Railway Prototype Model for Converting Vibrations Into Micro-Energy Through Piezoelectric Sensors
Model Prototipe Rel Kereta Api untuk Konversi Getaran Menjadi Energi Mikro Melalui Sensor Piezoelektrik
DOI:
https://doi.org/10.21070/ups.12456Keywords:
ESP32, IC NE5532, IoT, Energy Harvesting, Piezoelectric, Railway, Telegram BotAbstract
Train operations generate continuous rail vibrations that can be harvested to supply micro-electricity for off-grid railway crossings. This research presents a prototype piezoelectric energy harvester with an integrated IoT wireless monitoring system. Following an engineering design approach, four 55 mm piezoelectric sensors were configured in series to capture mechanical vibrations. The generated AC signal was rectified and boosted via an NE5532 IC-based converter to charge a capacitor powering an ESP32 microcontroller. Evaluated across 120 trials over 14 days under a 100-gram simulated load, the system converted vibrations into 3.2 V–3.25 V, charging the capacitor to the ESP32’s 3.3 V threshold in 8.5–12 seconds. Through the Telegram Bot API, the IoT system achieved a 90.6% data transmission success rate with an 8.0–8.5 second latency, delivering train status, voltage, and WIB-synchronized timestamp notifications. This self-powered prototype demonstrates strong reliability for remote railway infrastructure monitoring.
References
D. Naufal, S. A. Kharami, S. M. Riano, dan H. Syakira, “Penghasil Energi Listrik Menggunakan Piezoelectric yang Memanfaatkan Hukum Konversi Energi,” vol. 5, no. 1, hal. 621–637, 2026.
A. Kiswantono, “INOVASI ENERGI HIJAU: PIEZOELEKTRIK UNTUK MENGUBAH GETARAN KENDARAAN MENJADI LISTRIK,” J. Inform. dan Tek. Elektro Terap., vol. 12, no. 3, Agu 2024, doi: 10.23960/jitet.v12i3.4452.
L. P. Pratama, R. A. Herdiyansyah, dan M. Manfaluthy, “Rancang Bangun Prototipe Pemanen Energi Getaran pada Speed Bump Menggunakan Tranducer Piezoelectric,” Med. Tek. J. Tek. Elektromedik Indones., vol. 3, no. 2, hal. 39–48, 2022, doi: 10.18196/mt.v3i2.14126.
S. S. Akhmad Ahfas, R Dwi Hadidjaja RS, “Procedia Of Social Sciences and Humanities ID CARD SEBAGAI CHARGER HP BERBASIS ENERGI Procedia Of Social Sciences and Humanities,” vol. 0672, no. c, hal. 1467–1471, 2022.
Z. Arifin, M. Subito, R. Fauzi, dan A. Mustari, “UNTUK PENGISIAN ENERGI PADA HANDPHONE,” vol. 15, no. 2, hal. 92–103, 2025.
K. Kusnandar, Ni Ketut Hariyawati Dharmi, dan 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, hal. 125–135, 2021, doi: 10.26874/jt.vol20no2.383.
A. D. Sapruto, T. Mesin, F. Vokasi, dan U. N. Surabaya, “MESIN PRODUKSI TERHADAP OUTPUT ENERGI PADA,” vol. 03, hal. 306–313, 2026.
A. M. Roziqin et al., “Prototype of Power Sharing Automation System in 3 Phase Power Source Based on Internet of Things Prototype Sistem Otomasi Pembagi Daya Pada Sumber Listrik 3 Fasa Berbasis Internet of Things,” Procedia Eng. Life Sci., vol. 2, no. 2, 2022.
H. Purwadi, D. T. Maesaroh, dan P. N. Samarinda, “DETEKSI GERAK BERBASIS INTERNET OF THINGS ( IOT ) MENGGUNAKAN SENSOR PIR DAN ESP32 DENGAN NOTIFIKASI TELEGRAM,” vol. 14, no. 2.
B. S. Kusumaraga, S. Syahrorini, D. Hadidjaja, dan I. Anshory, “Aquarium Water Quality Monitoring Based On Internet Of Things,” Procedia Eng. Life Sci., vol. 1, no. 2, 2021, doi: 10.21070/pels.v1i2.966.
M. A. N. KHASANAH, “PEMROGRAMAN ARDUINO UNO UNTUK MENAMPILKAN NILAI OUTPUT DARI SENSOR PIEZOELEKTRIK TERINTEGRASI MODUL I2C. D3 thesis, Politeknik Negeri Jakarta,” J. Eng. Res., 2023, [Daring]. Tersedia pada: https://repository.pnj.ac.id/id/eprint/13423/1/Awal%2C BAB 1%2C BAB 5%2C Lampiran.pdf
S. Syahrorini dan D. Hadidjaja, “Aplikasi Alat Ukur Partikulat Dan Suhu Berbasis Iot,” Dinamik, vol. 25, no. 1, hal. 1–9, 2020, doi: 10.35315/dinamik.v25i1.7512.
