Rabu, 18 November 2009

Berseri Kotaku Biru Langitku
Oleh : Muhamad Agus Nurta
Hotel Engineering

Menciptakan kota yang bersih, sehat, rapi dan indah (berseri) dengan langit biru bebas dari segala polusi udara merupakan kewajiban bagi segenap warga kota semua. Langit biru udara bersih akan terasa sangat nyaman, bernafas terasa lega, bebas dari berbagai pencemar, merupakan jaminan akan hidup sehat. Kualitas udara sangat menentukan kenyamanan dan kenikmatan lingkungan. Udara bersih dan beroksigen sangat penting bagi kehidupan dan kesehatan manusia, karena untuk bernafas manusia memerlukan udara bersih yang beroksigen.
Selama bernafas udara masuk ke dalam paru-paru melalui hidung atau mulut, yang hampir semua komponen kimia termasuk partikel-partikel kotoran dan uap air turut masuk keparu-paru kemudian tertinggal dalam tubuh terutama dalam paru-paru. Suatu pemandangan yang tidak enak mengancam bagi kesehatan dan kenyamanan kita jika udara kita terpenuhi oleh kepulan asap kendaraan dan asap industri yang mencemari kota kita tercinta.
Manusia dapat bertahan hidup dalam beberapa minggu tanpa makan, atau beberapa hari tanpa minum, akan tetapi hanya mampu bertahan hidup beberapa menit tanpa udara. Manusia dapat menolak atau dapat memilih sumber makanan dan minumnya, akan tetapi tidak untuk udara. Manusia tidak dapat menolak menghirup udara pernafasan hanya karena meragukan kemurniannya.
Udara yang bersih akan mendukung lingkungan menjadi baik dan sehat, sebab hanya lingkungan yang baik dan sehat, manusia dapat berkembang secara optimal. Tetapi introdoksi bahan kimia kelingkungan baik dari kegiatan alam maupun kegiatan manusia dapat mempengaruhi kualitas udara. Sebenarnya alam mempunyai kemampuan untuk pemurnian diri, namun apabila kecepatan pemurniannya terlampui akan terjadi pencemaran. Pencemaran udara adalah masuknya gas-gas atau partikel-partikel kecil kedalam udara sedemikian sehingga dapat menimbulkan efek bahaya bagi kehidupan manusia, hewan, tumbuhan dan merusak material.
Pencemaran udara yang sebenarnya menyangkut hajat hidup orang banyak, tampaknya belum mendapatkan perhatian yang serius. Hal ini mungkin belum ada orang yang mengeklaim akan adanya polusi udara. Pencemaran udara sering tidak terlihat secara nyata dan dari mana sumbernya. Apalagi dampak pencemaran udara memang tidak seketika terasa. Tidak ada orang yang seketika sakit perut atau gatal-gatal seperti kasus pencemaran air misalnya. Ketika zat pencemar yang menumpuk dalam tubuh itu suatu saat merenggut jiwanya, tentunya jarang ada yang mengkaitkanya dengan dampak pencemaran.
Pencemaran udara di kota lebih disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil dan pembakaran buangan industri. Bahan bakar minyak yang bersumber dari bahan fosil (bensin dan solar) ini adalah bahan bakar yang tidak ramah lingkungan. BBM jenis ini dikenal sebagai pemicu polusi udara nomor satu. Bahan bakar minyak yang dipakai kendaraan bermotor saat ini menghasilkan zat beracun seperti CO2, CO, HC, NOX, dan debu. Kesemuanya dapat menyebabkan gangguan pernapasan, kanker, bahkan sampai dengan kemandulan.
Pencemar CO (karbon mono oksida ) berasal dari hasil pembakaran yang tidak sempurna BBM menyebabkan kemampuan darah untuk mengangkut oksigen akan berkurang, yang selanjutnya menjadikan kekurangan tenaga. Sedang senyawa timah hitam (Pb), dapat mengganggu pembentukan sel darah merah.

Menciptakan Langit Biru
Sebenarnya Program Langit Biru telah diluncurkan pertama kali sejak tahun 1996 oleh Kementerian Negara Lingkungan Hidup, dan telah dilaksanakan termasuk kota-kota di Jawa tengah. Namun semangat pelaksanaanya belum tersosialisasi secara luas di masyarakat.
Program langit biru merupakan program yang bertujuan untuk mengendalikan dan mencegah pencemaran udara dan mewujudkan perilaku sadar lingkungan baik dari sumber tidak bergerak (industri) maupun sumber bergerak yaitu kendaraan bermotor.
Di daerah perkotaan pencemaran gas buang kendaraan bermotor yang semakin hari semakin bertambah akan mengganggu kesehatan. Oleh karena itu, perlu menumbuhkan masyarakat untuk ikut mendukung program ini. Memang pelaksanaan program ini tidaklah hanya tanggung jawab Pemkot semata, namun perlu keterlibatan oleh berbagai fihak baik masyarakat, industri, usahawan transportasi, dan industri kendaraan.
Di sisi masyarakat, kesadaran untuk mengelola lingkungan hidup secara lebih bijaksana, dan kesadaran ini dirasa masih kurang. Misalnya masih banyak masyarakat yang menggunakan motor tua dengan pembakaran yang tidak sempurna. Masih banyak masyarakat yang tinggal di pemukiman yang seyogyanya untuk kawasan industri yang berpotensi terjadi pencemaran udara dan kebisingan dari aktifitas industri, sehingga kita cukup direpotkan dalam pengelolaannya.
Upaya-upaya yang dapat dilakukan oleh pemerintah kota adalah menata manajemen lalu lintas yang baik. Mengusahakan lalu lintas yang lebih lancar untuk menghindari kemacetan. Kemacetan disadari memberi andil terhadap meningkatnya emisi gas buang kendaraan bermotor. Hal ini disebabkan kendaraan yang bergerak pada kecepatan rendah akan mengeluarkan lebih besar gas buang.
Pemkot perlu menggalakan gerakan penghijauan untuk menyerap CO2 yang dihembuskan oleh polusi-polusi. Penanaman pohon perindang dan penataan taman-taman kota, dimaksudkan sebagai paru-paru kota yang mampu berfungsi untuk menyerap dan menjerap cemaran CO2, SOx, CxHy, kebisingan dan partikulat debu. Pepohonan lebih efektif menjerap debu dan mengurangi cemaran dibandingkan dengan tanaman semak dan tanaman lainnya. Peran pepohonan yang tidak dapat digantikan yang lain adalah berkaitan dengan penyediaan oksigen bagi kehidupan manusia. Setiap satu hektar ruang terbuka hijau diperkirakan mampu menghasilkan 0,6 ton oksigen guna dikonsumsi 1.500 penduduk perhari, membuat dapat bernafas dengan lega.
Setiap tahun jumlah kendaraan semakin bertambah, bahkan mungkin jika kendaraan itu berjajar memanjang disepanjang jalan raya di solo maka hampir penuh dengan kendaraan. Pada saatnya mungkin perlu aturan membatasi mobil-mobil beroperasi ketika angkutan umum massal telah tersedia. Semuanya itu perlu kesadaran masyarakat karena penggunaan mobil pribadi disamping praktis juga karena faktor gengsi, sehingga tidak jarang satu keluarga yang memiliki lebih dari satu mobil.
Dalam jangka panjang perlu dipikirkan upaya-upaya : (a) aturan usia kendaraan, (b) penggunaan bahan bakar ramah lingkungan, (c) pengembangan teknologi otomotif ramah lingkungan.
Nampaknya pada saatnya perlu adanya aturan pembatasan usia kendaraan, seperti kendaraan usia tua di atas 20 tahun tak boleh beroperasi. Dengan demikian mobil yang bebas bergerak di jalanan akan berkurang jumlahnya dan semuanya haruslah ramah lingkungan. Kendaraan yang telah berusia tua banyak proses pembakarannya tidak sempurna, sehingga berpotensi menimbulkan polusi.
Upaya pemanfaatan bahan bakar yang lebih ramah lingkungan perlu terus kita galakan seperti bahan bakar yang bebas Pb demikian juga penggunaan bahan bakar gas. Angkutan umum masal pun haruslah kendaraan yang tak berpolusi, seperti harus menggunakan gas. Demikian juga perlu dimulai penggunaan bahan bakar gas untuk kendaraan pribadi.
Pengembangan bio-energi adalah sangat tepat yang lebih ramah lingkungan, Bioenergi yang sekarang baru digalakan mempunyai beberapa kelebihan yaitu merupakan bahan bakar beroksigen, sehingga akan mengurangi emisi CO dan jelaga hitam pada gas buang atau lebih ramah lingkungan, dan tidak mengandung belerang dan benzena yang mempunyai sifat karsinogen, serta dapat diuraikan secara alami, sehingga ramah lingkungan.
Disamping itu pengembangan teknologi otomotif ramah lingkungan yang telah dilakukan oleh industri kendaraan bermotor perlu terus diupayakan, yaitu untuk penyempurnaan dari segi desain maupun perlengkapan treatment emisi gas buang. Dengan masuknya produk sepeda motor dengan energi listrik dengan menggunakan aki perlu direspon dalam rangka mengurangi gas buang kendaraan. Di kota-kota di Cina yang saya ketahui seperti di Bejing, Guangzou dan Guangzi penggunaan speda ontel dan speda motor listrik jauh lebih banyak dibandingkan dengan yang menggunakan BBM. Mereka diberikan jalur sendiri sehingga tidak terkesan semrawut. Disaat pagi dan sore hari para pegawai nampak berbondong-bondong untuk berangkat dan pulang bekerja, namun tidak terkesan adanya kebisingan dan polusi udara sama sekali.
Kegiatan industri merupakan sumber polusi udara yang tidak bergerak yang harus mendapatkan perhatian untuk dapat ditangani secara serius. Kegiatan industri yang menyatu dengan kegiatan rumah tangga di pemukiman, merupakan sumber polusi udara bagi masyarakat setempat. Pengaturan dan penetapan kawasan industri sering tidak diindahkan baik oleh industriawan atau masyarakat sendiri. Misalnya dalam suatu kawasan industri, karena para pekerja menginginkan dekat dimana dia bekerja, maka berkembanglah kawasan pemukiman disekitarnya. Atau sebaliknya industri didirikan didalam kawasan pemukiman dengan pertimbangan fasilitas dan aksesnya yang strategis dan jangkauan tenaga kerja mudah. Oleh karena itu penegakan hukum pelu dilakukan oleh pemerintah kota. Kita tetap harus berpedoman pada prinsip pengelolaan lingkungan hidup ”Siapa yang mengotori dialah yang bertanggung jawab membersihkan”. Kewajiban pembuatan dokumen dan pelaksanaan UKL (upaya kelola lingkungan) dan UPL (upaya pemantuan lingkungan) harus dilakukan, atau bahkan jika dalam skala besar pembuatan dokumen dan pelaksanaan AMDAL (Analisis mengenai dampak lingkungan) harus dilakukan. Upaya-upaya mengurangi polusi udara seperti pengaturan cerobang asap, pemasangan filter udara, pemilihan sumber energi yang ramah lingkungan dan penghijauan kawasan industri harus terus diupayakan. Menciptakan langit biru dilingkungan kita merupakan kewajiban bagi kita semuanya. Kesadaran akan pentingnya udara bersih perlu ditanamkan bagi segenap warga termasuk para industriawan.
Masih Jaman, Pakai Bensin?
Teman saya bercerita, “Saya pernah lihat nu rada nyeri hate euy! Ada stiker di motor tulisannya,’hari gini masih pake kopling?’ Teu baleg.” Tentu tulisan itu adanya di motor matic. Dan kalau saya mau jahil juga, bisa saja buat stiker bertuliskan “hari gini masih pake bensin?” hehehe.
Kenapa saya bisa saja buat tulisan seperti itu? Karena saya adalah pengguna kendaraan bertenaga listrik. Memang belum begitu populer di Indonesia, tapi itulah saya. Buat apa ngikutin tren? Kita yang mestinya ciptakan tren!
Polusi di negeri ini sudah parah. Saat masyarakat dunia sedang mendengungkan isu global warming alias pemanasan global, negeri kita masih asyik dengan impor kendaraan bermotor, yang tak lain merupakan salah satu penyumbang polusi yang berdampak pula pada pemanasan global.
Sekitar 80% pencemaran udara di Bandung memang berasal dari sektor transportasi, yakni kendaraan bermotor. Parahnya, setiap tahunnya terjadi kenaikan sebanyak 12% jumlah kendaraan bermotor, dengan hanya 0,6% penambahan ruas jalan per tahun (Pikiran Rakyat, 11/12/08). Makin padat saja tampaknya kotaku ini! Apalagi sekarang kemacetan Bandung sudah tidak mengenal jam kerja. Biasanya pagi, siang, dan sore, saat orang pergi sekolah, berangkat kantor, istirahat makan siang, pulang sekolah, dan pulang kantor, kendaraan akan semakin memenuhi ruas jalan. Sekarang, nampak kurang berlaku lagi hal seperti itu. Mungkin sudah banyak businessman di kota ini, jadi aktivitas di jalan semakin padat.
Kendaraan bermotor makin banyak, polusi pun bertambah. Di negara tetangga, Singapura, pajak kendaraan bermotor dan biaya parkir dipatok harga tinggi, sehingga akibatnya membuat pemilik kendaraan malas untuk menggunakannya untuk pergi kerja atau sekolah. Mereka lebih memilih menggunakan kendaraan umum yang biayanya terjangkau, lagipula cepat. Kendaraan pribadi digunakan hanya saat liburan. Efektif, menurut saya. Tapi entah apa bisa berlaku untuk negara kita yang masyarakatnya enggan untuk menggunakan angkot, bis kota, karena kurang nyaman, lagipula lambat (karena sering ngetem). Kecuali bis yang jarang ngetem karena sudah dipatok waktu berangkat dan tiba.
Kembali ke soal polusi, apa langkah untuk menguranginya? Kendaraan listrik, adalah salah satu upayanya. Selama ini yang sudah pernah saya lihat keberadaannya, adalah Betrix, Treko, dan Eterna, sebagai kendaraan dengan listrik sebagai sumber dayanya. Ketiganya adalah tipe sepeda listrik. Betrix dan Treko sudah menghiasi Bandung (walau belum begitu banyak), sedangkan Eterna saya lihat waktu berada di Pasuruan.
Sepeda listrik ini tidak menimbulkan polusi udara, polusi suara, tidak menggunakan BBM, sehingga irit kantung dan dompet. Menurut saya ini akan menjadi kendaraan masa depan karena di masa yang akan datang BBM akan semakin mahal dan langka keberadaannya. Polusi di masa mendatang juga kemungkinan bertambah. Langkah nyata, ya beralih ke kendaraan listrik! Bahkan mobil listrik isunya akan masuk ke Indonesia tahun 2010, yaitu i-Miev, produksi Jepang.
Saya sudah membuktikan sendiri dengan sepeda listrik, kita tidak keluar banyak uang untuk urusan transportasi. Betrix dalam promosinya mematok Rp 15.000/bulan untuk biaya isi listrik, sedangkan Treko mematok Rp 600 per harinya.
Sebagai pengguna Betrix, saya merasakan sendiri kenikmatannya. Karena ini adalah sepeda, maka tidak ada STNK dan plat nomor. Namun pemakaian helm adalah wajib sebagai perlindungan. Kecepatannya 30-40 km/jam, dengan daya tahan baterai 40-50 km sekali isi. Untuk bersepeda agak berat namun termasuk kategori cukup bila di jalan datar. Tubuhnya mungil sehingga tidak memberatkan saat digunakan bersepeda. Lagipula terdapat mode dua kali dayung listrik hidup. Jadi, bersepeda dengan menggunakan listrik. Mode lainnya adalah menggunakan listrik secara penuh, dengan gas dan cruise control (untuk mempertahankan kecepatan konstan sekian km/jam).
Model sepeda listrik lainnya adalah Treko. Berbeda dengan Betrix, jenis Treko sudah mengadaptasi motor matic sepenuhnya. Dengan dashboard dilengkapi speedometer, sensor jarak, sensor baterai yang mengadaptasi indikator bensin pada motor, dan tubuh lebih besar dari Betrix, Treko sudah bisa dibilang menyerupai motor matic. Bahkan bentuknya sudah seperti motor sungguhan, karena pedal sudah tidak dipasang pada kebanyakan modelnya. Tidak adanya pedal untuk mendayung sepeda, Treko menjamin dengan dibuatnya dua baterai untuk keamanan tenaga. Berbeda dengan Betrix yang masih memasang pedal untuk mendayung sepeda. Jadi kalau baterai habis di tengah jalan, bisa dilakukan tenaga tambahan: tenaga manusia, hihihi. Namun ada pula model Treko yang masih memasang pedal di dua modelnya, kecepatannya sama dengan Betrix, mencapai 35 km/jam. Secara kecepatan, Treko lebih unggul, 40 km/jam. Walau Betrix yang saya pacu kadang sampai juga pada kecepatan 40 km/jam, setelah diukur saat berdampingan dengan motor.
Dengan kecepatan 35 km/jam, tenaga Betrix masih mampu untuk menanjak sampai terminal Dago. Namun untuk berboncengan nampaknya Betrix akan berkata lain,”teu kuat urang!” Untuk jalan datar, Betrix oke untuk berboncengan. Di sela kemacetan Bandung pun oke, karena stirnya mampu berbelok hampir 90 derajat! Sangat ekstrem untuk berbelok. Agak bermasalah kalau ada polisi tidur yang agak tinggi, bagian bawah yang cukup rendah biasanya akan mengenai bagian standar kaki. Untuk kondisi kota, menurut saya sepeda listrik sangat ideal. Berkendara di kota, cukup dengan kecepatan 35-40 km/jam. Sebuah mobil dengan kapasitas 2000cc nampaknya akan percuma untuk berada di Bandung, mau ngebut dimana? Kecuali Pasupati dan By pass nampaknya tidak ada lagi lahan untuk memacu kendaraan. Betrix saya ini belum diuji kalau dibawa ke Cigadung yang cukup menanjak atau Jatinangor yang jaraknya cukup jauh. Namun untuk dibawa ke Jatinangor, saya masih cukup optimis dibanding membawanya ke Cigadung.
Saat turun dari terminal Dago saja, badan Betrix sudah “goyang” alias kurang daya keseimbangannya, mungkin treko akan berkata lain. Hal itu pula mungkin yang menyebabkan kecepatan sepeda listrik “ditahan” sampai 40 km/jam. Karena alasan lainnya, bila sebuah sepeda listrik akan melebihi 40 km/jam, maka fungsinya sudah memasuki kecepatan kendaraan bermotor. Dan nantinya (suatu saat) mungkin akan ada juga SIM untuk sepeda listrik, kalau kendaraan ini sudah menjamur, apalagi kalau kecepatannya bisa mencapai 50 km/jam.
Menggunakan sepeda listrik, satu solusi juga untuk mendukung Bandung Hijau (apalagi warna Betrix saya hijau sehingga saya menyebutnya “Si Bejo” alias Betrix Hejo, haha). Bila hendak berkampanye Bandung Hijau, berjalan kaki, bersepeda, atau bersepeda listrik bisa digunakan sebagai cara alternatif. Bayangkan, masa kampanye Bandung Hijau menggunakan kendaraan bermotor? Kan lucu, sama saja mengotori lingkungan.
Kalau mau merasa jadi artis, menggunakan sepeda listrik juga bisa! Hehehe. Pengalaman saya saat mengendarainya, banyak pasang mata memerhatikan! Ternyata begini rasanya jadi artis! Gak enak! Hehehe. Namun saat diperhatikan orang-orang, saya malah menjadi salah satu duta lingkungan, yaitu dengan mempromosikan sepeda listrik, walau tidak dibayar. Saya promosikan bahwa sepeda listrik tidak mengeluarkan biaya banyak bahkan mengurangi biaya transportasi keseharian kita, kecepatannya cukup untuk di dalam kota, daya tempuhnya memadai, tidak polusi suara dan lingkungan. Itu yang teramat penting. Saya membawa misi lingkungan dengan bersepeda listrik.
Sebagian orang berkata, mencibir, kalau sepeda listrik lambat, buang-buang duit, modelnya kurang bagus, daya tempuh kurang… dan lain-lain. Namun bagi kita yang berorientasi masa depan, tentu omongan mereka hanyalah angin lalu saja. Karena saya sudah membuktikannya sendiri.
Mestinya saya jadi agen marketingnya nih! Hehehe….
^_^
MOTOR LISTRIK DC (L2)

