Wireless Charging, Teknologi Mengisi Baterai Tanpa Kabel

Di zaman yang serba canggih ini teknologi berlomba untuk menjadi yang terdepan, termasuk teknologi yang akan saya mau jelaskan kali ini, yaitu teknologi wireless charging. Penasaran dengan apa itu wireless charging? Langsung saja lihat penjelasan di bawah ini.

Apa Itu Wireless Charging?

Wireless charging sebenarnya bukan konsep baru. Ilmuwan abad ke-19 Nikolai Tesla pernah mendemonstrasikan bahwa daya listrik bisa ditransmisikan secara nirkabel lebih dari 100 tahun yang lalu, tetapi konsep tersebut belum banyak dikembangkan.

Wireless charging atau pengisian nirkabel merupakan istilah yang digunakan untuk mengisi ulang daya baterai tanpa kabel atau nirkabel. Wireless charging pada dasarnya merupakan transmisi arus listrik dari sumber listrik ke perangkat penerima tanpa menggunakan koneksi fisik atau kabel. Namun saat ini sejumlah perusahaan besar (ada 120 perusahaan) termasuk Sony, Nokia, Texas Instruments, dan Samsung telah membentuk Wireless Power Consortium (WPC) untuk mempromosikan wireless charging berbasis teknologi induksi. Hasilnya adalah standar Qi (dibaca chi, yang berasal dari Bahasa Cina yang berarti energi).

Arus listrik kemudian digunakan untuk mengalirkan atau mengisi ulang baterai dari perangkat penerima. Dalam hal ini perangkat penerima bisa apa saja dari smartphone, tablet atau dapat dipakai untuk forklift industri besar. Teknologi ini umumnya dapat ditemukan pada tipe-tipe smartphone high-end atau premium.

Pada awal September 2012 lalu WPC mengumumkan telah mensertifikasi 110 produk konsumer mulai dari smartphone, charging pad, game controller, perekam Blu-ray Disc, charger telepon untuk mobil, jam, sampai modul charger yang dapat dipasang di meja dan furnitur lainnya.

Untuk memudahkan pemahaman tentang wireless charging, dapat dianalogikan seperti pada koneksi bluetooth, dimana suatu data dipindahkan secara wireless antar device setelah kedua perangkat dikoneksikan. Begitu pula untuk teknologi Qi ini, transfer induksi tenaga listrik (wireless) dari sumber potensial dengan perangkat dimungkinkan pada jarak maksimal 4 cm. Hal ini melalui proses yang disebut dengan induksi magnetik. Agar dapat terjadi induksi magnetik, dibutuhkan dua buah kumparan, yaitu kumparan pemancar dan kumparan penerima. Arus bolak-balik dalam kumparan pemancar akan menghasilkan medan magnet yang menginduksi tegangan dalam kumparan penerima. Tegangan ini kemudian diatur agar dapat digunakan untuk sumber daya perangkat mobile atau mengisi baterai.

Sejarah

Teknologi wireless charging ini bisa ditarik mundur hingga tahun 1826 saat dimana ilmuwan bernama André-Marie Ampère menemukan hukum Sirkuit Ampere (Ampere’s Circutal Law) yang menunjukkan bahwa arus listrik ternyata menghasilkan medan magnetik.

Pada tahun 1891-1904 penelitian beserta eksperimen terkait hal ini dikembangkan dan dipraktekkan oleh Nikola Tesla yang percaya bahwa energi bisa ditransfer dari satu lokasi ke lokasi lainnya secara wireless.

Teknologi wireless charging ini sebenarnya bukan merupakan hal yang baru apabila dihubungkan dengan perangkat modern yang ada saat ini.

Salah satu perangkat yang sudah sejak lama menggunakan teknologi wireless charging ini adalah pencukur jenggot alias Razor elektrik dan juga Sikat Gigi elektrik.

Cara Kerja

Kemajuan dalam bidang wireless tidak hanya dari segi transfer data. Bahkan saat ini pengisian baterai pun telah dapat dilakukan tanpa kabel. Hanya dengan meletakkan hanphone ke atas unit wireless charger, smartphone kamu akan langsung terisi baterai secara otomatis.

Pengisian nirkabel atau wireless charging didasarkan pada prinsip wireless daya atau magnetic resonance yang mana listrik ditransfer antara dua benda melalui kumparan.

Wireless charging terdiri dari kumparan primer sebagai charger (biasanya berbentuk papan atau silinder tipis), sedangkan kumparan sekunder terletak pada bagian belakang ponsel.

