Pengisian Daya Nirkabel Memecahi Batas Waktu Penerbangan Armada Drone
Perusahaan besar sedang bersaing untuk menerapkan armada drone komersial, tetapi batas baterai masih membatasi waktu penerbangan. Kunci untuk membuka misi yang lebih panjang terletak pada pengisian daya yang efisien dan fleksibel—sebuah area di mana WiBotic memimpin. Didirikan empat tahun yang lalu, WiBotic telah meraih dana Series A sebesar 5,7 juta dolar dari investor seperti Junson Capital, SV Tech Ventures, Rolling Bay Ventures, Aves Capital, The W Fund, dan WRF Capital.
Portofolio WiBotic mencakup pengisian daya nirkabel dan optimasi daya untuk robot udara, mobile, laut, dan industri. Teknologi Adaptive Matching yang dipatenkan mereka menggabungkan prinsip coupling induktif dan resonansi magnetik untuk menyampaikan pengisian daya tinggi dan andal di sepanjang beberapa sentimeter offset vertikal, horizontal, dan sudut—keuntungan kritis untuk drone yang tidak dapat menempatkan diri dengan presisi.
Di luar hardware, perpustakaan perangkat lunak WiBotic memantau parameter baterai secara real-time dan menjadwalkan siklus pengisian daya, memastikan banyak robot dapat berbagi satu transmiter tanpa downtime. Integrasi firmware, firmware, dan cloud API ini memungkinkan operator untuk menjaga uptime armada dan mengurangi biaya operasional.
Konteks Wireless Power Transfer (WPT)
WPT mencetuskan dari eksperimen Nikola Tesla pada abad ke-19. Sistem modern menggunakan coupling induktif—efisien hanya pada jarak dekat—atau resonansi magnetik, yang menawarkan fleksibilitas lebih besar tetapi menderita ketika penerima tidak terpusat. Sistem Adaptive Matching WiBotic secara dinamis menyesuaikan baik hardware maupun firmware untuk menjaga impedansi sumber dan beban cocok, mempertahankan efisiensi maksimal bahkan ketika drone bergerak.
Figure 1: Perbandingan efisiensi metode WPT (Sumber: WiBotic)
Algoritma Perangkat Lunak Cerdas
Setiap tipe drone—bervariasi dalam kimia baterai, tegangan, dan arus—memerlukan logika pengisian daya yang disesuaikan. Mesin optimasi energi WiBotic mengevaluasi unit yang masuk, memilih parameter optimal, dan memungkinkan operator untuk menyetel preferensi melalui firmware atau pengontrol papan atas. Arsitektur ini meminimalkan downtime dan biaya armada keseluruhan.
Ben Waters, CEO, menjelaskan, “Inovasi kami berpusat pada output amplifier RF dan input rectifier penerima. Kami menyesuaikan impedansi sistem secara dinamis secara real-time, menyesuaikan dengan gerakan atau gangguan tanpa mengorbankan transfer daya.”
Arsitektur Sistem
Papan pengisian standar berukuran 3 ft × 3 ft dan mencakup plate induksi “cerdas” yang mengidentifikasi tipe baterai drone saat mendarat, secara otomatis mengonfigurasi profil pengisian daya yang benar.
Empat komponen inti mendefinisikan stasiun WiBotic: unit transmiter, antena coil transmiter, unit pengisian papan atas, dan antena coil penerima. Transmiter mengirimkan sinyal frekuensi tinggi melalui kabel koaksial SMA ke antena coil, yang menghasilkan medan listrik dan magnet yang diperlukan. Charger papan atas mengubah energi RF yang diterima kembali menjadi DC, dengan aman mengisi berbagai macam baterai.
Figure 2: Diagram blok arsitektur WiBotic (Sumber: WiBotic)
Prosesor papan atas adalah mikrokontroler berbasis ARM STM32 yang menjalankan state-machine dan algoritma kontrol dinamis. Penyesuaian cepat dan rendah latensi mencegah gangguan sistem saat tingkat daya melebihi beberapa ratus watt. Untuk memaksimalkan efisiensi, WiBotic mengintegrasikan teknologi semiconductor GaN dalam amplifier RF-nya, memungkinkan switching frekuensi tinggi dengan kerugian minimal.
Bermitra dengan GaN Systems Inc., WiBotic mengintegrasikan perangkat GaN untuk memenuhi persyaratan daya dan jangkauan drone dan robot. Regulator Vicor 48V VI Chip PRM menyediakan daya transmiter, menerima 48 V dari pasokan AC-DC dan mengatur output secara adaptif antara 20 V dan 55 V.
Figure 3: Robot dengan pengisian daya nirkabel (Sumber: WiBotic)
Matt Carlson, VP Bisnis Pengembangan, mencatat, “Sementara kami fokus pada robotika dan otomasi industri, adopsi yang lebih luas dari pengisian daya nirkabel—dari ponsel seluler hingga peralatan industri berat—mendorong inovasi kami. Kami mengembangkan algoritma yang dipicu AI yang belajar dari tren pengisian daya historis untuk memprediksi performa masa depan.”
Platform berbasis cloud WiBotic memungkinkan pemantauan dan kontrol jarak jauh dari seluruh proses pengisian daya. Operator dapat menjadwalkan pengisian daya cepat selama periode penerbangan puncak atau pengisian daya tingkat pemeliharaan ketika permintaan penerbangan lebih rendah.
Awalnya diterbitkan di EE Times.
