Perancangan Sistem Transfer Energi Secara Wireless Dengan Menggunakan Teknik Resonansi Induktif Medan Elektromagnetik
Berri M Panggabean, Herman Halomoan, Nining Purwasih
Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung Jl. Prof. Sumantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145 berri_m_panggabean@yahoo.co.id

## Abstrak
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan manusia saat ini, di mana sampai saat ini pengiriman energi listrik komersial tegangan rendah 220 volt masih mempergunakan kabel listrik.  Salah  satu  cara  pengiriman  atau  transfer  energi  listrik  yang  terus  dikembangkan  sampai  saat  ini  adalah transfer  energi  listrik wireless .  Transfer  energi  listrik wireless memiliki  beberapa  kelebihan  dibandingkan menggunakan  kabel  yaitu  dapat  meningkatkan  kenyamanan  dalam  penggunaan  peralatan  listrik  dan  dapat mengurangi jumlah sampah elektronik. Metode yang digunakan untuk transfer energi wireless pada tugas akhir ini  menggunakan  teknik  resonansi  induktif  medan  elektromagnetik. Pengguna  membuat  dua  buah  kumparan tembaga berbentuk selenoid yang digunakan untuk menghasilkan induktansi bersama. Rangkaian transfer energi listrik wireless terdiri dari dua yaitu rangkaian pengirim dan rangkaian penerima. Rangkaian pengirim terdiri dari rangkaian LC osilasi dan rangkaian penerima merupakan penggabungan beberapa komponen elektronika. Realisasi alat bekerja dengan baik dengan pengaturan komponen yang sesuai. Namun pengaruh jarak dan sudut kemiringan antar kumparan sangat mempengaruhi nilai energi listrik yang mampu ditransfer. Semakin jauh jarak antar  kumparan,  maka  semakin  kecil  energi  yang  mampu  ditrasfer,  demikian  juga  dengan  sudut  kemiringan kumparan. Semakin miring sudut kumparan penerima, maka semakin kecil energi listrik yang dihasilkan.
Kata kunci :  induktansi bersama,  kumparan tembaga, rangkaian pengirim, rangkaian penerima, transfer energi wireless .

## Abstract
Electrical energy is one of the basic needs that are essential in human life today,  where until today the delivery of electrical energy commercial low voltage 220 volts still using power cable. One way of delivery or transfer of electric  energy  are  constantly  being  developed  to  date  is  the  transfer  of  electrical  energy  wireless.  Transfer  of electrical  energy  wireless  has  several  advantages  over  using  a  cable  that  can  increase  comfort  in  the  use  of electrical  equipment  and  can  reduce  the  amount  of  electronic  waste.  The  method  used  for  wireless  energy transfer  in  this  paper  uses  an  resonance  techniques  inductive  electromagnetic  field.  User  create  two  shaped copper solenoid coils used to generate the mutual inductance. Wireless electrical energy transfer circuit consists of  two  circuits  that  the  transmitter  and  receiver  circuit.  Transmitter  circuit  consists  of  a  series  LC  oscillation andreceiver circuit is a merger several electronic components.
Realization  tool  works  well  with  setting  the  appropriate  components.  However,  the  effect  of  distance  and  tilt angle between the coil greatly affect the value of the electricity that is able to be transferred. The farther away the distance between the coils, the smaller energy capable to be transfer. as well as the slope angle the coil. The more sloping angle of the receiver coil, the smaller the electric energy is generated.
Key word : mutual inductance, copper coils, transmitter circuit, receiver circuit, wireless energy transfer

## I. PENDAHULUAN
Energi  listrik  merupakan  salah  satu  kebutuhan pokok  yang  sangat  penting  dalam  kehidupan manusia saat ini, di mana sangat banyak aktifitas manusia menggunakan energi listrik. Sampai saat
ini  pengiriman  energi  listrik  komersial  tegangan rendah  220  volt  masih  mempergunakan  kabel listrik.
