## PERANCANGAN  SISTEM TRANSFER DAYA NIRKABEL UNTUK UNMANNED AERIAL VEHICLE ( UAV ) MICRO JENIS QUADCOPTER

## Setyawan  Wahyu  Pratomo
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri , Universitas Islam Indonesia
* Corresponding author, e-mail : setyawan.wahyu@uii.ac.id
Abstrak — Dalam Unmanned Aerial Vehicle ( UAV ) jenis Quadcopter, sumber catu daya berupa baterai yang  hanya  mampu  bekerja  10-15  menit  di  udara  merupakan  permasalahan  tersendiri  bagi  performa Quadcopter.  Sedangkan  perfomansi  dari  Quadcopter  pada  ketinggian  yang  susah  dijangkau,  diharapkan peran  operator    yang    selama  ini  harus  mengkoneksikan  secara  manual  kabel charging ke  baterai  bisa digantikan  oleh  sistem  secara  otomatis  ketika  baterai  akan  habis.  Untuk  itu  dalam    paper  ini  membahas suatu perancangan sistem transfer daya nirkabel untuk  Quadcopter  mengisi ulang baterai  tanpa bantuan operator  dan tidak harus dilakukan pendaratan di  atas tanah.  Proses isi ulang ( charging ) baterai  bisa dilakukan  di  atas  gedung  maupun    di  landasan  yang  telah  terpasang  transfer  daya  nirkabel.  Tujuannya adalah meningkatkan performansi kerja Quadcopter di udara sesuai dengan kegunaanya.  Dari perancangan sistem transfer daya nirkabel untuk Unmanned Aerial Vehicle ( UAV ) jenis Quadcopter  mengisi ulang ( charging ) baterai, diperoleh hasil efisiensi transfer daya terbaik sebesar  62,24% dengan jarak efektif 10 cm.   Frekuensi sistem transfer daya nirkabel   diperoleh dari rangkaian  Colpitss Oscillator sebesar 333,1 KHz dengan menerapkan prinsip induksi elektromagnetik.

## Kata Kunci : Quadcopter, charging baterai, induksi elektromagnetik
Abstract — In the Unmanned Aerial Vehicle ( UAV ) type of Quadcopter,  the source of  power supply in form of a battery that is only able to work 10-15 minutes in the air is a own  issue for the performance of Quadcopter. While the performance of quadcopter  at a high that are difficult to reach, it is expected over the role an  operator must manually connect the charging cable  to battery can be replaced by the system automatically  when  battery  runs  out.  For  that,  in  this  paper  discusses  design  of  wireless  power  transfer system for  Quadcopter  to charge battery without the help of  an  operator and not to be done  landfalls  on the ground. The  recharging process of  battery can be done at the top of the building or in the common ground    that    has    been  installed  wireless  power  transfer.  The  aim  is  to  improve  the  performance  of quadcopter`s work  in the air in accordance with the usefullness. From the design of wireless power transfer system for quadcopter`s charging the battery obtained the results the best efficiency power transfer is 62.24 % with effective distance 10cm.  The frequency`s system obtained from an Oscillator Colpitss 333,1KHz by implementing the principles of electromagnetic induction.
Keywords : Quadcopter, charging battery,electromagnetic induction
Copyright © 2016 JNTE. All rights reserved

