PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 ·...

19
PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS MENGGUNAKAN DUA KUMPARAN METAL Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Oleh: SUPRIYADI D400120074 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

Transcript of PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 ·...

Page 1: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS MENGGUNAKAN

DUA KUMPARAN METAL

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Oleh:

SUPRIYADI

D400120074

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

Page 2: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

i

HALAMAN PERSETUJUAN

PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS MENGGUNAKAN

DUA KUMPARAN METAL

PUBLIKASI ILMIAH

oleh:

SUPRIYADI

D 400 120 074

Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh:

Dosen Pembimbing

Aris Budiman, ST.MT

NIK. 885

Page 3: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

ii

HALAMAN PENGESAHAN

PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS MENGGUNAKAN

DUA KUMPARAN METAL

OLEH

SUPRIYADI

D 400 120 074

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Kamis, 13 April 2017

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Dewan Penguji:

1.Aris Budiman, S.T., M.T. (.....................)

(Ketua Dewan Penguji)

2.Hasyim Asy’ari, S.T., M.T. (.....................)

(Anggota I Dewan Penguji)

3.Ir. Jatmiko, M.T. (.....................)

(Anggota II Dewan Penguji)

Dekan,

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

NIK/NIDN:0630126302

Page 4: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi 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 ketidak benaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan saya

pertanggungjawabkan sepenuhnya

Surakarta, 13 Maret 2017

Penulis

SUPRIYADI

D400120074

Page 5: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

1

PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS MENGGUNAKAN

DUA KUMPARAN METAL

Abstrak

Semakin dibutuhkannya proses transfer energi listrik yang efisien, mendorong beberapa

pengembang teknologi berlomba-lomba mengembangkan teknologi yang mampu

mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

penghantar listrik paling efisien hingga saat ini. Dalam penelitian ini, penulis membuat

sebuah alat yang mampu menghantarkan energi listrik melalui udara atau tanpa kabel.

Fenomena magnetic flux adalah fenomena yang akan dihasilkan oleh alat pada penelitian

ini. Adanya magnetic flux, akan menimbulkan resonansi yang akan terhantar pada sisi

penerima. Konstruksi pada alat yang dikembangkan adalah memanfaatkan lilitan

tembaga. Lilitan tembaga ini ditempatkan di bagian keluaran dari sisi transmitter, dan

ditempatkan di bagian masukan dari sisi receiver. Tegangan masukan dari transmitter

adalah 19 DC volt dan arus 4.74 Ampere. Lilitan yang digunakan pada sisi transmitter

dan receiver memiliki luas penampang 28.26 mm . Pada penelitian ini, alat yang telah

dibuat diuji coba dengan cara memvariasikan beban dan jarak yang digunakan pada sisi

receiver. Dari hasil uji coba alat yang telah dibuat, didapati beberapa efisiensi transfer

daya. Efisiensi terbaik adalah sebesar 92.9 % pada uji coba beban 25 watt pada jarak 2

cm. Dan transfer daya listrik tidak terjadi lagi pada jarak 10 cm pada beban 120 watt.

Dari percobaan tersebut, disimpulkan bahwa bila jarak antara transmitter dan receiver

semakin jauh, besar daya dan efisiensi transfer akan semakin berkurang.

Kata kunci: energi, listrik, listrik tanpa kabel, transmitter, receiver

Abstract

The efficient electrical energy tranfer is important to day, so some people compete to

develop new technologies that can transfer electrical energy without cable.

Conventionally, the wire cable is the most efficient in this time. In this research, the

writer creates a tool that can bring electrical energy through the air without cable. The

magnetic flux phenomenon is a phenomenon that will be produced by the tool in this

research. The existence of magnetic flux will cause resonance which will be ushered on

the receiver side. The construction of the developed device is utilizing some copper

windings. This copper coil is placed at the output of the transmitter side, and placed at

the input of the receiver side. The input voltage of the transmitter is 19 volts DC and the

current 4.74 Ampere. The coil used in the transmitter and the receiver has a 28.26 mm²

cross-sectional area. In this research, the tool that has been created was tested by varying

the load used on the receiver side and also the distance. The result of the conducted

experiments, we get the best and worst efficiency. The best efficiency is 92.9 % with 25

watt of load at 2 cm of distance. And the power transfer is not happening with 25 watt of

load at 10 cm of distance. From that experiments we can conclude that if the distance

between transmitter and receiver is expanded, the less efficiency we get from the power

transfer.

