Rancang Bangun Charger Hanphone Tenaga Induksi

RANCANG BANGUN CHARGER HANPHONE TENAGA INDUKSI

TUGAS AKHIR

AFIF YUM’NAA. T 122408040

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

MEDAN 2015

RANCANG BANGUN CHARGER HANPHONE TENAGA INDUKSI

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya

AFIF YUM’NAA. T 122408040

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Charger Hanphone Tenaga Induksi

Kategori : TugasAkhir

Nama : AfifYum’naa T

NomorIndukMahasiswa : 122408040

Program Studi : Diploma III ( D-III) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : MatematikadanIlmuPengetahuanAlam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, 11Juli2015

DisetujuiOleh

Prodi D-3 Fisika FMIPA USU Pembimbing,

Ketua,

Dr. Susilawati, M.Si Dr. KurniaBrahmana, M.si

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN CHARGER HANPHONE TENAGA

INDUKSI

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2015

AFIF YUM’NAA. T 122408040

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan terimakasih kepada Tuhan Yang Maha Esa at as segala rahmat dan keberkahan yang telah dilimpahkanNya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul RANCANG BANGUN CHARG ER HANPHONE TENAGA INDUKSI.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus di penuhi untuk meny elesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmupeng etahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Teristimewa buat kedua orang tua penulis tercinta, atas perhatian dan dukunga nnya serta doanya selama ini.

2. Bapak Dr. Sutarman. Msc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Peng etahuan Alam Universitas Sumatra Utara.

3. Ibu Dr.Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D –

III Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Drs. Ferdinand Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Bapak Drs. KurniaBrahmana, M.Si, Selaku pembimbing, yang telah membim

bing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh Staf pengajar pegawai Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas M

atematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

7. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaika n Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. 8. Temanteman dari stambuk 2012 yang telah banyak membantu dalam penul

Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang.

Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan bagi pembaca.

Medan,Juli 2015

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Penulisan ... 3

1.4. Batasan Masalah ... 3

1.5. MetodologiPenulisan ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1. Sejarah Pengiriman Daya Listrik Tanpa Kabel ... 5

2.2. Definisi Pengiriman Daya Listrik Tanpa Kabel... 6

2.3. Prinsip Induksi Elektrimaknetik ... 6

2.4. Resonansi Elektromaknetik ... 8

2.5. Penyebab Terjadinya GGL Induksi ... 8

2.6. Faktor Besarnya GGL ... 12

2.7. Kumparan Pemancar dan Kumparan Penerima ... 12

2.8. Antena Wireless Charger ... 14

2.9. Prinsip Resonansi (Tunning Circuit) ... 15

2.10. _{Prinsip Couple Reconance ... 16}

2.11. Penyimpanan Energi (Bateray) ... 17

2.12. Sistem Secara Umum Transfer Energy Tanpa Kabel ... 19

2.13. Perancangan Transmitter ... 21

2.14. Perancangan Receiver ... 24

2.15. Pengujian dan Pengambilan Data ... 26

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 32

3.1. Diagram Blok Sistem ... 32

3.2. Perancangan Pemancar ( Transmitter ) ... 33

3.3. Perancangan Penerima ( Receiver ) ... 34

3.4. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8 ... 36

BAB IV PENGUJIAN RANGKAIAN ... 37

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8 ... 37

4.2. Pengujian Rangkaian Power Suplay ... 38

4.3. Pengujian Rangkaian Transmitter ... 38

BAB V PENUTUP ... 40

5.1. Kesimpulan ... 40 5.2. Saran ... 40

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 4.1.Data PengujianTransmitter (Pemancar) 38

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Antena 14

Gambar 2.2 Design dari system 19

Gambar 2.3 Diagram WPT 20

Gambar2.4 Rangkaianroyer oscillator 22

Gambar 2.5 Transmitter dengankawattembaga 2 turn 23

Gambar 2.6 Transmitter dengan copper tube 23

Gambar 2.7 Sistem WPT 24

Gambar 2.8 Rangkaianpenerima 26

Gambar 2.9 Rangkaianpercobaanpengukurantanpabeban 27 Gambar 2.10 Rangkaianpercobaanpengukurandenganbeban 27

Gambar 2.11 Prosedurpengambilandata 28

Gambar 2.12 Diagram percobaanTeganganKeluaranTetap 29 Gambar 2.13 Pengambilan Data PercobaanTeganganKeluaranTetap 29 Gambar 2.14 ContohPengambilan DataPercobaanJarakTetap (10cm) 30 Gambar 2.15 ContohPengambilan Data PercobaanJarakTetap (20cm) 30 Gambar 2.16 ContohPengambilan DataPercobaanJarakTetap (30cm) 31

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 32

Gambar3.2 RangkaianPemancar (Transmitter) 33

Gambar 3.3 RangkaianPenerima (Receiver) 34

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Kemajuan teknologi tanpa kabel atau wireless dewasa ini semakin meningkat pesat. Peningkatan ini dilandasi dengan berbagai hal, seperti semakin meningkatnya teknologi pada perangkat elektronik, kebutuhan telekomunikasi, sampai pada gaya hidup dari umat manusia. Kebutuhan akan pengiriman daya listrik tanpa kabel ini berawal dari ketergantungan umat manusia terhadap pemakaian kabel untuk mengisi ulang baterai yang dipakai pada perangkat elektronik.

Dalam kehidupan sehari-hari sekarang ini, umat manusia tidak bisa lepas dari kebutuhan mereka akan peralatan listrik tersebut, dari telepon genggam untuk berkomunikasi, laptop untuk mengerjakan tugas dan terhubung dengan internet, sampai kepada pemutar mp3 untuk mendengarkan lagu, yang semua peralatan elektronik tersebut menggunakan baterai yang dapat diisi ulang sebagai sumber utamanya. Oleh karena ketergantungan manusia terhadap baterai, sering terdapat adaptor atau charger baterai yang terus menerus terpasang pada sumber listrik utama untuk memudahkan dalam proses pengisian ulang baterai.

Berkembangnya teknologi, pengiriman informasi populer dilakukan melalui media non kabel, yang disebut wireless.Komunikasi wireless dilakukan dengancara memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media pengiriman informasi. Saat ini tren pengiriman informasi melalui wireless sedang berkembang jauh lebih pesat dari tahun-tahun sebelumnya. Sejak dulu Nikola Tesla sebenarnya

sudah dapat melakukan transfer energi listrik secara wireless, tetapi hal ini tidak populer dikarenakan transfer energi listrik secara wireless memiliki efisiensi yang rendah. Konsep dasar yang digunakan untuk melakukan transfer energi listrik secara wireless adalah elektromagnetisme, dimana medan magnet yang berosilasi menghasilkan arus listrik, sedang medan listrik yang berosilasi menghasilkan medanmagnet.