## 1. PENDAHULUAN
Dengan  pesatnya  perkembangan  teknologi semikonduktor dan teknologi nirkabel, perangkat-perangkat  elektronik  yang  dahulu tergolong statis karena bentuknya fisiknya yang besar  dan  berat  sehingga  tidak  memungkinkan untuk  dibawa  kemana-mana.  Sekarang  sudah menjadi  perangkat  yang  ringan  dan simple sehingga dapat dibawa kemana-mana  [4].  Saat ini,  Penelitian  yang  sedang  berkembang  pesat dilakukan adalah mengenai sistem transfer daya listrik tanpa kabel ( wireless power transfer ) [3].
Pada  umumnya  transfer  daya  listrik  yang  kita gunakan  adalah  mengunakan  media  perantara
berupa  kabel  tembaga.  Tembaga  digunakan sebagai  media  transfer  listrik  karena  bahannya yang  terdiri  atas  banyak  elektron  yang  bisa bergerak  bebas.  Sehingga  saat  dihubungkan dengan suatu sumber listrik maka aliran elektron bisa bergerak dengan bebas pada bahan tersebut. Namun seiring dengan perkembangan teknologi saat ini telah dikembangkan transfer daya listrik nirkabel. Hal ini juga bisa menjadi penghematan terhadap  bahan-bahan  untuk  pembuatan  kabel sebagai media penyaluran daya karena digantikan oleh wireless power transfer [8].
Kebutuhan  fleksibilitas  menjadi  parameter utama  yang  diinginkan  dari  pengaplikasian sistem  transfer  daya  listrik  tanpa  kabel
khususnya  bagi Unmanned  Aerial  Vehicle
( UAV ) jenis quadcopter.
Dengan melihat banyaknya kegunaan quadcopter  untuk  membantu  aktivitas  manusia khususnya  penginderaan  jauh  dari  udara, ternyata  quadcopter  masih  sangat  memiliki keterbatasan  dalam  hal  catu  daya  listriknya. Permasalahan yang umum terjadi pada quadcopter  adalah  baterai  yang  terpasang  pada quadcopter  hanya  mampu  bertahan  di  udara sekitar  15-40  menit  tergantung  penggunaan. Karena  baterai  quadcopter  hanya  memiliki waktu  bertahan  yang  sangat  pendek,  otomatis baterai  tersebut  harus  di isi  ulang  kembali  atau dilakukan penggantian baterai.
Sehingga  ketika  baterai  mendekati  habis, quadcopter  harus  dilakukan  pendaratan    untuk proses  isi  ulang  kembali atau  penggantian baterai  yang  mungkin  jarak  antara  lokasi pendaratan dengan objek yang akan diobservasi sangat jauh. Padahal, mobilitas dan fleksibilitas dari penggunaan quadcopter yang begitu banyak menuntut  kinerja  maksimal  dari  quadcopter  itu sendiri.  Permasalahan  ini  tentunya  harus dicarikan alternatif jalan keluar agar utilitas dari quadcopter  dapat  digunakan  seefektif  dan seefisien mungkin.
Untuk itu dalam paper ini, peneliti merancang suatu  sistem  transfer  daya  nirkabel  untuk quadcopter  ini  agar  mampu  melakukan  proses pengisian  ulang  baterainya  secara  nirkabel  dan tidak  harus  ada  operator  yang standby di  suatu lokasi pendaratan hanya untuk melakukan proses isi  ulang  baterai  atau  penggantian  baterai. Dengan    mengaplikasikan  konsep  teknologi transfer  daya  nirkabel  pada  quadcopter, memungkinkan  quadcopter  untuk  melakukan pendaratan  di  daerah  yang  susah  untuk dijangkau ( edge environment ) untuk melakukan proses  isi  ulang  baterai  secara  otomatis  tanpa bantuan operator seperti di atas gedung dan lain sebagainya  tanpa  harus  selalu  dilakukan pendaratan  di  atas  tanah  dengan  bantuan operator  untuk  memaksimalkan  kinerja  dari quadcopter itu sendiri.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.  Teori Induksi Elektromagnetik Bersama Ketika    terdapat  2  kumparan  ( 1 L & 2 L ) yang saling berdekatan satu sama lain pada suatu jarak  tertentu  dimana  arus 1 i diberikan  pada
sebuah  kumparan 1 L maka  akan  muncul  fluks magnetik
B  yang  melewati  kumparan 2 L ditunjukkan  pada    gambar  1  (a)  &  (b)  berikut [7],
Gambar 1. ( a ) 2 buah kumparan L 1 & L 2 ( b ) Model Skema rangkaian elektronika
Jika  fluks  magnetik B  ini  terjadi  karena perubahan  arus 1 i yang  melalui  kumparan 1 L , maka  akan  terjadi  induksi  gaya  geruak  listrik pada  kumparan 2 L ,  hal  ini  sesuai  dengan Hukum  Faraday.  Besarnya  gaya  gerak  listrik yang menginduksi kumparan 2 L akan terakumulasi  sehingga  mengakibatkan  muncul nya  tegangan 2 v pada  terminal  kumparan 2 L yang  dapat  diketahui  melalui  persamaan  (2.1) berikut,
dt t d n t v B ) ( . ) ( 2 2   (1)
Dimana 2 n merupakan  jumlah  lilitan  pada kumparan 2 L dan B  merupakan  besarnya fluks  magnetik.    Besarnya  fluks  magnet B  yang terjadi sebanding dengan besarnya arus 1 i yang melalui kumparan 1 L yang dapat diketahui melalui persamaan (2.2) berikut ini,
dt t di M t v dt t di n t v ) ( . ) ( ) ( . ) ( 1 12 2 1 2 2    (2)
dimana 12 M merupakan  koefisien  induktansi bersama. Kemudian, fenomena induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan 2 L juga  terjadi  pada  kumparan 1 L dimana  sebuah arus 2 i yang  melalui  kumparan 2 L akan menginduksi  kumparan 1 L .  Sehingga  muncul tegangan 1 v pada  kumparan 1 L yang  dapat diketahui melalui persamaan (2.3)  berikut ini,
dt t di M t v dt t di n v ) ( . ) ( ) ( . 2 21 1 2 1 1    (3) Dapat diketahui dari persamaan (2.3) di atas bahwa 21 12 M M  merupakan koefisien induktansi  bersama.  Besarnya  nilai  tegangan
2 1 , v v ini bergantung pada jumlah lilitan 2 1 , n n , bentuk dan fungsi geometri kumparan, koefisien induktansi  bersama,  serta  material  disekitarnya yang mempengaruhi besarnya medan magnet.

