laporan penelitian PEMANFAATAN GELOMBANG Christopher Darius

LAPORAN PENELITIAN ILMIAH
PEMANFAATAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
SEBAGAI SUMBER LISTRIK ALTERNATIF

Oleh:
Christopher Darius
XIIA5
05

SMA SANTA LAURENSIA
JALAN SUTERA UTAMA NO 1
ALAM SUTERA – TANGERANG SELATAN
2014-2015

Kata pengantar
Puji syukur kami hantarkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas penyelesaian laporan
projek ini. Laporan ini dihasilkan dari project tahunan yang berjudul “PEMANFAATAN
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK SEBAGAI SUMBER LISTRIK ALTERNATIF”.
Melalui laporan ini, saya berharap laporan ini dapat berguna sebagai bacaan dari hasil penelitian
yang kita terapkan. Harapan saya dari laporan ini yaitu untuk para siswa dan guru yang akan
melakukan project IPA tahunan SMA Santa Laurensia untuk kedepannya.

Dalam kesempatan ini, saya juga ingin berterima-kasih kepada beberapa pihak yang telah
membantu dan mendukung saya dalam penyelesaian project IPA tahunan kami. Pihak-pihak
yang bersangkutan, sebagai berikut:
1. Bapak Theja Kurniawan selaku Kepala SMA Santa Laurensia yang telah memberikan
kami kesempatan untuk membuat dan melaksanakan penelitian ini dengan baik.
2. Bapak Kelvin Djajalaksana selaku Pembimbing utama saya, dan guru-guru fisika lain
yang turut memberikan masukan maupun komentar mengenai project saya.
3. Pihak-pihak lainnya yang selalu mendukung dan membantu saya.
Saya memohon maaf jika ada kekurangan ataupun kesalahan yang tertera dari laporan
project ini. Kritik maupun saran Anda akan sangat berarti. Terima kasih saya sampaikan kepada
segala pihak yang membantu. Semoga laporan ini dapat bermanfaat kepada para pembaca

Jakarta,2 November 2014

Christopher Darius

1

DAFTAR ISI
HALAMAN

PENGANTAR …………………………………………………………………… 1
DAFTAR ISI ………………………………………………………………….…. 2
BAB
I. PENDAHULUAN ……………………………………………………….……. 3
1.1 latar belakang …………………………………………………….…... 3
1.2 Tujuan penelitian ………………………...…………………………….3
1.3 Rumusan masalah …………………………………………………….. 3
1.4 Batasan permasalahan ……………………………………………..….. 3
1.5 Variable..…………………………………………………………..…... 4
1.6 Hipotesis …………………………………………………………..…... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………………….….….… 5
2.1 Tinjauan tentang gelombang elektromagnetik …...……….…….….….. 5
2.2 Tinjauan tentang listrik …………….……….………………...….…..... 6
2.3 Tinjauan tentang antenna ……………………………………….…….…6
III. METODOLOGI PENELITIAN …………………………………………….…. 7
3.1 Alat dan bahan ……………………………...…………………….……. 7
3.2 Tahapan penelitian ……………………………………………….…….. 7
3.3 Prosedur ………………………………………………………….…….. 8
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………….…….. 9
4.1 Data …….……………….......…………………………………….……..9

4.2 Analisis data ….………………………………………………….….…...10
V. PENUTUP ………………………………………………………………….…...11
5.1 Kesimpulan ……………………………………………….………….... 11
5.2 Saran …………………………………………………………………... 11
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….……. 12
LAMPIRAN………………………………………………………………….……...13

2

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1

Latar Berlakang
Setiap hari kita selalu menggunakan Hp, lampu, komputer , WIFI ,dan alat
elektronik lainnya. Benda-benda tersebut memiliki kesamaan yaitu memancarkan
gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik ini sebagian besar tidak
dapat di lihat maupun dirasakan secara langsung. Maka karena itu saya ingin
membuat sebuah alat yang dapat mengubah gelombang elektromagnetik ini menjadi
listrik.

Dalam project ini, saya akan membuat sebuah alat yang dapat mengubah
gelombang elektromagnetik menjadi listrik. Selain itu saya akan membandingkan 3
jenis antenna yang digunakan seperti antenna WIFI, TV, dan coil (spiral). Ketiga jenis
antenna ini akan saya test guna mencari keefisienan dan kelebihan dari masingmasing antenna.

1.2

Tujuan
Tujuan saya dalam membuat project ini adalah:
1. Memanfaatkan energi yang berasal dari gelombang elektromagnetik sebagai
sumber energi alternatif
2. Membuat sumber daya listrik baru yang ramah lingkungan.

1.3

Permasalahan
Permasalahan dari project ini adalah:
1. Bagaimana cara mengubah gelombang elektromagnetik menjadi listrik?
2. Jenis antenna manakah yang dapat menangkap gelombang paling banyak?