Proses transfer energi dilakukan menggunakan prinsip resonansi, dimana energi ditransfer pada frekuensi yang sama pada pengirim dan penerima. Salah satu aplikasi dari wireless power transmission(WPT) ini adalah pemanenan Gelombang elektromagnetik bebas untuk diubah menjadi energi listrik. Hal itu dapat dimungkinkan dengan penggunaan rectifier antenna(rectenna) di bagian penerima yaitu alat yang dapat mengubah gelombang elektromagnetik menjadi arus listrik. Aplikasi wireless power transfer seperti ini kelak sangat berguna untuk menyuplai kebutuhan energi listrik di daerah yang sulit dijangkau setidaknya bagi perangkat berdaya rendah seperti sensor.

1.2.RumusanMasalah

Dalam merancang dan membuat Rancang Bangun Charger Hanphone

Tenaga Induksi penulis akan membahas dan pengontrolan energi tanpa kabel

berdaya rendah .Tidak di bahas bagaimana cara pembuatan program dan hasil nya hanya sekilas tentang bagaimana program tersebut berkerja.

1.3.Tujuan Penulisan

Adapun Tujuan dari penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :

1. Memanfaatkan bagaimana cara membuat penerima pada transfer daya listrik tanpa kabel.

2. Memanfaatkan bagaimana energi listrik dapat ditransmisikan tanpa menggunakan panghantar (kabel).

3. Agar Lebih Mengerti tentang pengaplikasian dari Mikrokontroler .

1.4.Batasan Masalah

Dalamperencanaan penulisaniniterdapat beberapa batasanmasalah sebagai berikut: 1. Rangakaian Mikrokontroller yang di gunakan adalah mikrokontroller

ATMega8.

2. Program yang digunakan adalah Codevision AVR. 3. Tidak membahas perancangan transmitter (pemancar)

1.5. Metodologi Penulisan

Adapun metode penulisan yang digunakan dalam menyusun dan menganalisa Tugas akhir ini adalah:

1. Studi literatur yang berhubungan dengan perancanangan dan pembuatan alat ini.

2. Perencanaan dan pembuatan alatMerencanakan peralatan yang telah dirancang baik software maupun hardware.

3. Pengujian alat yang telah dibuat kemudian diuji apakah telah sesuai yang telah direncanakan.

1.6.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu:

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, dan sistematika penulisan dari penulisan laporan proyek ini.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembah asan dan cara kerja dari rangkaian. Dan bahasa program yang digunakan, serta ka rakteristik dari komponen-komponen pendukung.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat.

BAB V : PENUTUP

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan pengembangan alat .

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sejarah Pengiriman Daya Listrik Tanpa Kabel

Mentransmisikan sejumlah tenaga listrik yang besar merupakan aplikasi gelombang mikro yang sangat memungkinkan di masa depan namun masih belum terbukti dan populer sejauh ini. Pada tahun 1900, Nikola Tesla, penemu dan ilmuwan, mengusulkan penggunaan gelombang radio untuk mengirimkan daya untuk saluran listrik tegangan tinggi.Nikola Tesla lahir di Smiljan, sebuah desa di daerah pegunungan di Semenanjung Balkan yang dikenal sebagai Lika, yang pada saat itu merupakan bagian dari Perbatasan Militer negara Austria-Hongaria.

Pada bukunya yang berjudul Prodigal Genius-The Life of Nikola Tesla yang di buat oleh JJ Oneill, diceritakan tentang proses pembuatan dan pengujian wireless power-transmission yang dilakukan Tesla dengan menyalakan ratusan lampu pijar pada jarak 26mil, lampu tersebut menyala dengan energi listrik bebas yang diambil dari bumi, dengan katalain tesla menyebut bahwa percobaanya ini merupakan sebuah terobosan untuk sebuah free energy. Namun, meskipun kelihatannya seperti sebuah prestasi, tapi karen tidak adanya dokumentasi dari Tesla sendiri maka hal tersebut hanyalah sebuah bualan belaka dan tidak ada yang bisa membuktikan serta melakukan percobaan sebagai pembuktiannya. Tesla hanya membuat catatan dia sendiri yang telah diterbitkan yang menyatakan bahwa demonstrasi tersebut benar-benar terjadi.

2.2 Definisi Pengiriman Daya Listrik Tanpa Kabel

Pengiriman daya listrik tanpa kabel adalah suatu sistem yang memiliki proses dimana energi listrik dapat ditransmisikan dari suatu sumber listrik menuju ke beban listrik tanpa melalui suatu kabel. Transmisi daya listrik tanpa kabel ini berguna jika kita membutuhkan suatu energi listrik, akan tetapi tidak ada kabel di sekitar tempat kita berada. Alat pengirim daya listrik tanpa kabel memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari, yang terbagi dalam dua kategori, yaitu : 1. Memberikan sumber listrik tanpa kabel secara langsung, yaitu ketika peralatan

elektronik tanpa baterai membutuhkan daya listrik, akan tetapi tidak ada kabel disekitarnya, maka alat pengirim daya listrik tanpa kabel akan berfungsi selama masih berada dalam area jangkauan. (contoh : televisi, lampu.)

2. Mengisi ulang secara otomatis tanpa kabel, yaitu ketika suatu alat elektronik yang menggunakan baterai yang dapat diisi ulang membutuhkan isi ulang baterai, maka alat ini juga dapat digunakan. (contoh : telepon genggam, pemutar mp3, laptop.) Alat pengirim daya listrik tanpa kabel ini sangat berbeda dengan prinsip induksi elektromagnetik konvensional, seperti yang digunakan pada trafo, dimana kumparan primer dapat mentransmisikan daya ke kumparan sekunder dalam jarak yang sangat dekat

2.3 Prinsip Induksi Elektromaknetik

Pada awal tahun 1930, Michael Faraday dan Joseph Henry melakukan sebuah percobaan untuk mencari tahu atas apa yang telah di lakukan oleh H.C. Oersted melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet yang digeraka n masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumpara

n itu. Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir.

Cara kerjanya, pada saat magnet digerakkan masuk dan keluar kumparan, jarum galvanometer menunjukkan penyimpangan kekanan dan kekiri.Hal ini menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik.Beda halnya jika magnet diam, pada ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.Dan arus listrik terjadi apabila pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (Gaya Gerak Listrik) dan GGL yang terjadi di ujung- ujung kumparan dinamakan GGL induksi.Penyimpangan yang terjadi pada galvanometer menunjukkan bahwa GGL induksi yang dihasilkan berupa tegangan bolak-balik (AC).

Resonansi adalah suatu gejala suatu sistem yang dalam suatu frekuensinya cenderung untuk menyerap lebih banyak energi dari lingkungan. Dengan kata lain, resonansi adalah sebuah fenomena dimana jika suatu objek atau benda bergetar, maka benda lain dengan frekuensi yang sama akan ikut bergetar juga. Resonansi dapat mengirimkan energi.