I. Tujuan:
Setelah melakukan praktikum motor listrik ini mahasiswa diharapkan mampu:
1.Mampu memahami prinsip kerja dari motor listrik dc
2.Set-up dan menggambarkan disain motor dc
3.Menunjukkan hubungan tegangan dengan kecepatan putar yang dihasilkan secara grafik
Dasar Teori
Gaya magnetik pada sebuah kawat yang memgangkut arus mempunyai banyak pemakaian yang berguna. Dua diantaranya yang paling penting adalah motor listrik dan galvanometer.
Motor dc yang dipakai dalam praktek mempunyai banyak lilitan dengan setiap lilitan berturutan yang dirotasikan sedikit, sehingga torka netto hampir konstan jika motor itu berputar.
TR.1.Dapatkah sebuah arus diinduksikan dalam kumparan dengan memutar magnet di dalam kumparan ? Jelaskan?.
TR.2.Pada saat kita menghidupkan mesin sepeda motor, sehingga sepeda motor itu dapat bergerak, coba jelaskan mengapa bisa terjadi demikian?
TR.3.Diketahui sebuah kumparan segiempat dengan jumlah lilitan N, diputar dengan kecepatan . Apabila luas penampang dari kumparan tersebut adalah A dan besanya induksi magnet yang diberikan adalah B. Tentukan GGL induksi yang timbul pada kawat tersebut?
TR.4.Sebuah kumparan dengan lilitan 400 dan jari-jari 15 cm diputar terhadap sumbunya yang tegak lurus dengan medan magnet yang besarnya 0,02 T. Berapa kecepatan angular yang dibutuhkan untuk menghasilkan induksi maksimum emf sebesar 4 V?

III. Metode Eksperimen
A. Alat dan Bahan
4.Bingkai Panel lengkap dengan unit dasar mesin.
5.Dua keping kutub magnet lengkap dengan dua magnet permanen
6.Dua kutub rotor, tiga kutub rotor, 12 kutub rotor.
7.Brusk Holder lengkap dengan karbon dan kabel penghubung
8.Multimeter
9.Tachometer
10.Power Supply rendah
11.Starter
B. Prosedur Percobaan
Mulailah dengan merangkai Motor listrik seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
















Prosedur praktikum ini mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:
1.Alat no. 2 dipasang pada unit dasar mesin saling berhadapan (perhatikan tanda magnet permanen yang terlihat harus berlainan), bagaimana garis-garis medan magnetnya ?
2.Dengan memasang 2 kutub rotor pada tengah-tengah unit dasar mesin dan menghubungkan ke power supply, Untuk mendapatkan hubungan DC gunakan penghubung brusk Holder (5) samping sejajar
3.Cocokan set up motor anda dengan petunjuk asisten !
4.Perkirakan ke arah mana kutub-kutub rotor tersebut akan berputar.
5.Dengan menghubungkan power supply pada 24 V, on-kan power supply dan putar knop ke kanan. Apa yang terjadi ? Cobalah memutar brusk holder sampai arah putar rotor berubah arah, jelaskan fenomena ini. Pada posisi brusk holder tetap cobalah beberapa harga R stater, bagaimana pengaruh R stater terhadap kecepatan putar?
7.Dengan seijin asisten, mulailah mengambil data perubahan Voltase dan kecepatan, untuk 3 variasi rotor, 2 variasi posisi brusk holder dan 2 variasi R stater

a.1) 2 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R1
a.2) 2 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R2
a.3) 2 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R1
a.4) 2 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R2
Voltase
(Volt)
(kecepatan putar)
(RPM)
1.

2.

3.

4

5.


b.1) 3 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R1
b.2) 3 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R2
b.3) 3 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R1
b.4) 3 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R2

c.1) 12 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R1
c.2) 12 kutub rotor, brusk holder posisi 1, stater R2
c.3) 12 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R1
c.4) 12 kutub rotor, brusk holder posisi 2, stater R2

Dari data di atas, uraikan penjelasan anda tentang pengaruh tegangan, posisi brusk holder dan stater terhadap kecepatan putar dalam pembahasan.

IV. Buku Acuan
“Electrical Machine Teaching Models” TPS 2.5. Leybold Didactic GMBH
Serway, R. “Physics for scientist & Engineers With Modern Physics” , James Madison University Harrison burg, Virginia, 1989 Bab 31 hal 879.
Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid 2 ” (terjemahan).
PENDAHULUAN
Generator induksi mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan generator sinkron antara lain harga unitnya murah, konstruksinya kuat dan sederhana, mudah dalam pengoperasiannya, memerlukan sedikit perawatan, dan mempunyai keandalan yang tinggi (Capallaz, 1992; Ouhrouche, 1995). Menurut Bansal (2005) keunggulan generator induksi lainnya adalah reduksi unit cost dan ukuran, tanpa sikat, ketiadaan sumber DC terpisah, kemampuan proteksi diri terhadap beberapa kondisi beban lebih dan hubung singkat.
Generator induksi juga mempunyai beberapa kelemahan, antara lain masalah kebutuhan daya reaktif, masalah tegangan dan frekuensi yang timbul ketika beroperasi sendiri (stand alone) (Capallaz, 1992). Menurut Ouhrouche (1995), generator induksi yang dikompensasi dengan kapasitor akan mengalami tegangan lebih saat dilepaskan dari jala-jala listrik sehingga bisa membahayakan peralatan dan personelnya. Generator induksi juga menghasilkan harmonik akibat kejenuhan inti besinya (Grady and Santosa, 2001).
Fenomena harmonik menimbulkan suatu permasalahan kualitas pada sistem tenaga listrik. Abbreau et al (2003) mengamati bahwa pada sistem tenaga listrik terisolasi yang terhubung dengan beban non linear akan menghasilkan arus harmonik yang menyebabkan distorsi tegangan. Abbreau et al (2004) juga mengamati bahwa mesin induksi yang disuplai dengan tegangan tak sinusoidal akan mengalami pemanasan lebih pada rotornya. Arus dan tegangan harmonik juga dapat menyebabkan kenaikan arus pada penghantar netral sehingga mengakibatkan kenaikan rugi-rugi daya (Carpinelli, 2004). Urutan dan sudut fase harmonik dapat mempengaruhi unjuk kerja mesin induksi (Lee et al, 2000). Harmonik dapat menyebabkan pemutusan beban yang sensitif, penurunan keakuratan alat ukur, kegagalan kapasitor tenaga, pemanasan lebih pada transformator dan penghantar netral (Grady and Santosa, 2001). Harmonik juga mempengaruhi biaya energi listrik (Talacek and Watson, 2002), resonansi dalam sistem tenaga listrik (Rao et al, 1998) dan penurunan faktor daya listrik (Wolfe and Hurley, 2002). Dampak harmonik dikurangi dengan menggunakan filter harmonik. Berbagai desain filter harmonik telah diusulkan oleh Herbert and Ginn ( 2000), Maswood (2003), dan Zobaa (2006).
Penelitian terhadap harmonik dan dampaknya yang telah dilakukan peneliti sebelumnya, kebanyakan dilakukan pada sistem tenaga listrik yang terinterkoneksi menjadi satu kesatuan. Sedangkan penelitian harmonik dan pengeleminasian dampaknya pada sistem yang disuplai oleh generator induksi yang berdiri sendiri (stand alone) sepengetahuan penulis belum banyak dilakukan. Penelitian harmonik pada sistem generator induksi yang berdiri sendiri tersebut diperlukan untuk mengetahui kandungan harmonik yang nantinya dipakai sebagai data untuk merancang filter harmoniknya. Dengan demikian, bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh harmonik generator induksi yang akan diterapkan sebagai pembangkit tenaga listrik di daerah terpencil bisa diperkecil. Pemanfaatan generator induksi sebagai pembangkit alternatif skala kecil di daerah terpencil dalam jumlah banyak untuk jangka panjangnya akan membantu mengatasi krisis energi listrik yang saat ini masih mengancam di Indonesia.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik distorsi harmonik pada keluaran generator induksi 3 fase yang berdiri sendiri pada saat tidak berbeban dan berbeban dengan berbagai nilai kapasitansi kapasitor eksitasi.

METODE PENELITIAN
Peralatan yang dipakai dalam penelitian ini antara lain motor induksi 3 fase sangkar tupai, kapasitor eksitasi, motor DC sebagai sebagai penggerak mula, slide regulator untuk mengatur tegangan AC, seperangkat penyearah gelombang penuh, tachometer digital untuk mengukur kecepatan generator induksi, Power Quality Analyzer sebagai alat ukur distorsi harmonik, dan beban listrik berupa lampu TL dan lampu LHE.
Penelitian diawali dengan membuat panel untuk penempatan beban dan kapasitor eksitasi. Belitan generator induksi dirangkai dalam hubungan bintang. Sebagai penggerak mulanya dipakai mesin DC yang dirangkai dengan penguatan medan terpisah. Pengaturan kecepatan generator induksi dilakukan dengan mengatur slide regulator yang mencatu penyearah gelombang penuh pada masukan mesin DC. Pengukuran distorsi harmonik dilakukan pada keluaran generator induksi dengan menggunakan power quality analyzer yang terhubung dengan komputer. Hasil pengukuran disimpan dalam bentuk file.
Pengukuran distorsi harmonik dilakukan setelah mesin diputar sampai kecepatan nominalnya. Pengukuran dilakukan pada saat kondisi berbeban maupun tidak berbeban. Percobaan berbeban dilakukan dengan memvariasi daya, jenis dan merk beban. Kapasitansi kapasitor dinaikkan jika tegangan keluaran mesin tidak stabil, sedangkan jika frekuensinya turun maka kecepatan generatornya yang dinaikkan. Frekuensi keluaran generator induksi dipertahankan pada nilai  50 Hz pada setiap percobaan. Rangkaian uji pada saat berbeban ditunjukkan pada gambar1.

Gambar 1. Rangkaian uji
generator berbeban
Beban yang dipasang pada generator induksi adalah lampu TL dengan ballast lilitan dan lampu LHE dengan ballast elektronis. Kedua jenis beban ini termasuk dalam kategori beban non linear yang bisa menyebabkan timbulnya harmonik. Lampu LHE yang dipakai terdiri dari 3 merk yaitu Phillips, Spyron, dan Mimouse yang mewakili harga lampu dari mahal, sedang, dan murah. Lampu TL dengan ballast konvensional divariasi dayanya yaitu 40, 80, dan 120 W/fase. Untuk beban lampu LHE dengan ballast elektronis divariasi dayanya yaitu 5, 9, 14, 19, 23 dan 28 W/fase.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian pada kondisi generator induksi tidak berbeban ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Kandungan harmonik pada generator induksi saat tanpa beban
C (μF)
Magnitude tegangan keluaran generator (volt) pada frekuensi
50
100
150
200
250
300
30
217,6
4,3
44,5
1,2
5,2
0,2
42
213,6
3,7
42
1,1
5,4
0,1
54
210,9
2,4
40,8
0,7
5
0,1
66
206,1
2,4
38,5
0,7
4,3
0,1
78
203,2
1,6
33,6
0,2
3,8
0,3

Tabel 1 menunjukkan bahwa gelombang keluaran generator induksi tidak cuma terdiri dari gelombang sinusoidal murni pada frekuensi 50 Hz (frekuensi fundamental), tetapi terdiri dari berbagai frekuensi yang merupakan kelipatan dari 50 Hz sampai frekuensi 300 Hz. Dengan kata lain terdapat distorsi harmonik pada keluaran generator induksi. Komponen harmonik yang dominan adalah harmonik ganjil urutan ke-3 (150Hz) yang mencapai nilai 16,5 – 20,4% dari komponen fundamentalnya. Nilai distorsi harmonik total (THD-V) ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2 THD-V generator induksi saat tanpa beban

Gambar 2 menunjukkan nilai distorsi harmonik total berkisar antara 16,7% – 20,7% yang jauh lebih tinggi dari nilai yang ditetapkan dalam standar IEEE 519 sebesar 5%. Distorsi harmonik yang besar ini menyebabkan pemanasan lebih pada belitan generator induksi. Permasalahan ini diatasi dengan memberi pendingin eksternal pada generator induksi dan pengujian dihentikan setelah selang waku tertentu untuk memberikan waktu pendinginan yang cukup sehingga generatornya tidak rusak. Kapasitor eksitasi yang dipakai sebagai sumber magnetisasi belitan stator generator induksi dalam penelitian ini berpengaruh besar terhadap nilai distorsi harmonik. Semakin besar kapasitansi kapasitornya ternyata semakin kecil pula nilai distorsi harmoniknya.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa generator induksi tersebut sebaiknya diberi peralatan filter harmonik terutama untuk mengeliminasi harmonik urutan ke-3 yang sangat dominan nilainya.
Hasil penelitian tentang pengaruh variasi daya beban lampu LHE terhadap distorsi harmonik total ditunjukkan pada gambar 3 dan gambar 4.



