## BOOST-CONVERTER SEBAGAI ALAT PENGISIAN BATERAI PADA SEPEDA LISTRIK SECARA OTOMATIS
Eko Prianto 1 , Nurhening Yuniarti 2 , Dika Cahyo Nugroho 3
1,2,3 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta email : eko_prianto@uny.ac.id

## ABSTRACT
The purpose of this study is to produce a battery charging device on an electric bicycle automatically using a boost-converter. Then a comparison is made to determine the effectiveness and efficiency of the devices made with the previous charging method, which uses an inverter and a 48V battery charger. The stages include: (1)  needs  analysis,  (2)  design,  (3)  manufacturing,  and  (4)  testing.  The  design  consists  of  designing  a  control chain  with  an  Arduino  microcontroller,  designing  a  power  circuit  with  Boost-Converter,  and  box  design.  The test  was  conducted  at  the  Department  of  Electrical  Engineering  Education  Faculty  of  Engineering  UNY.  The results of this study in the form of a battery charging device on an electric bicycle automatically with  a boost- converter. After testing and comparison with a charging system that uses a 48V inverter and battery charger, the advantages  and  disadvantages  can  be  known.  The  disadvantage  lies  in  the  reading  of  sensors  that  are  less stable,  relatively  lower  efficiency,  which  is  an  average  of  72.15%  compared  to  systems  that  use  Inverters  and 48V battery chargers at 84.57%. The advantage is that discharging using a boost converter is relatively longer at  43  minutes,  has  a  control  circuit  that  works  automatically,  so  the  energy  received  by  a  12V battery  will  be effectively  channeled  to  a  48V  battery  without  having  to  be  controlled  by  the  operator.  Also  available  is  an external charging port to anticipate if the electrical energy from solar panels is less than optimal.
Keywords : boost-converter, microcontroller, electric bicycle

## ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan alat pengisian baterai pada sepeda listrik secara otomatis menggunakan boost-converter . Selanjutnya dilakukan perbandingan untuk mengetahui keefektifan dan efisiensi dari alat yang dibuat dengan metode pengisian sebelumnya yaitu menggunakan Inverter dan charger baterai 48V. Adapun  tahapannya  meliputi  :  (1)  analisis  kebutuhan,  (2)  perancangan,  (3)  pembuatan,  dan  (4)  pengujian. Perancangan terdiri dari perancangan rangkain kendali dengan microcontroller Arduino, perancangan rangkaian daya dengan Boost-Converter dan perancangan box. Pengujian dilakukan di Jurusan Pendidikan Teknik Elektro, FT,  UNY.  Hasil  dari  penelitian  ini  berupa  sebuah  alat  pengisian  baterai  pada  sepeda  listrik  secara  otomatis dengan boost-converter .  Setelah  dilakukan  pengujian  dan  perbandingan  dengan  sistem  pengisian  yang menggunakan  Inverter  dan  charger  baterai  48V,  dapat  diketahui  kelebihan  dan  kelemahannya.  Kelemahannya terletak  pada  pembacaan  sensor-sensor  yang  kurang  stabil,  Efisiensi  yang  relatif  lebih  rendah  yaitu  rata-rata sebesar 72,15% dari pada sistem yang menggunakan Inverter dan charger baterai 48V sebesar 84,57%. Adapun kelebihannya  yaitu  pengosongan  menggunakan boost-converter relatif  lebih  lama  yaitu  sebesar  43 menit, memiliki rangkaian kendali yang bekerja secara otomatis, sehingga energi yang diterima baterai 12V akan secara efektif  disalurkan  ke  baterai  48V  tanpa  harus  dikendalikan  oleh  operator.  Selain  itu  tersedia  port  pengisian eksternal untuk antisipasi jika energi listrik dari panel surya kurang maksimal.
