7311040053_dion risky permana

DRAFT PROYEK AKHIR

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM ELECTRONIC DIFFERENTIAL

PADA MOBIL LISTRIK DENGAN 2 PENGGERAK YANG TERPISAH

Mahasiswa :

Dion Risky Permana

NRP. 7311.040.053

Dosen Pembimbing :

Dr. Arman Jaya, ST, MT.

NIP. 19660208.198903.1.002

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

2014

1Program Studi D4 Teknik Elektro IndustriDepartemen Teknik ElektroPoliteknik Elektronika Negeri Surabaya

Proyek Akhir Tahun Ajaran 2014 / 2015

I. Judul

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM ELECTRONIC

DIFFERENTIAL PADA MOBIL LISTRIK DENGAN 2 PENGGERAK YANG

TERPISAH

II. Ruang Lingkup

1. Mesin Listrik

2. Kualitas Daya

3. Elektronika Daya

4. Rangkaian Listrik

5. Mikrokontroller

III. Tujuan

Tujuan dari proyek akhir ini yaitu merancang dan mengimplementasikan sistem

electronic differential pada mobil listrik untuk mendapatkan akselerasi percepatan

yang tinggi serta kestabilan pada mobil listrik ketika berbelok di jalan yang menikung.

IV. Latar Belakang

Pada kendaraan transportasi sehari-hari, khususnya pada kendaraan roda 4, yaitu

pada mobil, kenyamanan dalam berkendara adalah hal yang paling diutamakan oleh

para pengendara mobil. Dalam hal ini, kenyamanan yang dimaksud adalah

kenyamanan pengendara mobil ketika berbelok di jalan yang menikung, yang

dibutuhkan accelerasi percepatan yang tinggi dan stabilitas pada mobil. Sehingga

mobil mampu berbelok dengan kecepatan tertentu tanpa menimbulkan selip pada

roda.

Pada kebanyakan mobil, dan terutama mobil berbahahan bakar minyak, masih

menggunakan sistem differential secara mekanik yaitu dengan pemasangan gardan

pada roda belakang dengan menggunakan prinsip rasio gear yang masih

menggunakan 1 motor sebagai penggerak. Sistem tersebut masih memiliki banyak

kekurangan, yaitu dalam hal perawatan yang perlu memberikan oli gear secara rutin

dengan harga yang relatif mahal, memberikan tambahan beban yang cukup berat pada

mobil, dan juga memiliki efisiensi yang kurang optimal dikarenakan masih terdapat



banyak losses mekanik pada gear, ditambah lagi mobil masih menggunakan bahan

bakar minyak sebagai sumber energi utama, yang jika dilihat dari kesediaan bbm di

Indonesia sudah semakin menipis dan harga bbm juga semakin naik.

Sedangkan pada mobil listrik, sistem differential secara elektronik atau biasa

disebut electronic differential adalah salah satu solusi yang diharapkan mampu

mengatasi permasalahan diatas. Electronic differential ini, menggunakan 2 motor

sebagai penggerak, sehingga dapat berguna untuk memberi masukan kecepatan

yang sesuai pada masing-masing penggerak agar mobil listrik dapat berjalan

sesuai dengan keinginan. Sistem electronic differential memungkinkan roda

penggerak pada mobil listrik mampu bergerak dengan kecepatan yang berbeda.

Hal ini sangat diperlukan ketika mobil berbelok, maka roda penggerak yang

berada pada sisi dalam akan berputar dengan kecepatan yang lebih rendah

daripada roda penggerak pada sisi luar karena roda penggerak sisi luar akan

bergerak dengan radius yang lebih besar. Ketika mobil berjalan pada lintasan

lurus maka roda penggerak akan bergerak dengan kecepatan yang sama.

Perbedaan kecepatan tersebut dipengaruhi oleh sudut kemudi pada mobil.

Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan hal di atas, maka pada Tugas Akhir

ini akan dibuat mobil listrik, dengan 2 buah Brushless DC Motor (BLDCM) sebagai

penggerak utama mobil listrik, dan mengimplementasikan sistem electronic

differential dalam mobil tersebut, diharapkan mampu mengatasi permasalahan di atas.