Diagram di bawah menunjukkan proses transfer daya nirkabel ke-5 langkah:

  • Tegangan listrik diubah menjadi bolak-balik pada frekuensi tinggi current (AC).
  • Arus bolak-balik (AC) yang dikirim ke kumparan pemancar oleh rangkaian pemancar. Arus bolak-balik kemudian menginduksi medan magnet berubah dalam kumparan pemancar.
  • Arus bolak-balik yang mengalir dalam kumparan pemancar menginduksi medan magnet yang meluas ke kumparan penerima (ketika dalam jarak tertentu).
  • Medan magnet menghasilkan arus dalam kumparan penerima perangkat. Proses dimana energi ditransmisikan antara pemancar dan penerima kumparan juga disebut sebagai 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.

Melalui proses yang diuraikan di atas, power dapat ditransfer dengan aman melalui celah udara dan juga melalui benda non-logam yang mungkin ada di antara kumparan yaitu kayu, plastik, granit. Penambahan extra (lebih besar) gulungan transmitter juga dapat memperluas jangkauan di mana power dapat ditransfer.

Pada intinya cara kerja dari wireless charging mirip dengan cara kerja dari transformator. Cara kerja transformator yaitu aliran listrik dari sumber listrik diubah menjadi medan magnet pada kumparan primer dan diubah kembali menjadi aliran listrik pada kumparan sekunder. Hal yang membedakan antara wireless charging dengan transformator adalah media induksi yang digunakan. Pada transformator medan magnet diinduksikan dengan media inti besi, sedangkan pada wireless charging media induksinya adalah ruang udara.

Pengisian Induktif

Pengisian induktif elektromagnetik bekerja dengan menggunakan ruang elektromagnetik untuk memindahkan energi antara dua obyek: plat charging dan perangkat. Plat charging terhubung ke power supply, dengan kumparan kabel di dalamnya. Saat arus listrik mengalir melalui kabel, tercipta ruang magnetik di sekitar kabel. Kumparan kabel tersebut memperkuat ruang magnetik semakin banyak gulungan pada kumparan, semakin besar pula ruang magnetik. Perangkat yang akan diisi juga dilengkapi kumparan kabel lebih kecil.

Listrik dihasilkan saat kabel diletakkan pada ruang magnetik yang dihasilkan plat charging. Listrik yang dihasilkan dapat diubah menggunakan komponen elektrik sederhana untuk memghasilkan suplai daya stabil sehingga dapat mengisi daya baterai. Keterbatasan metode ini adalah kumparan pengisi dan penerima harus berdekatan, dikarenakan ruang magnetik yang sempit. Sebagian besar smartphone dengan pengisian daya nirkabel menggunakan metode ini.

Pengisian Resonansi

Pada 2007, tim di MIT melaporkan penemuan cara efisien untuk memindahkan daya secara nirkabel antar kumparan yang terpisah sejauh beberapa meter. Tim menjelaskan bahwa jarak antar kumparan dapat diperluas dengan menambahkan resonansi serupa. Resonansi adalah frekuensi spesifik yang dihasilkan oleh getaran alami obyek tertentu. Frekuensi resonan menyebabkan gelas anggur bergetar dan bahkan pecah saat frekuensi nada tertentu dimainkan di sebelahnya. Tim MIT menemukan bahwa induksi dapat terjadi jika kedua kumparan pengisi dan penerima menggunakan resonan yang sama.

Dengan prinsip ini, tim MIT mampu mendayai bola lampu hingga jarak dua meter dari kumparan. Resonansi pengisian pada smartphone berprinsip sama dan dapat memperluas jangkauan pengisian nirkabel. Memungkinkan resonansi plat pengisian melalui meja atau obyek padat lain. Jangkauan tambahan ini juga dapat mengisi beberapa perangkat dengan frekuensi resonansi yang sama secara bersamaan. Pengisian resonansi terbilang teknologi baru, namun diperkirakan dapat menggantikan pengisian induksi dalam beberapa tahun lagi.

Kelebihan dan Kekurangan Wireless Charging

Kelebihan:

  • Tidak perlu menghubungkan kabel dan colokan USB ke smartphone, sehingga lebih cepat.
  • 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.

Di samping kelebihan yang orang awam lihat sangat menakjubkan, tetapi juga menyimpan banyak kekurangan yang telah diutarakan oleh penggunanya. Hal yang dikeluhkan oleh pengguna wireless charger adalah termasuk kekurangan dari wireless charger sendiri.