Pengiriman  energi  listrik wireless pertama  kali dibuktikan  oleh  Nikola  Tesla  pada  tahun  1893. Nikola  Tesla  melakukan  penelitian  transfer
energi wireless dengan  membangun  menara Wardenclyffe  di  Shoreham,  Long  Island,  yang berfungsi sebagai sarana telekomunikasi nirkabel dan  pengiriman  daya  listrik[1].  Nikola  Tesla mampu  mengirimkan  energi  listrik wireless dari menara  Wardenclyffe  untuk  menyalakan  sebuah lampu  pijar.  Upaya  pengembangan  transfer energi listrik wireless terus dikembangkan namun relative tidak  memberikan  hasil  yang  memadai sampai  pada  tahun  2007  para  peneliti  dari  MIT mendemonstrasikan  pengiriman  energi  listrik wireless yang  diberi  nama  WiTricity.  Pada penelitian tersebut, energi listrik dengan daya 60 Watt  dapat  ditransfer  secara  nirkabel  pada  jarak sekitar  2  meter  dengan  efisiensi  mencapai 40%[2].
Penelitian terhadap transfer energi listrik wireless sangat  penting  dilakukan  dikarenakan  transfer energi  listrik  menggunakan wireless memiliki kelebihan dibandingkan transfer energi menggunakan  kabel.  Salah  satu  contoh  adalah Wireless Charging Pad (WCP)[3]. WCP merupakan alat untuk men charge Hp dan kamera di mana Hp atau kamera hanya perlu di letakan di atas  WCP  (berbentuk  bantalan)  dan  baterai langsung terisi. Pengisian ulang baterai Hp secara nirkabel ini akan mampu meningkatkan kenyamanan  pemakaian  peralatan  khususnya peralatan elektronik berdaya rendah.
Penelitian  untuk  tugas  akhir  ini  merupakan perancangan prototype transfer  energi  listrik wireless dengan tegangan 11 V dan 13 V. Energi listrik  yang  ditransfer  menggunakan  teori resonansi induktif medan elektromagnetik. Transfer  energi  medan  elektromagnetik  secara induktif  merupakan  transmisi  energi wireless medan magnet untuk jarak dekat[4].

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A.   Medan Elektromagnetik 1. Medan  Listrik,  Medan  Magnet  dan Gelombang Elektromagnetik [7]
Percobaan  James  Clerk  Maxwell  (1831–1879) seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris (Scotlandia) menyatakan apabila dalam kawat PQ terjadi perubahan-perubahan tegangan baik besar maupun arahnya, maka dalam kawat PQ elektron bergerak  bolak-balik,  dengan  kata  lain  dalam kawat  PQ  terjadi  getaran  listrik.  Perubahan
tegangan  menimbulkan  perubahan  medan  listrik dalam  ruangan  di  sekitar  kawat,  sedangkan perubahan  arus  listrik  menimbulkan  perubahan medan  magnet.  Proses  perubahan  medan  listrik akan menimbulkan medan magnet yang berubah- ubah  dan  perubahan  medan  magnet  yang  terjadi akan menimbulkan kembali medan listrik.

## 2. Induksi Elektromagnetik
Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya GGL (Gaya Gerak Listrik) pada suatu penghantar  atau  kumparan  akibat  mengalami perubahan  garis-garis  gaya  magnet  (fluks magnetik).
Menurut  percobaan  Michael  Faraday,  medan magnet  yang  berubah-ubah  nilai  fluksnya  dapat menghasilkan arus listrik. Faraday menyimpulkan  medan  magnet  konstan  tidak dapat menghasilkan arus, namun perubahan fluks medan magnetik di dalam suatu rangkaian bahan penghantar  akan  menimbulkan  tegangan  induksi pada rangkaian tersebut (hukum faraday).[5]

## B.   Induktansi
Timbulnya  induktansi  karena  adanya  medan magnet  yang  ditimbulkan  oleh  arus  listrik (dijelaskan  oleh  hukum  Biot-Savart).  Hukum Biot-Savart menyatakan bahwa gaya gerak listrik akan  dihasilkan  oleh  arus  listrik  yang  mengalir pada  suatu  penghantar  yang  berada  diantara medan  magnetik.  Supaya  suatu  rangkaian elektronika  mempunyai  nilai  induktansi,  maka sebuah  komponen  bernama  induktor  digunakan di  dalam  rangkaian  tersebut.  Sebuah  induktor adalah  komponen  elektronika  pasif  dua  terminal yang menyimpan energi dalam medan magnet
1.  Indukstansi Sendiri (Self inductance)
Induktansi  sendiri  adalah  munculnya  tegangan listrik  pada  suatu  kumparan  pada  saat  terjadinya perubahan  arus.  Apabila  suatu  kawat  penghantar berpotongan  dengan  medan  magnet,  maka  akan terjadi tegangan pada kawat tersebut.
