• Tidak ada hasil yang ditemukan

Rancang Bangun Charger Baterai Telepon Genggam Memanfaatkan Sinyal Radio Frekuensi

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Rancang Bangun Charger Baterai Telepon Genggam Memanfaatkan Sinyal Radio Frekuensi"

Copied!
82
0
0

Teks penuh

(1)

RANCANG BANGUN CHARGER BATERAI TELEPON GENGGAM MEMANFAATKAN SINYAL RADIO FREKUENSI

TUGAS AKHIR

Disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan program studi Strata-1 Jurusan Teknik Elektro

Oleh:

Nama : Hebdy Vilandika NIM : 13111702

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

(2)
(3)
(4)
(5)

DAFTAR ISI

1.2 Identifikasi Masalah ... 2

1.3 Rumusan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penelitian ... 5

(6)

2.5 Dioda Schottky... 14

2.6 Karakterisitk Pengisian Baterai Li-on ... 16

2.7 Antena ... 18

2.8 Spesifikasi Nokia 8210 ... 24

2.9 Spesifikasi Handy Talky Firstcom Fc80 ... 25

BAB III ... 26

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ... 26

3.1 Perancangan sistem ... 26

3.1.1 Fungsi Masing – masing Blok ... 27

3.1.2 Cara Kerja Sistem ... 28

3.2 Pemilihan Komponen... 29

(7)

3.3.1 Rangkaian Voltage Doubler n-Stage ... 31

a. Penentuan Stage pada Voltage Doubler ... 32

b. Penentuan besar kapasitor output ... 34

c. Penentuan besar kapasitor stage ... 35

3.3.2 Antena monopole... 37

BAB IV ... 39

PENGUJIAN DAN ANALISA ... 39

4.1 Pengujian dan analisis antena ... 39

4.1.1 Pengukuran VSWR ... 40

4.1.2 Pengukuran Return Loss... 41

4.1.3 Pengukuran Impedansi ... 43

4.2 Pengujian alat ... 44

4.2.1 Percobaan Tegangan Output... 44

4.2.2 Pengukuran Lama Waktu Pengisian Baterai ... 49

4.3 Perhitungan alat ... 50

4.3.1 Perhitungan Daya Terima Alat ... 51

4.3.2 Perhitungan Tegangan Output ... 53

4.3.3 Perhitungan Arus ... 55

4.3.4 Perhitungan pada Charger Telepon Genggam Konvensional……… 57

4.4 Perbandingan Hasil Pengujian ... 58

4.4.1 Pada Tegangan Output ... 58

(8)

4.5 Karateristik Pengisian Baterai Pada Alat ... 59

BAB V ... 62

PENUTUP ... 62

5.1 Kesimpulan ... 62

5.2 Saran ... 63

(9)
(10)

1 DAFTAR PUSTAKA

[1] Din, N. M., Chakrabarty, C. K., Bin Ismail, A.,Devi, K. K. A., Chen, W. Y. “Design of RF energy Harvesting System For Energizing Low Power Devices”. Progress In Electromagnetics Research, Vol.132, 49-69, 2012

[2] Janusz A. Starzyk, Senior member, IEEE, Ying-Wei Jan, and Fengjing Qiu.”A DC-DC Charge pump Design Based on Voltage Doublers”. IEEE Transactions On Circuits and System-I : Fundamental Theory and Applications, Vol.48, No.3, March 2001

[3] Doutreloigne, Jan. “Fully Integrated Dickson Charge Pumps with Optimized Power Efficiency”. proceedings of the world congress on Engineering and computer science 2010 Vol II WCECS 2010, October 20-22, 2010, San Francisco, USA

[4] Harrist, Daniel W. “ Wireless Battery Charging System Using Radio Frequency Energy Harvesting”. A thesis for the degree Master of Science. Faculty of The School of Engineering. University of Pitsburgh. 2004

[5] Sunarto,”Antena Dipole dan Monopole” Jakarta, Mei 1998

[6] Zungeru, Adamu Murtala. Ang, Li-Minn. Prabaharan, SRS. Kah Phooi Seng. “Radio Frequency energy Harvesting and Management for Wireless Sensor Networks”. Department of Electrical and electronics Engineering. The University of Nottingham

[7] Seunghyun Oh. Wentzloff, David D. “ A -32 dBm Sensitivity RF Power Harvester in 130nm CMOS” University of Michigan, Ann Arbor, Mi, 48109, USA

[8] Anil, Aamna. Sharma, Ravi Kumar. “A High Efficiency Charge Pump For Low Voltage Devices” International Juornal of VLSI design & Communication System (VLSICS) Vol.3, No.3, June 2012

(11)

2 [10] Palumbo, Gaetano. Pappalardo, Domenico. “Charge Pump Circuits: An

Overview on Design Strategies and Topologies”. IEEE Circuits And System Magazine.

[11] Pylarinos, louie. Roger Sr, Edward S. “Charge Pumps : An Overview” Departement of Electrical and Computer engineering. University of Toronto [12] Shrivastava, Ravindranath.” Analysis And Design of A 3-Stage Voltage

Rectifier Multiplier and 2-Stage Multi-Phase Voltage Doubler For An Energy Harvesting System”. A Thesis for Master of Science in Electrical Engineering. Texas tech University. USA

[13] Balanis, CA. 2005. “Antenna Theory : Analysis and Design. New Jersey : John Wiley and Son

[14] Judd, Frederick C.(1985). Cara Membuat Antena radio Amatir.England: M2S Bandung

(12)

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Warrohmatullohhi Wabarokatuh

Puji dan Syukur Alhamdulilah dipanjatkan kepada Allah SWT, yang telah melimpahkan seluruh rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis masih diberi kesempatan untuk menyusun dan menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Rancang Bangun Charger baterai telelpon Genggam dengan Memanfaatkan Sinyal Radio Frekuensi”. Sholawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada junjungan kita, Rasulllah Nabi Muhammad Shalallahu ‘Alaihi Wassalam, keluarganya, sahabtanya dan orang-orang yang senantiasa mengikuti jalan-Nya hinggal akhir jaman.

Proses pembelajaran penulis sebagai mahasiswa di Universitas computer Indonesia Bandung telah mencapai tahap akhir. Tujuan penyusunan buku Tugas Akhir ini adalah sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik elektro dibidang Telekomunikasi.

Pada Tugas Akhir ini, penulis telah merancang dan membangun Charger Telepon Genggam yang memanfaatkan sinyal radio frekuensi. Harapan dari penulis tentunya pada penelitian mendatang ada perkembangan yang lebih mendalam pada alat yang dibangun, sehingga hasil yang diperoleh dapat menjadi bahan pembelajaran bagi generasi selanjutnya.

(13)
(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini teknologi-teknologi yang digunakan di kehidupan sehari-hari semakin maju ditandai dengan banyaknya alat-alat modern yang digunakan masyarakat. Hal ini didorong dengan semakin tingginya pengetahuan dari masyarakat yang ada sekarang untuk memenuhi kebutuhan hidup dan memudahkan kerja dari masyarakat tersebut. Terutama teknologi komunikasi saat ini yaitu menggunakan telepon genggam. Penggunaan telepon genggam merupakan hal yang tidak bisa dipisahkan dari kehidupan karena memudahkan untuk bertukar informasi, mengirim data, mengakses data dari jarak jauh. Namun teknologi telepon genggam saat ini memiliki kekurangan yaitu pada lama waktu penggunaan telepon genggam yang dikarenakan sumber energi yang terdapat pada baterai terbatas.

