Rancang Bangun Antena Mikrostrip pada Frekuensi GPS L1 Berbasis Sistem Transfer Daya Nirkabel

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

1

Rancang Bangun Antena Mikrostrip pada Frekuensi GPS L1 Berbasis Sistem Transfer Daya Nirkabel Ongga Imatsu(1) , Eko Setijadi, ST.,MT.,Phd(2), dan Dr.Ir.Wirawan DEA(3) Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected](1) , [email protected](2), [email protected](3)

Abstrak—Transfer

energi nirkabel merupakan teknik pengambilan energi langsung dari udara bebas yang ramah lingkungan. Penilitian ini merancang suatu sistem yang dapat digunakan untuk mencatu daya pada sensor dengan menggunakan elektromagnetik bebas sebagai sumber energi. Dalam paper ini dirancang suatu sistem yang bernama power harvesting. Dengan adanya sistem transfer energi nirkabel, maka dapat mengatasi masalah kelangkaan energi dan masalah pengisian energi perangkat elektronik yang berada jauh dari sumber listrik dengan memanfaatkan frekuensi bebas yang selalu ada di alam. Pada penelitian ini dilakukan rancang bangun perangkat yang mampu menerapkan sistem power harvesting pada frekuensi GPS L1 1575,42 MHz. Perangkat terdiri dari rectenna (rectifying antenna) berupa antena mikrostrip. Perancangan antena dibantu dengan menggunakan software CST Studio Suite 2011. Dari pengukuran antena mikrostrip didapatkan hasil parameter VSWR antena sebesar 1.0302 pada frekuensi 1,575 GHz dan gain antena mikrostrip 1.45 dBi. Sedangkan pada pengukuran antena mikrostrip air gap didapatkan hasil parameter VSWR antena sebesar 1.55 pada frekuensi 1,575 GHz dan gain antena mikrostrip air gap sebesar 9.09 dBi. Pada pengujian perangkat power harvesting mampu mengambil tegangan tertinggi 650 mVolt. Kata kunci-— Antena mikrostrip, GPS L1, Power harvesting, dan Rectenna (rectifying antena)

I. PENDAHULUAN

W

ireless power transfer (WPT) adalah transmisi energi listrik dari sumber listrik ke beban listrik yang terhubung melalui media tanpa kabel. Hal ini digunakan jika koneksi kabel tidak memungkinkan terjadi, sehingga WPT akan dapat menjangkau beban. Biasanya pentransmisian daya yang tinggi melalui induksi dilakukan pada jarak di bawah 6 meter, karena alasan keamanan. Induksi digunakan sebagai bentuk transfer nirkabel untuk jarak yang pendek dan tidak cocok untuk pentransmisian listrik ke rumah-rumah. Sistem WPT mengalami kesulitan ketika berada jauh dari frekuensi sumber seperti pada daerah hutan dan tengah laut. Dengan melihat kondisi tersebut, maka dibutuhkan alternatif pemecahan terhadap dua masalah utama. Masalah pertama yaitu bagaimana mengatasi daerah yang sulit dijangkau oleh kabel listrik, dan masalah kedua yaitu sumber energi apa yang bisa digunakan terus-menerus untuk mengganti sumber energi yang sudah ada. GPS atau Global Positioning system

