya Terhadap Baterai
Rata-rata lama pengisian baterai sampai penuh selama 2 minggu yaitu �: 0,31311 A. Lama pengisian baterai (Jam) = Arus Baterai (Ah) / Arus Pengisian (A) = 7,2 / 0,31311 =
22,995 Jam. Pengisian baterai / aki yang dilakukan
dimulai dari keadaan baterai kosong atau dibawah 20% dari kapsitas total
baterai dan jika baterai masih cukup terisi maka lama pengisian akan berkurang
bergantung dari jumlah kapasitas yang masih dimiliki baterai.
Gambar 6
Grafik Lama Pengisian
Baterai Dari Panel Surya
2. Lama pemakaian Baterai
a. Pada Motor BLDC Ukuran 27 x 27 mm keadaan Tanpa beban
Arus rata-rata
yang digunakan selama 2 minggu yaitu 1,407 A. Lama pemakaian baterai
(Jam) �= (Arus
Baterai (Ah) / Arus Pemakaian (A)) � Defisiensi Baterai (20%) = (7,2 /
1,407) � 20% = 4,917 Jam.
b. Pada Motor BLDC Ukuran 27 x 27 mm keadaan Berbeban
Arus rata-rata yang digunakan selama 2 minggu yaitu 20,25745 A. Lama pemakaian baterai (Jam) �= (Arus Baterai (Ah) / Arus Pemakaian (A)) � Defisiensi Baterai (20%) = (7,2 / 20,25745) � 20% = 9,324 Menit
c. Pada Motor BLDC Ukuran 35 x 36 mm keadaan Tanpa beban
Arus rata-rata yang digunakan selama 2 minggu yaitu 2,457364 A. �Lama pemakaian baterai (Jam) = (Arus Baterai (Ah) / Arus Pemakaian (A)) � Defisiensi Baterai (20%) = (7,2 / 2,457364) � 20% = 2,73 Jam
d. Pada Motor BLDC Ukuran 35 x 36 mm keadaan Berbeban
Arus rata-rata yang digunakan selama 2 minggu yaitu 22,05736 A. Lama pemakaian baterai (Jam) �= (Arus Baterai (Ah) / Arus Pemakaian (A)) Defisiensi Baterai (20%) = (7,2 / 22,05736) � 20% = 7,585 Menit
Gambar 7
Grafik Lama Pemakaian Baterai Terhadap Motor BLDC Tanpa
Beban
Gambar 8
Grafik Lama Pemakaian Baterai Terhadap Motor BLDC Berbeban
a. Efisiensi Motor BLDC Berbeban dan Tanpa Beban
Perhitungan Daya� pada Motor BLDC dilakukan
dengan rumus:
Pout = √3�V�I�cos φ, di mana untuk faktor daya nya yaitu 0,8.
b. Perhitungan Pada Motor BLDC Ukuran 27 x 27 mm
Pada Kondisi
Tanpa Beban: Pengukuran Motor BLDC dihitung efisiensi dari Motor tersebut di mana rumusnya yaitu: �Efisiensi = (Pout /
Pin)�100%. Daya Input rata-rata didapatkan pada daya yang terpakai pada baterai yaitu sebesar
�Pin = 16,884 Watt Daya Output
rata-rata (Pout) = 14,60664 Watt Efisiensi =
(14,60664 / 16,884)�100% = 86,51%
Pada Kondisi
Berbeban : Pengukuran Motor BLDC dihitung efisiensi dari Motor tersebut di mana rumusnya yaitu: Efisiensi = (Pout / Pin)�100% Daya Input
rata-rata didapatkan pada daya yang terpakai pada baterai yaitu sebesar �Pin
= 217,9702 Watt Daya
Output rata-rata (Pout) = 178,0724 Watt Efisiensi = (178,0724 / 217,9702)�100% = 81,69%
c. Perhitungan Pada Motor BLDC Ukuran 35 x 36 mm
Pada Kondisi Tanpa
Beban: Pengukuran Motor BLDC dihitung efisiensi dari Motor tersebut di mana rumusnya yaitu: Efisiensi = (Pout /
Pin)�100% Daya Input
rata-rata didapatkan pada daya
yang terpakai pada baterai yaitu sebesar �Pin = 29,48836 Watt Daya Output
rata-rata (Pout) = 25,87755 Watt Efisiensi = (25,87755 / 29,48836)�100%
= 87,75%
Pada Kondisi
Berbeban: Pengukuran Motor BLDC dihitung efisiensi dari Motor tersebut di mana rumusnya yaitu: Efisiensi = (Pout / Pin)�100% Daya Input
rata-rata didapatkan pada daya
yang terpakai pada baterai yaitu sebesar �Pin = 238,219 Watt Daya Output
rata-rata (Pout) = 206,7592 Watt Efisiensi = (206,7592 / 238,219)�100% = 86,79%.
