http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## SEPEDA STATIS SEBAGAI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK ALTERNATIF DENGAN PEMANFAATAN ALTERNATOR BEKAS
Mursyid Al Amin 1 , Rustam Asnawi 2
1, 2 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY Email: mursyid.maa@gmail.com

## ABSTRACT
The purpose of this research is to design and make a mechanical device on a static bike used to drive the alternator and  find out the performance of the tool. The method used in the research is the design method which  includes  several  stages,  namely  (1)  needs  analysis,  (2)  system  design,  (3)  tool  making,  and  (4) performance testing tool. This tool works using the human power source by pedaling a static bike so that it can rotate the alternator to produce voltage which is then stored in the element of electrical energy storage (battery). The electrical energy stored in the battery can be used to serve simple household electronic appliances that have low  power.  Based  on  the  results  test  for  20  minutes,  it  can  be  concluded  that  the  tool  system  of  alternative electric power generation can work properly at 2000 rpm to 3600 rpm and produce an average voltage of 14.43 volts and the average charging current of 1.65 amperes.
Keywords : Static bike, Alternator, Accumulator, alternative energy

## ABSTRAK
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  merancang  dan  membuat  alat  mekanik  pada  sepeda  statis  yang digunakan  untuk  menggerakkan  alternator  serta  mengetahui  unjuk  kerja  alat.  Metode  yang  digunakan  dalam penelitian  adalah  metode  rancang  bangun  yang  meliputi  beberapa  tahapan  yaitu  (1)  analisis  kebutuhan,  (2) perancangan  sistem,  (3)  pembuatan  alat,  dan  (4)  pengujian  unjuk  kerja  alat.  Alat  ini  bekerja  menggunakan sumber  tenaga  manusia  dengan  cara  mengayuh  sepeda  statis  sehingga  dapat  memutar  alternator  untuk menghasilkan  tegangan  yang  kemudian  disimpan  dalam  elemen  penyimpanan  energi  listrik  (baterai).  Energi listrik  yang  tersimpan  dalam  baterai  dapat  digunakan  untuk  melayani  peralatan  elektronik  rumah  tangga sederhana yang tidak memiliki daya listrik terlalu besar. Berdasarkan hasil pengujian selama 20 menit yang telah dilaksanakan  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  alat  sistem  pembangkit  energi  listrik  alternatif  ini  dapat  bekerja dengan baik pada putaran 2000 rpm sampai dengan 3600 rpm dan menghasilkan tegangan rata-rata sebesar 14,43 volt serta arus pengisian rata-rata sebesar 1,65 ampere.
Kata Kunci : Sepeda statis, Alternator, Akumulator, energi alternatif

## PENDAHULUAN
Mengingat  terbatasnya  pasokan  energi listrik  dari  PLN,  maka  dibutuhkan  sumber- sumber energi listrik lain yang dapat digunakan masyarakat  sebagai  solusi  dari  ketergantungan terhadap  kebutuhan  energi  listrik  dari  PLN. Adapun  salah  satu  cara  mengatasi  hal  tersebut yaitu  dengan  memanfaatkan pembangkit  energi listrik  alternatif.  Energi  alternatif  yang  dapat digunakan  sebagai  pembangkit  listrik  rumah tangga sederhana adalah pembangkit listrik dari
kayuhan  pedal  sepeda  statis  yang  dikayuh  dari tenaga  manusia.  Pembangkit  listrik  dari kayuhan  pedal  sepeda  statis  merupakan  suatu cara  sederhana  membangkitkan  energi  listrik untuk  konsumsi  di  dalam  rumah  tangga sederhana.
Adapun  caranya  dengan  memodifikasi sepeda  statis  sedemikian  rupa  sehingga  dapat dimanfaatkan untuk menggerakan sebuah alternator  sehingga  bisa  menghasilkan  energi listrik, sehingga energi manusia yang digunakan  untuk  mengayuh  sepeda  statis  ini
tidak  terbuang  percuma.  Kemudian  energi listrik  yang  dihasilkan  dari  alternator  tersebut disimpan  dalam  elemen  penyimpanan  energi listrik  (baterai).  Energi  yang  tersimpan  dalam baterai  dapat  digunakan  untuk  menyalakan peralatan rumah tangga, seperti  lampu, televisi, dan  beberapa  peralatan  listrik  lainnya  yang memiliki daya listrik tidak terlalu besar.