merupakan sistem radio navigasi dan penentuan posisi dengan menggunakan satelit yang dimiliki dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Keamanan Amerika Serikat. GPS menggunakan frekuensi 1575,42 dan terdapat di setiap permukaan bumi. Setiap titik di permukaan bumi akan dicover oleh minimal 3 satelit. Rectifying antenna berupa antena mikrostrip adalah salah satu solusi untuk diterapkan ke dalam teknologi WPT ini, karena memiliki ukuran yang relatif lebih kecil dari jenis antena yang lainnya [1]. Antena mikrostrip ini merupakan salah satu antena gelombang mikro yang digunakan sebagai radiator yang efisien pada banyak digunakan dalam sistem telekomunikasi modern saat ini, seperti : radar, Global Positioning System (GPS)[2], Personal Communications System (PCS), dan Direct Broadcast Television (DBS). II. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Antena mikrostrip yang dirancang adalah antena mikrostrip circular patch pada frekuensi 1,575 GHz dengan menggunakan pencatuan probe feed. Substrat yang digunakan adalah FR04 Epoxy dengan konstanta dielektrik (𝜀𝑟 ) sebesar 4.4. Dimensi antena yang dibuat adalah 12,5 x 12 cm. perancangan antena mikrostrip ini menggunakan software Computer Simulation Technology (CST) 2011: Microwave Studio . A. Patch Antena Mikrostrip Untuk menentukan dimensi patch antena mikrostrip 1,575 GHz maka terlebih dahulu menentukan panjang gelombang di ruang bebas (λ0) dengan nilai perambatan di ruang bebas (c) sebesar 3x108 m/s dan frekuensi kerja 1,575 GHz [1][3]. Dengan menggunakan persamaan (1) didapatkan (λ0) sebesar 190 mm untuk frekuensi 1,575 GHz. 𝑐

𝜆0 = 𝑓

(1)

Selanjutnya menghitung dimensi elemen peradiasi antena mikrostrip atau patch antena yang terdiri dari lebar (W) dan panjang (L) . Lebar patch dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2) dengan hasil perhitungan yaitu 57.9 mm 𝑊=

𝑐 𝜀 +1 1 2𝑓𝑟 𝑟 2

(2)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

2

Sedangkan untuk menentukan panjang (L) patch, terlebih dahulu harus menentukan konstanta dielektrik efektif (𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 ) dengan menggunakan persamaan (3). Setelah itu akan dihitung nilai panjang tambahan ∆𝐿 sesuai persamaan (4). 𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 =

𝜀𝑟 + 1 𝜀𝑟 − 1 12𝐻 + 1+ 2 2 𝑊

−1/2

𝑊 𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 + 0.3 + ℎ + 0.264 ∆𝐿 = 0.412 𝑊 ℎ 𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 − 0.258 ℎ + 0.8

𝐿𝑟𝑒𝑓𝑓 = 2𝑓

𝑟

𝑐 𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓

𝐿 = 𝐿𝑟𝑒𝑓𝑓 − 2∆𝐿

Tabel 1. Hasil geometri optimasi antena mikrostrip 1,575 GHz dari program CST

(3)

(4)

Parameter

Dimensi (mm)

Frekuensi kerja Radius patch Ketebalan substrat Panjang substrat Lebar substrat Panjang ground Lebar ground

1,575 GHz 60 1.6 125 120 125 120

Lg (5) Wg

(6)

Dari hasil akhir perhitungan pada persamaan (5)(6) diketahui panjang patch antena mikrostrip adalah 46.22 mm. B. Simulasi Antena Pada penelitian ini dilakukan simulasi dan perancangan antena mikrostrip yang memiliki frekuensi kerja 1,575 GHz serta rangkaian power harvester yang menunjang topik wireless power transfer. Pada tahapan awal dilakukan studi literatur yang berfungsi untuk mempelajari dasar-dasar antena mikrostrip dan rumus yang terkait dengan parameter awal antena. Setelah mengetahui parameter-parameter antena mikrostrip melalui perhitungan matematis maka akan diujikan melalui simulasi. Tahapan ini akan disimulasikan antena mikrostrip 1,575 GHz dengan menggunakan simulator CST Microwave Studio 2011. Simulasi dilakukan bertujuan untuk mendapatkan hasil parameter yang sesuai dengan perhitungan matematis serta mengurangi biaya implementasi antena Setelah didapatkan model awal antena mikrostrip maka dilakukan optimasi antena mikrostrip tersebut sesuai dengan parameter antena yang baik sehingga didapatkan antena yang sesuai dengan frekuensi kerja. Untuk mengoptimasi antena mikrostrip yang bekerja pada frekuensi kerja 1,575 GHz dengan polarisasi sirkuler. Maka dengan menambahkan slot persegi pada patch antena yang memiliki panjang sisi 0.27xpatch = 40 mm [4]dan memutarnya sebesar 45o [1]. Hasil simulasi antena mikrostrip yang telah dioptimasi dapat dilihat pada gambar 1 (a). Hasil simulasi antena mikrostrip akan difabrikasi dengan menggunakan bahan-bahan yang telah tersedia di pasaran. Antena mikrostrip yang digunakan memiliki bahan substrat dari PCB FR4 dengan ketebalan 0.16 cm dan koefisien dielektrik 4.4. Sedangkan bagian patch antena mikrostrip menggunakan bahan cooper yang memiliki tebal 0.035 mm Dimensi dari mikrostrip antena inilah yang akan digunakan dalam mendesain geometri dasar antena pada penelitian ini. Parameter-parameter di atas telah mengalami beberapa kali pengujian agar didapatkan antena yang dapat bekerja tepat di frekuensi 1,575 GHz. Hasil rancang bangun antena mikrostrip yang telah dibuat dapat dilihat pada gambar 1(b) di bawah ini.

