Laporan PKM-M

1 LAPORAN AKHIR PKMM PRODUKSI PENERANGAN JALAN PERUMAHAN MENGGUNAKAN LISTRIK DARI HASIL OLAHRAGA SEPEDA BIDANG KEGIATAN : PKM-M Oleh: Faried Pradhana Putra (32409110/2009) Marulloh (34410248/2010) Novia Susanti (36409965/2009) Sandra Saraswati (32409113/2009) UNIVERSITAS GUNADARMA DEPOK 2013 2 3 ABSTRAK Salah satu permasalahan yang terjadi di lingkungan perumahan Griya Bukit Jaya Blok N9, RT.09/RW.27, Gunung Putri, Bogor yaitu pemadaman listrik yang sering terjadi secara mendadak terutama di malam hari. Tujuan dari pengabdian masyarakat ini dengan demikian adalah mencari alternatif penghasil listrik selain suplai dari PLN. Alternatif produksi yang digunakan adalah pembangkit listrik dari hasil kayuhan sepeda. Kesimpulan yang dapat diperoleh yaitu dalam 2 detik menghasilkan 1 kali putaran sepeda, sehingga dinamo akan berputar sebanyak 16,5 putaran. Energi yang diperlukan untuk 1 kali putaran tersebut sebesar 0,23-0,38 Joule. Percobaan menunjukan untuk menghasilkan kekuatan arus 10 ampere, diperlukan 29700 putaran dinamo untuk 1 jam. Putaran dinamo sejumlah itu dapat dihasilkan dari 1800 kali kayuhan sepeda selama 1 jam. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, untuk menerangi jalan perumahan dengan 10 bola lampu LED 9 watt, diperlukan 22275 putaran dinamo yang setara dengan 1350 putaran kayuhan sepeda. Kata Kunci: Perumahan. Produksi Listrik, Olahraga Sepeda, Penerangan Jalan 4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT karena pada akhirnya kami dapat menyelesaikan Laporan Akhir Program Kreativitas Mahasiswa yang berjudul “Produksi Penerangan Jalan Perumahan Menggunakan Listrik Dari Hasil Olahraga Sepeda”. Laporan akhir ini disusun dalam rangka Program Kreativitas Mahasiswa dalam bidang pengabdian masyarakat yang diadakan oleh Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (Dirjen DIKTI) Jakarta Tahun 2012-2013. Pada kesempatan ini, perkenankanlah kami menyampaikan rasa terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian karya kami ini, yaitu: 1. Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (DILITABMAS) selaku instansi yang memberikan dana hibah sehingga kami dapat berkesempatan untuk merealisasikan kreativitas kami. 2. Ibu Prof. Dr. E.S. Margianti, S.E., M.M., selaku rektor Universitas Gunadarma. 3. Bapak Irwan Bastian, S.Kom., MMSI., selaku Pembantu Rektor III Universitas Gunadarma. 4. Ibu Dr. Ir. Rakhma Oktavina, M.T., selaku ketua jurusan Teknik Industri Universitas Gunadarma. 5. Ibu Dr. Ir. Hotniar Siringoringo, M.Sc., selaku dosen pendamping kelompok kami dalam Program Kreativitas Mahasiswa - Masyarakat. 6. Bapak Rosi Roziqin selaku ketua RT.09/RW.27 Perumahan Griya Bukit Jaya blok N9 beserta warga sekitar. 7. Semua pihak yang telah membantu penyelesaian karya ilmiah ini yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu. Melalui PKM-M ini kami telah berupaya memberikan yang terbaik demi terwujudnya program yang dirancang untuk mengasah kreativitas mahasiswa. Kami selaku pelaksana program tersebut sadar bahwa tiada sesuatu yang sempurna, begitu juga dengan laporan yang kami buat ini, baik dalam hal isi maupun penulisannya. Kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan laporan PKM selanjutnya. Besar harapan kami agar program yang telah kami jalankan ini dapat berkembang ke arah positif. Akhir kata kami berharap agar hasil karya kami dapat bermanfaat bagi pelaksana khususnya dan bagi masyarakat pada umumnya. Depok, 19 Agustus 2013 Tim Pelaksana 5 I. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Besarnya kebutuhan listrik di Indonesia merupakan akumulasi dari kebutuhan listrik pada masing-masing sektor pengguna energi seperti sektor rumah tangga, usaha, industri dan umum. Berdasarkan hasil proyeksi kebutuhan listrik dari tahun 2003 sampai dengan 2020 yang dilakukan Dinas Perencanaan Sistem PT. PLN (Persero) dan Tim Energi BPPT, terlihat bahwa selama kurun waktu tersebut rata-rata kebutuhan listrik di Indonesia mengalami kenaikan. Kenaikan kebutuhan listrik tersebut sebesar 6,5% per tahun dengan pertumbuhan listrik di sektor komersial yang tertinggi, sekitar 7,3% per tahun dan diikuti sektor rumah tangga sebesar 6,9% per tahun. Kenaikan kebutuhan listrik di Indonesia dinilai sangat beralasan karena mengingat pemerintah meningkatkan pertumbuhan sektor pariwisata yang selanjutnya akan mempengaruhi pertumbuhan sektor komersial. Sementara pada sektor rumah tangga, kenaikan kebutuhan listrik dipicu dengan pekembangan teknologi rumah tangga yang banyak menggunakan tenaga listrik dalam pemakaiannya. Hal tersebut menunjukan kebutuhan listrik cenderung mengalami kenaikan di berbagai sektor pengguna energi. Maka diperlukan suatu usaha lain untuk memproduksi listrik guna menujang laju pertumbuhan kebutuhan listrik di Indonesia. Produksi listrik dapat dilakukan dengan berbagai cara, mulai dari penggunaan tenaga air sampai dengan penggunaan tenaga nuklir. Biaya yang diperlukan untuk memproduksi listrik memerlukan biaya yang tidak murah, tergantung dari pembangkit listrik yang akan dibuat. Disamping produksi listrik dalam skala besar, dapat dilakukan usaha lain untuk memproduksi listrik dalam skala kecil. Produksi listrik untuk penerangan jalan perumahan merupakan salah satu contoh produksi listrik dalam skala kecil. Usaha untuk memproduksi listrik dapat dilakukan dari hasil olahraga sepeda. Adanya kemungkinan untuk menghasilkan listrik dari hasil kayuhan sepeda dapat menjadi salah satu alternatif yang digunakan untuk memproduksi listrik. Biaya operasional yang diperlukan untuk memproduksi listrik dari hasil kayuhan sepeda tidak memerlukan biaya yang mahal apabila dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya. Apabila listrik dapat dihasilkan dari kayuhan sepeda, berbagai manfaat dapat diperloleh. Listrik yang dihasilkan dapat berguna untuk dijadikan pasokan listrik dan sewaktu-waktu dapat digunakan apabila listrik dari PLN padam. Perumusan Masalah Permasalahan yang ada pada program ini yaitu bagaimana menghasilkan sumber energi listrik dari kayuhan sepeda. Tujuan Program Tujuan dari dibuatnya program ini adalah untuk menghasilkan sumber energi listrik yang dapat digunakan sebagai penerangan jalan pada lingkungan perumahan Griya Bukit Jaya blok N9. Program ini diharapkan dapat membantu masyarakat untuk menerangi jalan pada saat listrik padam. 6 Luaran yang Diharapkan Luaran yang diharapkan adalah sebuah menghasilkan energi listrik, dan artikel ilmiah. rangkaian yang dapat Kegunaan Program Rangkaian diharapkan dapat menghasilkan listrik. Arus listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk penerangan jalan perumahan saat terjuadi pemadaman listrik baik karena giliran maupun karena kerusakan. II. GAMBARAN UMUM MASYARAKAT SASARAN Sasaran dari program ini adalah lingkungan RT.09/RW.27 perumahan Griya Bukit Jaya blok N9, yang berlokasi di Gunung Putri, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Lingkungan ini memiliki pintu masuk yang dijaga oleh satpam. Selain rumah warga, bangunan yang terdapat di lingkungan ini yaitu pos satpam, dan denah lokasi dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Denah Lokasi Salah satu permasalahan yang dihadapi oleh lingkungan ini adalah sering terjadinya pemadaman listrik dadakan pada malam hari. Kondisi ini sering terjadi akibat gardu yang meledak sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama untuk memperbaikinya. Tidak adanya