(15)

lingkungan. Jenis sumber energi alternatif yang banyak tersedia yaitu : angin, sinar matahari, air, tekanan, suara dan yang terbaru saat ini adalah radio frekuensi.

Pemanfaatan radio frekuensi sebagai sumber energi merupakan penelitian yang saat ini banyak dilakukan selain ramah lingkungan, sumber energi ini banyak tersedia di kehidupan karena banyak alat-alat elektronik saat ini yang menggunakan dan menghasilkan radio frekuensi contohnya: radio (handy talky), telepon genggam, perangkat wi-fi dan lain-lain.

Melihat ketersediaan radio frekuensi yang sangat banyak di alam dan kekurangan dari teknologi telepon gengam. Oleh karena alasan yang telah disebutkan di atas maka dalam tugas akhir ini akan membuat sebuah alat pengisi baterai dalam hal ini baterai telepon genggam yang memanfaatkan radio frekuensi sebagai sumber energi.

1.2 Identifikasi Masalah

Dari latar belakang permasalahan di atas, maka teridentifikasi beberapa permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan tugas akhir ini, yaitu

1. Sinyal radio frekuensi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif.

(16)

1.3 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang dalam pembuatan tugas akhir ini adalah 1. Bagaimana cara menggunakan radio frekuensi sebagai sumber energi

pengisi baterai pada telepon genggam.

2. Bagaimana merancang alat pengisi baterai pada telepon genggam dengan menggunakan tegangan DC yang berasal dari sinyal radio frekuensi sebagai sumber energinya.

1.4 Tujuan

Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah merancang alat yang mengubah sinyal radio frekuensi menjadi tegangan DC sehingga dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi untuk telepon genggam.

1.5 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini, penulis membatasi masalah-masalah yang digunakan yaitu

1. Penggunaan alat ini dalam posisi diam dan tidak bergerak-gerak. 2. Hanya membuat alat pengisi baterai handphone yang memanfaatkan

sinyal radio frekeunsi sebagai sumber energinya.

3. Tidak membuat dan membahas radio frekuensi transmitter.

(17)

5. Tidak membahas keamanan baterai.

6. Menggunakan band frekuensi komunikasi sinyal radio 140 Mhz (handy talky).

7. Menggunakan baterai telepon genggam (nokia 8210) tipe Li-on dengan kapasitas 650 mAh.

8. Menggunakan handy talky firstcom fc 08 sebagai transmitter sinyal radio frekuensi.

1.6 Metode Penelitian

Pada pembuatan dan perancangan tugas akhir ini menggunakan beberapa metode penelitian, dibawah ini adalah beberapa medote penelitian yang digunakan

1. Studi literatur

Melakukan pencarian bahan-bahan dan teori-teori pendukung yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini baik dari buku, browsing internet dan literature-literatur yang mendukung lainnya.

2. Perancangan dan Pembuatan Alat

Melakukan perancangan komponen dan pembuatan rangkaian yang digunakan.

3. Pengujian Alat

(18)

4. Pengumpulan data dan analisa

Mengumpulkan data yang diperoleh dari hasil pengujian dan menganalisa data yang diperoleh serta memberi saran pada tugas akhir ini.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, dengan masing-masing bab sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini Berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, perumusan masalah, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II Teori Penunjang

Bab ini menjelaskan teori-teori penunjang yang digunakan sebagai dasar dalam penelitian tugas akhir ini.

BAB III Perancangan dan Pembuatan Sistem

Bab ini menjelaskan tentang bagaimana teori-teori penunjang dan metode yang sudah dijelaskan pada bab II, dirancang agar dapat diimplementasikan pada alat.

BAB IV Pengujian alat dan Analisa

(19)

BAB VI Penutup

Bab ini memuat kesimpulan yang didapatkan dari analisa alat dan saran-saran dari pengerjaan tugas akhir ini untuk pengembangan alat kedepannya.

(20)
(21)

BAB II

LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisikan tentang teori yang dipakai sebagai permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir yang meliputi definisi radio frekuensi (sinyal RF), energy harvesting, voltage doubbler (Dickson charge pump), dioda scottsky, persamaan Friis, karakteristik pengisian baterai Li-on, Antena, spesifikasi telepon genggam Nokia 8250, spesifikasi transmitter handy talky Fc 80.

2.1 Radio frekuensi (sinyal RF)

Sinyal radio frekuensi merupakan gelombang elektromagnetik yang digunakan oleh sistem komunikasi untuk mengirim informasi melalui udara dari satu titik ke titik lain yang berisolasi dalam kisaran sekitar 3 KHz sampai 3 GHz, sesuai dengan frekuensi gelombang radio dan arus bolak balik yang membawa sinyal radio.

Sinyal radio frekuensi dapat dihasilkan dari radio amatir, telepon selular, pemancar radio, pemancar televisi, BTS, transmitter untuk wireless internet, radar dan sistem navigasi lainnya, komunikasi satelit, jaringan komputer dan aplikasi yang tak terhitung lainnya.

(22)

Gelombang elektromagnetik atau gelombang radio frekuensi dapat dihasilkan dari rangkaian osilator, dengan frekuensi paling rendah sampai frekuensi paling tinggi. Lebar frekuensi gelombang elektromagnetik disebut spektrum gelombang elektromagnetik. Spektrum frekuensi gelombang elektromagnetik beserta ukuran panjang gelombangnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.2 Spektrum Sinyal Elektromagnetik

(23)

Tabel 2.1 Pembagian Range Frekuensi dan Panjang Gelombang

Nama Frekuensi Panjang Gelombang

Very Low Frequency VLF <30 kHz >10 km Low Frequency LF 30 – 300 kHz 1-10 km Medium Frequency MF 300-3000 kHz 100-1000 km

High Frequency HF 3-30 MHz 10-100 m

Very High Frequency VHF 30-300 MHz 1-10 m Ultra High Frequency UHF 300-3000 MHz 10-100 cm

Dari tabel di atas dapat dilihat pembagian range frekuensi untuk aplikasi teknologi yang menggunakan radio frekuensi. Sebagai contoh pada range 30 MHz – 300 MHz (VHF) digunakan untuk komunikasi radio, pada range 300 MHz – 3 GHz (UHF) digunakan untuk komunikasi televisi, komunikasi seluler menggunakan range frekuensi dari 900 MHz – 1800 MHz dan komunikasi tranmisi wireless LAN pada frekuensi 2.4 GHz dan lain-lain.

Berdasarkan pembagian range frekuensi dan panjang gelombang, sinyal – sinyal RF ini memiliki beberapa sifat yang dijadikan acuan untuk proses pemasangan jaringan nirkabel, di antaranya :

1. semakin panjang gelombang, semakin jauh gelombang merambat. Untuk daya pancar yang sama, gelombang dengan panjang gelombang yang lebih panjang cenderung menjalar lebih jauh dari pada panjang gelombang yang lebih pendek

(24)

3. semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat dikirim. Semakin cepat gelombang bergetar semakin banyak informasi yang dapat dibawa saat bergetar.

2.2 Energy Harvesting

Energy harvesting atau dikenal sebagai power harvesting atau energy scavengging adalah proses mengambil atau memanfaatkan energi yang berasal dari sumber luar (external) seperti energi panas, energi kinetik, tenaga surya, tenaga angin, sinyal radio frekuensi dan lain-lain, yang dimana energi tersebut disimpan atau digunakan pada alat-alat elektronika yang kita gunakan. Dalam tugas akhir ini menggunakan radio frekuensi sebagai sumber energy harvesting.