## 2.2.  Kopling Magnetik ( k )
Pada  proses  induksi  elektromagnetik  yang terjadi  pada  transfer  daya  nirkabel,  besarnya jarak  antara  kumparan  pengirim  dan  penerima merupakan suatu parameter yang harus diketahui.  Besarnya jarak  yang  dapat  diperoleh antara  kumparan  pengirim  dan  penerima  itu tergantung  pada  besarnya  fluks  magnet  yang terjadi  diantara  2  kumparan  tersebut.  Dalam proses  induksi  elektromagnetik  yang  terjadi, hanya  sebagian  kecil  fluks  magnet  yang dihasilkan  oleh  kumparan  perangkat    pengirim dapat  diterima  oleh  kumparan  perangkat penerima  yang  berkontribusi  pada  proses transfer daya listrik.
Semakin  banyak  fluks  magnet  yang  dapat ditangkap  oleh  kumparan  perangkat  penerima berarti  semakin  baik  kopling  magnetik  yang terjadi.  Tingkatan  dari  besarnya  kopling magnetik  yang  terjadi  ditunjukkan  dengan besarnya suatu koefisien kopling magnetik ( k).
Besarnya  nilai  koefisien  kopling  magnetik ini berkisar dari 0 sampai dengan 1. Nilai 1 ini menunjukkan  bahwa  fluks  magnetik  yang dihasilkan  oleh  perangkat  pengirim  dapat ditangkap secara penuh oleh kumparan
perangkat penerima. Kemudian apabilan koefisien kopling magnetik ini bernilai mendekati 0 maka kumparan perangkat pengirim dan penerima saling independen satu sama lain atau tidak  terjadi  induksi  di  antara  2  kumparan ini.
Besarnya kopling magnetik  (k) ditentukan oleh  2  parameter  penting  yaitu  posisi  antara kumparan pengirim dan penerima dan besarnya bentuk  dan  ukuran  dari  kumparan  perangkat pengirim  dan  penerima.    Perpindahan  posisi antara  kumparan  pengirim  dan  penerima mengakibatkan  penurunan  kopling  magnetik (k) yang terjadi.
Besarnya nilai kopling magnetik ( k ) dapat diketahui dari persamaan (2.4) berikut,
22 11 12 . L L L k  (4)
dimana  L 12 merupakan   induktansi   bersama sedangkan  L 11 dan  L 12 merupakan  induktansi sendiri.  Persamaan  (2.4)  di  atas  diperoleh  dari persamaan  umum  induktansi  bersama  berikut ini[2],
2 12 1 11 1 . . i L i L j v    (5) 2 22 1 . 12 2 . i L i L j v    (6)
dimana 1 v , 2 v merupakan  tegangan  yang terdapat  pada  kumparan  pengirim  dan penerima.  Sedangkan 1 i dan 2 i merupakan arus yang mengalir pada kumparan pengirim dan penerima. Kemudian induktansi bersama ditunjukkan oleh 21 12 L L  .
Secara  sederhana,  kopling  magnetik  dapat diketahui  dari  suatu  sistem  yang  merupakan relatif  dari  loop  terbuka  tegangan v sebagai berikut,
11 22 1 2 L L k v v v   (7)
Untuk  nilai 2 1 L L  ,  maka  kopling magnetik        (  k  )  dapat  ditentukan  dari perbandingan  antara  tegangan  di  kumparan penerima ) ( 2 v dan  tegangan  di  kumparan
pengirim ) ( 1 v dalam rms.

