Kami semakin terbiasa mengirimkan energi melalui antarmuka nirkabel dalam berbagai aplikasi seperti pengisi daya earbud dan kompor induksi, tetapi seberapa jauh teknologi ini dapat membawa kami? Akankah kita dapat mengisi daya mobil tanpa mencolokkan kabel, atau membawa listrik ke tempat-tempat terpencil tanpa menanam tiang dan menggali parit?
Ada dua bentuk utama pengiriman daya nirkabel. Yang pertama melibatkan erat kopling pemancar dan penerima dengan membentuk medan listrik atau magnet antara mereka, dan kemudian menggunakannya untuk mentransfer energi dari satu ke yang lain. Beberapa skema transfer daya yang digabungkan menggunakan medan listrik untuk memasangkan dua elektroda. Banyak lagi, seperti kompor induksi, sikat gigi listrik, dan pengisi daya telepon nirkabel, menciptakan medan elektromagnetik di pemancar dan kemudian menggunakan medan itu untuk menginduksi arus listrik di penerima terdekat, yang kemudian dapat mengambil tindakan – seperti mengisi daya baterai.
Pendekatan utama kedua adalah radiative coupling, yang melibatkan mengarahkan berkas energi, sering kali dalam bentuk gelombang radio frekuensi tinggi, ke penerima yang disetel tinggi untuk menangkap energi sebanyak mungkin.
Keselarasan antara pengirim dan penerima sangat penting untuk transfer energi yang efisien. (Gambar:Molex Ventures)
Setiap pendekatan memiliki kelebihan dan keterbatasan, dengan efisiensi transfer energi dan jangkauan transmisi menjadi dua dari ukuran jasa yang paling penting. Untuk skema yang digabungkan, keselarasan antara pengirim dan penerima sangat penting untuk transfer energi yang efisien. Jika Anda pernah menggunakan kompor induksi, Anda akan mengetahuinya secara naluriah, karena panci berhenti memanas segera saat dipindahkan dari pusat cincin yang ditandai. Anda mungkin juga memperhatikan sejumlah besar magnet yang disematkan ke bagian belakang smartphone terbaru untuk memastikan bahwa keping pengisian nirkabel benar-benar selaras dengan koil penerima telepon. Dengan waktu pengisian daya yang sangat penting untuk kegunaan yang dirasakan dari ponsel baru, memastikan bahwa pengisian daya nirkabel seefektif mungkin sepadan dengan upaya rekayasa dan biaya produksi per unit.
Kami melihat tantangan serupa pada skala yang jauh lebih besar dengan upaya mengembangkan standar untuk pengisian nirkabel kendaraan listrik. Sebuah survei terbaru dari perusahaan otomotif yang dilakukan oleh Molex mengungkapkan bahwa 36 persen responden percaya bahwa, pada tahun 2030, pengisian nirkabel akan menjadi fitur standar. Di ponsel, tingkat pengisian diukur dalam puluhan watt. Kendaraan listrik (EV), bagaimanapun, membutuhkan tarif pengisian 50KW hingga 250KW untuk menjadi alternatif praktis untuk kendaraan mesin pembakaran internal untuk perjalanan jauh. Mendapatkan keselarasan yang tepat antara koil transmisi di tanah dan koil pickup di bawah mobil akan menjadi sangat penting. Lagi pula, kehilangan transfer beberapa persen karena penyelarasan yang buruk dapat menyebabkan ratusan watt daya terbuang sebagai panas yang tidak berguna di antarmuka antara kumparan transmisi pengisi daya dan penerima kendaraan.
Konsep jalur pengisian nirkabel kendaraan listrik? (Gambar:Molex Ventures)
SAE International telah menerbitkan standar (J2954_202010) untuk mengatasi banyak masalah seputar pengisian daya kendaraan nirkabel. Ini menetapkan kriteria untuk interoperabilitas, kompatibilitas elektromagnetik, EMF, kinerja, keamanan, dan pengujian sistem transfer daya nirkabel untuk digunakan dalam EV plug-in tugas ringan. Spesifikasi ini dimaksudkan untuk digunakan dalam aplikasi pengisian daya stasioner, meskipun aplikasi dinamis dapat dipertimbangkan di masa mendatang. Dalam bentuknya saat ini, ini terbatas pada bantalan pengisi daya di atas tanah dan tidak mencakup instalasi yang dipasang rata.
