PUI Mekatronika dan Otomasi Industri
Transcript of PUI Mekatronika dan Otomasi Industri
1
PUI Mekatronika dan Otomasi Industri
PROPOSAL
PENELITIAN PROTOTYPE
DANA ITS TAHUN 2020
PROTOTYPING RENEWABLE SOLAR ENERGY PADA AUTONOMOUS CAR ITS
(iCAR) SEBAGAI LIGHTING SUPPORT SYSTEM
Tim Peneliti:
Hendro Nurhadi, Dipl.Ing., Ph.D (Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi)
Dr. Eng. Ardyono P., ST., M.Eng. (Teknik Elektro/Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas)
Dr. Atria Pradityana, ST., MT. (Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi)
DIREKTORAT PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT
TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2020
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ...........................................................................................................................................2
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................................................3
BAB I. RINGKASAN ............................................................................................................................4
BAB II. LATAR BELAKANG ..............................................................................................................5
BAB III. TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................................................................6
BAB IV. METODE ................................................................................................................................8
BAB V. JADWAL ..................................................................................................................................9
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................10
BAB VII. LAMPIRAN .........................................................................................................................11
Lampiran 1. Format Biodata .................................................................................................................11
3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Rancangan Autonomous Car ITS .............................................................................................................. 6
Gambar 2 Kontruksi sel fotovoltaik [3] ..................................................................................................................... 6
Gambar 3 Schematic of HyPV [2] ............................................................................................................................. 7
Gambar 4 Rancangan Instalasi PV pada Autonomous Car ........................................................................................ 7
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian ........................................................................................................................... 8
Gambar 6. Work Breakdown Structure ...................................................................................................................... 8
4
BAB I. RINGKASAN
Autonomous car menjadi tren riset dunia abad 20. Riset ini mengharuskan kolaborasi seluruh ilmu pengetahuan
yang ada. Turunan riset autonomous car cukup banyak, mulai dari sitem pengemudi, numerical mapping, hingga
management energy. Autonomous car juga mengharuskan menomor satukan keselamatan dan keamanan
penumpang dan pengemudi disekitarnya. Kebutuhan keamanan dan keselamatan dibutuhkan salah satu fitur yaitu
lighting support system sebagai penanda kendaraan sedang bergerak.
Lighting support system membutuhkan sumber energy yang tidak terlalu besar. Energy yang dipilih, seperti
semboyan ITS Smart Eco Campus, adalah solar energy. Perangkat ini memiliki efek yang cukup besar kedepan.
Perangkat ini diharapkan menjadi batu loncatan dan turunan riset-riset besar dalam bidang renewable energy. Solar
energy yang dipasanga nantinya juga akan mendukung beberapa perangkat selain lighting yang ada didalam
kendaraan, antara lain wattmeter dan LED display.
Secara ringkas, kita dapat menyimpulkan menjadi dua kata kunci utama: yakni implementasi renewable energy dan
management energy.
Luaran yang diharapkan adalah algorithm management energy dan monitoring system renewable energy.
5
BAB II. LATAR BELAKANG Latar Belakang
Teknologi mobil tanpa awak menjadi tren teknologi masa kini. Prototipe mobil tanpa awak sudah ada sejak tahun
1980an. Kamera memiliki andil penting dalam perkembangan teknologi mobil tanpa awak ini. Keberhasilan ini
disambut meriah oleh para akademisi, bisnisman, pemerintahan bahkan kalangan orang umum. Teknologi ini
dianggap penemuan teknologi muttakhir abad ke-20.
Riset kendaraan tanpa awak, autonomous car, merupakan riset jangka panjang yang akan terus dilakukan. Riset ini
akan memiliki banyak turunan riset, antara lain mapping, numerical modelling, auto steering system, dan control
system. Dalam perkembangan, kebanyakan hasil dari riset, autonomous car menggunakan tenaga penggerak motor
listrik. Motor listrik selalu dikaitkan dengan adanya green energy atau juga green vehicle, karena dianggap akan
mengurangi dampak emisi gas buang kendaraan IC (internal combustion). Kebutuhan penerangan mobil, lighting
support system, juga sangat vital, khususnya untuk keselamatan, karenanya diharapkan adanya sumber energy yang
mampu mendukung hal itu.