Kata kunci : boost-converter , microcontroller , sepeda listrik

## PENDAHULUAN
Perkembangan  alat  transportasi  saat  ini mengarah pada  penggunaan  energi  yang ramah lingkungan.  Sebuah  kendaraan  transportasi
menggunakan  tenaga  baterai  yang  dapat  diisi ulang  termasuk  dalam  moda  transportasi  yang hemat energi, ramah lingkungan, dan nyaman, serta  terjangkau  bagi  masyarakat.  Penggunaan moda  transportasi  ini  dimaksudkan  untuk
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
mengurangi  emisi  karbon  dioksida.  Pada sebuah baterai yang terisi penuh, daya jangkau sepeda listrik berkisar antara 20 sampai 30 km dengan  kecepatan  maksimumnya  antara  50 sampai 60 km / jam (Zhiying Feng et al., 2010)
Menurut  Farina  (2017),  sepeda  listrik adalah  salah  satu  kendaraan  listrik  yang menggunakan  motor  listrik  sebagai  tenaga penggeraknya.  Ada  berbagai  macam  sepeda listrik  yang  tersedia  mulai  dari  sepeda  listrik yang  memiliki  motor  kecil  untuk  membantu tenaga  pengendara  sepeda  hingga  sepeda listrik  yang  lebih  kuat  yang  cenderung  lebih dekat  ke  arah  fungsionalitas  dan  kinerja. Sepeda listrik menggunakan baterai yang dapat diisi  ulang  dan  dapat  melakukan  perjalanan hingga 25 km/ jam.
Sistem  yang  dikembangkan  oleh  D.  M. Sousa  (2007)  didasarkan  pada  pendekatan menggunakan  dua  sumber  daya  yang  berbeda: satu  menggunakan  baterai  atau fuel  cells ,  dan yang  lainnya  menggunakan  superkapasitor. Artikel tersebut menjelaskan solusi teknis dalam menggabungkan dan menyelesaikan penggunaan  dua  sistem  penyimpanan  energi dalam  sistem  traksi  yang  sama.  Dalam  sistem yang  dikembangkan,  superkapasitor  berjalan sebagai  elemen  yang  menyimpan  energi sementara dan dapat digunakan untuk mengambil energi.
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan oleh  Shuguang  Ji  (2012),  dengan  bobot  yang lebih  ringan,  teknologi  penggerak  listrik memungkinkan  sepeda  listrik  menjadi  sangat hemat  energi.  Sebagai  contoh,  sebagian  besar mengkonsumsi  sekitar  seper  sepuluh  dari konsumsi energi mobil listrik kecil yang artinya mengkonsumsi energi kurang dari 2 kWh / 100 km.
Sepeda  adalah  kendaraan  alternatif  yang murah.  Energi  matahari  dapat  digunakan  untuk mengisi  baterainya.  Ketika  tidak  ada  sinar matahari,  baterai  menyediakan  koneksi  untuk mengisi  ulang  menggunakan  pengisi  daya dengan  menghubungkannya  ke  stopkontak
biasa, biasanya membutuhkan waktu sekitar tiga jam dalam pengisian ulang (Ashish, 2019).
Pada  penelitian  ini  mengembangkan sepeda listrik berpanel surya yang memanfatkan  energi  yang  terpancar  dari  sinar matahari  sebagai  bahan  bakar  utamanya. Sepeda  listrik  ini  tidak  lagi  bergantung  pada suplai  energi  listrik  dari  PLN  atau  pembangkit lainnya. Energi yang dipancarkan oleh matahari diubah  menjadi  energi  listrik  oleh  panel  surya kemudian  energi  listrik  tersebut  disimpan didalam  baterai  yang  dapat  digunakan  untuk menggerakkan  motor  listrik  sebagai  penggerak utama pada sepeda listrik.
Dengan segala kelebihannya dan kekurangannya maka perlu dilakukan pengembangan  pada  sepeda  listrik  yang  telah ada.  Pengembangan  yang  dilakukan  dengan cara  menerapkan  metode  pengisian  baterai yang  berbeda  dari  yang  sudah  terpasang  pada sistem  sebelumnya.  Hal  ini  dilakukan  karena pada  sistem  pengisian  yang  sebelumnya  tidak terdapat  rangkaian  kendali  otomatis  dan memakan  waktu  yang  relatif  lama  dalam proses pengisian energi listrik,  sehingga  dalam penelitian  ini  dibuat  sebuah  sistem  penaik tegangan  DC  menggunakan  sebuah  modul boost-converter yang dilengkapi dengan rangkaian kendali berbasis Arduino Nano untuk keperluan  otomatisasi  rangkaian.  Alat  ini  akan digunakan  untuk  mengisi  baterai  48V  dengan cara menaikkan tegangan pada baterai 12V dan mengatur  arus  keluarannya  sehingga  dapat digunakan  untuk  mengisi  baterai  48V  secara efisien.