Keywords: energy, electric, wireless, transmitter, receiver

Page 6: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

2

1. PENDAHULUAN

Semakin pesatnya perkembangan teknologi secara global saat ini merupakan sebuah fenomena

yang tak terbendung. Hal ini menyebabkan teknologi nirkabel/tanpa kabel (wireless) juga

mengalami perkembangan yang signifikan, karena kebutuhan manusia akan medium komunikasi.

Tak hanya sampai pada titik dimana teknologi nirkabel menjadi medium komunikasi, teknologi

jenis ini merambah pada sektor-sektor yang lain. Bahkan pada sektor transfer daya, beberapa

perusahan ternama telah berhasil mewujudkan hal ini. Dengan adanya teknologi nirkabel yang

digunakan untuk transfer daya, maka manusia akan dimudahkan dalam sisi praktis transfer daya.

Salah satu ilmuwan paling fenomenal pada abad 19, Nikola Tesla, telah membuktikan

teorinya tentang transfer daya tanpa kabel dengan menunjukkan penemuan-penemuan yang telah

dilakukannya. Penemuan-penemuannya terkait transfer daya nirkabel ini ternyata menuai banyak

kritik dari ilmuwan-ilmuwan ternama yang lain. Mengingat tingkat dampak yang ditimbulkan

belum teruji pada lingkungan organisme. Salah satu dampak transfer nirkabel yang secara ilmiah

dapat dikaji adalah dampak medan elektromagnetik. Hal inilah yang kemudian menyebabkan

penelitian semacam ini cenderung tidak berkembang bahkan hingga menjelang abad 21. Namun

pada akhirnya, sebuah universitas asal Amerika Serikat, MIT (Massachusetts Institue of

Technology), mendorong para penelitinya untuk mempelajari transfer daya secara nirkabel.

Semangat yang terdorong pada sekitar tahun 2017 ini pada akhirnya menemukan titik terangnya

dan menginspirasi beberapa lembaga teknologi untuk memproduksi teknologi transfer daya secara

massal ke publik. Namun, nilai efisiensi transfer daya nirkabel masih menjadi masalah yang

serius, mengingat efisiensinya belum dapat setara dengan teknologi transfer daya melalui kabel.

Teknologi transfer daya nirkabel ini hanya mampu mencapai titik efisiensi dibawah 40% dengan

jarak 2 meter pada awalnya. namun dengan ketekunan para peneliti pada tahun 2017, efisiensi

sudah melebihi 40% dengan daya 60 Watt berjarak 2 meter (Kurs, 2007). Pada titik inilah

teknologi transfer daya nirkabel mulai berkembang.

Beberapa percobaan yang dilakukan oleh Hambleton dan rekan-rekanya telah berhasil

memaksimalkan teknologi transfer daya nirkabel dengan pembuktian yang cukup memuaskan. Ia

dan rekan-rekannya mampu mentransmisikan daya listrik secara nirkabel pada sebuah lampu.

Teknik yang digunakan adalah membuat sebuah pengirim transmisi dengan keluaran yang

dijadikan medan magnet dengan kumparan tembaga, keluaran ini kemudian ditransmisikan secara

nirkabel ke sebuah penerima dengan memanfaat medan magnet di sekitar kumparan. Dengan

metode kumparan ke kumparan ini, ia dan timnya mampu mentransmisikan daya ke sebuah lampu

pijar 40 Watt secara maksimal pada jarak 18 cm. Dan tak berhenti sampai itu, seorang peneliti

Page 7: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

3

dari Korea Selatan yang bernama Hwang juga mempublikasikan sebuah jurnal yang membahas

soal teknologi transfer daya tanpa kabel yang menyatakan bahwa jika dua buah kumparan yang

saling beresonansi akan membentuk sebuah transmisi daya berdasarkan kopling dari magnetic

flux. Teknologi yang sering disebut dengan WPT (Wireless Power Transfer) ini kemudian

menjadi bahasan yang menarik bagi para mahasiswa yang menggeluti bidang elektro di Indonesia.

Pada penelitian ini, penulis berfokus pada perancangan sebuah perangkat transmisi daya

secara nirkabel dengan memanfaatkan fenomena magnetic resonance. Fenomena ini akan

diwujudkan dengan pembuat sebuah pengirim daya dan penerima daya. Hal yang akan dibahas

pada penelitian ini adalah analisa efisiensi transmisi daya yang terkalkulasi dari perbandingan

daya pengirim dan daya penerima. Dan arus yang akan ditransmisikan adalah arus DC (Direct

Current). Kemudian akan dibandingkan dengan variasi beban yang berbeda pada sisi penerima

dengan berbagai jarak yang berbeda.

