APLIKASI SERIAL COIL SEBAGAI RECEIVER PADA SISTEM TRANSFER ENERGI LISTRIK NIRKABEL

  

APLIKASI SERIAL COIL SEBAGAI RECEIVER PADA

SISTEM TRANSFER ENERGI LISTRIK NIRKABEL

LAPORAN AKHIR

  Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

Oleh

  

TRI DARMAWAN

061430320236

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

  

HALAMAN PENGESAHAN

APLIKASI SERIAL COIL SEBAGAI RECEIVER PADA SISTEM

TRANSFER ENERGI LISTRIK NIRKABEL

Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaiakan Pendidikan Diploma III pada

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

  Oleh

  

TRI DARMAWAN

061430320236 Palembang, Agustus 2017

  

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Pola Risma, M.T. Yeni Irdayanti, S.T, M.Kom

NIP.196303281990032001 NIP. 197612212002122001

  

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro, Ketua Program Studi Teknik Elektronika Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Amperawan, S.T., M.T.

  

MOTTO

“Man Shabara Zhafira, siapa yang bersabar maka akan beruntung. Jangan

• -

  risaukan penderitaan hari ini, jalani saja dan lihatlah yang akan terjadi didepan,

  karena yang kita tuju bukan sekarang, tapi ada yang lebih besar dan prinsipil,

  yaitu menjadi manusia yang telah menemukan misinya dalam hidup”. (A.Fuadi,

  Negeri 5 Menara).

  

“Man Saara ala Darbi Washala, siapa yang berjalan dijalannya maka dia akan

• - sampai ke tujuannya”.(Imam Syafii Rahimahullah)

  “Man Jadda Wa Jada, Siapa yang bersungguh-sungguh maka akan

• - berhasil”.(Imam Syafii Rahimahullah) Laporan ahhir ini kupersembahkan untuk : 1.

  Kedua Orang Tuaku tercinta (Bp.Johani & Ibu Suroiya) 2.

  Saudaraku dan Keluarga Besar 3.

  Dosen Pembimbing 1 Ir. Pola Risma, M.T.

  4. Dosen Pembimbing 2 Yeni Irdayanti, S.T.,M.Kom.

  5. Almamater Tercinta 6.

  Jurusan Tenik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 7. Dosen-dosen Jurusan Tenik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 8. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektronika B 2014 9. Saudara-saudara seperjuangan Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknik

  

ABSTRAK

APLIKASI SERIAL COIL SEBAGAI RECEIVER PADA

SISTEM TRANSFER ENERGI LISTRIK NIRKABEL

(2017 : 5 BAB + 39 Halaman + XXXIX Halaman + 31 Gambar + 3 Tabel) TRI DARMAWAN 061430320236 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

  Energi listrik merupakan kebutuhan pokok manusia saat ini, terutama dalam penggunaan perangkat eletronik seperti lampu sebagai penerangan, televisi, kipas angin, charging handphone dll. Meningkatnya jumlah penggunaan perangkat elektronik maka memerlukan banyak kabel agar dapat mentransfer energi listrik ke receiver sehingga membuat tata letak kabel yang semakin rumit, maka sistem transfer energi listrik nirkabel merupakan alternatifnya. Sistem transfer energy listrik nirkabel ini menggunakan metoda resonansi dan induktansi bersama, sehingga nilai induktansi pada coil receiver harus sama atau mendekati nilai induktansi pada coil transmitter agar energy listrik dapat diterima oleh

  

receiver untuk menyalakan masing-masing beban. Sistem transfer energy listrik

  ini menggunakan tiga buah receiver yaitu bohlam led, charger handphone dan kipas angin dc 5V. Untuk bohlam led dengan daya 5 VA dapat dihasilkan pada jarak 18 cm dengan tegangan 3,2 V, untuk charger handphone dengan daya 5 VA dapat dihasilkan pada jarak 7-8 cm dengan tegangan 6,2 V, sedangkan kipas angin dengan daya 4,5 VA dapat dihasilkan pada jarak 10 -11 cm dengan tegangan yang didapat yaitu 0,4 V. berdasarkan data tersebut maka aplikasi serial coil sebagai

  

receiver pada sistem transfer energy listrik nirkabel ini cocok untuk diaplikasikan

pada sistem penerangan.