(25)

Gambar 2.3 Sistem RF Energi Harvesting

2.3 Voltage Doubler

Voltage doubler adalah sebuah rangkaian elektronika yang mengisi kapasitor dari tegangan input dan dari proses pengisian ini secara ideal, tegangan yang dihasilkan sebesar dua kali lipat dari tegangan input. Yang paling sederhana dari rangkaian ini adalah bentuk dari rectifier yang mengambil tegangan AC sebagai input dan menghasilkan tegangan DC dua kali lipat. Elemen yang digunakan pada proses switching pada pengisian kapasitor ini menggunakan sebuah dioda. Dioda digunakan untuk mengubah keadaan input dari tegangan bolak balik menjadi tegangan DC. Voltage doubler merupakan salah satu dari berbagai jenis voltage multiplier. Hampir sebagian besar dari rangkaian voltage doubler dapat dilihat sebagai single stage dari multiplier. Pada tugas akhir ini menggunakan voltage doubler dengan menggunakan prinsip Dickson charge pump.

(26)

Ada banyak variasi elemen switching dari rangkaian Dickson charge pump, tetapi untuk rangkaian pada tugas akhir ini menggunakan komponen dioda schottky akan menjadi pilihan yang lebih baik pada proses switching untuk drop tegangan yang sangat rendah pada rangkaian ini.

Gambar 2.4 Dickson Charge Pump

(27)

2.4 Persamaan Friss

Persamaan Friss adalah persamaan untuk mengukur rugi-rugi daya sinyal elektromagnetik yang dialami oleh suatu komunikasi jarak jauh (Pathloss) yang dipengaruhi oleh jarak dan panjang gelombang sinyal elektromagnetik tersebut. Pada dasarnya semakin besar frekuensi sinyal elektromagnetik maka semakin besar energi yang dipancarkan tetapi jika frekuensi sinyal elektromagnetik semakin besar maka panjang gelombang semakin kecil dan begitu juga sebaliknya jika frekuensi sinyal kecil maka panjang gelombang yang didapatkan semakin besar. Selain itu jika dilihat dari jarak maka semakin besar jarak yang memisahkan komunikasi tersebut maka pathloss yang didapatkan semakin besar. Persamaan Pathloss dapat dilihat pada persamaan (2.1)

= (2.1)

Keterangan :

= Pathloss

r = jarak komunikasi (meter)

λ = panjang gelombang (meter)

(28)

= (2.2)

Keterangan :

= Daya RF yang diterima = Daya pancar

= Gain antena transmitter = Gain antena receiver

r = Jarak antara transmitter dan receiver L = Rugi – rugi pada perangkat komunikasi

2.5 Dioda Schottky

(29)

antaraP dan Ndengan dioda Schottky adalah pada proses baliknya waktu pemulihan, ketika beralih dari keadaan tidak menghantarkan ke keadaan menghantarkan dan sebaliknya. Dimana dalam dioda P dan N waktu pemulihan balik dapat dalam orde ratusan nano-detik dan kurang dari 100 nano-detik untuk dioda cepat sedangkan pada diode Schottky tidak memilki waktu pemulihan.

Gambar 2.5 Dioda Schottky

Dioda Schottky juga memilki kurva karakteristik yang menjelaskan tentang karakter – karakter istimewa yang membedakan dengan dioda lainnya. Perbedaan dioda Schottky dengan dioda germanium atau silikon dapat dilihat pada gambar di bawah.

(30)

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.6 menjelaskan apabila dioda Schottky dikondisikan pada bias maju (forward bias). Tegangan maju yang dihubungkan pada dioda Schottky membuat lapisan penahan akan melemah akibat tarikan tegangan positif sumber tegangan terhadap elektron yang menempel dilapisan penahan ini. Apabila tegangan ini cukup besar, maka lapisan penahan tersebut akan jebol dan arus dapat melewati dioda Schottky dimana besar arusnya ditentukan oleh nilai tegangan pada dioda Schottky tersebut. Lapisan penahan pada dioda Schottky “lebih tipis” dibandingkan daerah pemisah pada sambungan P dan N dioda biasa. Sehingga arus yang dihasilkan pada saat bias maju, lebih besar pada dioda Schottky daripada dioda biasa pada saat diberi tegangan maju. Tetapi untuk kondisi bias terbalik (reverse bias), lapisan penahan yang tipis ini menyebabkan tegangan breakdown dioda Schottky lebih rendah dibanding dioda biasa. Sama seperti dioda biasa, pada kondisi bias terbalik, terdapat arus bocor (Is) yang mengalir pada dioda Scottky. Arus bocor pada dioda Schottky disebabkan elektron pada bahan logam bergerak menuju bahan semikonduktor. Salah satu penelitian yang masih berjalan adalah bagaimana cara meminimalisir arus bocor pada dioda Schottky ini. Sedangkan untuk tegangan bias maju, dioda Schottky memiliki level tegangan on yang lebih rendah daripada dioda Germanium dan Silikon. Tegangan on pada dioda Schottky bernilai sekitar 0.1 hingga 0.2 V.

2.6 Karakteristik Pengisian Baterai Telepon Seluler (Li-on)

(31)

adalah tidak ada pengaruh memori efek pada saat mengisi baterai sehingga tidak memerlukan energi baterai habis untuk melakukan pengisian kembali. Selain itu, tidak ada efek “over charge” untuk mendapatkan trickle charge dalam kondisi full karena dapat menurunkan kemampuan baterai tersebut. Baterai Li-on yang mempunyai tegangan minimal 3,6 V dengan tegangan pengisian maksimum adalah 4,2 V.

Tabel 2.2 Tegangan Baterai Li-on

Charge

(32)

Gambar 2.7 Karateristik pengisian Baterai Li-on [16]

2.7 Antena

(33)

macam sesuai dengandesain, pola penyebaran danfrekuensidangain. Panjang antena secara efektif adalah panjang gelombangfrekuensi radio yang dipancarkannya.

2.7.1 Parameter Antena

Pada antena terdapat parameter yang digunakan untuk mengukur kinerja dari antena. Parameter-parameter tersebut adalah pola radiasi, direktifitas, impedansi input dan VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), efisiensi antenna, return loss, Gain, dan bandwidth.

1. Pola Radiasi

Pola radiasi pada antena merupakan sebuah fungsi matematis atau gambaran grafis dari komponen – komponen radiasi sebuah antena. Pola radiasi biasanya digambarkan dalam daerah medan jauh dan ditunjukkan sebuah fungsi koordinat direksional.

2. Direktifitas

Directifitas merupakan perbandingan dari intensitas radiasi sebuah antena pada suatu arah tertentu dengan intensitas radiasi rata-rata, yang dinyatakan sebagai berikut

D(θ,φ) =

( )

(34)

3. Impedansi Input dan VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi.

Impedansi antena terdiri dari bagian riil dan imajiner, yang dapat dinyatakan dengan :

Zin = Rin + j Xin (2.4)

Dimana :

Rin = impedansi riil

Xin = impedansi imajiner

Sedangkan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) adalah perbandingan antara amplitudo gelombang berdiri maksimum dengan minimum. VSWR dinyatakan sebagai berikut :

(35)

4. Efisiensi Antena

Efisiensi antena merupakan parameter yang menentukan seberapa banyak rugi – rugi daya yang muncul pada terminal dan struktur antena.

5. Return Loss

Return Loss merupakan parameter yang menunjukkan jumlah daya yang hilang akibat pemberian beban dan tidak memantul kembali di saluran transmisi. VSWR dan Return Loss (RL) merupakan parameter yang menentukan kondisi matching pada antena dan saluran transmisi.