Gambar 3. Hubungan daya terhadap
THD-V pada lampu LHE dengan merk
(a) Mimouse (b) Spyron (c) Phillips






Gambar 4. Hubungan daya terhadap
THD-I pada lampu LHE dengan merk
(a) Mimouse (b) Spyron (c) Phillips

Gambar 3 dan gambar 4 menunjukkan semakin besar daya lampu LHE yang dipakai maka THD-V dan THD-I generator induksi cenderung turun. Secara umum, kenaikan kapasitor eksitasi akan cenderung menurunkan THD-V dan THD-I generator induksi. Pengecualian berlaku untuk variasi dari 30μF menjadi 42μF, kenaikan kapasitor eksitasi mengakibatkan THD-V naik juga. Merk lampu LHE juga berpengaruh terhadap nilai THD-V generator induksi. Secara umum, berturut-turut nilainya dari yang paling kecil adalah lampu LHE merk Phillips, Spyron, dan Mimouse. Kalau dilihat dari harga lampunya, berturut-turut dari yang paling mahal adalah Phillips, Spyron, dan Mimouse. Harga lampu biasanya berkaitan dengan mutu dari lampu tersebut. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa lampu dengan mutu yang lebih baik menyumbang THD-V yang lebih kecil. THD-V yang lebih kecil akan mengakibatkan pemanasan belitan generator yang lebih kecil juga.
Nilai THD-I generator induksi saat dibebani lampu Phillips berkisar antara 56,9 – 66,5%, lampu Spyron berkisar antara 50,4 – 65,7%, dan lampu Mimouse berkisar antara 59,5 – 67,5%. Semuanya jauh lebih tinggi dari standard IEEE 519 sebesar 10%.
Nilai THD-V generator induksi pada saat dibebani dengan lampu LHE lebih besar bila dibandingkan dengan saat tanpa dibebani. Rerata kenaikan THD-V untuk lampu LHE merk Phillips sebesar 4,34%, merk Spyron sebesar 4,44% dan merk Mimouse sebesar 4,99%. Kenaikan THD-V ini disebabkan beban lampu LHE menggunakan ballast elektronis yang didalamnya terdapat piranti semikonduktor. Piranti semikonduktor ini akan menyearahkan gelombang keluaran generator induksi, kemudian diubah lagi menjadi gelombang bolak-balik frekuensi tinggi. Gelombang bolak-balik berfrekuensi tinggi inilah yang mencatu lampu fluoresen pada lampu LHE sehingga bisa berpendar putih. Adanya proses perubahan dari gelombang AC frekuensi rendah menjadi DC menjadi AC frekuensi tinggi inilah yang menjadi penyebab kenaikan distorsi harmonik pada keluaran generator induksi.
Hasil penelitian tentang pengaruh penambahan lampu TL dengan ballast lilitan pada percobaan sebelumnya ditunjukkan pada gambar 5 dan gambar 6.

(a)

(b)

(c)
Gambar 5 Hubungan daya terhadap
THD-V pada lampu LHE dan lampu TL dengan daya lampu TL sebesar
(a) 40 W (b) 80W (c) 120W

(a)

(b)

(c)

Gambar 6 Hubungan daya terhadap
THD-I pada lampu LHE dan lampu TL dengan daya lampu TL sebesar
(a) 40 W (b) 80W (c) 120W

Gambar 5 dan gambar 6 menunjukkan bahwa penambahan lampu TL dengan ballast lilitan pada beban lampu LHE akan menaikkan THD-V dan THD-I generator induksi walaupun secara keseluruhan kenaikannya kecil sekali. Sumbangan lampu TL dengan ballast lilitan terhadap distorsi harmonik jauh lebih kecil dari lampu LHE dengan ballast elektronis. Hal ini karena sebagian kecil saja dari kurva magnetisasi ballast lilitan yang tidak linear sehingga gelombang masukan pada ballast akan menjadi lebih sedikit terdistorsi.
Seperti hasil percobaan sebelumnya, secara umum kenaikan daya lampu TL dengan ballast magnetis, kenaikan daya lampu LHE dan kenaikan kapasitor eksitasi semuanya cenderung akan menurunkan THD-V dan THD-I generator induksi.

KESIMPULAN
Keluaran generator induksi saat tanpa beban sudah mengalami distorsi sebesar 16,7–20,7% dari komponen fundamentalnya. Komponen harmonik urutan ke-3 adalah yang paling dominan dibanding dengan yang lainnya. Pemasangan beban lampu LHE dan lampu TL dengan ballast lilitan mengakibatkan keluaran generator menjadi lebih terdistorsi. Sumbangan lampu LHE terhadap distorsi harmonik lebih besar dari lampu TL dengan ballast lilitan. Kenaikan daya beban dan kapasitansi kapasitor eksitasi cenderung menurunkan distorsi harmonik total generator induksi.

SARAN
Generator yang dipakai dalam penelitian ini hanya satu jenis. Jenis beban yang dipakai dalam penelitian ini hanya menggunakan lampu LHE dan lampu TL. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan generator induksi dan jenis beban yang lainnya untuk mendapatkan gambaran yang lebih menyeluruh terhadap karakteristik harmonik generator induksi 3 fase tereksitasi diri.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM

III.1 Perancangan Sistem Secara Umum
Pada pengendalian kecepatan motor DC dengan metode umpan balik, masukan dari sistem adalah kecepatan. Masukan ini kemudian dibandingkan dengan kecepatan motor DC yang sebenarnya. Selisih dari masukan dan kecepatan sebenarnya menghasilkan kesalahan (error). Kesalahan inilah yang akan dikompensasi oleh pengendali. Blok diagram sistem pengendali kecepatan motor DC ditunjukkan pada Gambar 3.1 berikut:





Gambar 3.1 Diagram kotak pengendali kecepatan motor DC

Untuk mengetahui kecepatan motor DC yang sebenarnya, perlu ditambahkan sensor kecepatan. Sensor ini dapat berupa rotary encoder yang menghasilkan pulsa-pulsa yang frekuensinya sebanding dengan kecepatan putar motor DC.
Dalam pengoperasiannya, motor listrik membutuhkan arus yang cukup besar. Sedangkan pengendali hanya dapat menyediakan arus yang tidak terlalu besar. Oleh karena itu dibutuhkan piranti penguat arus yang akan menguatkan sinyal keluaran pengendali. Jadi pengendali hanya menghasilkan variasi tegangan dengan arus kecil yang kemudian akan dikuatkan oleh penguat arus. Keluaran dari penguat arus inilah yang akan masuk untuk memutar motor DC. Pengendali akan mempertahankan kecepatan putar motor DC agar sesuai dengan masukan kecepatan yang diberikan.

III.2 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras meliputi perancangan sistem motor DC, penguat arus, dan sensor kecepatan.

III.2.1 Sistem Motor DC
Sistem motor DC yang dipakai dalam tugas akhir ini terdiri dari motor DC dan generator DC yang dikopel pada poros-porosnya, sehingga kecepatan putar keduanya selalu sama. Generator dihubungkan dengan beban berupa lampu. Gambar 3.2 di bawah ini adalah konfigurasi sistem motor DC.






Gambar 3.2 Konfigurasi sistem motor DC
Motor dan generator yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
Tegangan : 20 Volt DC
Kecepatan : 3000 RPM
Arus : 0,47 A
Daya : 3,8 Watt
Dengan motor dan generator dihubungkan pada setiap porosnya maka kecepatan putarnya akan sama. Jika motor berputar maka generator akan mengeluarkan tegangan. Dan ketika keluaran generator dihubungkan dengan beban maka akan mengalir arus ke beban.
Dalam perancangan dipilih beban dengan daya yang lebih kecil dari generator, tetapi masih mampu membebani ketika sistem berputar. Beban yang digunakan adalah sebuah lampu dengan daya 0,3 watt.
Pemasangan beban pada terminal keluaran generator ditunjukkan pada Gambar 3.3 di bawah ini:





Gambar 3.3 Pemasangan beban pada terminal keluaran generator.


III.2.2 Buffer Tegangan dan Penguat Arus
Keluaran tegangan PLC dari modul analog TSX AEZ 401 mampu menghasilkan arus maksimal 20 mA, sedangkan arus yang dibutuhkan motor dapat mencapai 1 A, sehingga diperlukan penguat arus yang akan menguatkan sinyal kendali dari PLC.
Dalam perancangan penguat arus ini digunakan dua buah transistor NPN seri 2N2222 dan PNP seri MJ2955 dengan konfigurasi sebagai berikut:

Gambar 3.4 Rangkaian buffer dan penguat arus

Dengan konfigurasi seperti di atas, maka:
(3.1)
Penggunaan rangkaian seperti diatas sudah mencukupi untuk sistem motor DC yang digunakan.
III.2.3 Sensor Kecepatan
Untuk mengetahui atau mengukur kecepatan putar motor digunakan sensor optik berupa sepasang pemancar dan penerima infra merah yang sering disebut optocoupler. Sensor optik ini membaca piringan berlubang yang dipasangkan dengan dikopel pada poros motor. Banyaknya lubang sangat mempengaruhi ketelitian pembacaan kecepatan. Lubang yang dibuat sebanyak 60 buah. Ini dikarenakan keterbatasan alat dan bahan, dan juga untuk memudahkan dalam pemrograman. Pemasangan sensor ditunjukkan pada gambar berikut:







Gambar 3.5 Pemasangan sensor kecepatan

Optocoupler terdiri atas led inframerah dan fototransistor. Led inframerah yang digunakan hanya mampu melewatkan arus maksimal sebesar 20 mA. Oleh karena itu perlu ditambahkan sebuah resistor sebagai pembatas arus. Besaran nilai resistor minimal ditentukan dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut:
(3.2)
Dalam perancangan digunakan resistor dengan resistansi 330 Ω. Dengan nilai resistansi ini, arus yang masuk ke LED inframerah sebesar 15,15 mA. Pada bagian fototransistor, kaki kolektor diberikan resistor pull-up 10 kOhm dan dihubungkan ke kaki schmit trigger inverter yang dibangun dengan IC 74LS14 untuk memperbaiki pulsa yang dihasilkan oleh optocoupler.
Sebagai indikator pulsa keluaran, ditambahkan sebuah led dan resistor pembatas arus yang dipasang pada keluaran IC 74LS14. Led dihubungkan dengan keluaran IC 74LS14 pada bagian katoda, sehingga led difungsikan aktif high.
Rangkaian sensor kecepatan dan pengkondisi sinyal ditunjukkan pada Gambar 3.6 di bawah ini:







Gambar 3.6 Rangkaian sensor kecepatan
Dalam kondisi tidak ada penghalang (kisi-kisi piringan), fototransistor di dalam optocoupler menghantarkan arus, sehingga keluaran dari optocoupler ini bernilai low (logika 0). Akan tetapi penggunaan IC schmitt trigger inverter akan membalik nilai logika. Jadi dalam kondisi tidak ada halangan kisi piringan, keluaran sensor bernilai digital high (logika 1).
III.2.4 Perancangan Antarmuka PLC
Antarmuka PLC dengan sistem berupa modul keluaran analog TSX AEZ 401 dan modul diskret TSX DMZ 28DR. Modul keluaran analog digunakan untuk mengeluarkan sinyal kendali yang masuk ke penguat arus. Jangkauan tegangan modul keluaran analog ini adalah 0 - 10 Volt. Sedangkan modul keluaran diskret digunakan untuk me-reset nilai pencacah PLC pada pembacaan kecepatan.
Konfigurasi modul keluaran analog TSX AEZ 401 yang digunakan adalah sebagai berikut:









Gambar 3.7 Konfigurasi modul keluaran analog AEZ 401

Digunakan sebuah channel keluaran dengan alamat pada Rack 6 channel nomor 0.
Sedangkan modul keluaran diskret yang digunakan adalah seri TSX DMZ 28DR. Angka 28DR tersebut menandakan bahwa modul terdiri atas 28 masukan-keluaran dengan jenis diskret berupa relay. Jadi keluaran diskret PLC dapat dikatakan hanya sebagai saklar-saklar tegangan. Oleh karena itu, untuk mengoperasikannya perlu ditambahkan sumber tegangan 24 Volt pada modul keluaran diskret PLC. Konfigurasi modul keluaran diskret TSX DMZ 28DR yang digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.8 Diagram perkawatan modul diskret DMZ 28DR

III.3 Perancangan Perangkat Lunak
Pada sistem pengendalian kecepatan motor DC ini, PLC diprogram dengan bahasa pemrograman Structured Text. Pemrograman PLC ini menggunakan perangkat lunak PL7 Pro v3.4 yang berfungsi sebagai text editor dalam penulisan baris-baris perintah dan juga melakukan proses pengiriman program ke PLC. Selain itu, perangkat lunak ini juga dapat membaca parameter-parameter PLC secara real time.
Perancangan perangkat lunak pada pengendalian kecepatan motor DC ini meliputi pembacaan kecepatan putar motor, perhitungan dalam proses pengendalian menggunakan algoritma PID, dan akuisisi data.

III.3.1 Perancangan Program Utama
Program utama dimulai dengan inisialisasi sistem dan kondisi awal. Kemudian sistem membaca kecepatan motor untuk kemudian dibandingkan dengan set point yang diberikan. Selisih set point dengan kecepatan aktual motor adalah kesalahan (error). Kesalahan tersebut akan digunakan untuk perhitungan sinyal kendali dengan metode PID, kemudian keluaran dari perhitungan tersebut dikeluarkan melalui modul keluaran analog.
Diagram alir pada Gambar 3.10 di bawah ini dapat digunakan untuk lebih mempermudah memahami program utama pengendalian kecepatan motor DC menggunakan PLC.









Gambar 3.9 Diagram alir program utama
Program utama dimulai dengan pembangkitan Clock dengan periode selama 1 detik. Clock akan digunakan untuk setiap siklus periode pencuplikan dan operasi pergeseran data memori.
%M0:=%S6;
Setiap instruksi periodis dijalankan pada saat clock mengalami Falling Edge, yaitu ketika sinyal mengalami perubahan dari kondisi logika 1 menjadi logika 0. instruksi yang digunakan adalah sebagai berikut:
IF FE %M0 THEN
ROR_ARW(1,%MW300:200);
ROL_ARW(1,%MW280:4);
%MF150:=%MF150+(%MF200+%MF190)/2;
%MW285:=%ID0.11;
END_IF;

III.3.2 Pembacaan Kecepatan dari Pencacah Internal PLC
Dalam pengoperasiannya, pencacah internal PLC perlu di-reset secara periodis dengan periode waktu 1 detik. Sehingga nilai pencacah yang dibaca pada akhir periode waktu itu dapat langsung dibaca sebagai frekuensi.
f=c (3.3)
f = frekuensi
C = nilai counter
Dengan jumlah kisi pada piringan sensor sebanyak 60 buah, maka untuk 1 putaran motor akan menghasilkan 60 pulsa. Jika pencuplikan dilakukan setiap 1 detik, kecepatan motor sebenarnya (dalam rpm) dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
(3.4)
Jadi nilai yang didapat oleh counter untuk sekali pencuplikan adalah kecepatan aktual (dalam rpm).
Reset counter dilakukan dengan program, yaitu dengan bantuan relay pada modul TSX DMZ 28DR. Relay ini memutus dan menyambung tegangan 24 Vdc yang digunakan untuk me-reset counter melalui masukan Ipres pada channel 11.
Instruksi dalam bahasa Structured Text untuk mereset counter (memberi logika 1 pada input IPres) adalah:
%Q2.1:=FE %M0;
Secara hardware, counter ini dihubungkan dengan sensor kecepatan melalui port serial dengan menggunakan konektor 15 pin standard SUB-D, dengan konfigurasi rangkaian sebagai berikut:

Gambar 3.10 Rangkaian antarmuka sensor dengan PLC

Hasil perhitungan counter disimpan pada memori dengan alamat %ID0.11. Oleh karena itu pada pengambilan data sensor, pembacaan dilakukan pada memori alamat %ID0.11.
%MW285:=%ID0.11;
Pengambilan data dilakukan secara periodis pada setiap periode pencuplikan (pada tugas akhir ini 1 detik).
III.3.3 Program Pengendali PID
Diagram alir dari program pengendali PID adalah sebagai berikut:

Gambar 3.11 Diagram alir program pengendali PID
Program pengendali PID dirancang memiliki beberapa tahapan, diantaranya adalah membaca kesalahan yang terjadi, operasi pada setiap bagian pengendali dan aksi pengendalian.
Bagian pengendali utama yaitu proporsional, integral, dan derivatif dengan susunan sebagai berikut:



Gambar 3.12 Susunan komponen pengendali PID
1.Pembacaan kesalahan (error).
Pembacaan kesalahan dilakukan dengan mengurangi set point dengan kecepatan aktual motor.
(* Kecepatan motor aktual *)
%MW300:=%MW285;
%MF250:=INT_TO_REAL(%MW300)
%MF240:=5.6*%MF250+2309.9;
(* Set Point *)
%MF230:=750.0;
%MF220:=5.6*%MF230+2309.9; %MD210:=REAL_TO_DINT(%MF220);
%MF200:=%MF220-%MF240; (* Error(k) *) %MF190:=INT_TO_REAL(%MW281); (* Error(k-1) *)
%MW280:=REAL_TO_INT(%MF200);

Setelah kesalahan diperoleh, kemudian disimpan ke dalam memori word yang nantinya akan digeser sejauh 4 baris. Pergeseran inilah yang akan menyimpan kesalahan sekarang dan tiga kesalahan sebelumnya.





