Perancangan Dan Implementasi Buck Regulator Dengan Sumber Tegangan Tiga Fasa Untuk Aplikasi Pada Sistem Elektrolisis Air Mineral

Abstract

Abstrak Air merupakan kebutuhan makhluk hidup dimana 2/3 dari tubuh kita mengandung liquid. Penggunaan air yang memiliki nilai pH basa sedang banyak diproduksi baru kemudian dikonsumsi secara pribadi maupun diperjual-belikan. Penulis bertujuan untuk membuat alat penghasil air alkali atau air dengan nilai pH basa dengan memanfaatkan salah satu bidang teknik elektro. Elektrolisis merupakan metode pendukung yang akan digunakan. Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit menjadi ion pada elektroda dengan adanya arus listrik. Konduksi listrik yang melewati elektrolit akan menghasilkan perubahan kimia. Molekul air (H2O) dapat terurai menjadi hidrogen (H2) dan Oksigen (O2) melalui proses eletrolisis dengan pemanfaatan arus listrik. Proses elektrolisis dapat menghasilkan pemisahan ion. Kemudian zat yang terkandung dalam air terbagi menjadi dua. Air yang mengandung zat basa dan asam. Dalam pembuatan alat ini penulis memanfaatkan sumber tegangan tiga fasa sebagai catu daya, rectifier dimanfaatkan untuk menyearahkan tegangan AC menjadi DC. Tegangan DC yang telah disearahkan akan diturunkan menggunakan Buck regulator. Dc-dc converter sendiri memiliki dua tipe yaitu DC Chopper tipe buck (penurun tegangan) dan DC Chopper tipe Boost (penaik tegangan). DC chopper tipe buck adalah yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini karena berfungsi sebagai penurun tegangan. Proses elektrolisis ini akan membutuhkan waktu (30, 60, 90, dan 120 menit) dan tegangan (berkisar 100-200 volt) yang bervariasi. Untuk melakukan proses elektrolisis diperlukkan elektroda. Elektroda inert jenis alumunium merupakan pilihan karena elektroda tipe ini sukar bereaksi. Selain itu, Pemisahan kandungan zat air yang dilakukan dapat kita lihat tingkat keberhasilannya melalui LCD yang akan menampilkan PH (potensial Hidrogen) dari air tersebut. PH dapat dikatakan asam ketika memiliki nilai <7, sedangakan nilai PH yang >7 memiliki kandungan basa. Untuk air yang biasa dikonsumsi memiliki ph di sekitar 6.5 -7. Selain itu, pada perancangan tugas akhir ini menggunakan arduino sebagai mikrokontroler. Pemilihan arduino sebagai mikrokontroler dikarenakan sifatnya yang open source, sudah terdapat bootloader mempermudah untuk melakukan upload file dari komputer. Penggunaan buck regulator diharapkan mampu menunjang kebutuhan tegangan listrik yang diperlukan selama proses elektrolisis berjalan. Alat ini dibuat dengan komponen yg ekonomis agar mampu dibuat secara massal dan digunakan oleh masyarakat luas. Kata Kunci : Elektrolisis, chopper, pH, Inert. Abstract Water is a necessity for living things where 2/3 of our bodies contain liquid. The use of water that has a moderate alkaline pH value is produced and then personally consumed or traded. The author aims to make a tool for producing alkaline water or water with an alkaline pH value by utilizing one of the fields of electrical engineering. Electrolysis is a supporting method that will be used. Electrolysis is the breakdown of an electrolyte into ions at the electrode in the presence of an electric current. The electrical conduction that passes through the electrolyte will produce a chemical change. Water molecules (H2O) can decompose into hydrogen (H2) and oxygen (O2) through an electrolysis process using electric currents. The electrolysis process can produce ion separation. Then the substances contained in water are divided into two. Water containing alkaline and acidic substances. In making this tool the authors use a three-phase voltage source as a power supply, the rectifier is used to rectify the AC voltage to DC voltage. The DC voltage that has been rectified will be lowered using the Buck regulator. The DC-DC converter itself has two types, namely the buck type DC Chopper (voltage lowering) and the Boost type DC Chopper (voltage booster). Buck type DC chopper is used in this final project because it functions as a voltage lowering. This electrolysis process will take time (30, 60, 90, and 120 minutes) and varying voltages (range 100-200 volts). To carry out the electrolysis process, an electrode is needed. Aluminum type inert electrode is an option because this type of electrode is difficult to react. In addition, we can see the success rate of water separation through an LCD which will display the PH (potential Hydrogen) of the water. PH can be said to be acidic when it has a value <7, while a PH value> 7 For water that is commonly consumed, it has a pH of around 6.5 -7. In addition, the design of this final project uses Arduino as a microcontroller. Arduino as a microcontroller is chosen because of its open source nature, there is already a bootloader that makes it easier to upload files from a computer. The use of buck regulators is expected to be able to support the required voltage requirements during the electrolysis process. This tool is made with economical components so that it can be mass-produced and used by the wider community. Keywords: Electrolysis, Chopper, pH, Inert