Boost Converter adalah sebuah rangkaian elektronik untuk keperluan power supply . Boost Converter dikenal  juga  sebagai  konverter penaik  tegangan  DC  ke  DC,  sama  halnya dengan buck-converter , Boost Converter menggunakan  sistem  SMPS (switched-mode power  supply) yang  mempunyai  setidaknya dua  buah  komponen  semi  konduktor  sebagai switch sehingga  dengan  menggunakan  sistem seperti ini diharapkan dapat lebih efisien dalam mengkonversi tegangan DC.
Buck-converter adalah  sebuah komponen elektronika  yang  dapat  menurunkan  tegangan DC  ke  level  teangan  yang  lebih  rendah, misalkan  menurunkan  tegangan  12V  DC menjadi  5V  DC  namun  dengan  efisiensi  yang sangat  baik,  karena  menerapkan  sistem  SMPS (Switching  Mode  Power  Supply) , dimana tingkat  efisiensinya  dapat  mencapai  90% dibandingkan  dengan  sistem penurun tegangan konvensional (sistem linier).
Rangakaian dalam penelitian ini menggunakan relay yang  berfungsi  sebagai saklar.  Sakelar  ini  dioperasikan  secara  elektrik dengan  menggunakan  daya  yang  relatif  kecil namun  dapat  mengendalikan  sakelar  pada sebuah rangkaian yang menghantarkan tegangan  jauh  lebih  besar.  Terdapat  2  bagian utama  dalam  relay  yaitu coil dan  sepasang kontak NO (Normally  Open) dan  NC ( Normally Close ). Cara kerja relay menggunakan  prinsip  elektromagnetik  dimana arus listrik yang digunakan untuk mengendalikan relay masuk  kedalam coil yang akan  memiliki  sifat  kemagnetan  dan  akan menarik  sepasang  kontak  yang  terbuat  dari logam,  sehingga  kontak  tersebut  akan  bekerja untuk membuka kontak NC dan menutup kontak NO.
Papan  penampil  data  yang  digunakan dalam  rangkaian  ini  berupa Inter    Integrated Circuit  (i2c) atau  dikenal  juga  dengan Two Wire Intervace (TWI) merupakan sebuah modul LCD  yang  dikedalikan  secara  serial  sinkron dengan  protocol I2C ,  menggunakan  sistem  ini jauh  lebih  mudah  dan  menghemat  pin  pada Arduino.  Dengan  menggunakan  modul I2C hanya  membutuhkan  2  buah  pin  untuk mengendalikan  LCD    yaitu  pin  SDA  ( Serial Data )  dan  pin  SCL  ( serial  clock ). Kedua  pin ini  telah  tersedia  didalam  Arduino  Nano  pada pin 4 dan 5.
Software dalam
memprogram mikrokontroller  menggunakan Arduino  IDE yang  bersifat Open  source yang  dapat  di download secara  gratis.  Arduino  IDE  sendiri memiliki kepanjangan Integrated  Development
Enviroenment yang  memiliki  arti  lingkungan terintegrasi, dilakukan untuk melakuan pengembangan.  Sehingga  dapat  dikatakan bahwa  melalui  program  Arduino  IDE  proses pemrograman  Arduino  dapat  dilakukan  untuk melakukan  fungsi-fungsi  yang  dibenamkan melalui sintaks program.
Penyimpan energi listrik dalam rangkaian ini menggunakan Akumulator. Akumulator atau yang  lebih  sering  kita  sebut  sebagai  aki  ini memiliki cell-cell ,  dimana  dalam  standar internasional  setiap cell dari  aki  memiliki tegangan  kurang  lebih  2  Volt,  sehingga  pada aki  12  V  yang  sering  dijumpai  dipasaran memiliki 6 buah cell .

