## PROSES ELEKTROLISA PADA PROTOTIPE “BAHAN BAKAR AIR” KENDARAAN BERMOTOR DENGAN PENGONTROLAN KUALITAS AIR BERBASIS AVR ATMEGA 8535
Darma Arif Wicaksono 1) , Sofi Ariyani 1) , Sutikno 1)
1) Jurusan Teknik Elektro – Universitas Muhammadiyah Jember JL. Karimata No. 49, Jember 68121, Jawa Timur

## ABSTRAK
Pemanfaatan proses elektrolisa air pada pengembangan penelitian di bidang energi hidrogen saat ini menjadi salah satu alternatif sumber bahan bakar air. Proses pemisahan moelekul air menjadi gas  hidrogen  dan  oksigen  menggunakan  elektrolisa  air,  yaitu  dengan  mengalirkan  litrik  kepada larutan  elektrolit  (katalis  NaCl  dan  air)  melalui  elektroda  alumunium.  Bahan  bakar  berupa  gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan oleh proses ini akan digunakan untuk mengurangi konsumsi BBM.  Sebanyak  4  tabung  digunakan  untuk  perancangan  elektroliser.  Larutan  maksimal  pada masing-masing  tabung  adalah  500  ml  air  dan  katalis  NaCl  6  gram.  Kestabilan  proses  elektrolisa diatur berdasarkan Itensitas air dalam tabung untuk memaksimalkan HHO yang dihasilkan.Dalam hal  ini  tentu  dengan  bantuan  sensor  yang  selanjutnya  data  akan  diolah  oleh  mikrokontroler Atmega8535,  yang  kemudian  ditampilkan  di  LCD  sebgai  perintah  untuk  penggantian  air.  Bahan bakar air BBA dapat menghasilkan gas HHO dengan adanya arus dari spull motor yang mengalir pada dua eletroda dalam air sehingga terjadi proses elektrolisa dan mengasilkan gas hidrogen HHO yang kemudian masuk keruang bakar mesin dan mengurangi konsumsi BBM.
Kata-kata  kunci:  Bahan  bakar  air(BBA),  mikrokontroller  ATmega8535,  Sensor  LDR,  Motor  DC, LCD, Driver Motor.

## 1. PENDAHULUAN
Seiring  meningkatnya  harga  minyak mentah dunia berpengaruh pada harga bahan bakar  minyak  (BBM)  di  dalam  negeri. Kenaikan  harga  BBM  akan  berakibat  pada naiknya  harga  kebutuhan  pokok.  Kondisi demikian  membuat  sebagian  orang  mencari bahan  bakar  alternatif  selain  minyak  bumi dan  berusaha  menghemat  konsumsi  bahan bakar.
Bahan  bakar  tambahan  kendaraan yang berasal dari gabungan dari gas hidrogen dan  oksigen  atau  disebut  HHO  adalah pengembangan  sumber  energi  alternatif. Bahan  bakar  ini  dihasilkan  dari  proses pemisahan  moelekul  air  menjadi  hidrogen dan  oksigen  dengan  cara  memberikan  aliran
arus  listrik  atau  dikenal  dengan  proses elektrolisa. Kemudahan yang ditawarkan oleh sumber  energi  alternatif  ini  adalah  bahan bakar  yang  dibutuhkan  tidak  berasal  dari minyak  bumi  atau  gas  alam,  yakni  hanya berasal  dari  air.  Katalis  NaCl  (Natrium Clorida)  yang  dilarutkan  dalam  air  akan mempercepat  reaksi  dengan bantuan sumber arus  yang  berasal  dari spull sepeda  motor, selain  itu  suhu  yang  tinggi  juga  dapat mengurangi  jumlah  produksi  hidrogen  dan oksigen. Tetapi, air dalam tabung harus dijaga agar kualitas HHO dapat terjaga dengan baik.
Dengan  adanya  masalah  yang  telah dipaparkan, pada penelitian ini akan dilakukan  pengaturam  kualitas  air  pada elektroliser untuk mencegah kurang maksimalnya  gas  yang  dihasilkan  dan
pengaturan buka tutup kran secara otomatis. Dalam proyek kali ini guna untuk mendapatkan  efisiensi  sampai  95%  saya merencanakan  memakai  4  buah  tabung dengan  kapasitas  air  setiap  tabung  500  mL dan pendeteksi kelayakan air dan mikrokontroler  sebagai  otak  dari  sistem  ini dan LCD sebagai media pemberitahuan pada pengguna  BBA.  Manfaat  yang  diharapkan pada  penelitian  ini  adalah  mengatasi kelangkaan  BBM  dan krisis  energi  sehingga kita dapat mandiri dalam bidang energi.