Sebagai sebuah contoh sederhana, jika kita mempunyai 2 buah garpu tala dengan frekuensi yang sama dan jarak yang cukup, maka jika kita memukul garpu tala A sehingga timbul bunyi, maka ketika kita menahan garpu tala A sampai bunyinya berhenti, garpu tala B akan berbunyi juga meskipun tidak kita pukul. Ini merupakan fenomena resonansi akustik.

Energi yang membuat garpu tala B ini bergetar dihasilkan dari gelombang bunyi dari garpu tala A, media pengirimannya adalah medan bunyi. Dapat dikatakan bahwa inti dari propagansi getaran ini adalah suatu pengiriman energi.

Mirip dengan medan bunyi, ini juga dapat dimungkinkan pada medan elektromagnetik.

2.4 Resonansi Elektromaknetik

Fenomena resonansi sudah secara luas berada di alam ini.Perbedaan jenis resonansi juga berisikan energi yang berbeda pula. Suaradari garpu tala dihasilkan dari suatu resonansi, begitu pula dengan suatu gempa bumi dihasilkan dari suatu resonansi, akan tetapi energi dari gempa bumi jauh lebih besar daripada suara garpu tala.

Resonansi adalah suatu gejala suatu sistem yang dalam suatufrekuensinya cenderung untuk menyerap lebih banyak energi dari lingkungan. Dengan kata lain, resonansi adalah sebuah fenomena dimana jika suatu objek atau benda bergetar, maka benda lain dengan frekuensi yang sama akan ikut bergetar juga. Resonansi dapat mengirimkan energi. Sebagai sebuah contoh sederhana, jika kita mempunyai 2 buah garpu tala dengan frekuensi yang sama dan jarak yang cukup, maka jika kita memukul garpu tala A sehingga timbul bunyi, maka ketika kita menahan garpu tala A sampai bunyinya berhenti, garpu tala B akan berbunyi juga meskipun tidak kita pukul. Ini merupakan fenomena resonansi akustik. Energi yang membuat garpu tala B ini bergetar dihasilkan dari gelombang bunyi dari garpu tala A, media pengirimannya adalah medan bunyi. Dapat dikatakan bahwa inti dari propagansi getaran ini adalah suatu pengiriman energi. Mirip dengan medan bunyi, ini juga dapat dimungkinkan pada medan elektromagnetik.

Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah terhadap waktu, dan juga sebaliknya. Jika proses ini

berlangsung terus menerus, maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik yang terus menerus juga. Selain itu, medan magnet dan medan listrik yang secara serempak di dalam ruang merambat ke segala arah, maka terjadi gelombang dalam gejala ini. Gelombang yang merambat dalam ruang membawa serta medan magnet dan medan listrik dapat disebut juga gelombang elektromagnetik. Tetapi radiasi medan elektromagnetik pada skala tertentu dapat menjadi ancaman bagi seluruh organisme yang hidup di sekitarnya.

Dalam pembangkitannya, hasil radiasi gelombang elektromagnetik akan memancarkan sejumlah energi yang dipancarkan terus menerus ke lingkungan, tidak bergantung apakah ada yang menangkap atau tidak. Jika dalam jangkauannya ada suatu benda yang dapat menangkap radiasi gelombang elektromagnetnya, maka benda tersebut akan beresonansi serta Mendapat energi hasil Perpindahan dari gelombang elektromagnet. Dan selama perpindahan itu berlangsung, perpindahan itu terjadi secara resonansi elektromagnetik.

2.5 Penyebab Terjadinya GGL Induksi

Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday (1991 – 1867) memiliki gagasan dapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik? Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dari Oersted bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Karena termotivasi oleh gagasan tersebut kemudian pada tahun 1822, Faraday memulai melakukan percobaan-percobaan. Pada tahun 1831 Faraday berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan medan magnet. Alat-alat yang digunakan Faraday dalam percobaannya adalah gulungan kawat atau kumparan yang ujung-ujungnya dihubungkan dengan

galvanometer.Jarum galvanometer mula-mula pada posisi nol. Seperti yang sudah mengetahui, bahwa galvanometer adalah sebuah alat untuk menunjukkan ada atau tidaknya arus listrik di dalam rangkaian.

Percobaan Faraday untuk menentukan arus listrik dengan menggunakan medan magnet, dilakukan antara lain seperti kegiatan di atas. Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat didalam kumparan bertambah banyak.Bertambahnya jumlah garis- garis gaya ini menimbulkan GGL induksipada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer.Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya.

Pada saat magnet masuk, garis gaya magnet listrik dalam kumparan bertambah. Akibat medan magnet, hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya magnet itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara. Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer.Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan.pada saat magnet keluar garis gaya magnet dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya magnet itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan. Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi

perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Dari hasil percobaan di atas maka dapat diambil kesimpulan bahwa arus induksi yang timbul dalam kumparanarahnya bolak-balik seperti yang ditunjukkan oleh penyimpangan jarum galvanometer yaitu ke kanan dan ke kiri.

Karena arus induksi selalu bolak-balik, maka disebut arus bolak- balik (AC = Alternating Current). Faraday menggunakan konsep garisgaya magnet untuk menjelaskan peristiwa di atas.

1. Magnet didekatkan pada kumparan maka gaya magnet yang melingkupi kumparan menjadi bertambah banyak, sehingga pada kedua ujung kumparan timbul gaya gerak listrik (GGL).

2. Magnet dijauhkan terhadap kumparan maka garis gaya magnetyang melingkupi kumparan menjadi berkurang, kedua ujung kumparan juga timbul GGL.

3. Magnet diam terhadap kumparan, jumlah garis gaya magnet yang melingkupi kumparan tetap, sehingga tidak ada GGL.

Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.Gaya gerak listrik yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut GGL induksi, sedangkan arus yang mengalir dinamakan arus induksi dan peristiwanya disebut induksi elektromagnetik.

2.6 Faktor Besarnya GGL

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi yaitu:

1. Kecepatan perubahan medan magnet. Semakin cepat perubahan medan magnet, maka GGL induksi yang timbul semakin besar.

2. Banyaknya lilitan semakin banyak lilitannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.

3. Kekuatan magnet, Semakin kuat gelaja kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.

Untuk memperkuat gejala kemagnetan pada kumparan dapat dengan jalan memasukkan inti besi lunak. GGL induksi dapat ditimbulkan dengan caralain yaitu:

1. Memutar magnet di dekat kumparan atau memutar kumparan di dekat magnet. Maka kedua ujung kumparan akan timbul GGL induksi.

2. Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arus searah pada kumparan primer yang di dekatnya terletak kumparan sekunder maka kedua ujung kumparan sekunder dapat timbul GGL induksi.

3. Mengalirkan arus AC pada kumparan primer, maka kumparan sekunder didekatkan dapat timbul GGL induksi. Arus induksi yang timbul adalah arus AC dan gaya gerak listrik induksi adalah GGL AC.