2.  Indukstansi Bersama ( Mutual Inductance )
Induktansi  bersama  ( mutual  inductance )  terdiri dari dua buah kumparan (N 1 dan N 2 ) atau belitan induktor yang saling berdekatan. Proses
terjadinya  induktansi  bersama  ketika  kumparan N 1 dialiri arus maka akan timbul fluks magnetik. Fluks  magnetik  pada  kumparan  N 1 akan merambat  ke  kumparan  N 2 dan  menimbulkan induksi medan magnet pada kumparan N 2 . Fluks medan  magnet  pada  kumparan  N 2 akan menghasilkan gaya  gerak  listrik  induksi  pada rangkaian kumparan N 2.
Tegangan  induksi  bersama  didefinisikan  ketika arus  (i)  mengalir  melalui  kumparan,  maka  di sekeliling  kumparan  akan  timbul  fluks  magnetik (φ). Berdasarkan hukum Faraday, pada kumparan yang  mengalami  perubahan  medan  magnet  akan menghasilkan  tegangan  induksi  sebesar  V  yang sebanding  dengan  perkalian  jumlah  belitan  N dengan perubahan fluks (φ) perwaktu.
Gambar 1. Induktansi Bersama M 21 pada Kumparan N 2 yang Diakibatkan Kumparan N 1
Induktansi  bersama  (simbol:  M)  terdiri  dari  dua buah  induktor  yang  saling  berinduksi  dengan persamaan:
M 21 = N 1 .N 2 .P 21 (1) (2.10) M 21 = M 12 (2)
Keterangan:
M 21 =  Nilai induktansi bersama di mana
menunjukkan keterkaitan GGL yang
terinduksi  dalam  kumparan  2  disebabkan oleh perubahan arus dalam kumparan 1 N 1 =   Jumlah lilitan pada kumparan 1 N 2 =   Jumlah lilitan pada kumparan 2 P 21 = Permeansi ruang dimana fluks magnetik berada.
Indikator keterkaitan antar kumparan gandeng dinyatakan sebagai koefisien kopling. Koefisien kopling bernilai antara 1 dan 0, dan dinyatakan sebagai persamaan:
M= k √L 1 L 2 (3)
Keterangan: k  = Koefisien kopling  (0 ≤ k ≤ 1) L 1 = Nilai induktansi kumparan pertama L 2 = Nilai induktansi kumparan kedua
Jika  kedua  sisi  kumparan  adalah  rangkaian  LC dimana  frekuensi  tegangan  menjadi  penting. Nilai  induktansi  bersama  antara  dua  kumparan menentukan  bentuk  kurva  renspon  frekuensi. Kurva respon frekuensi terdiri dari sebagai loose- coupling,  critical-coupling ,  dan over-coupling . Jika  kurva  respon  frekuensi  rangkaian  kumparan adalah loose-coupling , maka ukuran bandwidth nya akan sempit. Ketika nilai induktansi bersama ditingkatkan, ukuran bandwidth pada respon kurva frekuensi ikut naik. Namun  saat  nilai  induktansi  bersama  telah melampaui  titik  kritis,  respon bandwidth akan mulai menurun.

