Transfer Daya Nirkabel: Dasar-dasar dan Manfaat

Tentang Rangkaian Transfer Daya Nirkabel，Tidak dapat disangkal, beberapa dari kita telah mengalami kehilangan daya saat mentransmisikan daya listrik. Kehilangan, yang kadang-kadang mendekati 24% (menurut World Resource Institute), terjadi karena resistensi pada kawat jaringan. Konsep sistem Transfer Daya Nirkabel (WPT) (seperti yang diperkenalkan oleh Nikola Tesla) bertujuan untuk mentransmisikan listrik melalui metode induksi elektromagnetik. Dalam prosesnya, Anda akan mengatasi kehilangan energi listrik, dan mencapai transfer energi yang efisien.

Teknologi WPT menggunakan tiga sistem, yaitu, resonansi, sel surya, dan transmisi daya microwave. 

1. Apa itu Rangkaian Transfer Daya Nirkabel? 

Transmisi daya nirkabel/transfer energi nirkabel merujuk pada transmisi energi listrik dari sumber daya ke beban listrik atau perangkat penerima tanpa menggunakan kawat penghubung atau tautan fisik. Tidak hanya cepat dan andal, tetapi Anda juga dapat menggunakannya untuk transmisi jarak pendek atau jauh. 

Teknologi transfer daya nirkabel direkomendasikan untuk pengisian daya perangkat seperti perangkat nirkabel, misalnya, laptop, karena ia memiliki isolasi galvanik. Jadi, ada risiko lebih rendah untuk mengalami kejutan listrik. 

Prinsip Kerja 

Sistem transfer daya nirkabel terdiri dari penerima, medium, dan pengirim yang bekerja di bawah prinsip transmisi daya coupling induktif. 

(sistem transfer daya nirkabel)

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/

Pengirim; Sebagian besar, kita menerapkan energi listrik (dalam bentuk energi elektromagnetik dalam gelombang, cahaya, atau medan magnet yang berubah). Kemudian, pengirim mentransmisikan energi listrik ke bentuk energi lain, yang menghasilkan tingkat daya listrik yang sesuai.

Medium; Kedua, kita memiliki medium yang memungkinkan lalur energi yang ditransmisikan. Ini dapat berupa vakum, udara, atau bentuk padat. Harap jangan menggunakan medium logam karena ia tidak akan mengizinkan lalur energi listrik untuk menghasilkan panas. 

Penerima; Terakhir, penerima akan menerima daya yang ditransmisikan lalu mengubahnya menjadi listrik. Dan sekarang, perangkat daya nirkabel Anda siap digunakan. 

Sebuah rangkaian transfer daya nirkabel 

Komponen yang diperlukan 

• 20-30 garis elektromagnetik (kawat tembaga)

Anda dapat membentuk coil elektromagnetik (dengan kawat tembaga) dengan melilitkan konduktor di sekitar inti. Biasanya, ia berfungsi dengan menggunakan coupling magnetik untuk transfer energi dalam rangkaian listrik. Selain itu, Anda dapat menemukan beberapa coil listrik seperti coil Maxwell, Tesla, Choke, dan Barker, yang sesuai dengan parameter rangkaian yang direkomendasikan.

• Sebuah baterai -1.5V
• Transistor (2N2222)
• LED
• Resistor – 1.2k
• Breadboards 

Beberapa tips dalam merancang rangkaian transmisi daya nirkabel;

Pertama dan terpenting, saat menangani pengirim, Anda harus memiliki penggelaran 17 putaran kawat, loop untuk sambungan center tap lalu lagi 17 putaran penggelaran kawat. Di sisi lain, penerima hanya harus memiliki 34 putaran penggelaran coil tetapi tidak ada sambungan center tap. 

Struktur rangkaian 

Rangkaian sederhana di bawah ini memiliki dua bagian; penerima dan pengirim. 

Rangkaian pengirim dan kerjanya

Rangkaian pengirim 

Sumber AC adalah pasokan daya yang mendorong coil pengirim untuk menciptakan medan elektromagnetik di sekitarnya. Nanti, ketika kawat tembaga center-tapped, kedua sisi akan mulai mendapatkan muatan. Dari diagram, Anda dapat melihat bahwa satu sisi kawat tembaga memiliki sambungan ke terminal kolektor transistor NPN sementara sisi lainnya terhubung dengan resistor.

Ketika sistem sedang mengisi daya, resistor basis akan mulai mengkonduksi lalu menyala transistor. Selanjutnya, transistor mengosongkan induktor saat koneksi emitter ke ground. 