## 2.3.  Resonansi Magnetik
Resonansi  elektromagnetik  erat  hubungan nya  dengan  fenomena  medan  elektromagnet yang  juga  erat  hubungannya  dengan  proses terjadinya  aliran  listrik.  Radiasi  dari  medan elektromagnet  pada  tingkat  tertentu  dapat menjadi  berbahaya  bagi  kelangsungan  hidup organisme yang berada didalam jangkauannya.
Medan  elektromagnet  dapat  digolongkan dalam  medan  listrik  dan  medan  magnet.  Dan karena  medan  magnet  jauh  lebih  aman  bila dibandingkan  dengan  medan  listrik,  maka
medan  magnet    menjadi    pilihan  yang  paling tepat untuk digunakan sebagai media pengiriman  energi  jika  dibandingkan  dengan medan  listrik  dalam  pemanfaatannya  untuk perpindahan energi secara resonansi elektromag netik.
Secara umum, sistem resonansi elektromagnetik  dengan  resonansi  frekuensi memiliki  kesamaan  yaitu  sama-sama  memiliki nilai efektif pada jarak tertentu. Apabila di dalam jarak  efektif  tersebut  terdapat  sumber  medan elektromagnet  atau  penangkap  gelombang elektromagnet  lain  yang  memiliki  frekuensi resonansi yang sama dengan sistem sebelumnya ,maka  akan  dapat  bergabung  dengan  sistem resonansi elektromagnet yang telah ada dan akan membentuk  hubungan  resonansi  elektromagnet yang lebih besar.

## 2.4. Rangkaian Oscillator
2.4.1. Oscillator Colpitts Oscillator Colpitts adalah salah satu jenis oscillator dengan resonator LC yang digu nakan untuk  sistem Wireless  Power  Transfer .
Rangkaian oscillator Colpitts ini memiliki stabilitas  frekuensi  yang  baik,  mudah  untuk dilakukan  pengaturan  frekuensi,  dan  dapat digunakan  pada  rentang  frekuensi  yang  cukup besar. Selain itu, rangkaian oscillator Colpitts ini terbilang  sederhana  sehingga  secara  nilai ekonomi, memiliki cost yang lebih rendah dalam proses produksi. Pengaturan nilai frekuensi pada oscillator  Collpitts dapat  dilakukan  dengan mengubah nilai kedua kapasitor C1 dan C2 serta L1, sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 2 di bawah  ini.  Sementara  untuk  nilai  C1  dan  C2 dapat diperoleh melalui persamaan di bawah ini [5],
(8)
Gambar 2. Rangkaian Collpitts Oscillator

## 2.4.2. Oscillator Flyback
Selain  menggunakan  oscillator Colpitts , jenis oscillator yang digunakan dalam penelitian Wireless  Power  Transfer adalah Flyback. Rangkaian oscillator jenis Flyback ini  agak berbeda  dengan oscillator yang  sebelumnya dijelaskan.  Rangkaian  ini  biasanya  digunakan sebagai  rangkaian driver untuk  membuat loncatan elektron dengan menggunakan transformator pada sisi outputnya. Namun pada dasarnya  ,  rangkaian  ini  memiliki  fungsi  yang sama  dengan  rangkaian oscillator sebelumnya, yaitu membangkitkan sinyal AC dari sinyal DC. Bila  diperhatikan,  rangkaian  ini  juga  memiliki dua komponen utama rangkaian oscillator , yaitu rangkaian  penguat  dan  rangkaian  umpan balik[1].  Komponen  aktif  yang  digunakan sebagai penguat adalah MOSFET yaitu Q1 dan Q2,  seperti  ditunjukkan  dalam  gambar  3  di bawah ini,
Gambar 3. Rangkaian Flyback  Oscillator
Sementara  rangkaian  umpan  balik  yang digunakan adalah rangkaian LC yang terdiri dari 2  buah  induktor  seri,  L1  dan  L2  serta  sebuah kapasitor ,C1. Rangkaian LC Tank ini kemudian di feedback melalui fast recovery diode , D1  dan D2  kepada gate transistor.  Besarnya  frekuensi osilasi  yang  dihasilkan  dipengaruhi  oleh  kedua komponen, L1 dan L2. Pada rangkaian oscillator flyback, jenis MOSFET yang digunakan adalah enhancement MOSFET.

