ALAT UJI KARAKTERISTIK TRANSDUSER PIEZOELEKTRIK ...
Transcript of ALAT UJI KARAKTERISTIK TRANSDUSER PIEZOELEKTRIK ...
ALAT UJI KARAKTERISTIK TRANSDUSER PIEZOELEKTRIK
MEMANFAATKAN GETARAN LOUDSPEAKER BERBASIS PERSONAL
COMPUTER
oleh
Siti Noviyanti
NIM : 612014064
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Agustus 2018
INTISARI
Energi mekanik (getaran) merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang
dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Piezoelektrik digunakan untuk
memanen energi mekanik dari berbagai aktivitas manusia yang selanjutnya menghasilkan
energi listrik. Pada proses pemanenan energi mekanik dibutuhkan penelitian dan data-
data untuk perancangan alat, agar mampu memanfaatkan dan memanen energi secara
optimal menggunakan transduser Piezoelektrik. Sehingga pada ada skripsi ini dibuat alat
uji karakteristik transduser Piezoelektrik.
Alat uji dapat menampilkan jangkauan amplitudo tegangan, impedansi, dan
respon frekuensi keluaran dari Piezoelektrik yang diberi masukan gelombang sinusoida
dengan rentang frekuensi 10 s.d 500 Hz menggunakan media penggetar berupa
loudspeaker. Alat tersebut dapat membaca sinyal dari piezoelektrik dan mengirimkan
data hasil pengukuran ke personal computer sehingga dapat disimpan pada spreadsheet
Excel menggunakan aplikasi PLX-DAQ. Dengan alat ini, data hasil keluaran dari
Piezoelektrik dapat disimpan pada spreadsheet Excel sehingga data dapat diplotkan
dalam bentuk grafik, dilihat kembali apabila memerlukan datanya, dan menilai respon
dari transduser piezoelektrik dengan penggetar loudspeaker untuk keperluan penelitian,
pembuatan alat pemanen, atau pun media pembelajaran.
Mengetahui, Mengesahkan, Penyusun,
Hartanto K.W., M.T. Deddy Susilo, S.T., M.Eng. Siti Noviyanti
Dekan Pembimbing
ABSTRACT
Mechanical energy (vibration) is one of the renewable energy sources that can be
utilized to produce electrical energy. Piezoelectric is used to harvest mechanical energy
from various of human activities which then produces electrical energy. In the process of
mechanical energy harvesting, research and data are needed for tool design, in order to
be able to utilize and harvest energy optimally using Piezoelectric transducer.
In this thesis, characteristics tester of piezoelectric transducer is made. The tester
device can display output of piezoelectric, those are amplitude range of the voltage,
impedance, and frequency response. Input of the device is sine wave with frequency range
of 10 to 500 Hz using a loudspeaker as vibrator. The device can read signals from
piezoelectric and send data measurement to personal computer, so that data can be stored
in spreadsheet of Microsoft Excel using the PLX-DAQ application. With this device, data
from piezoelectric ouput can be stored in spreadsheet of Microsoft Excel, so that data can
be plotted in graphical form, seen again if data is needed, and assess the response of
piezoelectric transducer using loudspeaker as vibrator for some purposes like as research,
manufacture harvesting devices, or learning media.
Keywords: Vibration Energy Harvesting, Tester Device, Piezoelectric Films, Personal
Computer Based
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat, Ridho,
dan HidayahNya kepada penulis selama proses pengerjaan skripsi dengan judul “Alat Uji
Karakteristik Transduser Piezoelektrik Memanfaatkan Getaran Loudspeaker Berbasis
Personal Computer” yang merupakan syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Pada kesempatan ini pula, perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima kasih
kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung telah membantu
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini:
1. Allah SWT yang selalu memberikan Rahmat, Ridho, Rezeki, dan KaruniaNya
yang tak berkesudahan dalam setiap langkah dan keseharian penulis.
2. Bapak dan Ibu tercinta, Rokhim dan Sukarmi yang telah dan selalu mendoakan,
memberikan kasih sayang, memotivasi, mendidik, dan menasehati untuk tidak
menyerah dan menjadi pribadi yang lebih baik.
3. Mbah Yutt, Mas Kardi, mas Rosyadi, mas Yono, mbak Puput, mbak Sri Puji,
dan mbak Sholichati yang telah memberikan dukungan moril dan materil untuk
penulis agar menyelesaikan studi dan mewujudkan cita-cita dengan baik.
4. Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng. serta Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. selaku
pembimbing I dan pembimbing II yang telah bersedia membimbing penulis
melalui kritik dan saran yang membangun dalam proses pengerjaan skripsi ini.
5. Ponakan-ponakan tersayang, Hanaaki Sinar Qonita, Auryel Linda Riswati,
Aura Septya Nur Cholifah, dan Sylvia Eka Nur Syifa yang menemani penulis
ketika pulang kampung dan membuat suasana hati menjadi ceria.
6. Andika Sukma Deryawan yang selalu ada saat suka maupun duka,
menyemangati, menemani, membantu, dan mendukung penulis selama kuliah
dan pengerjaan skripsi.
7. Seluruh tenaga pengajar, staff, karyawan, dan laboran FTEK UKSW yang
dengan sabar memberikan ilmu kepada penulis.
iv
8. Cleo, Zakki, dan Tiya, sahabat-sahabat yang selalu mendukung, menasehati,
menghibur, dan tempat berkeluh kesah dari zaman sekolah.
9. Sahabat-sahabat yang selalu ada saat suka maupun duka semasa kuliah, Dara,
Thalia, dan Ega.
10. Ulala: kak Boni, Yoga, Rifai, Yosua, Dara, Thalia, Ega, Nia, Khansa, dan
Sekar, group yang mengajarkan bahwa pertemanan tak memandang perbedaan.
11. Roro Mendut Squad: mba Nisa, mba Ayu, Rut, Elsa, Vero, dan Novi Mini Cute,
teman-teman kos yang sudah seperti keluarga di Salatiga yang meskipun jail
tapi saling menyayangi, yang telah membantu serta menyemangati penulis
selama kuliah di Salatiga.
12. Teman-teman angkatan 2014 serta berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan
satu per satu yang membantu penulis dalam menyelesaikan studi di Universitas
Kristen Satya Wacana.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu
penulis mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca, sehingga skripsi ini dapat
berguna bagi dunia elektronika terutama di FTEK UKSW.
Salatiga, 31 Agustus 2018
Penulis
v
DAFTAR ISI
INTISARI ................................................................................................................... i
ABSTRACT ................................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ................................................................................................ iv
DAFTAR ISI ................................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii
DAFTAR TABEL ........................................................................................................... x
DAFTAR SIMBOL ......................................................................................................... xi
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................................ xii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1. Tujuan ................................................................................................. 1
1.2. Latar Belakang .................................................................................... 1
1.3. Spesifikasi Sistem ................................................................................ 3
1.4. Sistematika Penulisan .......................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI .......................................................................................... 5
2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................. 5
2.2. Landasan Teori .................................................................................. 10
2.2.1. Cepis TDA2030 ....................................................................... 10
2.2.2. Loudspeaker. ........................................................................... 11
2.2.3. Piezoelektrik. ........................................................................... 12
2.2.3. PLX-DAQ. .............................................................................. 13
2.2.4. Arduino Mega 2560. .................................................................. 14
2.2.5. Cepis AD9833. .......................................................................... 15
BAB III PERANCANGAN SISTEM .... ..................................................................... 17
3.1. Gambaran Sistem ................................................................................ 17
3.2. Program Arduino .. ............................................................................... 18
3.2.1. Program Arduino untuk Respon Frekuensi. .............................. 18
3.2.2. Program Arduino untuk Jangkauan Amplitudo Maksimal. ......... 25
3.2.3. Program Arduino untuk kapasitansi Piezoelektrik. ................... 26
3.3. Power Supply ...................................................................................... 29
3.4. Piezoelektrik .. ...................................................................................... 29
3.5. Buffer .................................................................................................. 29
3.6. Arduino .. .............................................................................................. 30
3.7. AD9833 ............................................................................................... 30
3.8. Penguat Sinyal Audio .. ........................................................................ 30
3.9. Aras Daya .. .......................................................................................... 30
3.10. Penggetar (Loudspeaker) ................................................................... 32
3.11. Personal Computer .. ......................................................................... 33
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS ..................................................... 35
4.1. Pengujian Respon Frekuensi ................................................................. 35
4.2. Pengujian Jangkauan Amplitudo Maksimal .......................................... 42
4.3. Pengujian Kapasitansi Piezoelektrik ..................................................... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 49
5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 49
5.2. Saran Pengembangan ........................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 51
LAMPIRAN ............................................................................................................... 52