![](https://digilib.itb.ac.id/assets/icon/pdf.gif)
Dokumen Asli
Terbatas  Dessy Rondang Monaomi
» Gedung UPT Perpustakaan
Terbatas  Dessy Rondang Monaomi
» Gedung UPT Perpustakaan
Drone, atau disebut juga UAV (Unmanned Aerial Vehicle), adalah sebuah mesin
terbang yang berfungsi tanpa awak di dalamnya. Pada abad ke-21 kegunaan drone
telah fungsi militer maupun non-militer seperti fotografi, agrikultur, pemantauan,
pengiriman barang, dan hiburan. Salah satu permasalahan dalam penggunaan drone
adalah rendahnya durasi terbang. Untuk mengatasi hal itu, dirancang sistem
transmisi daya nirkabel. Transmisi daya nirkabel adalah metode pengiriman daya
tanpa menggunakan kabel, melainkan menggunakan medan magnet, medan listrik,
gelombang elektromagnetik, cahaya tampak, dan pembawa energi lainnya.
Pengimplementasian sistem WPT berbasis gelombang elektromagnetik untuk
mengisi baterai pada drone yang beroperasi di udara menjanjikan karena
kemampuan jaraknya yang lebih jauh dari sistem WPT berbasis induksi, dan
implementasinya lebih mudah dan tidak semahal sistem WPT berbasis laser.
Dalam buku tugas akhir ini, dibahas desain dan implementasi sub-sistem penerima
WPT menggunakan gelombang elektromagnetik 2,45 GHz untuk mengisi baterai
pada drone yang sedang di udara. Digunakan frekuensi 2,45 GHz karena sifatnya
yang unlicensed sehingga tidak memerlukan biaya untuk pemakaiannya serta
atenuasi sinyal frekuensi di udara relatif rendah. Pembuatan sistem WPT pada
frekuensi tersebut juga menggunakan komponen relatif kecil, serta mudah untuk
merancang pemancar daya menggunakan antena yang dicatu ke magnetron yang
dapat ditemukan di oven microwave yang mampu memancarkan daya tipikal 900
W. Sistem WPT mencakup tiga sub-sistem, yaitu sub-sistem pemancar yang
memancarkan gelombang elektromagnetik ke arah penerima, sub-sistem penerima
yang menangkap gelombang elektromagnetik dan mengonversinya ke sinyal DC,
serta sub-sistem aplikasi yang mengontrol pemancaran daya kepada drone yang
sudah diverifikasi saja.
Sub-sistem penerima mencakup antena penerima yang berfungsi menerima
gelombang elektromagnetik lalu meneruskannya ke rangkaian penyearah, dan
rangkaian penyearah yang berfungsi mengkonversi gelombang elektromagnetik ke
sinyal DC. Antena penerima menggunakan desain patch yang dimodifikasi agar
mempunyai polarisasi sirkuler dengan menggunakan truncation dan slot,
beamwidth lebar. Kombinasi dari beamwidth lebar dan polarisasi sirkuler
memungkinkan antena untuk menerima gelombang elektromagnetik dari segala
arah dan orientasi. Rangkaian penyearah dirancang berdasarkan rangkaian Dickson
ii
rectifier dua tahap untuk meningkatkan tegangan luaran dari rangkaian. Digunakan
desain penyesuai impedansi untuk meminimalkan refleksi pada rangkaian
penyearah. Ditambah juga filter pada sisi output menggunakan induktor dan
kapasitor untuk meminimalkan ripple akibat sinyal RF yang masih tersisa.
Hasil dari pengujian antena penerima menunjukkan antena mampu beroperasi pada
frekuensi 2,45 GHz dengan S11 -16,7 dB, serta mampu menerima gelombang
elektromagnetik dengan baik pada kedua bidang karena beamwidth-nya yang
melebihi 100°. Polarisasi dari antena menunjukkan antena penerima mempunyai
polarisasi sirkuler dengan axial ratio yang rendah untuk sebagian besar sudut
pengukuran. Hasil dari pengujian rangkaian penyearah menunjukkan rangkaian
mampu mengkonversi gelombang elektromagnetik menjadi sinyal DC, dengan
maksimum 14,7 V tegangan luaran pada daya masuk 26 dBm, namun dengan return
loss yang relatif besar pada 2,45 GHz
Hasil dari pengujian sub-sistem penerima keseluruhan menunjukkan sub-sistem
mampu menangkap gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dan
mengonversinya menjadi sinyal DC yang mempunyai tegangan cukup untuk
mengisi baterai pada drone, dengan tegangan luaran yang mencapai 22,9 V pada
jarak 4 m dari pemancar. Penerima juga mampu menyalakan lampu LED yang
disusun sehingga mempunyai tegangan maju 8,6 V pada jarak 4,5 m dari pemancar.
Kelemahan dari sub-sistem yang dirancang adalah rendahnya efisiensi serta daya
luaran dari rangkaian akibat loss yang berlebihan pada proses konversi.