Sepeda  yang  digunakan  oleh  masyarakat banyak  ragamnya  dan  jenisnya,  salah  satunya adalah sepeda statis. Sepeda statis adalah suatu alat  olahraga indoor sepeda  sederhana  yang memiliki  roda-roda  di  depannya  sebagai pemberat
yang kemudian
dikayuh menggunakan pedal, sehingga roda-roda tersebut  berputar.  Sepeda  statis  merupakan sarana  pengganti  dari  sepeda  biasa  bagi  orang yang  malas  berolahraga  di  luar.  Salah  satu  hal yang  terbaik  mengenai  sepeda  statis  adalah banyak diminati oleh kalangan masyarakat yang gemar berolahraga. Selain itu, sepeda statis juga sebagai  sarana  latihan  olahraga  yang  ramah lingkungan  dan  memberikan  banyak  manfaat bagi kebugaran tubuh manusia, seperti memertahankan daya tahan tubuh, menyehatkan organ jantung, mengencangkan otot-otot, memperkuat  kerangka  tubuh,  tidak  mudah terserang  penyakit,  menghalau  keluhan  sakit pinggang  pada  punggung,  pembakar  kalori dalam  tubuh  dan  menyeimbangkan  sistem metabolisme.
Saat ini, sepeda statis ini terus mengalami perkembangan  baik  dalam  bentuk  konstruksi maupun  segi  fungsi.  Tanpa  merubah  fungsi utamanya  sebagai  sepeda,  namun  dengan gerakan  latihan  berbeda  yang  lebih  banyak, sehingga memudahkan untuk melakukan gerakan  yang  berbeda  dengan  menggunakan satu alat olahraga.
Alternator adalah generator untuk menghasilkan arus bolak-balik (generator sinkron).  Pada  alternator,  kumparan  yang  diam berada  di  luar  dan  mengitari  medan  magnet yang berputar. Jika magnet berputar, maka arah kutub  magnet  yang  diterima  oleh  kumparan akan  berubah-ubah.  Hal  ini  menyebabkan terjadi  tegangan  induksi  pada  penghantar  yang
arahnya  juga  berubah-ubah.  Makin  tinggi putaran, maka tegangan induksi pada pengahantar  tersebut  makin  tinggi  (Sistem Kelistrikan  dan  Elektronika  pada  Kendaraan: 204).
GGL  induksi  (Ea)  pada  alternator  akan terinduksi  pada  kumparan  jangkar  alternator (misalnya kumparan jangkar ditempatkan adalah  di  stator)  bila  rotor  di  putar  di  sekitar stator  (misalnya  kumparan  medan  di  rotor). Besarnya  kuat  medan  pada  rotor  dapat  diatur dengan  cara  mengatur  arus  medan  (If)  yang diberikan pada rotor. (Zuriman  Anthony, 2010: 21-22)
Arus listrik dibangkitkan dalam kumparan  pada  saat  kumparan  diputarkan dalam  medan  magnet.  Jenis  arus  listrik  yang dibangkitkan adalah arus bolak-balik  yang arah alirannya  secara  konstan  berubah-ubah  dan merubahnya  menjadi  arus  searah,  diperlukan sebuah  komutator  dan brush (sikat-sikat),  ini adalah  untuk  menarik  arus  searah  yang dibangkitkan  pada  setiap stator  coil .  Armatur dengan  komutator  dapat  diputarkan  di  dalam kumparan. Akan tetapi, konstruksi armatur akan menjadi  rumit  dan  tidak  dapat  diputarkan  pada kecepatan tinggi. Kerugian yang lainnya adalah bahwa  arus  mengalir  melalui  komutator  dan brush (sikat-sikat),  maka  keausan  akan  cepat terjadi karena adanya lompatan api.
Untuk  mendapatkan  arus  searah  dapat dilakukan  dengan  cara  menyearahkan  arus bolak-balik  yang  dihasilkan  oleh stator  coil tetap sebelum dijadikan output dengan menggunakan rectifier ,  atau  dengan  cara mengganti putaran stator coil dengan memutarkan magnet dalam kumparan. Semakin besar  volume  listrik  yang  dibangkitkan  di dalam  kumparan,  maka  kumparan  semakin panas  dikarenakan  aliran  arus.  Oleh  karena  itu, pendinginan  akan  menjadi  lebih  baik  kalau stator coil ditempatkan di luar dengan rotor coil berputar di dalamnya (Hery Alamsyah, 2007).
Elektromagnet  mempunyai  inti  besi dengan  kumparan  dililitkan  di  sekelilingnya. Pada saat arus mengalir  melalui  kumparan, inti besi  akan  menjadi  magnet.  Besarnya  magnet
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
yang  dibangkitkan  tergantung  besarnya  arus yang mengalir melalui kumparan. Jadi pada saat alternator  berputar  dengan  kecepatan  rendah arusnya naik, sebaliknya jika alternator berputar dengan  kecepatan  tinggi  arus  menurun.  Arus mengalir  melalui  elektromagnet  diberikan  oleh batrai  (akumulator)  dan  besarnya  diatur  oleh voltage  regulator ,  maka  alternator  akan mengalirkan  tegangan  yang  stabil  meskipun putaran mesin berubah-ubah.

