## DESAIN PEMIPIL JAGUNG DENGAN SUMBER ENERGI TENAGA SURYA DAN ENERGI LISTRIK PLN
Hasyim Asy’ari, Danang Nurdyan Putro, Jatmiko Jursan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Hasyim.Asyari@ums.ac.id

## ABSTRAKSI
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan yang dibutuhkan oleh seluruh negara di dunia. Hal ini  mengingat  energi  listrik  merupakan  salah  satu  faktor  utama  bagi  terjadinya  pertumbuhan ekonomi   suatu  negara.  Permasalahan  energi  listrik    menjadi  semakin  kompleks  ketika  kebutuhan yang  meningkat  akan  energi  dari  seluruh  negara  di  dunia  untuk  menopang  pertumbuhan ekonominya  justru  membuat  persediaan  cadangan  energi  konvensional  menjadi  semakin  sedikit. Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat desain pemipil jagung dengan energi tenaga surya dan energi listrik PLN.
Penelitian  dimulai  dari  pembuatan  mesin  pemipil  jagungdan  pemasangan  komponen-komponen seperti  panel  surya,  konverter  dan  motor  DC  pada  pemipil  jagung  yang  telah  dirancang sebelumnya. Kemudian pengecekan komponen yang telah terpasang sudah berfungsi secara normal. Energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh  panel  surya  akan  digunakan  sebagai  sumber  energi  untuk menjalankan  mesin  pemipil  jagung.  Energi  listrik  PLN  digunakan  sebagai  energi  tambahan  jika daya  yang  dihasilkan  panel  surya  kurang.  Cara  pengamatan  yang  dilakukan  adalah  pengambilan data terkait nilai tegangan dan arus yang dihasilkan oleh panel suya,kecepatan putar mesin pemipil dan  lama  waktu  pemipilan.  Peralatan  yang  digunakan  antara  lain:  luxmeter,  Amperemeter, tachometer dan stopwatch.
Hasi lpercobaan pertama dilakukan pada intensitas cahaya 103700 lux tegangan 19 V dan arus 2 A menghasilkan    kecepatan  putar  1705  Rpm  sehingga  mesin  pemipil  jagung  bekerja  dengan  sangat baik  dengan  waktu  pemipilan  0,10  menit  per  jagung.  Begitu  seterusnya  dengan  intensitas  yang berbeda sampai ke intensitas terendah yaitu 29300 lux tegangan 8,2 V dan arus 1 A menghasilkan kecepatan putar 402,4 Rpm sehingga mesin pemipil jagung tidak mampu  lagi bekerja dengan baik (tidak  dapat  memipil  jagung  lagi).  percobaan  selanjutnya  untuk  melakukan  pemipilan  dengan energi  listrik  PLN  disaat  mesin  pemipil  jagung  tidak  mendapatkan  suplai  energi  yang  cukup  dari panel  surya  karena  intensitas  cahaya  yang  rendah  maka  mesin  dapat  berpindah  kesumber  energi lain dengan memindahkan sumber energi ke listrik PLN. Pada penelitian ini didapati hasil setelah listrik  PLN  dikonversikan  dengan  konverter  menunjukkan  tegangan  11,2  V,  arus  1,5  A  dan kecepatan putar 910,2 Rpm sehingga didapati waktu pemipilan adalah 0,19 menit per jagung.
Kata Kunci : motor DC, panel surya, pemipil jagung,  energi terbarukan.

