RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA halaman persetujuan rancang bangun prototipe

  • View
    220

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA halaman persetujuan rancang bangun prototipe

1

RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA SISTEM

DAYA TANPA KABEL

Disususn sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata 1 pada Jurusan

Teknik Elektro

Fakultas Teknik

oleh:

FREDI BIMANTARA

D 400 130 012

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

i

HALAMAN PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA SISTEM

DAYA TANPA KABEL

PUBLIKASI ILMIAH

Oleh:

FREDI BIMANTARA

D 400 130 012

Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh:

Dosen Pembimbing

Aris Budiman, ST.MT

NIK 885

ii

HALAMAN PENGESAHAN

RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA

SISTEM DAYA TANPA KABEL

OLEH

FREDI BIMANTARA

D 400 130 012

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari, ... 2017

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Dewan Penguji:

1. Aris Budiman, ST.MT (....)

(Ketua Dewan Penguji)

2. Hasyim Asyari, ST.MT ()

(Anggota I Dewan Penguji)

3. Ir. Jatmiko, MT (.)

(Anggota II Dewan Penguji)

Dekan,

Ir. Sri Sunarjono, M.T, Ph.D.

NIK. 682

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan

orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan

saya pertanggungjawabkan sepenuhnya.

.

Surakarta, .. 2017

Penulis

FREDI BIMANTARA

D 400 130 012

1

RANCANG BANGUN PROTOTIPE RANGKAIAN PENERIMA SISTEM

DAYA TANPA KABEL

Abstrak

Perkembangan teknologi pada perangkat elektronik semakin cepat dan penggunaannya

semakin luas. perlu daya listrik dan kabel sebagai alat transfer dayanya. Penggunaan

teknologi tanpa kabel saat ini sudah mulai berkembang. Adanya teknologi ini pada

berbagai keperluan akan memudahkan para pengguna elektronik.

Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat prototipe rangkaian penerima sistem

transfer daya listrik tanpa kabel. Metode yang digunakan pada penelitian ini antara lain

studi literatur, pengumpulan data, perancangan alat, pembuatan alat, selanjutnya

pengujian menggunakan suplai daya 16 volt DC/5 Ampere. Lilitan pemancar

menggunakan pipa tembaga dengan luas penampang 28,26 mm. Sedangkan pada

penerima led kecil menggunakan kabel tembaga 1,5mm kemudian dibandingkan

dengan penerima led 1 watt menggunakan kabel tembaga 1,5 mm dan penerima led 3

watt menggunakan kabel tembaga 2,5mm pada jarak 1-21 cm.

Hasil dari pengujian ini memiliki efisiensi tertinggi 91,92% pada jarak 1 cm saat

dibebani lampu 3 watt, semakin jauh jarak akan semakin menurunkan efisiensi. Transfer

daya hanya bisa maksimal pada jarak 21 cm saat dibebani lampu led.

Kata kunci: Tanpa kabel, Jarak, luas penampang

Abstract

Technological developments in electronic devices is faster and more in widespread use

now. it needs electrical power and cable as a mean of power transfer. Uses of wireless

technologies are now in developing. So as to ease of use while wearing an electronic

device that can transfer electric power wirelessly can certainly ease when used.

The purpose of this research is to create a prototype of a wireless electric power transfer

receiver. The method used in this research include the study of literature, data

collection, design the device, device-making, further testing using 16 V DC / 5A power

supply. Transmitter coil uses a copper pipe with the cross-sectional area of 28,26 mm.

While at the receiver using copper cable 1,5 mm small led then compared with 1 watt

led receiver using copper cable 1,5 mm and 3 watt led receiver using copper cable 2,5

mm at a distance of 1-21 cm.

The results of this test has the highest efficiency of 91.92% at a distance of 1 cm when

under a 3 watt led lamp, the greater the distance will further lower the efficiency.

Transfers can only be a maximum power at a distance of 21 cm when under the LED

lights.