## 2. DASAR TEORI

## 2.1 Bahan Bakar Air (BBA)
Bahan bakar air (BBA) adalah bahan bakar  yang  berasal  dari  air,  dapat  berupa hidrogen  dan  oksigen.  Gas  HHO  adalah kombinasi dari adanya gas hidrogen dan gas oksigen. Dengan proses  elektrolisa air unsur HHO  akan  dapat dihasilkan,  dimana partikel/moelekul air terpisah menjadi 2 buah hidrogen  dan  1  buah  oksigen.  BBA dilengkapi  dengan  sempat  tabung  yang  diisi dengan  air.  Dalam  masing-masing  tabung terdapat air yang dicampurkan dengan bahan kimia  yang  selanjutnya  berikan  arus  listrik sehingga  air  akan  dipisah  menjadi  gas hidgrogen dan gas oksigen yang dikeluarkan melalui  ujung  selang  yang  dihubungkan dengan  karburator  dan  meningkatkan  daya ledak  yang  maksimal  sehingga  terjadi pembakaran  yang  sempurna  dan  membuat mesin lebih bertenaga dan sangat irit BBM.

## 2.2 Elektrolisa
Elektrolisa  adalah  proses  kimiawi dengan  mengubah  energi  listrik  menjadi energi  kimia.  Pemisahan  moelekul  air menjadi  gas  hidrogen  dan  gas  oksigen dibantu dengan aliran arus listrik ke elektroda tempat larutan elektrolit (air + katalis). Reaksi yang  dihasilkan  bukan  reaksi  spontan  atau dapat  disebut  dengan  reaksi  redoks  yang diakibatkan  oleh  pengaruh  listrik.  Proses  ini ditemukan pada tahun 1820 oleh Faraday.

## 2.3 Larutan Elektrolit
Larutan  elektrolit  adalah  larutan yang dihasilkan oleh gabungan air dan katalis. Katalis  adalah  zat  yang  digunakan  untuk mempercepat laju reaksi secara kimiawi yang tidak  merubah  wujud  pada  akhir  reaksi. Untuk  menghasilkan  gas  HHO  pada  proses elektrolisa,  maka  katalis  digunakan  untuk mempercepat  reaksi.  Pada  penelitian  ini katalis  yang  digunakan  adalah  Natrium Clorida  (NaCl)  sebanyak  6  gram  yang dilarutkan  pada  500  ml  air.  Potensial elektrode  standar  yang  lebih  negatif  dari  air pada  NaCl  membuat  larutan  ini  digunakan karena sehingga tidak akan bereaksi ketika air bereaksi  selain  itu  pertimbangan  lain  adalah kemudahan  akses  NaCl.  Potensial  elektrode standar  Natrium  (Na)  adalah  -2,71  dan  air (H 2 O) adalah -0,83.

## 2.4 Elektroda
Elektroda merupakan konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian non-logam.  Pada  sel  elektrolisa  elektroda disebut  sebagai  anoda  dan  katoda.  Anoda adalah  elektroda  positif  yaitu  elektron  akan datang  dari  sel  elektrolisa  untuk  terjadinya proses  oksidasi.  Katoda  adalah  elektroda negatif  dimana  elektron  masuk  ke  sel elektrolisa  sehingga  terjadinya  reduksi. Elektroda  yang  digunakan  salah  satunya adalah alumunium. Latar belakang digunakannya  alumunium  (Al)  sebagai elektroda adalah karena Alumunium
merupakan  logam  aktif  dengan  potensial elektroda  lebih  negatif  daripada  air  yaitu elektroda  alumunium  =  -1,66  dan  elektrode air = -0,83.