6. Gain

Ada dua jenis penguatan pada antena yaitu penguatan absolut dan penguatan relatif. Penguatan absolut pada antena adalah perbandingan antara intensitas pada arah tertentu dengan intensitas radiasi yang diperoleh. Sedangkan penguatan relatif adalah perbandingan antara perolehan daya pada sebuah arah dengan perolehan daya pada antena referensi pada arah yang direferensikan juga.

7. Bandwidth

(36)

BW = c f

f f21

x 100 % (2.6)

Dimana :

f2 = frekuensi kerja yang kedua

f1 = frekuensi kerja yang pertama

fc = frekuensi center

2.7.2 Jenis Antena 1. Antena Monopole

Antena monopole merupakan antena yang memiliki satu kutub untuk menangkap gelombang (mono = satu dan pole = kutub). Antena monopole merupakan gabungan dari bidang konduktor yang dipasang di bawah elemen tunggal pembawa arus dengan panjang tertentu dimana radiasi elektromagnetik hanya terjadi di atas bidang konduktor.

Gambar 2.8 Antena Monopole

Panjang antena monopole merupakan seperempat dari panjang gelombang (λ)

(37)

dB dan mempunyai lebar bandwidth sekitar 10%. Hambatan radiasi sekitar 36,5 ohm dan mempunyai nilai direktifitas sebesar 3,28 (5,16 dB).

2. Antena Dipole

Antena dipole setengah gelombang memiliki panjang yang besarnya sama dengan besar setengah panjang gelombang kerjanya. Walaupun panjang dari antena tersebut bisa lebih besar dan lebih kecil dari nilai setengah panjang gelombang tersebut.

Gambar 2.9 Antena Dipole

(38)

2.8 Spesifikasi Telepon Genggam Nokia 8210

Jenis telepon genggam yang digunakan pada tugas akhir ini menggunakan Nokia 8250. Telepon genggam ini mendukung fasilitas standar yang dimiliki telepon genggam biasa antara lain : proses telepon, pengiriman sms dan beberapa aplikasi standar seperti games, browsing dan lain-lain. Walaupun hanya mendukung proses mengiriman data standar, telepon genggam ini memiliki beberapa kelebihan tampilan layar warna serta kapasitas waktu operasi baterai lebih lama dari pada telepon genggam canggih yang ada saat ini. Nokia 8250 ini memiliki sumber daya berupa baterai LI-ION (lithium ion) yang dapat disi ulang (rechargeable).

Gambar 2.10 Telepon Genggam dan Baterai Nokia 8210

(39)

Tabel 2.3 Spesifikasi Telepon Genggam Nokia 8250

Baterai Li-ion 650 Mah

2.9 Spesifikasi Handy Talky Firstcomm FC 08

Pada tugas akhir ini sinyal radio frekuensi dihasilkan oleh handy talky. Handy talky merupakan alat komunikasi radio yang dapat dibawa kemana-mana dan berfungsi untuk melakukan pertukaran data dalam hal ini suara. Pada proses pengiriman data handy talky mengeluarkan sinyal radio frekuensi yang digunakan sebagai sumber energi pada pengisian baterai telepon genggam. Dalam pengerjaan tugas akhir handy talky yang digunakan yaitu firstcomm Fc 08. Handy talky firstcomm Fc 08 memiliki beberapa karakteristik atau spesifikasi standar. Spesifikasi tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.4 Spesifikasi Handy Talky Fisrtcom Fc 08

Spesifikasi Ukuran

Frekuensi range 135 – 174 Mhz (VHF) Tegangan operasi 7.4 volt DC

Suhu -20 – 50 celcius Impedansi antena 50 ohm

Berat 250 g

(40)
(41)

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

Perancangan dan pembuatan sistem merupakan bagian yang terpenting pada pembuatan tugas akhir. Perancangan yang baik dilakukan dengan sistematik agar memberikan kemudahan dalam pembuatan alat serta mempermudah dalam melakukan analisa dari sistem yang dirancang.

3.1 Perancangan Sistem

Dalam perancangan sistem dari tugas akhir ini, pembuatan charger baterai telepon seluler dengan memanfaatkan sinyal frekuensi radio memiliki blok – blok yang penting yaitu pemancar RF, antena, Voltage doubler N-stage, LED dan beban (baterai). Keseluruhan bagian tersebut merupakan menjadi dasar kinerja sistem dari tugas akhir. Hal ini ditunjukkan pada blok diagram di bawah.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

(42)

3.1.1 Fungsi masing – masing blok

Blok diagram di atas merupakan sistem kerja dari tugas akhir yang dirancang yaitu charger baterai telepon genggam (handphone) yang memanfaatkan sinyal radio frekuensi. Blok diagram di atas terdiri berbagai macam blok. Blok – blok diagram tersebut memiliki fungsi khusus tersendiri. Berikut uraian tentang fungsi dari blok – blok diagram sistem kerja dari tugas akhir ini.

1. Pemancar Radio Frekuensi

Pemancar radio frekuensi merupakan bagian yang berfungsi memancarkan sinyal radio frekuensi tetapi pemancar sinyal radio frekuensi pada tugas akhir ini tidak dirancang hanya menggunakan transmitter sinyal radio frekuensi yang sudah ada. Dalam hal ini menggunakan radio (handy talky Firstcom Fc 80).

2. Antena

Antena merupakan bagian yang terhubung langsung dengan alat. Antena disini memiliki fungsi sebagai pendeteksi, penangkap sinyal radio frekuensi yang ada di lingkungan sekitar serta mengirimkan sinyal radio frekuensi tersebut kepada rangkaian utama untuk diproses atau diubah oleh rangkaian utama menjadi tegangan DC. Pada tugas akhir ini menggunakan antena monopole yang dibuat sendiri.

3. Voltage Doubler n-stage

(43)

berfungsi sebagai pengubah sinyal radio frekuensi yang dikirimkan oleh transmitter (handy talky firstcom fc 80) dan ditangkap oleh antena kemudian diubah menjadi tegangan DC yang sesuai dengan karateristik baterai telepon genggam (handphone) sehingga dapat mengisi baterai telepon genggam tersebut.

4. LED

LED merupakan indikator pada sistem yang berfungsi untuk memberikan indikasi atau petunjuk bahwa sistem ini telah mendeteksi atau menangkap sinyal radio frekuensi serta menunjukkan sinyal radio frekuensi tersebut telah diubah menjadi tegangan DC.

5. Beban ( baterai)

Beban adalah bagian yang merupakan indikator atau penunjuk hasil eksekusi perangkat dan bertindak sebagai hasil dari kinerja perangkat sesuai keinginan perancang. Dalam tugas akhir ini output dari rangkaian adalah baterai pada telepon genggam (handphone) yang dapat isi ulang (recharge) yang indikatornya dapat dilihat di telepon genggam.

3.1.2 Cara Kerja Sistem

(44)

menangkap sinyal radio frekuensi dan mengirimkan sinyal radio frekuensi tersebut ke voltage doubler n-stage.

Pada rangkaian voltage doubler n-stage sinyal radio frekuensi diubah menjadi tegangan DC dengan melewati beberapa stage yang ada pada rangkaian ini. Stage berfungsi sebagai penguat tegangan yang diterima. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan tegangan yang sesuai dengan karakteristik telepon genggam (handphone) atau yang sesuai standar pengisian baterai. Setelah sinyal radio frekuensi diubah manjadi tegangan DC oleh rangkaian voltage double n-stage, tegangan DC ini akan masuk ke dalam LED yang berfungsi sebagai penunjuk bahwa rangkaian ini telah menangkap sinyal RF dan telah diubah menjadi tegangan. Tegangan ini dapat digunakan untuk mengisi (charge) baterai telepon genggam (handphone) dengan ditandai keluarnya indikator pengisian baterai pada telepon genggam (handphone).