Kekurangan:

  • Charger wireless tidak seefisien charger kabel dalam hal efisiensi. Waktu yang dibutuhkan, dibandingkan langsung mengisi daya dengan kabel, untuk saat ini pengisian secara nirkabel masih relatif lebih lama.
  • Penggunaan listrik juga lebih besar dari pada penggunaan pada jenis kabel. Hal ini disebabkan oleh karena sebagian energi dirubah menjadi panas.
  • Jenis charger ini juga memiliki harga yang sedikit lebih mahal karena mengandalkan teknologi yang lebih rumit dari pada charger umum.
  • Charger wireless membuat telepon atau smartphone kamu tampak 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.
  • Meskipun namanya wireless charging, tidak berarti teknologi ini bisa dengan mudah mengisi daya baterai smartphone dengan sembarang sinyal wireless atau Wi-Fi yang ada seperti halnya saat ingin mengakses melalui hotspot di kafe atau kantor.
  • 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 alat wireless charging karena harus ada perangkat keras berupa receiver di ponsel pintar tersebut.

Manfaat Wireless Charging

  • Kenyamanan yang lebih besar dan di mana-mana untuk pengisian perangkat sehari-hari
  • Mengurangi biaya yang terkait dengan mempertahankan konektor mekanik
  • Powering atau pengisian perangkat yang aman yang harus tetap steril atau tertutup rapat (tahan air)
  • Mencegah korosi akibat unsur-unsur seperti oksigen dan air
  • Menghilangkan bunga api dan puing-puing yang berhubungan dengan kontak kabel
  • Pengisian nirkabel untuk smartphone atau tablet

Pemanfaatan Wireless Charger Secara Massal

Tingkat efisiensi yang ditawarkan wireless charger dibandingkan dengan cara konvensional memungkinkan penggunaan wireless charger dipasang di area public layaknya WiFi hotspot. Seperti diketahui bahwa ada tiga standard teknologi wireless charging seperti : Qi Standard, Power Matters Alliance (PMA), dan Alliance for Wireless Power (A4WP) yang dikembangkan oleh masing masing pabrik pembuatnya. Hal ini akan menjadi kerepotan bagi pengguna ketika memanfaatkannya, misalnya : Google Nexus 4 menggunakan standar Qi maka perangkat tersebut tidak dapat menggunakan wireless charger dengan PMA standard atau lainnya.

Pro dan Kontra Wireless Charger

Pro:

  • Tidak memerlukan kabel charger yang dicolokkan ke smartphone.
  • Tidak dipusingkan dengan kabel yang berseliweran dimana mana.
  • Mengurangi/minim risiko adanya sengatan listrik karena komponen yang dibutuhkan untuk charge tertutup dan tidak ter-ekspose seperti hub USB.

Kontra:

  • Adanya panas berlebih yang dihasilkan pada saat men-charge smartphone.
  • Waktu yang diperlukan untuk men-charge lebih lama dibandingkan metode konvensional.
  • Harga perangkat Wireless Charger (pada saat artikel ditulis) lebih mahal.
  • Tidak/Belum kompatibel dengan semua Smartphone modern.
  • Tidak sepenuhnya “Wireless” dikarenakan perangkat smartphone mesti diletakkan di dekat charger (dalam artian kita tidak bisa men-charge sambil membawa smartphone ke sekeliling rumah seperti layaknya teknologi modem WIFI).

Produsen Wireless Charger

Beberapa produsen yang sudah aktif menjual produk Wireless Charger adalah :

  • METRANS Wireless Charger W5000 untuk Samsung S4
  • Samsung Original Fast Charge Wireless Charging Pad
  • Rapid M55E Wireless Charging Case untuk iPhone 5/5S/5C

Smartphone yang Kompatibel

Berikut ini akan kami berikan beberapa daftar smartphone yang kompatibel untuk melakukan Wireless Charging alias sudah built-in :

SAMSUNG

  • SAMSUNG Galaxy Note 7
  • SAMSUNG Galaxy S7 Edge
  • SAMSUNG Galaxy S7
  • SAMSUNG Galaxy S6 Edge+
  • SAMSUNG Galaxy S6 Edge
  • SAMSUNG Galaxy S6
  • SAMSUNG Galaxy S5
  • SAMSUNG Galaxy S4
  • SAMSUNG Galaxy Note 4
  • SAMSUNG Galaxy Note 3
  • SAMSUNG Galaxy Note 2