## METODE
Proses  pembuatan  alat  pengisian  baterai dengan boost-converter ini  melalui  beberapa tahapan  yaitu:  (1)  Analisis  kebutuhan,  2) Perancangan, (3) Pembuatan Alat, (4). Pengujian  Alat.  Langkah  dalam  penelitian  ini disajikan dalam gambar 1.
Gambar 1. Alur Pembuatan dan Pengujian Alat
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Identifikasi    kebutuhan    berupa    daftar alat dan bahan yang digunakan untuk membuat alat pengisian baterai pada sepeda listrik, Daftar bahan  yang  dibutuhkan  dalam  pembuatan  alat disajikan dalam tabel 1.
Tabel 1. Daftar Bahan
No Nama Bahan Jml Satuan 1. Arduino nano 1 Buah 2. Realy 4 channel 1 Buah 3. Sensor tegangan 1 Buah 4. Buck Converter 1 Buah 5. Boost Converter 1 Buah 6. LCD 1 Buah` 7. I2C 1 Buah 8. Kabel Jumper 30 Buah 9. Kabel  + 2 Meter 10. Kabel - 2 Meter 11. PCB Matrix 1 Buah 12. Banana Plug 6 Buah 13. Box hitam 1 14. Tenol 1 Gulung 15. Mur & baut secukupnya 16. Jepit Buaya secukupnya
Pada  tahap  Perencanaan  terdiri  dari perancangan  rangkaian  kendali,  perancangan rangkaian daya dan perancangan box.
Sistem kendali berfungsi untuk mengontrol    kerja Boost-Converter dalam  hal ini  sistem  kendali  akan  mengendalikan  empat buah  relay  yang  bekerja  memutus  dan menghubungkan Boost-Converter dengan sumber.  Satu  buah  sensor  tegangan  sebagai pembaca tegangan. Satu buah sensor arus untuk membaca  arus  yang  mengalir    menuju Boost Converter dan dilengkapi juga dengan  LCD 16 X  2  untuk  menampilkan  data  berupa  kondisi kerja,  tegangan,  arus  dan  daya.  Seluruh  fungsi diatas  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan arduino nano.
Gambar 1. Rangkaian Sensor Tegangan
Gambar 2. Rangkaian Sensor Arus
Gambar 3. Rangkaian Relay 4 Channel
Gambar 4. Rangkaian Display & i2c
Pada  sistem  ini,  yang  dikendalikan  pada rangkaian daya yaitu kontak- kontak pada relay. Kontak-kontak  pada  relay  ini  akan  memutus dan  menghubungkan  beberapa  komponen seperti  baterai  12V, Boost-Converter ,  terminal pengisian eksternal dan baterai 48V.
Gambar 5. Rangkaian Daya
Box  yang    digunakan    adalah  box berbahan plastik  berukuran  18,5  (p)  x 11,5  (l) x  6  (t)  cm  yang  banyak  ditemukan di pasaran. Jalur  input  dan  output  dari  rangkaian  didesain dalam  pembuatan  box  agar  mudah  dalam penggunaan.
Tahap  pembuatan  yaitu  tahap  yang dilakukan  untuk  merealisasikan  alat  yang  telah direncanakan. Pembuatan dilakukan berdasarkan  hasil  rancangan  yang  sebelumnya telah  dibuat,  baik  itu  rancangan  rangkaian kendali, rangkaian daya maupun rancangan box. Kemudian hasil proses perancangan dihubungkan  menjadi  sebuah  sistem  agar  dapat digunakan untuk proses selanjutnya.
Gambar 6. Produk
Tahap pengujian dibagi kedalam beberapa  tahapan  mulai  dari  pengujian  tanpa pengisian  dari  PV,  dimana  proses  ujicoba  dan pengambilan data hanya bersumber dari baterai 12V saja tanpa ada pengisian dari PV.