Gambar 3.13 Pergeseran memori penyimpan nilai error
Pergeseran dilakukan setiap periode pencuplikan, jadi nilai kesalahan sekarang / Error (k) pada pencuplikan berikutnya akan menjadi kesalahan yang lalu / Error (k-1). Penggereran nilai memori menggunakan instruksi sebagai berikut:

ROL_ARW(1,%MW280:4);

Maksud dari instruksi di atas adalah menggeser nilai memori word ke kiri dengan pergeseran sejauh 1 memori, dimulai dari %MW280 hingga %MW283 (sepanjang 4 memori).

2.Perhitungan pada setiap bagian pengendali
Perhitungan integral menggunakan metode trapesium, dimana luasan trapesium untuk setiap pencuplikan ditambahkan dari awal sistem dijalankan hingga pencuplikan terakhir.
Pada program yang dirancang, digunakan sebuah memori (%MF150) untuk menyimpan hasil penambahan. Luasan untuk sebuah trapesium dirumuskan:

(Error (k) + Error (k-1) ) * h/ 2 (3.5)
h adalah periode pencuplikan ( bernilai 1 detik ).

Dalam bahasa Structured Text, luasan / jumlahan error dituliskan sebagai berikut:

%MF150:=%MF150+(%MF200+%MF190)/2;

Perhitungan derivatif menggunakan backward differential method dan dirumuskan:

Error(k) – Error(k-1) / h (3.6)
h adalah periode pencuplikan ( bernilai 1 detik ).

Dalam bahasa Structured Text, turunan error dituliskan sebagai berikut:

%MF140:=%MF200-%MF190;

Algoritma PID adalah penggabungan ketiga komponen tersebut dikalikan dengan masing-masing parameter Kp, Ki, dan Kd. Penulisan dalam bahasa Structued Text adalah sebagai berikut:

%MF180:=1.83;
%MF170:=0.63;
%MF160:=0.4;

%MF140:=%MF200-%MF190;
%MF130:=%MF150*%MF170;
%MF120:=%MF180*(%MF200+%MF130+%MF160*%MF140);
%MD110:=REAL_TO_DINT(%MF120);

3.Aksi pengendalian
Hasil perhitungan dengan algoritma PID diatas kemudian dikeluarkan sebagai sinyal kendali. Sebelum dikeluarkan, perlu ditambahkan pembatas keluaran, karena modul keluaran PLC terbatas 0 - 10 volt sedangkan hasil perhitungan sangat dimungkinkan melebihi atau kurang dari nilai tersebut.
IF %MD110>10000 THEN
%MD110:=10000;
END_IF;
IF %MD110<0 THEN
%MD110:=0;
END_IF;
Kemudian sinyal kendali dikeluarkan ke modul keluaran analog dengan alamat Rack 6 Channel nomor 0.

%QW6.0:=%MD110;

III.3.4 Akuisisi Data
Kecepatan motor yang dibaca oleh sensor perlu disimpan untuk selanjutnya digunakan pada pengamatan kinerja pengendali. Data kecepatan pada setiap pencuplikan disimpan pada memori dan digeser pada pencuplikan berikutnya.
Data yang diambil sebanyak 200 buah dengan instruksi sebagai berikut:

ROR_ARW(1,%MW300:200);

Jadi data kecepatan disimpan di memori %MW300 hingga %MW499 (sepanjang 200 data). Penggeseran dilakukan ke arah kanan sejauh 1 memori untuk setiap periode. Gambar 3.14 di bawah menunjukkan proses penggeseran data.







Gambar 3.14 Proses pergeseran data kecepatan
LAPORAN PRAKTEK PLC

APLIKASI PLC
RANGKAIAN ON DAN OFF PRIORITY














Oleh :
NAMA : M.Agus Nurta
NIM : 4.31.06.0.16



KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PRODI PERAWATAN GEDUNG BERTINGKAT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009

APLIKASI PLC
RANGKAIAN ON DAN OFF PRIORITY

A.Tujuan
Mahasiswa dapat merancang dan mengaplikasikan program PLC dalam suatu kontrol motor 3 fasa untuk rangkaian ON dan OFF priority.
B.Dasar teori
Programmable Logic Controller atau yang lebih sering di sebut dengan PLC adalah suatu alat yang paling banyak di gunakan di industri.PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasia mikroprosesor yang memanfaatkan memoro yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi tertentu.Selain itu PLC juga dapat mengimplementasikan fungsi-fungsi logika, sequencing, timing, counting dan aritmatika untuk mengkontrol sebuah plant atau lebih.
Pada dasarnya sebuah PLC sudah memiliki program awal yang memungkinkan program-program kontrol di masukkan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana. Program awal ini di buat sedemikian rupa sehingga para teknisi yang memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dam bahas pemrograman dapat menggunakannya dengan mudah. PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat digunakan pada aneka ragam sisem kontrol. Untuk memodifikasi sebuah sistem kontrol dan aturan-aturan pengontrolannya hanya dibutuhkan seorang operator yang memasukkan seperangkat instruksi yang berbeda dengan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak diperlukan lagi. Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat dipergunakan di dalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya beragam.
PLC serupa dengan komputur namun, bedanya : komputer di optimalkan untuk tugas-tugas perhitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri. Dengan demikian PLC memiliki Karakteristik :
Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran , suhu, kelembaban dan kebisingan
Fleksibelitas: sebuah PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah.
Pengujian: suatu PLC dapat diuji dan dievaluasi pada sebuah laboratorium.

C.Alat dan Bahan
1.Trainer PLC CPM1A 20 I/O 1 Unit
2.Programing console 1 Unit
3.Push botton 2 Buah
4.Magnetik kontaktor 1 Buah
5.Motor 3 fasa 1 Buah

D.Gambar kerja
1.Gambar instalasi

F
N









L1 L2 com 00 01 02 03 04 05 06








+ - COM 00 00 COM 01 01 COM 02 02 03






K1


2. Gambar progam ON priority














ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05


LD
LD
AND NOT
OR LD
OUT
END ( 01 )


000.00
010.00
000.01

010.00



3. Gambar program OFF priority



















ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04


LD
OR
AND NOT
OUT
END ( 01 )


000.00
010.00
000.01
010.00




E.Pengalamatan


Alamat
Operant
Ketarangan
000.00
Tombol 1
ON
000.01
Tombol 2
OFF
010.00
Kontaktor 1
Motor 3 Fasa


F.Prinsip Kerja
1.ON Priority
Apabila tombol ON ditekan maka K1 akan bekerja dan jika ditekan OFF K1 akan mati.Jika ditekan keduanya akan tetap menyala, tergantung melepasnya, kalau tombol OFF dilepas dahulu maka K1 tetap menyala dan jika dilepas ON nya K1 akan mati.

2.OFF Priority
Apabila tombol ON ditekan maka K1 akan bekerja dan jika ditekan OFF K1 akan mati. Dan jika ditekan keduanya K1 akan tetap mati.












LAPORAN PRAKTEK PLC

APLIKASI PLC
RANGKAIAN MOTOR 3 FASA RUNNING / INCHING













Oleh :
NAMA : M.Agus Nurta
NIM : 4.31.06.0.16



KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PRODI PERAWATAN GEDUNG BERTINGKAT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009


APLIKASI PLC
RANGKAIAN MOTOR 3 FASA RUNNING / INCHING

A.Tujuan
Mahasiswa dapat merancang dan mengaplikasikan program PLC dalam suatu kontrol motor 3 fasa untuk rangkaian running / inching.
B.Dasar teori
Programmable Logic Controller atau yang lebih sering di sebut dengan PLC adalah suatu alat yang paling banyak di gunakan di industri.PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasia mikroprosesor yang memanfaatkan memoro yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi tertentu.Selain itu PLC juga dapat mengimplementasikan fungsi-fungsi logika, sequencing, timing, counting dan aritmatika untuk mengkontrol sebuah plant atau lebih.
Pada dasarnya sebuah PLC sudah memiliki program awal yang memungkinkan program-program kontrol di masukkan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana. Program awal ini dibuat sedemikian rupa sehingga para teknisi yang memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dam bahas pemrograman dapat menggunakannya dengan mudah. PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat digunakan pada aneka ragam sisem kontrol. Untuk memodifikasi sebuah sistem kontrol dan aturan-aturan pengontrolannya hanya dibutuhkan seorang operator yang memasukkan seperangkat instruksi yang berbeda dengan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak diperlukan lagi. Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat dipergunakan di dalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya beragam.
PLC serupa dengan komputur namun, bedanya : komputer di optimalkan untuk tugas-tugas perhitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri. Dengan demikian PLC memiliki Karakteristik :
Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran , suhu, kelembaban dan kebisingan
Fleksibelitas: sebuah PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah.
Pengujian: suatu PLC dapat diuji dan dievaluasi pada sebuah laboratorium.

C.Alat dan Bahan
1.Trainer PLC CPM1A 20 I/O 1 Unit
2.Programing console 1 Unit
3.Push botton 3 Buah
4.Magnetik kontaktor 1 Buah
5.Motor 3 fasa 1 Buah
D.Gambar kerja
1. Gambar instalasi
F
N









L1 L2 com 00 01 02 03 04 05 06








+ - COM 00 00 COM 01 01 COM 02 02 03






K1





2. Gambar progam






























ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
000.06
000.07

LD
LD
OR
KEEP ( 11 )
LD
OR
OUT
END ( 01 )


000.00
000.01
000.02
200.00
200.00
000.02
010.00






E.Pengalamatan


Alamat
Operant
Ketarangan
000.00
Tombol 1
RUNNING
000.01
Tombol 2
OFF
000.02
Tombol 3
INCHING
010.00
Kontaktor 1
Motor 3 fasa






F.Prinsip Kerja
Apabila ditekan RUNNING maka K1 akan menyala. Kemudian apabila ditekan OFF maka K1 akan mati.
Apabila K1 dalam keadaan menyala kemudian ditekan tombol inching maka K1 akan tetap menyala dan jika dilepas K1 mati. Tombol inching disini berfungsi sebagai ON sesaat ).























LAPORAN PRAKTEK PLC

APLIKASI PLC
RANGKAIAN ON / OFF DARI TIGA TEMPAT













Oleh :
NAMA : M.Agus Nurta
NIM : 4.31.06.0.16




KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PRODI PERAWATAN GEDUNG BERTINGKAT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009

APLIKASI PLC
RANGKAIAN ON / OFF DARI TIGA TEMPAT

A.Tujuan
Mahasiswa dapat merancang dan mengaplikasikan program PLC dalam suatu kontrol motor 3 fasa untuk ON dan OFF dari beberapa tempat.
B.Dasar teori
Programmable Logic Controller atau yang lebih sering di sebut dengan PLC adalah suatu alat yang paling banyak di gunakan di industri.PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasia mikroprosesor yang memanfaatkan memoro yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi tertentu.Selain itu PLC juga dapat mengimplementasikan fungsi-fungsi logika, sequencing, timing, counting dan aritmatika untuk mengkontrol sebuah plant atau lebih.
Pada dasarnya sebuah PLC sudah memiliki program awal yang memungkinkan program-program kontrol di masukkan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana. Program awal ini di buat sedemikian rupa sehingga para teknisi yang memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dam bahas pemrograman dapat menggunakannya dengan mudah. PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat digunakan pada aneka ragam sisem kontrol. Untuk memodifikasi sebuah sistem kontrol dan aturan-aturan pengontrolannya hanya dibutuhkan seorang operator yang memasukkan seperangkat instruksi yang berbeda dengan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak diperlukan lagi. Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat dipergunakan di dalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya beragam.
PLC serupa dengan komputur namun, bedanya : komputer di optimalkan untuk tugas-tugas perhitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri. Dengan demikian PLC memiliki Karakteristik :
Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran , suhu, kelembaban dan kebisingan
Fleksibelitas: sebuah PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah.
Pengujian: suatu PLC dapat diuji dan dievaluasi pada sebuah laboratorium.

C.Alat dan Bahan
1.Trainer PLC CPM1A 20 I/O 1 Unit
2.Programing console 1 Unit
3.Push botton 6 Buah
4.Magnetik kontaktor 1 Buah
5.Motor 3 fasa 1 Buah

D.Gambar kerja
1. Gambar instalasi
F
N









L1 L2 com 00 01 02 03 04 05 06








+ - COM 00 00 COM 01 01 COM 02 02 03






K1


2. Gambar progam




























ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
000.06
000.07

LD
OR
OR
LD
OR
OR
KEEP ( 11 )
END ( 01 )


000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
010.00








E.Pengalamatan


Alamat
Operant
Ketarangan
000.00
Tombol 1
ON 1
000.01
Tombol 2
ON 2
000.02
Tombol 3
ON 3
000.03
Tombol 4
OFF 1
000.04
Tombol 5
OFF 2
000.05
Tombol 6
OFF 3
010.00
Kontaktor 1
Motor 3 fasa






F.Prinsip Kerja
Apabila tombol 1/2/3 ditekan maka K1 akan bekerja. Karena tombol ini berfungsi sebagi tombol ON, yang dipasang pada bagian input set pada fungsi keep. Sedangkan apabila tombol 3/4/5 ditekan maka K1 akan mati. Karena tombol ini berfungsi sebagai tombol OFF, yang dipasang pada bagian input reset pada fungsi keep.




















LAPORAN PRAKTEK PLC

APLIKASI PLC
RANGKAIAN MOTOR 3 FASA BERURUTAN














Oleh :
NAMA : M.Agus Nurta
NIM : 4.31.06.0.16



KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PRODI PERAWATAN GEDUNG BERTINGKAT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009

APLIKASI PLC
RANGKAIAN MOTOR 3 FASA BERURUTAN

A.Tujuan
Mahasiswa dapat merancang dan mengaplikasikan program PLC dalam suatu kontrol motor 3 fasa untuk rangkaian berurutan.
B.Dasar teori
Programmable Logic Controller atau yang lebih sering di sebut dengan PLC adalah suatu alat yang paling banyak di gunakan di industri.PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasia mikroprosesor yang memanfaatkan memoro yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi tertentu.Selain itu PLC juga dapat mengimplementasikan fungsi-fungsi logika, sequencing, timing, counting dan aritmatika untuk mengkontrol sebuah plant atau lebih.
Pada dasarnya sebuah PLC sudah memiliki program awal yang memungkinkan program-program kontrol di masukkan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman yang sederhana. Program awal ini di buat sedemikian rupa sehingga para teknisi yang memiliki sedikit pengetahuan mengenai komputer dam bahas pemrograman dapat menggunakannya dengan mudah. PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang sama dapat digunakan pada aneka ragam sisem kontrol. Untuk memodifikasi sebuah sistem kontrol dan aturan-aturan pengontrolannya hanya dibutuhkan seorang operator yang memasukkan seperangkat instruksi yang berbeda dengan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak diperlukan lagi. Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat dipergunakan di dalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya beragam.
PLC serupa dengan komputur namun, bedanya : komputer di optimalkan untuk tugas-tugas perhitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas pengontrolan dan pengoperasian di dalam lingkungan industri. Dengan demikian PLC memiliki Karakteristik :
Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran , suhu, kelembaban dan kebisingan
Fleksibelitas: sebuah PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah.
Pengujian: suatu PLC dapat diuji dan dievaluasi pada sebuah laboratorium.

