STEAM Engineering (Journal of Science, Technology, Education And Mechanical Engineering) p-ISSN 2686-4673, e-ISSN 2686-4517, Artikel 9, pp. 70 – 76, 2022

## KARAKTERISTIK FISIK DAN LISTRIK BELIMBING WULUH UNTUK PEMBUATAN AKI ORGANIK
Moh Fikri Pomalingo 1 , Elfransius Sinaga 2 , Amos Axel Sinaga 3 , Paulus Pius Pora Dosy 4 , Bastian Rikardo Parhusip 5 , Julfran Devit Damanik 6 , Djami Olii 7 , & Desi Rinnawati Sinaga 8 1, 2, 3, 4 Prodi Teknik Mesin, Universitas Negeri Manado
5, 6 Prodi Pendidikan Teknik Mesin, Universitas Negeri Manado
7 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Universitas Negeri Manado
8 Prodi Biologi, Universitas Negeri Manado E-mail: fikripomalingo@unima.ac.id
Abstrak: Perkembangan ilmu pengetahuan teknologi, memberikan kemajuan  yang signifikan dalam pencarian energi alternatif pengganti  minyak bumi dan batubara. Salah satu energi alternatif  yang banyak diteliti adalah energi  listrik  yang  bersumber  dari  tanaman.  Penggunan  energi  listrik  ini  dikarenakan  populasi  manusia  yang bertambah.  Pertambahan  ini  membuat  manusia  menggunakan  listrik  untuk  mencukupi  aktivitas  dan  gaya hidupnya.  Salah  satu  energi  alternatif  dari  tanaman  adalah  belimbing  wuluh.  Belimbing  wuluh  yang  asam, membuat  buat ini banyak mengandung elektrolit  yang bagus untuk bahan bagu  listrik. Hasil  penelitian terkait belibimbing wuluh, pernah dilakukan oleh peneliti. Berdasarkan perbandingan 2:1 (tanah dan belimbing wuluh) dapat menghasilkan listrik 1 Volt. Jika konsep ini dibuat dalam jumlah banyak, dan dirangkai secara seri, maka dapat  menghasilkan daya  listrik  yang  lebih  besar. Penelitian ini sangat  bagus,  dan  menjadikan  dasar  bagi tim untuk  pengembangan  dengan  konsep  yang  berbeda.  Aki  yang  akan  dibuat  rencananya  dalam  skala  besar, sehingga  nantinya  dapat  digunakan  pada  daerah-daerah  yang  belum  memiliki  pasokan  listrik.  Aki  ini  juga diharapkan  dapat  membantu  penerangan  pada  jalan-jalan  umum  sebagai  alternatif  untuk  menggantikan  panel surya.
Kata Kunci: Aki Organik, Belimbing Wuluh, Panel Surya
Abstract: The development of science and technology has made significant advances in the search for alternative energies to replace oil and coal. One of the widely studied alternative energies is electrical energy obtained from plants.  The  use  of  electrical  energy  is  due  to  the  increasing  population.  This  increase  results  in  people  using electricity to fulfill their activities and lifestyle. An alternative energy from plants is star fruit. Starfruit is acidic and contains many good electrolytes for electricity. The results of the research related to the belief in Wuluh were carried out by researchers. Based on a 2: 1 ratio (earth and star fruit) it can produce 1V of electricity. When this concept  is  produced  in  large  quantities  and  connected  in  series,  it  can  produce  greater  electrical  power.  The research  was  excellent  and  laid  the  foundation  for  the  team  to  develop  various  concepts.  The  plan  is  to manufacture the battery on a large scale so that it can later be used in areas without a power supply. This battery is also said to help illuminate public roads as an alternative to replacing solar panels.
Keywords: Organic Battery, Starfruit Wuluh, Solar Panel

