BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan Frekuensi Untuk mengetahui apakah besarnya nilai frekuensi berpengaruh terhadap transmisi daya, maka diperlukan pengukuran daya dengan menggunakan nilai frekuensi yang berbeda beda. Oleh karena itu perlu ditetapkan terlebih dahulu berapa saja besarnya nilai frekuensi yang akan digunakan untuk pengukuran daya. Untuk rumus yang digunakan dan bagaimana proses perhitungan frekuensi akan dijelaskan pada subbab berikutnya Rumus Perhitungan Frekuensi Rumus untuk perhitungan frekuensi yang digunakan, merupakan rumus umum yang biasanya digunakan untuk menghitung besarnya nilai frekuensi pada rangkaian osilator. Rumus untuk perhitungan frekuensi ditunjukan pada rumus (4.1) (Sasur, 2011). f 1 2 LC.... (4.1) dengan : f = frekuensi (Hz) L = induktansi coil pemancar (H) C = 1 1 = kapasitor total pada osilator (F) C1 C2 33

2 Proses Perhitungan Frekuensi Pada Tabel 4.1 akan menampilkan nilai nilai dari parameter yang digunakan pada rumus dan proses perhitungan frekuensi. Tabel 4.1 Perhitungan Frekuensi Frekuensi 1 Frekuensi 2 Frekuensi 3 L = H L = H L = H C 1 C1 1 1 C 1 1 C = 2 nf = f 2 1 C2 2 f = KHz 9 10 F (210 9 ) C C 1 C C C = 1.11 nf = 1 10 F f 2 f = KHz ( ) Kapasitor yang digunakan hanya pada C1, yaitu sebesar 10 nf. C = C1 = 10 nf f 2 f = KHz ( ) 4.2 Pengujian Perangkat Transmisi Pengujian perangkat transmisi dilakukan untuk mengetahui seberapa besar daya yang ditransmisikan (P in ) dan seberapa besar daya yang telah berhasil ditransmisikan (P out ). Dengan mengetahui besarnya nilai nilai dari daya tersebut, proses perhitungan dari perangkat transmisi daya untuk wireless energy transfer dapat dilakukan. Untuk pembahasan dari bagaimana proses pengujiannya, akan di bahas pada subbab subbab berikutnya.

3 Peralatan yang Digunakan Dalam pengujian ini diperlukan beberapa peralatan untuk membantu pengujian perangkat transmisi daya seperti yang di tunjukan pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, dan Gambar 4.3. Gambar 4.1 Power Supply

4 36 Gambar 4.2 Osiloskop Gambar 4.3 Multimeter Perakitan Perangkat Transmisi Sesuai dengan blok diagram yang ditunjukkan pada Gambar 3.2, maka proses perakitan perangkat transmisi dilakukan menjadi dua bagian, yaitu bagian pemancar dan bagian penerima. Untuk bagian pemancar terdiri dari rangkaian osilator, mixer, dan koil pemancar. Sedangkan untuk bagian penerima hanya terdiri dari koil penerima. Gambar 4.4 menunjukkan seluruh rangkaian perangkat transmisi. Jarak Transmisi

5 37 Gambar 4.4 Rangkaian Perangkat Transmisi Prosedur Pengujian 1. Siapkan perangkat transmisi dan seluruh peralatan tambahan yang digunakan. 2. Sambungkan power supply pada bagian input dari rangkaian mixer, kemudian sambungkan osiloskop pada koil penerima. 3. Posisi koil pemancar dan koil penerima seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4. Atur jarak antara koil pemancar dengan koil penerima 3 cm, 6 cm, 9 cm, 12 cm, 15 cm, 18 cm, 21 cm, 24 cm, 27 cm, dan 30 cm secara berganti gantian. 4. Atur power supply agar mengeluarkan tegangan 10 V, 12.5 V, 14.5 V secara berganti gantian. Saat diberikan tegangan 10 V, atur jarak antara koil pemancar dengan koil penerima seperti yang disebutkan pada langkah ke 3. Begitu juga saat diberikan tegangan 12.5 V, 14.5 V dan 16.5 V. 5. Tiap satu kali pengujian yang dilakukan dengan menggunakan tegangan power supply dan jarak antara koil pemancar dengan koil penerima yang sama, akan digunakan 3 frekuensi yang berbeda beda. Agar nilai frekuensi dapat berbeda beda maka kapasitor pada rangkaian osilator perlu diganti ganti. Untuk ukuran kapasitor dan frekuensi yang digunakan sesuai dengan proses perhitungan frekuensi yang telah di bahas pada subbab 4.1.2