1.4

Batasan masalah
Batas permasalahan dari project ini adalah:
1. Penelitian ini akan di lakukan selama satu semester dan dalam lingkungan
SMA Laurensia
2. Bahan bahan yang saya gunakan merupakan bahan yang umum yang dapat di
jangkau oleh siapaun

1.5

Variable
3

Dalam penelitian ini saya akan gunakan variable antenna. Karena antenna akan
sangat mempengaruhi banyaknya dan panjang gelombang yang ditangkap.
Antenna yang akan saya bandingkan adalah sebagai berikut:
1. WIFI (6CM)
2. TV
3. Coil (1,5 M)


1.6

Hipotesis
Hipotesis saya adalah bahwa alat yang saya buat ini akan bekerja dengan baik
dan Antenna yang dapat menangkap paling banyak gelombang adalah antenna WIFI.

BAB II
4

TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan tentang gelombang elektromagnetik

Gambar 2.1.1 | Bentuk Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik (EM) adalah gelombang yang dapat merambat di medium
apapun termasuk ruang hampa. Gelombang ini memiliki kecepatan yang konstan yaitu
kecepatan cahaya. Gelombang

Gambar 2.1.2 | Jangkauan gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik memiliki banyak variasi fungsi sesuai dengan panjang

gelombang. Mulai dari radio (10^4 meter) hingga Gamma ray (10^-12). Dalam penelitian
ini saya akan menggunakan panjang gelombang antara 10^3 hingga 10^6.

5

2.2 Tinjauan tentang listrik
Listrik dapat di bagi menjadi 2 tipe yaitu AC dan DC. Listrik AC merupakan listrik yang
berarus bolak-balik sedangkan listrik DC searah. Jenis listrik AC sangat umum digunakan
seperti Indonesia dimana PLN menggunakan Sistem AC untuk menyalurkan listrik ke
seluruh daerah. Sedang kan listrik DC di aplikasikan ke baterai/ aki yang biasanya untuk
jam, mobil, dan telepon genggam.
Penelitian yang saya lakukan ini akan mengaplikasikan kedua sistem tersebut. Listrik yang
AC berasal dari antenna akan di ubah ke DC karena adanya pengaplikasian Dioda dalam
design sirkuit tersebut.
2.3 Tinjauan tentang antenna
Antenna merupakan sebuah alat yang dapat menangkap gelombang elektromagnetik dan
mengubahnya menjadi signal listrik. Hal ini yang membuat signal radio dapat di transmisi.
Selain itu gelombang yang di tangkap sangat di pengaruhi oleh panjang antenna seperti
signal wifi hanya dapat di tangkap oleh antenna yang panjang nya berkelipatan 2 dan 3
karena panjang gelombang wifi adalah 12 sehingga dapat menggunakan antenna yang

panjang nya 1,2,3,4,6,8,10,12cm dst.
Antenna pada umumnya bekerja dengan cara menangkap Gelombang elektromagnetik dan
mengubahnya menjadi gelombang AC pada sebuah rangkaian listrik. Gelombang tersebut
bisa berupa data maupun noise.
Antenna yang di gunakan pada penelitian ini adalah antenna TV, WIFI , dan COIL.
Ketiga antenna tersebut saya pilih karena memiliki panjang yang berbeda sehingga dapat
menangkap gelombang yang berbeda.

BAB III
METODOLOGI
6

3.1

Alat dan bahan
Alat dan bahan yang di gunakan dalam penelitian ini adalah











Multi tester
Papan pcb
Bor
Kapasitor 100nF
Schottky diode
Kapasitor polar
LED
3 jenis antenna ( WIFI, TV ,










dan coil )

7

Kabel tembaga
Computer
Spidol hitam permanen
Lampu
fluorescent
lampu kuning
Kamera
Pencapit buaya
Solder

dan

3.2


Tahap penelitian

Research

Collecting
materials
and tools

Product
making

Final
product

Product
developmen
t

Product
testing

1. Research
Research ini akan di lakukan mengunakan baik internet, buku , maupun
konsultasi dengan guru ahli.
2. Product making
Saya juga akan membuat prototype yang akan menjadi komponen utama penelitian.
3. Product testing
Pengetesan alat dengan beberapa variasi agar bisa menarik kesimpulan dan
membuktikan alat ini dapat bekerja.

3.3Prosedur
Prosedur dari penelitian ini antara lain:
-

Pembuatan alat

1. Mendesign alat untuk mengubah gelombang elektromagnetik ke listrik.
2. Melakukan simulasi menggunakan software untuk melihat apakah alat ini akan bekerja

3. Menggambarkan alat ini ke papan pcb kosong menggunakan spidol permanen
4. Mereaksikan pcb sehingga tembaga yang tidak di lindungi dengan spidol permanen akan
bereaksi dan hilang.
5. Membor bagian yang akan di pasang komponen(diode dan kapasitor)
6. Memasang komponen dan menyolder alat.
7. Selesai
-

Pengetesan alat

1.
2.
3.
4.
5.

