## SPEED BREAKER AS THE MOVER OF ELECTRIC GENERATOR

## (SPEED BREAKER SEBAGAI PENGGERAK GENERATOR LISTRIK)
Zainuri Anwar 1* , Eddy Elfiano 2
1 Program Studi Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Jambi
2 Program Studi Teknik Mesin Universitas Islam Riau
* Corresponding author : zainuri.anwar@stiteknas.ac.id

## ABSTRACT
The  kinetic  energy  was  produced  by  a  moving  vehicle  can  be  used  to  generate power by using a speed breaker.  The kinetic energy is converted into mechanical energy by altering a reciprocating connecting rod into rotation of flywheel, then it is transmitted to the generator in order to produce electrical energy.  The purpose of this study was to determine the electrical energy generated from the crankshaft type speed breaker. Speed breaker used has 3 ramps with a maximum ramp height of 10 cm. the load and speed of vehicles passing the ramp are varied 72 kg, 82.5 kg, 88.7 kg at speeds of 5 km/h, 10 km/h, 15 km/h.  The result of the study shows that  a  vehicle  with  the  mass  of  88,7  kg  was  able  to  generate  a  19  V  of  electric voltage, 32 A of electric current and 486,4 Watts.  That power is stored in a 12 V and 3 Ah batteries that needed  0.094 hour for charging.
Keywords: Flywheel, Generator, Kinetic energy, Speed breaker

## ABSTRAK
Energi  kinetik  yang  dihasilkan  oleh  kendaraan  yang  bergerak  dapat  digunakan untuk  menghasilkan  daya  dengan  menggunakan  speed  breaker.  Energi  kinetik diubah  menjadi  energi  mekanik  dengan  mengubah  batang  penghubung  bolak- balik  menjadi  rotasi  roda  gila,  kemudian  ditransmisikan  ke  generator  untuk menghasilkan  energi  listrik.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui energi listrik yang dihasilkan dari speed breaker tipe poros engkol. speed breaker yang  digunakan  memiliki  3  ramp  dengan  tinggi  maksimum  ramp  10  cm.  beban dan kecepatan kendaraan yang melewati ramp di variasikan masing - masing 72 kg, 82,5 kg, 88,7 kg dengan kecepatan 5 km/h, 10 km/h, 15km/h. Hasil penelitian menunjukkan  bahwa  kendaraan  dengan  massa  88,7  kg  mampu  menghasilkan tegangan listrik 19 V, arus listrik 32 A, dan 486,4 Watt. Daya itu disimpan dalam baterai 12 V dan 3 Ah yang membutuhkan 0,094 jam untuk diisi daya.
Kata kunci: Energi kinetik, Generator, Roda gila, Speed breaker

## PENDAHULUAN
Energi  yg  dapat  diperbaharui  secara umum  berasal  dari  angin,  matahari, biomassa dan laut yang bersifat ramah lingkungan. (Vries, 2010). Perkembangan  sumber  energi  yang dapat diperbaharui sangat pesat, sistem untuk mengolah konversi energi
dikembangkan dari teknologi konvensional  hingga  modern  (Islam, Journal REM (Renewable Energy and Mechanics)                              E-ISSN:2614-8315 Vol.03 No.01 2020: 1-5                                                                           P-ISSN: 2714-6219
DOI: 10.25299/rem.2020.vol3(01).3912         Received 2019-10-12; Accepted 2019-02-02
Rahman,  &  Jyoti,  2013).  Namun, kehilangan  energi  selama  berjalannya sistem dan proses tidak dapat dielakkan,  baik  energi  yang  dapat diperbaharui  atau  energi  yang  tidak dapat  diperbaharui. Sebagai  contoh, kendaraan  yang  sedang  berjalan  dan elevator yang sedang beroperasi  akan kehilangan energi kinetic secara percuma. Energi kinetik yang terbuang percuma  dapat  dimanfaatkan  sebagai sumber energi alternatif dengan mengubah  menjadi  energi  listrik menggunakan  sebuah  alat  yaitu speed breaker (Aswathaman,  2011).  Ketika Speed Breaker dipasang di jalan, ramp akan  memperoleh  gerakan  tekan  dari kendaraan  dan  mengubahnya  menjadi gerakan  memutar  dengan  mekanisme engkol dan Racthet selanjutnya putaran poros ditransmisikan ke generator untuk diubah menjadi energi listrik  (Ankita,  2013).  Energi  listrik yang dihasilkan dari generatr kemudian  disimpan  di  dalam  baterai dan dapat digunakan sebagai penerangan  lampu  jalan  ,  rumah  dll (A.Padma  RaoȦ  &  ȦDepartment, 2014).