cadangan listrik mengakibatkan penerangan jalan pun menjadi padam, jarak pandang menjadi pendek, dan dapat mengakibatkan tindak kriminalitas. III. METODE PENDEKATAN Bahan yang dibutuhkan untuk satu buah rangkaian adalah sepeda, dinamo ampere, baterai, lampu LED, tiang lampu, pelindung lampu, rangka besi, gear sepeda, rantai sepeda, papan kayu, saklar, pipa plastik, kabel, dan cat. Bahan yang dibutuhkan untuk 10 bola lampu dapat dilihat pada Tabel 1. Alat yang digunakan untuk membuat rangkaian dapat dilihat pada Tabel 2. Kegiatan terbagi menjadi dua, yaitu pembuatan rangkaian serta pemasangan lampu, seperti yang ditunjukkan Gambar 2. Kegiatan pembuatan rangkaian dimulai dengan menentukan jarak antar gear sepeda serta ukuran gear sepeda yang digunakan. Penentuan jarak antar gear dan ukuran gear mengalami tiga kali percobaan sampai mendapatkan ukuran yang optimal. Rangkaian yang terpasang tidak merusak fungsi utama dari masing-masing bahan penyusunnya, sehingga bahan masih dapat digunakan saat tidak terpasang pada rangkaian. Rangkaian terdiri dari gear, dinamo, rantai dan roda. Penutup pada rangkaian 7 dibuat untuk memberikan keamanan saat menggunakan rangkaian. Rangkaian telah selesai dan disatukan dengan sepeda. No 1 2 Nama Bahan Sepeda Dinamo Ampere 3 Baterai 4 5 Lampu LED Tiang Lampu Pelindung Lampu 6 7 Rangka Besi 8 Gear Sepeda 9 Rantai Sepeda 10 Papan Kayu 11 Saklar 12 13 Pipa Plastik Kabel 14 Cat No. Nama Alat 1 Penggaris 2 Tang 3 Obeng 4 AVO Meter 5 Kunci Ring 6 Gunting 7 Kuas Tabel 1. Daftar Bahan Deskripsi Digunakan sebagai pemutar dinamo ampere Digunakan sebagai penghasil listrik Jumlah 1 Satuan Unit 1 Unit Digunakan sebagai penyimpanan energi listrik sebesar 100A Digunakan sebagai penghasil cahaya 20 Watt Digunakan sebagai media pelekatan lampu 1 Unit 10 10 Unit Unit Digunakan sebagai atap pelindung lampu 10 Unit 1 Unit 11 Unit 6 Unit 2 Unit 11 Unit 3 1 Unit Roll 3 Kaleng Digunakan sebagai penopang gear sepeda dan dinamo ampere Digunakan sebagai pemutar dinamo ampere Digunakan sebagai penghubung antar gear sepeda dan dinamo ampere Digunakan sebagai penutup rangka besi Digunakan sebagai penghubung sambungan listrik Digunakan sebagai pelapis kabel Digunakan sebagai penghantar listrik Digunakan sebagai pewarna tiang lampu, rangka besi serta penutupnya Tabel 2. Daftar Alat Deskripsi Digunakan untuk mengukur panjang tiang lampu, rangka besi, jarak gear sepeda, dinamo ampere, dan baterai Digunakan untuk mengencangkan dan mengendurkan kepala baterai serta untuk mengaitkan rantai sepeda Obeng positif (+) dan negatif (-) digunakan untuk mengencangkan dan mengendurkan baut Digunakan untuk mengukur tegangan, arus, dan hambatan listrik Kunci ring 15” digunakan untuk memasang rangka sepeda dan dinamo ampere Digunakan untuk memotong kabel Digunakan untuk mewarnai tiang lampu dan rangka besi serta penutupnya Jumlah Satuan 3 Unit 2 Unit 2 Unit 1 Unit 2 Unit 2 Unit 3 Unit Kegiatan pemasangan lampu diawali dengan mengukur kebutuhan penerangan dan menetapkan titik-titik pemasangan lampu. Pemasangan lampu yang ditetapkan sebanyak 10 titik penerangan dengan jarak antar lampu rata-rata 6 meter. Pembuatan tiang lampu hanya untuk 8 buah titik penerangan, sedangkan 2 titik penerangan lainnya tidak membutuhkan tiang lampu. Langkah terakhir yaitu memasang aliran listrik antar lampu sehingga menjadi satu aliran. 