Penanganan Energi RF Mendorong Ekspansi Aplikasi Nirkabel Berbasis AI

Seiring bertambahnya jumlah perangkat seluler dan sistem terhubung, daya yang andal dan berkelanjutan menjadi bottleneck kritis. Mengganti baterai konvensional dengan sistem penambaran energi RF dapat menghilangkan banyak masalah keselamatan dan logistik sambil menyediakan daya untuk gelombang berikutnya teknologi yang didorong AI. Analis pasar global memproyeksikan CAGR 22 persen untuk solusi daya RF antara 2020 dan 2025, sebagian besar didorong oleh kebutuhan data algoritma AI modern.

Mengapa AI Mendorong Pergeseran ke Daya RF

Model AI tumbuh pada data, dan semakin banyak data yang diterima, semakin baik prediksi mereka. Daya nirkabel menyediakan sumber energi yang andal yang dapat menjaga sensor AI dan perangkat edge tetap online tanpa kebutuhan untuk penggantian baterai yang sering atau koneksi kabel yang merepotkan. Dalam wawancara dengan EE Times Europe, Charlie Goetz, CEO Powercast, menyoroti IoT, sistem bantu pengemudi canggih (ADAS), dan infrastruktur kota pintar sebagai sektor AI-central yang siap mendapatkan manfaat dari daya nirkabel.

Penanganan Energi RF: Sumber Daya yang Selalu Ada

Sinyal radiofrekuensi melintasi 3 kHz hingga 300 GHz dan dipancar di mana saja—dari router Wi-Fi hingga menara seluler—terlepas dari cuaca atau geografi. Dengan menangkap gelombang lingkungan ini, antena penerima menginduksi tegangan yang dapat disimpan di kapasitor dan kemudian dikondisikan menjadi daya DC yang dapat digunakan. Sementara konsepnya sederhana, memaksimalkan efisiensi bergantung pada desain antena penerima dan rangkaian kondisi daya terkait.

Aplikasi di Berbagai Industri

Otomatisasi Industri

Pabrik sering menempatkan sensor di lokasi sulit dijangkau atau berbahaya. Baterai tradisional memerlukan penggantian manual yang berisiko. Sensor yang didayakan nirkabel dapat diatur dan lupakan, memastikan aliran data yang tidak terganggu ke sistem AI yang memantau kesehatan peralatan dan memicu pemeliharaan pencegahan.

Kendaraan Otonom

Mobil tanpa sopir mengandung konstelasi sensor—radar, lidar, kamera—untuk menginterpretasikan lingkungannya. Menyiapkan kabel untuk setiap sensor menambahkan bobot dan kompleksitas. Sensor yang didayakan RF menghilangkan kabel ini, meningkatkan keandalan dan keamanan kendaraan.

Kota Pintar

Infrastruktur perkotaan—lampu lalu lintas, Wi-Fi publik, pemantau lingkungan—memerlukan daya dan konektivitas yang berkelanjutan. Pengisian daya nirkabel yang didukung oleh RF ambient dapat mendukung jaringan sensor padat, memungkinkan analitik waktu nyata untuk manajemen lalu lintas, distribusi energi, dan keselamatan publik.

Dasar Teknis

Daya yang diterima menurun seiring jarak sebagaimana dijelaskan oleh persamaan transmisi Friis:

dimana P_T adalah daya transmisi, P_R adalah daya terima, G_T dan G_R adalah gain antena, λ adalah panjang gelombang, dan d adalah jarak. Desain antena penerima—baik dietch di PCB atau dedikasi coil—secara langsung mempengaruhi efisiensi penambaran.

Gambar 1 menunjukkan antena patch 900 MHz Powercast, terintegrasi dalam evaluation kit P2110.
Gambar 1: Antena patch Powercast (900 MHz) yang termasuk dalam evaluation kit P2110.

Solusi Dunia Nyata Powercast

Pada 2021, Powercast meraih BIG Innovation Award untuk sistem pemindai suhu RFID yang didayakan nirkabel, alat saring COVID-19 yang diisi daya saat pengguna berdiri di dekat pembaca RFID. Sistem menggabungkan sensor suhu, pembaca RFID, dan layar untuk memberikan pemeriksaan kesehatan instan dan tanpa kontak di pintu masuk korporat.

Goetz menjelaskan bahwa desain antena sangat penting: "Pada 915 MHz kita hanya menangani beberapa miliwatt, bahkan di jarak dekat. Oleh karena itu, penyesuaian antena yang cermat dan manajemen energi esensial untuk memberikan pengalaman pengguna yang praktis."

Gambar 2 menunjukkan evaluation kit P2110-EVAL-02, yang menampilkan receiver RF, transmitter, antena, dan papan charge pump.
Gambar 2: Evaluation Kit P2110-EVAL-02.

Dengan impedansi 50 Ω, antena penerima cocok dengan tahap input perangkat, dan tegangan yang dikumpulkan dinaikkan oleh charge pump sebelum dikonversi ke DC. Evaluation kit Powercast memungkinkan prototyping cepat dan pengujian lapangan bagi pengembang yang menjelajahi penambaran energi RF.

Kesimpulan

Penanganan energi RF siap menjadi tulang punggung ekosistem nirkabel yang didayakan AI. Dengan menyediakan sumber daya bersih dan bebas perawatan, ia memberdayakan otomatisasi industri, kendaraan otonom, dan penerapan kota pintar untuk mencapai keandalan yang lebih tinggi dan biaya operasional yang lebih rendah.

> Artikel ini awalnya diterbitkan di situs saudara kami, EE Times Europe.