## Gambar 1. Kumparan Menghasilkan Elektromagnet

## METODE
Analisis  kebutuhan  dilaksanakan  untuk mengidentifikasi  alat  dan  bahan  apa  saja  yang dibutuhkan  untuk  pengembangan  alat  sepeda statis sebagai pembangkit energi listrik alternatif.  Pada  tahap  perancangan  dilakukan analisa  yang  lebih  rinci  daripada  perencanaan. Analisa  ini  mengenai  pemakaian  bahan, pemilihan  alat  bantu,  proses  pembuatan,  serta proses  pengujian.  Pada  tahap  ini  juga  dibuat sebuah  blok  diagram  alat  yang  nanti  akan dibuat.  Seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Blok Pembangkit Energi Listrik Alternatif dengan Alternator
Puli  sepeda  statis  yang  dihubungkan dengan  puli  alternator  melalui  sebuah  sabuk. Jika  sepeda  statis  dikayuh,  maka  puli  sepeda akan berputar sehingga menyebabkan alternator berputar  dengan  kecepatan  tertentu.  Alternator yang  berputar  akan  menghasilkan  enegi  listrik berupa tegangan dan arus listrik. Tegangan dan arus  keluaran  dari  alternator  digunakan  untuk pengisian muatan akumulator.
Akumulator  yang  digunakan  memiliki tegangan  12  volt  DC.  Agar  akumulator  dapat diisi,  maka  tegangan  keluaran  untuk  pengisian akumulator  harus  13-14  volt  DC.  Ketika putaran  alternator  semakin  cepat,  tegangan  dan arus  yang  dihasilkan  akan  semakin  besar.  Oleh karena itu, besarnya tegangan harus distabilkan. Untuk menstabilkan tegangan harus menggunakan  regulator.  Seperti  yang  diketahui alternator yang digunakan adalah tipe alternator dengan  regulator  IC,  sehingga  tidak  perlu menggunakan  rangkaian  regulator  lagi  untuk menstabilkan tegangan. keluaran dari alternator ini  sendiri  sudah  menghasilkan  tegangan  yang stabil 13-14 volt DC.
Lama  pengisian  akumulator  ditentukan oleh  besarnya  tegangan  dan  arus  yang  keluar dari  alternator.  Semakin  besar  arus  yang dihasilkan  oleh  alternator,  maka  semakin  cepat pula  untuk  pengisian  akumulator,  dengan catatan besar tegangan keluaran alternator yang telah  melewati  regulator  IC  adalah  13-14  volt. Jika akumulator sudah terisi penuh, maka dapat langsung  digunakan  untuk  menyuplai  peralatan sumber  listrik  DC  (arus  searah).  Jika  peralatan yang digunakan adalah peralatan yang menggunakan  sumber  listrik  AC  (arus  bolak- balik),  maka inverter harus  digunakan  untuk mengubah  tegangan  12  volt  DC  menjadi tegangan  200  volt  AC,  sehingga  peralatan listrik  tersebut  dapat  digunakan  sesuai  dengan fungsinya.
Tahap  pembuatan  alat  dimulai  dengan mendesaian dudukan alternator dengan software Autocad 2013. Pada awalnya dilakukan  pengukuran  terlebih  dahulu  terhadap alternator, ukuran yang  diambil berupa panjang alternator,  lebar  alternator  dan  tinggi  alternator
sehingga  dalam  pendesaian  dudukan  alternator sesuai  yang  direncanakan.  Pembuatan  dudukan alternator menggunakan bahan plat besi dengan ketebalan 2 mm. Dudukan Alternator yang akan dibuat terlihat pada Gambar 3.
Keterangan : a. Dasar b. Tiang penyangga alternator c. Tiang penyangga sepeda statis
Gambar 3. Dudukan Alternator
Pembuatan hubung puli yang akan dibuat terlihat pada Gambar  4. Puli sepeda statis yang memiliki  jari-jari  8  cm  akan  dihubungkan  ke sebuah  alternator  yang  memiliki  jari-jari  3  cm melalui  sebuah  sabuk.  Fungsi  sabuk  digunakan sebagai  media  penggerak,  sekaligus  sebagai penghubung antara kedua puli tersebut.
