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
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Pendahuluan
Gadget = Kebutuhan ?
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Pendahuluan
Persentase pengguna gadget di beberapa negara (Nielsen, Februari 2013)
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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
189β/hari Aktivitas user
3x Lebih lama dari user
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Pendahuluan
Power Bank
Baterai LiPo
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Pendahuluan
220 v 5 v 3,7 v
Discharging ( penggunaan ) power bank
arus arus arus
Recharging ( isi ulang ) power bank
Alur penggunaan Power Bank
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Pendahuluan
Baterai Ni-MH
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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:
πͺ = π°π π
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.
π¬ = π° π π½ = πͺ π½
Kapasitas Baterai
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Dasar Teori
Katoda: LiCoO2 / LiFePO4 / LiMn2O4 Anoda: LiC6 Elektrolit: LiPF6 / LiBF4 / LiClO4 (l)
Discharging (pemakaian) Elektroda (+) π³ππβππͺππΆπ + ππ³π+ + ππβ β π³ππͺππΆπ Elektroda (-) π³ππͺπ β ππ³π+ + ππβ + ππͺ Reaksi total π³ππβππͺππΆπ + π³ππͺπ β π³ππͺππΆπ + ππͺ Recharging (pengisian ulang) Elektroda (+) π³ππͺππΆπ β π³ππβππͺππΆπ + ππ³π+ + ππβ Elektroda (-) ππ³π+ + ππβ + ππͺ β π³ππͺπ Reaksi total π³ππͺππΆπ + ππͺ β π³ππβππͺππΆπ + π³ππͺπ dengan x adalah jumlah ion lithium yang berpindah.
Baterai Li-ion pada gadget
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Dasar Teori
Katoda: LiCoO2 Anoda: C Elektrolit: LiPF6 (s) Discharging (pemakaian) Elektroda (+) π³ππβππͺππΆπ + ππ³π+ + ππβ β π³ππͺππΆπ Elektroda (-) πͺ β π³ππ β πͺ + ππ³π+ + ππβ Reaksi total πͺ β π³ππ + π³ππβππͺππΆπ β πͺ + π³ππͺππΆπ Recharging (isi ulang) Elektroda (+) π³ππͺππΆπ β π³ππβππͺππΆπ + ππ³π+ + ππβ Elektroda (-) πͺ + ππ³π+ + ππβ β πͺ β π³ππ Reaksi total πͺ + π³ππͺππΆπ β πͺ β π³ππ + π³ππβππͺππΆπ
Baterai Li-Po pada power bank
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Dasar Teori
Katoda: Ni(OH)2
Anoda: MH Elektrolit: KOH Discharging (pemakaian) Elektroda (+) π·π΅ππΆπΆπ― + π―ππΆ + πβ β π΅π πΆπ― π + πΆπ―β Elektroda (-) π΄π― + πΆπ―β β π΄ + π―ππΆ + πβ Reaksi total π΄π― + π·π΅ππΆπΆπ― β π―ππΆ β π΄ + π΅π πΆπ― π + π―ππΆ Recharging (pengisian ulang) Elektroda (+) π΅π πΆπ― π + πΆπ―β β π·π΅ππΆπΆπ― + π―ππΆ + πβ Elektroda (-) π΄ + π―ππΆ + πβ β π΄π― + πΆπ―β Reaksi total π΄ + π΅π πΆπ― π + π―ππΆ β π΄π― + π·π΅ππΆπΆπ― β π―ππΆ
Baterai Ni-MH
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Gama
Powerbatik
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Pengukuran Tegangan Gama Powerbatik
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Pengukuran Arus Listrik Gama Powerbatik
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Periode rata-rata pengisian baterai gadget (discharging)
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Frekuensi pengisian baterai gadget (discharging)
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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.
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
Hasil
Analisis nilai ekonomi
1 = ind. on/off 2 = ind. Level batt 3 = micro USB 4 = USB female 5 = auto shut off 6 = senter
Lintang Wisesa Atissalam S1 Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada
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 Γ 60 Γ 20 mm dengan tegangan π½ rata-rata sebesar 4,8 Β± 0,5 V, arus output π°πππ 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)