[Presentasi Skripsi] GAMA POWERBATIK: INOVASI POWER BANK MURAH BERBASIS BATERAI ISI ULANG NI-MH...

S1 Program Studi Fisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gadjah Mada

Lintang Wisesa Atissalam NIM 10/300414/PA/13247

Gama Powerbatik: Inovasi Power Bank Murah Berbasis Baterai Isi Ulang Ni-MH (Nikel Metal Hidrida)

Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada

Pendahuluan

Alessandro Volta Gaston Plante Waldemar Jungner

1800 1859 1899


Pendahuluan

Gadget = Kebutuhan ?


Pendahuluan

Persentase pengguna gadget di beberapa negara (Nielsen, Februari 2013)


Pendahuluan

Oktober 2013

41,3 jt Pengguna smartphone

6,0 jt Pengguna tablet

Perkiraan 2017

103,7 jt Pengguna smartphone

16,2 jt Pengguna tablet

189’/hari Aktivitas user

3x Lebih lama dari user


Pendahuluan

Power Bank

Baterai LiPo


Pendahuluan

Pada dasarnya proses isi ulang baterai merupakan proses mengalirkan arus ke baterai tujuan. Arus listrik mengalir dari beda potensial tinggi ke beda

potensial yang lebih rendah.

220 v 5 v 3,7 v

Alur proses isi ulang baterai gadget

arus arus


Pendahuluan

220 v 5 v 3,7 v

Discharging ( penggunaan ) power bank

arus arus arus

Recharging ( isi ulang ) power bank

Alur penggunaan Power Bank


Pendahuluan

Baterai Ni-MH


Pendahuluan

220 v 5 v 3,7 v

Discharging ( penggunaan )

arus arus arus

Recharging ( isi ulang )

Konsep Gama Powerbatik berbasis baterai Ni-MH

4,8 v

4 baterai AA Ni-MH Dirangkai seri


Pendahuluan

Bagaimanakah proses pembuatan power bank Gama Powerbatik berbasis baterai AA Ni-MH?

Bagaimanakah pula spesifikasi dan uji efektifitas penggunaannya, dengan variasi baterai sumber dan gadget yang diujikan?

Merumuskan proses pembuatan power bank Gama Powerbatik berbasis baterai AA Ni-MH.

Mengetahui spesifikasi dan efektifitas penggunaan produk ini, dengan variasi baterai sumber dan gadget yang diujikan.

Rumusan Permasalahan

Tujuan


Dasar Teori

Baterai tersusun atas komponen utama berupa katoda (+), anoda (-) & elektrolit. Pada anoda terjadi oksidasi (pelepasan e) & katoda terjadi reduksi (pengikatan e). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sedangkan arus listrik kebalikannya.

Baterai


Dasar Teori

Kapasitas baterai (C) didefinisikan sebagai besarnya arus yang dikeluarkan baterai selama selang waktu tertentu. Kapasitas baterai dinyatakan dalam besaran muatan (q) bersatuan mili ampere-jam (mAh), di mana 1 mAh setara dengan muatan 3,6 coulomb. Besar kapasitas baterai menurut Hukum Peukert:

𝑪 = 𝑰𝒌 𝒕

Kapasitas baterai (C) dapat pula dinyatakan dalam besaran energi (E) yang bersatuan joule (J) atau watt-jam (Wh). Di mana 1 Wh setara dengan 3,6 J. Besarnya energi dapat diperkirakan dengan mengalikan kapasitas muatan (C) dengan tegangan baterai (V), yang dirumuskan sebagai berikut.

𝑬 = 𝑰 𝒕 𝑽 = 𝑪 𝑽

Kapasitas Baterai


Dasar Teori

Katoda: LiCoO2 / LiFePO4 / LiMn2O4 Anoda: LiC6 Elektrolit: LiPF6 / LiBF4 / LiClO4 (l)

Discharging (pemakaian) Elektroda (+) 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− ↔ 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 Elektroda (-) 𝑳𝒊𝑪𝟔 ↔ 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− + 𝟔𝑪 Reaksi total 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝑳𝒊𝑪𝟔 ↔ 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝟔𝑪 Recharging (pengisian ulang) Elektroda (+) 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 ↔ 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− Elektroda (-) 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− + 𝟔𝑪 ↔ 𝑳𝒊𝑪𝟔 Reaksi total 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝟔𝑪 ↔ 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝑳𝒊𝑪𝟔 dengan x adalah jumlah ion lithium yang berpindah.