Indonesia merupakan daerah tropis yang selalu mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun. Sinar matahari ini
seharusnya mampu dijadikan energi alternatif terbarukan. Riset autonomous car tidak hanya riset mengenai
bagaimana membuat mobil tanpa awak, tetapi juga menambahkan fitur renewable energy yang akan diterapkan
pada autonomous car. Suplai energy dari matahari diharapkan mampu disalurkan sebagai sumber listrik untuk
semua lighting dari autonomous car. Penelitian mengenai renewable energy ini nanti diharapakan mammpu menjadi
awalan riset mengenai renewable energy yang diaplikasikan portable.
Permasalahan
Secara prinsip permasalahan yang diambil dalam penelitian ini adalah:
1. Pengaplikasian sumber energi matahari untuk kendaraan
2. Mengembangkan system control energi matahari sebagai support system dari autonomous car
Tujuan Khusus
Secara khusus, tujuan penelitian ini adalah sebagai batu lompatan awal bagi ITS dalam mengembangkan
autonomous car.
Urgensi Penelitian
Urgensi dari penelitian ini adalah menjadi solusi dari kemandirian teknologi IR4.0, terutama dalam aplikasi bidang
transportasi, yakni autonomous car. Spesifikasi khusus terkait skema penelitian unggulan terapan ITS ini adalah
digunakan sebagai shuttle car di dalam kampus dengan 3 unit mobil, kapasitas oenumpang sekitar 6-8 orang.
6
BAB III. TINJAUAN PUSTAKA
Beberapa Teori penunjang yang digunakan pada pene;itian ini meliputi : Lighting Support System dan
Teknologi PLTS
3.1 Lighting Support System
Lighting support system pada suatu kendaraan merupakan penunjang agar mobil dapat beropasi dengan
baik, sehingga menunjang sistem keselamatan mobil. Selain itu, sistem penerangan mobil juga berfungsi sebagai
aksesoris untuk mempercantik tampilan mobil. Hal ini bisa anda lihat pada bagian bumper mobil yang sering
diletakan lampu LED. Macam macam sistem penerangan pada mobil adalah Headlamp, Fog lamp, DRL, Turn
signal lamp, Stop lamp, Reverse light, hazard, dan Cabin light. Pada mobil dengan bahan bakar BBM atau Listrik,
suplai energi untuk lighting support system diambil dari batrai.
3.2 Teknologi PLTS
Gambar 1 Rancangan Autonomous Car ITS
Proses pembangkitan tenaga listrik renewable energy adalah proses konversi sumber energi ramah
lingkungan menjadi energi listrik [4]. Salah satu pembangkitan tenaga listrik renewable energy adalah Pembangkit
listrik tenaga surya (PLTS). PLTS adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik.
Pembangkitan listrik bisa dilakukan secara langsung menggunakan fotovoltaik. Sel surya atau sel fotovoltaik adalah
alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada
tahun 1883 oleh Charles Fritts. Pembangkit listrik tenaga surya tipe fotovoltaik adalah pembangkit listrik yang
menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3
lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Efek
fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini
menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus
listrik. Keuntungan dari PLTS adalah energi tersebut tidak akan pernah habis dan ramah lingkungan.
Gambar 2 Kontruksi sel fotovoltaik [3]
7
Gambar 3 Schematic of HyPV [2]
Pada Gambar 3 menawarkan skema dari sistem hybrid photo voltaic. Energi listrik dari solar PV panel
masuk kedalam MCU kemudian disimpan di batrai dan dialirkan ke inverter untuk disesuaikan dengan tegangan
yang dibutuhkan oleh beban. Jika energi listrik dari batrai habis maka sitem akan mengambil energi listrik dari
grid.
Gambar 4 Rancangan Instalasi PV pada Autonomous Car
8
BAB IV. METODE
Diagram alir penelitian ditunjukkan oleh Gambar 5 dan struktur organisasi penelitian ini ditunjukkan oleh
Gambar 6. Dari kedua gambar didapatkan informasi terkait alur penelitian dari awal hingga akhir, serta tergambar
tupoksi (tugas pokok dan fungsi) dari setiap anggota peneliti.
START
Problem Definition
Design Requirement
Literature Study
Technical Specification
OK?
Control Specification
Trial
Running?