3.2 Pemilihan Komponen

(45)

Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini yang berjudul “Rancang Bangun Charger Handphone dengan Memanfaatkan Sinyal Radio Frekuensi”, proses pemilihan jenis komponen harus benar-benar diperhatikan agar didapatkan hasil yang maksimal dengan biaya yang minimal. Komponen utama yang digunakan pada tugas akhir ini adalah dioda. Dioda disini berfungsi sebagai penyearah (rectifier) yang mengubah sinyal AC yang dikirimkan transmitter radio frekuensi menjadi tegangan DC. Jenis dioda yang dapat digunakan pada pembuatan tugas akhir ini harus memiliki beberapa kriteria berdasarkan sistem yang dibuat, diantaranya:

a. Dapat berfungsi sebagai saklar

b. Memilki fast recovery yang sangat cepat

c. Dapat mengalirkan arus bolak balik, dalam hal ini sebagai detector sinyal RF

d. Berfungsi dengan tegangan maju yang rendah ± 0,2 V

Tabel 3.1 Tabel Dioda pada Rangkaian Voltage Doubler

(46)

Berdasarkan Tabel 3.1 di atas dalam pembuatan tugas akhir ini lebih cocok digunakan dioda schottky HSMS 2820, karena selain memiliki karakteristik yang hampir mendekati dengan komponen – komponen pembanding, selain itu memiliki harga yang lebih ekonomis.

3.2 Perancangan Alat

Perancangan alat pada pembuatan tugas akhir ini hanya melakukan perancangan perangkat keras. Oleh karena itu pada tugas akhir ini hanya akan membahas segala sesuatu mengenai hardware yang digunakan untuk membangun sistem kerja dari tugas akhir ini. Perancangan perangkat keras dari alat ini berupa voltage doubler n-stage dan antena.

3.2.1 Rangkaian Voltage Doubler n-stage

Rangkaian voltage doubler n-stage merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengubah sinyal radio frekuensi yang ditangkap oleh antena menjadi sinyal DC sehingga dapat digunakan untuk mengisi ulang (recharge) baterai telepon genggam (handphone) .

(47)

a. Penentuan Stage pada Voltage Doubler

Penentuan banyak stage yang digunakan pada rangkaian ini menggunakan prinsip persamaan Cockroft-Walton multiplier. Persamaan ini digunakan karena rangkaian charge pump pada voltage doubler diatas merupakan pengembangan dari Cockroft-Walton. Persamaan penentuan banyak stage dapat dilihat di bawah ini.

= (0.521 ∗ ) (3.1)

Ket :

N = Banyak stage

= !"#!" ($ %")

& = ' #!" ($ %")

Dalam hal ini & merupakan sinyal AC yang ditangkap oleh antena dan nilai sinyal AC tersebut memilki nilai yang sangat kecil. Nilai sinyal AC tersebut didapatkan dengan menggunakan perhitungan persamaan friss (2.2) yaitu

()= ( * *) +

,

(4+),.,/

(48)

Dengan diketahui parameter-parameter yang diperlukan pada perhitungan diatas yaitu Daya pancar transmitter (() = 1 watt = 1000 mw

Gain antena transmitter (* ) = 5 db = 3,16 Gain antena receiver (*)) = 5 db = 3,16 Jarak kedua antena (r) = 10 cm Impedansi antena (Z) = 57,52

Rugi-rugi perangkat sistem = 1 (bernilai 1 jika tidak ada rugi-rugi dan diasumsikan perangkat tidak mengalami rugi)

() = 1 ∗ 3,16 ∗ 3,1616 ∗ 101 ,∗1

()= 6,24 ∗ 1034 5 ""

&= 6()∗ 7

& = 66,24 ∗ 1034∗ 57,52 = 0.59 $ %"

Berdasarkan perhitungan besar tegangan sinyal AC diatas maka didapatkan nilai &= 0.55 volt. Oleh karena yang diharapkan sebesar 5 volt. Karena untuk mengisi baterai telepon genggam dibutuhkan tegangan 5 volt maka

= (0.521 ∗ 5

0.59)

= 4,42

(49)

Dari perhitungan di atas bisa dilihat bahwa (banyak stage) pada rangkaian voltage doubler sebesar 5 stage.

b. Penentuan Besar Kapasitor Output

Penentuan kapasitor output pada rangkaian voltage doubler n-stage menggunakan prinsip persamaan di bawah ini.

= :;

<∗= (3.2)

Ket :

> = Arus yang mengalir pada dioda (lihat datasheet)

= !"#!" ($ %")

? = @. A! B' A .C ". BD'"" . (Hz)

E = F B . A # B'" B' !"#!" (farad)

Dalam penentuan besar kapasitansi output ada beberapa parameter yang dibutuhkan. Pada perancangan tugas akhir ini arus yang mengalir pada dioda sebesar 1 mA, tegangan out yang dibutuhkan sebesar 5 volt. Sedangkan frekuensi transmitter yang dipakai sebesar 140 Mhz maka nilai kapasitansi output dapat dicari yaitu

=<∗=:; (3.2)

(50)

E = >∗ ?

E =GKH× GHGHIJM ∗ N

E = 1,42 #@

E ≈ 1,5 #@

Berdasarkan perhitungan didapatkan nilai E = 1,42 #@ sedangkan pada rangkaian bernilai E = 1,5 #@. Terdapat perbedaan pada nilai C yang dihitung dengan nilai C rangkaian. Hal ini masih bisa ditolelir karena nilai C yang dihitung mendekati nilai C pada rangkaian. Sebenarnya kapasitor output pada rangkaian hanya mempengaruhi kecepatan respon transient. Semakin besar nilai kapasitansi output, semakin lambat tegangan untuk mencapai nilai yang dibutuhkan. Hal ini tidak begitu berpengaruh pada rangkaian tetapi berpengaruh terhadap output sinyal DC. Jika tanpa menggunakan kapasitor output maka yang dikeluarkan rangkaian merupakan tegangan DC dengan ripple atau merupakan tegangan DC yang tidak murni tetapi masih bisa digunakan untuk mengisi baterai telepon genggam.

c. Penentuan Kapasitor Stage

(51)

dan apabila menggunakan kapasitansi yang bernilai besar maka tegangan output yang dihasilkan teredam atau akan hilang. Dalam hal pengerjaan tugas akhir ini menggunakan kapasitor stage yang bernilai sama setiap stage. Penentuan besar kapasitor stage dengan menggunakan persamaan :

!" = 3 ' +,∗:Q∗R

= (3.3)

Ket :

> = Arus yang mengalir pada dioda (lihat datasheet)

= !"#!" ($ %")

= ( .' S (sekon)

E = F B . A # B'" B' (farad)

Dalam penentuan besar kapasitansi output ada beberapa parameter yang dibutuhkan. Pada perancangan tugas akhir ini arus yang mengalir pada dioda sebesar 1 mA, tegangan out yang dibutuhkan sebesar 5 volt dan asumsi tegangan input sebesar 0.5 volt sedangkan frekuensi transmitter yang dipakai sebesar 140 Mhz maka nilai kapasitansi stage dapat dicari

T = GT = GKH UVWG = 7.14 ∗ 103X

(52)

!" = 3 ' +2 ∗EY∗

!"E = 3 ' E + 2 ∗ Y∗

!"E − 3 ' E = 2 ∗ Y∗

E = !" − 3 '2 ∗ Y∗

E =2 ∗ 1 ∗ 1034∗ 7.143X

5 − 3 ∗ 0.59 = 4.42 ∗ 103GH= 0.442 @

Karena nilai C = 0.442 @ mendekati nilai C = 0.47 nF, Oleh karena itu disini menggunakan C = 0.47 nF.