2.7 Kumparan Pemancar dan Kumparan Penerima

Sebelumnya kita sudah mengenal koneksi jaringan data tanpa kabel atau yang lebih sering disebut wireless atau wifi, nah pada saat ini para ilmuan sedang mengembangkan jaringan Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity). Dengan

adanya penemuan baru ini, kita tidak perlu lagi ribet dengan adanya kabel yang berlalu lalang disekitar kita, dengan Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity) kita dapat menggunakan peralatan elektronik kita seperti TV, system stereo, DVD, atau Bluray- Player, HiFi-Headset, semuanya bekerja tanpa menggunakan baterai atau kabel listrik. Bahkan, baterai perangkat mobile seperti laptop, ponsel, atau kamera digital terisi secara otomatis, jadi begitu Anda memasuki rumah, tentu tanpa harus mencolokkan kabel.

Prinsip dasar bagaimana energi listrik dapat di transfer tanpa kabel adalah berhubungan dengan fenomena resonansi. Resonansi merupakan proses bergetarnya suatu benda dikarenakan ada benda lain yang bergetar, hal ini terjadi dikarenakan suatu benda bergetar pada frekwensi yang sama dengan frekwensi benda yang terpengaruhi.Sebuah transmitter WREL memancarkan medan magnet dengan bantuan coil yang dipancarkan dengan frekuensi yang sama dengan receiver WREL. Agar impedansinya optimal, digunakan gulungan kabel pada kedua sisinya.

Gulungan kabel juga berfungsi sama seperti gigi transmisi sepeda. Saat menanjak gigi transmisi diturunkan agar mendapatkan energi yang lebih efisien, begitupun sebaliknya.Receiver WREL juga menentukan sendiri tegangan yang diperlukan sesuai dengan ukuran.Jadi, fungsi adaptor tidak diperlukan.Selain itu, transmiter WREL juga hanya memancarkan energi sebanyak yang diperlukan oleh receiver. Tetapi keamanan terhadap radiasi masih perlu dipertanyakan.

Karena medan magnet yang kuat selalu membawa radiasi elektromagnetis. Maka saat ini para peneliti berusaha untuk menggunakan frekuensi yang menghasilkan medan magnet yang kuat dengan beban electromagnetis kecil dan

terbukti saat produk pertama diluncurkan ke pasar, teknologi WREL ini benar-benar aman terhadap manusia. Bayangkan pemancar WREL dapat dipasang dalam dinding rumah untuk memasok listrik ke semua perangkat elektronik yang berada dalam magical zone ( Area jangkauan ).

Bahkan meja tulis pun dapat berguna untuk memasok maupun mengisi baterai semua perangkat elektronik di sekitarnya. Untuk kedepannya tidak ada lagi kabel, adaptor, dan steker Begitu teknologi WREL sudah matang dan aman, aplikasinya bakal meluas dengan cepat, misalnya untuk aplikasi medis, seperti untuk mengoperasikan alat pengatur detak jantung atau mengimplementasikan organ-organ buatan. Pemancaran listrik secara nirkabel bakal menjadi faktor penting, bukan saja antarperangkat, melainkan juga di dalam perangkat-perangkat canggih itu sendiri.Sama seperti melihat Internet melalui WLAN (wifi,hotspot) saat ini.

2.8 Antena Wireless charger

Gambar 2.1 Antenna

Antena dapat juga didefinisikan sebagai sebuah atau sekelompok konduktor yang digunakan untuk memancarkan, atau meneruskan gelombang

elektromagnetik menuju ruang bebas atau menangkap gelombang elektro-megnetik dari ruang bebas.Energi listrik dari pemancar dikonversi menjadi gelombang elektro-magnetik, dan oleh sebuah antena kemudian gelombang tersebut dipancarkan menuju udara bebas.Pada penerima akhir, gelombang elektro-magnetik tersebut dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan antena. Sinyal gelombang radiasi elektromagnetik yang berasal dari antena terdiri dari dua komponen yaitu: medan listrik dan medan magnetik.

Energi total tersebut dipancarkan dalam bentuk gelombang yang hampir konstan ke udara bebas, dan ada beberapa yang terserap oleh tanah. Namun demikian, gelombang tersebut dipancarkan ke segala arah, dan hal ini disebabkan oleh jumlah energi yang dipancarkan berkurang kekuatannya sebagai akibat dari jarak yang semakin jauh dari sumbernya.

2.9Prinsip Resonansi (Tunning Circuit)

Nama lain rangkaian resonansi adalah rangkaian penala (Tunning Circuit), yaitu satu rangkaian yang berfungsi untuk menala sinyal denganfrekuensi tertentu dari satu band frekuensi.Melakukan penalaan berarti rangkaian tersebut “beresonansi”dengan sinyal/frekuensi tersebut.Dalam keadaan tertala (beresonansi),signal bersangkutan dipilih untuk ke tahap selanjutnya bisa diterima unutkdapat menghasilkan penghantaran tegangan atau di modulasikan sebagaimedia telekomunikasi. Rangkaian dapat digunakan misalnya :

1. Antara sistem antena dan penguat RF (Radio Frequency) satusistem penerima.

2. Antara tahap tahap penguat RF (Radio Frequency), IF (Intermediate Frequency) pada sistem penerima

2.10Prinsip Couple Reconance

Pada awal transmisi tenaga induktif rangkaian resonansi hanya digunakan untuk meningkatkan transmisi daya induktif.Setelah Nikola Tesla mengunakannya dalam eksperimen resonansi pertama tentang transmisi tenaga induktif yang telah dilakukan lebih dari seratus tahun yang lalu.Terutama untuk sistem dengan faktor kopling rendah penerima resonansi dapat digunakan untuk meningkatkan transmisi daya. Pengunaan untuk meningkatkan daya transmisi tidak hanya khusus pada transmisi tenaga resonansi, namun banyak digunakan pada metode transmisi listrik induktif dan dibatasi oleh kendala yang sama efisiensi dan emisi medan magnet.

Untuk memahami efek, dapat dibandingkan dengan resonansi mekanik yang ada. Pertimbangkan dengan menyesuaikan rangkaian tuned untuk kondisi tertentu sebagai resonator mekanik. Bahkan untuk tingkat suara jauh dan tingkat suara terendah dari generator dapat digunakan untuk menentukan pitch dari rangkaian tuned tersebut. Resonator pada bagian penerima terdiri dari induktansi penerimadan kapasitor. Gulungan pemancar dan Gulungan penerima dapat dianggap sebagai coupled transformator yang lemah. Untuk itu, diagram rangkaian ekivalen yang terdiri dari rangkaian induktif dan kapasitif dapat diturunkan secara ekivalen.

