Fst.umsida.ac.id – Dalam kegiatan Guest Lecturer yang diselenggarakan oleh Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (FST Umsida), Shazana Dhiya Ayuni membahas penelitian mengenai desain dan analisis rectenna 2.45 GHz untuk meningkatkan efisiensi transfer daya nirkabel. Penelitian ini berfokus pada optimasi rectenna/antena dan sirkuit penyearah guna meningkatkan konversi energi dari frekuensi radio (RF) menjadi arus searah (DC). (04/02/2025).
Pentingnya Teknologi Transfer Daya Nirkabel
Teknologi Wireless Power Transfer (WPT) semakin berkembang pesat seiring dengan meningkatnya kebutuhan perangkat elektronik yang hemat energi, seperti Internet of Things (IoT), elektronik wearable, dan jaringan sensor nirkabel. WPT memungkinkan transfer energi dalam jarak dekat maupun jauh tanpa memerlukan koneksi fisik, sehingga mengurangi ketergantungan pada kabel dan baterai.
“Jika jaringan sensor nirkabel diterapkan di daerah yang tidak memiliki akses listrik, maka teknologi WPT menjadi sangat penting untuk memastikan kelangsungan operasi tanpa bergantung pada sumber daya eksternal,” ujar Shazana Dhiya Ayuni.
Komponen utama dalam sistem WPT adalah rectenna, yaitu kombinasi antara antena dan sirkuit penyearah yang mengubah energi RF menjadi energi listrik yang dapat digunakan. Namun, salah satu tantangan utama dalam penerapan WPT adalah bagaimana mencapai efisiensi tinggi dalam konversi daya, mengingat adanya faktor seperti ketidaksesuaian impedansi dan kerugian daya dalam rangkaian penyearah.
Metodologi dan Desain Rectenna
Penelitian ini mengusulkan desain rectenna 2.45 GHz yang dioptimalkan dengan memperhatikan berbagai komponen utama:
- Dioda dan Kapasitor – Elemen seperti dioda dan kapasitor (C1 = 22 pF, C2 = 100 pF) berperan penting dalam proses penyearahan dan efisiensi transfer daya.
- Resistansi Beban (RL = 280 Ω) – Menyesuaikan impedansi beban untuk memastikan sebagian besar daya yang ditransmisikan dapat diserap oleh penyearah, mengurangi refleksi daya.
- Optimasi Dimensi – Desain antena memiliki panjang 54.7 mm dan diameter 10 mm, yang disesuaikan untuk bekerja secara optimal pada frekuensi 2.45 GHz.
“Rectenna harus memiliki nilai S11 yang rendah (di bawah -10 dB) untuk memastikan minimnya daya yang terpantul dan maksimalnya transfer daya ke sirkuit penyearah,” tambah Shazana.
Hasil Penelitian dan Implikasi Teknologi
Hasil penelitian menunjukkan beberapa pencapaian utama dalam desain rectenna ini:
- Efisiensi Radiasi – Nilai radiation efficiency sebesar -0.002234 dB menunjukkan bahwa kerugian radiasi sangat minimal, menjadikan antena cukup efisien dalam mentransmisikan energi RF.
- Total Efisiensi – Dengan total efisiensi -0.002344 dB, sistem rectenna ini hampir bebas dari kerugian daya yang signifikan, memastikan daya yang dikonversi tetap tinggi.
- Nilai S11 – Pada frekuensi 2.45 GHz, S11 mencapai -48.46 dB, yang menunjukkan pencocokan impedansi yang sangat baik dan minimnya daya yang terpantul kembali ke antena.
- VSWR – Nilai Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) yang mendekati 1 (1.00758) menegaskan bahwa rectenna ini memiliki desain yang sangat baik untuk transfer daya nirkabel.
Dengan desain ini, rectenna mampu mentransmisikan daya secara optimal, mendukung aplikasi WPT di berbagai bidang seperti pengisian daya nirkabel, jaringan sensor jarak jauh, serta aplikasi wearable yang membutuhkan sumber daya tanpa kabel.
“Dengan pencocokan impedansi yang baik dan efisiensi tinggi, rectenna ini memiliki potensi besar dalam mendukung pengembangan teknologi WPT yang lebih luas dan aplikatif,” tutup Shazana.
Dengan adanya penelitian ini, diharapkan semakin banyak pengembangan teknologi WPT yang lebih efisien dan dapat diterapkan dalam berbagai kebutuhan industri dan masyarakat.
Penulis: Uba