3.2.2 Antena Monopole

Antena monopole adalah antena berbentuk batang lurus dari konduktor dan sering dipasang tegak lurus atau langsung pada pemancar. Bentuk yang paling umum adalah monopole ¼ gelombang dari gelombang radio. Antena monopole memilki kelebihan yang berguna pada alat ini yaitu karena memiliki pola radiasi vertikal yang dapat mencakup ke segala arah selain itu antena ini memiliki dimensi yang tidak terlalu besar dan dapat digunakan tanpa menggunakan kabel sehingga dapat meminimalisir rugi – rugi akibat saluran transmisi. Spesisfikasi antena yang akan dirancang adalah sebagai berikut :

(53)

c. Gain : ≤ 5 dB

d. Jenis antena : mekanik (monopole) e. Impedansi : 50 ohm

Menentukan panjang antena:

? =140 [\]

+

300 ∗ 10^

140 ∗ 10^ 2.14 D " .

Karena menggunakan antena monopole ¼ lamdha sehingga panjang antena didapat sebesar

/ 1

4∗ 2.14 0.535 D " . 53.5 _D

Jadi panjang antenna yang dibutuhkan sebesar 53.5 cm.

Bentuk antena yang dibuat dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

(54)
(55)

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini akan diuraikan mengenai proses pengujian dari sistem yang dirancang. Pengujian yang dilakukan terdiri atas pengukuran terhadap parameter-parameter komponen masukan dan keluaran yang terdapat dalam sistem yang dirancang. Kemudian dilanjutkan dengan menganalisis hasil-hasil pengukuran tersebut. Hal ini bertujuan untuk melihat sistem yang dirancang berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

4.1 Pengujian dan Analisis Antena

(56)

Gambar 4.1 Pengukuran Antena dengan Network Analyzer

4.1 Pengukuran VSWR Antena

Pengujian dan pengukuran dari VSWR antena berfungsi untuk mengetahui banyaknya daya maksimum yang ditangkap oleh antena yang dikirimkan oleh transmitter. Hal ini ditandai dengan nilai VSWR yang bernilai 2. Pengujian dilakukan dengan menghubungkan Netwok Analyzer dengan antena dan parameter yang diukur akan ditunjukkan pada Netwok Analyzer. Pengujian VSWR pada Network Analyzer dapat dilihat pada Gambar 4.2.

(57)

Berdasarkan pengukuran yang dilakukan pada Gambar 4.2 maka didapatkan VSWR antena pada frekuensi kerja yang berbeda- beda. Hasil Pengukuran tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Pengukuran VSWR tiga frekuensi yaitu 127 Mhz, 140 Mhz, 149Mhz dengan VSWR bernilai ≤ 2. Karena antena yang baik memiliki VSWR bernilai ≤ 2 [13]. Dalam tugas akhir ini transmitter yang digunakan merupakan handy talky dengan frekuensi 140 Mhz. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa antena ini dapat bekerja sangat baik pada frekuensi 140 Mhz dengan nilai VSWR 1,151.

4.1.2 Pengukuran Return Loss

(58)

Gambar 4.3 Pengukuran Return Loss

Berdasarkan hasil pengukuran return loss yang dilakukan dengan Network Analyzer didapatkan nilai return loss antena pada beberapa titik frekuensi pada range 100 Mhz – 300 Mhz. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Pengukuran Return Loss

Frekuensi (Mhz) Return Loss (dB)

100 -3.187

127 -11.299

140 -23.035

149 -11.293

300 -0.663

(59)

4.1.3 Pengukuran Impedansi

Pengukuran impedansi berfungsi untuk mengetahui terjadi transfer daya maksimum antara transmitter dengan receiver. Pengukuran impedansi antena menggunakan Netwok Analyzer dengan cara memilih menu smith chart. Impedansi ditunjukkan dalam bentuk smith chart dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Pengukuran Impedansi

Berdasarkan hasil pengukuran impedansi dengan Network Analyzer. Antena memiliki nilai impedansi yang berbeda – beda pada frekuensi yang berbeda – beda. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Pengukuran Impedansi Antena

Frekuensi(Mhz) Impedansi (ohm)

100 151.805

127 28.947

140 57.529

149 30.894

(60)

Berdasarkan data – data yang didapatkan pada pengukuran bahwa antena yang digunakan pada sistem bekerja dengan baik pada frekuensi 140 Mhz yang ditandai dengan besar impedasi pada frekuensi 140 Mhz sebesar 57.529 ohm. Hal ini sesuai dengan karakteristik antena yang baik memiliki nilai standar sebesar ≈ 50 ohm[13].

4.2 Pengujian alat

Pengujian alat merupakan percobaan langsung tugas akhir yang dibuat dan melihat langsung tegangan atau hasil keluaran dari alat tersebut. Pengujian alat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran yang dihasilkan dan melihat langsung nilai tegangan keluaran tersebut pada voltmeter.

4.2.1 Pengukuran Tegangan Output

Pengujian tegangan output bertujuan untuk mengetahui kinerja dari alat yang dirancang terhadap tegangan output dapat mengisi baterai telepon genggam sesuai dengan yang di harapkan. Percobaan dilakukan dengan cara transmitter daya di letakan pada jarak yang telah di tentukan dan indikator besar tegangan output dapat dilihat melalui voltmeter. Pengukuran ini dilakukan dengan jarak yang bervariasi. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.5 dan Tabel 4.4.

(61)

Percobaan dilakukan dengan variasi jarak berbeda antara transmitter dengan alat. Hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari jarak terhadap tegangan keluaran yang dapat mengisi baterai telepon genggam. Untuk lebih jelasnya, percobaan tersebut dapat dilihat di bawah ini.

Pada r = 2 cm

Gambar 4.6 Tegangan Keluaran pada Jarak r =2 cm

Pada Gambar 4.6 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 4,27 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai yang ditunjukkan indikator pengisian baterai berjalan

Pada r= 5 cm

(62)

Pada Gambar 4.7 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 4.19 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai yang ditunjukkan indikator pengisian baterai berjalan

Pada r= 7 cm

Gambar 4.8 Tegangan Keluaran pada Jarak r =7 cm

Pada Gambar 4.8 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 4,05 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai. Hal ini yang ditunjukkan indikator pengisian baterai yang berjalan.

Pada r= 10 cm

(63)

Pada Gambar 4.9 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 4.00 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai. Hal ini yang ditunjukkan indikator pengisian baterai yang berjalan.

Pada r= 12 cm

Gambar 4.10 Tegangan Keluaran pada Jarak r =12 cm

Pada Gambar 4.10 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 3.96 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai. Hal ini yang ditunjukkan indikator pengisian baterai yang berjalan.

Pada r= 15 cm

(64)

Pada Gambar 4.11 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 3.75 volt dan telepon genggam mengalami pengisian baterai. Hal ini yang ditunjukkan indikator pengisian baterai yang berjalan.