Gambar 7. Rangkaian Pengujian Tanpa Pengisian dari PV
Gambar 8. Rangkaian Pengujian Tanpa Pengisian dari PV
Kemudian  pengujian  dengan  pengisian  dari panel  surya,  yaitu  pada  baterai  12V  sebagai sumber  dilakukan  pengisian  melalui  PV,  atau dengan kata lain pada baterai 12V berlangsung dua  proses  secara  bersamaan,  yaitu  pengisian melalui  PV,  dan  pengosongan  melalui boost- converter .  Selain  itu  dilakuan  juga  tahap pengujian sensor-sensor yang digunakan,  yakni sensor arus dan tegangan. Rangkaian pengujian
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
tanpa pengisian dari penal surya dan menggunakan  panel  surya  disajikan  dalam gambar 7 dan 8.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah melakukan pengujian, maka akan didapat  data  dari  masing-masing  proses pengujian. Hasil pengujian tanpa pengisian dari
PV dsajikan dalam tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengujian tanpa pengisian dari PV
Waktu (Menit) Pengukuran Dengan Alat Ukur Pembacaan Sensor Input Baterai 12V Output Baterai 48V Input Baterai 12V E (V) I(A) P(W) E(V) I(A) P(W) E(V) I(A) P(W) 0 12,2 4,7 57,34 49 0,93 45,57 11,86 3,71 44,00 5 12,1 4,7 56,87 49 0,92 45,08 11,65 3,71 43,22 10 12,1 4,7 56,87 49 0,9 44,1 11,65 3,77 43,92 15 12,1 4,7 56,87 49,2 0,9 44,28 11,53 3,72 42,89 20 12 4,7 56,4 49,2 0,9 44,28 11,43 3,73 42,63 25 11,9 4,6 54,74 49,2 0,85 41,82 11,24 3,68 41,36 30 11,9 4,6 54,74 49,2 0,85 41,82 11,21 3,64 40,80 35 11,7 4,6 53,82 49,2 0,83 40,84 10,72 3,58 38,38 40 11,4 4,6 52,44 49,2 0,82 40,34 10,31 3,57 36,81 44 sistem off Tabel 4. Kondisi Baterai saat Hasil Pengujian Tanpa pengisian dari PV Baterai Kondisi Awal Kondisi Akhir 12V 12,5 V 11,8 V 48V 47,2 V 47,8 V
Tabel 5. Hasil Pengujian dengan Pengisian dari PV
Waktu (Menit) Pengukuran Dengan Alat Ukur Pembacaan Sensor Input Baterai 12V Output Baterai 48V Input Baterai 12V E(V) I(A) P(W) E(V) I(A) P(W) E(V) I(A) P(W) 0 12,5 5,9 73,75 49,5 1,15 56,93 11,58 5,16 59,75 5 12,2 6,6 80,52 49,5 1,2 59,4 11,32 5,78 65,43 10 11,2 5,4 60,48 49,5 0,95 47,03 10,54 4,64 48,91 15 12,8 7,6 97,28 49,5 1,35 66,83 11,67 6,79 79,24 20 12,5 7,7 96,25 49,8 1,42 70,72 11,64 6,93 80,67 25 12,5 7,5 93,75 50 1,38 69 11,84 6,78 80,28 30 12,3 7,4 91,02 50 1,3 65 11,36 6,45 73,27 35 12,7 7,5 95,25 50 1,32 66 11,67 6,54 76,32 40 12,6 7,4 93,24 50 1,32 66 11,88 6,21 73,77 45 12,5 7,4 92,5 50 1,28 64 11,58 6,47 74,92 50 12,5 7,5 93,75 50 1,3 65 12,12 6,26 75,87 55 12,5 7,4 92,5 50 1,3 65 12,24 6,52 79,80 60 12,5 7,2 90 50 1,22 61 11,58 6,29 72,84 65 11,7 6,8 79,56 50,2 1,23 61,75 11,21 5,91 66,25
Tabel 6. Kondisi baterai saat Pengujian dengan Pengisian dari PV
Baterai Kondisi Awal Kondisi Akhir 12V 10,8 V 11,7 V 48V 47,3 V 48 V

## Tabel 7. Hasil Pengujian Rangkaian Kendali
Sensor Tegangan Tombol ON Kondisi Relay Status Input Ekst. 12A 12B 48A 48B > 12,00 X 0 ON ON ON ON Running > 12,00 X 1 ON ON ON ON Running > 12,00 √ 0 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal > 12,00 √ 1 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal 10 - 11,9 X 0 OFF OFF OFF OFF Standby 10 - 11,9 X 1 ON ON ON ON Running 10 - 11,9 √ 0 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal 10 - 11,9 √ 1 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal < 10 X 0 OFF OFF OFF OFF Standby < 10 X 1 OFF OFF OFF OFF Standby < 10 √ 0 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal < 10 √ 1 OFF OFF OFF OFF Pengisian Eksternal