## 2.5. Quadcopter XK Detect X380
Quadcopter  XK  Detect  X380  merupakan objek  penelitian  dalam  paper  ini  dimana quadcopter  ini  memiliki  sumber  catu  daya  dari
baterai berjenis lithium ion polymer ( Li-Poly  ) dengan  kapasitas  11,1V  (  3S  )  5400mAh. quadcopter ini juga dilengkapi dengan rangkaian balance charger Li-Poly circuit dengan input 12 Volt DC 2 Amp.
Gambar 4. Quadcopter XK Detect X380

## 3. METODOLOGI   PENELITIAN

## 3.1.  Perancangan Sistem
Perancangan sistem diilustrasikan pada Gambar 3.1 berikut ini,
Gambar 5. Rancangan  Sistem

## Gambar 6. Ilustrasi sistem
3.1.1.  Perancangan  rangkaian transmitter
Setelah  melalui  studi  literatur  telah diketahui  konsep  dasar  rangkaian  osilator Colpitts [5] untuk dapat diterapkan dalam sistem transmitter transfer daya nirkabel. Didalam  perancangan Colpitts  Oscillator ada beberapa hal penting yang perlu diperhatikan, yaitu : 1. Menentukan nilai frekuensi kerja osilator yang  sesuai  dengan  kumparan  silinder pejal yang diinginkan sebesar 369,3 nH 2. Mengkondisikan  MOSFET  agar  berada  di daerah aktif ketika terjadi induksi elektromagnetik, sehingga  kinerja MOSFET mampu maksimal ketika terjadi transfer daya maksimum. Pada  penelitian  ini,  perancangan
Colpitts Oscilator ini ditentukan sepesifikasi sebagai berikut, 1. Tegangan  input  osilator  sebesar  18.5  Volt DC 2. Frekuensi  kerja  osilator  yang  diinginkan adalah sebesar 333.1 KHz 3. Beban yang digunakan adalah UAV
(  quadcopter  )  charging  battery  system 12 Volt 2 Amp.
4. Transmitter coil ( TX ) coil yang digunakan adalah    tembaga  silinder  pejal  yang mempunyai inner  diameter 3mm  dengan besar diameter TX coil sebesar 20 cm dengan nilai induktansi           369.3 nH
5. Receiver  coil  (  RX  )  coil yang  digunakan adalah    tembaga  silinder  pejal  yang mempunyai inner  diameter 3mm  dengan besar diameter RX Coil sebesar 6 cm dengan nilai induktansi           91.79 nH
Untuk mendapatkan frekuensi kerja sebesar 333.1  KHz  pada  Osilator  Colpitts,  maka dilakukan  perhitungan  untuk  menentukan besarnya  nilai  komponen  pada Colpitts,  LC- Resonator dengan  persamaan  (  3.1  )  di  bawah ini[6],
T Osc LC f  2 1  (9)
. 618 , 0
10 . 3 , 369 . ) 10 . 1 , 333 .( ) 14 , 3 .( 4 1 4 1 1 4 1 ) 2 ( 9 2 3 2 2 2 2 2 2 2 uF C C L f C LC f LC f T T T T T                 
Dari  hasil  perhitungan  nilai  Ctotal  ( T C ) bernilai 22nF, namun perlu dilakukan perhitungan  kembali  untuk  mendapatkan  nilai komponen  kapasitor  pembagi  tegangan  pada Colpitts  LC-  Resonator dengan  persamaan ( 3.2 ) dibawah ini[5],
uF uF uF uF uF C C C C C T 236 , 1 236 , 1 236 , 1 . 236 , 1 618 , 0 . 5 4 5 4    
(10)
didapatkan  nilai  C 4 =  C 5 =  1,236  uF. Sehingga desain  rangkaian  Osilator  Colpitts  secara lengkap dapat ditunjukkan dengan gambar 7 di bawah ini,
Gambar 7. Colpitts Oscillator ( Transmitter )
3.1.2. Perancangan  rangkaian receiver Perancangan rangkaian receiver
(  penerima  )  ini  berfungsi  sebagai  penerima induksi gelombang elektromagnetik. Rangkaian receiver ( penerima)    terdiri  dari rangkaian  LC yang bertugas menangkap induksi elektromagne tik  yang  dikeluarkan transmitter dengan semaksimal  mungkin  dan  merubahnya  menjadi arus DC.
Untuk  mendapatkan  penerimaan  induksi elektromagnetik yang maksimal dari transmitter maka  frekuensi  kerja  dibuat  sama  dengan transmitter yaitu  sebesar  333,1  KHz.  Hal  ini dimaksudkan  untuk  mendapatkan  frekuensi resonansi dan induktansi bersama antar transmitter dan receiver .
Untuk mendapatkan frekuensi kerja LC- Resonator sebesar  333,1  KHz  maka  dilakukan perhitungan  untuk  menentukan  besarnya  nilai komponen  pada LC-Resonator pada  rangkaian receiver dengan persamaan (3.3) di bawah ini
6 3 2 1 C L f   (3.3) uF C C L f C C L f C L f 829 . 0 10 . 79 , 91 . ) 10 . 1 , 333 .( ) 14 , 3 .( 4 1 4 1 1 4 1 ) 2 ( 2 9 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2    
            