(b)

(a)

Gambar 1. (a) Hasil simulasi antena mikrostrip (b)Hasil implementasi antena mikrostrip 1,575 Ghz Polarisasi antena mikrostrip ditentukan dengan nilai axial ratio yang merupakan perbandingan nilai medan e, dari hasil simulasi didapatkan nilai medan e untuk sumbu x dan sumbu y sebesar 7351 v/m dan 6294 v/m seperti pada tabel 2. Tabel 2. Nilai Axial Ratio antena mikrostrip Medan e pada sumbu x (v/m) 7351

Medan e pada sumbu y (v/m) 6294

Nilai Axial Ratio 1.1

Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa nilai axial ratio antena berasal dari perbandingan medan e. Hal tersebut menyatakan bahwa nilai axial ratio antena mikrostrip bernilai 1, sehingga memiliki polarisasi sirkuler. Hal tersebut sangat berpengaruh pada kemampuan antena untuk menangkap sinyal satelit GPS.

Gambar 2. Pola Radiasi Antena Mikrostrip saat Phi=0

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

3

Pola radiasi antena mikrostrip ini memiliki pola radiasi direktional. Dimana antena ini dapat memfokuskan energinya pada satu arah saja. Seperti tampak pada gambar 2, terlihat bahwa antena memiliki main lobe sebesar 1.4 dB pada saat phi=00 dengan sudut theta=00 Pada simulasi selanjutnya akan disimulasikan antena mikrostrip dengan menggunakan air gap. Air gap tersebut berfungsi sebagai bahan substrat antena mikrostrip dengan tujuan untuk menambah gain antena mikrostrip. Adapun geometri antena mikrostrip yang akan bekerja pada frekuensi 1,575 GHz dengan air gap memiliki ukuran patch sebesar 90 mm dan memiliki ukuran ground sebesar 120 mm [5]. Sehingga geometri antena secara jelas dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Contoh bentuk dan ukuran geometri antena untuk simulasi disajikan pada gambar 3 di bawah ini dengan parameter-parameter yang telah didapat sebelumnya. Dimensi dari mikrostrip antena inilah yang akan digunakan dalam mendesain geometri dasar antena pada simulasi kedua ini. Parameter-parameter di atas telah mengalami beberapa pengujian agar didapatkan antena yang dapat bekerja tepat di frekuensi 1,575 GHz. Parameterparameter tersebut mempengaruhi nilai keluaran antena[6].

menyatakan bahwa nilai axial ratio antena mikrostrip bernilai 1, sehingga memiliki polarisasi sirkuler. Pola radiasi antena mikrostrip ini memiliki pola radiasi direktional. Dimana antena ini dapat memfokuskan energinya pada satu arah saja. Seperti tampak pada gambar 4, terlihat bahwa antena memiliki main lobe sebesar 1.4 dB pada saat phi=00 dengan sudut theta=00