C.Alat dan Bahan
1.Trainer PLC CPM1A 40 I/O 1 Unit
2.Programing console 1 Unit
3.Push botton 4 Buah
4.Magnetik kontaktor 2 Buah
5.Motor 3 fasa 2 Buah

D.Gambar kerja
1. Gambar instalasi

F
N









L1 L2 com 00 01 02 03 04 05 06








+ - COM 00 00 COM 01 01 COM 02 02 03






K1 K2


2. Gambar Program berurutan ON1 ON2 ( OFF bebas )















ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
000.06
000.07

LD
LD
KEEP ( 11 )
LD
AND NOT
LD
KEEP ( 11 )
END ( 01 )

000.00
000.01
010.00
010.00
000.02
000.03
010.01


4. Gambar Program berurutan ON1 ON2 ( OFF 2 OFF1 )
















ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
000.06
000.07
000.08

LD
LD NOT
AND
KEEP ( 11 )
LD
AND
LD
KEEP ( 11 )
END ( 01 )

000.00
010.01
000.01
010.00
010.00
000.02
000.03
010.01




5. Gambar Program berurutan ON1 ON2 ( OFF 1 OFF2 )


















ALAMAT
INSTRUKSI
DATA

000.00
000.01
000.02
000.03
000.04
000.05
000.06
000.07
000.08

LD
LD
KEEP ( 11 )
LD
AND
LD NOT
AND
KEEP ( 11 )
END ( 01 )

000.00
000.01
010.00
010.00
000.02
010.00
000.03
010.01
6.Pengalamatan


Alamat
Operant
Ketarangan
000.00
Tombol 1
ON1
000.01
Tombol 2
OFF1
000.02
Tombol 3
ON2
000.03
Tombol 4
OFF2
010.00
Kontaktor 1
Motor 1
010.01
Kontaktor 2
Motor 2




7.Prinsip Kerja

1.Untuk gambar program 1. Apabila K1 nyala K2 baru bisa dinyalakan. K2 tidak bisa menyala sebelum K1 nyala terlebih dahulu. Sedangkan untuk mematikannya bebas terserah kita ingin mematikan yang mana terlebih dahulu.
2.Untuk gambar program 2. Apabila K1 nyala K2 baru bisa dinyalakan. K2 tidak bisa menyala sebelum K1 nyala terlebih dahulu. Sedangkan untuk mematikannya harus dari K2 terlebih dahulu baru kemudian K1 bisa dimatikan.
3.Untuk gambar program 3. Apabila K1 nyala K2 baru bisa dinyalakan. K2 tidak bisa menyala sebelum K1 nyala terlebih dahulu. Sedangkan untuk mematikannya harus dari K1 terlebih dahulu baru kemudian K2 bisa dimatikan.
TUGAS
JENIS HYDRAN

Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah
Sistem Pemadam Kebakaran












Oleh :
Nama : Muhamad Agus Nurta
NIM : 4.31.06.0.16




KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PRODI PERAWATAN GEDUNG BERTINGKAT
JURUSAN TEKNIK SIPIL
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009

A. Hydrant System
Pada sistem ini dapat dibagi lagi menjadi tiga bagian :
a). Hydrant Box
Hydrant Box ini dapat dibagi menjadi dua yaitu berupa Indoor Hydrant ( terletak di dalam gedung ) atau Outdoor Hydrant ( terletak di luar gedung ). Pemasangan Hydrant Box ini biasanya disesuaikan dengan kebutuhan dan luas ukuran ruangan serta luas gedung. Tetapi untuk ukuran minimalnya diharuskan pada tiap lantai terdapat minimal satu buah dan begitu pula untuk yang di luar gedung. Untuk pemasangan Hydrant Box di dalam ruangan pada bagian atasnya ( menempel pada dinding ) harus disertai pemasangan alarm bel. Pada Hydrant Box terdapat gulungan selang atau lebih dikenal dengan istilah Hose Reel.




Gambar 8. 2. 8 Indoor Hydrant Box

Gambar 8. 2. 9 Outdoor Hydrant Box

Gambar 8. 2. 10 Hose Reel
b). Hydrant Pillar
Alat ini memiliki fungsi untuk menyuplai air dari PAM dan GWR gedung disalurkan ke mobil Pemadam Kebakaran agar Pemadam Kebakaran dapat menyiram air mobil ke gedung yang sedang terbakar. Alat ini diletakan dibagian luar gedung yang jumlahnya serta peletakannya disesuaikan dengan luas gedung.

Gambar 8. 2. 11 Suplai Air untuk Hydrant Pillar


Gambar 8. 2. 12 Hydrant Pillar

c) Siamese Connection
Alat ini memiliki fungsi untuk menyuplai air dari mobil Pemadam Kebakaran untuk disalurkan ke dalam sistem instalasi pipa pencegahan dan penanggulangan kebakaran yang terpasang di dalam gedung selanjutnya dipancarkan melalui sprinkler – sprinkler dan hydrant box di dalam gedung. Alat ini diletakan pada bagian luar gedung yang jumlahnya serta peletakannya disesuaikan dengan luas dan kebutuhan gedung itu sendiri.



Gambar 8. 2. 13 Siamese Connection



B. Tipe Sistem Stand Pipe Untuk Hydrant
Automatic-Wet
Merupakan suatu sistem stand pipe basah yang memiliki suplai air yang cukup untuk memenuhi kebutuhan sistem secara otomatis.
Automatic-Dry
Merupakan suatu sistem stand pipe kering, biasanya diisi dengan udara bertekanan dan dirangkaikan dengan suatu alat, seperti dry pipe valve, untuk menerima air ke dalam sistem perpipaannya secara otomatis dengan membuka suatu hose value.
- Menghemat kerja pompa
- Pompa akan bekerja secara otomatis pada saat alarm berbunyi, sehingga air akan segera mengalir untuk menanggulangi kebakaran.
Semi Automatic-Dry
Merupakan sistem stand pipe kering yang dirangkaikan dengan suatu alat seperti deluge value, untuk menerima air ke dalam sistem perpipaannya dengan cara mengaktifkan suatu alat pengontrol jarak jauh yang terletak pada setiap hose connection. Suplai air harus mampu memenuhi kebutuhan sistem.
Manual-Wet
Merupakan suatu sistem stand pipe basah yang memiliki suplai air yang sedikit, hanya untuk memelihara keberadaan air dalam pipanya, namun tidak memiliki untuk memenuhi seluruh kebutuhan sistem. Suplai air sistem diperoleh dari fire department pumper.
Manual-Dry
Merupakan suatu sistem stand pipe yang tidak memiliki suplai air yang permanen. Air yang diperlukan diperoleh dari suatu fire department pumper, untuk kemudian dipompakan ke dalam sistem melalui fire department connection.


C. Kode Warna dan Jarak
Ada aturan tertentu didalam memberi warna hydrant. Penggunaan warna tertentu ini untuk menjamin bahwa hydrant dapat dengan mudah dikenali oleh dinas pemadam kebakaran dalam kondisi darurat.
Warna Dasar
Karena hydrant hanya dibutuhkan pada keadaan darurat, hydrant kebakarn harus dapat dikenali oleh petugas kebakaran atau masyarakat umum.NFPA (National Fire Protection Association) telah menentukan bahwa hydrant untuk pemadam kebakaran harus berwarna kuning krom. Setelah peraturannya diadopsi tahun 1970, warna selain kuning krom dapat digunakan. Warna yang sering digunakan adalah putih merah terang, perak krom, dan kuning lemon.

Dengan tidak adanya aturan yang mengikat penggunaan warna, aspek yang sangat penting adalah konsistensi dari penggunaan warna pada suatu daerah.
FPA juga mendeskripsikan adanya perbedaan spsifikasi funhgsi yang disediakan oleh hydrant untuk umum dan hidran milik pribadi. Oleh karena itu, NBPFA mengklasifikasikan bahwa hidran milik pribadi harus dibedakan warnya dengan hidran milik umum. Selanjutnya warna lembayung ditetapkan sebagai kode warna internasional untuk hidran yang bukan untuk air minum. Dengan hydrant demikian hydrant yang sumbernya bukan untuk air minum harus berwarna lebayung (ungu muda).
Organisasi pemadam kebakaran merekomendasikan warna dasar dari hidar kebakaran sebagai beikut :
Tabel 2.5 Warna dasar dan kepemilikannya
Kegunaan
Warna dasar
Milik pemerintah
Milik pribadi
Bukan untuk air umum
Kuning krom
Merah
Lembayung

Pembacaan Label Standar NPFA
Hidran dengan tekanan rata-rata 20 psi (1,4 bar), dibagian atas hydrant harus tertera tekanan standarnya. Pada bagian atas dan tutuppipa keluaran juga tertera kapasitas rata-rata dari volume maksimum hidran.
Klasifikasi dan penilaian dari hidran pada bab ini didasarkan pada hasil uji aliran. Bila hydrant digunakan pada saat kebakaran, nilai dai kapasitas aliran yang tertera sangat berguna bagi petugas pemadam kebakaran.
Hydrant pemadam kebakaran yang tidak digunakan lagi atau tidak dapat berfungsi harus diwarnai dengan warna hitam pada baian pipa keluaran, katup, bagian atas serta bagian-bagian yang tampak. Hidran yang tidak berfungsi sementara harus diberi tanda peringatan sementara dengan keterangan keadaan hydrant tersebut.
NPFA telah memberi kode warna pada tutup atau sumbat dari hidran sebagai kode standar dari aliran yng digunakan dengan tekanan standar 20 psi.

Tabel 2.6 warna kode standar
Kelas C
Kurang dari 500 GPM
Merah
Kelas B
500-999 GPM
Jingga
Kelas A
1000-1499 GPM
Hijau
Kelas AA
1500 ke atas
Biru muda
MACAM MACAN JENIS HYDRANT
TRANSFORMATOR 3 FASA

Pada dasarnya transformator 3 fasa sama dengan transformator 1 fasa. Baik cara kerja maupun teori dasarnya yaitu bekerja pada dasar kerja induksi elektromagnetik.
Konstruksi trasformator 3 fasa :
a.Konstruksi core type trasformator ( transformator tipe inti )
b.Konstruksi shell type trasformator ( transformator tipe shell )









Pendinginan trasformator dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam cara yaitu :
a.Pendinginan udara alami
b.Pendinginan dengan minyak sirkulasi alami
c.Penginan sirkulasi udara paksaan
d.Pendinginan dengan minyak paksaan
e.Pendinginan dengan minyak dan udara

Karakteristik transformator 3 fasa
1. Karakteristik kerja dari transformator sambungan Y.Y
Jika tegangan antar fasa VL maka tegangan setiap belitan dalam sanbungan Y adalah VL/3, berarti teganagan antar fasa 73% lebih besar. Arus kumparan pada sambungan 13 nya atau 58% lebih kecil. Maka dari itu transformator sambungan Y akan mempunyai jumlah belitan yang lebih sedikit, tetapi penampangan konduktornya lebih besar bila dibandingkan dengan transformator sambungan segitiga.
2. Karakteristik kerja sambungan  - Y dan Y - 
Transformator ini banyak dipakai pada tegangan tinggi. Transformator  - Y banyak dipakai untuk kenaikkan tegangan, sedangkan transformator sambungan Y -  untuk menurunkan tegangan.

Sistem sambungan transformator 3 fasa :
Untuk menentukan kelompok hubungan sambungan terdapat beberapa patokan yaitu :
1.Notasi untuk tegangan tinggi ( primer ) D (Delta ) dan Y ( Star )
2.Notasi untuk tegangan rendah (sekunder) D, Y, dan Z
3.Angka jam menunjukan bagaimana letak sisi kumparan tegangan rendah sisi kumparan tegangan tinggi

1. Auto Transformator
Auto transformator adalah transformator yang belitan primer dan sekundernya bergabung menjadi satu belitan sehingga belitan primernya merupakan bagian dari belitan sekunder.
Tegangan yang terbangkit pada N2 adalah N E2, sehingga berlaku hubungan :

E1 N1
E2 N2










2. Auto Transformator 3 Fasa

Seperti pada transformator biasa, auto transformator juga ada yang 3 fasa. Perhatikan gambar 79. Jenis transformator ini biasa digunakan untuk berbagai kepeluan misalnya dalam pengasutan motor 3 fasa.













Sambungan Transformator 3 Fasa

Transformator 3 fasa dapat dibuat dari 3 buah transformator fasa tunggal atau sebuah transformator 3 fasa, berarti pada transformator fasa tunggal atau sebuah transformator 3 fasamempunyai 3 buah belitan untuk tiap – tiap fasanya. Belitan primer diberi notasi U – X, V – Y dan W – Z. Ketiga belitan tersebut dibuat sama besar dan simetris. Adakalanya belitan sekunder tiap fasanya dibagi 2 lagi secara sama besar sehingga memungkinkan disambungkan secara zig – zag.


































Gb. Transformator dimana belitan sekundernya
Dibagi dua dengan sama besar

Ada beberapa sistem sambungan belitan transformator 3 fasa yaitu :
1.Primer dalam sambungan bintang, sekunder dalam sambungan segitiga
2.Primer dalam sambungan segitiga, sekunder dalam sambungan bintang
3.Primer dalam sambungan bintang ( Y ), sekunder dalam sambungan bintang
4.Primer dalam sambungan segitga, sekunder dalam sambungan bintang
5.Sambungan zig - zag
A. Sambungan Y – Y
a.Tegangan jala – jala ( VL ) yaitu tegangan antar fasa adalah
VL = 3 x tegangan fasa
atau VL = 3 x Vf
dimana Vf adalah tegangan fasa yaitu tegangan fasa dengan netralnya
b.Arus antar fasa ( arus line ) sama dengan arus fasa ditulis
I L = If




















B. Sambungan  - 







C. Sambungan Y - 
Pada sambungan ini tegangan kumparan primer VL / 3, sedangkan kumparan sekundernya sama dengan VL







D. Sambungan  - Y
Pada belitan primer tegangan yang dapat diberikan sebesar tegangan jala – jala, sedangkan untuk belitan sekunder hanya mampu menerima tegangan VL / 3








E. Sambungan Zig - Zag
Untuk membuat sambungan zig – zag, belitan sekunder harus dibagi dua dengan sama besar. Dalam sambungan zig – zag ujung awal belitan kedua ( U2, V2 dan W2 ) disambung menjadi satu sehingga merupakan titik netral.
LAPORAN

RANGKAIAN KONTROL TRAFFIC LIGHT MENGGUNAKAN PLC

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas
Mata Kuliah PLC











Oleh :
Muhamad Agus Nurta
4.31.06.0.03


KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
TAHUN 2009

Rangkaian Kontrol Traffic Light
Tujuan :
Mahasiswa dapat memahami cara kerja dari rangkaian traffic light
Mahasiswa dapat membuat rangkaian traffic light menggunakan PLC Omron CPM2A
Mahasiswa dapat melakukan pengawatan terhadap rangkaian yang telah dibuat
Gambar Kerja :
Diagram Ladder Traffic Light



Diagram Mnemonic Traffic Light
LD 000.00
OR 010.00
OR TIM 001
AND NOT 000.01
AND NOT TIM000
OUT 010.00
TIM 000
#0050
LD TIM 002
OR 010.01
AND NOT TIM 001
OUT 010.01
TIM 001
#0030
LD TIM 000
OR 010.02
AND NOT TIM 002
OUT 010.02
TIM 002
#0050
END

Pengawatan











Prinsip Kerja :
Proses kerja dari sebuah traffic light adalah bergantian berurutan secara otomatis. Yang dimaksud bergantian disini adalah dalam satu proses kerja hanya ada satu output yang bekerja. Sedangkan berurutan maksudnya adalah dalam proses kerja bergantian tersebut pergantian outputnya berpindah secara urut. Dimulai dari merah kemudian hijau lalu kuning. Setelah kuning akan kemabali lagi secara otomatis ke merah. Dimana output atau beban yang digunakan berupa lampu indikator merah, kuning dan hijau. Pada posisi merah diatas, kuning ditengah dan hijau dibawah adalah merah kemudian hijau dilanjutkan dengan kuning. Pada rangkaian diatas dapat dilihat bahwa output 010.00 dihubungkan dengan beban lampu merah, output 010.01 dihubungkan dengan lampu kuning dan 010.02 dengan lampu hijau.
Ketika 000.00 ditekan out 010.00 akan bekerja, pada saat ini lampu merah menyala. Setelah 5 detik setting waktu tercapai kemudian output 01.002 bekerja dan lampu hijaupn menyala. Kemudian setelah setting waktu dari TIM002 tercapai output 010.01 akan bekerja (kuning) dan output 010.02 (hijau) mati atau off. Begitu seterusnya ketiga lampu ini akan bekerja begantian sesusai setting waktu dari timmer masing-masing output.

solar heater

LAPORAN PRAKTEK



PEMBUATAN UNIT INSTALASI
PEMANAS AIR ENERGI SURYA
(WATER SOLAR HEATER)

Disusun Untuk Memenuhi Tugas
Mata Kuliah Teknik Plumbing








Oleh :
Muhamad Agus Supriyanto 4.31.06.0.03






POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
KONSENTRASI HOTEL ENGINEERING
PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK PLUMBING
2008
KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis mengucapkan syukur alhamdulillah yang sebesar-besarnya kepada Allah SWT atas segala karunia, rezeki dan kasih sayang yang telah diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini pada waktunya dengan baik yang berjudul :
“PEMBUATAN UNIT INSTALASI PEMANAS AIR ENERGI SURYA (WATER SOLAR HEATER)”
Dalam pelaksanaan dan pembuatan laporan ini penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Tanpa menghilangkan rasa hormat, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam penyelesaian laporan ini.
Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih yang tak terhingga Semoga Allah SWT membalas atas semua kebaikan dan bantuan dari kalian semua dengan sesuatu yang lebih baik. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam perancangan dan pembuatan laporan ini. Oleh karena itu besar harapan penulis untuk menerima saran dan kritik dari para pembaca. Dan semoga laporan ini dapat memberikan manfaaat bagi para mahasiswa Politeknik Negeri Semarang pada umumnya dan dapat memberikan nilai lebih untuk para pembaca pada khususnya.

