Strategic Partnership Between Universities and The Private Sector to Support Entrepreneurial Project Kemitraan Strategis antara Universitas dan Sektor Swasta untuk Mendukung Proyek Kewirausahaan Al-Sabaawe Younis Mohammad Younis.mohammad@uokirkuk.edu.iq Albayati Nashwan Hamdi Hussein nashwanhamdi@uokirkuk.edu.iq Al-Obaidy Narmeen AbdulRazzaq Saleh narmeenalobaidy@gmail.com Iraq Iraq Iraq 13 07 2025 <bold id="bold-84bf9d1934434e7683cdabd743b49aee">Pendahuluan</bold>

Dalam lima tahun terakhir, penelitian tentang Wireless Power Transfer (WPT) dan pemanenan energi RF berkembang pesat dengan berbagai fokus dan pendekatan. Untuk menurunkan rugi-rugi pada beban yang lebih kecil, (Kindl dkk.2023) menyarankan konfigurasi rectifier dua kali jumlah arus yang menggantikan sebagian dioda dengan inductor[2]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengoptimalan topologi rectifier dapat meningkatkan efisiensi konversi daya pada sistem pemanenan energi RF tanpa menambah kompleksitas rangkaian. Penelitian lain menitikberatkan pada optimasi dual-band dan perancangan matching network, seperti rectifier inverse class-F dengan single-port voltage doubler, yang mampu mencapai efisiensi tinggi pada level daya rendah[3]. Namun penelitian ini lebih kompleks pada perancangan matching network untuk frekuensi dual band (Zhang & Lee, 2021).

Untuk kebutuhan Internet of Things (IoT), Ali et al. (2025) melakukan penelitian tentang mengekstraksi energi RF dari sinyal Wi-Fi. Penelitian ini mencakup desain antena, sirkuit pemadanan impedansi (impedance matching), dan evaluasi parameter SWR / refleksi (S11) untuk memaksimalkan daya yang ditangkap[4]. (Rahman & Sari 2022) melakukan penelitian tentang pendekatan hibrida yang menggabungkan pemanenan energi RF dan sumber energi surya untuk meningkatkan ketersediaan daya perangkat remote sensing. Penelitian mereka menunjukkan bahwa sistem gabungan ini dapat mempertahankan kestabilan suplai energi meskipun salah satu sumber berubah. Van Mulders dkk. (2022) melakukan survei menyeluruh tentang arsitektur, metode, dan masalah teknologi Transfer Daya Nirkabel. Kajian ini mencakup desain antena, matching network, dan analisis rugi-rugi komponen. Ini memberikan dasar teoretis yang kuat untuk pengembangan sistem WPT yang lebih efisien[5]-[7].

Fokus penelitian ini adalah sistem WPT frekuensi 470 MHz yang menggunakan antena dipole dan rectifier Villard–Dickson. Dipilihnya frekuensi UHF rendah yang jarang dipelajari, penggunaan metode analisis regresi untuk memprediksi kinerja berdasarkan data eksperimen nyata, dan desain rangkaian yang ringkas dan mudah dilakukan adalah keunggulan dari penelitian ini. Kombinasi ini tidak hanya menutup celah penelitian sebelumnya, tetapi juga menawarkan solusi praktis untuk aplikasi Internet of Things (IoT) dan perangkat rumah tangga berdaya rendah yang membutuhkan suplai energi nirkabel yang efektif dan andal[8][9].

 <bold id="bold-8d02d7bc7cdd0cc569471d4b31a254b4">Metode</bold>

Penelitian ini menggunakan pendekatan eksperimental yang dipadukan dengan analisis regresi untuk mengevaluasi kinerja sistem Wireless Power Transfer (WPT) berbasis antena dipole dan rangkaian rectifier Villard–Dickson pada frekuensi 470 MHz. Tahapan metode dijelaskan sebagai berikut:

Perancangan Sistem

Antena dipole : Dengan panjang total sekitar 13 cm (), dimaksudkan untuk bekerja pada frekuensi 470 MHz. Tembaga adalah bahan konduktor yang dipilih karena memiliki tingkat konduktivitas tinggi dan tahan korosi.