Standar SAE J2954 juga mendefinisikan pendekatan penyelarasan yang akan membantu pengemudi menyejajarkan kendaraan mereka dengan bantalan pengisi daya, untuk memastikan transfer energi yang efisien, serta menyediakan infrastruktur bagi mobil untuk melakukan hal ini secara mandiri di masa depan. Tapi itu akan membutuhkan rekayasa yang baik dan banyak disiplin pengguna untuk memastikan bahwa pengisian nirkabel semudah dan secepat yang diperlukan untuk menggantikan perilaku pengguna rutin hanya mencolokkan mobil seolah-olah berada di pompa bensin.
Pengisian nirkabel untuk ponsel di mobil mungkin merupakan ilustrasi terbaik hingga saat ini tentang janji yang tidak pasti dari transfer daya nirkabel hari ini. Intinya:Ini hanya berfungsi ketika ponsel ditempatkan di tempat tertentu untuk memastikan keselarasan yang kuat antara kumparan pemancar dan penerima.
Berbagai bentuk bantalan pengisi daya. Kiri ke kanan:rak pengisian daya nirkabel, bantalan pengisi daya nirkabel, dan cupholder pengisi daya nirkabel (Gambar:Molex Ventures)
Pengguna ponsel tidak begitu pemaaf, itulah sebabnya smartphone terbaru memiliki magnet yang kuat di balik casingnya untuk membuat keselarasan menjadi mudah. Tetapi pengisian daya nirkabel semacam ini masih merupakan pengalaman yang sebagian tertambat – Anda harus pergi ke tempat bantalan pengisi daya berada. Pengalaman pengguna yang lebih baik akan melibatkan kemampuan untuk mengisi daya perangkat di mana saja dalam volume tertentu, tanpa perlu kopling dekat dan penyelarasan yang tepat ke koil pengisi daya. Startup yang didanai Molex Ventures bernama Ossia melakukan hal ini dengan tepat, menggunakan strategi seperti susunan antena MIMO yang digunakan dalam sistem WiFi dan 5G canggih untuk memungkinkan energi dipancarkan ke perangkat bahkan saat perangkat tidak berada dalam jangkauan pandang pemancar.
Dalam pendekatan Ossia, pemancar daya mengirimkan sinyal reguler dari antenanya untuk menyinkronkannya dengan perangkat yang kompatibel di dekatnya. Setiap penerima kemudian mengirimkan kembali sinyal suar yang mengumumkan kehadirannya dan kebutuhan dayanya. Pemancar daya mengukur fase setiap sinyal suar dan menggunakannya untuk menentukan arah pengiriman daya untuk transfer energi yang paling efisien.
Pendekatan ini bekerja dengan pemancar antena tunggal, tetapi pemancar daya dengan beberapa antena dapat mengukur fase sinyal suar yang sedikit berbeda yang tiba di masing-masing antena, untuk menetapkan jalur transmisi paling efisien dengan lebih akurat. Pemancar daya kemudian dapat menyesuaikan fase dan keluaran daya dari masing-masing antenanya untuk mengarahkan pancaran energi yang koheren ke penerima. Dan jalur ini tidak harus saling berhadapan – jika sinyal suar yang dikirim oleh penerima daya memantul dari dinding dalam perjalanan ke pemancar, pemancar daya akan mengarahkan pancarannya kembali ke jalur yang sama.
Perangkat yang diaktifkan dengan penerima daya Ossia Cota mengirimkan sinyal suar untuk menemukan pemancar daya Cota yang kemudian mengirimkan daya secara nirkabel melalui jalur yang sama. (Gambar:Molex Ventures)
Pemancar juga dapat mendukung beberapa perangkat dalam satu volume. Setiap penerima dalam volume itu mengukur berapa banyak daya yang dibutuhkan dan mengirimkan informasi ini ke pemancar sebagai permintaan. Pemancar kemudian membandingkan semua permintaan dari penerima yang dilayaninya dan mengalokasikan pulsa daya nirkabel ke masing-masing penerima sesuai dengan kebutuhannya.