## 2.5 Mikrokontroler AVR ATMega 8535
Mikrokontroler adalah perangkat elektronika digital dengan fitur masukan dan keluaran  dan  juga  kendali  yang  diatur  oleh program  secara  fleksibel  dapat  ditulis  dan dihapus dengan cara khusus. Mikrokontroler bekerja secara sederhana adalah menulis dan membaca data. Mikrokontroler dapat disebut
komputer dalam bentuk chip yang digunakan untuk  kontrol  piranti  elektronik  untuk menekan efisiensi dan efektifitas biaya.

## Gambar 1. Mikrokontroler ATMega 8535
Sumber : http://teknikinformatika- esti.blogspot.com/2011/04/mikrokontroler-avr-atmega- 8535.html
Kemampuan  yang  terdapat  pada ATMega  8535  adalah  mikrokontroler  8  bit dengan  jumlah  I/O  sebanyak  32  buah  yang terbagi menjadi 4 port yaitu A, B, C dan D. Piranti  ini  memiliki  memori flash sebesar  8 kb,  dan  EEPROM  512 byte. Meskipun ATMega  8535  merupakan  teknologi  mikro lama,  namun  piranti  ini  masih  layak digunakan  untuk  kontrol  sebuah  sistem dengan harga murah.

## 2.6 Liquid Crystal Display (LCD)
LCD  adalah  piranti  yang  digunakan untuk menampilkan pesan yan terdapat pada alamat  label  LCD.  sebagai  keluaran  waktu pada  mikrokontroller  ATmega  8535.  LCD mempunyai  banyak  variasi  ukuran,  tapi dalam  perancangan  alat  ini  yang  digunakan adalah  LCD  dengan  ukuran  2x16  (dua  baris enam  belas  kolom)  LM162A.  Yang  perlu diperhatikan dalam hal ini adalah:
1. LCD  selalu  pada  kondisi  tulis  ( write )
dengan  menghubungkan  kaki  R/W  ke ground ,  agar  LCD  tidak  mengeluarkan data atau kondisi baca ( read ).
2. Akses ke LCD dilakukan dengan menggunakan  mode  I/O  biasa  dan  tidak menggunakan mode bus walaupun  LCD terhubung jalur bus, berikut gambar LCD dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini.
Gambar 2. LCD LMB162A
LCD display modul disusun dalam kontroler LSI, dimana kontrol mempunyai dua register 8  bit  diantaranya  IR  (instruksi  register)  dan DR (data register). IR disimpan dengan kode instruksi, seperti display clear dan cusor shift , dan juga RAM dan CGRAM.

## 3. HASIL DAN DISKUSI

## 3.1 Pembuatan Alat
Secara umum pembuatan alat yang dirancang terdiri dari beberapa bagian, yaitu : 1. Mikrokontroller ATmega8535 Mikrokontroller ATmega8535  berfungsi untuk  menerima  data  dan  memberikan perintah terhadap rangkaian untuk menjalankan  tugas  atau  perintah  yang sudah
didownload kedalam mikrokontroller ATmega8535 itu sendiri.
2. Aktuator (Motor DC)
Aktuator  (Motor  DC)  berfungsi  sebagai komponen  yang  menggerakkan  mekanik agar  dapat  membuka  dan  menutup  kran vakum guna untuk melewatkan gas HHO atau BBM.
3. LCD ( Liquid Crystal Display ) LCD  berfungsi  sebagai  komponen  yang menampilkan  pembacaan  dari  setiap sensor seperti RPM mesin,Kualitas air dan Volume BBM.
4. Sensor kualitas air Berfungsi untuk mendeteksi kelayakan air dalam tabung.
5. Sensor Volume BBM Berfungsi untuk mendeteksi volume bbm dalam tangki BBM.
6. Sensor tegangan
Sensor  tegangan  disini  memamfaatkan sistem  pembagi  tegangan  dari  tegangan sepull magnet  yang  ada  di  sepeda  motor berdasarkan  naik  turunnya  rpm  mesin yang kemudian diselesaikan oleh rangkaian  komparator  yang  diumpankan ke mikrokontroler.