## 1. PENDAHULUAN
Energi  listrik  adalah  energi  yang  paling dibutuhkan oleh manusia di seluruh dunia untuk kepentingan  sehari-hari.  Terutama  alat-alat elektronik.  Energi  listrik  merupakan  sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (energi listrik  PLN).  Energi  listrik  sekarang  ini  sudah
semakin  menipis,  untuk  itu  harus  menggunakan energi listrik tersebut secara hemat dan efisien.
Di dunia, terutama di Indonesia  pemerintah telah  menyarankan  agar  masyarakat  dapat menghemat  listrik.  Karena    suplai  energi  yang ada  masih  terasa  kurang  bila  terus  digunakan. Sekarang  ini,  telah  banyak  terobosan  tentang pembangkit listrik terbarukan. para ahli menemukan  berbagai  alat  pembangkit  tenaga listrik.  Yang  bekerja  dengan  mengubah  suatu energi menjadi energi listrik.
Keadaan geografis di  Indonesia  yang setiap tahun dapat sinar matahari, Salah satu alat yang optimal di Indonesia adalah “Panel Surya”. Cara kerja  Panel  surya  adalah  mengubah  energi cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik.  Panel Surya  merupakan  alat  yang  terdiri  dari komponen-komponen  seperti:  substrat,  material semi  konduktor,  lapisan  anti  reflektif  dan  cover glass.  Panel  surya  menghasilkan  arus  listrik searah  atau  DC.  Untuk  menggunakan  berbagai alat rumah tangga yang berarus bolak-balik atau AC  dibutuhkan  converter  (alat  pengubah  arus DC ke AC).
Jika panel surya dikembangkan di Indonesia yang  memiliki  keuntungan  mendapat  sinar matahari  sepanjang  tahun,  dan  di  pelosok- pelosok  yang  sukar  dijangkau  oleh  PLN sangatlah  cocok.  Panel  surya  adalah  energi alternatif  yang  ramah  lingkungan.  Jika  dapat dikembangkan  ke  rumah-rumah  penduduk, sehingga  mampu  menghemat  energi  listrik terutama di Indonesia. Misalnya : jika 1 unit sel surya untuk keperluan listrik di siang hari dan 1 unit  lagi  untuk  menyimpan  energi  listrik  pada malam harinya, tentu saja akan dapat menghemat energi listrik lumayan besar.
Hal  ini  yang  menginspirasi  penulis  untuk mengembangkan  energi  terbarukan  panel  surya untuk  membuat  desain  pemipil  jagung  dengan sumber  eneergi  tenaga  surya  dan  energi  listrik PLN.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  desain pemipil  jagung  dengan  memanfaatkan  energi listrik dari panel surya dan energi listrik PLN.

## 2. METODE PENELITIAN 2.1 Urutan penelitian
Dimulai dari pembuatan desain alat pemipil jagung. Dilanjutkan dengan pemasangan konverter,  controller dan  alat  pemipil  jagung yang telah dirancang sebelumnya.
Langkah  selanjutnya  adalah  pengecekan apakah  komponen  yang  telah  terpasang  telah berfungsi  dengan  baik.  Kemudian  dilanjutkan dengan melakukan percobaan. Percobaan pertama  menguji  pemipil  jagung  apakah  mesin pemipil  dapat  bekerja  merontokkan  jagung  dari dongkolnya.
Tahap  kedua  adalah  percobaan  untuk mengetahui pada intensitas cahaya berapa mesin pemipil  jagung  dapat  bekerja  secara  maksimal kemudian  masukkan  data  pada  tabel  penelitian. Melakukan  percobaan  serupa  dengan  beberapa intensitas cahaya yang berbeda.

## 2.2 Bahan
Bahan  untuk  membuat  pemipil  jagung  ini diantaranya sebagai berikut:
1. 1 buah panel surya 100 Wp
2. Konverter
3. Motor DC Merk Hitachi 12-24V
4. Satu Set Alat Pemipil Jagung
5. Saklar Toggle

## 2.3 Peralatan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian diantaranya  Tool  Kit,  Multimeter,  Ampere meter, Luxmeter, Tachometer 2.4 Flowchart penelitian
Gambar 1 . Flowchart penelitian