Semarang, Oktober 2008

Penulis






Daftar ISI

halaman juduL
kata pengantar
daftar isi
pendahuluan























BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Tiap hari di media masa dapat kita baca iklan Pemanas Air Tenaga Matahari dari berbagai merek. Hal ini merupakan indikator bahwa kesadaran masyarakat untuk menggunakan sumber energi alternatif semakin tinggi, sehingga produk pemanas air tenaga matahari begitu gencar diiklankan.
Apalagi, harga minyak dunia yang semakin mahal sehingga berpengaruh pada ongkos produksi listrik. Harga gas LPG juga semakin mahal. Dilain pihak, isu global warming juga menjadi magnet tersendiri sehingga orang lebih suka beralih pada energi alternatif untuk pemenuhan kebutuan air hangat mereka.
Tetapi, setidaknya untuk saat ini, pemanas air tenaga matahari hanya dapat dinikmati oleh kalangan berduit saja. Sebabnya, harga yang kelewat mahal. Untuk pemanas air berkapasitas sekitar 150 liter dengan luas kolektor 2 meter persegi, harga paling murah untuk produk dalam negeri dipatok Rp. 7.5 juta. Harga produk luar negeri lebih tinggi lagi. Untuk kapasitas yang sama dengan produk dalam negeri, mereka mematok setidaknya 50 sampai 100 % lebih mahal.
Apa sebab yang menjadikan produk pemanas air menjadi begitu mahal, dibandingkan dengan produk pemanas konvensional yang menggunakan bahan bakar gas atau listrik. Jawabnya, soalnya teknologinya rumit dan harus import. Kali lain, jawabnya, soalnya menggunakan bahan yang tahan karat dan harus diimport. Kali lain jawabnya karena tidak menggunakan listrik, bapak tinggal memutar kran saja dan keluar air panas.

Tapi yang jelas benar ialah, solar water heater (SWH) saat ini adalah bagian dari simbul status sosial dan kemapanan, setidaknya merupakan bagian dari kemewahan. Lihatlah, betapa megah dan mentereng rumah-rumah yang diatap gentengnya terpampang SWH.
Dilain pihak, selama produksi SWH masih dilakukan secara manual, jangan harapkan harga akan turun. Selalu ada alasan memasang harga SWH tetap tinggi. Kita tahu, di dalam kolektor pemanas terdapat pipa-pipa memanjang yang disusun secara parallel yang berguna untuk menyerap panas matahari. Konfigurasi pipa seperti pada SWH konvensional sulit untuk diproduksi massal. Pengelasan atau penyolderan antar sambungan harus dilakukan secara manual dan hati-hati, tentunya dengan kontrol kualitas yang memadai. Akibatnya, harga SWH menjadi mahal karena proses produksi tidak mungkin dilakukan secara automatis. Disamping itu, tangki air yang menggunakan bahan-bahan khusus, stainless steel marine grade, menjadikan harga produk menjadi tak terjangkau, terutama lapisan masyarakat bawah.
Pertimbangan Dalam Pemiliha SWH
Ada kesan dari iklan-iklan di media massa atau di berbagai website, seakan-akan SWH yang menghasilkan suhu air paling tinggi adalah yang paling baik. SWH yang berhasil mempertahankan suhu air panas, misalkan suhu 65 celcius sampai 48 jam adalah yang paling bagus kualitasnya. Sebagai konsequensi, harganya yang ditawarkan juga semakin tinggi.
Padahal suhu air hangat yang dibutuhkan untuk mandi sekitar 38 derajat celsius dan paling banter hanya 42 derajat celcius (untuk berendam). Artinya, meski panas yang dihasilkan dari SWH mencapai 65 derajat celcius, pada akhirnya kita harus mencampur dengan air dingin, untuk dapat memperoleh suhu air yang memadai untuk keperluan sehari-hari.
Untuk memperoleh suhu tinggi tersebut, banyak upaya yang harus dilakukan, dari sistem isolasi yang sangat tebal sampai dengan penurunan efiesiensi yang tinggi. Jika demikian, lantas untuk apa suhu yang kelewat tinggi jika air hangat yang dihasilkan hanya untuk keperluan mandi air panas?
Padahal untuk memperoleh air suhu tinggi berikut penyimpanannnya membutuhkan teknologi yang relatif rumit. Hal ini untuk menahan laju kehilangan panas yang nilainya sebanding dengan beda suhu antara sumber panas dengan lingkungan. Semakin tinggi beda suhu antara air panas dengan lingkungan, semakin tinggi pula panas yang hilang. Artinya, jika suhu air yang disimpan semakin tinggi, maka diperlukan pula sistem isolasi yang semakin tebal, dan tentunya mahal. Beberapa vendor menggunakan sistem isolasi pada tangki sampai setebal 5 cm.
Kedua, efisiensi penyerapan panas radiasi menjadi panas yang memanaskan air akan menurun seiring kenaikan suhu. Pada saat suhu air masih 25 derajat celcius, efisiensi penyerapan panas matahari bisa mencapai 85 %, dan mencapai nol pada saat suhu air mencapai 65 derajat. Hal ini karena pada suhu tinggi, terjadi kesetimbangan kalor antara energi yang diterima dengan yang dibuang dan dipancarkan kembali ke lingkungan. Artinya, diperlukan lagi lebih banyak energi matahari untuk menaikkan suhu air sehingga mencapai 65-70 derajat celcius. Beberapa vendor kemudian menggunakan kaca rangkap (double glazing) pada kolektor mereka untuk memperoleh suhu yang lebih tinggi.
Konkritnya, jika sebuah SWH dengan kolektor 2 meter persegi dapat memanaskan air sampai 150 liter sehingga suhunya mencapai 65 derajat celcius, maka jika energi yang dihasilkan SWH digunakan untuk memanaskan air 300 liter, akan diperoleh air hangat bersuhu 50-55 derajat celcius.
Yang Efektif Tidak Harus yang Bersuhu Tinggi
Dari uraian diatas, maka akan lebih menguntungkan menyimpan air pada suhu sedang, misalkan 50 derajat celsius, tetapi dalam jumlah yang melimpah, ketimbang menyimpan air pada suhu tinggi, misalkan sampai 65 atau 70 derajat celcius tetapi dalam jumlah yang sedikit. Toh dengan suhu 50 derajat celcius, pengguna sudah harus mencampur dengan air dingin agar layak digunakan untuk mandi. Kelebihan menyimpan air suhu sedang tetapi banyak, dibandingkan suhu tinggi, tetapi sedikit adalah:
1.Air suhu sedang lebih mudah disimpan dengan laju kehilangan kalor yang relatif lebih rendah ketimbang air suhu tinggi. Untuk menyimpan air suhu sedang tersebut tidak diperlukan sistem isolasi yang sangat bagus. Dengan demikian, sistem isolasi baik pada kolektor pemanas maupun tangki dapat menggunakan low cost material, misalkan plastik. Dengan menggunakan bahan plastik, harga jual produk ke konsumen akhirnya dapat ditekan. Kelebihan dari sisi produksi, penggunaan bahan plastik baik sebagai sistem isolasi pada tangki maupun pada kolektor memungkinkan produksi dilakukan secara massal dengan menggunakan sistem cor (moulding), cetak panas maupun mesin press hidrolis.
2.Konversi radiasi menjadi panas yang memanaskan air akan berjalan dengan laju tinggi pada saat suhu air belum mencapai kesetimbangan termal. Sebagai contoh, dengan luas kolektor 2 meter persegi dan curah intensitas matahari rata-rata 1000 watt/meter persegi selama dari jam 9 pagi sampai 3 sore hari, maka jumlah air hangat yang dihasilkan sampai mencapai 50 derajat celcius akan mencapai setidaknya 300 liter.
Desain Kolektor Sistem Flooding
Berangkat dari logika diatas, dikembangkan desain kolektor dan tangki yang efisien dari material berbahan murah. Desain tersebut menggunakan mekanisme kontak langsung antara penyerap sinar matahari dengan air yang dipanaskan, disebut sebagai sistem flooding. Sistem flooding sangat cocok untuk SWH suhu sedang, tetapi dengan jumlah air yang melimpah.
Kolektor yang kami desain menggunakan pipa-pipa tembaga yang disambung pararel sehingga terbentuk kolom-kolom air. Bagian bawah direkatkan dengan PVC sebagai isolator. Kolom air tersebut bagian dasarnya kemudian ditutup dengan menggunakan pelat PVC yang sekaligus berfungsi sebagai isolator air panas.
Hasil diatas menunjukkan bahwa desain flooding sangat efektif untuk pemanasan air suhu sedang. Hal ini disebabkan persentuhan langsung antara pelat kolektor dengan air. Ini berbeda dengan pada kolektor pada SWH konvensional, dimana radiasi matahari pertama memanaskan pelat datar, dan panas yang terjadi di ruangan dalam kolektor baru diserap oleh pipa-pipa tembaga untuk aliran air.















SWH Dengan Sistem Aktif
Rumah-rumah mewah yang memasang SWH umumnya menggunakan SWH yang bekerja berdasar efek termosifon. Air, jika dipanaskan massa jenisnya akan berkurang dibandingkan dengan ketika dingin. Akibatnya, air hangat akan bergerak pada lapis atas, sedang air dingin menempati bagian bawah. Efek termosifon tersebut menyebabkan air dingin dari lapis bawah tangki bergerak ke dasar kolektor sedang air yang sudah terpanaskan menuju tangki dan menempati bagian atas tangki.

Kelemahan metode termosifon, ialah diperlukan rangka atap yang kuat untuk menahan beban setidaknya sampai 300 kg, atau modifikasi rangka agar mampu menahan beban tersebut. Jelasnya, dengan sistem termosifon seperti SWH yang dijual umum di pasaran, hanya rumah-rumah yang mempunyai struktur rangka kuat yang dapat memasang SWH termosifon tersebut.
Alternatif lain adalah SWH sistem aktif. Pada sistem aktif, tangki ditempatkan di bawah posisi kolektor, misalkan dibawah genteng atau ditumpangkan diatas beton. Dengan cara demikian, berapapun air yang akan dipasankan tidak akan menjadi masalah. Untuk sirkulasi air, maka digunakan pumpa sirkulasi yang memumpa air dari tangki air panas ke kolektor.
Pertanyaan yang muncul, berapa daya pumpa yang diperlukan? Jangan-jangan besar. Kalau begitu, percuma dong menggunakan SWH matahari, tetapi tetap keluar ongkos listrik. Ok, agar jelas, marilah kita hitung berapa daya yang diperlukan oleh pumpa. Misalkan debit pumpa adalah 12 liter per menit, atau 0.2 liter per detik. Bila diasumsikan beda ketinggian antara tangki dan kolektor adalah 3 meter, maka daya yang diperlukan oleh pumpa tersebut, dengan mengasumsikan percepatan grafitasi g= 10 m/detik kuadrat adalah P=0. 2 x 10 x 3 = 6 Watt. Jika efisiensi pumpa adalah 50% (ini mah sudah pumpa yang sangat boros), maka daya yang diperlukan adalah 12 Watt. Daya sekecil ini hanya seukuran dengan daya yang diperlukan oleh lampu hemat energi, sehingga pemakaian pumpa sirkulasi praktis tidak membebani rekening listrik.
Dengan daya sekecil diatas, tidak ada alasan untuk mempermasalahkan penggunaan sistem aktif pada SWH. Dengan sistem aktif dan tangki di bawah atap, maka energi matahari dapat disimpan secara lebih efisien dalam bentuk air hangat yang melimpah (suhu 50 derajat celcius), tanpa ketakutan bahwa atap akan ambruk karena beban berat.
Prinsip Kerja Pemanas Energi Surya

Prinsip kerja pemanas air energi surya jenis thermosyphon adalah sebagai berikut, energi surya memanasi kolektor sehingga air dalam pipa kolektor menjadi panas, air yang panas ini mempunyai massa jenis yang lebih kecil dari air yamg lebih dingin disekitarnya sehingga bagian air yang panas ini merambat ke bagian atas kolektor, masuk dalam tangki penyimpan dan mendesak air yang lebih dingin kebagian bawah tangki penyimpan. Air dingin yang terdesak ini selanjutnya akan keluar dari tangki penyimpan dan melalui pipa aliran air dingin masuk kolektor dari bagian bawah kolektor.Karena sirkulasi air panas dari kolektor ke tangki penyimpan dan air dingin dari tangki penyimpan ke kolektor terjadi tanpa bantuan pompa maka sirkulasi ini disebut sirkulasi natural atau yang lebih dikenal sebagai prinsip thermosyphon.
Air dingin yang masuk kolektor akan dipanasi lagi dengan energi surya yang diterima kolektor. Karena temperatur air dalam kolektor lebih tinggi dari temperatur air yang ada dalam tangki penyimpan maka sirkulasi natural akan terus berlangsung selama kolektor menerima energi surya dan akibatnya air dalam tangki penyimpan tergantung pada energi surya yang diterima kolektor, luas kolektor, banyaknya air dan kualitas bahan isolasi tangki penyimpan ( umumnya air dalam tangki penyimpan dapat mencapai temperatur 600 – 800 C ).

Bagian – bagian Pemanas Air

Energi matahari hanya dapat diperoleh pada cuaca cerah dari pagi sampai sore hari, karenanya alat pemanas air energi surya harus mempunyai efisiensi yang baik dan ukuran yang memadai untuk melayani semua keperluan tertentu, selain itu umumnya pemanas air energi surya dilenkapi dengan tangki penyimpan air panas agar air panas tetap dapat diperoleh pada malam hari. Ada beberapa macam sistem pemanas air dan yang paling banyak dipakai adalah pemanas air tenaga surya system thermosyphon, hal ini disebabkan karena systemnya yang sederhana tetapi efisien. Bagian-bagian pemanas air thermosyphon sbagai berikut :
1.Kolektor surya, pada bagian ini air dipanaskan.
2.Tangki penyimpan, pada bagian tangki penyimpan ini air panas dari kolektor disimpan untuk digunakan pada waktunya, tangki ini diisolasi untuk mencegah agar air dalam tangki tidak cepat menjadi dingin. Posisi tangki penyimpan harus lebih tinggi dari kolektornya (umumnya berjarak 25 – 50 cm).
3.Pipa aliran air panas, pipa ini menghubungkan pipa keluaran (bagian atas) kolektor dengan saluran air panas masuk (bagian atas) tangki penyimpan. Pipa ini harus diisolasi.
4.Pipa aliran air dingin, pipa ini menghubungkan pipa masuk (bagian bawah) kolektor dengan saluran air dingin keluar (bagian bawah) tangki penyimpan. Pipa ini harus diisolasi.
5.Pipa aliran air penyuplai, pipa ini menghubungkan pipa masukan (bagian bawah) tangki penyimpan dengan saluran air penyuplai keluar (bagian bawah) tangki penyuplai.
6.Keran pengeluaran air panas,digunakan untuk mengeluarkan air panas yang akan dipakai. Keran pengeluaran air panas harus berada pada bagian atas tangki penyimpan.
7.Pipa ventilasi, untuk saluran udara keluar, saluran udara ini juga mencegah terjadinya tekanan lebih karena udara atau uap air.

Kolektor surya terdiri dari 4 bagian :
1.Absorber
Absorber terbuat dari pelat tembaga yang dicat hitam, pada pelat absorber ini pipa yang berisi air ditempelkan. Warna hitam merupakan warna yang memiliki daya serap tinggi terhadap energi surya dan air di dalam pipa menjadi panas karena energi matahari ini, temperatur dalam kolektor dapat mencapai 1500 C.
2.Kotak Kolektor
Kotak kelektor terbuat dari kayu yang di dalam terdapat glass wool 4 lapis dan diatasnya ditutup atau dilapisi seng atau plat.Absorber dimasukan dalam kotak kayu yang mempunyai tebal 10-15 cm. Pelat absorber umumnya diletakkan ditengah (5 - 7,5 cm dari dasar kotak) Pada bagian pojok kanan atas dan bagian pojok kiri bawah dilubangi untuk pipa inlet dan pipa outlet
3. Lapisan Isolasi
Lapisan isolasi yang terdiri dari material yang dapat menahan panas keluar dari kolektor diletakkan di dasar kotak dan umumnya mempunyai tebal 5 cm.
Lapisan ini menggunakan glass wool.
4.Tutup Kaca
Tutup kaca berfungsi untuk mempertahankan panas pada kolektor, tebal kaca umumnya 4 – 5 mm.Tutup kaca harus mempunyai sifat meneruskan energi surya ke pelat absorber tanpa terlalu banyak bagian energi surya yang diserap atau dipantulkan oleh tutup kaca tersebut. Selain mempertahankan panas dalam kolektor tutup kaca berfungsi menghindari hilangnya panas karena angin.