## Tabel 8. Hasil Pengujian sensor-sensor
Pengukuran Manual Pembacaan Sesnor Selisih Persentase Kesalahan KONDISI A E (V) I (A) E (V) I (A) E (V) I (A) E (%) I (%) 12,2 4,7 11,8 6 3,71 0,34 0,99 2,79 21,06 12,1 4,7 11,6 5 3,71 0,45 0,99 3,72 21,06 12,1 4,7 11,6 5 3,77 0,45 0,93 3,72 19,79 12,1 4,7 11,5 3 3,72 0,57 0,98 4,71 20,85 12 4,7 11,4 3 3,73 0,57 0,97 4,75 20,64 RATA-RATA 0,48 0,97 3,94 20,68 KONDISI B E (V) I (A) E (V) I (A) E (V) I (A) E (%) I (%) 12,50 5,90 11,5 8 5,16 0,92 0,74 7,36 12,54 12,20 6,60 11,3 2 5,78 0,88 0,82 7,21 12,42 11,20 5,40 10,5 4 4,64 0,66 0,76 5,89 14,07 12,80 7,60 11,6 7 6,79 1,13 0,81 8,83 10,66 12,50 7,70 11,6 4 6,93 0,86 0,77 6,88 10,00 RATA-RATA 0,89 0,78 7,23 11,94
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Sebagai  data  pembanding  pengujian tanpa  pengisian  dari  PV.  Telah  dimbil  data pengisian baterai sepeda listrik dengan menggunakan  Inverter  menggunakan  sumber tegangan  dari  tegangan  listrik  PLN  dan  data
pengisian  baterai  dengan  menggunakan  secara bersamaan  sumber  dari  tegangan  listrik  PLN dan  PV.  Data  pembanding  tersebut  disajikan dalam tabel 9 dan 11.
Tabel 9. Data pengujian menggunakan inverter tanpa pengisian dari PV
Waktu (menit) Pengukuran Dengan Alat Ukur Efisiensi (%) Input Bateri 12V Output Bateri 48V E(V) I(A) P(W) E(V) I(A) P(W) 0 12,3 8 98,4 49,5 1,72 85,14 86,52 5 12,2 8,1 98,82 49,5 1,72 85,14 86,16 10 12 8,4 100,8 49,5 1,72 85,14 84,46 15 11,8 8,6 101,48 50 1,72 86 84,75 20 11,5 9,0 103,5 50 1,72 86 83,09 25 11,2 9,5 106,4 50 1,72 86 80,83 28 10,8 10,2 110,16 50 1,72 86 78,07
Tabel 10. Kondisi baterai saat pengujian dengan inverter tanpa pengisian dari PV
Baterai Kondisi Awal Kondisi Akhir 12V 12,5 V 11,5 V 48V 47,4 V 48 V
Tabel 11. Data pengujian dengan pengisian dari PV dengan inverter
WAKTU (Menit) PENGUKURN MANUAL Efisiensi (%) INPUT BATERI 12V OUTPUT BATERI 48V E (V) I (A) P (W) E (V) I (A) P (W) 0 12,0 8,0 96 48,0 1,75 84 87,5 5 12,0 8,4 100,8 49,0 1,75 85,75 85,07 10 12,0 8,4 100,8 49,0 1,75 85,75 85,07 15 11,3 8,5 96,05 50,0 1,75 87,50 91,10 20 11,3 8,6 97,18 50,0 1,72 86,00 88,50 25 11,1 8,7 96,015 50,0 1,72 86,00 89,57 30 11,0 8,8 96,8 50,0 1,72 86,00 88,84 35 11,0 9,0 99 50,0 1,72 86,00 86,87 40 11,0 9,8 107,8 50,0 1,72 86,00 79,78 44
ALAREM INVERTER BERBUNYI
- Inverter dimatikan secara manual selama kurang lebih 15 menit hingga indikator full pada scc menyala. 45 13,0 7,7 100,1 49,0 1,72 84,28 84,20
WAKTU (Menit) PENGUKURN MANUAL Efisiensi (%) INPUT BATERI 12V OUTPUT BATERI 48V E (V) I (A) P (W) E (V) I (A) P (W) 50 17,0 7,0 119 49,8 1,72 85,66 71,98 55 16,0 7,0 112 49,8 1,72 85,66 76,48 60 13,0 8,1 105,3 50,0 1,72 86,00 81,67 65 12,0 8,2 98,4 50,0 1,72 86,00 87,40
Tabel 12. Kondisi baterai saat pengujian dengan pengisian dari PV dengan inverter.