Keywords: No cable, distance, cross-sectional area

2

1. PENDAHULUAN

Kemajuan perkembangan teknologi transfer daya wireless atau tanpa kabel dewasa ini semakin

banyak dan meningkat pesat. Hal ini dilandasi semakin meningkatnya teknologi pada perangkat

elektronik karena kebutuhan telekomunikasi dan kebutuhan sehari-hari. Dalam setiap perangkat

elektronik pasti memerlukan daya listrik sebagai perannya, seperti pada pengisian baterai,

pengunaan kabel disini berperan penting untuk transfer daya listrik (Marincic.,1982). Dikehidupan

sehari-hari terasa ketergantungan manusia terhadap perangkat elektronik dimana dalam perangkat

elektronik memiliki banyak kabel untuk dibutuhkan sebagai transfer daya pada setiap perangkat ada

juga digunakan untuk pengisian baterai selain itu dalam tahun inimasih banyak para peneliti

menemukan hal menarik (Zhou et al., 2014). Penggunaan transfer daya tanpa kabel pada perangkat

elektronik tentunya akan memudahkan manusia, karena lebih efisien dan paraktis. Kopling

magnetik dianggap alat yang sangat baik digunakan sebagai teknologi untuk ini karena prosesnya

tidak menggunakan kontak fisik tetapi memakai induksi pada magnet yang saling berinteraksi

sebagai pengirim dayanya (Boylestad., 1998).

Ilmuwan Nicola Tesla pada abad ke-19 meneliti dan mempelajari tentang pemancar dan

penerima pada daya listrik tanpa melalui kabel penghantar. Sistem induksi elektromagnetik

dikembangkan dan dipelajari pada kumparan Tesla sampai akhirnya menara bernama Wardenclyffe

dibangun oleh Nicola Tesla. Tujuan menara tersebut sebagai pembangkit dan pemancar daya listrik

serta pemancar informasi ke seluruh dunia. Karena berhentinya sumber dana maka akhirnya menara

ini dihancurkan sebelum beroperasi. Bahwa induksi elektromagnetikdigunakan pada pengiriman

daya listrik contohnya trafodapat mengirimkan daya listrik dari lilitan ke lilitan lain dengan

memerlukan inti besi tanpa menghubungkan kedua lilitan. Inti besi sebagai tempat untuk

berjalannya aliran induksi elektromagnetik kurang efisien karena jarak yang cukup dekat (Zhao et

al., 2013).

Penelitian disini, penulis membuat rangkaian penerima sistem daya tanpa kabel yang terdiri

rangkaian penerima dengan menggunakan resonansi magnet. Rangkaian pada pemancar memiliki

fungsi sebagai pengubah energi DC menjadi energi AC melalui frekuensi untuk mengirimkan

medan magnet dan kemudian menginduksi lilitan pada penerima (Chunbo Zhu., 2008). Pada

pengujian untuk memudahkan penulis menganalisa membuat frekuensi pada pemancar dan pada

penerima memakai kapasitor dibuat sama maka bisa mempengaruhi frekuensi daya pada

pemancarnya maupun yang penerimanya (Mahardika. 2014). Selain menganalisa pada besar lilitan

yang berbeda pada rangkaian penerima pada beban memakai lampu yang bervariasi dan

membandingkan setiap lilitan pada jarak yang berbeda sehingga jarak transfer daya listrik cukup

ideal disetiap pasang lilitan. Karena pada lilitan memiliki panjang, jumlah lilitan dan besar

3

penampang yang berbeda maka memiliki optimalisasi sendiri-sendiri (Sulistyo, Aan.2016). Dengan

pengujian ini maka setiap pasangan lilitan dapat diketahui berapa daya dihasilkan di jarak yang

ideal. Maka sangat disarankan beradaptasi sistem yang memiliki kemampuan baik pada variasi

beban dan memiliki stabilitas pada frekuensi yang baik (Chapman. 2002).

1.1 Rumusan Masalah

Bagaimana cara merancang sebuah alatdan membuat prototipe rangkaian penerima

sistem daya tanpa kabel dengan jarak ideal pada daya maksimal.

1.2 Tujuan Penelitian

Dapat membuat dan merancang alat yang dapat mengirim dengan baik daya listrik tanpa

kabel pada jarak cukup ideal.

1.3 Manfaat Penelitian

a. Dalam kehidupan setiap hari dapat mempermudah penggunaan perangkat pada

elektronik sebagai pengisi baterai pada handphone maupun bisa dipakai pada

lampu belajar.

b. Pengembangan teknologi tanpa kabel kedepannya lebih efisien dan praktis dalam

penggunaan semua perangkat elektronik.

1.4 Landasan Teori

Terdapat dua hal yang saling berhubungan antara listrik dan magnet, bisa dicontohkan

pada trafo terdiri dua lilitan yang tidak besentuhan yang dililitkan inti pada besi jika

dialiri listrik bolak-balik maka timbul magnet disekitar penghantar pada salah satu

lilitan tersebut dan akan menimbulkan GGL induksi apabila aliran arus listrik mengalir

dari ujung penghantar ke ujung satunya. Dapat ditentukan GGL induks