## C.   Tranfer Energi Wireless
1.  Penelitian Transfer Energi Wireless
Transfer  energi wireless adalah  proses  di  mana energi  listrik  yang  ditransmisikan  dari  sumber listrik  ke  beban  tanpa  menggunakan  kabel (nirkabel).  Berlandaskan  hasil  pekerjaan  dari Michael  Faraday  (1830),  James  C.  Maxwell (1864)  dan  Heinrich  R.  Hertz  (1888),  Tesla mendesmontrasikan  eksperimen  transfer  energi secara wireless pada  tahun  1893.  Nicola  Tesla menciptakan sebuah metode di mana energi dapat disalurkan dari jarak jauh secara wireless , dengan membangun  Menara Wardenclyffe  di  Shoreham, Long  Island  yang  berfungsi  sebagai  sarana telekomunikasi  nirkabel  dan  pengiriman  daya listrik.  Tesla  berhasil  megirimkan  energi  listrik sejauh 47 meter untuk menyalakan sebuah lampu pijar. [1]
Pada tahun 1985 Guglielmo Marconi
mendemonstrasikan  transmisi  radio  jarak  lebih dari 1.5 miles[6]. Teori yang Marconi pergunakan  adalah  hubungan  antara  ketingggian antena dan maksimum jarak pengiriman berdasarkan teori empiris.
Pada  tahun  1904  di  pameran  St.  Louis  World's sebuah kapal terbang diterbangkan sejauh kurang lebih 100 kaki (30 meter) menggunakan transmisi energi  yang  dipancarkan  melewati  ruang  dengan daya motor 0.1 Hp (75 watt) [7].
Pada  tahun  1945,  Leon  Theremin  menemukan alat spionase untuk Uni Soviet, yang memancarkan kembali kejadian gelombang radio dengan  informasi  audio[8].  Alat  ini  diangap sebagai  pendahulu  dari  teknologi  RFID  (Radio Frequency Identification). RFID adalah teknologi yang  menggunakan  gelombang  radio  untuk
mengidentifikasi  atau  objek  secara  otomatis dengan menggunakan tag .
Pada  tahun  1964,  telah  didemonstrasikan helikopter  miniatur  yang  digerakan  oleh  daya microwave (gelombang  Mikro) [9]. Microwave (Gelombang Mikro) adalah gelombang elektromagnetik  dengan  frekuensi  super  tinggi (SHF),  yaitu  di  atas  3  GHz  (3x10 9 Hz).  Sebuah demonstrasi  pertama  dari  pemantulan  sinyal  tag RFID dilakukan oleh Steven Depp, Alfred Koelle dan Robert Freyman di Labotarium Nasional Los Almos pada  tahun  1973[9].  Hidetsugu  Yagi seorang  peneliti  dari  Jepang  juga  melakukan penelitian  transfer  energi  secara microwave dengan  mendesain directional  array  antenna (penyusunan  antena  secara  direksional) [10]. Pada  tahun  1975,  para  peneliti  di  Goldstone (California)  membuat  penemuan  yang  dapat mentransfer energi mencapai kilowats menggunakan transmisi gelombang mikro dengan jarak mencapai satu kilometer[12].
Penelitian  transfer  energi  secara  wireless  yang dilakukan  oleh  Marrin  Soljacic  dari  MIT  yang proyeknya  diberi  nama  WiTricity  pada  tahun 2007[2].  Saat  penelitian  transfer  energi,  Marrin Soljacic  menggabungkan  teori  resonansi  dan kopling  induktif  atau  disebut  resonansi  kopling induktif  (RIC).  Fungsi  resonansi  adalah  untuk meningkatkan  efisiensi  jarak  garis  gaya  medan magnet  dan  memperluas  jarak  pengiriman transfer  energi  ke  sisi  pengirim  (RX)  dengan frekuensi  yang  sama.  Marrin  Soljack  mampu mengirimkan  energi  dengan  jarak  mencapai  2 meter dengan efisiensi mencapai 40% menggunakan frekuensi antara 1MHz-10 MHz.