Baterai Li-ion pada gadget


Dasar Teori

Katoda: LiCoO2 Anoda: C Elektrolit: LiPF6 (s) Discharging (pemakaian) Elektroda (+) 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− → 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 Elektroda (-) 𝑪 − 𝑳𝒊𝒙 → 𝑪 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− Reaksi total 𝑪 − 𝑳𝒊𝒙 + 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 → 𝑪 + 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 Recharging (isi ulang) Elektroda (+) 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 → 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− Elektroda (-) 𝑪 + 𝒙𝑳𝒊+ + 𝒙𝒆− → 𝑪 − 𝑳𝒊𝒙 Reaksi total 𝑪 + 𝑳𝒊𝑪𝒐𝑶𝟐 → 𝑪 − 𝑳𝒊𝒙 + 𝑳𝒊𝟏−𝒙𝑪𝒐𝑶𝟐

Baterai Li-Po pada power bank


Dasar Teori

Katoda: Ni(OH)2

Anoda: MH Elektrolit: KOH Discharging (pemakaian) Elektroda (+) 𝜷𝑵𝒊𝑶𝑶𝑯 + 𝑯𝟐𝑶 + 𝒆− → 𝑵𝒊 𝑶𝑯 𝟐 + 𝑶𝑯− Elektroda (-) 𝑴𝑯 + 𝑶𝑯− → 𝑴 + 𝑯𝟐𝑶 + 𝒆− Reaksi total 𝑴𝑯 + 𝜷𝑵𝒊𝑶𝑶𝑯 ∙ 𝑯𝟐𝑶 → 𝑴 + 𝑵𝒊 𝑶𝑯 𝟐 + 𝑯𝟐𝑶 Recharging (pengisian ulang) Elektroda (+) 𝑵𝒊 𝑶𝑯 𝟐 + 𝑶𝑯− → 𝜷𝑵𝒊𝑶𝑶𝑯 + 𝑯𝟐𝑶 + 𝒆− Elektroda (-) 𝑴 + 𝑯𝟐𝑶 + 𝒆− → 𝑴𝑯 + 𝑶𝑯− Reaksi total 𝑴 + 𝑵𝒊 𝑶𝑯 𝟐 + 𝑯𝟐𝑶 → 𝑴𝑯 + 𝜷𝑵𝒊𝑶𝑶𝑯 ∙ 𝑯𝟐𝑶

Baterai Ni-MH


Hasil

Gama

Powerbatik


Hasil

Pengukuran Tegangan Gama Powerbatik


Hasil

Pengukuran Arus Listrik Gama Powerbatik


Hasil


Hasil

Periode rata-rata pengisian baterai gadget (discharging)


Hasil

Frekuensi pengisian baterai gadget (discharging)


Hasil

Periode rata-rata pengisian Gama Powerbatik (recharging)

Proses recharging Gama Powerbatik menggunakan charger Ni-MH merek Sanyo NC-MQN09W dengan arus output 300 mA.


Hasil

Analisis nilai ekonomi

1 = ind. on/off 2 = ind. Level batt 3 = micro USB 4 = USB female 5 = auto shut off 6 = senter


Penutup

Kesimpulan Inovasi Gama Powerbatik memanfaatkan baterai Ni-MH sebagai sumber, berbeda

dengan power bank pada umumnya yang menggunakan baterai Li-Po. Rangkaian yang digunakan pun sederhana, terdiri atas 4 buah baterai AA Ni-MH (seri) yang diparalel dengan lampu indikator (LED dan resistor) kemudian sebagai luaran dihubungkan dengan port USB female.

Spesifikasi Gama Powerbatik yang berhasil dibuat berdimensi 65 × 60 × 20 mm dengan tegangan 𝑽 rata-rata sebesar 4,8 ± 0,5 V, arus output 𝑰𝒐𝒖𝒕 rata-rata antara 200-300 mA, memiliki 5 varian kapasitas (1.900, 2.300, 2.700, 2.800 dan 4.700 mAh) serta dilengkapi dengan label produk bercorak batik untuk setiap varian kapasitas.

Hasil analisis harga power bank di pasaran dapat disimpulkan bahwa biaya produksi Gama Powerbatik tergolong murah dan berpotensi untuk dipasarkan, atau disosialisasikan sebagai teknologi tepat guna masyarakat.

S1 Program Studi Fisika Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gadjah Mada

Lintang Wisesa Atissalam NIM 10/300414/PA/13247

Gama Powerbatik: Inovasi Power Bank Murah Berbasis Baterai Isi Ulang Ni-MH (Nikel Metal Hidrida)

[Presentasi Skripsi] GAMA POWERBATIK: INOVASI POWER BANK MURAH BERBASIS BATERAI ISI ULANG NI-MH...

Documents

Transcript of [Presentasi Skripsi] GAMA POWERBATIK: INOVASI POWER BANK MURAH BERBASIS BATERAI ISI ULANG NI-MH...