V. Rumusan Masalah

a. Bagaimana karakteristik dari motor BLDC?

b. Bagaimana cara merancang sistem electronic differential pada mobil listrik?

c. Bagaimana mengatur perbedaan putaran kedua motor BLDC ketika berbelok?

d. Bagaimana memperhitungkan sisi mekanik pada mobil listrik?

VI. Batasan Masalah

Pada proyek akhir ini batasan masalah dari pembahasan ini yaitu sebagai berikut :

1. Motor yang digunakan yaitu 2 buah motor BLDC 1 KW

2. Beban pada tugas akhir ini yaitu mobil listrik



3. Mobil mampu berbelok dengan kecepatan tertentu pada radius tertentu sesuai

sudut kemudi dengan menggunakan metode kontrol Electronic Differential

4. Masukan pada kontrol electronic differential ini ada 2 yaitu pedal gas dan sudut

kemudi

VII. Tinjauan Pustaka

7.1 Penelitian yang pernah dilakukan

Terdapat beberapa penelitian yang dijadikan sebagai referensi dalam

pengerjaan proyek akhir ini, diantaranya :

7.1.1 Dalam buku tugas akhir [1] dengan judul PENINGKATAN

PERFORMANSI PUTAR MOTOR DC TANPA SIKAT DENGAN

METODE PI-FUZZY (Subjudul : Hardware) yang ditulis oleh

Oksen Nyoman Erlangga menjelaskan tentang bagaimana mengatur

kecepatan motor BLDC untuk menjaga kestabilan putaran. Set point

awal kecepatan motor didapat dari variabel resistor. Input dari

variabel resistor diproses pada mikrokontroller dengan metode PI-

Fuzzy, sinyal keluaran digunakan untuk mendrive inverter tiga fasa

dan sensor rotary digunakan untuk sistem koreksi kecepatan.

7.1.2 Dalam buku tugas akhir [2] dengan judul PENINGKATAN

PERFORMANSI PUTAR MOTOR DC TANPA SIKAT DENGAN

METODE PI-FUZZY (Subjudul : Software) yang ditulis oleh Aji

Dharma menjelaskan tentang bagaimana mengatur kecepatan motor

BLDC untuk menjaga kestabilan putaran. Set point awal kecepatan

motor didapat dari variabel resistor. Input dari variabel resistor

diproses pada mikrokontroller dengan metode PI-Fuzzy, sinyal

keluaran digunakan untuk mendrive inverter tiga fasa dan sensor

rotary digunakan untuk sistem koreksi kecepatan.

7.1.3 Dalam referensi tugas akhir [3] dengan judul RANCANG

BANGUN RANGKAIAN INVERTER TIGA FASA SEBAGAI

PENGGERAK MOTOR BLDC UNTUK MOBIL LISTRIK yang sedang

disusum oleh Muhammad Bujairimi menjelaskan tentang bagaimana

mengatur kecepatan motor BLDC untuk menjaga kestabilan putaran. Set



point awal kecepatan motor didapat dari variable resistor. Input dari

variabel resistor diproses pada mikrokontroller dengan metode PI,

sinyal keluaran digunakan untuk mendrive inverter tiga fasa dengan

metode six-step dan sensor rotary digunakan untuk sistem koreksi

kecepatan.

7.1.4 Dalam referensi jurnal internasional [4] dengan judul Electronic

Differential with Direct Torque Fuzzy Control for Vehicle Propulsion

System yang disusun Kada HARTANI menjelaskan tentang bagaimana

membuat simulasi untuk mengatur kecepatan 2 motor induksi 3 fasa yang

terpasang pada mobil listrik dimana akan dijaga kestabilan putaran ketika

mobil berjalan lurus maupun berbelok. Set point awal kecepatan motor

didapat dari variable resistor (throttle) dan sudut kemudi mobil. Input dari

variable resistor (throttle) dan sudut kemudi mobil diproses pada

mikrokontroller dengan metode fuzzy. Sedangkan tegangan dan arus

keluaran dari inverter tiga fasa akan disensing dan diproses dengan

mikrokontroller dengan metode Direct Torque Control (DTC)

bersamaan dengan sinyal keluaran dari variable resistor (throttle) dan

sudut kemudi mobil yang selanjutnya digunakan untuk mendrive inverter

tiga fasa dengan metode space vector pulse width modulation

(SVPWM). Dan untuk mengoreksi kecepatan dari motor digunakan

sensor rotary.



