Dalam sebuah langkah yang suatu hari nanti dapat membebaskan countertops dunia dari jerat kabel pengisi daya, para peneliti di University of Michigan dan University of Tokyo telah mengembangkan sistem untuk menyalurkan listrik dengan aman melalui udara, yang berpotensi mengubah seluruh bangunan menjadi zona pengisian nirkabel.
Dirinci dalam studi baru, teknologi dapat menyalurkan daya 50 watt menggunakan medan magnet.
Alanson Sample, profesor ilmu komputer dan teknik UM, mengatakan bahwa selain melepaskan ponsel dan laptop, teknologi ini juga dapat memberi daya pada perangkat medis yang ditanamkan dan membuka kemungkinan baru untuk robotika bergerak di rumah dan fasilitas manufaktur. Tim juga bekerja untuk menerapkan sistem di ruang yang lebih kecil dari ukuran ruangan, misalnya, kotak peralatan yang mengisi daya alat yang ditempatkan di dalamnya.
“Ini benar-benar meningkatkan kekuatan dunia komputasi di mana-mana—Anda dapat memasukkan komputer ke dalam apa pun tanpa harus khawatir tentang mengisi daya atau mencolokkannya,” kata Sample. “Ada banyak aplikasi klinis juga; implan jantung saat ini, misalnya, membutuhkan kabel yang mengalir dari pompa melalui tubuh ke catu daya eksternal. Ini bisa menghilangkannya, mengurangi risiko infeksi dan meningkatkan kualitas hidup pasien.”
Tim, yang dipimpin oleh para peneliti di Universitas Tokyo, mendemonstrasikan teknologi di ruang uji aluminium yang dibuat khusus berukuran sekitar 10 kaki kali 10 kaki. Mereka menyalakan lampu, kipas, dan ponsel secara nirkabel yang dapat menarik arus dari mana saja di dalam ruangan terlepas dari penempatan orang dan furnitur.
Sistem ini merupakan peningkatan besar dari upaya sebelumnya pada sistem pengisian nirkabel, yang menggunakan radiasi gelombang mikro yang berpotensi berbahaya atau perangkat yang diperlukan untuk ditempatkan pada bantalan pengisian khusus, kata para peneliti. Sebagai gantinya, ia menggunakan permukaan konduktif di dinding ruangan dan kutub konduktif untuk menghasilkan medan magnet.
Perangkat memanfaatkan medan magnet dengan gulungan kawat, yang dapat diintegrasikan ke dalam elektronik seperti ponsel. Para peneliti mengatakan sistem dapat dengan mudah ditingkatkan ke struktur yang lebih besar seperti pabrik atau gudang sambil tetap memenuhi pedoman keselamatan yang ada untuk paparan medan elektromagnetik.
“Sesuatu seperti ini akan paling mudah diterapkan dalam konstruksi baru, tetapi saya pikir retrofit juga mungkin dilakukan,” kata Takuya Sasatani, seorang peneliti di Universitas Tokyo dan penulis korespondensi dalam studi tersebut. “Beberapa bangunan komersial, misalnya, sudah memiliki tiang penyangga logam, dan seharusnya memungkinkan untuk menyemprotkan permukaan konduktif ke dinding, mungkin mirip dengan bagaimana langit-langit bertekstur dilakukan.”
Kunci untuk membuat sistem ini bekerja, kata Sample, adalah membangun struktur resonansi yang dapat menghantarkan medan magnet seukuran ruangan sambil membatasi medan listrik berbahaya, yang dapat memanaskan jaringan biologis.
Solusi tim menggunakan perangkat yang disebut kapasitor lumped. Ditempatkan di rongga dinding, mereka menghasilkan medan magnet yang beresonansi melalui ruangan, sambil menjebak medan listrik di dalam kapasitor itu sendiri. Hal ini mengatasi keterbatasan sistem daya nirkabel sebelumnya, yang terbatas pada pengiriman daya dalam jumlah besar selama beberapa milimeter atau daya dalam jumlah sangat kecil untuk jarak jauh.
Rintangan kedua adalah bagaimana menghasilkan medan magnet yang mencapai setiap sudut ruangan—medan magnet cenderung bergerak dalam pola melingkar, menciptakan titik mati di ruangan persegi. Selain itu, penerima perlu menyelaraskan dengan bidang dengan cara tertentu untuk menarik daya.
“Menarik kekuatan di udara dengan kumparan sangat mirip dengan menangkap kupu-kupu dengan jaring,” kata Sample. “Triknya adalah membuat kupu-kupu sebanyak mungkin berputar-putar di sekitar ruangan ke arah sebanyak mungkin. Dengan begitu, Anda akan menangkap kupu-kupu di mana pun jaring Anda berada atau ke arah mana jaring itu diarahkan.”
Untuk mewujudkannya, sistem menghasilkan dua medan magnet 3D yang terpisah. Yang satu bergerak melingkar di sekitar tiang tengah ruangan, sementara yang lain berputar di sudut, berjalan di antara dinding yang berdekatan. Pendekatan ini menghilangkan titik mati, memungkinkan perangkat untuk menarik daya dari mana saja di ruang angkasa.
Pengujian dengan boneka anatomi menunjukkan bahwa sistem dapat mengirimkan setidaknya 50 watt daya ke lokasi mana pun di ruangan tanpa melebihi pedoman FCC untuk paparan energi elektromagnetik. Sample mengatakan kemungkinan, bagaimanapun, adalah mungkin untuk memberikan tingkat daya yang lebih tinggi dengan penyempurnaan sistem lebih lanjut.
Para peneliti mencatat bahwa penerapan sistem dalam pengaturan komersial atau perumahan kemungkinan bertahun-tahun lagi. Mereka saat ini bekerja untuk menguji sistem di sebuah gedung di kampus UM. Mereka akan menerapkannya sebagai retrofit dan konstruksi baru di serangkaian ruangan yang menggunakan teknik konstruksi standar, dengan tanggal penyelesaian yang ditetapkan untuk musim gugur ini.
Tim tersebut juga termasuk Yoshihiro Kawahara, profesor teknik elektro dan sistem informasi di Universitas Tokyo. Penelitian ini didukung oleh Japan Science dan Teknologi Badan dan Masyarakat Jepang untuk Promosi Ilmu Pengetahuan.
Biro Waktu ELE
ELE Times menyediakan liputan global yang komprehensif tentang Elektronik, Teknologi, dan Pasar. Selain menyediakan artikel yang mendalam, ELE Times menarik pemirsa terbesar, berkualitas, dan sangat terlibat di industri ini, yang menghargai konten kami yang tepat waktu, relevan, dan format populer. ELE Times membantu Anda membangun kesadaran, mengarahkan lalu lintas, mengomunikasikan penawaran Anda kepada audiens yang tepat, menghasilkan prospek, dan menjual produk Anda dengan lebih baik.
-
Biro Waktu ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminPerangkat Analog Selesaikan Akuisisi Maxim Integrated
-
Biro Waktu ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminTingkatkan ke 'Atmanirbhar Bharat' di Pertahanan
-
Biro Waktu ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminPeneliti Membuat Baterai Isi Ulang yang Menyimpan Daya Enam Kali Lebih Banyak
-
Biro Waktu ELEhttps://www.eletimes.com/author/adminBaterai Bertenaga Keringat Merenggang Dikembangkan untuk Teknologi yang Dapat Dipakai