Setelah  didapatkan  nilai  komponen LC- Resonator, langkah selanjutnya adalah merancang rangkaian dioda penyearah jembatan penuh  ( full  wave  rectifier  diode )  dengan menggunakan  4  buah  dioda  jenis Schottky dengan
Diode V forward =  490mV.  Kemudian untuk  nilai ion Stabilizat C diberikan  nilai  sebesar 47nF.
Gambar 8. Receiver Circuit

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.  Hasil  Pengukuran  Daya Input Dan
Outpu t Sistem Transfer Daya Nirkabel Parameter  penting  yang  diukur  dari  suatu sistem transfer daya nirkabel adalah daya input dan output .  Parameter  daya  ini  merupakan parameter  yang  menjadi  target  acuan  didalam pembuatan  sistem  transfer  daya  nirkabel. Semakin besar daya yang dapat ditransfer berarti sistem transfer daya nirkabel memiliki efiesiensi yang baik.
Tabel 1. Hasil pengukuran daya input dan o utput sistem dengan  beban
Pengukuran  daya  input  dan  output  ini menggunakan alat ukur berupa DC powermeter yang  memiliki  fasilitas data- logging yang  secara real  time mampu merekam  perubahan  daya  dari  sistem
transfer daya nirkabel. Hasil pengukuran daya input  dan  output  dari  sistem  transfer  daya nirkabel ditunjukkan pada Tabel 1.
Watt
Jarak (cm)
Gambar 9. Grafik daya input ( Pin) dan daya output (  Pout  ) sistem  transfer daya  nirkabel
Hasil pengukuran mengenai daya input ( Pin ) dan Output ( Pout ) sistem dapat dilakukan analisa sebagai berikut,
Sistem  transfer  daya  nirkabel  yang dirancang  memiliki  kemampuan  untuk  dapat mensuplai  beban  UAV ( quadcopter) charging battery system dengan daya yakni sekitar 23.704 Watt ( efektif ) pada jarak 10 cm.
Pada saat transmitter didekatkan pada jarak yang  sangat  dekat  yaitu  0  cm  artinya  antara kumparan  transmitter  dan  receiver  tidak  ada penghalang, induksi elektromagnetik berlangsung  maksimum,  sehingga  arus  dari transmitter secara  maksimum  terserap  ke receiver . Daya yang dipancarkan oleh transmitter pada jarak 0 cm sebesar 57.35 Watt hanya  diterima  50.25  Watt  di receiver .  Hal  ini dikarenakan  kemampuan  kopling  magnetik dalam  proses  induksi  elektromagnetik  yang dihasilkan  hanya  mampu  memberikan  efisiensi sekitar 87.62% pada jarak 0 cm. Ketika  jarak  diperlebar  secara  perlahan, maka akan terjadi penurunan daya yang diterima oleh receiver .  Penurunan  daya  di  receiver  ini disebabkan oleh semakin kecil induksi elektromagnetik antara transmitter dan receiver , sehingga tegangan yang ditransfer pun menjadi semakin  kecil.  Semakin  kecil  tegangan  yang ditransfer  maka  semakin  kecil  pula  tegangan yang  terjadi  di receiver didalam  mensuplai beban.
Ketika sudah tidak terjadi induksi elektromagnetik antara transmitter dan receiver maka  daya  yang  terbaca  di transmitter akan menjadi standby power yaitu sebesar 2,55 Watt.