## PENDAHULUAN
Buah belimbing wuluh mengandung berbagai senyawa aktif yang berperan sebagai anti mikroba seperti flavonoid,  alkaloid,  tanin,  dan  saponin  (Rahmiati,  et.al.  2017).  Senyawa  flavonoid  dan  saponin  berfungsi merusak membran sitoplasma dan menginaktifkan sistem enzim bakteri (Ardananurdin, et. al , 2004). Belimbing wuluh merupakan salah satu tanaman yang berasal dari kepulauan Maluku yang saat ini tumbuh subur di daerah yang  banyak  mendapat  sinar  matahari  langsung  tetapi  cukup  kelembapan  udaranya.  Belimbing  wuluh  kurang diminati  oleh  masyarakat  jika  dikonsumsi  secara  langsung  karena  rasanya  yang  sangat  asam.  Menurut Suryaningsih (2016) belimbing wuluh sering disebut juga dengan belimbing sayur atau belimbing asam karena memiliki  rasa  yang  cukup  asam  dan  biasanya  digunakan  sebagai  bumbu  masakan  atau  ramuan  jamu  dan mengandung  zat  tannin,  saponin,  glukosa  sulfur,  asam  format  peroksida,  flavonoid,  serta  triterpenoid.  Asam format  merupakan  salah  satu  larutan  elektrolit,  larutan  elektrolit  digunakan  dalam  sistem  sel  galvani  untuk menghantarkan  ionion  dari  anoda  menuju  katoda  sehingga  menghasilkan  listrik.  Menurut  Riyanto  dalam Suryaningsih (2016) sel yang menghasilkan arus listrik disebut dengan sel galvani. Dalam sel galvani terdapat tiga  komponen  yaitu  anoda,  katoda,  dan  elektrolit.  Anoda  berfungsi  sebagai  elektroda  bermuatan  negatif  dan katoda  bermuatan  positif.  Arus  listrik  mengalir  dari  katoda  menuju  anoda.  Elektroda  yang  digunakan  yaitu tembaga  (Cu)  sebagai  katoda  dan  seng  (Zn)  sebagai  anoda,  tembaga  (Cu)  merupakan  salah  satu  unsur  kimia
yang  memiliki  nomor  atom  29  dan  merupakan  konduktor  panas  dan  listrik  yang  baik.  Seng  yang  juga  sering dikenal  dengan  zink  merupakan  unsur  kimia  yan  brnomor  atom  30  dan  massa  atom  65,39  (Triatmojo, et.  al . 2018).

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini  dilaksanakan  selama 3 bulan, dengan  menggunakan metode penelitian eksperimental. Untuk pembuatan prototipe Aki Organik, dibuat di Workshop Unima. Pengambilan bahan berupa belimbing wuluh dan tanah  liat  dilakukan  di  kawasan  Manado  Utara,  karena  disana  memiliki  potensi  tersebut.  Pengujian  lapangan dilakukan di daerah Likupang yang kekurangan pasokan listrik. Tahapan penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Tahapan Penelitian

## Pengujian Campuran Belimbing Wuluh dan Tanah
Buah belimbing wuluh yang diambil adalah buah yang baik, tidak cacat dan tidak busuk. Buah yang dipakai adalah buah belimbing yang sudah matang. Buah belimbing wuluh dicuci sampai bersih dengan menggunakan air biasa,  Kemudian buah  belimbing  wuluh  dipotong  menjadi  dua  bagian dengan  menggunakan pisau. Proses selanjutnya  masukkan  potongan  buah  ke  dalam  blender selama  ±  5  menit.  Dalam  hal  ini  tembaga  digunakan sebagai katoda dan seng sebagai anoda. Pengambilan data dilakukan 1 kali 24 jam selama 15 hari untuk ketiga perbandingan.
Pengujian campuran Belimbing wuluh & tanah liat Perancangan Desain Pembuatan Prototipe Mencuci belimbing wuluh Belimbing wuluh di blender
Sari belimbing dituang ke dalam ember dan tanah dimasukkan kedalam pember juga
Adonan belimbing wuluh dan tanah liat dituang ke dalam lobang pot tray dengan berat 218 gram
Letakkan rangkaian tembaga dan seng di atas adonan dari setiap Pot
Pegukuran arus listrik dilakukan 1 kali 24 jam selama 15 hari
Tahap  pengujian  dilakukan  dengan  menggunakan  3  perbandingan  yaitu  perbandingan  1:1,  perbandingan 2:1 (tanah  liat lebih  banyak), perbandingan  1:2 (belimbing wuluh lebih  banyak).   Komposisi  yang  digunakan disajikan pada Tabel 1. Pototipe Aki Organik ini diharapkan dapat membantu masyarakat di daerah yang kurang pasokan listrik Sulawesi Utara.
Tabel 1. Alat dan Bahan Pengujian No  Alat dan Bahan Jumlah 1.  Belimbing Wuluh 3 Kg 2.  Tembaga 15 3.  Seng 15 4.  Kabel 15 5.  Pot Tray 1 6.  Tanah liat 3 Kg 7.  Gelas Plastik 6 8.  Avo Meter 1 9.  Blender 1 10.  Timbangan Elektrik 1 11.  Pisau Cutting 1 12.  Ember 3

## Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini dikelompokkan menjadi dua. Pertama, alat untuk desain, yaitu kertas, pensil, komputer dan software gambar. Sedangkan alat untuk pabrikasi yaitu; bor, gergaji besi, gunting seng, mesin las, gurinda, spray gun, kompreseor, volt meter, tang, solder, obeng, gurinda, mistar, dan blender.
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah belimbing wuluh, tanah liat, trey tanaman, timah solder,  kertas,  lempengan  tembaga,  kabel,  seng,  cat,  tinner,  kawat  lat,  lakban,  led,  kabel  jumper,  saklar,  besi, tripleks, kayu, mur, baut, sekrup dan air.

## Kriteria Perancangan
Dalam penelitian ini, kriteria perancangan dilakukan untuk memberikan kemudahan bagi peneliti dalam merancang dan menentukan bahan yang akan digunakan dalam perancangan Aki Organik. Kriteria perancangan ini yaitu:
1. Jumlah sumber listrik yang direncanakan sebanyak 200 pot, dengan target 96 volt.
2. Aki organik akan diujikan pada tiga jenis led dengan daya berbeda.
3. Digunakan untuk penerangan rumah dan lampu jalan.
4. Menggunakan kesing dari paduan kayu, tripleks dan besi.
5. Aki organik bersifat portable dan dapat dibawa bepergian.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Penentuan Komposisi Belimbing Wuluh danTanah Liat
Pengukuran  tegangan  listrik  dilakukan  menggunakan  multi  meter  analog.    Pengambilan  data  dilakukan  1 kali 24 jam selama 15 hari.  Berdasarkan tabel yang telah kami sajikan, kami mecari nilai rata-rata dari setiap perbandingan per harinya. Dan didapat grafik yang telah disajikan seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik Hubungan Tegangan Listrik dan Hari
Tegangan
(V) Waktu (hari)
Berdasarkan grafik pada gambar 2 dapat dilihat bahwa:
1. Perbandingan 1:1 mengalami penurunan lisrik yang drastis
2. Perbandingan 2:1, dimana tanah liat lebih banyak. Listrik yang di hasilkan lebih stabil dan lebih tinggi dari pada perbandingan 1:1
3. Perbandingan  1:2  dimana  belimbing  lebih  banyak.  Pada  perbandingan  ini  listrik  yang  dihasilkan  masih kurang dikarenakan terjadi pengeringan lebih cepat karena pada perbandingan ini adonan lebih cair.
Jika diamati  pada hari ke-10  sampai ke 15 listrik  yang  dihasilkan terjadi penurunan  yang signifikan. Jadi kami menyimpulkan dalam penggunaan aki organik, adonan belimbing wuluh dan tanah liat diganti satu kali per 10 hari. Dan dari pengamatan yang kami lakukan selama pengujian, kabel yang digunakan putus akibat cairan asam dari belimbing wuluh, sehingga pergantian tembaga dan seng juga dilakukan serentak dengan penggantian adonan belimbing wuluh dan tanah liat.
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  kami  lakukan,  kami  menggunakan  perbandingan  2:1  (dominan tanah liat) di prototipe aki organik kami.
Gambar 3. Perbandingan 2:1