BAB 1
HEAT ABSORBER
Umum
Heat Absorber adalah suatu unit yang berfungsi sebagai menyerap panas matahari kemudian panas tersaebut digunakan untuk memanaskan air yang ada di dalam heat absorber tersebut. Heat absorber ini terbuat dari pipa – pipa tembaga yang dipasang secara pararel yang dilas menjadi satu. Penyambungan antar pipa mengunakan las brazing pipa tembaga yang lunak tidak ikut meleleh ketika pengelasan. Bentuk dari heat absorber ini berupa bentangan yang nantinya dipasang miring menghadap sinar matahari. Bentuk seperti ini membantu penyerapan panas karena sifat panas yang yang mudah diserap oleh benda yang berpenampang luas.

Tujuan
Tujuan dari pembuatan heat absorber ini adalah agar mahasiswa dapat :
melaksanakan pembuatan heat absorber itu sendiri secara baik dan benar
melakukan pengelasan terhadap pipa – pipa tembaga secara baik dan benar
merancang pemasangan heat absorber
mengetahui cara mengelas pipa tembaga dengan sistem brazing secara baik dan benar

Alat dan Bahan yang Digunakan
Alat :
Obeng ( - dan + ) - Las bruzing
Tang - Mistar
Palu besi - Siku
Palu karet - Ragum
Palu kayu - Kuas
Kikir - Burring reamer
Pensil - Gunting seng
Pipe cutter - Mesin penekuk seng
Jointer - Barel union
Mesin bor - Kunci inggris
Kunci pipa

Bahan :
Pipa tembaga Ø ¼” - Seal tape
Pipa tembaga Ø ½” - Kaca
Pipa galvanis - Glass wool
Klem - Karet
Fitting elbow - Penyiku
Cat warna hitam - Selang plastik
Thinner - Skrup
Kayu - Drum
Lem - Seng
Paku - Zak / pembungkus
Amplas - Kawat bendrat
Kran - Dempul
Frame

LANGKAH KERJA
Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
Mengukur pipa sesuai ukuran yang diperlukan
Memotong pipa yang sudah ukur
Sebelum dilas, rangkai dahulu komponen yang sudah dipotong supaya mudah saat dilas
Pipa tembaga dengan diameter ¼ “ dengan panjang masing – masing 60 cm dan jumlah 6 buah pipa dan 2 buah pipa berukuran ½ ” ukuran masing – masing 72 cm .
Selanjutnya lubangi pipa yang berukuran ½ “ dengan jarak yang sama antar lubang, lubang ini berfungsi untuk memasang pipa berukuran ¼“ yang akan disambung berjajar satu sama lain dengan di las.
Setelah pipa ukuran ½ “ semuanya telah dilubangi dengan jarak yang sama antar lubang , pipa – pipa di sambung tersebut di las sehingga membentuk persegi panjang berjeruji jajar.
Untuk proses finishing pada pipa absorber , lakukan pengecatan dengan menggunakan warna hitam,selain warna hitam yang bersifat menyerap panas juga agar pipa absorber tampak rapi dan bagus.
Lakukan pengelasan dahulu pada bagian bingkai ,setelah itu dilanjutkan pada ram-ramnya sehingga komponen tersebut menjadi rangkaian yang kuat dan bisa digunakan.
Cek sambungan rangkaian dengan menggunakan air yang diberi tekanan antara 3 – 5 bar dalam posisi tertutup.
Langkah Selanjutnya adalah membuat box instalasi air panas dengan menggunakan papan kayu dengan ukuran 2 x 15 x 70 (2 buah) dan 2 x 15 x 55 (2buah). Berilah lubang di kedua samping bok tersebut dan kasih alur di atas dan bawahnya untuk tempat kaca dan penutup bawah, serta menyiapkan dudukan untuk instalasi ini
Tutuplah bagian bawah dengan menggunakan glass wool yang dilapisi dengan menggunakan seng yang diperkuat dengan paku agar tidak berubah posisi semula
Pasang penyiku untuk penyangga instalasi pemanas
Pasanglah rangkaian pipa kedalam bok.di atas penyiku dan diikat dengan kawat bendrat. Catlah komponen dengan cat warna hitam, pasang karet ban di alur bagian agar udara panas yang bada didalam box tidak cepat hilang
Tutuplah bagian atas dengan kaca dan agar kaca tidak lepas maka diberi frame yang terbuat dari aluminium yang diperkuat dengan paku, dan pada sela – sela pada kaca dan frame diberi silent, agar air tidak meresap kedalamnya
Pasang stop kran di kedua ujung pipa dan untuk ujung pertama di sambung dengan tangki atap, sedangkan ujung kedua dihubungkan dengan tangki distribusi dengan menggunakan penyambung fitting
Kemudian rangkailah semua bagian instalasi tersebut dengan kuat
Rangkaian siap dilakukan pengujian






















Gambar Kerja


























































Pembahasan Hasil Praktek
Pemotongan pipa dibutuhkan waktu (30 menit), karena pemotongan pipa ini menggunakan pipe cutter 2 buah dan tenaga yang cukup kompeten sehingga waktu (30 menit) itu dinilai cukup untuk mengerjakannya
Membersihkan bram dan mengikir (30 menit), pembersihan ini dilakukan pada pipa yang telah selesai dipotong agar ujung pada pipa tidak tajam dan aman dalam pemakaiannya serta untuk meratakan hasil pemotongannya
Mengelas (120 menit), dalam mengerjakan pengelasan ini harus teliti, karena keunggulan suatu dari instalasi adalah tergantung pada pengelasannya. Jarak benda kerja dengan alat lasnya adalah 3 cm dengan <30º dan sebelum dilas harus diberi dengan bahan tambah yaitu pasta, untuk mempermudah dalam pengelasannya
Membuat box dan dudukan (300 menit), untuk membuat ini diperlukan kayu yang kuat yang beban yang ditanggung cukup besar, dalam pembuatannya juga harus diperhatikan langkah dan keamanannya karena langsung berhubungan langsung dengan mesin, serta dalam pembuatan ini cukup diperlukan waktu 300 menit dengan tanaga yang cukup ahli
Memberi glass wool (10 menit), glass wool adalah suatu bahan yang berbentuk serabut dan berfungsi sebagai peredam suara, penyimpan panas. Bahan ini sangat cocok digunakan untuk bahan tambah penyimpan panas karena bahan mudah menyerap panas dan juga tahan lama
Memasang plat pada bok (30 menit) seng adalah bahan stainlis yang mudah untuk dibentuk sesuai dengan keinginan. Bahan ini sering digunakan sebagai pembungkus glass wool untuk penyimpan air panas
Memasang penyangga untuk instalasi air panas (15 menit), pemasang penyangga ini harus kuat, agar keseimbangan dari instalasi tersebut tetap terjaga serta tidak goyah jika terjadi goncangan dari luar
Memasang rangkaian pipa instalasi kedalam bok (20 menit), pemasangan pipa instalasi harus hati – hati dan sejajar dengan lubang inlet dan out let
Mengecat (15 menit), untuk pengecatan ini dilakukan ditempat yang cukup, agar hasil catnya tidak kotor dan cepat kering, pengecatan dilakukan secara berulang –ulang agar catnya mengkilap dan tebel sehingga cepat menyerap panas
Memasang kaca dan frame serta memberi sillen (30 menit), dalam pemasanngan kaca ini, kaca yang harus dipakai adalah kaca 5mm, karena lebih aman, dan sebelum kaca diberi karet untuk mencegah air yang masuk dari luar yang dilengkapi dengan frame dari plat alumunium, sehingga kaca yang dipasang menjadi kokoh
Memasang stop kran (60 menit)
Memasang pipa galvanis ( menyambung dengan rangkaian pada bok ) (90 menit)
Membuat lubang pada tangki air dingin dan tangki air panas (60 menit)
Mengelas tangki untuk air dingin (20 menit)
Mengelas tangki penyimpan air panas (45 menit)














BAB 2
KOTAK KOLEKTOR
Umum
Kotak kelektor terbuat dari kayu yang di dalam terdapat glass wool 4 lapis dan diatasnya ditutup atau dilapisi seng atau plat.Absorber dimasukan dalam kotak kayu yang mempunyai tebal 10-15 cm. Pelat absorber umumnya diletakkan ditengah (5 - 7,5 cm dari dasar kotak) Pada bagian pojok kanan atas dan bagian pojok kiri bawah dilubangi untuk pipa inlet dan pipa outlet. Kotak kolektor berbentuk prsegi panjang dengan ukuran 90 cm x 75 cm x15 cm tebal kayu 1cm. Pada keliling kotak kolektor dipasang seal karet untuk pemasangan kaca agar kaca tidak goyang dan kontruksi pemasangannya lebih kuat. Dan pada keliling bagian luar kotak kolektor dipasang plat siku untuk menahan kaca dan juga mencegah air hujan masuk pada bagian kotak kolektor .

Tujuan :
Mahasiswa mengetahui cara pembuatan kotak kolektor
Mahasiswa mengetahui bagian – bagian dan fungsi dari kotak kolektor pada pemanas air solar heater
Mahasiswa dapat melaksanakan pembuatan kotak kolektor dengan benar
Mahasiswa dapat merangkai atau memasang kotak kolektor dengan kelengkapan solar heater yang lain

Alat dan Bahan :
Gergaji kayu - Papan kayu tebal 1 cm
Palu besi - Karet ban
Kikir - Kaca tebal 4mm
Amplas - Lem alteco
Mistar - Paku kecil
Plat atau seng - Kawat bendrat
Besi siku - Cat hitam
Siku allumunium - Baut kayu
Bor listrik - Mata bor

Langkah Kerja
Siapkan alat dan bahan
Potong papan sesuai ukuran pada gambar kerja
Berilah coakan pada salah satu sisi pada tiap papan
Buatlah kotak terbuka dengan salah satu sisi ditutup dengan triplek sebagai alas
Setelah kotak jadi isilah kotak tersebut dengan glass wool dengan ketebalan sekitar 7 cm
Pasanglah plat seng yang sudah ditekuk sesuai bentuk kotak sebagai penutup glass wool dengan kedalaman setengah dari tinggi kotak dengan cara dipaku dengan paku ukuran kecil
Buatlah dua lubang pada sisi samping yang berdekatan dengan sudut secara beseberangan (lebar lubang sesuai dengan pipa ukuran ½ inchi)
Catlah kotak tersebut dengan cat warna hitam
Setelah kering berilah lapisan karet pada coakan yang telah dibuat, gunakan lem sebagai perekat
Pasanglah rangkaian pipa tembaga yang sudah dicat kedalam kotak, tempatkan inlet dan outlet sesuai dengan lubang yang dibuat
Gunakan besi siku untuk menahan pipa agar tidak goyah
Ikat pipa dengan siku menggunakan kawat bendrat
Pasanglah kaca sebagai penutup terakhir
Sebagai penahan kaca agar tidak jatuh gunakan siku allumuiun mengelilingi kaca
Bersihkan kotak dan lanjutkan membuat tangki
Gambar Kerja





























































































Kesimpulan

Dalam pembuatan kotak kolektor ini yang perlu diperhatikan adalah masalah ukuran satu komponen dengan yang lain. Misal dalam pemotongan seng penutup glasswool. Agar bisa masuk dengan pas maka ukurannya dikurangi 2 – 4 mm. Jika tidak hati – hati dalam mengukur maka yang akan terjadi adalah seng tidak dapat masuk sehingga perlu diganti lagi. Penggantian dilakukan karena sifat seng yang sudah ditekuk susah untuk dikembalikan seperti semula. Kalaupun bisa hasilnya akan jelek sehingga nilai keindahannya jadi berkurang.

Hal lain yaitu cara mamasukka pipa kedalam kotak. Agar pipa bisa masuk maka lubang dibuat perlu dipotong pada bagian tengahnya. Setelah pipa masuk potongan kayu tadi dipasang lagi menggunakan lem.

Agar tidak terlalu makan banyak waktu berhati – hatilah bekerja pada benda kerja yang sudah dicat. Karena bila catnya mengelupas kita harus mengecat ulang, hal ini menjadikan pekerjaan tidak efisien karena banyak waktu terbuang untuk mengecat hingga cat menjadi kering.

BAB 2
MEMBUAT TADON AIR DINGIN
Umum
Tangkai penyuplai dapat dibuat dari tangki drum besi atau plastic tapi pipa penghubung ke tangki penyimpanan sebaiknya dan seharusnya menggunakan pipa yang bersifat tahan panas (pipa besi atau tembaga ), pada tangki penyuplai terdapat inlet dan outlet jadi harus dipasang sambungan ( nepel ) inlet dari tandon air ( sumur ) ouolet menuju tangki penyimpanan air panas. Kapasitasnya boleh lebih besar atau sama dengan tangki penyimpanan agar pengisian tangki penyuplai tidak terlalu sering.
Tangki penyuplai tidak prlu diisolasi tapi harus tahan terhadap cuaca luar, bagian atas tangki harus ditutup agar tidak kemasukkan kotoran dan air hujan.posisi tangki pnyuplai harus lebih tinggi dari tangki penyimpanan atau dapat juga diletakkan diatas tangki penyimpanan air panas.

Tujuan :
1.Mahasiswa dapat merancang pembuatan tandon air dingin untuk instalasi air panas solar heater
2.Mahasiswa dapat mempraktekan pembuatan tandon air dingin pada instalasi pemanas air solar heater
3.Mahasiswa dapat memasang tandon air dingin pada instalasi solar heater


Alat dan Bahan
Obeng ( - dan + ) - Tang
Kunci pipa - Palu besi
Palu karet - Kunci inggris
Palu kayu - Barel union
Kikir - Mesin bor
Pensil - Jointer
Pipe cutter - Mesin penekuk seng
Las bruzing - Gunting seng
Mistar - Burring reamer
Siku - Kuas
Ragum - Kran
Pipa tembaga Ø ¼” - Frame
Pipa tembaga Ø ½” - Kawat bendrat
Pipa galvanis - Seng
Klem - Drum
Fitting elbow - Skrup
Cat warna hitam - Selang plastik
Thinner - Penyiku
Kayu - Glass wool
Lem - Kaca
Paku - Seal tape
Amplas

Langkah Kerja
1.Siapkan alat dan bahan : tangki, las brazing, nipple.
2. Tangki dilubangi 2 lubang untuk :
a.Pipa dari inlet dari sumber
b.Pipa dari outlet ke kolektor.
3.Pasang nipple pada lubang kemudian dilas brazing
4.Agar tangki penyimpanan terlindung dari hujan pada bagian atas dipasang pelindung (atap) agar air hujan dapat langsung turun ke bawah tidak menggenang di tangki tersebut.
Setelah tangki penyuplai dan semua bagian solar water heater selesai bagian-bagian tersebut siap dirangkai/diinstalasi.
Gambar Kerja










































Kesimpulan

Dalam sistem pipa ganda tekanan air pada peralatan plambung tidak banyak berubah, karena hanya terpengaruh oleh tinggi rendahnya muka air dalam tangki atas. Sedangkan dalam sistem pipa tunggal, tekanan air pada peralatan plambing akan bertambah pada waktu pompa bekerja mengisi tangki. Dalam sistem ini ukuran pipa ditentukan berdasarkan pengalioran air dari tangki atas ke peralatan plambing. Dan bukan didasarkan pada waktu pengisian tangki dengan pompa.
Beberapa hal yang prlu diperhatikan dalam perancangan sistem pipa:
1.Sistem manapun yang dipilh , pipa harus dirancang dan dipasang sedemikian rupa sehingga udara manapun air kalau perlu dapat dibuang/ dikeluarkan dengan mudah.
2.Pipa mendatar pada sistem pengaliran ke atas sebaliknya dibuat agak miring ke atas (searah aliran), sedang pada sistem pengaliran kebawah dibuat agak miring kebawah. Kemiringannya sekitar 1/300
3.Perpipaan yang tidak merata, melengkung keatas atau melengkung kebawah, harus dihindarkan. Kalau akibat sesuatu hal tidak dapat dihindarkan (misalnya ada perombakan gedung) hendaknya dipasang katub pelepas udara.
4.Harus dihindarkan membalik arah aliran. Misalnya, pipa cabang tegak akan melayani daerah di atasnya pipa utama mendatar, tetapi penyambungannya diarahkan ke bawah lebih dahulu.