Pada r= 18 cm

Gambar 4.12 Tegangan Keluaran pada Jarak r =18 cm

Pada Gambar 4.12 tegangan yang dihasilkan alat yang ditunjukkan oleh voltmeter sebesar 3.20 volt dan telepon genggam tidak mengalami pengisian baterai. Hal ini yang ditunjukkan indikator pengisian baterai yang tidak berjalan.

Dari percobaan di atas dapat ditarik data–data yang dapat dilihat pada tabel dan gambar di bawah ini

Tabel 4.4 Percobaan Langsung Pengukuran Tegangan Keluaran

Jarak (cm) Tegangan (volt) Baterai

2 4.27 Terisi

5 4.19 Terisi

7 4.05 Terisi

10 4.00 Terisi

12 3.96 Terisi

15 3.75 Terisi

(65)

Gambar 4.13 Grafik Tegangan Output pada Percobaan Langsung

Berdasarkan Gambar 4.13 dan Tabel 4.4 di atas dapat disimpulkan bahwa semakin besar jarak antara transmitter dengan receiver maka tegangan yang didapat akan semakin kecil. Hal ini ditandai dengan gambar pada grafik mengalami penurunan akibat peningkatan jarak .

4.2.2 Percobaan Lama Waktu Pengisian Baterai

Percobaan lama waktu pengisian baterai bertujuan untuk mengetahui lama waktu alat untuk mengisi baterai telepon genggam dengan jarak tertentu. Percobaan dilakukan dengan mempraktekkan secara langsung alat dengan baterai telepon genggam. Pengukuran lama waktu pengisian baterai dengan jarak tertentu dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

(66)

Tabel 4.5 Lama Waktu Pengisian Baterai Telepon Genggam

Jarak (cm) waktu (jam) Keterangan

2 92 Baterai terisi

18 Tak terhingga Baterai tidak terisi

Gambar 4.14 Grafik Lama Waktu Pengisian pada Percobaan Langsung

Berdasarkan gambar dan tabel di atas dapat dianalisa bahwa semakin jauh jarak transmitter dengan alat maka lama waktu pengisian baterai juga akan semakin besar hal ini karena jika jarak semakin jauh maka tegangan output akan semakin menurun.

4.3 Perhitungan Alat

Perhitungan alat bertujuan untuk mengetahui kinerja dari alat yang dirancang terhadap tegangan output dapat mengisi baterai telepon genggam sesuai dengan yang di harapkan berdasarkan dasar teori yang digunakan. Perhitungan dilakukan

(67)

menggunakan persamaan yang digunakan sebagai dasar teori. Hal tersebut dapat dilihat di bawah ini.

4.3.1 Perhitungan Daya pada Alat

Pada perhitungan ini bertujuan untuk mengetahui nilai daya yang diterima alat dihasilkan oleh alat ini. Hal ini digunakan untuk mengetahui kinerja alat sesuai dengan dasar teori yang digunakan. Perhitungan daya yang diterima pada alat dapat dilihat di bawah ini. Parameter – parameter alat yang telah diketahui dan yang akan digunakan pada perhitungan.

= 1 watt

= 5 db = 3.16 kali = 5 db = 3.16 kali

r(jarak) = (2 cm, 5cm, 10 cm, 12cm, 15cm, 18cm).

Persamaan – persamaan yang akan digunakan pada perhitungan daya terima pada alat.

=

4

= 16 1

= 1 ∗ 3,16 ∗ 3,16 1

16 ∗ 2 ∗1

(68)

= 156

Berdasarkan perhitungan di atas data – data tersebut dapat dimasukkan pada Tabel 4.6 dan Gambar 4.15.

Tabel 4.6 Pengukuran Daya terima

Jarak (cm) Daya terima (mwatt)

2 156

Gambar 4.15 Grafik Daya Terima Alat

(69)

Berdasarkan gambar dan tabel di atas dapat dilihat jarak berpengaruh pada daya yang diterma alat. Semakin jauh alat dengan transmitter maka semakin kecil daya yang diterima oleh alat.

4.3.2 Perhitungan Tegangan

Pada perhitungan ini bertujuan untuk mengetahui nilai tegangan yang keluar dari alat. Hal ini digunakan untuk mengetahui kinerja alat sesuai dengan dasar teori yang digunakan. Perhitungan tegangan output pada alat dapat dilihat di bawah ini. Parameter – parameter alat yang telah diketahui dan yang akan digunakan pada perhitungan.

= Daya terima alat = Tegangan Input

= Impedansi antena = 57.5 ohm n = Banyak stage

Persamaan – persamaan yang akan digunakan pada perhitungan tegangan keluaran pada alat.

= ∗

= ∗

= √156 ! ∗ 57.7 = 2.99 Volt

(70)

Tabel 4.7 Pengukuran Tegangan Output

Jarak (cm) Tegangan Output (volt)

2 14.95

Data-data pada tabel diatas dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.16 Grafik tegangan Output

Berdasarkan gambar dan tabel di atas dapat dilihat jarak berpengaruh pada tegangan yang keluar dari alat. Semakin jauh alat dengan transmitter maka semakin kecil tegangan output yang dihasilkan oleh alat.

(71)

4.3.3 Perhitungan Arus

Pada perhitungan ini bertujuan untuk mengetahui nilai arus yang diterima dari alat. Hal ini digunakan untuk mengetahui kinerja alat sesuai dengan dasar teori yang digunakan. Perhitungan arus yang diterima pada alat dapat dilihat di bawah ini. Parameter – parameter alat yang telah diketahui dan yang akan digunakan pada perhitungan.

= ∗ $

$ =

$ =%&' ()*++

%,. -& . = %/. , (0

Berdasarkan persamaan di atas didapatkan nilai arus yang keluar pada alat. Nilai arus tersebut dapat diihat pada tabel dan gambar di bawah ini.

Tabel 4.8 Perhitungan Arus

Jarak (cm) Arus (mA) Baterai

2 10.4 Terisi

5 4.16 Terisi

7 2.99 Terisi

10 2.08 Terisi

12 1.89 Terisi

15 1.69 Terisi

(72)

Gambar 4.17 Grafik Perhitungan Arus

Berdasarkan Tabel 4.8 dan Gambar 4.17 di atas dapat disimpulkan bahwa semakin jauh jarak maka semakin kecil arus yang keluar dari alat.

4.3.4 Perhitungan pada Charger Telepon Genggam Konvensional

Pada pengisi baterai telepon genggam konvensional dan baterai telepon genggam didapatkan beberapa data atau parameter yang dapat dijadikan perbandingan. Data – data kapasitas baterai dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

(73)

Data – data kapasitas charger yang digunakan pada telpon genggam 8210 dapat dilihat pada Tabel 4.10

Tabel 4.10 Kapasitas Charger

Spesifikasi Besaran Tegangan input 100 – 240 Volt Arus Input 150 mA Tegangan Output 5 V Arus Output 300 mA

Berdasarkan data – data diatas dapat digunakan untung mendapatkan perhitungan dari tegangan yang dikeluarkan serta lamanya baterai telepon genggam tersebut diisi dengan menggunakan charger konvensional. Perhitungan tersebut dapat dilihat di bawah ini.

Tegangan keluaran pada charger = 5 volt konstan

Lama waktu pengisian baterai telepon genggam :

1 =2

= 2

1

= 650 3ℎ

(74)

4.4 Perbandingan Hasil Pengujian

Perbandingan hasil pengujian dilakukan dengan cara membandingkan data-data yang didapat selama percobaan dengan data yang didapat dari pengisian baterai telepon genggam dengan menggunakan charger asli. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara charger yang dibuat dengan charger telepon genggam yang asli agar memudahkan untuk pengambilan kesimpulan. Perbandingan antara kedua hal tersbut pada tugas akhir ini terdiri atas dua yaitu : pada tegangan output dan pada lama waktu pengisian.