Gambar 4. Hubung Puli Tampak Dari Samping kiri
Gambar 5. Hubung Puli Tampak Dari Bawah
Tahap  pembuatan  penyangga  sabuk dilakukan  dengan  mendesain  penyangga  sabuk menggunakan software Autocad  2013.  Pada awalnya melakukan pengukuran terlebih dahulu dan  pengukuran  dilakukan  dengan  menentukan panjang dan lebar,  sehingga  pembuatan penyangga  sabuk  bisa  dibuat  sesuai  yang
direncanakan.  Pembuatan  penyangga  sabuk  ini menggunakan  plat  alumunium  yang  memiliki ketebalan  2  mm.  Penyangga  sabuk  digunakan sebagai  pengaman  atau  penahan  apabila  terjadi penggeseran  sabuk  terhadap  puli.  Penyangga sabuk yang akan dibuat terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Penyangga Sabuk
Pengujian  pembangkit  energi  listrik alternatif  dengan  alternator  ini  dilakukan dengan  dua tahap yaitu : 1) Pengujian terhadap kemampuan  alternator  untuk  menghasilkan tegangan  dan  arus  pada  putaran  tertentu  dan  2) Pengujian pengisian akumulator
Pada  pengujian  terhadap  kemampuan alternator dilakukan untuk mengetahui karakteristik  alternator  yang  akan  digunakan. Karakteristik  alternator  yang  ingin  diketahui pada  saat  pengujian  adalah  tegangan  dan  arus, serta  potensi  daya  listrik  yang  dihasilkan  oleh alternator  pada  saat  putaran  terntentu.  Pada pengujian  ini  akan  diketahui  pada  putaran berapa  untuk  menghasilkan  tegangan  dan  arus yang nantinya untuk pengisian akumulator.
Pada  pengujian  pengisian  akumulator dilakukan untuk mengetahui kemampuan alternator  untuk  pengisian  akumulator.  Pada pengujian  ini  akan  diperoleh  tegangan,  arus listrik  dan  kalori  yang  digunakan  untuk mengayuh  sepeda  statis  serta  waktu  lamanya dalam pengisian akumulator sampai penuh.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 1 4 3323 2970 2990 3094,3 14,25 14,30 14,27 14,3 3 3 3 3,0
2 2 8 2983 3534 2892 3136,3 14,26 14,21 14,29 14,3 3 3 3 3,0 3 3 12 3228 3356 3220 3268,0 14,26 14,25 14,23 14,2 2,4 2,6 2,8 2,6
4 4 16 3128 2821 3186 3045,0 14,13 14,05 14,16 14,1 2,2 2,3 2,5 2,3 5 5 20 2911 3145 2364 2806,7 14,34 14,10 14,31 14,3 2,2 2,1 2,4 2,2
6 6 24 3116 3130 3271 3172,3 14,34 14,33 14,37 14,3 2,1 2 2,2 2,1
7 7 28 2677 2602 2684 2654,3 14,43 14,41 14,46 14,4 2 2 2,1 2,0 8 8 32 2893 2841 2834 2856,0 14,39 14,36 14,21 14,3 1,8 1,8 1,8 1,8
9 9 36 2767 3280 2713 2920,0 14,47 14,49 14,26 14,4 1,8 1,7 1,7 1,7 10 10 40 3393 2740 3378 3170,3 14,45 14,31 14,4 14,4 1,7 1,7 1,6 1,7 11 11 44 3166 3104 3162 3144,0 14,49 14,44 14,48 14,5 1,6 1,6 1,5 1,6
12 12 48 2962 2907 2960 2943,0 14,53 14,49 14,51 14,5 1,6 1,6 1,5 1,6
13 13 52 3273 3176 3240 3229,7 14,35 14,27 14,39 14,3 1,5 1,5 1,4 1,5 14 14 56 2973 2503 2979 2818,3 14,42 14,48 14,48 14,5 1,4 1,5 1,2 1,4
15 15 60 2926 2710 2923 2853,0 14,51 14,50 14,5 14,5 1 1,4 1 1,1
16 16 64 2729 2610 2731 2690,0 14,54 14,55 14,45 14,5 1 1 1 1,0 17 17 68 2736 2748 2734 2739,3 14,59 14,58 14,6 14,6 0,8 0,8 0,8 0,8
18 18 72 2697 2668 2656 2673,7 14,61 14,60 14,61 14,6 0,5 0,5 0,5 0,5
19 19 76 2672 2631 2909 2737,3 14,62 14,63 14,58 14,6 0,5 0,5 0,5 0,5 20 20 80 2721 2725 3129 2858,3 14,64 14,65 14,54 14,6 0,5 0,5 0,5 0,5 ARUS Percobaan Rata-rata Rata-rata Rata-rata kalori waktu RPM No TEGANGAN Percobaan Percobaan
Gambar 7. Rangkaian Pengujian Karakteristik Alternator Gambar 8. Rangkaian Pengujian Pengisian Akumulator
Pengujian unjuk kerja sistem pembangkit energi  listrik  ini  dilakukan  2  tahapan,  yaitu
pengujian  terhadap  kemampuan  alternator untuk  menghasilkan  tegangan  dan  arus  pada putaran  tertentu  dan  pengujian  pengisian akumulator selama 20 menit.