Dalam diagram rangkaian ini, gulungan(coil) merupakan salah satu dari hambatan(resistansi) yaitu hambatan induktif. Dari diagram juga menunjukkan

dengan jelas bahwa kapasitor resonansi membatasi induktansi yang liar pada bagian penerima dan induktansi magnetik pada bagian transmitter. Dengan menghilangkan nilai kapasitor tersebut maka rangkaian yang tersisa untuk transmisi daya adalah resistansi induktif dari gulungan (coil) yang nilai impedansinya lebih kecil dibanding dengan nilai dimana, impedansi adalah satu atau dua porsi besar lebih rendah daripada induktansi. Oleh karena itu, jika menambahkan generator sumber tertentu kekuatan transmisi akan lebih dapat diterima.

2.11 Penyimpanan Energi (Bateray)

Baterai adalah alat listrik kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluar kan tenaganya dalam bentuk listrik.Baterai atau aki, atau bisa juga accu adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel.

Baterai berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia, yang akan digunakan untuk mensuplai (menyediakan) listik ke komponen - komponen kelistrikan lainnya.Accu ini berisi air accu(cairan asam belerang / sulfuric acid).Pada accu basah, terdapat lubang dengan tutup yang dapat dibuka-tutup untuk menambah air accu.Air accu dapat berkurang saat accu digunakan.Hal ini terjadi karena reaksi kimia di dalam accu antara air accu dengan sel accu.

Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi ulang disebut dengan baterai sekunder.Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat mengubah energi kimia menjadi energi listrik.Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction).Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

Bagian baterai akan menyimpan arus listrik yang dihasilkan generatorlistrik agar bisa digunakan setiap saat. Jenis aki yang digunakan sebaiknya jenis Deep Cycle Battery.karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akanselalu tersedia), maka ketersediaan listrik juga tidak menentu. Oleh karena itu digunakanalat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energy listrik. ketika bebanpenggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerahsedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi.

Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu : 1. Batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai)

2. seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai) 3. pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat

penggunaan daya pada masyarakat menurun.Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga selama 0,5 jam pada daya 780 watt.

2.12. Sistem Secara Umum Transfer Energy Tanpa Kabel

Pada proses perencangan dan realisasi Helmy Kautsar dari pembuatan sistem penghantar daya tanpa kabel Namun sebelumnya akan di jelaskan secara garis besar sistem yang akan dibahas.Wireless power transmission merupakan sebuah sistem yang mengaplikasikan metoda nirkabel untuk menghantarkan tegangan. Rangkaian pengirim merupakan rangkaian yang terdiri dari rangkaian penghasil sinyal dan rangkaian RF amplifier.Dengan gabungan dari dua rangkaian tersebut maka daya dari sumber dapat dikirimkan hingga bisa diterima dibagian penerima.Rangkaian penerima disini merupakan rangkaianyang dibuat berdasarkan prinsip resonansi yang memiliki kesamaan frekuensi yang dipengaruhi faktor komponen LC.Rangkaian LC pada penerima (receiver) dapat juga didekatkan / dihubungkan dengan rangkaian filter.Gambaran secara singkat dari sistem ini dapat dilihat pada gambar di bawahini.

RANGKAIAN SUMBER RF AMPLIFIER PENGHASIL SINYAL LOOP PENGIRIM LOOP PENERIMA RANGKAIAN BEBAN

Pada proses pembuatan alat yang dilakukan oleh Micheal Octora yang dapat mengirimkan daya listrik tanpa kabel(wireless power transfer) dengan prinsip induksi resonansi magnetik, terdapat tiga bagian utama yaitu,

Rangkaian sumber arus searah, yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan arus bolak balik ke tegangan arus searah untuk menjadi sumber pada rangkaian pemancar. Rangkaian Pemancar, yaitu terdiri dari suatu rangkaian pembangkit tegangan arus bolak balik dengan frekuensi tinggi dan rangkaian LC sebagai penghasil frekuensi resonansi magnetik yang akan mengirimkan daya listrik ke rangkaian penerima. Rangkaian Penerima, terdiri dari suatu rangkaian LC dengan frekuensi resonansi yang sama dengan rangkaian pemancar, sebagai penangkap induksi resonansi magnetik dari rangkaian pemancar untuk menerima daya listrik yang akan disalurkan menuju beban

.

Gambar. 2.3 Diagram WPT

Sesuai skematik pada gambar diatas, kami merancang dan membuat masing-masing rangkaian yang dibutuhkan untuk membangun sistem pengiriman energi listrik dan melakukan serangkaian percobaan untuk melihat performa dari rangkaian yang kami buat.Kami juga berusaha melakukan berbagai pengaturan untuk memperoleh hasil maksimal dari rangkaian yang kami buat tersebut. Dikarenakan keterbatasan peralatan yang ada di departemen elektro Universitas

Indonesia, seperti ketersediaan penghasil sinyal atau function generator yang memiliki daya tinggi, telah dilakukan banyak percobaan dalam menentukan frekuensi yang optimal dengan peralatan dan komponen seadanya yang beredar di pasaran. Serangkain percobaan ini telah dilakukan lakukan di laboratorium dengan menggunakan rangkaian proto-board serta melihat bentuk gelombangdan frekuensinya dengan bantuan osiloskop analog.

Setelah diperoleh frekuensi resonansi pada rangkaian pemancar yang telah dianggap cukup dan sistem sudah mulai berjalan, mulai dibuat masing-masing rangkaian dengan bantuan software eagle versi 5.6.0 dan membuat beberapa alat pengiriman daya listrik tanpa kabel yang berfungsi dengan lebih baik.

2.13 Perancangan Transmiter

Pada perancangan Helmy Kautsar transmiter (pemancar/pengirim) merupakan bagian yang paling penting dalam sistem ini, jika tidak ada rangkaian pemancar maka sebuah tegangan dari supply diatas tidak dapat ditransmisi/hantarkan tanpa menggunakan kabel.pada sistem ini untuk memancarkan gelombang digunakanlah sebuah rangkaian osilasi yaitu rangkaian royer oscillator. Pemilihan rangkaian osilasi ini karena kebutuhan untuk pengunaan daya yang besar, serta dengan menggunakan rangkaian ini tidak membutuhkan rangkaian penguat Radio Frequency ( RF ).

Berbeda halnya bila mengunakan osilator yang lain dimana osilator yang pada dasarnya memiliki daya yang kecil harus dihubungkan dengan rangkaian penguat lagi sehingga sistem penghantaran dapat terjadi. Namun terlepas dari itu

semua masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan akan diterangkan pada bab berikutnya. Bagian LC merupakan bagian terpenting dari royer oscillator.