6 38 6. Untuk mengukur berapa besar tegangan yang ditransmisikan (V in ) maka letakkan osiloskop pada bagian keluaran dari koil pemancar. Kemudian atur osiloskop agar dapat mengukur V rms. V rms merupakan tegangan efektif yang mengalir pada titik pengukuran. Nilai dari V rms bisa dijadikan V in. Untuk mengukur berapa besar tegangan yang berhasil ditransmisikan (V out ) maka letakkan osiloskop pada bagian keluaran dari koil penerima. Kemudian atur osiloskop agar dapat mengukur V rms seperti pada saat mengukur V in. 7. Untuk mengukur berapa besar arus yang ditransmisikan (I in ) maka letakkan multimeter pada bagian keluaran dari koil pemancar. Kemudian atur multimeter agar dapat mengukur I rms. I rms merupakan tegangan efektif yang mengalir pada titik pengukuran. Nilai dari I rms bisa dijadikan I in. Untuk mengukur berapa besar arus yang berhasil ditransmisikan (I out ) maka letakkan multimeter pada bagian keluaran dari koil penerima. Kemudian atur multimeter agar dapat mengukur I rms seperti pada saat mengukur I in Hasil Pengujian Setelah melakukan seluruh langkah langkah dalam subbab prosedur pengujian, akan didapatkan nilai dari tegangan yang ditransmisikan (V in ), tegangan yang berhasil ditransmisikan (V out ), arus yang ditransmisikan (I in ), dan arus yang berhasil ditransmisikan (I out ). Nilai ini didasarkan pada perubahan yang diberikan pada nilai tegangan pada power supply, frekuensi yang digunakan dan jarak antara koil pemancar dan koil penerima. Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, dan Tabel 4.10 menampilkan nilai nilai dari tegangan dan arus dari hasil pengujian.

7 39

8 40 Tabel 4.2 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.37 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.3 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.97 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.4 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 9.01 V Jarak (cm) Pada Koil Pemancar I in (A) V in (V) I out (A) V out (V)

9 41 (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.5 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.88 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.6 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.70 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V)

10 42 (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.7 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 8.13 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.8 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.08 V (cm) I in (A) V in (5.08V) I out (A) V out (V)

11 43 Tabel 4.9 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.39 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Tabel 4.10 Nilai Nilai Tegangan dan Arus dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.24 V (cm) I in (A) V in (V) I out (A) V out (V) Perhitungan Daya dan Efisiensi Transmisi Untuk mencapai tujuan dari penelitian ini, berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, maka langkah selanjutnya adalah menghitung jumlah daya yang

12 44 ditransmisikan (P in ) pada koil pemancar dan daya yang berhasil ditransmisikan (P out ) pada koil penerima. Kemudian berdasarkan nilai dari P in dan P out, dilakukan perhitungan transmisi daya. Untuk proses perhitungan daya akan di bahas pada subbab 4.31, sedangkan proses perhitungan dibahas pada subbab Perhitungan Daya Listrik Proses perhitungan daya (P in dan P out ) dapat dilakukan dengan menggunakan rumus (2.3) yang berada pada Bab II. Sesuai dengan rumus tersebut, maka diperlukan nilai tegangan dan arus pada titik yang ingin diketahui dayanya. Oleh karena itu, proses perhitungan daya ini menggunakan nilai dari tegangan dan arus yang telah didapat pada tahap pengujian perangkat transmisi. Tabel 4.11, Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel 4.14, Tabel 4.15, Tabel 4.16, Tabel 4.17, Tabel 4.18, dan Tabel 4.19 menampilkan nilai perhitungan daya (P in dan P out ). Tabel 4.11 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.37 V

13 45 Tabel 4.12 Nilai Nilai dari Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.97 V Tabel 4.13 Nilai Nilai dari Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 9.01 V Tabel 4.14 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.88 V Jarak (cm) Pada Koil Pemancar I in (A) V in (V) P in (W) I out (A) V out (V) P out (W)

14 Tabel 4.15 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.70 V Tabel 4.16 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 8.13 V

15 Tabel 4.17 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.08 V Tabel 4.18 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.39 V

16 48 Tabel 4.19 Nilai Nilai Perhitungan Daya dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.24 V Perhitungan Efisiensi Transmisi Dalam pengujian ini, tingkat akan 100 % jika daya yang ditransmisikan (P in ) pada koil pemancar akan sama dengan daya yang berhasil ditransmisikan (P out ) pada koil penerima. Berdasarkan pernyataan tersebut maka rumus untuk perhitungan ditunjukkan pada rumus (4.2). Pout x100% P.... (4.2) inp dengan : = transmisi daya P Inp = daya yang ditransmisikan pada koil pemancar (W) P Out = daya yang berhasil ditransmisikan pada koil penerima (W)

17 49 Tabel 4.20, Tabel 4.21, Tabel 4.22, Tabel 4.23, Tabel 4.24, Tabel 4.25, Tabel 4.26, Tabel 4.27, dan Tabel 4.28 menunjukkan tingkat pada tiap hasil pengujian perangkat transmisi. Tabel 4.20 Efisiensi dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.37 V % % % % % % % % % % Tabel 4.21 Efisiensi dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.97 V % % % % % % % % % %