Baterai Kondisi Awal Kondisi Akhir 12V 12,5 V 12,5 V 48V 48 V 49 V
Dari  data  pengujian  tanpa  pengisian panel  surya  yang  telah  diperoleh  kemudian dihitung efisiensinya. Sehingga didapat efisiensi rata-rata sebesar:
∑
Efisiensi  tersebut  akan  dibandingkan dengan efisiensi dari sistem yang menggunakan inverter  dan charger baterai  48V.  Sehingga dapat  diketahui  terdapat  selisih  5,83%  yang didapat dari perbandingan dengan rata-rata pada sistem  yang  menggunakan  inverter  sebesar 83,41%.  Dalam  membadingkan  data  efisiensi tersebut,  disajikan  gambar  9  untuk  lebih mudah dalam membandingkan.
Gambar 9. Grafik perbandingan Pengujian Tanpa Pengisian dari PV
Dari grafik diatas dapat dilihat perbedaan waktu pengosongan, pengosongan
menggunakan Boost-converter relatif  lebih lama  yaitu  sebesar  43  menit,  dibanding menggunakan Inverter yang  memakan  waktu 28  menit,  pengosongan  menggunakan Boost- converter 12 menit lebih lama dibanding waktu pengosongan menggunakan inverter .
Perbandingan  antara  pengujian  dengan pengisian  dari  panel  surya  dan  pengujian pengisian menggunakan inverter terdapat selisih pada  rata-rata  efisiensi  setelah  dilakukan perhitungan.  Nilai  rata-rata  efisiensi  dari  data pengujian  pengisian  menggunakan boost- converter sebesar 72,15% dan pada sistem yang menggunakan Inverter dan charger baterai 48V sebesar  84,57%.  Sehingga  dapat  dikatakan bahwa pengisian baterai 48V akan lebih efisien jika menggunakan Inverter dan charger baterai 48V  dengan  selisih  efisiensi  sebesar  12,42% jika dibandingkan dengan menggunakan sistem pengisian yang menggunakan boost-converter .
Berdasarkan  Tabel  7  diketahui  bahwa rangkian  kendali  dapat  berjalan  dengan  baik, rangkaian  kendali  akan  menghentikan  kerja boost- converter dengan cara memutus hubungan  dengan  sumber  dan  beban,  apabila tegangan  pada  sumber  kurang  dari  10V  dan akan menghidupkannya kembali ketika tegangan yang terbaca lebih dari 12V.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Gambar 10. Grafik perbandingan Pengujian dengan pengisian dari PV dan inverter
Ketika tegangan berada diantara 10V dan 12V,  pengguna  tetap  dapat  menghidupkannya secara  manual  dengan  menekan  tombol  ON maka  secara  otomatis  rangkaian  akan  bekerja seperti  biasa.  Namun  ketika  tegangan  sumber kurang  dari  10V  maka  rangkaian  tidak  akan bisa  diaktifkan.  Lain  halnya  ketika  rangkaian kendali  mendeteksi  pengisian  eksternal,  maka hubungan boost-  converter dan  sumber  akan diputus  dan  secara  otomatis  beban  akan dihubungkan dengan sumber pengisian eksternal.