S. Nasional, T. Elektro, S. Informasi, dan T. Informatika, “Seminar Nasional Teknik Elektro, Sistem Informasi, dan Teknik Informatika,” SNESTIK Semin. Nas. Tek. Elektro, Sist. Inf. dan Tek. Inform., hal. 219–224, 2021.
T. S. Winata, D. Hasminta, S. Maha, dan S. Lock, “Impression : Jurnal Teknologi dan Informasi Rancang Bangun Smart Lock Berbasis ESP32-CAM dengan Face,” vol. 5, no. 3, 2026.
A. Al Ghazi, A. Ouslimani, dan A. E. Kasbari, “Advances in Interface Circuits for Self-Powered Piezoelectric Energy Harvesting Systems: A Comprehensive Review,” Sensors, vol. 25, no. 13, 2025, doi: 10.3390/s25134029.
P. T. Wikantama dan R. Puspitasari, “Perancangan Perangkat Pengukur Ketinggian Banjir dengan ESP32 dan Telegram Berbasis IoT,” Elektriese J. Sains dan Teknol. Elektro, vol. 13, no. 02, hal. 107–114, 2023, doi: 10.47709/elektriese.v13i02.3108.
S. Syahrorini, M. Akmaludin, M. S. Mubarok, dan A. A. Anggorowati, “Optimization of DC Motor PID Control Using the Ziegler–Nichols Method with Encoder and Op-Amp (Lm324),” Acad. Open, vol. 10, no. 2, 2025, doi: 10.21070/acopen.10.2025.12875.
B. Control, P. U. Trichoderma, dan G. Conditions, “Table of Contents Table of Contents : ﺏﻮﻠﻄﻤﻟﺍ ﺩﺎﻬﺸﺘﺳﻹﺍ ﺏﻮﻠﺳﺇ ﺐﺴﺣ ﺔﻴﻟﺎﺘﻟﺍ ﺕﺎﻧﺎﻴﺒﻟﺍ ﺦﺴﻨﺑ ﻢﻗ ﺚﺤﺒﻟﺍ ﺍﺬﻬﺑ ﺩﺎﻬﺸﺘﺳﻺﻟ,” vol. 27, no. 1, hal. 1–4, 2026, doi: 10.21070/ijins.v27i1.2074.
Fatimah dan Nuryaningsih, Buku Ajar Buku Ajar. 2018.
S. Syahrorini, D. Hadidjaja, A. Ahfas, A. Rahmansyah, dan S. H. Pramono, “Design Measuring Instrument Dust Based Internet of Things,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 434, no. 1, 2018, doi: 10.1088/1757-899X/434/1/012218.
S. D. Ayuni, S. Syahrorini, dan J. Jamaaluddin, “Lapindo Embankment Security Monitoring System Based on IoT,” Elinvo (Electronics, Informatics, Vocat. Educ., vol. 6, no. 1, hal. 40–48, 2021, doi: 10.21831/elinvo.v6i1.40429.
S. D. Ayuni, S. Syahrorinni, dan J. Jamaaluddin, “Sosialisasi Aplikasi Monitoring Keamanan Tanggul Lapindo via Smartphone di Desa Gempolsari,” J. Pengabdi. Masy. Progresif Humanis Brainstorming, vol. 5, no. 1, hal. 154–161, 2022, doi: 10.30591/japhb.v5i1.2717.
A. Ovid, Efri Yandani, dan Asril, “Prototype Sistem Pemantauan Tinggi Muka Air Berbasis Esp32 Untuk Sistem Pringatan Dini Banjir Melalui Telegram,” JEKIN - J. Tek. Inform., vol. 5, no. 3, hal. 1081–1089, 2025, doi: 10.58794/jekin.v5i3.1634.
L. R. Fauzi dan I. Suharjo, “Prototipe Alat Deteksi Banjir Berbasis ESP32 , TinyML , dan Notifikasi,” vol. 8, no. 01, hal. 115–137, 2026.
G. R. Auwali, A. Ahfas, dan S. D. Ayuni, “Alat Kontrol dan Pengaman Sepeda Motor Menggunakan ESP 32 Cam Berbasis Telegram untuk Meminimalisasi Pencurian,” MALCOM Indones. J. Mach. Learn. Comput. Sci., vol. 3, no. 2, hal. 219–229, 2023, doi: 10.57152/malcom.v3i2.923.
Downloads
Additional Files
Posted
License
Copyright (c) 2026 UMSIDA Preprints Server
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