## 7. Rangkaian timer IC 555
Berfungsi untuk memberikan waktu pada driver motor  untuk  membuka  atau menutup  kran  vakum  berdasarkan  seting waktu tertentu.
8. Power supply Catu  daya Power  Supply ini  merupakan catu  daya linier yang  merupakan  catu daya  untuk  mengubah  tegangan  AC menjadi tegangan DC.

## 3.2 Analisa Hasil
Setelah dilakukan perancangan
keseluruhan sistem, maka dilakukan pengujian  alat  yang  digunakan  untuk mengetahui  kinerja  dan  program  yang  telah disusun. Pengujian dilakukan dengan pembahasan  perangkat  keras,  perangkat lunak dan keseluruhan sistem.
1. Pengujian konsumsi BBM
 Tujuan Untuk mengtahui apakah ada perubahan  konsumsi  BBM  dengan adanya  penambahan  alat  pengirit bahan bakar tersebut maka di analisa berdasarkan jarak tempuh ( KM ).
 Peralatan yang digunakan
1. Sepeda motor.
2. Unit tabung elektroliser.
 Prosedur pengujian
1. Mengaplikasikan alat pengirit bahan  bakar  pada  sepeda motor.
2. Melakukan  tes  uji  coba  dan berapa  jarak  tempuh  yang
diperoleh tanpa menggunakan alat pengirit BBM. 3. Melakukan tes uji coba dengan  menambahkan  alat pengirit  BBM  dan  berapa jarak tempuh yang diperoleh.
4. Mengamati selisih jarak tempuh  antara  menggunakan alat  pengirit  BBM  dengan tanpa menggunakan alat tersebut.
Tabel 1 Hasil percobaan konsumsi BBM.
No.  Tanggal Uraian Konsumsi BBM ( L ) Jarak tempuh ( KM ) Keterangan 1 14 januari 2018 Konsumsi BBM tanpa HHO 0.5 Liter 26.9 Bekerja dengan baik 2 15 januari 2018 Konsumsi BBM + HHO 0.5 Liter 41.2 Bekerja dengan baik
Dari data tabel yang didapatkan diatas, maka  dapat  disimpulkan  bahwa  alat  telah berjalan baik sesuai dengan yang diharapkan. Dan  pengiritan  terjadi  terbukti  dari  selisih jarak tempuh yang dihasilkan seperti terlihat pada tabel 1.
2. Rangkaian Motor DC dan Kran otomatis
Pengujian  rangkaian  Motor  DC  dan
kran otomatis dilakukan dengan menghubungkan  rangkaian  Motor  DC  pada port  Mikrokontroller  ATmega8535    yang telah  diprogram  agar  menghasilkan  daya untuk  menggerakkan  Motor  DC.  Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bahwa Motor DC  dan  kran  otomatis  dapat  bekerja  dengan baik.
Tabel 2. Hasil Pengujian Motor DC dan buka tutup kran otomatis No. Kondisi Port Arah putar motor DC Kondisi Kran Keterangan
1 PortD.3 = 1 PortD.4 = 0 Motor DC berputar searah jarum jam - Kran BBM Open - Kran HHO Close Bekerja dengan baik 2 PortD.3 = 0 PortD.4 = 1 Motor DC berputar berlawanan jarum jam - Kran BBM Close - Kran HHO Open Bekerja dengan baik Hasil pengujian motor :
Dari  tabel  diatas  didapatkan  data  bahwa dalam  proses  pengujian  Motor  DC  berjalan dengan  baik,  buka  tutup  kran  otomatis berjalan sesuai dengan hasil yang diharapkan.

