BAB IV ANALISA DAN PERFORMA PERANGKAT Efisiensi dan Evaluasi Kerugian daya

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA DAN PERFORMA PERANGKAT 4. 1 Efisiensi dan Evaluasi Kerugian daya Transfer daya nirkabel adalah proyek yang sangat efisien. Namun perhatian utama dengan paparan teknologi baru ini adalah potensi risiko yang menggunakan sinyal radio frekuensi tinggi. Pendekatan yang disarankan oleh Tesla, termasuk radiasi medan listrik yang kuat yang merupakan salah satu alasan utama mengapa teori tidak tergabung dalam teknologi modern. Sebuah pengukuran yang berbeda diambil sementara transfer energi nirkabel. Sebuah sumber tegangan dan frekuensi resonansi digunakan saat mengambil pengukuran. Efisiensi transfer daya akan ditentukan dalam proses ini dan kita bisa tahu berapa banyak daya yang hilang. Pengukuran telah diambil menyediakan 30V dengan frekuensi resonansi 1,5 MHz di pemancar dan tanpa Koil Intermediasi Pengukuran Simulasi untuk Komparasi - Sebuah bola 3 watt menyala di kekuatan penuh pada jarak 17 sentimeter dengan tegangan diukur 12 volt. - Sebuah bola 3 watt menyala hingga jarak maksimal 41 sentimeter dengan tegangan diukur 10 volt. - Sebuah LED menyala hingga jarak maksimal 70 sentimeter dengan tegangan diukur 2,2 volt. 39

2 - Tegangan diukur pada jarak 5,25 meter yang adalah 3 milivolt. Gambar 4.1 Wiring Diagram Transceiver, (a). Tranmitter (b). Intermediate Coil (c). Receiver Gambar. 4.2 Proyek Pemancar dan Penerima WPT 40

3 4.2.1 Bohlam 3 watt tanpa Koil Intermediasi Tabel 4.1 Hasil Perbandingan Untuk Bohlam 3 watt LED tanpa Koil Intermediasi Tabel 4.2 Hasil Perbandingan untuk LED 4. 3 Pengukuran Simulasi dengan Koil Intermediasi Pengukuran selanjutnya yang dilakukan yaitu dengan menambahkan koil menengah atau penulis sebut sebagai koil intermediasi ditempatkan di antara pemancar dan penerima pada jarak 12 cm dari pemancar. - Sebuah bola 3 watt menyala di kekuatan penuh pada jarak 34 sentimeter dengan tegangan diukur 15 volt. 41

4 - Sebuah bola 3 watt menyala hingga jarak maksimal 61 sentimeter dengan tegangan diukur 10 volt. - Sebuah LED menyala hingga jarak maksimal 89 sentimeter dengan tegangan diukur 2,2 volt. - Tegangan diukur pada jarak 5.90 meter dan tegangan diukur 6 mili-volt Bohlam 3 watt dengan Koil Intermediasi Tabel 4.3 Hasil Perbandingan Bohlam 3 watt dengan Koil Intermediasi LED dengan Koil Intermediasi Tabel 4.4 Hasil Perbandingan untuk LED dengan Koil Intermediasi 42

5 Untuk setup eksperimental dengan penerima tunggal, root mean square (rms) tegangan pemancar adalah 21.2V. Output rms tegangan pada beban resistif 192-Ω 34 cm dari kumparan adalah 10.6V. Perbedaan antara daya yang disediakan dan diterima untuk sistem dengan penerima tunggal dicatat disipasi daya dalam resistansi 50% dari daya yang meninggalkan terminal dari sumber yang sebenarnya (sumber ideal secara seri dengan resistansi internal) dikirim ke resistansi beban. 4.4 Analisa dari Pengujian Terjadi kerugian yang dominan pada resistansi sumber internal. Kerugian ini terjadi setiap kali sebuah sumber memberikan daya pada beban, bagaimanapun baik melalui kabel atau melalui metode transfer daya nirkabel. Resistansi internal yang tinggi dari osilator, digunakan di sini hanya untuk demonstrasi konsep, dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan sumber listrik yang lebih praktis. listrik sekitar setengah sisanya dikirim ke beban perlawanan, dengan disipasi dalam perlawanan sumber koil, kerugian terbesar di luar terminal sumber yang sebenarnya. Dengan menggunakan coil menengah dekat dengan sumber coil meningkatkan Q-faktor untuk sebagian besar. Kumparan menengah menyerap sebagian dari daya dari sumber coil dan memberikan ke beban koil. Meningkatnya Q-faktor sebagai coil menengah tidak memiliki sumber resistansi internal di dalamnya. Sehingga efisiensi transfer daya dan range transfer daya meningkat secara signifikan. 43