Installation
END
Yes
No
Yes
No
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian
Project Director
Project ManagerChief Engineer
Energy Conversion Controll System Supporting System
Hendro Nurhadi
Atria PradityanaArdyono Priyadi
Ardyono Priyadi Atria Pradityana
Hendro Nurhadi
Gambar 6. Work Breakdown Structure
9
BAB V. JADWAL
Jadwal Pelaksanaan
No. Kegiatan Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov
1. Problem Definition
2. Design Specification
3. Technical Requirement
4. Trial
5. Control System Design
6. Installation
7. Trial (installed)
Rancangan Anggaran Biaya
Justifikasi Harga
Pembelian Satuan (Rp)
Sel Surya 600 watt set 1 20,000,000 20,000,000
Support Bracket pcs 6 200,000 1,200,000
Aluminium kg 5 250,000 1,250,000
Kabel Power meter 50 20,000 1,000,000
Kabel Instrumentasi roll 2 500,000 1,000,000
Controller set 1 5,000,000 5,000,000
Inverter unit 1 5,350,000 5,350,000
Capasitor Bank unit 1 5,000,000 5,000,000
Power Divider unit 1 1,500,000 1,500,000
Display Indicator Wattmeter unit 1 1,000,000 1,000,000
-
42,300,000
Justifikasi Harga
Sewa Satuan (Rp)
Jasa Machining kali 4 300,000 1,200,000
Jasa Welding kali 5 500,000 2,500,000
Jasa Assembling orang.jam 50 75,000 3,750,000
7,450,000
Justifikasi Harga
Perjalanan Satuan (Rp)
Penggandaan laporan kali 5 50,000 250,000
Paten kali 1 10,000,000 10,000,000
10,250,000
60,000,000
Material Kuantitas Biaya per Tahun (Rp)
1. Pembelian bahan habis pakai
3. Publikasi dan Seminar
Material KuantitasHarga Peralatan
Penunjang (Rp)
Subtotal (Rp)
2. Jasa
Subtotal (Rp)
TOTAL ANGGARAN YANG DIPERLUKAN (Rp)
Material Kuantitas Biaya per Tahun (Rp)
Subtotal (Rp)
10
BAB VI. DAFTAR PUSTAKA
[1] A. K. S. M. M. S. C. D. K. S. D. P. G. R. Anshul Awasthi, "Review on sun tracking technology in solar PV
system," Energy Reports, vol. 6, p. 392–405, 2020.
[2] B.-J. H. P.-H. W.-H. W. M.-J. L. J.-F. Y. Y.-H. W. J.-H. T. K. L. K.-Y. L. Po-Chien Hsua, "Long-term
Energy Generation Efficiency of Solar PV System for," energy procedia, vol. 141, pp. 91-95, 2017.
[3] "Panel Surya Pembangkit Tenaga Surya," [Online]. Available: http://panelsurya.com/. [Accessed 1 Maret
2020].
[4] "Peluang Besar Kejar Target EBT Melalui Energi Surya," ESDM, 2019. [Online]. Available:
http://ebtke.esdm.go.id/post/2019/09/26/2348. [Accessed 1 maret 2020].
[5] Putri, "Keuntungan dan Kerugian Pembangkit Listrik Tenaga Surya," Putri, [Online]. Available:
https://benergi.com/keuntungan-dan-kerugian-pembangkit-listrik-tenaga-surya/. [Accessed 1 Maret 2020].
[6] a. muchta, "Sistem Penerangan Mobil - Pengertian, Komponen dan Rangkaian," Autoexpose, [Online].
Available: https://www.autoexpose.org/2018/02/sistem-penerangan-mobil.html. [Accessed 1 maret 2020].
11
BAB VII. LAMPIRAN
Lampiran 1. Format Biodata
Biodata Tim Peneliti
1. Ketua a. Nama Lengkap : Hendro Nurhadi, Dipl.-Ing., Ph.D.
b. NIP/NIDN : 197511202002121002/0020117505
c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala / Penata Tingkat I / III-d
d. Bidang Keahlian : Mekatronika
e. Departemen/Fakultas : Teknik Mesin Industri/Fakultas Vokasi (FV)
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jalan Mulyosari Utara 15 Surabaya 031- 5934667
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang
diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota) :
Rancang Bangun Autonomous Surface Vehicle (ASV) Sebagai Transportasi Moda Air
Penunjang Industri Transportasi Laut dan Pariwisata Nasional (Ketua)
Rancang Bangun Fire Control System (FCS) Terhadap Pengaruh Faktor Lingkungan
Sebagai Teknologi Pendukung Hankam dalam Pengembangan Produk Komando, Kendali,
Komunikasi, Komputasi, Integrasi, Pengamatan, dan Pengintaian (K4IPP) (Ketua)
h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku) :
Comparison of Sliding Mode Control and Sliding PID Performance for ITSUNUSA AUV;
International Review on Modelling and Simulations (IREMOS), 2018.