## b. Perancangan Fungsional
Dalam proses peracangan sebuah alat dan mesin, perlu adanya perancangan fungsional dari sebuah objek tersebut. peracangan struktural dari penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Peracangan Struktural
No  Fungsi Utama Alat/Bahan 1. Menghasilkan elektrolit untuk listrik Belimbing wuluh, tanah, seng, dan tembaga 2 Meneruskan aliran listrik kabel 3 Menampung adonan tanah dan belimbing wuluh Pot tray 4 Menutup bagian rangka Aki Organik Bodi Aki Organik (Akrilik) 5 Meneruskan listrik dari Aki ke Step Up Kepala Aki, kutub + dan - 6 Menaikkan tegangan listrik ke yang lebih tinggi Step Up MT3608 DC 7 Mengisi baterai isi ulang Charge TP4056 5v USB type-c 8 Penampung daya listrik Baterai Lithium 9 Indikator percobaan listrik LED

## c. Perancangan Struktural
1) Rangka
Bagian ini dibuat menggunakan besi siku 3x3 cm dan tripleks 6x6 mm  sebagai alas penahan.  Rangka ini merupakan penopang  bagian  pot tray  dan rangkaian tembaga  dan seng.  Rangka  ini   buat dengan  seminimalis mungkin agar cocok diletakkan dimanapun pemakaiannya namun tetap kuat dalam menahan berat.
Gambar 4. Rangka Alat
2) Pot Tray
Pot  tray  ini  berfungsi  untuk  meletakkan  adonan  belimbing  wuluh  dan  tanah  liat.  Bagian  ini  terbuat  dari bahan plastik dengan ukuran 50 cm x 30 cm x 10 cm (p x l x t) teridiri dari 45 lobang dengan dimensi lobang 5x5 cm.

## Gambar 5. Pot Tray
3) Rangkaian Tembaga dan Seng
Bagian ini terdiri dari rangkaian tembaga,kabel dan seng. Disini tembaga berfungsi sebagai katoda dan seng sebagai anoda. Dengan dimensi ukuran 7 cm x 3 cm baik tembaga maupun seng, unutk ukurang kabel 10 cm. Komponen ini berfungsi untuk menghubungkan aliran listrik dari seteiap lobang di tray.
Gambar 6. Rangkaian Tembaga dan Seng 4) Bodi
Bodi  dari  prototipe  aki  organik  ini  menggunakan  kaca  akrilik  dengan  keteblan  3  mm.  Kaca  akrilik  ini digunakan  untuk  memberikan  tampilan  yang  menarik  dan  juga  untuk  memudahkan  pengecekan  bahan  di dalamnya.

## Gambar 7. Body
5) Step Up MT3608 DC
Bagian  ini  merupakan  komponen  yang  sangat  penting  dan  sensitif.  Komponen  ini  berfungsi  untuk meningkatkan tegangan listrik yang telah di hasilkan Aki Organik ke yang lebih tinggi.
Gambar 8. Step Up MT3608 DC
6) Charger TP4056 5v USB type-c
Setelah  listrik  yag  dihasilkan  Aki  organik  ditingkatkan  oleh  Step  Up.  Listrik  kemudian  disimpan  ke dalam baterai melalui charger ini. Gambar charger yang digunakan ditampilkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Chargger TP4056 5v USB type-c
7) Baterai Lithium
Baterai yang digunakan merupakan baterai laptop. Baterai ini berfungsi sebagai penampung daya dari listrik yang dihasilkan oleh Aki Organik sebelum digunakan ke berbagai media.
Gambar 10. Bateray Laptop