Penelitian  transfer  energi  oleh  Mandip  Jung Sibakoti  and  Joey  Hambleton  didasari  oleh  hasil karya MIT yang dipublikasikan pada tahun 2007 . Tujuan  utama  penelitian  Mandip  Jung  Sibakot adalah  untuk  mentransfer  energi  (dalam  satuan watt) ke rangkaian penerima RX dari gelombang AC yang berisolasi menjadi tegangan DC sebagai hasil keluarannya. Mandip  Jung Sibakoti menggunakan radio frekuensi antara 1 MHz - 20 MHz[12].

## 2. Prinsip Kerja Transfer Energi Wireless
Prinsip  kerja  transfer  energi  listrik wireless hampir  sama  dengan prinsip  kerja  transformator. Proses  terjadinya  transfer  energi,  ketika  sumber tegangan  menyalurkan  arus  bolak-balik  ke
rangkaian  kumparan  TX  (rangkaian  pengirim energi  listrik),  maka  di  rangkaian  kumparan  TX akan menghasilkan medan magnetik di sekeliling kumparan.  Medan  magnet  pada  kumparan  akan menciptakan  garis-garis  gaya  medan  magnetik. Kumparan  TX  yang  menghasilkan  medan magnet, kemudian menginduksi (induksi bersama)  kumparan  RX  (rangkaian  penerima energi listrik) dengan syarat kumparan RX harus berada  di  area  garis  gaya  medan  magnetik kumparan RX. Hasil induksi bersama menghasilkan medan magnet di kumparan RX.
Pada  rangkaian  TX  terjadi  perubahan  nilai tegangan  sehingga  menimbulkan  perubahan medan  listrik  yang  mengalir  di  rangkaian  TX. Perubahan  medan  listrik  terhadap  waktu  akan menimbulkan  perubahan  fluks  medan  magnet di  sekeliling  kumparan  TX.  Perubahan  nilai medan  magnet  pada  kumparan  TX  menciptakan berubahnya medan yang diinduksi pada kumparan  RX.  Perubahan tersebut  menghasilkan berubahnya  medan  magnet  di  kumparan  TX. Medan  magnet  pada  kumparan  RX  yang berubah-ubah terhadap waktu akan menghasilkan medan listrik dan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian kumparan RX.

## 3.Resonansi Induktif Medan Elektromagnetik
Penggunaan resonansi induktif medan elektromagnetik  untuk  meningkatkan bandwith gelombang medan elektromagnetik dengan menggunakan  frekuensi  yang  sama  antara  sinyal pengirim  dan  sinyal  penerima,  sehingga  jarak pengiriman  energi  listrik wireless menjadi  lebih jauh  dengan  efisiensi  daya  yang  lebih  tinggi [19] . Frekuensi yang digunakan menggunakan frekuensi  tinggi menggunakan  rangkaian  osilator (variasi  dan  gabungan  dari  komponen  kapasitor, induktor, dan transistor).

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan untuk membuat prototype transfer  energi  listrik wireless pada tugas  akhir  ini  menggunakan  solusi resonansi induktif elektromagnetik pada rangkaian pengirim dan rangkaian penerima.

## 1. Rangkaian Pengirim (TX)
Rangkaian  TX  merupakan  gabungan  beberapa komponen elektronika yang digabungkan menjadi  satu  rangkaian  yang  berfungsi  untuk mengirimkan energi listrik menuju rangkaian RX tanpa  menggunakan  kabel  sebagai  perantara ( wireless ).  Rangkaian  TX  terdapat  beberapa komponen  yang terdiri dari:
a. Rangkaian osilasi Rangkaian  osilasi  merupakan  rangkaian yang  digunakan  untuk  mengkonversi  daya DC  ke  variasi  sinyal  AC  dengan  frekuensi yang  telah  ditentukan.  Rangakaian  osilasi yang dibuat untuk menghasilkan gelombang frekuensi sinusoidal. Gelombang frekuensi sinusoidal dipergunakan untuk meningkatkan efisiensi energi  yang  ditransfer.  Syarat  yang dibutuhkan  untuk  menghasilkan  rangkaian osilasi adalah:
1. Sumber tegangan DC
Sumber  tegangan  DC  menggunakan adaptor.  Adaptor  berperan  mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC.