18 50 Tabel 4.22 Efisiensi dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 9.01 V % % % % % % % % % % Tabel 4.23 Efisiensi dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.88 V % % % % % % % % % % Tabel 4.24 Efisiensi dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.70 V % % %

19 % % % % % % % Tabel 4.25 Efisiensi dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 8.13 V % % % % % % % % % % Tabel 4.26 Efisiensi dari Hasil Pengujian 1 dengan Frekuensi KHz dan V in = 5.08 V % % % % % % %

20 % % % Tabel 4.27 Efisiensi dari Hasil Pengujian 2 dengan Frekuensi KHz dan V in = 6.39 V % % % % % % % % % % Tabel 4.28 Efisiensi dari Hasil Pengujian 3 dengan Frekuensi KHz dan V in = 7.24 V % % % % % % % % % %

21 Pembahasan Berdasarkan Hasil Perhitungan Daya dan Efisiensi Daya Pembahasan mengenai hasil perhitungan daya dan diperlukan untuk mencapai tujuan dari penelitian ini. Oleh karena itu, sesuai dengan tujuan dari penelitian ini, maka diperlukan rekapitulasi berdasarkan kesamaan parameter parameter uji yaitu jarak antara koil pemancar dengan koil penerima, nilai daya yang ditransmisikan (P in ), dan frekuensi transmisi. Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam menganalisa bagaimana pengaruh parameter uji tersebut terhadap besarnya nilai. Tabel 4.29, Tabel 4.30, dan Tabel 4.31 menampilkan rekapitulasi hasil perhitungan berdasarkan kesamaan parameter uji pada beberapa frekuensi. Tabel 4.29 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Berdasarkan Kesamaan Parameter Uji pada Frekuensi KHz % % % % % % % % % % % % % % %

22 % % % % % % % % % % % % % % % Tabel 4.30 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Berdasarkan Kesamaan Parameter Uji pada Frekuensi KHz % % % % % % % % % % % % % % % % %

23 % % % % % % % % % % % % % Tabel 4.31 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Berdasarkan Kesamaan Parameter Uji pada Frekuensi KHz % % % % % % % % % % % % % % % % % % %

24 % % % % % % % % % % % Berdasarkan Tabel 4.29, Tabel 4.30, dan Tabel 4.31 dapat dilihat jarak antara koil pemancar dengan koil penerima, nilai daya yang ditransmisikan (P in ), dan frekuensi transmisi mempengaruhi besarnya nilai. Saat parameter parameter pengukuran tersebut diberikan nilai yang berbeda, akan menghasilkan nilai yang berbeda pula. Berikut ini penjelasan lebih rinci mengenai pengaruh parameter parameter pengukuran yang digunakan terhadap berdasarkan Tabel 4.29, Tabel 4.30, dan Tabel 4.31 : Pengaruh jarak antara koil pemancar dengan koil penerima terhadap. Semakin pendek jarak antara koil pemancar dengan koil penerima, akan menghasilkan nilai yang semakin besar pula. Hal ini terjadi pada saat nilai tegangan yang ditransmisikan (V in ) sama dan menggunakan frekuensi KHz, KHz atau KHz. Pengaruh nilai daya yang ditransmisikan (P in ) terhadap. Semakin besar daya yang ditransmisikan (P in ), akan menghasilkan nilai yang semakin kecil. Hal ini terjadi pada saat jarak antara koil

25 57 pemancar dengan koil penerima sama dan menggunakan frekuensi KHz. Namun pernyataan tersebut tidak berlaku pada saat jarak antara koil pemancar dengan koil penerima sama dan menggunakan frekuensi KHz atau KHz. Hal ini terjadi dikarenakan oleh nilai arus yang ditransmisikan (I in ) yang berbeda pada saat menggunakan frekuensi KHz, KHz dan KHz. Nilai I in dipengaruhi oleh transistor yang digunakan pada bagian pemancar. Prinsip kerja transistor seperti switch atau keran air. Jadi saat perbandingan arus antara bagian collector dengan basis menyebabkan jalur output terbuka lebar, maka arus yang dihasilkan pada bagian emitter akan besar. Begitu juga sebaliknya saat perbandingan arus antara bagian collector dengan basis menyebabkan jalur output sempit, maka arus yang dihasilkan pada bagian emitter akan kecil. Pengaruh frekuensi transmisi terhadap. Semakin besar nilai frekuensi transmisi yang digunakan, maka nilai semakin besar pula. Hal ini terjadi pada saat jarak antara koil pemancar dengan koil penerima dan nilai tegangan yang ditransmisikan (V in ) sama.