## METODOLOGI
Eksperimen dilakukan dengan menggunakan speed  breaker tipe
poros  engkol (crankshaft). Speed breaker yang  digunakan  memiliki  3
buah ramp dengan  tinggi  maksimum ramp yaitu  10  cm.  Beban  dan kecepatan  kendaraan  yang  melewati speed  braker divariasikan  masing- masing  72  kg,  82.5  kg,  88.7  kg  pada kecepatan 5 km/h, 10 km/h, 15 km/h.

## Prinsip dan Pengembangan
Speed  breaker adalah  sebuah  unit mekanik-elektrik yang digunakan untuk  merubah  energy  kinetic  dan
energy  mekanik  untuk  menghasilkan energi. Perkembangan system pengubah energy tersebut sudah sangat  pesat.  Sebuah  system  dari speed  breaker dimodifikasi  untuk mendapatkan  nilai  effesiensi  yang lebih tinggi.
Gambar 1 Desain speed breaker tipe crankshaft
Ketika kendaraan melewati ramp , ramp akan  bergerak  ke  bawah  dan mendorong  tuas crank untuk  merubah gerakan  translasi  menjadi  gerakan rotasi pada poros. Tuas crank dikombinasi  dengan racthet yang berfungsi sebagai kopling (Gambar 1).
Putaran pada poros kemudian ditransmisikan menggunakan roda gigi dan sprocket untuk menaikkan putaran.
Gambar 2 Mekanisme speed breaker
Energy  kinetic  yang  diperoleh dari  kendaraan  disimpan  di  dalam
flywheel.  Flywheel  berfungsi  untuk menyimpan  dan  menstabilkan  energi.
Energi dari flywheel kemudian
ditransmisikan  ke  generator  untuk dirubah  menjadi  energy  listrik  (
Gambar  2).  Energy  listrik  yang dihasilkan  dari  generator  kemudian disimpan di dalam baterai.
Gambar 3 Model dari speed breaker Model speed breaker dapat dilihat pada  gambar  3.  Generator  yang digunakan mampu menghasilkan energy  maksimum  600  watt  pada putaran  200  rpm,  arus  listrik  AC  dari generator  kemudian  dirubah  menjadi DC menggunakan inverter.
Diagram Blok
Gambar 4 Diagram Blok

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Eksperimen dengan mengamati sebuah putaran poros, arus listrik dan tegangan  listrik  ketika  kendaraan melewati speed breaker . Energi listrik yang  dibangkitkan  digunakan  untuk menghidupkan  lampu  daya  75  watt dan  pengisian  baterai  12  volt  3  Ah.
Hasil penelitan dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Hasil Penelitian Dari  tabel  diatas  dapat  dilihat  bahwa keneikn beban kendaraan
menyebabkan  kenaikan  putaran  poros dan  daya  listrik  yang  dihasilkan.  Hal ini  terjadi  karena  energi  kinetik  dari kendaraan  juga  mengalami  kenaikan seiring  dengan  bertambahnya  beban dan kecepatan kendaraan yang melewati speed breaker . Sesuai dengan persmaan energi kinetik bahwa energi  kinetik  dipengaruhi  oleh  massa dan kecepatan benda. Kenaikan energi tersebut  dapat  dilihat  pada  grafik berikut:
Gambar 5 Putaran vs Beban
Gambar  5  dapat  dilihat  bahwa putaran  poros  flywheel  dipengaruhi oleh  beban  dan  kecepatan  kendaraan. Ketika  beban  88.7  kg,  putaran  yang
dihasilkan  237  pada  kecepatan  15 km/h.  kemudian  pada  beban  72  kg putaran  poros  yang  dihasilkan  131 rpm.  Sehingga  dapat  disimpulkan bahwa  kenaikan  beban  kendaraan menyebabkan  kenaikan  putaran  poros speed breaker .
Gambar 6 Arus listrik vs Beban
Energi listrik yang dihasilkan oleh generator juga dipengaruhi oleh beban dan  kecepatan  kendaraan.  Kenaikan gaya  yang  diterima  oleh  rampm menyebabkan  kenaikan  arus  listrik yang  dihasilkan  oleh  generator.  Pada gambar  diatas  dapat  dilihat  bahwa pada  beban  88.7  kg  arus  listrik  yang dihasilkan  generator  mencapai  32 Ampere  pada  kecepatan  kendaraan  15 km/h.
Gambar 7 Tegangan listrik vs Beban
Gambar  7  memperlihatkan  bahwa tegangan  listrik  dengan  pengisian baterai  mengalami  kenaikan  yang segnifikan.  Pada  kecepatan  15  km/h tegangan listrik yang dihasilkan mencapai  19  Volts.  Hal  ini  terjadi karena  energi  yang  disimpan  di flywheel cukup besar yang menghasilkan    durasi  putaran  yang lama  sehingga  tengangan  listrik  yang dihasilkan meningkat. Dari  hasil  eksperimen  dapat dihitung kerja dari speed breaker yaitu daya  listrik  dan  kapasitas  pengisian baterai.  Pada  kecepatan  15  km/h dengan berat total 88.7 kg menghasilkan tegangan listrik 19 volt, arus  listrik  32  ampere,  dan  kapasitas penyimpanan  baterai  3  Ah  .  sesuai dengan hukum ohm:
a. Gaya kendaraan yang melewati speed breaker
F = massa x percepatan
= 88.7 kg. 9.8 m/s 2 = 869,6 N
b. Daya listrik.
= 19 V. 32 A. 0,8
= 486,4 Watt
c. Daya listrik tiap jam.
= 486,4 Watt. 1 h = 0.486 KWh d. Waktu pengisian baterai.
t p = 3 Ah / 32 A = 0.094 h Hasil perhitungan diperoleh energi  listrik  yang  dihasilkan  pada beban  88.7  kg  dengan  kecepatan kendaraan  15  km/h  memproduksi listrik  sebesar  486.4  watts/h.  Hasil  ini lebih  besar  dibandingkan  dengan
penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh  Padma  2014  menghasilkan  daya listrik 147.2 watt/h dengan beban yang melewati speed breaker yaitu 150 kg.