Perubahan yang dilakukan di LC membuat frekuensi berubah, hal ini yang menjadi percobaan. Sedangkan untuk design LOOP yang merupakan sebuah induktor namun tidak berupa lilitan tapi berupa selubung tembaga yang dibengkokan sedemikian rupa.Sebenarnya pengunaan kawat pejal juga dapat dipergunakan namun jika dibuat dengan diameter yang sama dan nilai induktasinya sama, maka menghasilkan diameter yang cukup kecil. Namun jika menggunakan kawat pejal tersebut akan terjadi panas yang berlebih dibandungkan dengan menggunakan selubung tembaga. Dengan melakukan perubahan yang mengacu kepada pengamatan penulis dengan antena televisi yang ada dimana, jugabanyak menggunakan selubung-selubung aluminium. Loop tembaga berselubung menjadi milihan yang baik untuk merancang loop pada pemancar (tra nsmitter) dan penerima. Dimana dengan induktansi yang di inginkan akan didapat kan diameter yang lebih besar dan panas yang berkurang. Berikut ini akan di tampilkan diagram dari rangkaian royer yang di gunakan.

Gambar 2.5 transmiter dengan kawat tembaga 2 turn

Gambar 2.6 Transmiter dengan copper tube

Dalam suatu system yang di gunakan dari Michael Octora, pengiriman daya listrik tanpa kabel rangkaian pemancar merupakan rangkaian yang sangat penting dalam proses timbulnya resonansi magnetik. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, bahwa rangkaian pemancar terdiri dari suatu rangkaian penghasil arus bolak balik frekuensi tinggi dan suatu rangkaian LC yang berfungsi sebagai penghasil frekuensi resonansi.Perancangan rangkaian pemancar ini dilakukan dengan bantuan software eagle versi 5.6.0.Pada rangkaian pemancar, semua komponen dirancang untuk mencapai frekuensi resonansi tertentu, agar dapat mengirimkan daya listrik dengan baik.Pada gambar 2.7 berikut ini adalah gambar rangkaian pemancar yang sudah dirancang dan dapat berjalan dengan baik.

Gambar 2.7. Sistem WPT

Pada gambar 2.7, terlihat bahwa rangkaian pemancar awal sudah dapat berfungsi dengan baik, akan tetapi dengan perancangan yang lebih optimal, seperti perbaikan pada loop atau antena pemancar, rangkaian yang telah disolder, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.7, terlihat pada sistem bahwa daya listrik yang dapat diterima menjadi lebih jauh dan lebih baik.

2.14 Perancangan Receiver

Perancangan receiver(penerima) gelombang elektromagnetik yang dilakukan oleh Helmy Kautsar dengan proses resonansi magnetik, rangkaian penerima hanya terdiri dari rangkaian LC saja yang akan terhubung ke beban. Rangkaian LC. Untuk mendapatkan penerimaan gelombang yang hampir sempurna, maka frekuensi resonansi sendiri pada rangkaian penerima kurang lebih sama dengan frekuensi resonansi pada rangkaian transmitter, ini berguna untuk mendapatkan frekuensi resonansi bersama bisa terpenuhi. Jika, dalam suatu sistem pengiriman daya listrik tanpa kabel konstruksi dan perancangan pada sisi

dalam hal jarak maupun tegangan keluaran yang dihasilkan ke beban. Unjuk kerja yang dihasilkan dalam sistem ini diharapkan lebih baik jika dibandingkan dengan menggunakan konsep induksi tradisional seperti pada konsep yang dipakai pada trafo, tetapi mungkin tidak lebih baik jika dibandingkan dengan memakai kabel seperti biasa.

Rangkaian penerima dari Michael Octora hanya terdiri dari rangkaian LC saja yang akan terhubung ke beban. Rangkaian LC pada rangkaian penerima berfungsi untuk menerima induksi resonansi magnetik yang dihasilkan oleh rangkaian pemancar. Untuk mendapatkan kinerja yang baik, maka frekuensi resonansi sendiri pada rangkaian penerima harus sama atau mendekati dengan frekuensi resonansi kopling yang ada pada rangkaian pemancar. Bentuk, ukuran, serta nilai tidak harus sama atau identik, asalkan sayarat frekuensi resonansi kopling terpenuhi. Dalam suatu sistem pengiriman daya listrik tanpa kabel, konstruksi dan perancangan pada sisi penerima juga akan sangat mempengaruhi daya listrik yang dapat diterima baik itu dalam hal jarak maupun tegangan keluaran yang dihasilkan ke beban. Unjuk kerja yang dihasilkan dalam sistem ini lebih baik jika dibandingkan dengan menggunakan konsep induksi konvensional seperti pada konsep yang dipakai pada trafo, akan tetapi tidak lebih baik jika dibandingkan dengan memakai kabel seperti biasa. Jika dibandingkan secara kasat mata bentuk loop atau antena pada gambar 2.6 dan 2.7, tentu terlihat jelas bahwa pada gambar 2.7 didapatkan kinerja yanglebih baik dari pada gambar 2.6 Oleh karena itu perlu dirancang dan dibentuk suatu rangkaian penerima yang baik agar didapatkan kinerja yang lebih baik pada sistem tersebut. Gambar 2.8 berikut ini adalah gambar dari rangkaian penerima yang telah didesain sedemikian rupa

sehingga memiliki frekuensi resonansi yang sama dengan frekuensi resonansi pada rangkaian pemancar.

Gambar 2.8. Rangkaian Penerima

2.15 Pengujian dan Pengambilan data

Percobaan yang dilakukan Helmy Kautsar bertujuan untuk membuat sebuah transmiter yang paling optimum dengan memperhatikan perubahan yang terjadi pada frekuensi dari osilator.Perubahan ini dilakukan dengan mengubah nilai dari LC.Perubahan ini yang nantinya menjadi acuan untuk menentukan osilator dengan kinerja terbaik. Pengujian yang dilakukan untuk memperoleh frekuensi yang di keluarkan dari osilator ada dua metode pengambilan yaitu :Pengambilan data frekuensi tanpa receiver serta beban, Seperti yang telah dibahas di point sebelumnya bahwa pada sistem utama WPT adalah transmitter.Transmitter ini merupakan sebuah rangkaian yang beroasilasi pada frekuensi tertentu dan karena memiliki daya yang disesuaikan maka penghantaran nirkabel dapat terjadi.Pengujian ini merupakan sebuah pengujian yang berguna untuk mengetahui frekuensi yang dihasilkan oleh rangkaian ini. Percobaan yang di lakukan adalah dengan mengubah-ubah jumlah kapasitor yang digunakan pada

rangkaian LC. Dengan perubahan ini sesuai dengan persamaan di bab sebelumnya maka diharapkan akan terjadi perubahan pada frekuensi pada sistem ini. Selain frekuensi tegangan juga perlu di perhatikan apa berpengaruh juga terhadap perubahan yang dilakukan. Dibawah ini merupakan rangkaian percobaan dari sistem pengirim (transmitter) yang akan diukur dengan mengunakan sebuah osciloscope.