VIII. Blok Diagram

Gambar 12. Blok Diagram Sistem

Sumber energi yang digunakan pada sistem ini yaitu baterai, dari sumber aki 48 V

masuk pada kontrol motor. Di dalam kontrol motor ini terdapat sistem inverter tiga

fasa dimana switching dari inverter diatur oleh sinyal kontrol yang merupakan hasil

olahan dari kontroler.

Keluaran dari kontrol motor ini yaitu sumber AC yang lalu masuk ke motor

BLDC yang mana motor ini akan menggerakkan mobil listrik, keluaran dari motor

ELECTRONIC

DIFFERENTIAL

(KONTROLER)

MOTOR BLDC 1KW

KONTROL MOTOR

AKI 48 V

PEDAL GAS

KEMUDI

v

v_R

v_L

MOTOR BLDC 1KW

KONTROL MOTOR

SENSORKECEPATAN

SENSORKECEPATAN

MOBIL LISTRIK



BLDC akan menghasilkan kecepatan putar (rpm) dan torsi yang akan menggerakkan

mobil. Pada mobil ini, menggunakan 2 motor BLDC dan 2 inverter 3 fasa, sehingga

bagian-bagian yang digunakan sesuai dengan plan yang dikehendaki.

Pada sistem tersebut menggunakan prinsip electronic differential, dimana

ketika mobil berbelok, maka kecepatan putar (rpm) roda kanan dan kiri akan

diatur sesuai masukan/referensi dari pedal gas (wv) dan sudut kemudi () pada mobil. Electronic differential akan memberikan sinyal masukan pada masing-

masing kontrol motor, dimana antara kontrol motor yang satu dengan yang lain

saling berkaitan. Dan hal tersebut yang menyebabkan perbedaan kecepatan

putar (rpm) pada kedua motor ketika berbelok. Sedangkan putaran motor

tersebut akan selalu dijaga kestabilannya sesuai sinyal masukan menggunakan

kontroler.

Pada blok diagram diatas terdapat sensor-sensor yaitu sensor kecepatan, dan

sensor sudut. Sensor-sensor ini akan menjadi koreksi dari sistem kontrol electronic

differential ini. Hasil keluaran dari kontroler yang mana berupa sinyal akan mengatur

penyulutan dari komponen switching inverter yang terpasang pada kontrol motor.

IX. Kontribusi

Hasil yang diharapkan pada tugas akhir ini yaitu bisa mengimplementasikan sistem

Electronic Differential pada mobil listrik dengan 2 penggerak yang terpisah

untuk mendapatkan akselerasi percepatan yang tinggi serta kestabilan pada

mobil listrik ketika berbelok di jalan yang menikung dengan sudut kemudi

tertentu. Dari hal tersebut, kontribusi yang diberikan adalah memberikan inovasi

pada sistem mobil listrik sebagai dasar penelitian/riset dalam perkembangan teknologi

di bidang kendaraan listrik.



X. Rencana Anggaran

Nama Barang Jumlah Harga Satuan Total Biaya

Komponen elektronika

(diode, IGBT, IC, dll)Rp. 1.500.000,- Rp. 3.000.000,-

ARM Cortex M3 STM32F4 1 Rp. 225.000,- Rp. 225.000,-

LCD 16x2 1 Rp. 40.000,- Rp. 40.000,-

Sensor-sensor (sensor arus,

tegangan, hall, sudut)

2Rp. 300.000,- Rp. 600.000,-

TOTAL BIAYA Rp. 3.865.000,-

XI. PERSONALIA

1. Nama Mahasiswa : Dion Risky Permana

NRP : 7311040053

Program Studi : D4 Teknik Elektro Industri

Departemen : Teknik Elektro

2. Pembimbing 1 : Dr. Arman Jaya, ST, MT.

NIP : 19660208 198903 1 002

Jabatan Fungsional : Dosen

Program Studi : Teknik Elektro Industri

Cover.docxdraft proposal TPPA.docx

7311040053_dion risky permana

Documents