Berikut ini merupakan data yang diperoleh  setelah  melakukan  pengujian  unjuk kerja  sistem  pembangkit  energi  listrik.  Hasil pengukuran  tegangan  (V),  Arus  (I),  kecepatan rotasi  alternator  (RPM),  kecepatan  rotasi  pedal sepeda statis (RPM) dan kalori. Pada pengujian ini pengambilan data sebanyak 3 kali, sehingga pengukuran data untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.
Tabel 1 . Hasil Pengujian Tegangan dan Arus Listrik Output Alternator
Tabel 2 . Hasil Pengujian Pengisian Akumulator Selama 20 menit
1 2 3 Rata-rata 1 2 3 Rata-rata 1 9,6 400 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 2 14,4 600 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 3 19,2 800 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 4 24 1000 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 5 28,8 1200 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 6 33,7 1400 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 7 38,5 1600 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 8 43,3 1800 0 0 0 0,00 0 0 0 0,00 9 48,1 2000 13,76 14,03 13,93 13,91 1,56 1,53 1,54 1,54 10 52,9 2200 14,03 14,10 13,93 14,02 1,20 1,60 1,58 1,46 11 57,7 2400 14,12 14,15 13,91 14,06 1,13 1,63 1,60 1,45 12 62,5 2600 14,17 14,09 13,89 14,05 1,14 1,62 1,63 1,46 13 67,3 2800 14,13 14,20 13,85 14,06 1,20 1,70 1,67 1,52 14 72,1 3000 14,10 14,23 13,89 14,07 1,32 1,71 1,66 1,56 15 76,9 3200 14,03 14,17 13,88 14,03 1,41 1,73 1,67 1,60 16 81,7 3400 13,88 14,12 13,88 13,96 1,50 1,76 1,66 1,64 17 86,5 3600 13,86 14,19 13,86 13,97 1,53 1,82 1,67 1,67 ARUS NO RPM Pedal RPM Alternator
TEGANGAN

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis  data  hasil  pengujian  unjuk  kerja sistem  pembangkit  energi  listrik  ini  dilakukan untuk mengetahui kemampuan alternator menghasilkan  tegangan  dan  arus  pada  putaran tertentu  serta  lamanya  waktu  untuk  pengisian akumulator. Dari pengujian kemampuan alternator  untuk  menghasilkan  tegangan  dan arus  pada  putaran  tertentu,  akan  diperoleh  data berupa  tegangan  listrik  dan  arus  listrik  yang dihasilkan  oleh  alternator  pada  saat  putaran tertentu.  Pada  pengujian  ini,  puli  alternator dihubungkan ke puli sepeda statis menggunakan  sebuah belt (sabuk).  Saat alternator  diputar  dengan  kecepatan  putaran tertentu, maka didapat hasil tegangan listrik dan arus  listrik  yang  terukur  oleh  voltmeter  dan amperemeter.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan menambah  kecepatan  putaran  alternator.  Hasil pengujian  yang  didapat  dari  pengujian  ini ditunjukkan oleh Tabel 1.
Gambar 9. Grafik Hubungan Antara Kecepatan Putaran Pedal Sepeda Statis dengan Kecepatan Putaran Alternator
Berdasarkan  Gambar  9,  menunjukkan bahwa  kecepatan  putar  pedal  sepeda  statis sangat  berpengaruh  terhadap  kecepatan  putar alternator.  Jika    kecepatan  putar  pedal  sepeda statis  semakin  besar,  maka  kecepatan  putar alternator  akan  semakin  besar  dan  sebaliknya, jika kecepatan putar pedal sepeda statis semakin kecil,  maka  kecepatan  putar  alternator  akan kecil.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  kecepatan
putar  pedal  sepeda  statis  berbanding  lurus dengan kecepatan putar alternator.
Gambar  10. Grafik Hubungan Antara Tegangan Output Alternator Terhadap Kecepatan Putaran Altenator
Berdasarkan  Gambar  10,  menunjukkan bahwa  kecepatan  putar  alternator  sangat berpengaruh  terhadap  tegangan  listrik  yang dihasilkan  oleh  alternator.  Jika  kecepatan alternator semakin tinggi, maka tegangan listrik yang  dihasilkan  semakin  besar.  Hal  ini menunjukkan  bahwa,  kecepatan  alternator berbanding  lurus  dengan  tegangan  listrik  yang dihasilkan oleh alterantor.