Memasang antenna WIFI/TV/coil
Menggunakan multimeter untuk melihat voltase
Mencatat data
Menganalisa data
Mengulang prosedur sebanyak 3 kali untuk setiap variable

BAB IV
DATA DAN ANALISA
4.1 DATA
Data yang di dapat dalam peneilitan ini adalah:
Design alat :

Gambar 4.1.1| Design alat.

Gambar 4.1.2| Alat pengubah gelombang
elektromagnetik.

Data perbandingan tegangan yang di dapat:
Experiment

TV
34.9

WIFI
172.9

31.0

186.4

31.7

186.9

32.53

182.067

1#
2#
3#
Rata-rata (mV)

COIL
Lampu
Fluorescent

Lampu
kuning

24.8

13.9

24.8

13.9

4.2ANALISIS DATA
Dari data di atas antenna wifi memiliki tegangan yang paling tinggi lalu TV dan
coil. Hal ini menunjukan bahwa antenna WIFI merupakan antenna terbaik untuk alat ini.
Data ini dapat berubah-ubah tergantung pada lokasi pengambilan data. Seperti dalam
penelitian ini yang mengambil data di area sekolah Santa laurensia. Area sekolah
memiliki Jaringan Wi-Fi yang sangat kuat sehingga membuat antenna Wi-Fi
mengungguli antenna lainnya. Jika penelitian ini di lakukan ditempat seperti di area
pemancar signal TV maka data antenna TV bisa saja lebih besar dari pada Wi-fi.
Data eksperimen yang menggunakan antenna Coil pada lampu menghasilkan listrik yang
konstan sehingga tidak berubah-ubah. Hal ini di sebabkan karena lampu terebut tidak
digunakan sebagai media penyaluran data sehingga tidak ada variasi pada gelombang
tersebut.
Selain itu data tesebut membuktikan bahwa alat ini bekerja walaupun tegangan
yang didapat dari alat ini sangat lah kecil sehingga tidak dapat di gunakan untuk alat
elektronik yang membutuhkan energy yang besar. Alat ini bisa di aplikasikan untuk
skala kecil seperti kunci mobil, remote tv, kalkulator, dll

BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Dari penelitian ini kita bisa melihat bahwa alat ini dapat bekerja dengan cukup baik. Hal
ini dibuktikan dengan adanya data yang didapat pada tahap pengujian. Dari ketiga variable
yang di uji, dapat kita lihat bahwa antenna WIFI merupakan solusi terbaik untuk di jadikan
antenna pada alat ini. karena antenna Wi-Fi dapat menghasilkan voltase yang paling besar
yaitu 182.067 mV.
Alat ini bekerja seperti antenna pada umumnya yang menangkap signal elektromagnetik
dan mengubahnya menjadi gelombang AC. Dengan adanya capasitor yang dapat
menyimpan energy potensial gelombang AC dan Schotky diode yang di buat khusus untuk
low frequency wave, membuat arus menjadi satu arah (DC). Tegangan yang di dapat
diperkuat oleh capasitor polar yang akan memperkuat teganagn. Koneksi ke ground pada
bagian bawah alat ini membuat arus listrik menjadi lebih lancar dan cepat. Sehingga
tegangan yang di dapat lebih besar.

Penelitian ini dapat di bilang berhasil walaupun tegangan yang di dapat kecil. Jika saja
waktu yang di berikan lebih lama, fasilitas, dan modal yang jauh lebih mendukung saya
dapat mengatakan bahwa alat ini dapat dikembangkan lebih lanjut guna untuk menjadi
sumber energy yang baru dan bersih.

5.2 SARAN
Saran yang dapat saya berikan pada peneliti selanjutnya adalah untuk
menggunakan kapasitor dan antenna yang skalanya lebih besar dan bisa di teliti dengan
memadukan bahan bahan yang lebih cangih seperti super capasitor atau rangkaian yang
berbahan graphene. Maka besar kemungkinan listrik yang di dapat bisa lebih kuat dan
lebih stabil.

DAFTAR PUSTAKA
Jacqualine, 2013Energy vortex, Alternative current and dirrect current
http://www.energyvortex.com/energydictionary/alternating_current_(ac)__direct_cur
rent_(dc).html. Diakses pada tanggal 3 Oktober 2014
National Aeronautics and Space Administration ,2014, Electromagnetic waves
http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/waves2.html Diakses pada tanggal 3
Oktober 2014
Morin David, ,2011, Harvard university, Alectromagnetic waves.pdf
http://www.people.fas.harvard.edu/~djmorin/waves/electromagnetic.pdf Diakses
pada tanggal 3 Oktober 2014
Departemen kelistrikan, 2013, Rutgers, Electromagnetic
http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ Diakses pada tanggal 23 Oktober 2014

E. J. Mastascusa ,2002, Bucknell university, Diode
http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/elessonshtml/diodes/Diode1.html
Diakses pada tanggal 7 Oktober 2014
Wolfs Frank, 2011, Rocheter university, Capacitor and dielectric
http://teacher.nsrl.rochester.edu/phy122/Lecture_Notes/Chapter27/chapter27.html
Diakses pada tanggal 7 Oktober 2014

Lampiran