Gambar 2.9 Rangkaian percobaan untuk pengukuran tanpa beban

Pengambilan data frekuensi dengan receiver, Setelah mengetahui frekuensi yang dihasilkan oleh rangkaian osilasi diatas.Selanjutnya, pengujian yang dilakukan adalah pengujian dengan memberikan penerima (receiver). Percobaan dilakukan dengan jarak yang tetap dan design penerima yang tidak berubah-ubah, lalu yang diliat apakah terjadi perubahan frekuensi pada transmitter tanpa penerima dibanding dengan mengunakan penerima. Selain frekuensi yang perlu diamati adalah tegangan yang dipancarkan dan tegangan yang diterima dengan jarak yang tetap dan design penerima yang tidak berubah-ubah. Yang berubah hanya pada rangkain LC dari transmit saja.

Sedangkan pengujian dan pengambilan data yang dilakukan oleh Michael Octora adalah untuk merancang dan membuat rangkaian penerima yang lebih baik dari rangkaian penerima yang sebelumnya, agar dapat diperoleh jarak yang lebih jauh dan tegangan keluaran yang diinginkan.

Percobaan dilakukan dengan melakukan perubahan pada kapasitor di rangkaian LC pada sisi penerima, agar memperoleh nilai frekuensi resonansi sendiri yang sesuai dengan rangkaian pemancar sebagai penghasil frekuensi resonansi kopling, sehingga dapat mencapai hasil kinerja yang lebih baik.Untuk beban, dipakai lampu 12V 8W sebagai indikasi terang atau redupnya lampu, sesuai perubahan kapasitor dan jarak.Sedangkan pada sisi rangkaian pemancarnya tidak dilakukan percobaan, dan menggunakan rangkaian pemancar dengan tanggapan frekuensi resonansi serta kondisi yang paling baik, yaitu dengan 6 kapasitor. Yang dilakukan sedangkan gambar 2.11 menunjukan kondisi kenyataan pada saat pengambilan data.

Gambar 2.11. Prosedur Pengambilan Data

Pada percobaan tegangan keluaran tetap, pada sisi rangkaian penerima, tegangan keluaran diatur sehingga bernilai tetap, yaitu3V pada beban, jumlah kapasitor ditambah dari 1 – 10, dan diukur jarak dari antara antena rangkaian pemancar

dengan antena pada rangkaian penerima, serta frekuensi resonansi pada pemancar dan penerima. Gambar 2.11 menunjukkan diagram percobaan tegangan keluaran tetap, sedangkan gambar 2.12 menunjukkan salah satu proses pengambilan data yang dilakukan pada percobaan tegangan keluaran tetap dimana nilai dari kapasitornya sebesar 7C, dan tegangan keluaran diatur sedemikan rupa sehingga bernilai 3V, untuk melihat jarak antara antena pemancar dan antena penerima.

Tx Rx V = 3Volt

Osiloskop 1 Osiloskop 2

Pemancar Penerima Beban

Sumber

Jarak Tx-Rx

?

Gambar 2.12. Diagram Percobaan Tegangan Keluaran Tetap

Pada percobaan jarak tetap, jarak dari rangkaian pemancar ke rangkaian penerima diatur tetap, jumlah kapasitor ditambah dari 1 – 10, dan diukur Pesar dari tegangan keluaran pada beban serta frekuensi resonansi pada sistem. Pada percobaan ini akan dilakukan sebanyak tiga kali yaitu pada jarak tetap 10cm, 20cm, dan 30cm. Pada gambar 2.13, akan ditunjukkan diagram untuk pengukuran pada percobaan jarak tetap, sedangkan pada gambar 2.14 sampai gambar2.15 ditunjukkan contoh pengambilan data percobaan pada percobaan jarak tetap.

Gambar 2.14. Contoh Pengambilan Data Percobaan Jarak Tetap (10cm)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1. Diagram Blok Rangkaian

RECEIVER

REGULATOR TEGANGAN

5 VOLT

HANDPHONE

Gambar 3.1. Diagram Blok System

Fungsi TiapBlok

1. Blok Receiver : Sebagai Pengirim Gelombang Elektromagnetik

2. Blok regulator tegangan 5 V : Sebagai untuk memberikan stabilitas output pada suatu power supply

3. Blok Handphone : Sebagai penerima pengisian baterai tanpa kabel

3.2. Perancangan Pemancar(Transmitter)

Vin 12 Volt

IN 4001 IN 4001 8KΩ 8KΩ 12 V 12 V 390 Ω

390 Ω

0,47µ F /275 V 0,47µ F /275 V 104µF/275V Ind coil

Gambar3.2 Rangkaian Pemancar (transmitter)

Transmiter berfungsi mentransmisikan daya ke receiver. Daya dapat ditrans misikan secara terus menerus pada peralatan melalui receiver. Konsekuensinya,ar us listrik yang mengalir menciptakan medan magnet.Teknologi ini memiliki keuntungan yaitu dapat melalui udara. Arus listrik pada base station menciptakan medan magnet yang membawa daya ke receiver yang kemudian dikonversi kemba li ke arus listrik. Hal ini menyebabkan kondisi pengisian baterai secara aman kare na terisolasi secara elektrik antara transmiter daya dengan receiver.

3.3. Perancangan Penerima (Receiver) + -L1 L2 L3 Re la y 5 V ol t O toc apl er 557 3,7 Volt + _ Tombol Push ON LED 193 193 222 222 470 100 222 101 103 471 IN 4148 IN 4148 TL 421

L = 1 Ω

L1 = 15 lilitan L2 = 15 lilitan L3 = 15 lilitan

Gambar 3.3. Rangkaian Penerima (Receiver)

Rangkaian receiver terdiri dari 25 lilit dengan diameter liltian 6 cm, dan ada 3 buah led diparallelkan pada kedua ujung kawat, dan sebuah kapasitor 3.3 uF sebagai kapasitor bank.Perancangan receiver (penerima) gelombang elektromagnetik. Pada dasarnya masih sama dengan Perancangan receiver pada rancangan receiver Wireless power transfer generasi.

Rangkaian penerima hanya terdiri dari rangkaian LC yang bertugas menangkap induksi elektromagnetik yang dikeluarkan transmitter dengan semaksimal mungkin dan merubahnya menjadi arus DC. IC regulator 5 volt digunakan karena tidak memungkinkan menghubungkan langsung supply alternating current yang dihasilkan dari antena dengan beban Listrik AC yang

dihasilkan dari supply listrik PLN (perusahaan Listrik Negara), yaitu sebesar 50 Hz. Perancangan receiver (penerima) gelombang elektromagnetik dengan proses resonansi magnetik, Untuk mendapatkan penerimaan gelombang yang hampir sempurna, maka frekuensi resonansi sendiri pada rangkaian penerima kurang lebih sama dengan frekuensi resonansi pada rangkaian transmitter, ini berguna untuk mendapatkan frekuensi resonansi bersama bisa terpenuhi.