## 4.2.  Hasil  Pengukuran  Kopling  Magnetik
( K ) dengan Jarak Transfer Daya
Parameter penting setelah daya yang diukur dari sistem transfer daya nirkabel adalah kopling magnetik  dan  jarak  maksimum  transfer  daya. Kopling  magnetik  menjadi  parameter  yang menunjukkan  efektifitas  transfer  daya  yang berbanding  dengan  jarak  transfer  yang  mampu ditempuh.
Tabel  2.    Hasil  pengukuran  kopling  magnetic
dan jarak transfer daya Gambar  10.  Grafik  karakteristik  kopling magnetik
Hasil pengukuran mengenai kopling magnetik sistem dapat dilakukan analisa sebagai berikut,
Ketika transmitter didekatkan  dengan receiver pada jarak 0 cm, nilai kopling magnetic yang didapatkan adalah 0.74. Hal ini berarti pada saat  tidak  ada  penghalang  sama  sekali  antara transmitter dan receiver ,  fluks  magnet  yang ditimbulkan  oleh  arus  dan  tegangan  pada
transmitter hanya diserap oleh receiver sebesar 74%.  Besarnya  fluks  magnet  yang  ditandai dengan nilai kopling magnetik ini akan menurun apabila jarak transmitter dan receiver dijauhkan. Terlihat ketika pada jarak 10cm yang merupakan jarak kerja efektif sistem transfer daya nirkabel yang  dibuat,  kopling  magnetic  memiliki  nilai sebesar  0.46  atau  sebesar  46%  fluks  magnet yang dipancarkan oleh transmitter diterima oleh receiver .

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengukuran  dan  analisa terhadap sistem transfer daya nirkabel yang telah dirancang dapat ditarik kesimpulan bahwa 1. Sistem  transfer  daya  nirkabel  telah  dapat melakukan  transfer  daya  untuk UAV  ( quadcopter) battery charging system dengan
baik. 2. Efisiensi  sistem  sebesar  62.24  %  dapat diperoleh pada jarak 10cm
3. Nilai  kopling  magnetik  sistem  transfer  daya nirkabel  bekerja  efektif  pada  rentang  0.44  -
0.46

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Boylestad,Robert,Nashelsky  Louis,  Elec tronic  Devices  and  Circuit  Theory, Prentice Hall,  1998. [2] E berhard  Waffenschmidt,  Qi  Coupling Factor . , Phillips research, 2013. [3] Ghaniyya  ,  Zesyara.  M.A.    “  Rancang bangun  osilator  flyback  pada  rangkaian pemancar  sistem transfer daya nirkabel”. Skripsi Jurusan Teknik Elektro.UI. Depok. 2013. [4] Helmi,Kautsar.  “  Analisa  dan  peran cangan transmitter pada penghantar listrik tanpa  kabel”.  Skripsi  Jurusan  Teknik Elektro.UI. Depok. 2010.
[5] McGowan,Kevin,  Semiconductors:  from Book  to  Breadboard,  Delmar,Cengage Learning,2012.
[6] Rashid, Muhammad H.,Power electronics handbook,  Academic Press, 2007.
[7] Schuylenbergh  Van,  Koenraad,  &  Puers, Robert.  ,  Inductive  Powering,  Springer, 1993.
[8] Sherly  Puspita  Rahman,  Mas  Sarwoko, Zulfi,  “PERANCANGAN  DAN  REAL ISASI PROTOTYPE SISTEM  TRANS
FER  DAYA  LISTRIK  NIRKABEL  UN
TUK  MENGISI  BATERAI  HAND PHONE”  Jnte  Fakultas  Teknik  Unand Vol:2  No.2 September 2013. September 2013.

## Biodata Penulis
Setyawan Wahyu Pratomo , lahir di Surakarta, 26  September  1989.  Menerima  gelar  Sarjana Teknik ( S.T. )  bidang teknik elektro di Institut Teknologi  Telkom/Universitas  Telkom  dan Magister Teknik ( M.T. ) bidang teknik elektro di Universitas Indonesia ( UI). Sekarang penulis berprofesi  sebagai  dosen  di  Universitas  Islam Indonesia (UII), Yogyakarta di bidang ketenaga listrikan khususnya wireless power transfer .