1.1 Rumusan Masalah

Dari berbagai latar belakang yang telah dipaparkan diatas, kita mendapati beberapa hal yang

harus dijadikan sebuah masalah yang harus diselesaikan. Adapun rumusan masalah yang telah

terkumpul pada penelitian ini adalah:

a. Membuat sebuah alat transmisi daya tanpa kabel.

b. Menemukan nilai efisiensi terbaik dari transmisi daya tanpa kabel pada alat yang telah

dibuat.

1.2 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah yang telah dibuat, penelitian ini disusun dalam rangka mencapai

beberapa tujuan untuk membuat alat transmisi daya tanpa kabel dengan tingkat efisiensi

transmisi yang maksimal.

1.3 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan terwujud dari penelitian ini adalah:

a. Menyediakan kemudahan pengguna alat elektronik dalam transmisi daya tanpa kabel seperti

battery charging.

b. Menginspirasi generasi selanjutnya agar tertarik untuk meneliti lebih lanjut tentang

teknologi nirkabel.

Page 8: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

4

2. METODE

Penelitian tentang system transfer daya tanpa kabel ini memerlukan waktu kurang lebih 7 bulan.

Adapun tahapan dalam menyelesaikan penelitian ini adalah sebagai berikut:

2.1 Rancangan penelitian

Studi Literatur

Studi Literatur merupakan tahapan awal dalam suatu penelitian.Pada tahap ini penulis

mencari refrensi yang berkenaan dengan penelitian.Refrensi yang diambil bersumber dari

skripsi, jurnal ilmiah, dan buku materi lainya.

Pengumpulan Data

Pengumpulan data berupa sepesifikasi alat yang sejenis, desain rangkaian, dan data tentang

tempat penjualan komponen.

Perancangan Alat

Perancangan alat meliputi elektronika, desain, dan komponen-komponen.

Pembuatan Alat

Pembuatan alat meliputi mekanik alat seperti transmitter dan receiver, desain elektronika,

dan merancang semua komponen yang dibutuhkan menjadi satu.

Pengujian dan Analisi Data

Pengujian alat dicoba secara berulang-ulang dengan jarak dan beban yang berbeda.Untuk

memudahkan dalam menganalisa alat ini dilengkapi dengan alat ukur volt-ampare didalam

rangkaian receiver.

2.2 Alat dan Bahan

Peralatan dan bahan yang diperlukan dalam proses ini berupa:

Tabel 1. Alat dan bahan

Nama Spesifikasi Jumlah

Power supply 19 v /4.74 A 1

Kapasitor 6,8 nf/2000 v 11

Kapasitor 3300 nf/50 v 2

Resistor 2,2 k 2

Resistor 1 k 1

Mosfet IRFZ44N 2

Diode X4020S 1

Pipa tembaga Luas penampang 28.26 mm² 2

Kabel tembaga Luas penampang 3.14 mm² 1

Cooler 14x7cm x2 cm² 1

Inductor - 2

Diode 2A 2

Diode 1A 2

LED 3 mm 1

Page 9: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

5

Fuse - 1

Pengaris Almunium 1

Switch - 2

Digital avometer - 1

PCB 12X7 cm 1

Lampu 100 watt 1

Lampu 25/25 watt 1

Lampu 35/70 watt 1

Lampu 5 watt 4

Kapasitor 100 nf/50 v 2

Cutter - 1

Software proteus Versi 8 1

2.3 Skema Rangkaian Tansmitter dan Receiver

Skema rangkaian pemancar dan penerima dibuat menggunakan software proteus versi 8

dapat dilihat gambar 1 dan gambar 2.