  Kata kunci : Coil receiver, induktansi bersama, jarak, tegangan dan arus

  

ABSTRACT

SERIAL COIL APPLICATION AS RECEIVER ON WIRELESS

ELECTRICAL ENERGY TRANSFER SYSTEM

(2017: 5 CHAPTERS + 39 Pages + XXXIX Page + 31 Images + 3 Tables) TRI DARMAWAN 061430320236 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

  Electrical energy is a basic human need today, especially in the use of electronic devices such as lighting as lighting, television, fan, charging mobile phone etc. The increasing use of electronic devices requires a lot of cables in order to transfer electrical energy to the receiver to make the layout of the cable more complicated, then the wireless electrical energy transfer system is an alternative. This wireless electrical power transfer system uses the resonance and inductance methods together, so that the inductance value of the receiver coil must be equal to or near the inductance value of the coil transmitter in order for the electrical energy to be received by the receiver to power each load. This electrical energy transfer system uses three receivers that is a led bulb, mobile phone charger and

  5V dc fan. For a 5-VA led bulb can be produced at a distance of 18 cm with a voltage of 3.2 V, for mobile phone chargers with 5 VA power can be generated at a distance of 7-8 cm with a voltage of 6.2 V, while a fan with a power of 4.5 VA can be produced at a distance of 10 -11 cm with a voltage of 0.4 V. Based on the data, the application of serial coil as a receiver in the wireless power transfer system is suitable for applied to lighting systems.

  Keywords: Coil receiver, mutual inductance, distance, voltage and current

  Puji syukur penulis panjatkan atas nikmat Allah SWT, karena berkat rahmat dan ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir Diploma III di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  Tujuan dari pembuatan laporan akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  Maka dari itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu :

  Ir. Pola Risma, M.T. selaku Dosen Pembimbing I Yeni Irdayanti, S.T., M.Kom., selaku Dosen Pembimbing II

  Yang telah memberikan banyak bimbingan dan masukan yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini . Dalam menyelesaikan laporan akhir ini penulis menyadari bahwa banyak sekali bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada : kemudian penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

  2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  3. Bapak Herman Yani, S.T., M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

  4. Bapak Amperawan, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.

  5. Seluruh staff Laboratorium dan Bengkel Teknik Elektro Politeknik

  6. Semua Dosen, staff serta karyawan administrasi di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

  7. Kedua orang tua dan keluarga besar yang telah banyak membantu memberikan do’a dan dukungannya.

  8. Teman-teman kelas 6 Elektronika B atas dukungan serta kebersamaannya selama di bangku kuliah.

  Palembang, Agustus 2017 Penulis

  

DAFTAR ISI

  Halaman

  HALAMAN JUDUL

  ............................................................................................................ i

  HALAMAN PENGESAHAN

  ................................................................................................ ii

  ABSTRAK

  .......................................................................................................................... iii

  KATA PENGANTAR

  ........................................................................................................... iv

  DAFTAR ISI

  ....................................................................................................................... vi

  DAFTAR GAMBAR

  ........................................................................................................... viii

  DAFTAR TABEL

  ................................................................................................................. ix

  DAFTAR LAMPIRAN

  ......................................................................................................... x

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

  1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2

  1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 2

  1.4 Tujuan dan Manfaat .............................................................................. 2

  1.4.1 Tujuan .................................................................................................. 2 1.4 2 Manfaat ............................................................................................... 2

  1.5 Metodologi Penulisan ............................................................................. 2

  1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. 3

  BAB II TINJAU PUSTAKA

  2.1 Metode Pengiriman Daya Listrik Secara Nirkabel .................................................. 4

  2.1.1 Gaya Gerak Listik (GGL) ....................................................................................... 6

  2.2 Prinsip Kerja Transfer Energi Listrik Nirkabel.......................................................... 8

  2.3 Sistem Multi Coil ..................................................................................................... 9

  2.4 Penyesuaian Impedansi ............................................................................. 10

  2.4.1 VAC 220V/50 Hz ...................................................................................... 10

  2.4.2 Trafo Step-Down ..................................................................................... 10

  2.4.3 Rectifier ................................................................................................... 12

  2.4.4 Oscillator ................................................................................................. 13

  2.4.5 Coil Transmitter (Kumparan Pemancar) ................................................. 14

  2.5 Penyesuaian Impedansi…………..……………………………...16

  2.6 Prinsip Resonansi (Tunning Circuit )…………………………….17

  2.7 Rangkaian Penerima (Receiver) pada Sistem Transfer Energi Listrik Nirkabel .................................................................................................. 17

