Pengembangan Perangkat Lunak Simulator Optimasi Daya Rangkaian Wireless Power Transfer berdasarkan Parameter Frekuensi dan Kapasitansi
Kata Kunci:
Wireless Power Transfer, WPT, Frekuensi resonan, Rangkaian Kompensasi Resonan, Optimasi Daya, Simulator, LTSPICEAbstrak
Wireless Power Transfer (WPT) merupakan teknologi yang memungkinkan transfer daya listrik tanpa kabel. Pengembangan WPT saat ini mengarah pada optimasi transfer daya antar coil. Optimasi transfer daya dapat dilakukan dengan menyesuaikan nilai frekuensi dan kapasitor. Metode ini memerlukan frekuensi dan kapasitor yang dinamis untuk mempertahankan nilai daya yang optimal. Hal ini akan sulit dilakukan pada lingkungan fisik WPT. Selain itu, penerapan WPT yang tergolong sistem kritis memerlukan simulasi sebelum menerapkannya pada sistem fisik. Simulasi WPT dapat dilakukan dengan perangkat lunak simulator rangkaian WPT. Dalam penelitian ini, WPT diimplementasikan dalam perangkat lunak simulator untuk mendapatkan daya optimal berdasarkan parameter kapasitor dan frekuensi. Perangkat lunak simulator WPT dapat diimplementasikan dengan menggunakan Python dan LTSpice. Dengan bantuan library PyLTSpice, maka simulasi rangkaian LTSpice dapat dijalankan menggunakan bahasa pemrograman Python. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa pengembangan perangkat lunak simulator WPT dapat memberikan kombinasi frekuensi dan kapasitor untuk menghasilkan daya optimal pada setiap jenis rangkaian kompensasi resonan. Kombinasi terbaik pada rangkaian serial-serial menghasilkan daya sebesar 3,47 W. Kombinasi terbaik pada rangkaian serial-paralel mengashilkan daya sebesar 9,5 W. Kombinasi terbaik pada rangkaian paralel-paralel menghasilkan daya sebesar 0,45 nW. Kombinasi terbaik pada rangkaian paralel-serial menghasilkan daya sebesar 0,99 pW.
Referensi
Akbar, S. R., Setiawan, E., Hirata, T. & Hodaka, I. 2023. Optimal Wireless Power Transfer Circuit without a Capacitor on the Secondary Side. Energies, pp. 1-16.
Chittoor, P. K., Chokkalingam, B. & Mihet-Popa, L., 2021. A Review on UAV Wireless Charging: Fundamentals, Applications, Charging Techniques and Standards. IEEE Access, Volume 9, pp. 69235-69266.
Harahap, A. R. I., Akbar, S. R., & Setiawan, E. 2023. Perancangan dan Implementasi Programmable Function Generator menggunakan H-Bridge L298N untuk Rangkaian Wireless Power Transfer. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 6(11), pp.5496–5504.
Liu, Z., Chen, Z., Peng, C., Liang, J., Xiao, P., Bian, L., Qiu, Y., & Li, G. 2020. A Misalignment Resilient System for Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, 68(12), pp.8260-8265.
Ngo, S., DeAngelis D., & Garcia, L. 2022. Modeling Human-Cyber Interactions in Safety-Critical Cyber-Physical/Industrial Control Systems. IEEE 19th International Conference on Mobile Ad Hoc and Smart Systems (MASS) Denver, CO, USA, 2022. pp. 716-717.
Stoica, P. C., Avram, A., Szabo, I., Calin, P., & Tulbure, A. Experimental validation of simulation models for the emitter coil of an WPT system. 10th International Conference on Modern Power Systems (MPS), Cluj-Napoca, Romania, 2023. pp. 01-04.
Yan, Y., Shi, W. and Zhang, X., 2020. Design of UAV wireless power transmission system based on coupling coil structure optimization. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2020, pp.1-13.
Y. Wang, M. Wang and D. Lin. 2020. The Duality of Inductive Power Transfer and Capacitive Power Transfer. 2020 8th International Conference on Power Electronics Systems and Applications (PESA), Hong Kong, China, 2020, pp. 1-5.
Yahaya, C. K. H. C. K., Adnan, F. S. S., Kassim, M., Rahman, R. A. & Fazrul., M. 2018. Analysis of Wireless Power Transfer on the Inductive Coupling Resonant. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 12(2), pp.592-599.
Zhang, J., Zhao, J., Zhang, Y., & Deng, F. 2020. A Wireless Power Transfer System With Dual Switch-Controlled Capacitors for Efficiency Optimization. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(6), 6091-6101.
Akbar, S. R., Setiawan, E., Hirata, T. & Hodaka, I. 2023. Optimal Wireless Power Transfer Circuit without a Capacitor on the Secondary Side. Energies, pp. 1-16.
Chittoor, P. K., Chokkalingam, B. & Mihet-Popa, L., 2021. A Review on UAV Wireless Charging: Fundamentals, Applications, Charging Techniques and Standards. IEEE Access, Volume 9, pp. 69235-69266.
Harahap, A. R. I., Akbar, S. R., & Setiawan, E. 2023. Perancangan dan Implementasi Programmable Function Generator menggunakan H-Bridge L298N untuk Rangkaian Wireless Power Transfer. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 6(11), pp.5496–5504.
Liu, Z., Chen, Z., Peng, C., Liang, J., Xiao, P., Bian, L., Qiu, Y., & Li, G. 2020. A Misalignment Resilient System for Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, 68(12), pp.8260-8265.
Ngo, S., DeAngelis D., & Garcia, L. 2022. Modeling Human-Cyber Interactions in Safety-Critical Cyber-Physical/Industrial Control Systems. IEEE 19th International Conference on Mobile Ad Hoc and Smart Systems (MASS) Denver, CO, USA, 2022. pp. 716-717.
Stoica, P. C., Avram, A., Szabo, I., Calin, P., & Tulbure, A. Experimental validation of simulation models for the emitter coil of an WPT system. 10th International Conference on Modern Power Systems (MPS), Cluj-Napoca, Romania, 2023. pp. 01-04.
Yan, Y., Shi, W. and Zhang, X., 2020. Design of UAV wireless power transmission system based on coupling coil structure optimization. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2020, pp.1-13.
Y. Wang, M. Wang and D. Lin. 2020. The Duality of Inductive Power Transfer and Capacitive Power Transfer. 2020 8th International Conference on Power Electronics Systems and Applications (PESA), Hong Kong, China, 2020, pp. 1-5.
Yahaya, C. K. H. C. K., Adnan, F. S. S., Kassim, M., Rahman, R. A. & Fazrul., M. 2018. Analysis of Wireless Power Transfer on the Inductive Coupling Resonant. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 12(2), pp.592-599.
Zhang, J., Zhao, J., Zhang, Y., & Deng, F. 2020. A Wireless Power Transfer System With Dual Switch-Controlled Capacitors for Efficiency Optimization. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(6), 6091-6101.
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2024 Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
