Implementasi Teknologi Energy Harvesting Menggunakan Sensor Piezoelektrik pada Sistem Penerangan Otomatis
Abstract
Abstrak — Penelitian ini memiliki tujuan untuk merancang dan mengimplementasikan sistem lantai pemanen energi (energy harvesting) berbasis piezoelektrik yang diintegrasikan dengan sistem penerangan otomatis menggunakan mikrokontroler Arduino Uno. Latar belakang masalah yang mendorong pekerjaan ini adalah penggunaan energi listrik dunia yang masif. Hal tersebut mengakibatkan berbagai macam masalah pada lingkungan alam, sehingga diperlukan solusi energi alternatif yang efisien. Sistem ini menggunakan 25 keping sensor piezoelektrik yang disusun secara seri dan paralel untuk mengubah energi mekanik dari injakan kaki menjadi energi listrik. Energi tersebut disearahkan melalui jembatan dioda, lalu disimpan sementara pada kapasitor 100µF, dan dialirkan menuju baterai Li-Ion 18650 melalui modul pengisian TP4056. Pengujian dilakukan pada individu sampel dengan rentang berat badan 50–100 kg. Hasil menunjukkan bahwa tegangan luaran bersifat linear terhadap berat badan dan jumlah langkah, dengan tegangan maksimum mencapai 4,35 V pada beban 100 kg. Meski begitu, hasil analisis data mengungkapkan bahwa energi rata-rata per langkah hanya sebesar 40,5 nJ, sehingga diperlukan sekitar 395 juta langkah untuk mengisi penuh baterai 1200 mAh. Di sisi lain, sistem penerangan otomatis yang telah dilengkapi oleh sensor LDR dan PIR berhasil bekerja secara optimal, di mana lampu hanya akan menyala pada kondisi gelap jika terdeteksi gerakan dalam radius 5 meter. Meskipun hasil pemanenan energi belum sesuai dengan hipotesa awal sebagai sumber daya cadangan, penelitian ini memberikan landasan bagi implementasi serta penggunaan pemanen energi yang terintegrasi dengan sistem penerangan otomatis.
Kata kunci— hemat energi, panen energi, piezoelektrik, sistem penerangan otomatis.
References
REFERENSI
I. Fithria, U. Muzayanah, H. Hooi, D. Hartono, K. Devita, and R. Partama, “Heliyon Population density and energy consumption: A study in Indonesian provinces,” Heliyon, vol. 8, no. 9, p. e10634, 2022, doi: 10.1016/j.heliyon. 2022.e10634.
G. Mombekova, M. Nurgabylov, A. Baimbetova, and B. Keneshbayev, “The Relationship Between Energy Consumption, Population and Economic Growth in Developing Countries,” vol. 14, no. 3, pp. 368–374, 2024.
A. aghnil Hakim, “Perancangan Sistem Monitoring Tegangan Piezoelektrik Untuk Pengisian Baterai Berbasis Bluethooth,” J. Tek. Elektro Uniba (JTE UNIBA), vol. 4, no. 2, pp. 62–67, 2020, doi: 10.36277/jteuniba. v4i2.56.
D. Desmira, D. Aribowo, W. D. Nugroho, and S. Sutarti, “Penerapan Sensor Passive Infrared (Pir) Pada Pintu Otomatis Di Pt Lg Electronic Indonesia,” PROSISKO J. Pengemb. Ris. dan Obs. Sist. Komput., vol. 7, no. 1, 2020, doi: 10.30656/prosisko. v7i1.2123.
D. Rahmawati, M. Ulum, M. Farisal, and K. Joni, “Lantai Pembangkit Listrik Menggunakan Piezoelektrik dengan Buck Converter LM2596,” J. Arus Elektro Indones., vol. 7, no. 3, p. 84, 2021, doi: 10.19184/jaei. v7i3.28128.
K. Kusnandar, Ni Ketut Hariyawati Dharmi, and Aisyah Nurul Khairiyah, “Rancang Bangun Purwarupa Energy Harvesting menggunakan Piezoelektrik sebagai Pembangkit Energi Listrik,” J. Tek. Media Pengemb. Ilmu dan Apl. Tek., vol. 20, no. 2, pp. 125–135, 2021, doi: 10.26874/jt.vol20no2.383.
E. Stiawan and A. J. Taufiq, “Rancang Bangun Alat Pemanen Energi Listrik Dari Tekanan Mekanik Berbasis Piezoelektrik,” J. Ris. Rekayasa Elektro, vol. 2, no. 2, pp. 79–84, 2020, doi: 10.30595/jrre. v2i2.8280.
T. Z. Htwe, A. T. Tun, and C. S. Aung, “Power Saving System Using LDR And PIR Sensor,” Iconic Res. Eng. Journals, vol. 4, no. 2, pp. 51–55, 2020.
M. Mohammadi and I. Sohn, “AI based energy harvesting security methods: A survey,” ICT Express, vol. 9, no. 6, pp. 1198–1208, 2023, doi: 10.1016/j.icte.2023.06.002.
N. Almarri, J. Chang, W. Song, D. Jiang, and A. Demosthenous, “Nano Energy Piezoelectric energy harvesting and ultra-low-power management circuits for medical devices,” Nano Energy, vol. 131, no. PB, p. 110196, 2024, doi: 10.1016/j.nanoen.2024.110196.
H. Liu, H. Fu, L. Sun, C. Lee, and E. M. Yeatman, “Hybrid energy harvesting technology: From materials, structural design, system integration to applications,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 137, 2021, doi: 10.1016/j.rser.2020.110473..