## 3. Pengujian sensor kualitas air
 Tujuan Untuk  mengtahui  apakah  sensor kualitas air dapat membaca perubahan kualitas  air  pada  tabung  elektroliser maka di analisa berdasarkan perubahan  tegangan  output  dari sensor  dengan  merubah  warna  air menjadi  kecoklatan  sampai  pada kondisi 25% dan air wajib diganti.
Tabel 3. Hasil Pengujian Sensor kualitas air.
No. Kondisi air dalam tabung V output sensor Parameter LCD % Keterangan 1 Baru, Bening/Jernih 5 V 99,9 % Baik 2 Agak kecoklatan 4 V 75 % Baik 3 Air berwarna coklat 1 V 25 % Ganti 4. Rangkaian Power Supply
 Tujuan Memberikan tegangan sebesar 5V dan 12V untuk rangkaian alat.
 Peralatan yang digunakan
1. Tegangan PLN ( 220V )
2. Rangkaian power supply .
 Prosedur pengujian
1. Merangkai rangkaian seperti pada skema.
2. Memberikan tegangan 220V pada rangkaian power supply tersebut.
Tabel 4. Percobaan Power Supply No. Rangkaian Tegangan yang diinginkan Hasil 1 Mikrokontroller ATmega8535 5V +5V 2 Sensor BBM 5V +5V 3 Sensor Infrared 5V +5V 4 Motor DC 12V +12V 5 Tabung elektrolisa 12V +12V

## 4. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  dan analisis yang  telah  dilakukan,  maka  dapat  ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat  bahan  bakar  air  bekerja  sesuai dengan  yang  diharapkan.  Terbukti bahwa  alat  bahan  bakar  air  dapat mengurangi  konsumsi  BBM  dengan selisih  jarak  tempuh  14,3  KM  /  0,5 liter setelah menggunakan alat bahan bakar air tersebut.
2. Kualitas  air  dalam  tabung  terkontrol kelayakannya terbukti dengan adanya perubahan tampilan persentase kualitas  air  pada  layar  LCD  seiring dengan  kurang  maksimalnya  gas yang dihasilkan.
3. Mekanik  yang  dirancang  untuk system buka tutup kran otomatis dapat berjalan sesuai yang diinginkan.
4. Rangkaian driver pada motor bekerja dengan  baik  sehingga  motor  DC bergerak dengan gerakan sesuai yang diharapkan,  dan  alat  dapat  bekerja secara otomatis berdasarkan masukan dari sensor.
5. Pada  pengujian  tegangan  didapati bahwa  tegangan  hasil  perhitungan dan  tegangan  hasil  pengukuran
mempunyai sedikit perbedaan dengan rata-rata  perbedaan  0.12  V  yang berarti rangkaian keseluruhan bekerja dengan baik.  .

## 5. Daftar pustaka
[1] Esculenta, Mira. 2017. “Sistem
Elektrolisa  Air  Sebagai  Bahan  Bakar Alternatif  Pada  Kendaraan”.  Jurnal ELTEK Vol. 12 No.1, April 2014 ISSN 1693-4024.  Politeknik  Negeri  Malang.
Malang.
[2] Muliawati,  Neni.  2008.  “Hidrogen Sebagai  Sel  Bahan  Bakar  :  Sumber
Energi  Masa  Depan.  Makalah  Kuliah Energi Terbarukan”.

## Universitas
Lampung. Lampung
[3] Nofriyandi.  2016. Aplikasi  Gas  HHO Pada  Sepeda  Motor  150  CC .  Buku Tugas Akhir.  Intitut Teknologi  Sepuluh Nopember. Surabaya.
[4] Megawati,  Arman,  Triyanto.  2016.
Prototipe  Alat  Penjernih  Air  Sumur Otomatis Berbasis Mikrokontroler 8535.
Coding  Jurnal  Komputer  dan  Aplikasi.
Pontianak.
[5] Amani,  Prawiroredjo.  2016. Alat  Ukur Kualitas Air Minum Dengan Parameter PH,  Suhu,  Tingkat  Kekeruhan,  dan Jumlah Padatan Terlarut. JETRI : Jurnal Ilmiah Teknik Elektro. Jakarta