How Wireless Charging Works
Pada era teknologi saat ini, mulai banyak ditemukan pengisian baterai tanpa menggunakan kabel (nirkabel) atau dikenal dengan Wireless Charging. Teknologi ini sudah menjadi trend yang semakin diaplikasikan ke produk-produk konsumen seperti smartphone, smartwatch dan electric toothbrush. Fitur ini sudah banyak digunakan pada smartphone high-end, seperti Samsung dan Apple.
Wireless Charging atau pengisian nirkabel adalah transmisi atau pengiriman arus listrik dari sumber listrik ke perangkat penerima tanpa menggunakan koneksi fisik atau kabel. Arus listrik digunakan untuk mengisi baterai dari perangkat penerima. Penghubung atau konduktornya adalah Wireless Charger.
Sebenarnya, teknologi wireless charging bukan merupakan hal baru. Pada tahun 1890-an, seorang ilmuwan Amerika Serikat, Nikola Tesla, merupakan orang pertama yang mencoba teknologi transmisi energi nirkabel. Pada saat itu, ia sukses menyalakan lampu listrik tanpa menggunakan kabel.
Gambar di samping adalah sebuah alat wireless charger yang umum disebut charging pad dengan merek Belkin. Di dalam charging pad tersebut, terdapat beberapa komponen sebagai berikut.
- Lampu LED yang berfungsi untuk mendeteksi objek asing
- Permukaan non-slip sebagai pengaman.
3. Bagian koil pemancar untuk pengisian nirkabel
4. Bagian desain yang tanpa kipas agar saat pengoperasian tidak berisik
5. Bagian chipset pengisian nirkabel yang bekerja untuk menggabungkan berbagai fitur
6. Sensor perlindungan termal
7. Bagian sirkuit untuk deteksi objek asing.
Tidak semua wireless charger pad memiliki desain dan komponen yang sama persis seperti yang dimiliki Belkin. Tetapi pada prinsipnya,wireless charger umumnya memiliki beberapa bagian tersebut.
Bagaimana cara kerja wireless charging?
Secara sederhana, teknologi wireless charging mirip dengan teknologi Bluetooth atau Wi-Fi yang dapat memindahkan data dari satu device ke device lain secara nirkabel. Hal tersebut dapat terjadi berkat induksi elektromagnetik untuk mentransfer energi di antara dua perangkat. Induktor bertugas mengubah arus listrik menjadi magnet elektromagnetik. Ketika smartphone atau perangkat lain yang mumpuni diletakkan di atas wireless charger, maka magnet tersebut dapat memindahkan arus listrik dan akan ditangkap oleh kumparan di perangkat penerima.
Untuk penjelasan yang lebih detail, silahkan simak pembahasan berikut.
Pengisian nirkabel atau wireless charging pada dasarnya memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik yang digunakan pada transformator daya listrik, generator dan motor. Aliran arus listrik melalui kumparan menyebabkan medan magnet yang berubah di sekitar kumparan dan menginduksi arus pada kumparan berpasangan lainnya. Hal ini sebagai prinsip pemindahan energi listrik antara kumparan primer dan sekunder dalam transformator listrik, walaupun mereka tampak terisolasi secara listrik. Dalam pengisian nirkabel atau wireless charging, setiap komponen yaitu transmitter (pemancar) dan receiver (penerima) yang membentuk sistem masing-masing memiliki kumparan atau koil.
Berbeda dengan transformator atau trafo pada umumnya di mana terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang membentuk satu komponen utuh, wireless charging memisahkan kumparan primer dan kumparan sekunder menjadi dua komponen yang berdiri sendiri. Kumparan atau gulungan primer pada trafo virtual diletakan di rangkaian transmitter (pemancar) sedangkan gulungan sekunder trafo virtualnya dipasangkan di sirkut receiver (penerima). Dengan demikian, ketika menempatkan kedua rangkaian tersebut yaitu sirkuit transmitter (pemancar) dan rangkaian receiver (penerima) secara berdekatan antara satu sama lainnya, maka akan menimbulkan aksi atau hasil seperti pada transformator (trafo) pada umumnya.
Cara kerja wireless charging
- Tegangan listrik diubah menjadi arus bolak-balik pada frekuensi tinggi (AC).
- Arus bolak-balik (AC) yang dikirim ke kumparan pemancar oleh rangkaian pemancar, lalu menginduksi medan magnet berubah dalam kumparan pemancar.
- Arus bolak-balik yang mengalir dalam kumparan pemancar menginduksi medan magnet yang meluas ke kumparan penerima (dalam jarak tertentu).
- Medan magnet menghasilkan arus dalam perangkat kumparan penerima. Proses dimana energi ditransmisikan antara pemancar dan penerima kumparan disebut kopling magnet atau resonansi dan dicapai oleh kedua kumparan beresonansi pada frekuensi yang sama.
- Arus yang mengalir dalam kumparan penerima diubah menjadi arus searah (DC) dengan rangkaian penerima, yang kemudian dapat digunakan untuk mengisi baterai.
Power dapat ditransfer dengan aman melalui celah udara dan juga melalui benda non-logam yang mungkin ada di antara kumparan yaitu kayu, plastik, granit. Semakin banyak gulungan transmitter, semakin memperluas jangkauan di mana power dapat ditransfer.
