Wireless Charging [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) berlangsung dengan pesat terutama dalam bidang informasi dan komunikasi. Perkembangan IPTEK menimbulkan suatu era yang disebut dengan era globalisasi. Berbicara soal teknologi, tentunya kita tidak terlepas dari energi yang digunakan bagi teknologi tersebut. Energi memainkan peranan penting sebagai sumber kekuatan utama pada teknologi zaman modern ini. Sebagai contoh energi listrik, energi ini banyak digunakan oleh teknologi-teknologi zaman modern seperti laptop, hp, computer, dll. Hal ini tentunya juga dibutuhkan oleh konsumen. Jika makin meningkatnya kebutuhan konsumen akan teknologi maka secara otomatis kebutuhan akan energi juga akan meningkat. Hal ini dilihat dari kebanyakan teknologi sekarang yang sangat bergantung pada energi untuk menggunakannya. Seiring dengan kebutuhan masyarakat dalam menggunakan teknologi secara praktis, maka teknologi transfer daya nirkabel dinilai sebagai teknologi yang sangat dibutuhkan karena penggunaannya yang aplikatif dan fleksibel. Selain karena penggunaannya yang praktis, teknologi ini juga dapat menghilangkan bahaya seperti kebakaran akibat arus pendek, dan hal yang tidak diinginkan lainnya dikarenakan kabel yang jelek yang cepat meleleh, dsb. Teknologi pentransferan energi listrik tanpa kabel atau transmisi power



wireless ini sebenarnya sudah lama didemonstrasikan oleh Nicholas Joseph Callan pada 1836, dengan menggunakan kumparan (coil) induksi yang terdiri dari dua gulungan kabel yang diisolasi. Kumparan pertama yang dialiri listrik dari baterai menginduksi kumparan kedua yang diletakkan berjauhan. Kemudian pada tahun 1893, Nikola Tesla berhasil mengirimkan daya listrik sebesar 1.000.000 volt tanpa kabel sejauh 26 mil untuk menyalakan 200 lampu bohlam dan satu motor listirk. Namun penemuan dan teknologi yang dibuatnya pada masa itu harus dihentikan, karena efek samping dari pengiriman tegangan yang sangat tinggi dapat merusak benda-benda elektronik disekitarnya, serta lompatan listrik yang dihasilkan dari alat tersebut dapat membahayakan manusia.( Valone F. Thomas, 2003) Kemudian penemuan Tesla dikembangkan oleh ilmuan Jerman Heinrich Hertz, dimana dia berhasil melakukan percobaan dengan radiasi radio antara dua titik tanpa kabel. Pada penghujung tahun 2006, para peneliti di MIT juga melaporkan bahwa mereka telah menemukan sebuah cara yang efisien untuk mentransfer listrik antarkumparan yang berjarak beberapa meter. Tim ini membuat teori bahwa mereka dapat memperpanjang jarak antarkumparan dengan menambahkan resonansi pada frekuensi medan magnet yang sama. Hasil penelitian di MIT tersebut menunjukkan bahwa induksi dapat terjadi jika medan elektromagnet di sekitar kumparan beresonansi pada frekuensi yang sama. Pada sistem ini, listrik berjalan sepanjang gelombang elektromagnetik, dan dapat disalurkan dari satu kumparan ke kumparan lainnya selama mereka memiliki frekuensi resonansi yang sama. Efek yang



dihasilkannya sama seperti yang terjadi pada satu terompet yang ditiup dapat menyebabkan terompet lain ikut berbunyi. (Roses Supiandi, 2011). Pada tahun 2013, Dua orang mahasiswa bernama Allen Hawkes dan Alexander Katko dari Universitas Duke Pratt School of Enginering, North Carolina, Amerika Serikat, dibantu oleh seorang profesor teknik elektro dan komputer, Steven Cummer, juga melakukan penelitian tentang wireless charging. Mereka menggunakan lima fiberglass dan konduktor energi kabel tembaga yang ditaruh di atas papan sirkuit untuk menciptakan susunan metamaterial. Besar dugaan, tegangan yang dihasilkan lebih kuat dari charger USB. Material adalah sebuah struktur teknik yang mampu menampung berbagai bentuk gelombang energi. Dengan menaruh material tertentu, termasuk tembaga, fiberglass, dan juga emas dalam bentuk pola, semua bahan tersebut dapat digabungkan menjadi super material.