  2.8 Beban atau Keluaran (Output) ......................................................... 18

  2.8.1 Bohlam LED .............................................................................................................. 18

  2.8.2 Charger Handphone................................................................................................. 19

  2.8.3 Kipas Angin (DC 5V) ............................................................................................. 20

  BAB III RANCANG BANGUN ALAT

  3.1 Perancangan Alat………………………………………………...21

  3.2 Blok Diagram Alat ................................................................................................... 21

  3.3 Flowchart ................................................................................................................ 23

  3.4 Metode Perancangan ............................................................................................. 24

  3.4.1 Perancangan Elektronika ..................................................................................... 24

  3.4.1.1 Rangkaian Serial Coil Transmitter ........................................................................ 24

  3.4.1.2 Tuning pada Beban Penerima (Receiver) ............................................................. 25

  3.4.1.3 Rangkaian Gabungan ........................................................................................... 26

  3.4.2 Rangkaian Receiver pada beban Bohlam LED ......................................................... 26

  3.4.4 Rangkaian Receiver pad beban Kipas Angin DC 5V ................................................. 28

  3.4.5 Perancangan Mekanik ............................................................................................. 28

  BAB IV PEMBAHASAN

  4.1 Deskripsi Alat ............................................................................................................. 31

  4.2 Titik Uji Pengukuran ................................................................................................... 31

  4.3 Data Hasil Pengukuran ............................................................................................... 33

  4.4 Induktansi Coil Receiver ............................................................................................. 35

  4.5 Analisa ........................................................................................................................ 36

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ................................................................................................................. 39

  5.2 Saran .......................................................................................................................... 39

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.13 Lampu LED ...................................................................................... 18Gambar 3.9 Bentuk mekanik dari bohlam led sebagai receiver ...................................... 28Gambar 3.8 Rangkaian receiver pada beban kipas angin dc 5v ....................................... 28Gambar 3.7 Rangkaian receiver padd beban charger handphone................................... 27Gambar 3.6 Rangkaian receiver pada beban bohlam led ................................................ 26Gambar 3.5 Rangkaian transfer energy listrik nirkabel (transmitter) .............................. 26Gambar 3.4 Rangkaian penala (tuning) pada beban ....................................................... 25Gambar 3.3 Serial Coil Transmitter .................................................................................. 24Gambar 3.2 Diagram Alir (flowchart) ............................................................................... 23Gambar 3.1 Blok Diagram Rangakaian ............................................................................. 22Gambar 2.15 Kipas Angin DC 5V .......................................................................... 20Gambar 2.14 Charger Handphone ....................................................................... 19

  ........................................................................................................ 17

  Halaman

Gambar 2.12 Blok diagram penerima pada sistem transfer energy listrik nirkabelGambar 2.11 Impedance Matching .................................................................................. 16Gambar 2.10 Serial Coil Transmitter ................................................................................ 15Gambar 2.9 Rangkaian osilator menggunakan transformator JFET IRF 640 ...... 13Gambar 2.8 Rangkaian Rectifier ........................................................................................ 12Gambar 2.7 Bagian dalam Transformator……………………………….11Gambar 2.6 Blok Diagram penerima pada sistem transfer energy listrik nirkabel………………………………………………….…. 10Gambar 2.5 Muti Coil .................................................................................. 9Gambar 2.4 Resonansi kopling induktif...................................................... 8Gambar 2.3 Proses Induksi Elektromagnetik antara 2 kumparan ................ 7Gambar 2.2 Arah gerak GGL dengan kaidah tangan kanan ........................ 6Gambar 2.1 Prinsip Induktansi Bersama ..................................................... 5Gambar 3.10 Bentuk mekanik dari charger handphone sebagai receiver ....................... 29Gambar 4.1 Titik pengukuran pada bohlam led sebagai receiver.................................... 32Gambar 4.2 Titik pengukuran pada charger handphone sebagai receiver .......... 32Gambar 4.3 Titik pengukuran pada kipas angin dc 5v sebagai receiver .......................... 33Gambar 4.4 Grafik hubungan antara tegangan dengan jarak .......................................... 37Gambar 4.5 Grafik hubungan antara arus dengan jarak .................................................. 38

  DAFTAR TABEL

  Halaman