Preliminary Experimental Study on Designing Ballast System for UNUSAITS AUV;
International Review of Mechanical Engineering (IREME), 2018.
Buku Mekatronika Dasar (2019), ITS Press.
12
2. Anggota
a. Nama Lengkap : Dr. Eng. Ardyono Priyadi, ST., M.Eng.
b. NIP/NIDN : 197309271998031004/ 0027097303
c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor / Penata Tingkat I / III-c
d. Bidang Keahlian : Renewable Energy Storage System
e. Departemen/Fakultas : Teknik Elektro/ Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika
Cerdas
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Rungkut Bararata XIV/02 Surabaya, 60293
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang
diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota) :
Superkapasitor Sebagai Media Penyimpan Energi Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin
(Indonesia) (Ketua)
Pengembangan Metode Koordinasi Pada Kontrol Daya Sistem Hibrida Sel SuryaTurbin
Angin Biogas Terhubung On Grid dengan Jaring PLN Satu Fasa (Indonesia) (Ketua)
h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku) :
Talitha P.Saria, Ardyono Priyadi, MargoPujiantara, Mauridhi H.Purnomo, “Enhancing the
coordination of reverse power, overcurrent, underfrequency, and undervoltage relays using
transient stability analysis in real plant applications”, Ain Shams Engineering Journal, In
Press, June 2019 (Scopus)
Isa Hafidz, Ardyono Priyadi and Naoto Yorino, "Transient Stability Assessment by using
Critical Trajectory Method for Smart Grid System”, Journal of Engineering and Applied
Sciences, Volume:14, Issue:23, Page No.:86628667, 2019 (Scopus).
3. Anggota
a. Nama Lengkap : Dr. Atria Pradityana, ST., MT.
b. Jenis Kelamin : Perempuan
c. NIP : 198511242009122008
d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor/III/c
e. Jabatan Struktural : Kepala Prodi Teknologi Rekayasa Manufaktur
f. Bidang Keahlian : Material Metalurgi, Korosi
g. Departemen/Fakultas : Teknik Mesin Industri/Vokasi
h. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
i. Alamat Rumah dan No. Telp. : Pegirian 190, Surabaya 60144 / 082141080460.
j. Riwayat penelitian :
Ketua, Penelitian Pemula, 2016, Analisa pengaruh temperatur pada penerapan ekstrak
sarang semut sebagai inhibitor korosi ramah lingkungan.
Anggota, Penelitian PPTI 2019, Eskalasi proses produksi boogie set kereta api melalui
reduksi manufacturing lead time (MLT).
k. Riwayat pengabdian :
Anggota, Pengabdian Masyarakat, Dana Lokal ITS 2017, Pemberdayaan Masyarakat
Melalui Sosialisasi Penggunaan Alat Bantu Produksi Produk Kripik Pisang dan Pembuatan
Pakan Ternak Kambing Melalui Proses Fermentasi Kulit Pisang di Dusun Denok
Lumajang.
Anggota, Pengabdian Masyarakat, Dana Lokal ITS 2018, Penerapan Peralatan Bantu
Pencampur Makanan Unggas Sistem Eksentrik Untuk Peternak Ayam Ekor Panjang.
l. Publikasi ilmiah :
13
The Modeling System of Isotherm Adsorption in Mechanism of Myrmecodia Pendans
Extracts as the Corrosion Inhibitor in 3,5% NaCl Solution . International Journal of Science
and Research (IJSR). ISSN (Online): 2319-7064. Index Copernicus Value (2013): 6.14 |
Impact Factor (2015): 6.391. (makalah)
Inhibition of Corrosion of Carbon Steel in 3.5% NaCl Solution by Myrmecodia Pendans
Extract. Hindawi Publishing Corporation. International Journal of Corrosion. Volume
2016, Article ID 6058286, 6 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2016/6058286. (makalah) m.
Paten : 1. - 2.