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.