Berdasarkan  Tabel  1,  saat  kecepatan putaran alternator 400 rpm sampai dengan 1800 rpm,  tegangan  output  yang  dihasilkan  oleh alternator sebesar 0 volt, namun pada kecepatan putaran  alternator  2000  rpm,  tegangan  yang dihasilkan  oleh  alternator  sebesar  13,93  volt. Hal ini menunjukkan bahwa, kecepatan putaran minimal alternator untuk menghasilkan tegangan  untuk  pengisian  akumulator  sebesar 2000  rpm.  Saat  kecepatan  putaran  alternator mencapai  3600  rpm  tegangan  yang  dihasilkan oleh  alternator  sebesar  13,97  volt.  Hal  ini menunjukkan bahwa, batas kecepatan alternator yang cukup untuk pengisian akumulator 12 volt adalah 2000 rpm sampai dengan 3600 rpm.
Besar  arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh alternator  akan  menentukan  waktu  pengisian akumulator.  Semakin  besar  arus  listrik  yang hasilkan  oleh  alternator,  maka  semakin  cepat pula  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  pengisian
0 100 200 300 400 1 3 5 7 9 11 13 15 17 Putaran Alternator x10 (RPM) Putaran Pedal (RPM)
0 5 10 15 Te ga n ga n (vo lt )
Putaran Alternator (RPM)
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
akumulator  dan  sebaliknya,  semakin  kecil  arus listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator,  maka
semakin  lama  pula  waktu  untuk  pengisian akumulator.
Tabel 3 . Hasil perhitungan daya listrik yang dihasilkan oleh alternator NO RPM Pedal RPM Alternator Rata-rata Tegangan Arus Daya 1 9,6 400 0,00 0,00 0,00 2 14,4 600 0,00 0,00 0,00 3 19,2 800 0,00 0,00 0,00 4 24 1000 0,00 0,00 0,00 5 28,8 1200 0,00 0,00 0,00 6 33,7 1400 0,00 0,00 0,00 7 38,5 1600 0,00 0,00 0,00 8 43,3 1800 0,00 0,00 0,00 9 48,1 2000 13,91 1,54 21,46 10 52,9 2200 14,02 1,46 20,47 11 57,7 2400 14,06 1,45 20,43 12 62,5 2600 14,05 1,46 20,56 13 67,3 2800 14,06 1,52 21,42 14 72,1 3000 14,07 1,56 22,00 15 76,9 3200 14,03 1,60 22,49 16 81,7 3400 13,96 1,64 22,89 17 86,5 3600 13,97 1,67 23,38 Kecepatan putar alternator mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan oleh alternator.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  daya listrik yang dihasilkan oleh alternator meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan putar alternator. Pengujian
pengisian akumulator dilakukan untuk mengatahui kemampuan alternator  saat  pengisian  akumulator.  Pada pengujian  ini,  puli  pada  sepeda  statis  langsung dihubungkan dengan puli alternator dengan cara dihubungkan  sebuah  sabuk,  kemudian  sepeda statis dikayuh dengan putaran tertentu, sehingga bisa  memutar  puli  pada  alternator.  Kecepatan putar alternator dijaga agar mampu menghasilkan  tegangan  listrik  yang  cukup untuk  pengisian  akumulator.  Hal  ini  dilakukan dengan cara melihat tegangan listrik akumulator yang  terukur  oleh  voltmeter.  Besar  tegangan listrik minimal yang dibutuhkan untuk
pengisian akumulator adalah 12 volt. Pengujian ini dilakukan selama 20 menit.
Data  yang  diperoleh  pada  pengujian  ini adalah  kecepatan  putar  alternator,  kalori  yang digunakan, tegangan listrik dan arus listrik yang dihasilkan  oleh  alternator,  serta  waktu  lamanya untuk  pengisian  akumulator.  Hasil  pengujian yang  diperoleh  dari  pengujian  ini  terlihat  pada Tabel 2.
Gambar 11. Grafik Tegangan Listrik Pengisian
Akumulator selama 20 menit 13.8 14 14.2 14.4 14.6 14.8 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Te ga n ga n (vo lt )
Waktu (menit)
Dari Gambar 11, terlihat bahwa tegangan yang  dibutuhkan  untuk  mengisi  akumulator dijaga  antara  13  volt  sampai  dengan  14  volt. Hal ini dilakukan agar aliran arus dari alternator ke  akumulator  tetap  mengalir,  karena  tegangan listrik  alternator  lebih  tinggi  daripada  tegangan listrik akumulator.
Tabel 2, juga memperlihatkan arus listrik yang  dihasilkan  oleh  alternator  untuk  mengisi akumulator.  Arus  listrik  maksimum  yang dihasilkan  oleh  sebesar  3  ampere,  sedangkan arus  listrik  minimum  yang  dihasilkan  oleh alternator  sebesar  0,5  ampere  dan  arus  listrik rata-rata yang dihasilkan oleh alternator sebesar 1,65  ampere.  Gambar  12  menunjukkan  grafik arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh  alternator untuk pengisian akumulator selama 20 menit.