LG

  • LG Lucid 1
  • LG Lucid 2
  • LG Optimus G Pro
  • LG G4
  • LG G3

MOTOROLA

  • MOTOROLA Droid Maxx
  • MOTOROLA Droid Mini
  • MOTOROLA Droid Turbo
  • MOTOROLA Bionic
  • MOTOROLA Droid X
  • MOTOROLA Droid 3
  • MOTOROLA Droid 4
  • MOTO 360

MICROSOFT / NOKIA

  • MICROSOFT Lumia 950 XL
  • MICROSOFT Lumia 950
  • NOKIA Lumia 1520
  • NOKIA Lumia Icon
  • NOKIA Lumia 930
  • NOKIA Lumia 928
  • NOKIA Lumia 920

APPLE

  • Apple iPhone 5
  • Apple iPhone 5S
  • Apple iPhone 5C
  • Apple iPhone 6
  • Apple iPhone 6 Plus
  • Apple iPhone 6S
  • Apple iPhone 6S Plus

ASUS

  • ASUS Padfone S

HTC

  • HTC 8X
  • HTC Droid DNA
  • HTC Thunderbold
  • HTC Incredible 2
  • HTC Rezound

SONY

  • SONY Xperia Z4V
  • SONY Xperia Z3V
  • SONY Xperia Z3

BLACKBERRY

  • BLACKBERRY Z30

Alasan Mengapa Wireless Charger Tak Layak Untuk Smartphone

Banyak kalangan vendor yang menggembar-gemborkan kecanggihan dari wireless charger, namun nyatanya tidak sebaik yang mereka katakan. Memang, wireless charger itu terlihat keren, karena listrik itu bisa mengalir melalui udara. Namun, jika dilihat dari kacamata lain, seperti kecepatan dan tingkat efisiensi, apakah wireless charger bisa melakukannya?

Sebenarnya, kalau boleh jujur, wireless charger lebih pantas dijadikan gambaran teknologi masa depan, bukan dipakai di zaman sekarang. Hal ini dikarenakan masih banyak sekali kekurangannya daripada kelebihannya. Seperti yang kamu tahu, kelebihan dari wireless charger hanya sebagai pengisi daya tanpa membutuhkan kabel.

Terlebih, wireless charger itu tidak bisa dikatakan sepenuhnya sebagai charger nirkabel. Bila dibandingkan dengan internet nirkabel atau Wi-Fi, kamu masih bisa menggunakan internet sambil berpindah-pindah tempat, sedangkan wireless charger harus tetap berada di atas dock. Jika kamu mengambilnya terlalu jauh, maka charger itu tak akan bekerja. Apakah ini yang dinamakan charger nirkabel?

Lebih lanjut, jika kamu mengatakan tentang kebebasan dalam mengisi daya, tentu saja wireless charger tak akan memenuhi hal tersebut. Justru, pengisian daya menggunakan kabel yang mungkin bisa memenuhinya. Pasalnya, meski charger kabel mengikat kebebasan gerak kamu dengan kabel, tetapi masih lebih baik ketimbang charger yang tidak bisa digunakan sambil mengisi daya.

Sebagaimana info yang didapat dari HowToGeek, pengisian nirkabel dirasa kurang nyaman, lebih lambat, dan kurang efisien. Coba kamu lihat kemampuan Samsung Galaxy S6. Ketika smartphone ini diisi daya menggunakan kabel, maka dia sanggup mengisi dari 0 persen hingga 100 persen dalam waktu 1,48 jam. Di sisi lain, jika Galaxy S6 menggunakan wireless charger, maka smartphone ini akan membutuhkan waktu hingga 3 jam.

Kendati demikian, wireless charger juga tak seburuk yang kamu bayangkan. Beberapa waktu lalu, terdapat rumor yang mengatakan bahwa sebuah wireless charger dapat mengisi daya dengan jarak 9 meter. Charger yang dinamakan Cota ini diklaim mampu mengisi gadget apapun dengan kecepatan tinggi. Wireless charger ini diperkenalkan di ajang CES (Consumer Electronic Show) 2016 yang digelar di bulan Januari 2016 lalu.

Nah, itulah sedikit penjelasan mengenai wireless charging atau charger nirkabel. Jika ada kekurangan mohon dimaklumi ya. Terima kasih telah membaca artikel di atas dan semoga artikel di atas bisa bermanfaat atau paling tidak hitung-hitung menambah wawasan ya.