Gambar 1. Skema Rangkaian Tansmitter

Gambar 2. Skema Rangkaian Receiver

Page 10: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

6

2.4 FlowchartPenelitian

Gambar 3.Flowchart penelitian

Page 11: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

7

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Perhitungan frekuensi resonansi dan induktansi

Perhitungan frekuensi resonansi dan induktansi merupakan perhitungan yang digunakan

untuk mengetahui nilai induktansi lilitan pada rangkaian transmitter dan masing-masing

lilitan pada rangkaian receiver.Nilai dari induktansi tersebut digunakan untuk mengetahui

nilai frekuensi resonansi pada rangkaian transmitter dan masing-masing rangkaian

receiver.Data lilitan pada rangkaian transmitter dan receiver adalah sebagai berikut:

Tabel 2. Spesifikasi Rangkaian

Jenis Rangkaian Panjang

(M) N C (farad) A (mm2)

Pemancar 0.3 1 40,8x10−9 28.26

Penerima 0.3 1 34x10−9 28.26

Dimana:

I = Panjang lilitan (M)

N = Jumlah lilitan

C = kapasitor (Farad)

A = luas penampang (mm2)

fr = frekuensi resonansi (Hertz) = 1

2.π.√L.C

L = Induktansi (Henry) = μ0.N2 .A

l

μ0 = Permeabilitas= 4.π.10-7 (wb/Am)

Hasil Perhitungan induktansi dan frekuensi resonansi rangkaian pemancar luas penampang

28.26 mm2.

Untuk perhitungan induktansi dapat dicari dengan persamaan

Dimana nilai:

L = 4.3,14. 10−7.12 .28.26

0,3

Sehingga:

L= 0,000118 h = 0,118 µh

Untuk perhitungan frekuensi resonansi dapat dicari dengan persamaan

Dimana nilai:

fr =1

2.3,14.√0,118x10−6.40,8x10−9

Sehingga:

Page 12: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

8

fr=44x106Hz=44Mhz

Hasil perhitungan induktansi dan frekuensi resonansi rangkaian penerima luas penampang

28.26 mm2.

Untuk perhitungan induktansi dapat dicari dengan persamaan

Dimana nilai:

L = 4.3,14. 10−7.12 .28.26

0,3

Sehingga:

L= 0,000118 h = 0,118 µh

Untuk perhitungan frekuensi resonansi dapat dicari dengan persamaan

Dimana nilai:

fr =1

2.3,14.√0,118x10−6.34x10−9

Sehingga:

fr=4x107Hz=40Mhz

3.2 Pengujian lilitan dengan luas penampang 28.26 mm2 dengan beban yang berbeda-beda

Pengujian ini dilakukan dengan Tansmitteryang mempunyai nilai frekuensi resonansi

44Mhz dengan Receiver dengan nilai frekuensi resonansi 40Mhz. Nilai arus dan tegangan

dari hasil pengujian adalah sebagai berikut, dan nilai daya didapat dari persamaan P=V×I

sedangkan nilai efisiensi didapat dari persamaan Eff=(daya penerima)/(daya

pemancar).100%

Gambar 4. Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2

Page 13: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

9

Tabel 3. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan tidak

menggunakan beban lampu

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

10 19 4.74 90.06 35.2

8 19 4.74 90.06 40.6

6 19 4.74 90.06 45.1

4 19 4.74 90.06 47.9

2 19 4.74 90.06 50.8

Tabel 4. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 120 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima

Efisiensi

(%)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 0 0.85 0 0

8 19 4.74 90.06 0.3 1.20 0.36 0.4

6 19 4.74 90.06 0.7 1.75 1.22 1.35

4 19 4.74 90.06 2.3 2.65 6.1 6.8

2 19 4.74 90.06 6.7 4.58 30.67 34.1

Tabel 5. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 100 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima

Efisiensi

(%)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 0.3 0.83 0.25 0.28

8 19 4.74 90.06 0.5 1.2 0.6 0.67

6 19 4.74 90.06 1.1 1.7 1.87 2.07

Page 14: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

10

4 19 4.74 90.06 3.5 2.63 9.2 10.2

2 19 4.74 90.06 8.7 4.12 35.8 39.7

Tabel 6. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 85 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima Efisiensi

(%) Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 90 4.74 90.06 0.9 0.84 0.76 0.84

8 90 4.74 90.06 1.7 1.17 1.99 2.21

6 90 4.74 90.06 4.0 1.68 6.72 7.46

4 90 4.74 90.06 9.1 2.51 22.8 25.32

2 90 4.74 90.06 18.7 3.75 70.13 77.87

Tabel 7. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 70 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima Efisiensi

(%) Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 1.9 0.84 1.56 1.73

8 19 4.74 90.06 4.1 1.15 4.71 5.23

6 19 4.74 90.06 8.2 1.62 13.3 14.8

4 19 4.74 90.06 16.1 2.28 36.7 40.7

3 19 4.74 90.06 24.7 2.87 70.9 78.7

Tabel 8. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan

menggunakan beban lampu 50 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima Efisiensi

