Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Corong Perbesaran pada Beberapa Variasi Panjang Resonator Akustik Terhadap Daya Listrik Output Alat Pemanen Energi Akustik (Acoustic Energy Harvester) Berbasis Loudspeaker

Abstract

Abstract: This paper discusses the effect of adding a magnification funnel on acoustic resonator to the output electric power of a loudspeaker-based acoustic energy harvester. This experiment uses quarter wavelength resonators made of PVC pipes with a diameter of 4-inch (9.8 cm) and 4 variations in length: 68 cm, 88 cm, 102 cm, and 136 cm. A 4-inch diameter subwoofer type loudspeaker is used as acoustic transducer and installed at the one end of the resonator. Magnification funnels are made of 4-inch×8-inch PVC sockets and installed at the open end of the resonator. The effect of two different configurations of funnel installation on the output power are studied. In the first type, the funnel is installed without increasing the total length of the overall resonator. In the second type, the funnel is installed so that the resonator length increases by 14 cm. The experiment are carried out by giving sound with SPL of 90 dB in the frequency range of 26 Hz - 200 Hz and measuring the rms voltage on a 13.8 ohm load resistor.  The experiment shows that adding the funnel using the second type configuration can increase the output power. It is found that the highest rms output electrical power is 1.06 mW which is obtained at 60 Hz sound frequency with 102 cm resonator length and by using the second type configuration of funnel installation.

Abstrak: Makalah ini membahas tentang pengaruh penambahan corong perbesaran pada resonator akustik terhadap daya listrik output alat pemanen energi akustik berbasis loudspeaker. Resonator yang digunakan adalah resonator seperempat panjang gelombang yang terbuat dari pipa PVC berdiameter 4-inci (9,8 cm) yang divariasi dalam 4 variasi ukuran panjang yaitu 68 cm, 88 cm, 102 cm, dan 136 cm. Loudspeaker jenis subwoofer berdiameter 4-inci digunakan sebagai transduser akustik dan dipasang pada salah satu ujung resonator. Corong perbesaran terbuat dari soket PVC berukuran 4-inci×8-inci dipasang pada ujung resonator terbuka. Diteliti dua macam konfigurasi pemasangan corong pada resonator dan dibandingkan dengan resonator tanpa corong untuk setiap variasi panjang resonator. Pada konfigurasi pertama, corong dipasang tanpa menambah panjang resonator keseluruhan. Pada konfigurasi kedua, corong dipasang sehingga menambah panjang resonator sepanjang 14 cm. Eksperimen dilakukan dengan memberikan bunyi dengan SPL 90 dB dalam rentang frekuensi dari 26 Hz sampai 200 Hz dan mengukur tegangan rms pada resistor beban 13,8 ohm.  Hasil eksperimen menunjukkan bahwa penambahan corong perbesaran dengan konfigurasi kedua dapat memperbesar daya listrik output alat pemanen energi akustik. Daya listrik rms terbesar yang diperoleh adalah 1,06 mW pada frekuensi bunyi 60 Hz dengan panjang resonator 102 cm dan penambahan corong menggunakan konfigurasi kedua.