Gambar 12. Grafik Arus Listrik Pengisian Akumulator Selama 20 menit
Gambar  12  juga  menunjukkan  bahwa, nilai arus listrik pengisian akumulator mengalami  penurunan.  Penurunan  arus  listrik tersebut  disebabkan  karena  akumulator  sudah terisi penuh. Dari data tersebut dapat disimpulkan,  bahwa  karakteristik  alternator adalah  membatasi  arus  listrik  yang  masuk  ke akumulator  saat  terisi  penuh,  sehingga  dalam pengisian  tidak  merusak  akumulator  dengan kapasitas  3,5  Ah  dengan  waktu  selama  20 menit.
Tabel  2,  juga  memperlihatkan  data kecepatan  putar  alternator  selama  20  menit. Kecepatan  putar  maksimum  yang  dihasilkan oleh  alternator  sebesar  3268  rpm,    sedangkan kecepatan putar minimum  yang  dihasilkan  oleh alternator sebesar 2654 rpm. Dari data Tabel  2,
diperoleh  nilai  rata-rata  kecepatan  putar alternator  sebesar  2940  rpm.  Gambar  13 memperlihatkan grafik kecepatan putar alternator selama 20  menit pengujian pengisian akumulator.
Gambar 13. Grafik kecepatan alternator selama 20 menit
Gambar  13  menunjukkan  bahwa  nilai, kecepatan  alternator  cenderung  tetap  antara 2000  rpm  sampai  dengan  3600  rpm.  Hal  ini terjadi  karena  tegangan  listrik  harus  dijaga  13 volt  sampai  dengan  14  volt,  supaya  aliran  arus listrik  dari  alternator  ke  akumulator  sehingga pengisian akumulator dapat berlangsung.
Tabel 2, juga memperlihatkan data kalori yang  digunakan  untuk  mengayuh  sepeda  statis selama 20  menit. Dari data tersebut total  kalori yang  dibutuhkan untuk  mengayuh sepeda statis selama  20  menit  sebesar  80  kalori.  Hal  ini menunjukkan  bahwa,  semakin  lama  mengayuh sepeda statis, maka semakin banyak kalori yang digunakan untuk mengayuh sepeda statis.
Pada  pengujian  ini,  tegangan  listrik  awal akumulator sebelum dilakukan pengisian sebesar  11,60  volt,  sedangkan  tegangan  listrik setelah  20  menit  pengisian  sebesar  12,84  volt. Hal  ini  berarti  tegangan  listrik  akumulator bertambah  1,24  volt.  Seperti  yang  diketahui tegangan  listrik  akumulator  saat  terisi  penuh sebesar  13  volt.  Data  ini  didapat  setelah melakukan pengisian akumulator dengan pengisian biasa. Untuk pengosongan akumulator  dilakukan  dengan  mencatu  ke beban  listrik  (lampu).  Hasil  yang  didapat  saat pengosongan  akumulator  dengan  mencatu  ke beban listrik (lampu) sebesar 10,20 volt. Hal ini menunjukkan bahwa, tegangan listrik
0 1 2 3 4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 A ru s (A m p ere) Waktu (menit) 0 1000 2000 3000 4000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 R P M Waktu (menit)
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
akumulator yang tidak  dapat mencatu ke beban listrik sebesar 10 volt. Dari data kedua tersebut, maka  selisih  antara  tegangan  akumulator  saat terisi  penuh  dan  tidak  dapat  mencatu  ke  beban listrik sebesar 3 volt.
Akumulator  yang  digunakan  pada  proses pengisian  adalah  akumulator  yang  memiliki kapasitas 80%, maka kapasitas 20% akumulator yang  akan  diisi  adalah  20%  x  3,5Ah  =  0,7  Ah. Waktu yang diperlukan untuk mengisi akumulator  dari  80%  sampai  penuh  dimana dengan arus rata-rata pada pengisian akumulator  selama  20  menit  sebesar  1,63 ampere.
Dari  tabel  2,  didapatkan  hasil  tegangan listrik maksimum yang dihasilkan oleh alternator  sebesar  14,61  volt,  sedangkan tegangan  listrik  minimum  yang  dihasilkan  oleh alternator  sebesar  14,11  volt  dan  tegangan listrik  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  alternator sebesar  14,43  volt.  Data  tersebut  menunjukkan bahwa,  tegangan  listrik  yang  dihasilkan  oleh alternator  cukup  untuk  pengisian  akumulator. Gambar  11  menunjukkan  tegangan  listrik  yang dihasilkan  selama  20  menit.  Berdasarkan perhitungan  dari  data  tersebut  yang  diperoleh dari  hasil  pengisian  akumulator  dengan  sistem pembangkit listrik, diperoleh hasil bahwa untuk mengisi  akumulator  dari  keadaan  kosong sampai penuh membutuhkan waktu sekitar 0,42 jam atau kisaran 25 menit.