4.4.1 Pada Tegangan Ouput

Pertama – tama sebelum membandingkan tegangan output yang dihasilkan antara charger handphone yang asli dengan alat ini maka diperlukan perhitungan pada data –data yang berasal dari charger telepon genggam yang asli. Perbandingan tegangan output pada hasil perhitungan dengan percobaan langsung dilakukan untuk mengetahui hubungan besar antara tegangan output pada perhitungan dengan percobaan langsung. Perbandingan tegangan output pada kedua metode di atas dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.11 Perbandingan Tegangan Output

Charger Asli (volt) Percobaan (volt)

5 4.27

(75)

cm yang menghasilkan nilai tegangan sebesar 4.27 volt untuk mengisi baterai telepon genggam.

4.4.2 Pada Lama Waktu Pengisian

Perbandingan lama waktu pengisian baterai telepon genggam asli (perhitungan) dengan percobaan langsung dilakukan untuk mengetahui hubungan antara waktu pengisian pada perhitungan dengan percobaan langsung. Perbandingan waktu pengisian pada kedua metode tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.12 Perbandingan Lama Waktu Pengisian Baterai

Perhitungan (jam) Percobaan (jam)

2.167 92

Dari tabel perbandingan di atas terdapat perbedaan yang sangat mencolok pada kedua nilai. Pada perhitungan membutuhkan waktu pengisian selama 2.167 jam dan pada percobaan membutuhkan waktu selama 92 jam pada jarak 5 cm. Hal ini terjadi karena pada percobaan dipengaruhi dari daya yang dipancarkan oleh transmitter yang menyebabkan pengaruh terhadap nilai arus yang ada pada alat. Pada charger konvensional menghasilkan arus sebesar 300 mA sedangkan pada alat hanya menghasilkan arus sebesar 7 mA.

4.5 Karakterisitk Pengisian Baterai Pada Alat

(76)

Tabel 4.13 Pengukuran Arus dan Tegangan dengan Waktu

Waktu (jam) Arus (mA) Tegangan(Volt)

0 0 0

Gambar 4.18 Karakteristik Pengisian Baterai Pada Alat

Berdasarkan gambar diatas pengisian baterai terjadi saat nilai tegangan memasuki baterai naik secara konstan sampai batas yang ditentukan (stage 1) sampai waktu yang dibutuhkan untuk mengisi baterai telepon genggam hingga penuh (stage 3). Perbandingan yang didapat dengan membandingkan Gambar 4.18 karakteristik alat

(77)
(78)
(79)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Sistem pengisian baterai telepon genggam ini dipengaruhi oleh daya pancar transmitter RF dan jarak antara transmitter RF dengan alat.

2. Antena yang digunakan untuk menangkap frekuensi handy talky 140 Mhz ini bekerja dengan baik karena didapatkan nilai parameter seperti VSWR dengan nilai 1.151, return loss bernilai -23.035 dan impedansi sebesar 57.529 ohm sedangkan standar antena yang baik memiliki nilai VSWR dengan nilai ≤ 2, return loss sebesar -954, impedansi sebesar 50 ohm.

3. Pada jarak 2 cm tegangan yang dihasilkan sebesar 4,27 volt dan lama waktu pengisian 92 jam, sedangkan pada jarak 5 cm tegangan yang dihasilkan 4.19 volt dan lama waktu pengisian 95 jam. Semakin dekat jarak antara transmitter dengan receiver maka tegangan yang dihasilkan alat semakin besar dan juga lama waktu pengisian semakin cepat.

4. Pada pengisian baterai telepon genggam untuk mengisi baterai hal yang paling mempengaruhi adalah tegangan, sedangkan arus disini berperan pada lama waktu pengisian baterai.

(80)

5.2 Saran

1. Pemanfaatan sinyal Rf sebagai sumber energi alternatif masih butuh penelitian lebih lanjut.

(81)

CURRICULUM VITAE

Data Pribadi

Nama Lengkap Hebdy Vilandika

Nama Panggilan Hebdy

Tempat/ Tanggal Lahir Balikpapan, 15 Oktober 1989

Agama Islam

Alamat Asal Bongas no.129 panorama Balikpapan

Telepon 05427516129

Alamat Bandung Muara Rajeun Kulon no 44 Bandung

Telepon

-Hp 082127999279

E-mail monster_killer@ymail.com

Hobi Membaca, Basket, Fitness, Renang, Jogging

Motto Success Person Come From Hard Worker

Pendidikan

Riwayat Pendidikan a. 1994 – 1996 : TK Putra 1 Balikpapan

b. 1996 – 2002 : SDN 015 Balikpapan

c. 2002 – 2005 : SMP Negeri 3 Balikpapan

(82)

e. 2008 – 2011 : Program Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom (ITT) f. 2011-Sekarang: Program Teknik elektro

Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM)

Organisasi dan Training Sekolah

Riwayat Organisasi a. Anggota Basket SMA Negeri 2 Balikpapan

2005-2007

Riwayat Kursus dan Pelatihan

a. BIEC English Course ( 2002 – 2006)

Organisasi dan Training Perguruan Tinggi

Riwayat Organisasi a. Anggota UKM Bola Basket Unikom 2011 -

Sekarang

Riwayat Kursus dan Pelatihan

a. Pelatihan dan Ujian Lab Hardware Universitas Komputer Indonesia

Keahlian

Sistem Operasi  Microsoft Windows, Linux

Programming  Lab View

Database  MySQL

Web  PHP

Desain Microsoft Visio

Gambar

Gambar 2.7 Karateristik pengisian Baterai Li-on [16]
Gambar 2.8 Antena Monopole
Gambar 2.9 Antena Dipole
Tabel 3.1 Tabel Dioda pada Rangkaian Voltage Doubler
+7

Referensi

Dokumen terkait

Untuk menghindari keseimbangan dan mengarahkan penelitian ini serta untuk mencapai tujuan, maka diberikan operasionalisasi variabel penelitian dengan mengunakan dua variabel

Sarung tangan yang kuat, tahan bahan kimia yang sesuai dengan standar yang disahkan, harus dipakai setiap saat bila menangani produk kimia, jika penilaian risiko menunjukkan,

tersebut. Menyusun ayat sesuai dengan urutan-urutannya, dengan memahami sebab turunnya. Melihat mun ā sabah ayat-ayat tersebut dalam masing- masing suratnya. Membuat

Berdasarkan hasil temuan penelitian menunjukan bahwa ada beberapa bentuk pemberdayaan masyarakat petani rumput desa Mano yang dilakukan Pemerintah Daerah dalam hal

Materi genetik yang digunakan untuk pembangunan populasi dasar tersebut berasal dari empat provenan yaitu Ogan Ilir (Sumatera Selatan), Lombok Barat (Pulau Lombok), Pulau

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian jenis pakan berbeda memberikan pengaruh yang nyata terhadap pertumbuhan, efisiensi pakan dan konversi pakan namun

7  Pada perhitungan kuat struktur nominal, baik digunakan analisis struktur dengan cara Effective Length Method (ELM) maupun Direct Analysis Method (DAM) tetap memakai

Tombol “Add Profil” akan menampilkan form pengisian untuk mengisi data-data yang dibutuhkan seperti kapasitas yang ingin dicek, spesifikasi struktur, beban