- Debit Air yang dihasilkan
1) Perhitungan Aliran Air Pada Motor BLDC Ukuran 27 x 27 mm
Rata-rata volume dan debit yang dihasilkan dari mini water pump yaitu:
Volume = 8,3988 Liter
Debit (Q) = V/t = (8,3988 Liter) / (15 )
Debit (Q) = 0,55992 L/s
2) Perhitungan Aliran Air Pada Motor BLDC Ukuran 35 x 36 mm
Rata-rata volume dan debit yang dihasilkan dari mini water pump yaitu:
Volume = 8,9532 Liter
Debit (Q) = V/t = (8,9532) / (15 )
Debit (Q) = 0,59688 L/s
Gambar 9
�Grafik
Debit Yang Dihasilkan Mini Water Pump BLDC Motor
C. Analisa Hasil Penelitian
Pengukuran pada panel surya yang terlihat pada Gambar 1 terlihat bahwa daya yang dihasilkan pada kondisi tanpa beban lebih besar dibandingkan dengan kondisi berbeban dikarenakan pada kondisi berbeban terdapat nilai hambatan yang mengurangi nilai dari tegangan dan arusnya. Kondisi cuaca sangat mempengaruhi pada daya yang didapatkan pada panel surya. Daya tertinggi yang didapat pada pukul 12.00 yaitu 8,971769 Watt kondisi tanpa beban dan 6,97587 Watt pada kondisi berbeban dan total rata-rata daya yang dihasilkan oleh panel surya selama 2 minggu yaitu 5,698826 Watt kondisi tanpa beban dan 4,17283 Watt kondisi berbeban. Waktu pengisian yang dapat dilakukan panel surya pada Gambar 6 untuk mengisi kapasitas baterai sampai penuh yaitu tercepat pada pukul 12.00 dengan waktu 15,9 jam dan terlama pada pukul 17.00 dengan waktu 86,95 jam. Rata-rata waktu yang dibutuhkan dalam pengisian baterai selama 2 minggu yaitu 22,995 jam. Lama pengisian untuk baterai tergantung dari arus yang dapat dihasilkan oleh panel surya tersebut. Nilai dari lama pengisian arus tersebut ketika baterai sudah mencapai titik kosong atau tidak dapat lagi memberikan daya kepada beban.
Pengukuran pada baterai yang terlihat pada Gambar 2 yang digunakan untuk mensuplai daya pada Motor BLDC tanpa beban. Nilai daya antara BLDC ukuran 27 x 27 mm dengan BLDC 35 x 36 mm memiliki selisih yang cukup jauh di mana daya yang digunakan untuk menggerakan BLDC 35 x 36 mm lebih tinggi dibandingkan BLDC ukuran 27 x 27 mm. Di mana rata-rata daya yang dipakai selama 2 minggu yaiitu 16,884 Watt untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 29,48836 Watt untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Pengukuran untuk berbeban terlihat pada Gambar 3 di mana nilai daya yang digunakan rata-rata dalam 2 minggu yaitu 217,9702 Watt untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 238,2195 Watt untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm.
Untuk lama pemakaian baterai yang dapat digunakan oleh Motor BLDC terlihat pada Gambar 7 dengan kondisi tanpa beban rata-rata selama 2 minggu yaitu 4,917 Jam untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 2,73 Jam untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Pada kondisi berbeban terlihat pada Gambar 8 lama pemakaian baterai yang dapat digunakan untuk beroperasi rata-rata selama 2 minggu yaitu 9,324 menit untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 7,585 menit untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Pemakaian daya akan berbanding lurus dengan lama baterai dapat dipakai, di mana semakin tinggi daya yang digunakan maka akan semakin cepat waktu baterai akan habis. Disebabkan dalam pemakaian baterai tidak dilakukan secara terus menerus dan sambil di isi arus listrik dari panel surya maka ketahanan pada baterai yang digunakan ini cukup untuk dilakukan dalam berkali-kali pengukuran.