Para



peneliti berhasil



menguji



penampung



energi



buatannya



dengan microwave, mereka berpendapat ke depannya itu dapat digunakan untuk menampung sinyal dari sumber lain seperti sinyal satelit, gelombang suara atau sinyal Wi-Fi untuk mengisi daya baterai ponsel. Dengan adanya penelitian yang telah ada sebelumnya tentang wireless charging, penulis ingin mengembangkan penelitian dan teknologi yang telah ada sebelumnya dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik sebagai media transmisinya.



1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalh dari tugas akhir ini adalah: 1. Bagaimana merancang rangkaian transmitter dan receiver untuk mentransfer energi listrik tanpa menggunakan kabel sebagai media transmisinya. 2. Bagaimana mencharger handphone dengan system charging handphone tanpa menggunakan kabel (nirkabel). 3. Apa saja kesulitan yang di atasi dari adanya system Charging Nirkabel.



1.3 Tujuan Tugas Akhir Adapun tujuan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah : 1. Merancang dan membuat sebuah rangkaian transmitter dan receiver untuk mentransfer energi listrik tanpa menggunakan kabel sebagai media transmisinya. 2. Mencharger



handphone



dengan



system



charging



handphone



tanpa



menggunakan kabel (nirkabel). 3. Meningkatkan efisiensi dari daya yang mampu di terima oleh batterai saat melakukan charging.



1.4



Batasan Masalah Pada tugas akhir ini alat yang akan kami buat di batasi pada hal-hal sebagai



berikut : 1. Perancangan transmitter dan receiver pada frekuensi 4,8 GHz.



2. Mengukur jarak maksimum antara transmitter dan receiver. 3. Menghitung efisiensi daya yang di terima pada baterai saat melakukan pengisian menggunakan system pengisian baterai tanpa menggunakan kabel. 4. Menghitung efisiensi daya yang digunakan didalam suatu ruangan.



1.5



Metode Penelitian Metode yang akan digunakan dalam tugas akhir ini terdiri dari langkah-



langkah sebagai berikut : 1. Studi Literatur, yaitu pencarian dan pengumpulan literatur-literatur serta kajian-kajian yang berkaitan dengan masalah-masalah yang ada pada tugas akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, internet, dan sumbersumber lain yang berhubungan dengan permasalahan yang dikaji. 2. Membuat rangkaian dan alat sesuai rancangan yang di perlukan dalam mendukung sistem cas hp nirkabel. 3. Pengujian alat dan sistem, dilakukan dengan melihat kemampuan system menerima energy listrik dari WiFi dan mengukur efisiensi pengisian batterai pada perangkat mobile selluler. 4. Menganalisis hasil yang didapatkan pada uji alat tersebut. 5. Kesimpulan berdasarkan hasil simulasi dan analisa.



1.6



Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang akan digunakan untuk mengembangkan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :



BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan tentang latar belakang, perumusan masalah, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup, metode penelitian dan sistematika penulisan



BAB II LANDASAN TEORI Bab ini membahas dasar-dasar teori tentang teknologi Wireless Power Transmision (WPT) atau Pengiriman Daya Listrik Nirkabel.



BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisikan metode dan tahap-tahap yang akan digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir. Serta perangkat-perangkat atau alat yang digunakan dalam pembuatan perangkat lunak.



BAB IV PERANCANGAN APLIKASI Bab ini berisikan analisa dan perancangan aplikasi perangkat lunak yang akan dibangun. Perancangan aplikasi membahas tentang tahapan kegiatan pengolahan data input, dan proses perancangan perangkat lunak.



BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Berisikan implementasi hasil dan pembahasan aplikasi perangkat lunak yang dibangun.



BAB VI PENUTUP Bab ini merupakan bab terakhir dari laporan kegiatan penelitianyang berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan laporan yang telah dibuat.