BAB 3
MEMBUAT TANDON AIR PANAS

Umum
Karena volume air akan berubah dengan berubahnya temperatur air tersebut, maka diperlukan suatu bagian peralatan yang dapat menampung perubahan yang dapat menampung perubahan volume tersebut. Biasanya dipasang pipa ekspansi atau tangki ekspansi pada tangki penyimpanan/pemanas atau ketel pemanas.

1. Jenis terbuka
Jenis ini dapat berupa suatu pipa yang dipasang khusus dari pemanas keatas sampai kesuatu tangki diatap yang terbuka( tekanan muka air sama dengan tekanan udara sekelilingnya).cara ini juga dapat “melepaskan” udara yang terpisah dari air dalam pemanas ,menggelembung melalui pipa tersebut ke dalam tangki di atap tadi. Pipa ekspansi tersebut diatas harus dipasang khusus dan terpisah dari pipa-pipa lainnya dan tidak ada katup yang dipasang pada pipa tersebut.

Ketinggian pipa ekspansi tersebut harus cukup agar tidak terjadi air panas meluap dari pipa atau tangki diatap tadi,apabila dipasang suatu tangki ekspansi maka pada tangki tersebut perlu dilengkapi dengan pipa pengisi (air dingin), pipa peluap, pipa penguras, dan pipa ven.pada dasarnya kapasitas tangki ekspansi dihitung berdasarkan volume seluruh air panas yang berada dalam sistem termasuk tangki penyimpanan, dan berdasarekan pemuaian air akibat perubahan temperatur dari air dingin menjadi air panas. Secara kasar dapat diperkitakan volume tangki ekspansi sebesar 10% dari tangki penyimpanan atau pemanas.
Dalam beberapa kasus tangki ekspansi merangkap pula sebagai tangki pengisi alat pemanas, sehingga volumenya harus diperhitungkan sebagai volume tangki pengisi sesuai kebutuhan air panas.

1.Tangki ekpansi jenis tertutup dan katup pengaman
Pipa ekpansi sulit dipasang dalam keadaan – keadaan berikut :
Dalam sistem pemyediaan air sambungan langsung
Dalam sistem dengan tangki tekan
Dalam sistem penyediaan air setelah melewatikatup reduser tekanan
Alat pemanas dipasang sangat jauh dari sumber air dingin seperti tangki atap yang cukup tinggi
Dalam keadaan tersebut di atas dipasang tangki ekspansi tertutup dan udara dalam tangki tersebut akan menyerap perubahan volume air akibat perubahan temperatur. Perlu pula dilenkapi dengan katup pengaman pada alat pemanas.

Konstruksi dan Kapasitas Alat dalam Sistem
Jenis Alat
1. Alat pemanas
Alat pemanas sesaat
Alat pemanas jenis ini tidak mennyimpan air panas, dan biasanya menggunakan gas atau listrik sebagai sumber panas. Laju aliran air dingin yang masuk kedalam pemanas sama dengan kebuuan puncak air panas.
Ketel air panas satu jalan
Dalam ketel semacam ini, air masuk kedalam suatu rangkaian pipa dalam ruangan ketel dan keluar sebagai air panas. Hanya ada sejumlah kecil air yang tersimpan, didalam rangkaian pipa itu sendiri. Sebagai sumber air panas digunakan gas atau minyak bakar. Banyak digunakan untuk pemanas dalam pabrik – pabrik, tetapi jarang untuk gedung biasa.
Tangki pemanas untuk air minum
Biasanya jenis ini dipasang dalam kantor untuk penyediaan air panas untuk membuat minuman, pada tempertur 80° sampai 90°C.
Tangki air panas
Pemanas air jenis ini berfungsi pula sebagai tangki penyimpan dan sebagai sumber panas ada yang menggunakan gas, minyak bakar atau listrik.
Pemanas lainnya
Disamping pemanas dari jenis – jenis yang telah dibahas di atas, ada babarapa jenis lagi yang khusus :
Pemanas air bak mandi kombinasi
Pemanas listrik yamg direndam langsung dalam bak mandi
Pemanas dengan menyemprotkan dengan uapuntuk meredam suaragemuruh akibat terbentuknya gelembung-gelembung

Tangki penyimpan air panas
Penggunaan air panas dalam sehari berubah ubah, denagn perbedaan yang cukup besar aqntara laju aliran maksimum dan minimum. Agar supaya perlu disediakan pemanas dengan kapasitas pemanas yang terlalu besar, maka proses pemanasan dilakukan untuk jangka waktu yang lebih lama dan jumlah air yang dibutuhkan selama kebutuhan jam puncak disediakan dalam tangki penyimpan.

4. Tangki penukar kalor
Pemansas jenis ini disebut juga penukar kalor tidak langsung. Dimana air dipanaskan oleh uap panas atau air sangat panas.

PERALATAN YANG DIGUNAKAN
Obeng ( - dan + ) - Burring reamer
Tang - Kunci pipa
Palu besi - Barel union
Palu karet - Kunci inggris
Palu kayu - Mesin bor
Kikir - Jointer
Pensil - Mesin penekuk seng
Pipe cutter - Gunting seng
Las bruzing - Kuas
Mistar - Ragum
Siku - Seal tape
Pipa tembaga Ø ¼” - Frame
Pipa tembaga Ø ½” - Kawat bendrat
Pipa galvanis - Zak / pembungkus
Klem - Seng
Fitting elbow - Drum
Cat warna hitam - Skrup
Thinner - Selang plastik
Kayu - Penyiku
Lem - Karet
Paku - Glass wool
Amplas - Kaca
Kran


















BAB 4
MENENTUKAN LOKASI DAN POSISI SOLAR WATERHEATER

5.1 TUJUAN
Diharapkan mahasiswa dapat :
1.Mengetahui urutan pemasangan instalasi solar water heater
2.Mengetahui bagian-bagian instalasi solar water heater
3.Memasang instalasi solar water heater
4.Membuat instalasi solar water heater


5.2 TEORI DASAR
Energi matahari hanya dapat diperoleh pada cuaca cerah dari pagi sampai sore hari, karenanya alat pemanas air energi surya harus mempunyai efisiensi yang baik dan ukuran yang memadai untuk melayani semua keperluan tertentu, selain itu umumnya pemanas air energi surya dilenkapi dengan tangki penyimpan air panas agar air panas tetap dapat diperoleh pada malam hari. Ada beberapa macam sistem pemanas air dan yang paling banyak dipakai adalah pemanas air tenaga surya system thermosyphon, hal ini disebabkan karena systemnya yang sederhana tetapi efisien. Bagian-bagian pemanas air thermosyphon sebagai berikut :
1.Kolektor surya, pada bagian ini air dipanaskan.
2.Tangki penyimpan, pada bagian tangki penyimpan ini air panas dari kolektor disimpan untuk digunakan pada waktunya, tangki ini diisolasi untuk mencegah agar air dalam tangki tidak cepat menjadi dingin. Posisi tangki penyimpan harus lebih tinggi dari kolektornya (umumnya berjarak 25 – 50 cm).
3.Pipa aliran air panas, pipa ini menghubungkan pipa keluaran (bagian atas) kolektor dengan saluran air panas masuk (bagian atas) tangki penyimpan. Pipa ini harus diisolasi.
4.Pipa aliran air dingin, pipa ini menghubungkan pipa masuk (bagian bawah) kolektor dengan saluran air dingin keluar (bagian bawah) tangki penyimpan. Pipa ini harus diisolasi.
5.Pipa aliran air penyuplai, pipa ini menghubungkan pipa masukan (bagian bawah) tangki penyimpan dengan saluran air penyuplai keluar (bagian bawah) tangki penyuplai.
6.Keran pengeluaran air panas,digunakan untuk mengeluarkan air panas yang akan dipakai. Keran pengeluaran air panas harus berada pada bagian atas tangki penyimpan.

Prinsip kerja pemanas air energi surya jenis thermosyphon adalah sebagai berikut, energi surya memanasi kolektor sehingga air dalam pipa kolektor menjadi panas, air yang panas ini mempunyai massa jenis yang lebih kecil dari air yamg lebih dingin disekitarnya sehingga bagian air yang panas ini merambat ke bagian atas kolektor, masuk dalam tangki penyimpan dan mendesak air yang lebih dingin kebagian bawah tangki penyimpan. Air dingin yang terdesak ini selanjutnya akan keluar dari tangki penyimpan dan melalui pipa aliran air dingin masuk kolektor dari bagian bawah kolektor.Karena sirkulasi air panas dari kolektor ke tangki penyimpan dan air dingin dari tangki penyimpan ke kolektor terjadi tanpa bantuan pompa maka sirkulasi ini disebut sirkulasi natural atau yang lebih dikenal sebagai prinsip thermosyphon.
Air dingin yang masuk kolektor akan dipanasi lagi dengan energi surya yang diterima kolektor. Karena temperatur air dalam kolektor lebih tinggi dari temperatur air yang ada dalam tangki penyimpan maka sirkulasi natural akan terus berlangsung selama kolektor menerima energi surya dan akibatnya air dalam tangki penyimpan tergantung pada energi surya yang diterima kolektor, luas kolektor, banyaknya air dan kualitas bahan isolasi tangki penyimpan ( umumnya air dalam tangki penyimpan dapat mencapai temperatur 600 – 800 C ).

Setelah komponen – komponen sistem solar water heater ( kolektor, tangki penyimpan air panas , tangki air dingin ( penyuplai ) selesai dibuat maka untuk mengintalasi komponn – komponen tersebut beberapa hal yang prlu diperhatikan adalah :
1.Sistem pemanas air sebaiknya diletakkan didekat tempat yang memrlukan air panas ( tempat cuci, dapur , kamar mandi , dll)
2.Sistem pemanas air sebaiknya dletakkan di dekat sumber air untuk mempermudah pngisian tangki penyuplai.
3.Sistem pemanas air sebaiknya diletakkan di tempat terbuka sehingga enrgi surya tidak terhalang oleh pohon dan bangunan tinggi.
4.Arah kolektor harus memperhatikan jalur matahari dari terbit sampai terbenam . Untuk daerah yang terletak di selatan katulistiwa arah kolektor diarahkan ke utara , sementara untuk daerah yang terletak diutara katulistiwa arah kolektor di arahkan ke selatan,sedangkan kemiringan kolektor dibuat antara 300 - 750 trhadap permukaan tanah.

Setelah mempertimbangkan hal tersebut maka system solar water heater siap dipasang dan digunakan.


5.3 ALAT DAN BAHAN
- Pipe cutter - Tabung las dan bender
- Palu + Paku - Tang kombinasi
- gutting platkikir - Penggaris
- Ragum - Penggores
- Pemotong kaca - spidol
- Gergaji - Cat hitam
- Alteco - Kuas
- Dempol - Seal karet
- Nipple - Pipa tembaga
- Knee - Korek
- Selotip - Elektroda + Borak
- Glass wool - seng
- Kayu - Wrench
- Kunci pipa - podium
- selang - kawat


5.6 KESELAMATAN KERJA
1.Berdoa sebelum bekerja
2.Memakai wearpack.
3.Gunakan alat sesuai dengan fungsi
4.Tanyakan instruktur jika mengalami kesulitan.
5.Jangan bergurau saat bekerja.
6.Kembalikan alat pada tempatnya setelah selesai bekerja .

5.7 LANGKAH KERJA
1. Siapkan alat dan bahan
2. Membuat absorber
3. Membuat kotak kolektor
4. Memasang absorber ke kotak kolektor.
5. Membuat tangki penyimpan
6. Membuat tangki penyuplai
7. Menginstalasi bagian-bagian solar water heater
8. Menguji instalasi solar water heater
9. Menentukan lokasi solar water heater


Gambar Kerja


























Penempatan kolektor yang tepat dengan sudut kemiringan 30 – 37 o menghadap matahari

BAB 5
DAFTAR PEMERIKSAAN

Pengendalian Kualitas Air

Air di dalam tangki penyimpanan air panas biasanya dijaga pada temperatur 55 sampai 60˚C sehingga sebagian dalam tangki atau pipa air panas akan cenderung mudah berkjarat. Jelaslah, bahwa pada waktu pemeriksaaan, peril perhatian khusus untuk mengerahui apakah ada gejala berkarat pada bahan tangki dan pipa air panas.
Dalam pipa penyimpoanan air poanas kecil kemungkinan adanya pencemaran oleh bakteri patogen, karena temperatur air yang cukup tinggi. Hal lain yang perlu diperiksa adalah temperatur air,ph,kekeruhan, kromantisan, rasa dan bau.

Peralatan dan perlengkapan instalasi yang berhubungan dengan air panas dan dibuat dari timah hitam,tembaga,besi atau baja,mangan dan seng,perlu diberi perhatian khusus pada waktu pemeriksaan,bahkan baja yang dikatakan sebagai “tahan karat” (stainlist steel), yang pada masa belakangan ini banyak igunakan terutama untuk instalasi air panas, perlu diperiksa mengenai gejala berkarat sebagaiakibat tegangan yang timbul (gejala ini sering dinamakan stress corrosion).











Kadar sisa klorin sering menunjukan nilai yang lebih rendah, kalau dilakukan poemeriksaan dengan kondisi yang samaseperti pada kondisi air dingin.penilaian harus dilakukan untuk keseluruhan sistem, yaitu air dingin dan air panas.
Kalau ada salah satu aspek pemeriksaan menunjukan hasil yang tidak normal, maka seluruh sistem air panas perlu diperiksa untuk menyimpulkan penyebabnya, dan kemudian segera diambil langkah perbaikan seperlunya. Hasil perbaikan selalu harus dicacat/direkam dalam buku pemeliharaan, untuk digunakan sebagai bahan pertimbangan pada kegiatan pemeriksaaan berikutnya.

Pengatur temperatur panas air
Pemanas air biasanya diatur agar dapat menyediakan air panas masuk pipa pada temperatur sekitar 55˚ sampai 60˚ C. Secara umum dapat dikatakan kalau temperatur air panas terlalu tinggi, kerugian yang timbul akibat kehilangan kalor melalui dinding – dinding pipa dan tangki akan bertambah besar. Di samping itu bertambah pula bahaya terhadap pemakai air panas.
Pertimbangan inilah yang menyebabkan mengapa pengatur temperatur air panas perlu diperiksa baik – baik.

Pemeriksaan Atas Pipa
Mencegah Celah Udara
Seperti halnya dalam instalasi air dingin, maka pada beberapa peralatan dalam instalasi air panas perlu pula dijaga adanya celah udara untuk mencega masuknya air kotor kedalam sistem air panas akibat aliran balik. Ukuran celah udara ini sama dengan yang di syaratkan bagi instalasi air dingin
3.3.2 pemeriksaan kebocoran dan karat
Pemeriksaan berkala perlu dilakukan untuk mengetahui lebih dini kemungkinan gejala karat dan kebocoran dalam sistem air panas. Hala ini untuk mencegah terjadinya kecelakaan yang berbahaya karena menyangkut air panas. Kebocoran air biasanya terjadi pada sambungan pipa dengan pipa, pipa dengan peralatan plambing, bagian pipa yang semakin tipis karena termakan karat. Juga bisa timbul pada bagian pipa atau sambungan yang rusak yang berlebihan.
Korosi juga timbul, tidak hanya disebabkan oleh bahannya, tapi oleh factor kimiawi dari sifat airnya (misalnya pH dan karbon bebas) dan factor fisik (misalnya temperatur dan laju aliran air)
Pada umumnya pipa dari baja-karbon dan tembaga banyak digunakan untuk air panas. Gejala korosi akan meningkat dengan makin tingginya temperatur air, sehingga perlu perhatian khusus pada pH air, kadar oksigen ,serta kecepatan aliran.

Pemeriksaan Laju Aliran dan Tekanan Air
Dibandingkan sistem penyediaan air dingin, maka pada sistem penyediaan air panas adanya penyimpangan pada laju aliran dan tekanannya lebih mudah menimbulkan kecelakaa. Oleh karena itu,pemeriksaan berkala atau laju aliran dan tekananair panas mutlak perlu.

Pemeriksaan Atas katup
salah satu syarat yang diinginkan dalam instalasi air panas adalah agar temperaturnya dapat dijaga seragam dalam seluruh sistem. Dalam pemeliharaannya perlu ditinjau sistem pipa secara keseluruhan. Karena pemeriksaan dari luar saja sulit, maka pada sistem pipa tegak pipa penyediaan air panas dipasang katup pemisah dan pada setiap ujung akhir pipa

Pemeriksaan Atas Penggantung/Penumpu Pipa
Seperti halnya pada sistem pipa air dingin, penggantug dan penumpu pipa air panas perlu mendapat pemeriksaan yang teratur, terlebih lagi adanya tumpuan – tumpuan khusus untuk pipa air panas karena pipa tersebut harus dibungkus dengan bahan isolasi.

Daftar Pustaka