Elektro.umsida.ac.id – Tim peneliti Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (Umsida) bersama mitra kolaborasi mengembangkan riset mengenai identifikasi sistem motor Brushless Direct Current (BLDC) pada sepeda listrik atau e-bike. Penelitian ini difokuskan pada proses pemodelan matematis dalam bentuk fungsi alih (transfer function) sebagai langkah penting untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas motor listrik pada kendaraan ramah lingkungan tersebut.
Proses Identifikasi Sistem Motor BLDC
Motor BLDC merupakan komponen utama pada e-bike yang berfungsi sebagai penggerak utama. Agar motor dapat bekerja optimal, diperlukan proses identifikasi sistem untuk memahami perilaku dinamis motor ketika menerima input tertentu.
Dalam riset ini, peneliti melakukan identifikasi sistem melalui pengumpulan data input dan output motor BLDC yang digunakan pada e-bike berdaya 350 watt, 400 rpm, dengan tegangan 48 volt. Proses ini memungkinkan tim peneliti membangun model matematis yang merepresentasikan hubungan antara sinyal masukan dan keluaran motor.
Metode identifikasi yang digunakan dibagi menjadi dua pendekatan, yakni pendekatan teoritis berbasis hukum fisika, serta pendekatan eksperimental yang didasarkan pada pengukuran langsung di lapangan. Data yang diperoleh kemudian diproses menggunakan perangkat lunak MATLAB melalui System Identification Toolbox untuk menghasilkan model fungsi alih yang akurat.
Pemodelan Fungsi Alih sebagai Dasar Optimasi
Hasil identifikasi sistem motor BLDC dituangkan dalam bentuk persamaan fungsi alih (transfer function). Persamaan ini berfungsi sebagai representasi matematis yang menunjukkan bagaimana motor merespons sinyal masukan, seperti tegangan, terhadap perubahan kecepatan putaran.
Dengan fungsi alih, peneliti dapat menganalisis berbagai parameter kinerja motor, seperti rise time, settling time, dan overshoot. Informasi ini menjadi landasan penting dalam merancang sistem kontrol yang lebih presisi untuk e-bike.
Riset ini menegaskan bahwa tanpa pemodelan yang tepat, sistem kontrol motor BLDC sulit dioptimalkan. Melalui pendekatan fungsi alih, pengembangan algoritma kontrol cerdas seperti PID, fuzzy logic, hingga kombinasi dengan algoritma optimasi berbasis kecerdasan buatan dapat dilakukan dengan lebih terarah.
Pendekatan Teoritis dan Eksperimental
Dalam dunia teknik kontrol, terdapat dua jalur utama untuk melakukan identifikasi sistem: teoritis dan eksperimental.
Pendekatan teoritis dilakukan dengan menyusun model berdasarkan hukum fisika yang berlaku pada motor listrik, seperti hubungan antara torsi, arus, dan kecepatan putaran. Meski akurat secara konseptual, pendekatan ini seringkali tidak mampu menangkap variasi kondisi nyata di lapangan.
Sebaliknya, pendekatan eksperimental dilakukan dengan cara mengumpulkan data masukan dan keluaran motor melalui instrumen pengukuran langsung. Dari data ini, peneliti dapat membangun model parametrik dan non-parametrik. Model parametrik meliputi metode seperti Box-Jenkins (BJ), ARX, OE, dan ARMAX. Sedangkan model non-parametrik dapat berupa fungsi alih, persamaan diferensial, maupun persamaan beda.
Dalam penelitian ini, fungsi alih dipilih sebagai metode utama karena mampu memberikan gambaran jelas mengenai respons dinamis motor BLDC. Melalui simulasi berbasis MATLAB, peneliti berhasil mendapatkan fungsi alih yang kemudian digunakan sebagai dasar untuk tahap optimasi kontrol.
Dampak dan Kontribusi
Hasil penelitian ini memiliki dampak strategis bagi pengembangan teknologi kendaraan listrik di Indonesia. Dengan meningkatnya kebutuhan transportasi ramah lingkungan, ketersediaan model matematis motor BLDC yang akurat dapat membantu industri dalam merancang e-bike dengan performa lebih baik dan efisiensi energi lebih tinggi.
Lebih jauh, penelitian ini memperlihatkan bagaimana integrasi pendekatan teoritis dan eksperimental dapat menghasilkan model yang komprehensif. Hal ini menjadi bukti bahwa riset berbasis kolaborasi mampu memberikan kontribusi signifikan terhadap kemajuan teknologi otomotif ramah lingkungan di tanah air.
Riset identifikasi sistem motor BLDC dan pemodelan fungsi alih yang dilakukan tim peneliti Umsida menjadi langkah penting dalam mendukung perkembangan e-bike sebagai transportasi masa depan. Dengan menggabungkan pendekatan teoritis dan eksperimental, penelitian ini tidak hanya memperkuat aspek akademik, tetapi juga berkontribusi nyata pada industri kendaraan listrik yang semakin berkembang.
Melalui hasil ini, Umsida kembali menunjukkan perannya dalam menghadirkan inovasi teknologi yang relevan dengan kebutuhan masyarakat sekaligus sejalan dengan agenda global untuk menciptakan lingkungan yang lebih bersih dan berkelanjutan.
Penulis: Annifa Umma’yah Bassiroh