(%) Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 0.5 0.87 0.4 0.44

Page 15: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

11

8 19 4.74 90.06 1.2 1.2 1.44 1.6

6 19 4.74 90.06 27 1.65 4.45 4.9

4 19 4.74 90.06 6.3 2.52 15.9 17.6

2 19 4.74 90.06 14.1 3.87 54.6 60.6

Tabel 9. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 35 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima Efisiensi

(%) Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 1 0.83 0.83 0.92

8 19 4.74 90.06 2.4 1.2 2.9 3.22

6 19 4.74 90.06 29 1.72 8.4 9.32

4 19 4.74 90.06 10.3 2.54 26.2 29.1

2 19 4.74 90.06 19.5 3.66 71.4 79.3

Tabel 10. Hasil Pengujian Lilitan Penerima Luas Penampang 28.26 mm2 dengan menggunakan

beban lampu 25 watt

JARAK

(cm)

Pemancar Penerima Efisiensi

(%) Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

Tegangan

(V)

Arus

(A)

Daya

(W)

10 19 4.74 90.06 2.5 0.82 2.05 2.28

8 19 4.74 90.06 5.2 1.16 6.03 6.7

6 19 4.74 90.06 10 1.63 16.3 18.1

4 19 4.74 90.06 19.1 2.32 44.3 49.2

2 19 4.74 90.06 38.1 3.23 83.7 92.9

Page 16: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

12

Gambar 5. Grafik Pengukuran Tegangan Dengan Jarak

Gambar 5 menunjukkan bahwa semakin dekat jarak transmitter dengan receiver maka semakin

besar tegangan yang dihasilkan. Contoh pada beban 100 Watt dengan jarak 2 cm mampu

menerima tegangan 8.7 V pada jarak 4 cm tegangan yang diterima berkurang 2.5 kali lipat, pada

jarak 6 cm tegangan yang diterima berkurang 8 kali lipat, pada jarak 8 cm tegangan yang

diterima berkurang 17 kali lipat dan pada jarak 10 cm tegangan yang diterima berkurang

mencapai 29 kali lipat.

Gambar 6.Grafik Pengukuran Arus Dengan Jarak

0 0,3 0,72,3

6,7

0,3 0,5 1,13,5

6,7

0,9 1,74

9,1

18,7

1,94,1

8,2

16,1

24,7

0,5 1,22,7

6,3

14,1

1 2,4 2,9

10,3

19,5

2,55,2

10

19,1

38,135,2

40,6

45,147,9

50,8

0

10

20

30

40

50

60

10 Cm 8 Cm 6 Cm 4 Cm 2 Cm

Tega

nga

n (

V )

120 Watt

100 Watt

85 Watt

70 Watt

50 Watt

35 Watt

25 Watt

TANPA BEBAN

0,85

1,2

1,75

2,65

4,58

0,83

1,2

1,7

2,63

4,12

0,84

1,17

1,68

2,51

3,75

0,84

1,15

1,62

2,28

2,87

0,87

1,2

1,65

2,52

3,87

0,83

1,2

1,72

2,54

3,66

0,82

1,16

1,63

2,32

3,23

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

10 Cm 8 Cm 6 Cm 4 Cm 2 Cm

Aru

s (

i )

120 Watt

100 Watt

85 Watt

70 Watt

50 Watt

35 Watt

25 Watt

Page 17: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

13

Gambar 6 menunjukkan bahwa semakin dekat jarak transmitter dengan receiver maka semakin

besar Arus yang dihasilkan. Contoh pada beban 100 Watt dengan jarak 2 cm mampu menerima

Arus 4.12Ampare pada jarak 4 cm Arus yang diterima berkurang 1.5 kali lipat, pada jarak 6 cm

Arus yang diterima berkurang 2.4 kali lipat, pada jarak 8 cm Arus yang diterima berkurang 3.4

kali lipat dan pada jarak 10 cm Arus yang diterima berkurang mencapai 4.9 kali lipat.

Gambar 7.Grafik Pengukuran Daya Dengan Jarak

Gambar 7 menunjukkan bahwa semakin dekat jarak transmitter dengan receiver maka semakin

besar daya yang dihasilkan. Contoh pada beban 100 Watt dengan jarak 2 cm mampu menerima

daya sebesar 35.8 watt pada jarak 4 cm daya yang diterima berkurang 3.9 kali lipat, pada jarak 6

cm tegangan yang diterima berkurang 19 kali lipat, pada jarak 8 cm tegangan yang diterima

berkurang 59 kali lipat dan pada jarak 10 cm tegangan yang diterima berkurang mencapai 143

kali lipat.