## d. Skema Pengaliran Listrik
Listrik  yang  dihasilkan  aki  organik  kami  tingkatkan  terlebih  dahulu  menggunakan  step  up  MT3608 DC. Kemudian output dari step up ke baterai lithium menggunakan cahreger TP4056 5v, dari baterai listrik di tingkatkan lagi menggunakan jenis step yang sama, sehingga listrik yang di hasilkan dapat di gunakan ke lampu lampu LED 12 V penerang. Alur pengaliran listrik dapat di lihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Alur Pengaliran Listrik

## e. Lama Daya Tahan Listrik
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat diamati pada grafik, di hari ke-11 sampai ke 15 listrik yang di hasilkan mengalami penurunan. Penurunan terjadi diakibatkan karena cairan elektrolit yang mongering. Untuk meningkatkan tegangan, maka perlu diganti dengan campuran belimbing yang baru.

## f. Hasil Volt Tertinggi
Hasil volt tertinggi dari keseluruhan berdasrkan 3 perbandingan, terdapat di perbandingan 2:1 (dominan belimbing wuluh) di hari pertama, dengan nilai sebesar 1,034 V. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian Tegangan Listrik
Vol.tertinggi Hari Ke 1:1 1,022 3 2:1 (dom. Tanah liat) 1,016 3 & 7 1:2 (dom. Belimbing wuluh) 1,034 1

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Belimbing wuluh ukuran besar sangat baik untuk diolah untuk dijadikan energi terbarukan karena memiliki tingkat keasaman lebih tinggi dan daging buah yang lebih banyak.
2. Variasi campuran terbaik dan menghasilkan tengan lebih tinggi yaitu 1:1 (belimbing wuluh : tanah liat).
3. Listrik yang dihasilkan pada campuran belimbing wuluh dan tanah liat mampu bertahan hingga 15 hari. Hal ini tergantung pada kemampuan tanah untuk menjaga agar tidak kering.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih kepada Kementrian Pendidikan, Kebudayaan, Riset Teknologi yang telah mendanai secara keseluruhan tim PKM-KARSA CIPTA Universitas Negeri Manado.

## DAFTAR RUJUKAN
Ardananurdin,A.,  Winarsih,  S,  &  Widayat,  M.  (2004).  Uji  Efektifitas  Dekok  Bunga  Belimbing  Wuluh ( Averrhoa  Bilimbi )  Sebagai  Antimikroba  Terhadap  Bakteri Salmonella  Typhi Secara  in  Vitro.  Jurnal Kedokteran Brawijaya, 20(1): 30–34.
Rahmiati,  A.  Darnawati,  S.  Mukaromah,A.H.  2017.  Daya  Hambat  Ekstrak  Etanol  Buah  Belimbing  Wuluh (Averrhoa bilimbi L ) Terhadap Pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis secara In  Vintro.  Prosiding  Seminar  Nasional  Publikasi  Hasil-hasil  Penelitian  dan  Pengabdian  Masyrakat. Universitas Muhammadiyah Semarang.
Siregar,  S.M.  2017.  Pengaruh  Bahan  Elektroda  Terhadap  Kelistrikan  Belimbing  Wuluh (Averrhoa  bilimbi) sebagai Solusi Energi Alternatif Ramah Lingkungan. Jurnal Penelitian Pendidikan MIPA 2(1): 166-173 Suryaningsih, Sri. 2016. Belimbing Wuluh (Averrhoa Limbi) sebagai Sumber Energi dalam Sel Galvani. Jurnal Penelitian Fisika dan Aplikasinya (JPFA). Volume 6, No.1. Halaman:11-17.
Sumardilan, Sri Fitria Retnowaty, Yulia Fitri, Aji Suroso. 2015.  Uji Karakteristik Fisis, pH dan Organoleptik Sari Buah Belimbing Wuluh ( Averrhoa bilimbi L .) Ddengan Penambahan Pengawet Sintetis Dan Pengawet Alami. Jurnal Photon. Vol. 5 No. 2. Halaman: 71-78