Gambar 4. Pola Radiasi Antena Mikrostrip air gap saat Phi=0

C. Power Harvester Power Harvester digunakan untuk mengubah gelombang elektromagnetik menjadi arus DC[7]. Power harvester merupakan kombinasi antara rangkaian rectifier dengan voltage doubler. Rangkaian rectifier berfungsi untuk menyearahkan tegangan AC yang dihasilkan oleh antena menjadi tegangan DC. Sedangkan rangkaian voltage doubler berfungsi untuk menguatkan tegangan yang masuk ke dalam rangkaian. Kombinasi kedua perangkat ini diperlukan karena rangkaian voltage doubler pada umumnya hanya mampu meningkatkan tegangan AC tanpa mampu mengubahnya ke tegangan DC. Untuk itu diperlukan rangkaian rectifier untuk menyearahkan tegangan AC tersebut. Rangkaian ini terdiri atas diode schottky BAT-60 dan kapasitor mika 4.7 nF. Berikut ini merupakan skema pengukuran dengan menggunakan Power Harverster seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.

Tabel 3. Hasil geometri antena mikrostrip air gap 1,575 GHz dari program CST Parameter

Dimensi (mm)

Frekuensi kerja Panjang patch Lebar patch Panjang ground Lebar ground

1,575 GHz 90 90 120 120

Pground Ppatch (b)

(a)

Gambar 3. (a) Simulasi antena mikrostrip copper air gap. (b) implementasi antena mikrostrip air gap

(a)

Polarisasi antena mikrostrip ditentukan dengan nilai axial ratio yang merupakan perbandingan nilai medan e, dari hasil simulasi didapatkan nilai medan e untuk sumbu x dan sumbu y sebesar 2794 v/m dan 2754 v/m seperti pada tabel 4 Tabel 4. Nilai Axial Ratio antena mikrostrip air gap Medan e pada sumbu x (v/m)

Medan e pada sumbu y (v/m)

(b) Gambar 5. (a) 5-Stage Voltage Doubler (b)Power harvester serial voltage.tampak depan

Nilai Axial Ratio

Antena Mikrostrip .

2794

2754

1.01

Dari gambar di atas dapat disimpulkan bahwa nilai axial ratio antena berasal dari perbandingan medan e. Hal tersebut

PH

ADC

Gambar 6. Skema Pengukuran Power Harvesting

Laptop

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

4

III. PENGUKURAN DAN ANALISIS DATA

frekuensi 1,575 GHz yang menunjukkan nilai VSWR sebesar 1.5. sedangkan hasil simulasi antena mikrostrip air gap menunjukkan nilai VSWR sebesar 1.55. Hasil tersebut memiliki nilai yang bagus dalam nilai VSWR. Dengan nilai VSWR tersebut, antena mikrostrip akan dapat menangkap frekuensi dari GPS dengan baik.

Pada tahap selanjutnya akan dilakukan implementasi dari hasil simulasi antena dan power harvester yang telah dilakukan. Antena hasil implementasi kemudian akan dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur di laboratorium untuk membandingkan hasil parameter antena implementasi dengan simulasi. Parameter antena tersebut antara lain adalah return loss, VSWR, dan gain. Setelah mengetahui kinerja dari antena yang telah dibuat kemudian dilakukan integrasi antara antena dan power harvester untuk membentuk sistem wireless power transfer. Pengukuran tegangan yang dihasilkan power harvester dilakukan di beberapa tempat yaitu lapangan lantai 1 dan lantai 3 gedung teknik elektro. Hasil pengukuran tersebut kemudian dianalisa untuk diambil kesimpulan

B. Hasil Return Loss Antena Mikrostrip

A. Hasil VSWR Antena Mikrostrip

(a)

(a)

(b) Gambar 8. (a) Perbandingan return loss simulasi dan pengukuran mikrostrip air gap 1,575 Ghz (b) Perbandingan return loss simulasi dan pengukuran antena mikrostrip air gap