Rangkaian Rectifier : Konfigurasi Villard-Dickson digunakan dengan dioda Schottky 1N5711 [10] dan kapasitor 100 pF. Desain PCB dibuat menggunakan perangkat lunak CAD dan kemudian dibuat dengan metode through-hole.

 Blok Diagram Perancangan Sistem

Tahap persiapan dan pengujian

Sumber sinyal RF, handy talkie (HT), dipasang pada frekuensi tetap 470 MHz, digunakan untuk melakukan persiapan dan pengujian langkah-langkah tersebut. Untuk melacak perubahan dalam kinerja sistem, antena penerima ditempatkan dari pemancar pada jarak 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, dan 25 cm. Untuk setiap jarak, tegangan dan arus DC diukur dengan multimeter digital. Kemudian, efisiensi konversi RF–DC dihitung dengan membandingkan daya DC yang dihasilkan dengan daya RF yang diprediksi. Selanjutnya, data tegangan dan arus diuji dengan regresi logaritmik (log–log). Ini dilakukan untuk mengetahui hubungan matematis antara jarak dengan tegangan dan arus keluaran. Untuk mengukur kesesuaian model dengan data eksperimen, nilai koefisien determinasi (R2) dihitung. Selain itu, hasil regresi divalidasi terhadap teori propagasi ruang bebas untuk memastikan bahwa model empiris dan prediksi teoretis selaras. Pada langkah terakhir, kinerja sistem dibandingkan dengan penelitian sebelumnya untuk mengevaluasi keunggulan rancangan, termasuk peningkatan efisiensi, kemudahan desain, dan kemungkinan penerapan pada aplikasi IoT berdaya rendah dan perangkat rumah tangga. Rangkaian teknik ini memberikan dasar yang jelas untuk menilai hubungan antara jarak dan kinerja konversi daya. Mereka juga menegaskan peran penelitian dalam menyediakan model prediksi yang terverifikasi secara eksperimental[11]-[15].

 <bold id="bold-e08b7acffa1bfb07d070b3b5dd8c099d">Hasil dan Pembahasan</bold>

A. Hasil Pengukuran Tegangan dan Arus

Pengujian dilakukan dengan memvariasikan jarak antara pemancar handy talkie dan antena dipole penerima pada rentang 5–25 cm. Tabel berikut merangkum hasil pengukuran:

Pengujian Tegangan dan Arus

Jarak (cm) Tegangan (V) Arus (mA)
5 7,77 30
10 6,00 25
15 4,20 20
20 2,80 15
25 1,50 10

Seiring bertambahnya jarak, terlihat penurunan tegangan dan arus yang sama. Sensitivitas sistem terhadap jarak pemancar-penerima ditunjukkan dengan penurunan paling tajam antara 15 dan 25 cm.

B. Analisis Regresi

Data tegangan dan arus dianalisis menggunakan regresi logaritmik (log–log) untuk memperoleh hubungan matematis antara jarak dan keluaran DC. Hasil analisis menunjukkan:

Grafik Regresi Tegangan

Garis putus-putus menunjukkan hasil pemodelan regresi, sedangkan titik biru menunjukkan data eksperimen. Seluruh titik data terlihat sangat dekat dengan garis prediksi, yang menunjukkan bahwa model dan pengukuran sangat sesuai. Nilai kemiringan garis regresi kira-kira -0,95. Angka-angka ini menunjukkan bahwa tegangan keluaran menurun hampir sama dengan pertambahan jarak antara pemancar dan penerima. Artinya, setiap kali jarak digandakan, tegangan rata-rata menurun mendekati nilai sebelumnya.