Jika  dibandingkan  dengan  pengisian dengan  inverter  yang  tidak  memiliki  rangkaian kendali  tentunya  alat  ini  lebih  unggul.  Karena seluruh raangkaian dikendalikan secara otomatis  sehingga  ketika  baterai  12V  terisi penuh maka energinya akan langsung disalurkan  ke  baterai  48V  dan  karena  energi pada  baterai  12V  langsung  disalurkan  maka, baterai 12V tetap dapat  menerima  energi yang dihasilkan  oleh  panel  surya,  sehingga  dapat dikatakan  tidak ada energi yang terbuang.
Selain  itu  terdapat  juga  opsi  pengisian eksternal yang sehingga lebih fleksibel digunakan  ketika  energi  dari  sinar  matahari yang  didapatkan  tidak  maksimal  untuk  dapat digunakan  sebagai  suplai  untuk  pengoperasian sepeda listrik.

## SIMPULAN
Pembuatan  alat  pengisian  baterai  pada sepeda listrik secara otomatis dilakukan dengan
menggunakan  sebuah boost-  converter yang dikendalikan dengan rangkaian kendali otomatis  berbasis  Arduino,  selain  itu  alat  ini juga  dilengkapi  dengan  sebuah  LCD  16x2 untuk menampilkan data-data yang dibutuhkan.
Unjuk kerja dari Boost-converter dengan kendali otomatis dapat menghubungkan Boost-converter dengan  baterai  12V  dan  beban (baterai  48V)  secara  otomatis  ketika  tegangan input yang terdeteksi lebih dari 12V. Rangkaian dapat  bekerja  dalam  mode runing secara manual  dengan  menekan  tombol  ON  ketika tegangan  berada  dalam  rentang  10V-12V. Rangkaian  mampu  memutus boost-converter ketika  tegangan  yang  terdeteksi  dibawah  10V. Boost-converter tidak  akan  bekerja  jika tegangan  input  yang  terbaca  oleh  sensor kurang  dari  10V. Boost-converter bekerja dalam mode pengisian eksternal ketika mendeteksi  tegangan  pada  port  pengisian eksternal.  Dalam  proses  pengisian  efisiensi yang  diperoleh  berubah-ubah.  Berdasarkan data  yang  didapat,  rata-rata  efisiensi  sebesar 77,58%  pada  pengujian  tanpa  pengisian  dari panel  surya,  sedangkan  pada  saat  pengujian dengan  pengisian  dari  panel  surya  rata-rata efisiensinya sebesar 72,15%.

## DAFTAR RUJUKAN
Ali,  Muhamad. 2011. Modul Kuliah Elektronika Daya "Pengantar Elektronika  Daya" .  Jurusan  Pendidikan Teknik Elektro FT UNY.
Ashish  S.  Patil  dkk.  2019.  Solar  Electric Bicycle (Hybrid). International Research Journal  of  Engineering  and  Technology (IRJET) Volume:  06  Issue:  04  Apr  2019
Page 1241 – 1244
Asmara,  Andik.  2015. Panduan  pemrogram mikrokontroler (edisi 1-3). Jurusan Penddikan Teknik Elektro FT UNY.
D.  M.  Sousa,  P.  J.  Costa  Branco  and  J.  A. Dente,  2007.  "Electric  bicycle  using batteries  and  supercapacitors," 2007 European Conference on Power
Electronics  and  Applications ,  Aalborg, 2007, pp. 1-10.
Farina,  S,  dkk.  2017.  Design  and  Analysis  of In-Wheel  Double  Stator  Slotted  Rotor BLDC  Motor  for  Electric  Bicycle Application. International  Journal  of
Power  Electronics  and  Drive  System
(IJPEDS) Vol. 9, No. 1, March 2018, pp. 457~464 Ji,  S.;  Cherry,  C.R.J.;  Bechle,  M.;  Wu,  Y.; Marshall,  J.D.  2012.  Electric  vehicles  in
China:  Emissions  and  health  impacts.
Environ.  Sci.  Technol .  2012,  46,  2018–
2024.
Zhiying  Feng,  Rakesh  P  Raghuwanshi,  Zigang Xu,  et  al.  2010.  Electric-bicycle-related injury:  a  rising  traffic  injury  burden  in China. Injury  Prevention 2010;16  page 417-419. doi:10.1136/ip.2009.024646