8 Gambar 2. Diagram Alir Pembuatan Rangkaian IV. PELAKSANAAN PROGRAM Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kegiatan dilakukan dari bulan Maret hingga bulan Agustus di perumahan Griya Bukit Jaya blok N9, Gunung Putri, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Tahapan Pelaksanaan/Jadwal Faktual Pelaksanaan Jadwal kegiatan program dari akivitas yang dilakukan ditunjukan pada Tabel 3. Instrumen Pelaksanaan Pelaksana kegiatan adalah mahasiswa, warga sekitar, dan dosen pendamping. Mahasiswa merupakan penanggung jawab dan pelaksana program ini. Warga sekitar mengawasi dan membantu pemasangan rangkaian. Sementara dosen pendamping mengarahkan kegiatan dan penulisan laporan. Tabel 3. Jadwal Pelaksanaan Program Waktu Kegiatan Bulan ke-1 I Penentuan, peninjauan dan pengenalan lingkungan Penerangan Penguuran kebutuhan penerangan Perhitungan jumlah lampu Pengukuran intensitas pemadaman listrik Wawancara untuk mengidentifikasi dampak yang dirasakan masyarakat sekitar Melakukan perancangan rangkaian Penyusunan lampu dan pemasangan instalasi listrik Wawancara untuk mengetahui manfaat yang dirasakan masyarakat sekitar. Membuat laporan akhir kegiatan II III IV Bulan ke-2 I II III IV Bulan ke-3 I II III IV Bulan ke-4 I II III IV Bulan ke-5 I II III IV Bulan ke-6 I II III IV 9 Rekapitulasi Rancangan dan Realisasi Biaya Rancangan biaya yang diperlukan untuk melakukan kegiatan ini dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Penggunaan Biaya Pelaksanaan Program Jenis Biaya (Rp) Bahan 7.562.500 Konsumsi 754.000 Transportasi 626.000 TOTAL 8.942.500 V. HASIL DAN PEMBAHASAN Titik lampu yang dipasang untuk penerangan jalan sebanyak 10 buah. Setiap lampu membutuhkan arus listrik sebesar 0,75 ampere untuk dapat menerangi jalan perumahan, sehingga 10 lampu membutuhkan arus listrik sebesar 7,5 ampere. Dibutuhkan baterai dengan kapasitas sebesar 100 ampere untuk dapat menerangi 10 buah lampu. Kesepuluh lampu tersebut dapat menyala dengan ratarata penerangan selama 6 jam. Ukuran gear besar dan kecil yang digunakan memiliki perbandingan 1:2,75, maka dalam 1 kali putaran sepeda akan memutar dinamo ampere sebanyak 16,5 putaran. Satu kali putaran sepeda membutuhkan waktu 2 detik dan dalam 1 kali putaran membutuhkan beban sebesar 0,3-0,5 N. Jika dalam 1 putaran pedal yang digunakan untuk mengayuh sepeda hanya memerlukan 3/8 dari keliling rotasi pedal yang membutuhkan energi, maka: 3 pedal kanan + 3 pedal kiri = 3 total 8 8 4 Rpedal = 16 Cm Keliling = 2 × π × 3 R = 2 × 3,14 × 3 16 = 75,36 Cm ≈ 0,75 M 4 4 Energi yang dikeluarkan dapat dihitung yaitu: W = F × S = 0,3N × 0,75M = 0,23Joule W = F × S = 0,5N × 0,75M = 0,38Joule Maka dapat diperoleh dalam 2 detik menghasilkan 1 kali putaran sepeda, sehingga dinamo akan berputar sebanyak 16,5 putaran. Energi yang diperlukan untuk 1 kali putaran tersebut sebesar 0,23-0,38 Joule. ( ) ( ) Gambar 3. Rangkaian Percobaan ( ) Gambar 4. Arus Listrik yang Dihasilkan Rangkaian yang dibuat dalam kegiatan ini dapat menghasilkan arus listrik rata-rata sebesar 10 ampere per jam. Rangkaian ini akan digunakan oleh masyarakat di perumahan. Keberlanjutan penggunaan rangkaian ini menjadi tanggung jawab ketua RT seperti yang ditunjukkan surat pernyataan yang dilampirkan. Rangkaian ditempatkan di pos satpam. Warga akan mempergunakan sepeda secara rutin sebagai sarana olahraga di tempat tersebut dan sekaligus hasil kayuhannya akan menghasilkan listrik. Mereka juga berjanji akan dapat mengembangkan rangkaian ini sehingga lebih banyak titik yang dapat disinari. 10 VI. KESIMPULAN DAN SARAN Kegiatan berhasil memproduksi arus listrik dari kayuhan sepeda. Sebanyak 10 bola lampu LED 9 watt dipasang dan menyala. Arus tersebut dihasilkan dari 22275 putaran dinamo yang setara dengan 1350 putaran kayuhan sepeda. Hasil ini secara luas dapat digunakan di daerah pedesaan yang belum memiliki aliran listrik. Pemanfaatan barang-barang bekas untuk rangkaian sepeda mampu meminimalkan biaya dan mengurangi limbah. VII. LAMPIRAN Dokumentasi Percobaan Gambar 5. Dokumentasi Percobaan Surat Serah Terima