(b) Gambar 7. (a)Perbandingan VSWR simulasi dan pengukuran antena mikrostrip 1,575 Ghz (b) Perbandingan VSWR simulasi dan pengukuran antena mikrostrip air gap

Hasil pengukuran nilai VSWR dari antena mikrostrip seperti ditunjukkan pada gambar 7(a) memiliki nilai yang bagus untuk frekuensi 1,575 GHz. Hal itu dapat dilihat dengan melihat posisi marker yang menunjukkan nilai VSWR yaitu 1,40. Sedangkan hasil simulasi menunjukkan nilai VSWR antena mikrostrip 1,575 GHz sebesar 1.030. Hasil tersebut memiliki nilai yang bagus dalam nilai VSWR. Dengan nilai VSWR tersebut, antena mikrostrip akan dapat menangkap frekuensi dari GPS dengan baik. Hasil pengukuran nilai VSWR dari antena mikrostrip air gap seperti gambar 7(b) memiliki nilai yang bagus untuk frekuensi 1,575 GHz. Hal itu dapat dilihat dengan melihat

Hasil pengukuran nilai return loss dari antena mikrostrip seperti ditunjukkan pada gambar 8(a) memiliki nilai yang bagus untuk frekuensi 1,575 GHz. Hal itu dapat dilihat dengan melihat posisi marker yang menunjukkan nilai return loss yaitu -20.6 dB dengan bandwidth 45 MHz. Sedangkan hasil simulasi menunjukkan nilai return loss antena mikrostrip 1,575 GHz sebesar -35.7 dB dan bandwidth sebesar 26 MHz. Hasil pengukuran nilai return loss dari antena mikrostrip air gap pada gambar 8(b) memiliki nilai yang bagus untuk frekuensi 1,575 GHz. Hal itu dapat dilihat dengan pada frekuensi 1,575 GHz yang menunjukkan return loss sebesar -19.08 dengan bandwidth sebesar 98 MHz. sedangkan hasil simulasi antena mikrostrip air gap menunjukkan return loss sebesar -13.27 MHz dengan bandwidth sebesar 46.7 MHz. C. Pengukuran Gain Gain antena dapat diukur dengan cara membandingkan gain antena mikrostrip dengan gain antena referensi. Gain antena referensi yang digunakan dalam penelitian ini adalah antena dipole BK precision 1,575 GHz dengan gain 1.2 dBi. Adapun perhitungan gain dapat dilihat pada persamaan (6)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6

5

Hasil dari pengukuran gain antena mikrostrip 1,575 GHz ini dapat dilihat pada tabel 5 di bawah ini: 𝐺𝑈 = 𝐺𝑟𝑒𝑓𝑓 + 𝑃𝑈 − 𝑃𝑟𝑒𝑓𝑓 : Gain antena yang diukur : Gain antena referensi : Daya terima antena yang diukur : Daya terima antena referensi

(6)

-58 -60 -62 -64

dBm

dengan Gu Greff Pu Preff

dapat menghalangi sinyal menuju ke antena mikrostrip dan jarak antara satelit ke antena menjadi semakin dekat. Hasil pengukuran antena mikrostrip 1,575 GHz dapat ditunjukkan pada gambar 9 di bawah ini.

Tabel 5. Gain antena mikrostrip 1,575 Ghz

-66 -68 -70

Daya Terima Antena mikrostrip (dBm) -59 -55 -57 -58 -59

Daya Terima Antena referensi (dBm) -60 -54 -56 -58 -59

Gain Antena Referensi (dBi)

1.2

Gain mikrostrip (dBi)

-72 -74 1550

2.2 0.2 0.2 1.2 1.2

Pada pengukuran gain yang dilakukan di PENS ITS, pengukuran menggunakan antena referensi yang memiliki gain sebesar 1.2 dBi. Kemudian setelah itu dilakukan pengambilan data dengan 5 kali pengambilan ukuran gain antena mikrostrip 1.575 GHz Dari tabel di atas tampak bahwa rata-rata gain antena mikrostrip adalah adalah 1 dBi Hasil dari pengukuran gain menggunakan antena mikrostrip dengan air gap dapat dilihat pada tabel 6 di bawah ini:

1555

1560

1565

1570 1575 frekuensi (MHz)

1580

1585

1590

1595

Gambar 9. Daya terima antena mikrostrip 1,575 Ghz

Dari gambar diatas dapat terlihat bahwa daya yang diterima oleh antena berkisar antara -59 dBm. Hal tersebut menunjukkan bahwa daya terima GPS sangat kecil sekali. V. HASIL PENGUKURAN POWER HARVESTER Pengukuran dilakukan pada lantai 1 tepatnya berada di lapangan alumni . Daya yang dapat dipanen dari GPS L1 pada lapangan dapat dilihat grafik hasil pengukuran yang ditampilkan pada gambar 10 di bawah ini

Tabel 6. Gain antena mikrostrip air gap Daya Terima Antena mikrostrip (dBm) -45 -48 -50 -52 -55

Daya Terima Antena referensi (dBm) -52 -56 -56 -58 -60

Gain Antena Referensi (dBi)

1.2

Gain mikrostrip (dBi) 8.2 9.2 7.2 7.2 6.2

Pada pengukuran gain yang dilakukan di PENS ITS, pengukuran menggunakan antena referensi yang memiliki gain sebesar 1.2 dBi. Kemudian setelah itu dilakukan pengambilan data dengan 5 kali pengambilan ukuran gain antena mikrostrip 1.575 GHz Dari tabel di atas setelah dilakukan analisis tampak bahwa rata-rata gain antena mikrostrip air gap adalah sebesar 7.6 dBi IV. PENGUKURAN LEVEL DAYA MENGGUNAKAN SPECTRUM ANALYZER Antena mikrostrip yang telah diimplementasi dilakukan pengukuran terkait dengan daya terima antena mikrostrip tersebut. Daya terima dari antena tersebut sangat erat kaitannya dengan kemampuan dari antena mikrostrip mengangkap sinyal di udara bebas sehingga nantinya dapat diubah menjadi tegangan listrik. Alat yang kita gunakan dalam pengukuran yaitu Spectrum Analyzer. Pengukuran dilakukan pada lantai 4 gedung elektro ITS. Pengukuran dilakukan pada lantai 4 dengan tujuan agar tidak ada bangunan tinggi yang

Gambar 10.Perbandingan tegangan yang dihasilkan antena mikrostrip pada lapangan alumni

Dari grafik tegangan yang diterima pada power harvester ini dapat diketahui dari gambar 10 bahwa tegangan rata-rata yang dihasilkan bernilai 200 mV sehingga dapat dicari arus yang ada dengan nilai hambatan dalam dari dioda sebesar 12 Ω sehingga daya yang dihasilkan sebesar 0.003Watt Pengukuran selanjutnya menggunakan antena mikrostrip air gap 1,575 GHz . Daya yang dapat dipanen dari GPS L1 pada lantai 1 dapat dilihat pada gambar 10. Dari grafik tegangan yang diterima pada power harvester ini dapat diketahui bahwa tegangan rata-rata yang dihasilkan bernilai 550 mV sehingga dapat dicari arus yang ada dengan nilai hambatan dalam dari dioda sebesar 12 Ω sehingga daya yang dihasilkan sebesar 0,025 Watt. Tampak pada gambar tersebut bahwa nilai tegangan dengan menggunakan antena mikrostrip

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 air gap lebih baik daripada menggunakan antena mikrostrip biasa. Pengukuran untuk antena selanjutnya dilakukan pada gedung robot ITS. Daya yang dapat dipanen dari GPS L1 pada gedung robot ITS dapat dilihat grafik hasil pengukuran yang ditampilkan pada gambar 11 di bawah ini