4.PENUTUP

Dari percobaan-percobaan diatas, perbedaan beban dan jarak akan menghasilkan nilai efisiensi

yang bervariasi. Dari jarak 2 hingga 10 cm, kita dapati bahwa semakin dekat jarak antara

transmitter dn receiver akan menghasilkan efisiensi yang semakin tinggi pula, begitu pun

sebaliknya. Tak hanya perbedaan jarak yang akan memperngaruhi nilai efisiensi transfer energi

listrik ini, perbedaan beban pada sisi receiver juga mempengaruhi seberapa besar nilai tegangan

yang ditransfer.

0 0,36 1,226,1

30,67

0,25 0,6 1,87

9,2

35,8

0,76 1,996,72

22,8

70,13

1,564,71

13,3

36,7

70,9

0,4 1,444,45

15,9

54,6

0,83 2,9

8,4

26,2

71,4

2,056,03

16,3

44,3

83,7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10 Cm 8 Cm 6 Cm 4 Cm 2 Cm

Day

a (

W )

120 Watt

100 Watt

85 Watt

70 Watt

50 Watt

35 Watt

25 Watt

Page 18: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

14

Penelitian ini diharapkan mampu memberikan gambaran secara umum bahwa transfer energi

listik tanpa kabel dapat dapat diwujudkan. Untuk mewujudkan alat yang mampu mentransfer

energi listrik tanpa kabel dengan efisiensi tinggi dibutuhkan penelitian yang mendalam.Hal yang

perlu diperhatikan adalah bagaimana kita dapat menghasilkan nilai resonansi antara transmitter

dan receiver yang tinggi. Tentunya dibutuhkan jam terbang yang tinggi, agar mampu membuat

kombinasi konstruksi transmitter dan receiver yang baik. Semoga dengan ini, mendorong para

mahasiswa agar menekuni lebih lanjut tentang tansfer energi listrik tanpa kabel.

5.PERSANTUNAN

Penulis mengucapkan puja dan puji syukur dan terimakasih kepada pihak – pihak yang senantiasa

mengeluangkan waktunya untuk memberikan bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir sebagai

berikut:

ALLAH SWT dan Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan banyak kenikmatan

dan kemuliaannya.

Bapak, ibu dan kakak tercinta yang telah mendo’akan, memberikan nasehat dan semangat

dalam pengerjaan Tugas Akhir.

Bapak Umar S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

Bapak Aris Budiman, S.T, M.T. selaku dosen pembimbing.

Bapak dan ibu Dosen Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

Teman-teman Teknik Elektro UMS yaitu taufiq mus, ade setyawan,ika purwanto dan yang

tidak dapat penulis sebut satu-satu yang telah membantu memberi referensi kepada

penulis.

Teman-teman selain Teknik Elektro UMS yaitu ika rizka hidayati dan keluarga besar

MARCHING BAND UMS yang telah memberikan doa dan semangat kepada penulis.

Teman-teman penulis yang selain di Teknik Elektro UMS yang tidak bisa disebutkan oleh

penulis yang telah memberikan dukungan serta do’a.

Page 19: PERANCANGAN TRANSMISI LISTRIK WIRELESS …eprints.ums.ac.id/52218/3/nasbup.pdf · 2017-04-20 · mentransfer energi listrik tanpa kabel. Secara konvensional, kabel konduktor merupakan

15

DAFTAR PUSTAKA

Chen, J., & Tang, P. (1999). A sliding mode current control scheme for PWM brushless DC motor

drives. IEEE Transactions on Power Electronics, 14(3), 541–551.

https://doi.org/10.1109/63.761698

Karlsson, J. (2001). Control System and Energy Saving Potential for Switchable Windows. Building

Simulation 2001, (2000), 199–206.

Mohammed Z Salah Supervisor Muhammed Abdelati, B. S. (1430). Parameters Identification of a

Permanent Magnet Dc Motor.

Santhanam, V., & Viswanathan, V. (2013). Smartphone Accelerometer Controlled Automated

Wheelchair.

T.K, S. (2012). Automatic Gas Valve Control System using Arduino Hardware. Automatic Gas

Valve Control System Using Arduino Hardware, 2(3), 18–21.

https://doi.org/10.9756/BIJPSIC.10001