2. Amplifier (penguat) Amplifier adalah rangkaian komponen elektronika yang dipakai untuk menguatkan  daya  atau  tenaga  secara umum. Amplifier akan  menguatkan signal  yaitu  memperkuat  signal  arus dan  tegangan  listrik  dari  inputnya. Sedangkan  outpunya  akan  menjadi arus  listrik  dan  tegangan  yang  lebih besar.
3. Umpan Balik Positif Umpan  balik  positif  (H)  berfungsi untuk mengembalikan kembali bagian dari sinyal keluaran amplifier ke tahap input amplifier. 4. Rangkaian penentu frekuensi Rangkaian penentu frekuensi berfungsi  untuk  menentukan  nilai frekuensi yang akan dihasilkan. Rangkaian penentu frekuensi merupakan  bagian  dari  kombinasi rangkaian kapasitor dan induktor yang dipasang secara pararel untuk
menghasilkan LC osilasi. Nilai frekuensi  yang  dihasilkan  ditentukan oleh  besarnya  nilai  kapasitor  (C)  dan nilai  induktansi  (L)  pada  rangkaian LC osilasi. f = 1 2π√L.C (4)
Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Osilasi Hartley
b. Kumparan TX
Kumparan  TX  adalah  tembaga  yang berbentuk  selenoid  dengan  panjang,  luas penampang  serta  diameter  yang  telah ditentukan  untuk  menginduksi  kumparan RX.  Kumparan  TX  berfungsi  untuk menghasilkan  fluks  medan  magnet  di rangkaian TX.

## 2. Rangkaian Penerima (RX)
Rangkaian  penerima  (RX)  merupakan  gabungan beberapa komponen elektronika yang digabungkan  menjadi  satu  rangkaian  yang berfungsi  untuk  menerima  energi  listrik  yang ditransfer oleh  rangkaian pengirim (TX). Komponen rangkaian RX terdiri dari:
1. Kapasitor Foil
Kapasitor  adalah  dua  buah  lempengan logam  yang  saling  sejajar  satu  sama  lain dan  diantara  kedua  logam  tersebut terdapat  bahan  isolator  sehingga  mampu menyimpan  muatan  listrik  yang  besar untuk  sementara  waktu.  Kapasitor  pada kumparan  rangkaian  pengirim  berfungsi untuk  menghasilkan  resonansi  kapasitor. Resonansi  kapasitor  berfungsi  untuk memaksimalkan enargi yang ditransfer.
2. Dioda Dioda  merupakan  sebuah  komponen elektronika  yang  memiliki  dua  buah
elektroda  di  mana  elektroda  berpolaritas positif  disebut  anoda  dan  elektroda  yang berpolaritas negatif disebut Katoda. Dioda yang  dipakai  dalam  rangkaian  pengirim adalah  1N4148.  Fungsi  dioda  ini  untuk penyearah arus yang hanya dapat mengalirkan  arus  satu  arah  saja  dan  tidak dapat mengalirkan arus sebaliknya.
3. Kumparan RX
Kumparan  RX  adalah  tembaga  yang berbentuk  selenoid  dengan  panjang,  luas penampang  serta  diameter  yang  telah ditentukan  untuk  menghasilkan  induksi (induksi  bersama)  dan  menghasilkan energi listrik pada rangkaian RX.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  dilakukan  menggunakan  adaptor tegangan DC dengan tegangan sebesar 11 V dan 13  V.  Adaptor  berfungsi  untuk  membangkitkan induksi  medan  elektromagnetik  pada  rangkaian TX. Rangkaian TX dan rangkaian RX diletakkan saling  berhadapan  dengan  sudut  antar  kumparan adalah 0 o . Mengubah jarak antar kumparan untuk melihat  perubahan  energi  yang  mampu  diterima oleh rangkaian RX. Untuk melihat besarnya nilai energi  yang  dikirim,  dilakukan  pemasangan multimeter  digital.  Multimeter  digital  kutub positif  dan  negatif  dipasang  di  kedua  ujung kapasitor C 6 .