Pada pengukuran Motor BLDC dengan kondisi tanpa beban terlihat pada Gambar 4 di mana daya output yang dihasilkan rata-rata selama 2 minggu yaitu 14,60664 Watt untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 22,69518 Watt untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Pada kondisi berbeban terlihat pada Gambar 5 di mana daya output yang dihasilkan rata-rata selama 2 minggu yaitu 178,0724 Watt untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 206,7592 Watt untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Nilai daya output yang dihasilkan akan berbanding lurus dengan ukuran pada Motor BLDC tersebut dikarenakan panjang lilitan yang lebih besar serta nilai torsi yang semakin besar juga akan membutuhkan daya yang besar. Pada Motor BLDC nilai tegangan tidak berubah dan hanya nilai dari arus yang berubah sedikit namun tidak signifikan dikarenakan menggunakan baterai di mana daya yang dihasilkan baterai cukup stabil. Untuk efisiensi yang didapatkan pada Motor BLDC dengan kondisi tanpa beban yaitu 86,51% untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 87,75 % untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Untuk kondisi berbeban efisiensi yang didapat yaitu 81,69 % untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 86,79 % untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm.
Nilai efisiensi yang didapatkan pada pengukuran Motor BLDC lebih tinggi nilai efisiensi yang didapatkan ketika tidak diberikan beban dikarenakan rugi-rugi yang terjadi hanya pada Motor BLDC dan untuk efisiensi ketika diberikan beban akan mengecil dikarenakan terdapat rugi-rugi tambahan seperti rugi gesekan pipa. Nilai efisiensi pada BLDC ukuran 35 x 36 mm lebih besar ketika diberikan beban dikarenakan torsi yang dihasilkan lebih besar dari pada BLDC ukuran 27 x 27 mm.
Untuk pengukuran debit air yang didapatkan terlihat pada Gambar 9 dimana rata-rata debit yang dihasilkan selama 2 minggu yaitu 0,55992 L/s untuk BLDC ukuran 27 x 27 mm dan 0,59688 L/s untuk BLDC ukuran 35 x 36 mm. Debit air yang dihasilkan akan sebanding dengan nilai daya dan torsi yang dihasilkan dari penggerak Mini Water Pump tersebut yaitu Motor BLDC.
Berdasarkan penelitian
yang telah dilakukan dalam analisa kapasitas
Outrunner Motor BLDC sebagai penggerak
Mini Water Pump, dapat
disimpulkan bahwa nilai efisiensi Motor BLDC dengan
kondisi berbeban lebih kecil dibandingkan
dengan kondisi tanpa beban disebabkan
pada kondisi berbeban rugi-rugi pada Motor
BLDC akan bertambah karena memutar impeller yang didalamnya
terdapat rugi gesekan. Sedangkan pada daya output Motor
BLDC lebih besar pada keadaan berbeban dibandingkan pada saat tidak berbeban dikarenakan ketika berbeban Motor BLDC
akan membutuhkan torsi lebih banyak untuk
memutar impeller
yang terkena aliran air tersebut. Pemakaian daya pada baterai untuk memutar Motor BLDC lebih
besar pada ukuran 35 x 36
mm dikarenakan semakin besar ukuran Motor BLDC maka akan
semakin panjang lilitan didalamnya. Untuk lama pemakaian baterai akan sebanding
dengan nilai daya yang dibutuhkan Motor BLDC di mana semakin
besar daya yang dibutuhkan maka akan semakin cepat
waktu pemakaian habis baterai. Pengisian daya pada baterai akan sebanding
dengan nilai daya yang dihasilkan pada panel surya, di mana jika semakin besar nilai
arus pada panel surya maka akan semakin
cepat waktu pengisian terhadap baterai. Debit air yang dihasilkan
pada Mini Water Pump lebih besar pada Motor BLDC ukuran
35 x 36 mm yaitu 0,59688 L/s dan 0,55992 L/s untuk ukuran Motor BLDC 27 x 27 mm. Jadi semakin besar ukuran motor akan semakin cepat
perputarannya serta semakin cepat dalam
pengisian air karena beban yang di gunakan akan berkurang.
BIBLIOGRAFI
Ainurrohmah, Arista, Muhammad Rivai, And Tasripan Tasripan. 2019. �Kontrol Laju Alir Pompa
Air Berpenggerak Brushless DC Motor.� Jurnal Teknik ITS 7(2). Doi: 10.12962/J23373539.V7i2.31133. Google Scholar
Akbar, Danu, And Slamet
Riyadi. 2019. �Pengaturan Kecepatan Pada Motor Brushless Dc (Bldc)
Menggunakan Pwm (Pulse
Width Modulation).� 255�62. Doi: 10.5614/Sniko.2018.30.Google Scholar
Antono, Djodi. 2012. �Motor DC Brushless Tiga Fasa-Satu Kutub.� Orbith 8(1):32�37.Google Scholar
Candra, Riki.