Jika, dalam suatu sistem pengiriman daya listrik tanpa kabel konstruksi dan perancangan pada sisi penerima juga akan sangat mempengaruhi daya listrik yang dapat diterima baik itu dalam hal jarak maupun tegangan keluaran yang dihasilkan ke beban. Unjuk kerja yang dihasilkan dalam sistem ini diharapkan lebih baik jika dibandingkan dengan menggunakan konsep induksi tradisional seperti pada konsep yang dipakai pada trafo, tetapi mungkin tidak lebih baik jika dibandingkan dengan memakai kabel seperti biasa.Jarak paling jauh yang dicapai oleh rangkaian ini adalah 12 cm.

Frekuensi yang dikirimkanadalah 250 Hz dan mikrokontroller sebagai osilator karena nilai frekuensi dapat dengan mudah diatur, dan walaupun tidak punya frekuensi counter, hasilnya sudah sangat dekat dengan nilai yang diberikan. Misalnya jika timer yang diberikan bernilai 2 ms, berarti panjang gelombang adalah 4 ms, ini berarti frekuensi adalah 250 Hz, pada saat diukur dengan frekuensi counter hasil yang diperoleh adalah 248 Hz. Jadi frekuensi yang dihasilkan oleh mikrokontroller dengan mengatur nilai timer hasilnya cukup teliti. Jika LED menyala dengan redup, pada saat itulah jarak terjauh yang dicapai rangkaian yaitu 12 cm, tetapi jika menggunakan rangkaian JT, masih dapat digunakan untuk charger HP.

3.4 Rangkaian Mikrokontroller ATMega8

BAB IV

PENGUJIAN RANGKAIAN

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega8 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 20 dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt, sedangkan kaki 22 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 20 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki20 sebesar 5,9 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8, program yang diberikan adalah sebagai berikut:

#include <mega8.h> #include <delay.h> void main (void) {

PORTC=0x00; // PORTC mengeluarkan logic 1 DDRC = 0xFF; //konfigurasi PORTC sebagai output while (1)

{

PORTC =0x00; //LED mati delay_ms(10);

PORTC = 0xFF; //LED menyala delay_ms(10);

4.2. Pengujian Rangkaian Power Suplay

Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt.Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +5 Volt dan +12 Volt, tetapi +4.97Volt dan +12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil

4.3. Pengujian rangkaian Transmitter ( Pengirim )

Dalam pengujian kali ini dilakukan untuk mendapatkan nilai frekuensi yang paling maksimum untuk rangkaian transmitter (Resonance frequency) Hal ini dilakukan setelah menentukan besarnya nilai kapasitor yang akan digunakan pada rangkaian tersebut yaitu sebesar 3,3 µF .

Tabel 4.1.Data Pengujian Transmitter (Pemancar) Jarak(Cm) Voltage(Volt) Frekuensi(kHz)

2 7,4 100

4 7,2 100

6 6,9 100

8 6,2 100

10 5,7 100

4.4. Pengujian Rangkaian Receiver ( Penerima )

Pengujian rangkaian Pengujian ini dilakukan untuk menguji jarak jangkauan radiasi medan elektromagnetik transmitter yang bisa diterima oleh antenna receiver, hal ini bertujuan selain untuk melihat jangkauan jarak antara transmitter dan receiver, juga bermaksud melihat daya yang ditangkap pada antenna receiver atau Tingkat effisiensi.

Tabel 4.2.Data Pengujian Receiver

Jarak (Cm)

Transmitter Receiver

Voltage (Volt)

Ampere (mA)

Voltage (Volt)

Ampere (mA)

2 7,4 100 7,4 96

4 7,4 100 7,0 82

6 7,4 100 6,5 75

8 7,4 100 5,9 67

10 7,4 100 5,3 58

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perancangan receiver (penerima) gelombang elektromagnetik dengan proses resonansi magnetik, rangkaian penerima hanya terdiri dari rangkaian LC saja yang akan terhubung ke beban.

2. Jika rangkaian transmitter belum mencapai nilai frekuensi yang tepat, maka rangkaian penerima tidak akan bekerja. Namun jika frekuensi sudah mencapai nilai yang seharusnya, maka akan langsung terlihat pada beban bahwa rangkaian penerima bekerja dengan baik.

3. Semakin dekat jarak receiver dengan transmitter semakin besar daya yang dihasilkan pada receiver, hal ini ditandai dengan meningkatnya arus dan tegangan pada receiver.

5.2SARAN

Dari hasil Tugas Akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut.Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran-saran sebagai berikut:

1. Pada Tugas Akhir ini menggunakan pemanfaatan system wireless, agar pengambilan data lebih akurat sebaiknya harus teliti dalam pengambilan data tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Chattopadhayay. 1996.Dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga

Kautsar, Helmi. 2010.Analisa Perancangan Transmitter Pada Penghantar Listrik Tanpa Kabel. Depok : Universitas Indonesia.

http://www.prinsipkerja.com/project/membuat-wireless-charger//

http://www.cetek.web.id/content/wireless-charging-melakukan-charge-baterai-smartphone-tanpa-kabel

http://www.lentera-kita.com/2015/05/bab-1-transfer-daya-listrik-tanpa-kabel.html

https://riyadi2405.wordpress.com/2010/11/24/wireless-power-transfer-atau-wireless-energy-transfer/ https://id.wikipedia.org/wiki/Nirkabel

40 BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perancangan receiver (penerima) gelombang elektromagnetik dengan proses resonansi magnetik, rangkaian penerima hanya terdiri dari rangkaian LC saja yang akan terhubung ke beban.

2. Jika rangkaian transmitter belum mencapai nilai frekuensi yang tepat, maka rangkaian penerima tidak akan bekerja. Namun jika frekuensi sudah mencapai nilai yang seharusnya, maka akan langsung terlihat pada beban bahwa rangkaian penerima bekerja dengan baik.

3. Semakin dekat jarak receiver dengan transmitter semakin besar daya yang dihasilkan pada receiver, hal ini ditandai dengan meningkatnya arus dan tegangan pada receiver.

5.2SARAN

Dari hasil Tugas Akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut.Oleh karenanya penulis merasa perlu untuk memberi saran-saran sebagai berikut:

1. Pada Tugas Akhir ini menggunakan pemanfaatan system wireless, agar pengambilan data lebih akurat sebaiknya harus teliti dalam pengambilan data tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Chattopadhayay. 1996.Dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga

Kautsar, Helmi. 2010.Analisa Perancangan Transmitter Pada Penghantar Listrik Tanpa Kabel. Depok : Universitas Indonesia.

http://www.prinsipkerja.com/project/membuat-wireless-charger// http://www.cetek.web.id/content/wireless-charging-melakukan-charge-baterai-smartphone-tanpa-kabel http://www.lentera-kita.com/2015/05/bab-1-transfer-daya-listrik-tanpa-kabel.html https://riyadi2405.wordpress.com/2010/11/24/wireless-power-transfer-atau-wireless-energy-transfer/ https://id.wikipedia.org/wiki/Nirkabel

42

LAMPIRAN

44 RANGKAIAN RECEIVER