Tabel 1.Nilai Tegangan pada Rangkain RX dengan Perubahan Jarak
Gambar 3. Grafik Hubungan antara Tegangan dan Jarak saat V dc 11 V dan 13 V
Dari  grafik  di  atas  menunjukkan  bahwa  jarak antara  kumparan  TX  dan  kumparan  RX mempengaruhi  tegangan  yang  terbaca  pada multimeter  yang  terpasang  di  C 6 .  Semakin  jauh rentang  jarak  (cm)  antara  kedua  kumparan,  nilai tegangan  yang  diperoleh  dari  induksi  medan magnetik  juga  semakin  kecil.  Sehingga  bentuk grafik yang dihasilkan semakin landai.
Nilai  energi  yang  dikirim  bergantung  pada  nilai induktansi  bersama  yang  dihasilkan.  Nilai induktansi  bersama  dipengaruhi  oleh  koefisien kopling  (k).  Nilai  koefisien  kopling  bernilai antara  0  ≤  k  ≤  1.  Semakin  besar  jarak  pengirim maka  semakin  kecil  nilai  koefisien  kopling  dan akhirnya  bernilai  0.  Saat  nilai  koefisien  kopling bernilai 0 maka tidak terjadi induksi bersama dan tidak ada energi yang  mampu dikirim. Koefisien kopling  bernilai  1  saat  jarak  antara  kumparan bernilai 0 cm.
Peningkatan energi yang dikirim terhadap energi sumber  (  V CC )  pada  jarak  1  cm  hingga  5  cm karena  pada  sisi  pengirim  rangkaian,  nilai induktansi mengalami penguatan tegangan akibat adanya  amplifier.  Saat  jarak  6  cm  hingga  10  cm terjadi pengurangan energi listrik yang signifikan.  Hal  ini  terjadi  karena  fluks  medan magnet  yang  diterima  kumparan  RX  semakin melemah.
Pada  gambar  di  atas  diamati  bahwa  perubahan nilai  tegangan  input  dc  13  V  mempengaruhi jumlah  energi  yang  dikirim.  Perubahan  nilai energi  yang  dikirimkan  berbanding  lurus  dengan energi  input  yang  diberikan.  Semakin  besar energi  input  maka  semakin  besar  energi  yang dikirimkan.
Tabel 2.Nilai Tegangan pada Rangkain RX dengan Perubahan Sudut
Gambar 4. Grafik Hubungan antara Tegangan dan Sudut kemiringan pada Rangkaian RX saat V dc 11 V dan 13 V
Dari  grafik  pada  gambar  4  menunjukkan  nilai tegangan  yang  mampu  dikirim  dipengaruhi  oleh sudut  kemiringan  kumparan  RX.  Semakin  besar kemiringan  sudut  fasa  kumparan  RX,  maka energi  yang  mampu  dikirimkan  akan  semakin kecil.  Hal  ini  disebabkan  karena  fluks  medan magnet yang diterima kumparan RX antara 1 < B ≤ 1 2 kali  fluks  medan  magnet  yang  dihasilkan kumparan TX.
Saat  sudut  0 o maka  fluks  yang  diterima  bernilai maksimal.  Saat  kumparan  penerima  berada  di ujung  kumparan  pengirim  (sudut  90 o ),  fluks medan  magnet  berkurang 1 2 dari  fluks  medan magnet  yang  mampu  dikirim,  sehingga  energi listrik  yang  mampu  diterima  hanya 1 2 dari  energi
yang dikirimkan. Hal ini karena perubahan fluks medan  magnetik  mempengaruhi  perubahan  nilai induksi  bersama  antar  kumparan.  Semakin  kecil nilai  fluks  yang  mampu  diterima,  maka  semakin kecil  nilai  induksi  bersama  antara  kumparan pengirim dan kumparan penerima.