## 3. HASIL PENELITIAN DAN ANALISA
Penelitian dilakukan untuk membuat desain pemipil  jagung  dengan  sumber  energi  tenaga surya  dan  energi  listrik  PLN.  Pada  mesin  mipil jagung  terdapat  beberapa  komponen,  seperti: panel  surya  (PV),  konverter,  motor  DCdan mesin  pemipil.  Panel  surya  akan  mengeluarkan arus  DC  karena  motor  yang  digunakan  adalah motor  DC  maka  arus  yang  keluar  tidak  pelu disearaahkan  dan  bisa  langsung  dihubungkan kemotor  DC  sebagai  penggerak  mesin  pemipil jagung.  Panel  surya  akan  memasok  energi  pada siang  hari  atau  pada  saat  ada  cahaya  matahari
saja  dikarenakan  tidak  menggunakan  baterai penyimpanan atau aki.
Energi listrik dari PLN akan digunakan saat panel  surya  sudah  tidak  mampu  memasok  daya yang  dibutuhkan  oleh  motor  pemipil  jagung. Arus  dari  PLN  adalah  AC  sehingga    rangkaian konverter  berfungi  mengubah  arus  AC  menjadi DC.
Gambar 2. Rangkaiankonverter 12VDC Prinsip  kerja  konverter  ini  berawal  dari tegangan  220  VAC  maka  akan  menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Fluktuasi  medan  magnet  yang  terjadi  di  sekitar kumparan  pertama  (primer)  akan  menginduksi GGL  (Gaya  Gerak  Listrik)  dalam  kumparan kedua  (sekunder)  dan  akan  terjadi  pelimpahan daya  dari  kumparan  primer  ke  kumparan sekunder,  maka  terjadilah  pengubahan  taraf tegangan  listrik  dari  tegangan  tinggi  menjadi tegangan yang rendah yaitu 12 VAC. Kemudian setelah  teggangan  diturunkan,  tegangan  akan diarahkan mengunakan dioda untuk menghasilkan arus DC (searah).
Tabel  1. hasil ujicoba alat menggunakan panel surya No Hari / Waktu Perobaan Intensitas Cahaya (Lux) Panel Surya Beban Kecepatan Putar (Rpm) Waktu pemipilan (Menit Per Jagung) Tegangan (V) Arus (A) Tegangan (V) Arus (A) 1. Selasa, 4-8-2015 / 12.20 103700 19 2 19 2 1705 0,10 2. Rabu, 5-8-2015 / 11.00 95600 18,2 1,8 18,2 1,8 1436 0,13 3. Rabu, 5-8-2015 / 13.45 79200 16,8 1,5 16,8 1,5 1346 0,15 4. Kamis, 6-8-2015 / 09.00 66500 16,2 1,5 16,2 1,5 1319 0,17 5. Kamis, 6-8-2015 / 15.00 42000 15,8 1,5 15,8 1,5 810,2 0,24 6. Jum’at, 7-8-2015 / 08.00 35400 10,4 1,5 10,4 1,5 542,4 0,30 7 7. Jum’at, 7-8-2015 / 16.15 29300 8,2 1 8,2 1 402,4 - Tabel 2. hasil ujicoba alat menggunakan energi listrik PLN. No Hari / Waktu Percobaan Listrik PLN Beban Kecepatan Putar (Rpm) Waktu pemipilan (Menit Per Jagung) Tegangan (V) Arus (A) Cos φ Tegangan (V) Arus (A) Loses Tegangan (V) 1. Selasa, 4- 8-2015    / 17.00 219 0,10  0,8 11,2 1,5 0,8 910,2 0,19