6 4.5 Ringkasan Analisa Terlepas dari kerugian akibat karakteristik non-ideal dari induktor dan kapasitor, kehilangan radiasi dan kehilangan ohmic; daya total yang ditransmisikan mungkin tidak diterima oleh karena efek pembebanan dari penerima yang menyebabkan sistem "de-tune" dari resonansi dan melemahnya faktor kopling. Juga gelombang pelemahan terjadi ketika melewati medium dielektrik lossy (ruang bebas, udara). Jika efek dari kerugian dapat diminimalkan maka efisiensi sistem secara keseluruhan dapat ditingkatkan ke tingkat yang diinginkan. 4.6 Pembahasan Dalam proyek ini tujuan utama penulis adalah untuk merancang dan mengimplementasikan sistem yang mentransmisikan daya tanpa kawat. Dalam tujuan ini, sebuah rangkaian pemancar dilaksanakan. Pada akhir dari rangkaian pemancar antena itu dapat terhubung, yang mentransmisikan daya. antena lain digunakan untuk menerima daya secara nirkabel dari rangkaian pemancar. Dalam proyek ini pipa tembaga berongga yang digunakan sebagai antena, karena memiliki Q-faktor tinggi dan handal dalam penanganan kinerja. Hal ini membutuhkan tugas besar untuk melaksanakan seluruh proyek. Selama pelaksanaan sejumlah masalah yang luar biasa telah dihadapkan dan telah dipecahkan juga. Meskipun sesi pelaksanaan ini 44

7 membutuhkan kesabaran, itu membuat sukacita nyata setelah solusi sukses. 4.7 Problem dan Solusi Masalah yang dihadapi selama periode pengujian serta solusi yang diberikan di bawah: Pada proyek perdana, setidaknya pilihannya adalah harus dapat mengatasi rintangan dalam mengambil keputusan pembuatan perangkat dan mempertimbangkan implementasi konsumsi terendah. Sejak midrange efisien transmisi daya nirkabel adalah teknologi terbaru, belum cukup informasi yang tersedia tentang teknologi ini. Pekerjaan telah dilakukan dalam proyek ini benar-benar baru dan berbeda dari metode transmisi listrik lainnya. Dalam bayangan awal di sirkuit transistor Tabung Vacuum yang akan digunakan dapat memberikan daya jauh lebih tinggi daripada MOSFET yang berdaya khas. Kemudian ide ini dieliminasi oleh karena transistor tabung vakum sulit ditemukan di toko-toko yang tersedia. Untuk rangkaian osilator, kapasitor polypropylene ESR rendah sangat dianjurkan dalam mengatasi arus tinggi yang mengalir melalui tangki LC. Selain itu, jenis lain dari kapasitor akan menciptakan lonjakan tinggi dalam gelombang sinusoidal dalam rangkaian tangki LC dan efek MOSFET. Namun, kapasitor Mylar pada awalnya digunakan yang memiliki polyester sebagai dielektrik. Sirkuit ini ditemukan dalam ondisi tidak stabil oleh karena keterbatasan masalah jenis kapasitor. Kemudian MKP kapasitor yang digunakan yang dilakukan jauh lebih baik. 45

8 MOSFET dengan cerat rendah sebagai sumber perlawanan dan disipasi daya yang lebih tinggi ditemukan untuk tampil lebih baik di sirkuit ini. Pada awalnya, rangkaian pemancar berosilasi; melainkan korsleting listrik dan satu MOSFET dan induktor memanas dengan cepat.kemudian ditemukan arus pendek yang disebabkan oleh tegangan listrik yang naik terlalu lambat pada power-up. Ini diselesaikan dengan menggunakan switch di sisi tegangan rendah yang ditempatkan di antara rangkaian osilator dan rectifier. Masalah lain yang dihadapi ketika rangkaian osilator mulai berosilasi sehingga daya yang sangat sedikit yang tersedia pada beban kumparan. Karena kumparan penerima sedikit keluar dari resonansi, tidak bisa menangkap daya dengan benar. Ini diselesaikan dengan membangun kedua sirkuit LC-tank dengan loop identik dan kapasitansi, sehingga 3 dari sirkuit memiliki frekuensi resonansi yang sama. 46