Perubahan  nilai  induksi  mempengaruhi  energi medan  magnet  yang  mampu  disimpan  kumparan penerima.  Semakin  kecil  energi  medan  magnet yang diterima, maka semakin kecil energi medan magnet  yang  dapat  dikonversi  menjadi  energi listrik.

## V. SIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan  simulasi  dan  pembahasan  yang  telah dilakukan,  dapat  disimpulkan  hal-hal  sebagai berikut:
1. Induksi medan magnetik bersama mampu mengirimkan energi listrik secara wireless . 2. Resonansi  osilasi  LC  sangat  diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pengiriman energi. 3. Semakin  besar  jarak  antar  kumparan, maka  semakin  kecil  tegangan  yang mampu ditrasfer secara wireless . 4. Perubahan  sudut  pada  kumparan  TX dapat mempengaruhi jumlah nilai tegangan  yang  mampu  ditrasfer  secara wireless .

## 5.2 Saran
Berdasarkan  hasil  analisa  dan  kesimpulan  dari penelitian, maka penulis memberikan saran yaitu:
1. Penelitian selanjutnya sebaiknya menggunakan  daya  yang  lebih  besar dengan  memperhatikan  nilai  resistor, kapasitor  dan  jumlah  kumparan  agar dapat  mengirimkan  energi  listrik  yang lebih besar.
2. Penelitian selanjutnya menggunakan resonansi  frekuensi  osilasi  yang  lebih besar  (MHz),  agar  jarak  yang  dikirim semakin efisien.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Valone,  F,  Thomas.  2003. Tesla’s  Wireless Energy  For  the  21st  Centur. ExtraOrdinary Technology Volume 1, Issue 4.
[2]  Soljac,  Marin.,  André,  Kurs.,  Aristeidis, Karalis., Robert, Moffatt.,J, D, Joannopoulos, and  Peter,  Fisher.2007. Wireless  Power Transfer  via  Strongly  Coupled  Magnetic Resonances. SCIENCE  Journal,  Vol  317, Cambridge,  Massachusetts,  United  States, pp: 83-86.
[3]  Rakesh, K, K. 2013. Wireless Power Transmission .  Seminar  Presented  by  Rakesh K.K.4NM07EC080, Department of Electronics  and  Communication  Engineering NMAM Institute of Technology Nite, Paneer,
Deralakatte, Karnataka 574160, India.
[4] Prasanth,  Venugopal. 2012 . Wireless  Power Transfer  for  E-Mobility. Master  thesis ,
DELFT University of Technology Faculty of
Electrical  Engineering,  Mathematics  and
Computer  Science,  department  Electrical Sustainable Energy. Landbergstraat,
Netherlands.
[5]  Young,  Hugh  D  dan  Roger  Freedman.2001. Fisika  Universitas  Edisi  X  jilid  2 .  Jakarta: Erlangga.
[6]  Marconi,Guglielmo. 1943 .  Marconi Wireless Tel .  Co.  v.  United  States,  320  U.S.  1  patent
No. 763,77 .
[7] The Electrician London . September 1902. Pp.
814-815.
[8]  S.  Ahson  and  M.  Ilyas.  2008. RFID handbook:Applications,Technology, Security, and Privacy . Boca Raton: CRC Press.
[9]  Brown.,  W.  C. The  History  of  Power Transmission  by  Radio  Waves  Microwave Theory  and  Techniques ,  IEEE  Transactions on, 1984,  Vol: 32, No: 9, pp: 1230- 1242.
[10]Yagi,Hidetsugu . 1993. Scanning  the  Past:  A
History  of  Electrical  Engineering  from  the Past, IEEE.  Reprinted  with  permission  from the IEEE publication Vol. 81, No. 6.
[11]Fleming, J. A.1906. The principles of electric wave telegraphy . Longmans, Green, London. Page 601.
[12]Matias, R.,Cunha, B.,Martins,R.2013. Modeling  inductive  coupling  for  Wireless Power  Transfer  to  integrated  circuits . Wireless Power Transfer (WPT), 2013 IEEE at Perugia, pp.198 - 201