2018. �Perancangan Pompa Sentrifugal Dan Diameter Luar
Impeller Untuk Kebutuhan
Air Kapasitas 60 Lpm Di Gedung F Dan D Universitas
Muhammadiyah Tangerang.� Jurnal Teknik 7(1):15�25. Doi:
10.31000/Jt.V7i1.946. Google Scholar
Chandra Wibowo, Yunus,
And Slamet Riyadi. 2019. �Analisa
Pembebanan Pada Motor Brushless Dc (Bldc).� 277�82. Doi: 10.5614/Sniko.2018.33.Google Scholar
Jatmiko, Jatmiko, Abdul Basith,
Agus Ulinuha, Muhammad Afan Muhlasin, And Ibnu Shokibul Khak.
2018. �Analisis Peroforma
Dan Konsumsi Daya Motor Bldc 350 W Pada Prototipe Mobil
Listrik Ababil.� Emitor: Jurnal Teknik Elektro 18(2):14�17.
Doi: 10.23917/Emitor.V18i2.6348.Google Scholar
Joon, Sung Park, Bon Gwan
Gu, Jin Hong Kim, Jun Hyuk Choi, And In Soung Jung. 2012. �Development Of BLDC Motor Drive For Automotive
Applications.� In Electrical Systems For Aircraft, Railway And Ship Propulsion,
ESARS.Google Scholar
Julisman, Andi, Ira Devi Sara, And Ramdhan Halid Siregar. 2017. �Prototipe Pemanfaatan Panel Surya
Sebagai Sumber Energi Pada Sistem Otomasi Stadion Bola.� Jurnal Komputer, Informasi Teknologi, Dan Elektro 2(1):35�42.Google Scholar
Krishna, M. Hari, And S. Manmadharao. 2018. �Grid Integrated Solar Irrigation System
By Using BLDC Motor Pump Set.� Proceedings Of The International Conference On Inventive
Research In Computing Applications, ICIRCA 2018 (Icirca):1261�64.
Doi: 10.1109/ICIRCA.2018.8597257.Google Scholar
Kumar, Rajan, Bhim Singh, Ambrish Chandra, And Kamal
Al-Haddad. 2015. �Solar PV Array Fed Water Pumping Using BLDC Motor Drive With Boost-Buck
Converter.� 2015 IEEE Energy Conversion Congress And Exposition, ECCE 2015
5741�48. Doi: 10.1109/ECCE.2015.7310466.Google Scholar
Purwoto, Bambang Hari. 2018. �Efisiensi Penggunaan Panel Surya Sebagai Sumber Energi Alternatif.�
Emitor: Jurnal Teknik Elektro 18(01):10�14. Doi: 10.23917/Emitor.V18i01.6251.Google Scholar
Suryaputra, Andre, Wahmisari Priharti,
M. Sc, D. Ph, Ig Prasetya, And Dwi
Wibawa. 2019. �Desain Dan Implementasi
Mppt Solar Charge Controller Berbasis
Arduino Design And Implementation Of Mppt Solar Charge
Controller Based On Arduino.� 6(2):2617�22.Google Scholar
Sutedjo, Ony Asrarul Qudsi, Suhariningsih, And Diah Septi Yanaratri.
2017. �Desain Dan Implementasi Six-Step Comutation Pada Sistem Kontrol Motor Bldc 1 , 5 Kw.�
3:261�73.Google Scholar
Udin, Mambak, Bambang Sri Kaloko, And Triwahju Hardianto. 2017. �Peramalan Kapasitas Baterai Lead Acid Pada Mobil Listrik Berbasis
Levenberg Marquardt Neural Network.� Berkala Sainstek 5(2):112. Doi: 10.19184/Bst.V5i2.5703.Google Scholar
Widaningrum, Lidya, Budi Setiyono,
And Munawar Agus Riyadi.
2017. �Perancangan Kontroler
Jaringan Syaraf Tiruan B-Spline Berbasis Mikrokontroler Atmega16 Sebagai Kendali Kecepatan Motor Brushless
Dc (Bldc).� Transient 6(3):373. Doi: 10.14710/Transient.6.3.373-379.Google scholar
|
Copyright holder : Sariman, Niko
Andrean (2021) |
|
First publication right: |
|
This article is licensed under:
|