Yuk, simak video berikut untuk gambaran secara visualnya!
Manfaat Wireless Charging
- Pengisian perangkat dapat dilakukan di mana-mana.
- Mengurangi resiko percikan api dan puing-puing yang berhubungan dengan kontak kabel.
- Mengurangi biaya terkait dengan mempertahankan konektor mekanik.
- Lebih nyaman digunakan (apabila dengan kabel biasanya mudah terbelit atau rusak).
Kelebihan dan Kekurangan Wireless Charging
Kelebihan:
- Lebih cepat karena tidak perlu menghubungkan kabel dan colokan USB ke smartphone.
- Terhindar dari kerusakan konektor USB karena sering dipergunakan untuk mengisi baterai.
- Lebih hemat kabel charger akibat kerusakan USB mini pada bagian pengisian.
- Praktis, karena dapat menghentikan charging saat smartphone berbunyi dengan hanya menjauhkan dari charger dan mengisi kembali baterai setelah selesai menggunakan smartphone, terutama pada jenis baterai Litihum.
- Dapat ditempatkan di berbagai tempat umum seperti airport, cafe, restoran dan mall untuk umum tanpa perlu menyediakan berbagai macam charger dengan colokan berbeda untuk setiap merek.
- Baterai smartphone akan lebih sehat karena ketika melakukan pengisian daya, pengguna menjadi tidak bisa terus menggunakannya.
Kekurangan:
- Waktu yang dibutuhkan untuk pengisian nirkabel relatif lebih lama dibandingkan langsung mengisi daya dengan kabel.
- Penggunaan listrik lebih besar daripada penggunaan pada jenis kabel. Hal ini disebabkan oleh sebagian energi diubah menjadi panas.
- Harga yang sedikit lebih mahal karena mengandalkan teknologi yang lebih rumit dari pada charger umum.
- Charger wireless membuat telepon atau smartphone lebih tebal dan berat dibandingkan charger biasa. Unit charger umumnya ditempatkan di belakang casing yang lebih tebal, sehingga membuat smartphone terasa lebih tebal dan berat.
- Tidak mudah mengisi daya baterai smartphone dengan sembarang sinyal wireless atau Wi-Fi yang ada.
- Teknologi ini membutuhkan alat tambahan yang biasanya berbentuk dock atau pelat yang tersambung ke arus listrik.
- Tidak semua smartphone bisa diisi daya baterai dengan menggunakan wireless charging, karena harus terdapat perangkat keras berupa receiver di smartphone tersebut.
Pemanfaatan Wireless Charger secara Massal
Terdapat beberapa standard dalam teknologi wireless charging, yaitu:
- Standard Qi (baca Chee)
Wireless charging yang dikeluarkan oleh WPC, Wireless Power Consortium. Standard Qi wireless charging pada awalnya didasarkan pada teknologi induksi medan magnet. Namun pada perkembangannya standard Qi juga menggunakan teknologi resonansi medan magnet. Jadi, standard Qi sekarang didasarkan pada teknologi induksi dan resonansi magnetis. Hingga saat ini standard Qi ini yang paling banyak diadopsi oleh mayoritas produsen smartphone. Bahkan, perusahaan Apple pun akhirnya berkiblat pada standar Qi wireless charging ini pada 2017 kemarin untuk produk iPhone 8 dan iPhone X-nya.
2. Standard Powermat
Wireless charging ini dikeluarkan oleh Power Matter Alliance, PMA. Prinsip kerjanya yaitu memanfaatkan induksi medan magnet. Walaupun menggunakn teknologi yang sama, antara Powermat dan Qi tidaklah compatible. Artinya, smartphone yang dilengkapi standard Qi wireless charging tidak bisa diisi daya baterai dengan wireless charger yang menggunakan standard PMA. Namun. terdapat beberapa smartphone yang sudah mengadopsi kedua standard ini, sehingga dapat diisi daya baterai pada wireless charger yang menggunakan standard Qi maupun PMA. Contohnya, Galaxy Note 8, S8, dan S7.
3. Standard Rezense
Wireless charging ini dikeluarkan oleh A4WP, Alliance for Wireless Power. Standard ini menggunakan teknik resonansi medan magnet untuk mentransfer energy. Kelebihan dari standard ini adalah smartphone tidak harus persis berada di atas charging pad. Bahkan, satu charging pad dapat digunakan untuk mengecas beberapa smartphone sekaligus. Disamping itu, jarak pengecasan bisa lebih jauh dibanding dengan sistem yang menggunakan induksi medan magnet. Namun, standard Rezense ini memerlukan bluetooth untuk berkomunikasi dengan perangkat smartphone yang sedang diisi daya. Selain itu, standard ini dianggap kurang efisien karena besarnya transfer energy lebih rendah dibanding teknologi induksi magnetis.
4. Antara PMA (Power Matters Alliance) dan A4WP (Alliance for Wireless Power) bergabung membentuk Air Fuel Alliance yang kemudian menghasilkan standard teknologi wireless charging dengan nama AirFuel.
Sumber:
https://rsinewsupdate.wordpress.com/
https://teknikelektronika.com/