Janji dari pendekatan ini, menurut pendapat perusahaan, adalah bahwa begitu energi dapat disalurkan dengan cara ini, segala macam asumsi tentang bagaimana perangkat diberi daya di lingkungan dapat dipikirkan kembali. Paradigma berubah dari pengisian nirkabel ke pengiriman daya nirkabel. Misalnya, alarm asap di langit-langit tidak akan pernah membutuhkan baterai baru dan penyedot debu robot akan melakukan tugasnya tanpa perlu kembali ke stasiun dok yang besar.
Ponsel telah mengajarkan kita bahwa kita dapat mengakses apa saja dari perangkat genggam, fasilitas yang hanya dibatasi oleh akses ke bandwidth dan tingkat pengisian baterai yang sesuai. Transfer energi nirkabel sepertinya merupakan cara yang berguna untuk menghindari mencolokkan telepon atau mobil – tetapi pada akhirnya, itu masih ditambatkan ke lokasi pengisi daya. Jika praktis untuk menyalakan perangkat secara nirkabel di mana pun mereka berada dalam volume yang ditentukan, kita mungkin melihat peluang dan perilaku kita berubah seperti yang terjadi saat kita berpindah dari telepon rumah ke ponsel cerdas.
Pada akhirnya, perubahan akan datang dengan perkembangan teknologi pendukung – seperti sensor untuk membantu masalah penyelarasan, atau solusi manajemen termal untuk memfasilitasi pengisian daya tinggi. Ini membutuhkan keahlian yang menawarkan jalan menuju dunia yang semakin terhubung namun tidak terikat.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan pada situs saudara kami, EE Times Europe.
Lily Yeung adalah direktur pengembangan perusahaan di Molex, LLC dan wakil presiden Molex Ventures, LLC, anak perusahaan Molex. Memadukan keahlian di bidang keuangan, penelitian dan analisis, dan teknologi baru, Lily sekarang melayani di garis depan, mendorong inovasi di Molex dan dalam industri elektronik. Dia bertanggung jawab untuk mempromosikan ekosistem kewirausahaan dengan bekerja secara langsung dengan startup yang berpikiran maju, inkubator, grup malaikat, perusahaan modal ventura, dan grup modal ventura perusahaan. Dengan melakukan investasi ekuitas strategis di perusahaan tahap awal yang menjanjikan, Molex Ventures membina perusahaan rintisan dengan potensi terbesar untuk memberikan dampak positif bagi industri dan masyarakat. Konten Terkait:
Untuk lebih banyak Tertanam, berlangganan buletin email mingguan Tersemat.
Tertanam
Dunia tempat kita tinggal terus menjadi lebih saling terhubung setiap hari seiring kemajuan teknologi. Perusahaan riset Gartner memperkirakan bahwa akan ada 25 miliar perangkat yang terhubung di dunia pada tahun 2021. Agar perangkat tersebut berfungsi secara optimal, kita perlu memiliki sumber data
Konverter AC DC memberikan daya ke perangkat elektronik yang membutuhkan proses konversi dari AC ke DC. Berbagai aplikasi perangkat ini mungkin terbukti bermanfaat jika Anda tidak dapat mengakses stopkontak DC di sekitar. Namun demikian, memahami teknologi ini dapat membingungkan dan berlebihan kare
Tentang Rangkaian Transfer Daya Nirkabel，Tidak dapat disangkal, beberapa dari kita menghadapi kehilangan daya saat mentransmisikan daya listrik. Kerugian, yang kadang-kadang mendekati 24% (menurut World Resource Institute), terjadi karena resistensi di kabel grid. Konsep sistem Wireless Power Transf
Memahami kenyataan dan menghindari jebakan Tepian. Awan. kembar digital. AI. AR. dunia maya Cobot. Suatu ketika mereka menjadi kata kunci. Sekarang, mereka menjadi kenyataan teknis di pabrik manufaktur skala menengah hingga besar di Amerika Utara. Batas waktu untuk adopsi akan bervariasi menurut s