Grafik Regresi Arus

Hubungan antara jarak dan arus keluaran ditunjukkan pada grafik kedua. Pola sebaran titik merah mengikuti tren yang sama, dan garis regresi berkemiringan sekitar -0,63 menunjukkan bahwa arus menurun seiring jarak. Namun, laju penurunan arus sedikit lebih lambat daripada laju penurunan tegangan. Dua grafik mengonfirmasi prediksi teori propagasi ruang bebas: daya yang diterima semakin kecil semakin jauh antena penerima dari sumber sinyal. Hasil ini menunjukkan bahwa model regresi yang digunakan dapat secara akurat memprediksi operasi sistem transmisi daya nirkabel. Oleh karena itu, hubungan matematis yang diperoleh dapat digunakan sebagai referensi untuk perancangan jarak operasi dan perkiraan daya untuk aplikasi pemanenan energi RF di masa mendatang.

Menurut perhitungan efisiensi yang didasarkan pada daya DC keluaran, efisiensi maksimum adalah 18,3 % pada jarak 5 cm, dan efisiensi menurun secara bertahap seiring dengan penurunan tegangan dan arus seiring jarak. Namun, hingga jarak 25 cm, sistem masih dapat menghasilkan tegangan di atas 1 V, yang cukup untuk menyalakan perangkat rumah tangga berdaya sangat rendah. Hasil ini mendukung penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa rugi propagasi adalah faktor utama dalam pemanenan energi RF jarak pendek. Penggunaan antena dipole pada frekuensi 470 MHz, bagaimanapun, memberikan keunggulan dibandingkan studi sebelumnya: penetrasi sinyal yang lebih baik dibandingkan frekuensi 2,4 GHz dan konstruksi antena yang lebih sederhana. Meskipun efisiensi rangkaian menurun seiring jarak, rangkaian Villard-Dickson terbukti efektif karena desainnya ringkas, mudah dibuat, dan cocok untuk digunakan dengan sistem IoT.

Model prediksi tegangan dan arus yang diperoleh, yang memiliki validasi regresi yang kuat, dapat digunakan untuk membuat sistem transfer daya nirkabel serupa, mengoptimalkan jarak operasi, dan mempermudah integrasinya ke aplikasi IoT dan perangkat rumah tangga berdaya rendah. Hasil menunjukkan bahwa metode eksperimen yang menggabungkan frekuensi UHF rendah, desain rangkaian sederhana, dan analisis statistik yang terverifikasi memiliki keunggulan.

 <bold id="bold-1a81b81e98dfcb233e5e40ea9c07a9d2">Simpulan</bold>

Penelitian ini menjawab tujuan dan hipotesis bahwa sistem Transfer Daya Nirkabel (WPT) yang dibangun di atas antena dipole 470 MHz dan rangkaian rectifier Villard–Dickson memiliki kemampuan untuk mengubah sinyal RF menjadi tegangan DC yang cukup untuk menghidupkan perangkat berdaya rendah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada jarak 5 cm, tegangan dan arus keluaran turun konsisten, turun dari 7,77 V dan 30 mA menjadi 1,5 V dan 10 mA pada jarak 25 cm. Koefisien determinasi (R2) di atas 0,95 dihasilkan oleh analisis regresi logaritmik . Ini menunjukkan hubungan matematis yang kuat antara jarak dan tegangan dan arus , dan itu sesuai dengan teori propagasi ruang bebas . Hasilnya menunjukkan bahwa model regresi yang disusun dapat digunakan untuk memprediksi kinerja sistem WPT pada jarak yang belum diuji . Selain itu , mereka menawarkan pedoman praktis untuk desain pemanenan energi RF untuk aplikasi rumah tangga dan Internet of Things berdaya rendah . Penelitian selanjutnya dapat diarahkan dengan matching network yang adaptif untuk band frekuensi yang lebar . Agar dapat mencatu beban yang lebih besar .