Besar  potensi  daya  listrik  yang  dapat dihasilkan pada pengujian pengisian akumulator dapat dihitung dengan mengasumsikan  nilai  faktor  daya  sama  dengan 1, daya listrik maksimum yang dapat dihasilkan sebesar  42,82  watt,  sedangkan  daya  listrik minimum  yang  dapat  dihasilkan  sebesar  7,30 watt.  Berdasarkan  dari  data  perhitungan tersebut,  diperoleh  nilai  daya  listrik  rata-rata yang dihasilkan sebesar 23,62 watt.
Dengan  mengasumsikan  nilai  efisiensi sebesar  100%  dan  daya  listrik  yang  dihasilkan adalah  daya  listrik  rata-rata  23,62  watt, diperoleh  hasil  energi  listrik  yang  di  hasilkan selama 20 menit pengujian pengisian akumulator sebesar 7,87 watt hour.

## SIMPULAN
Pembuatan  sistem  pembangkit  energi listrik  pada  sepeda  statis  dibuat  berdasarkan analisis  kebutuhan,  perancangan,  pembuatan, pengujian  dan pembahasan. Analisis  kebutuhan mulai  dari  menentukan  alat  dan  bahan. Perancangan  mulai  dari  diagram  blok  dan rancangan  hardware.  Pengujian  dilakukan sesuai  dengan  rencana  pengujian  dari  langkah- langkah pengambilan data.
Sistem pembangkit energi listrik alternatif  ini  dapat  menyesuaikan  keadaan kayuhan  dari  tenaga  manusia.  Sedangkan  daya yang  dihasilkan  belum  maksimal.  Kecepatan putar  alternator  minimum  yang  dibutuhkan untuk memutar alternator sehingga menghasilkan  tegangan  yang  cukup  (13  volt sampai  dengan  14  volt)  untuk  pengisian akumulator  adalah  2000  rpm  atau  kisaran mengayuh  pedal  sepeda  statis  adalah  48,07 rpm.
Pada pengisian akumulator, sistem pembangkit energi listrik mampu menghasilkan tegangan  listrik  maksimum  14,64  volt  dan tegangan  listrik  minimum  14,13  volt.  Begitu juga  pada    arus  listrik  maksimum  yang dihasilkan  oleh  alternator  adalah  3  ampere  dan arus  listrik  minimum  0,5  ampere,  namun  pada pengisian  akumulator  arus  listrik  cenderung turun  dari  3  ampere  hingga  0,5  ampere  selama pengujian  20  menit.  Hal  ini  menunjukkan bahwa penurunan arus listrik tersebut menandakan pengisian akumulator sudah penuh.  Dari  data  yang  diperoleh  untuk  waktu pengisian  akumulator  dari  keadaan  kosong hingga penuh membutuhkan waktu sekitar  0,42 jam atau 25 menit.

## DAFTAR RUJUKAN
Anonim. t.th-a. Sistem kelistrikan dan elektronika  pada  kendaraan .  Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan.
Hery,  Alamsyah.  2007. Pemanfaatan  Turbin Angin  Dua  Sudu  Sebagai  Penggerak
Mula  Alternator  pada  Pembangkit Listrik Tenaga Angin . Skripsi. Program Sarjana  Fakultas  Teknik  Universitas Negeri Semarang. Semarang. 28-33
Puspitoningrum,  Jatmiko.  (2006). Komparasi Kekuatan  Penyimpanan  Energi  Listrik pada  Akumulator  Kering  dan  Basah pada  Tegangan  12  Volt .  Tugas  Akhir. Program  Ahli  Madya  Fakultas  Teknik Unversitas Negeri Semarang, Semarang. 6-25 Setiawan,  Agus.  (2009). Disain  Pembangkit Listrik  Tenaga  Pedal  sebagai  Sumber
Energi  Alternatif  di  Daerah  Pedesaan .
Skripsi.  Program  Sarjana  Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Jakarta.
Sunyoto.  (1993). Mesin  Listrik  Arus  Searah. Yogyakarta: FPTK IKIP Yogyakarta
Widada,  Sri.  (2007). Induksi  Elektromagnetik . Diambil  pada  tanggal  06  Mei  2015, dari http://smpn5solo.net/wp-
uploads/fisika/MP_337.html .
Zuriman,  Anthony.  (2010). Mesin  listrik  Arus Bolak-balik. Bahan  Ajar.  Program  Studi Teknik  Elektro  S1  Fakultas  Teknologi
Industri Institut Teknologi Padang. Padang: 21-22