6 VI. KESIMPULAN/RINGKASAN Setelah melakukan penelitian ini didapatkan bahwa antena mikrostrip dapat digunakan sebagai antena 1,575 GHz untuk menangkap gelombang elektromagnetik dari GPS L1 dengan adanya nilai level daya terima pada antenna mikrostrip 1,575 GHz sebesar -59 dBm .Pada Antena mikrostrip 1,575 GHz memiliki VSWR 1.032 di frekuensi 1,575 GHz dan Return Loss -35.784dB serta memiliki gain antena sebesar 1.45 dBi. Sedangkan pada Antena microstrip 1,575 air gap GHz memiliki VSWR 1.55 di frekuensi 1,575 GHz dan Return Loss -13.278 dB dan memiliki nilai gain antenna 9.09 dBi. Dalam penelitian ini juga dirancang perangkat power harvester yang merupakan perangkat yang mampu mengubah gelombang elektromagnetik di udara dan diubah ke dalam sumber tegangan DC. Sedangkan pada pengukuran Power Harvesting di lapangan alumni menghasilkan tegangan terbesar adalah 550 mV dan dapat mengisi baterai AA 1.2 WH selama 60 jam, dan di gedung robot menghasilkan tegangan sebesar 650 mV dan dapat mengisi baterai AA 1.2 WH selama 34.2 jam.

Gambar 11.perbandingan tegangan yang dihasilkan antena mikrostrip pada gedung robot ITS

Dari grafik tegangan yang diterima pada power harvester ini dapat diketahui dari gambar 11 bahwa tegangan rata-rata yang dihasilkan bernilai 500 mV sehingga dapat dicari arus yang ada dengan nilai hambatan dalam dari dioda sebesar 12 Ω sehingga daya yang dihasilkan sebesar 0.02 Watt Pengukuran selanjutnya menggunakan antena mikrostrip air gap 1,575 GHz dan dilakukan pada gedung robot. Daya yang dapat dipanen dari GPS L1 pada gedung robot dapat dilihat pada gambar 11. Dari grafik tegangan yang diterima pada power harvester ini dapat diketahui bahwa tegangan ratarata yang dihasilkan bernilai 650 mV sehingga dapat dicari arus yang ada dengan nilai hambatan dalam dari dioda sebesar 12 Ω sehingga daya yang dihasilkan sebesar 0,035 Watt Pada penerapan dari power harvester ini dapat digunakan pada proses pengisian baterai. Baterai tersebut adalah baterai berjenis AA 1.2 WH.  Antena mikrostrip Lantai 1 1.2 𝑡= = 400 𝑗𝑎𝑚 0.003 Gedung robot ITS 𝑡=

1.2 = 60 𝑗𝑎𝑚 0.02

 Antena mikrostrip air gap Lantai 1 1.2 𝑡= = 48 𝑗𝑎𝑚 0.025 Gedung robot ITS 𝑡=

1.2 = 34.2 𝑗𝑎𝑚 0.035

UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing yaitu Bapak Eko Setijadi dan Bapak Wirawan yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bank Mandiri dan Alcatel Lucent yang telah memberikan beasiswa studi kepada penulis. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4]

[5] [6] [7]

Mudrik Alaydrus,” Antena Prinsip dan Aplikasi”,chapter 8,antena mikrostrip,page 187-210 M.Philip, C. Peter,”GPS applications in power systems,Power Engineering Journal,1999 B. Constantine,”Antenna Theory Analisis and Design”, chapter 14,circular polarization, page 859-865 Jui Han Lu, Kai Ping Yang,’’A Simple Design for Single-feed Circularly-Polarized Microstrip Antennas”, Departement of Electronic Communication Engineering National kaohslung Institute of Marine Technology,Kaohslung, Taiwan,1999 R.Shavit, Y.Israeli, L.Pazin, Y.Leviatan,”Dual Frequency Circularly Polarised Microstrip Antenna” E. Alboni, M.Cerretelli,”Microstrip Patch Antenna For GPS application, Departement of communication Universita di Firenze.2001 T. Ungan, L.M. Reindl,” Wireless Energy Transmission Using Electrically Small Antennas, Department of Microsystems Engineering IMTEK, Albert-Ludwigs-Universit¨ at Freiburg, D-79100, Germany