## KESIMPULAN
Desain speed  breaker tipe crankshaft menghasilkan energi listrik yang lebih besar  dibandingkan  dengan  jenis  atau tipe  lainnya. Selain mekanisme speed breaker ,  penggunaan  generator  juga memengaruhi  energi  listrik  yang dihasilkan.  Generator  tipe  magnet dipilih  karena  mampu  menghasilkan energi  listrik  maksimum  pada  putaran rendah.
Dari  hasil  percobaan  kita  bisa membuat  lebih  banyak  energi  listrik yang  dapat  menyalakan  lampu  jalan, rambu  lalu  lintas  dan  sebagainya.  Ini akan menyebabkan berlimpahnya energi alternatif, energi dapat diperoleh  sepanjang  tahun,  tidak  ada masalah  krisis  bahan  bakar  seperti kendaraan fosil.

## PENGHARGAAN
Penelitian  ini  telah  dilakukan  dengan dukungan  Jurusan  Teknik  Mesin  dari Sekolah Teknologi Jambi dan Universitas  Islam  Riau.  Para  penulis ingin  menyampaikan  terima  kasih yang tulus kepada Yahya, Hendar, dan Wiji utami untuk waktu yang dihabiskan dalam diskusi serius, saran yang  bermanfaat, dan  kontribusi konseptual yang berguna.

## DAFTAR PUSTAKA
A.Padma RaoȦ, A. K. K. and S. S., & ȦDepartment.  (2014).  Power Generation  from  Speed  Breaker by Rack and Ratchet Mechanism. International  Journal  of  Current Engineering and Technology , (2),
549–552. https://doi.org/http://dx.doi.org/1
0.14741/ijcet/spl.2.2014.104
Ankita,  Bala,  M.  (2013).  Power generation  from  speed  breaker. International Journal Of Advance Research In Science And Engineering IJARSE , 2 (2), 2319–
8354. Aswathaman,  V.  P.  (2011).  Every Speed  Breaker  Is  Now  a  Source of Power. International Conference on Biology, Environment and Chemistry IPCBEE , 1 , 234–236.
Islam,  S.,  Rahman,  S.  K.,  &  Jyoti,  J.
(2013).  Generation  of  Electricity
Using  Road  Transport  Pressure. International Journal of Engineering Science and Innovative  Technology  (IJESIT) ,
2 (3), 520–525.
Vries,  P.  de.  (2010). Buku  Panduan Energi  Terbarukan .  Embassy  of Denmark: International Devlopment Cooperation. Retrieved from Www.containedenergy.com