Pengaruh Diameter Leher Resonator Helmholtz Pada Alat Pemanen Energi Akustik (Acoustic Energy Harvester) Terhadap Daya Listrik Yang Dihasilkan

Abstract

Abstract: Acoustic energy (sound) that is wasted in environment has potential to be alternative energy to produce electrical energy. This paper presents an experimental study of the effect of Helmholtz resonator neck diameter on the output electric power of an acoustic energy harvester. The cavity of the resonators is a cube-shaped with size of 30 cm ´ 30 cm ´ 30 cm made of acrylic. The resonator neck is cylindrical and has 8 cm length with four diameter variations of 5,2 cm, 6,9 cm, 8,2 cm, and 10,4 cm. A 6-inches subwoofer loudspeaker is used as acoustic transducers that converts sound into electric current. The experiment is performed by giving sound with SPL of 90 dB in the frequency range of (20-150) Hz. The output rms voltages from the loudspeaker are measured at a 5.0 ohm load resistor. It is found that there are always two peaks in the frequency spectrum that provide maximum electric power, namely at 27 Hz and 55 Hz. These peak frequencies do not depend on the neck diameter. On the other hand, the larger the neck diameter, the higher the generated electrical power. The highest rms electric power produced are 3.03 mW and 2.25 mW at the first and second peaks, respectively.

Abstrak: Energi akustik (bunyi) yang terbuang di lingkungan memiliki potensi menjadi salah satu energi alternatif untuk menghasilkan energi listrik. Makalah ini memaparkan tentang studi eksperimental pengaruh diameter leher resonator Helmholtz pada alat pemanen energi akustik terhadap daya listrik yang dihasilkan. Rongga resonator Helmholtz berbentuk kubus berukuran 30 cm ´ 30 cm ´ 30 cm terbuat dari akrilik. Leher resonator berbentuk silinder sepanjang 8 cm dengan empat variasi diameter yaitu 5,2 cm, 6,9 cm, 8,2 cm, dan 10,4 cm. Loudspeaker jenis subwoofer dengan diameter nominal 6 inci dipasang disisi belakang rongga resonator digunakan sebagai transduser akustik yang mengubah bunyi menjadi arus listrik. Eksperimen dilakukan dengan memberikan gelombang bunyi dengan SPL (sound pressure level) 90 dB dalam rentang frekuensi (20 - 150) Hz dan mengukur tegangan listrik rms keluaran dari loudspeaker pada resistor beban 5,0 ohm. Diperoleh bahwa selalu terdapat dua puncak spektrum frekuensi dengan daya listrik maksimum, yaitu pada 27 Hz dan 55 Hz. Frekuensi-frekuensi puncak ini tidak bergantung pada diameter leher resonator. Di sisi lain, ditemukan bahwa diameter leher yang semakin besar menghasilkan daya listrik yang semakin besar. Daya listrik rms terbesar yang dihasilkan (pada diameter 10,4 cm) adalah 3,03 mW dan 2,25 mW masing-masing pada puncak pertama dan puncak kedua.