## 3.  HASIL  PENELITIAN  DAN  ANALISA DATA
3.1 Analisa Data
Percobaan  di  lakukan  pada  7  intensitas cahaya yang berbeda untuk mengetahui efisiesnsi  dari  mesin  pemipil  jagunng  pada  saat intensitas  cahaya  cerah  dan  pada  saat  intensitas cahaya  redup  tanpa  menggunakan  baterai  atau aki sebagai penyimpanan energi.
Pada  saat  intensitas  cahaya  berada  pada 29300  lux  mesin  pemipil  jagung  bekerja maksimal  dengan  tegangan  19  V,  arus  2  A  dan Rpm  1705  menunjukkan  waktu  pemipilan  0,10 menit.  Dan  pada  intensitas  cahaya  29300  lux dengan tegangan 8,2 V, arus 1 A dan Rpm 402,4 mesin pemipil sudah tidak dapat bekerja dengan maksimal (tidak dapat memipil).
Rata-rata  tegangan  dan  arus  pada  panel surya  dan  pada  beban  dari  hasil  percobaan adalah sebagai berikut:
1. Panel surya
Rata-rata tegangan pada panel surya v̅ panel =
=
= 14,9 Volt Rata-rata arus pada panel surya Ī panel   =
=
=  1,54 Ampere
Rata-rata daya pada panel surya p̅ panel = v̅ panel x Ī panel
=14,9 x 1,54
= 22,94 watt
2. Beban
Rata-rata tegangan pada beban v̅ beban =
=
= 14,9 Volt Rata-rata arus pada beban
Ī beban = =
=  1,54 Ampere Rata-rata daya pada beban p̅ beban = v̅ beban x Ī beban =14,9 x 1,54 = 22,94 watt Percobaan  dilakukan  untuk  mengetahui tegangan,  arus  pada  sumber  PLN  dan  setlah diturunkan  dan  di  konversi  menjadi  arus  searah DC.  Berdasarkan  data  yang  ada  pada  tabel tegangan dari PLN 219 VAC dengan arus 0,10A diturunkan  menjadi  11,2  VDC  dengan  arus  1,5 A  mendapatkan  hasil  mesin  bekerja  dengan Rpm 910,2 dan waktu pemipilan 0,19 menit per jagung.
Daya  yang  digunakan  pada  saat  mesin dijalankan  menggunakan  energi  listrik  PLN adalah sebagai berikut:
Daya pada mesin pemipil jagung P sumber   = V sumber x I sumber x Cos φ = 219 x 0,10 x 0,8 = 17,52 watt P beban     = V beban x I beban = 11,2 x 1,5 = 16,8 watt Perkiraan  energi  listrik  yang  digunakan  dalam satu jam
Energi     =  W . H = 17,52 x 1
= 17,52 Wh = 0,01752 KWh
Perkiraan biaya PLN per kwh adalah Rp. 1380 Jadi  biaya  yang  harus  dibayar  per  jamnya adalah:
Biaya =  0,01752 x 1380 =  Rp. 24,1776 per jam

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  di  dapat  dari  hasil  percobaan dan analisa yaitu:
1. Percobaan  menggunakan  panel  surya,  pada intensitas  29300  lux  menggunakan    panel surya 100 Wp dengan teganagan 8,2 V dan arus 1 A motor berputar 402,4 Rpm. Hal ini
dikarenakan  intensitas  cahaya  yang  kurang atau    redup  sehingga  mesin  pemipil  tidak bekerja  dengan  maksimal.  Sedangkan  pada intensitas  103700  lux  menggunakan  panel surya  100  Wp  dengan  tegangan  19  V  dan arus  2  A  motor  berputar  1705  Rpm ssehingga  mesin  pemipil  bekerja  secara maksimal.
2. Percobaan  dengan  sumber  energi  listrik PLN  dengan  tegangan  219  V  ,  arus  0,10  A dan Cos φ 0 ,8 didapati daya mesin pemipil jagung 17,52 Watt.
3. Energi  yang digunakan dalam 1 jam adalah 17,52  Wh  atau  sekitar  0,01752  KWh.  Jadi biaya yang harus dibayar per jamnya adalah Rp. 24,1776 per jam

## DAFTAR PUSTAKA
Andree, Ade. (2013). Jenis Panel Surya. Dalam http://dewaadeandrea.blogspot.com/2013
/03/panel-surya.html .Diunduh tanggal 23 september 2013 pukul 14.40.
Anonim.  2009. Motor  Listrik  AC  dan    DC  Satu
Fasa . Dalam http://www.dunialistrik.blogspot.com /mo
tor-listrik-ac-satu-fasa.html/.  5  Maret 2014.
Maksindo.  2004. Mesin  pemipil  jagung  listrik .

## Dalam
http://www.tokomesin.com/Mesin_Pemi pil_Jagung_Mesin_Perontok_Jagung_M esin_Pipil_Jagung.html. 8 oktober 2004 .
Rohmadhani,  Rofi.  (2013) evaluasi  kinerja mesin pemipil jagung. Dalam
http://tugasakhir.blogspot.com/2013/07p emipil-jagung.html 12 Januari 2013
Teuku            Bahtiar.                2011. Ilmu tekknik           pertanian .        dalam http://ilmuteknikpertanian.blogspot.com/ 2011/04/alat-pemipil-jagung.html

## 8 April 2011
Tomi.  2013. Rancang  Bangun  Mesin  Pemipil Jagung Dengan Penggerak Motor Listrik. Dalam http://www.slideshare.net/tommytornado z/proposal-tugas-akhir-mesin-pemipil-
jagung 25 november 2013.