Pengisian dan pengosongan yang bersamaan menghasilkan sinyal osilasi AC frekuensi tinggi, yang mengakibatkan transmisi medan magnet. 

Rangkaian penerima dan kerjanya 

Rangkaian penerima 

Coil penerima memeriksa medan magnet frekuensi tinggi dari pengirim. Setelah itu, ia mulai menghasilkan tegangan EMF yang akhirnya menyala lampu LED. Hukum induksi Faraday mengatur operasi coil penerima.

2.Rangkaian Transfer Daya Nirkabel—Efisiensi Transmisi Daya Nirkabel

Quando datang ke efisiensi, WPT memiliki estimasi efisiensi 10% atau lebih rendah. Rumus untuk menghitung efisiensi adalah;

Efisiensi = (Daya keluaran / Daya masukan) x 100%

Daya = Volt x Arus 

Kehilangan efisiensi yang besar menjelaskan mengapa mudah untuk menerapkan rangkaian transmisi daya nirkabel dalam aplikasi daya rendah, seperti sikat gigi listrik, dan bukan dalam mesin daya tinggi, seperti mobil listrik. Selain itu, perangkat teknologi yang dipakai nirkabel tidak ramah lingkungan jika audiens besar terus-menerus menggunakannya. Anda akan perlu menerapkan hingga 10 kali daya untuk menyalakan perangkat listrik. Akibatnya, produksi energi listrik akan meningkat lalu menjadi berbahaya untuk planet dan tubuh manusia. 

Untungnya, semua jenis transmisi daya nirkabel memiliki peraturan yang mendukung penggunaan manusia. 

3. Keuntungan dan Kerugian Rangkaian Transmisi Daya Nirkabel 

Keuntungan 

Kelebihan transfer daya nirkabel adalah;

• Pertama, ia hemat biaya.
• Kemudian, Anda dapat dengan mudah merancang rangkaian karena itu proses yang sederhana.
• Juga, arus frekuensi operasinya rendah.
• Selain itu, WPT memungkinkan Anda untuk membuat produk tahan air karena Anda tidak perlu port daya untuk mengisi daya perangkat Anda. 
• Lagi, Anda dapat meningkatkan umur produk Anda dengan WPT. Ini karena Anda akan menghindari kerusakan fisik langsung pada produk melalui pemasangan charger di port atau konektor. 
• Terakhir, desain rangkaiannya cocok untuk jarak pendek (komunikasi medan dekat).

Kekurangan 

Seperti dengan setiap konsep teknologi, WPT juga memiliki kekurangan. Mereka meliputi;

• Sayangnya, ia tidak efisien untuk jarak jauh. Namun, untuk mengatasi tantangan jarak, Anda dapat meningkatkan jumlah putaran coil. 
• Ia juga memiliki efisiensi rendah yang dapat Anda atasi dengan menggunakan Integrated Circuit driver transmisi nirkabel yang lebih baik. Alternatifnya, Anda dapat menggunakan MOSFETs atau transistor untuk membangun topologi push-pull. 
• Secara tambahan, Anda akan mengalami kehilangan daya/energi tinggi, yang tidak aman untuk lingkungan.
• Terakhir, fiturnya bersifat non-direksional/ paritas waktu non-linier. 

4. Aplikasi Rangkaian Transmisi Daya Nirkabel 

Rangkaian transmisi energi nirkabel memiliki berbagai macam aplikasi. Mereka mencakup berikut;

• Engineering model,
• Industri transportasi, misalnya dalam kendaraan listrik,
• Engineering industri,
• Peralatan medis/ implant biomedis,
• Aplikasi prostesis retina, 
• Elektronik konsumen, dan 
• Sektor pemanasan dan ventilasi. 

(pengisian daya induktif nirkabel ponsel).

Kesimpulan 

Untuk menyimpulkan, postingan hari ini fokus pada dasar-dasar transfer daya nirkabel bersama beberapa tantangan, aplikasi, dan manfaatnya. Anda dapat menggunakan WPT dalam berbagai sistem teknologis seperti pengisian daya kendaraan listrik, perangkat portabel, dan perangkat seluler seperti ponsel.

Yang lebih baik, mencapai transmisi daya nirkabel yang efisien dan kuat adalah mungkin karena amplifier mode switch hemat daya. Amplifier memiliki umpan balik sensor arus dalam simetri paritas waktu yang kuat. Oleh karena itu, ia membantu dalam memecahkan non-direksionalitas. 

Butuh bantuan teknis mengenai WPT? Hubungi kami, dan kami akan merespon Anda secepat mungkin.