Studi Kelayakan Sistem Planar Induksi Medan Magnet Menggunakan Single Tranceiver Pada Bahan Ferromagnetik Dan Non-ferromagnetik

Abstract

Abstrak Telah dibuat sistem planar induksi medan magnet menggunakan single tranceiver. Adanya masukan berupa arus bolak-balik (AC) pada koil pemancar menimbulkan medan magnet yang berubah-ubah sehingga menimbulkan tegangan induksi pada koil penerima, besarnya medan magnet induksi ini juga dipengaruhi oleh permeabilitas medium antara koil pemancar dan koil penerima. Simulasi COMSOL pada sistem digunakan sebagai studi awal penentuan rancangan geometri sensor koil, nilai induktansi koil, dan pola sebaran densitas fluks magnetik. Mengacu pada hasil simulasi ini, kemudian dibuat prototipe sistem. Prototipe sistem diuji coba untuk mengenali perbedaan bahan ferromagnetik dan non-ferromagnetik. Kemudian, setelah mendapatkan jenis bahan yang lebih sensitif terhadap sistem, maka jenis bahan tersebut diuji dengan variasi ketebalan dan anomali yang bervariasi. Nilai induktansi rata-rata hasil pengukuran adalah sebesar 0,06959 mH, sedangkan pada simulasi COMSOL sebesar 0,05162 mH. Pada pengujian sistem, masukan yang diberikan dari function generator sebesar 10,2 Volt dan dengan rentang frekuensi kerja 2 MHz – 8 MHz, kemudian hasilnya dibaca pada osiloskop. Sistem planar induksi medan magnet ini mampu membedakan jenis bahan ferromagnetik dan non-ferromagnetik berupa benda solid (parafin, besi di dalam parafin, besi) dan benda berbentuk serbuk (kuarsa dan Fe3O4 atau magnetite). Namun, sistem ini belum mampu membedakan ketebelan dan anomali dari bahan baja secara signifikan.

Kata kunci : koil, sensor, induksi, medan magnet, planar Abstract

Magnetic field induction planar system has been developed by using single tranceiver. The existence of an input of alternating current (AC) in the transmitter coil cause magnetic field changing, it causing emf at the receiver coil. The magnitude of the magnetic field induction is also influenced by the permeability of the medium between the transmitter and receiver coil. COMSOL system of this system is used to preliminary study of coil sensor geometry design, value of coil inductance, and pattern of magnetic flux density distribution. Referring to the results of this simulation, then made prototypes of the system. System prototypes were tested to recognize differences in ferromagnetic and non-ferromagnetic materials. Then, after obtaining a type of material that is more sensitive to the system, then the type of material is tested with thickness and anomaly variations. The average inductance value of the measurement result is 0.06959 mH, while the COMSOL simulation is 0.05162 mH. In system test, the input is given by function generator is 10,2 Volt and with working frequency on range 2 MHz - 8 MHz, then the result is displayed on oscilloscope. The planar induced magnetic field system is capable of distinguishing types of ferromagnetic and non-ferromagnetic materials such as solids (paraffin, iron in paraffin, iron) and powdered objects (quartz and Fe3O4 or magnetite). However, this system has not been able to distinguish the thickness and anomaly of steel materials significantly.

Keywords: coil, sensor, induction, magnetic field, planar