Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   9 , No .   1 J anu a ry  201 8 pp. 1 8 3 ~ 1 90   IS S N:  25 02 - 4752 DOI: 10 .11 591/ ijeecs . v9.i 1 . pp 1 8 3 - 1 90     183       Journ al h om e page http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Encrypti on Tech niq ues   and  Wireless Po wer Trans f er Sche mes       Nu Ha z w a ni  Hussin * Az iz an ,  M.M . Ali,  A . Albreem,   M.   A. M .   Cent re   of  Exc e llence for  R ene wa ble   Ene rg y   (CE RE),   Schoo of   El e ct ri ca l   S y st e m   Engi nee r ing,   Univer siti   Malays ia   Perl is ,   Ma lays ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   2 6 , 201 7   Re vised  N ov   2 , 201 7   Accepte Nov   20 , 201 7       W ire le ss   power  tra nsfer  (W PT)  is  one  of  the   m ost  useful  wa y s   to  tra nsfer  power.   Based  on  power  tra nsfer  dista nce s,  th W PT  sy stem  can  be  divi de d   int thr ee  cate gorie s,  n amel y ,   nea r ,   m edi um ,   and  f ar  fi el ds .   Induc ti v e   coupl ing  and  c a pac i ti ve  coup li n cont actle ss   te c hnique are   used   in  the   nea r - fie ld   W PT.  Ma gnet i re son ant   coupl ing   techni que  is  used   in   t he  m edi um - fie ld  W PT.  Ele ct rom agne t ic   ra dia ti on  is  used  in  the   fa r - f ield  W PT.  Thi s   pape re v ie ws   t he  technique u sed  in  W PT.  In  addi ti on ,   en erg y   en cr y pt ion   play s   m aj or  ro le   in  ensuring  th at   power  is  tra n sferre to  the   tr ue  re c ei v er .   The re for e,   thi pape re vi ews  the   ene rg y   enc r ypt ion  te chn ique s   in  WPT.   A   compari son  betw ee diff ere n t ec hniqu es  show tha t   th dist ance,   eff i ci e n c y ,   and  num ber   of  re ceive rs  ar the   m ai fa ct ors  in  s el e ct ing  the   suit abl ener g y   enc r y pt ion  t ec hn ique .     Ke yw or d s :   Border  D ist ort ion   Power Q ualit y (PQ)   S - T ran s f or m   W i ndow  Len gt h   Copyright   ©   201 8   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Nur Hazw a ni  Hu s sin ,   C ent re   of  Exc e llen ce for  R ene wa ble   Ene rg y   (CE RE),   School  of  Elec tr i ca l   S y st em E ngi nee ring ,   Univer siti   Malays ia   Perl i s , Mal ay sia .   E m a il :   nu r haz wan i hussin @yahoo.c om       1.   INTROD U CTION   W i reless  po we trans fer   ( WPT te ch no l og ie can  be  cat e gorize into  in duct ive  co upli ng,  ca pacit ive  couplin g,   m agn et ic   res on a nc e,  an el ect r om agn et ic   ra diati on  [ 1]. W P T r eq uires   dif fere nt  opti m iz at ion   crit eri a   for  tw us es nam el y,  con ti nuou s   po wer  deli ver a nd  pe rio dic  cha r ging.  Howe ver,  f or  c on ti nu ous  c hargin of   veh ic le s,  wh et her   un der   the  s ta ti on ary  or   m ov i ng   sta te s,  w irel ess  com m u nicat ion   s houl be  fast,  reli a ble,  an energy  ef fici en [2 ] T he  WPT   syst e m   is  increasin gly  at tract ing   at te ntio in  va rio us   fiel ds s uc as  c hargi ng   portable  el ect r on ic   de vices,  i m planting   m edical   dev ic e s,  usi ng   inte gr at ed  ci rcu it s,  an en erg iz in so la powe r   sat el li te [3 ] WPT  is   su it a bl for  el ect ric  veh ic le (E Vs),  su c a batte ry  cha rg i ng  f or   norm al   vehi cular   op e rati on  a nd  e nergy  e xch a ng e   [ 4],  [ 5].  The  c on c ept  of   WPT   is  grow i ng  pl ug - in  featu re  i t he  E V     m ark et  [6].    Encr y ption   in  wireless  com m un ic at io cha nnel is  m or vital   and   necess ary  in  the  pr es ent  than  in   the  pa st.  Data  ha ve  to   be  w el encr ypte durin tra ns m i ssion  of  data  secur el over  the  wi reless  m edium .   Energy  is  e xp ect ed  to   tran sf er  to   sp e ci fic  r ecepto rs  a nd  s witc off  oth e un a uthorize ene rg t ran s m issi on  channels.  T hu s,  the  secu rity   of   ene rg t ran sm issi on   is  an  im po rtant  issue  [ 7].  In  [8 ] the  fr e quenc y   char act e risti cs  of   res onance   w ere  in vestigat e d.   When   the  frequ e ncy  of  the   source   of  t he  t ran sm it te equal the   resona nt  fr e quency  of   the  e nt ire  syst e m the  load  will   achieve  m axi m um  ener gy.  H oweve r,   the  tra ns m itted  powe of   l oad  powe c on st raints  act io ns   to   m ini m iz load  powe by  us i ng  the   cha r ging  con t ro al gorithm   fo r   op ti m iz ing   the  rec ei ver   loa ds   resist ance.  I a dd it io n,   cha os   theo ry  te chn iq ue  of   e ncr y ptio is  app li ed  in  WPT   for  sec ur it pe rfor m ance.  T his  rev ie e xam ines  the  te c hn i qu e us e i di ff ere nt  m et ho ds   of   WPT  a nd  th e   energy  enc ryp ti on   te ch nique us e in   WPT   syst e m [9 ] .   Finall y this  pap e e xp l or es   the  ad va ntag es  an Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    IS S N : 2502 - 47 52   Ind on esi a J   E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   9 ,  No.  1 Jan ua ry 2018     1 8 3 1 90   184   disad va ntages  of  the  i nductive  a nd  cap aci ti ve  co upli ng,  m agn et ic   res onant  c oupli ng  and  el ect ro m agn et ic   rad ia ti on tech ni qu es  in  t he W PT syste m . Re com m end at io ns o n fu t ur e  r ese arch are als li ste d.         2.   TE CHN I QUE S FO E NER GY  E NCR YP TION  A ND  WPT S YS TE M   This  sect ion   presents  the  ene r gy  encr y ption   t echn i qu e an con ce pts  in  the   near - fiel d,   m edium - fiel d,  and fa r - fiel d WPT  syst em s.       2 . 1.      Te ch niq ues of  WPT   WPT  tech niqu es are  div i ded i nto  t hr ee  whic is  near fiel d,  m edium   fiel and fa r fie ld.  E a ch  te chn iq ue wil be discus sed  in  d et ai l i t he  s ubse qu e nt secti ons.     a)   Nea r - Fie ld W PT   Near - fiel WPT  consist of in du ct ive  cou pling an ca pacit ive c ouplin g.       1 I ndu c tive  Couplin g   Ind uctive  co upli ng   us es  m a gn et ic   fiel in du ct io the or y   as  transm issio te ch nique  [ 10 ] F or   the   WPT   syst em   util iz ing   the   i nductive   co upli ng  te ch nique,   the  r otati ng   m agn et   is  a pp li ed  to  t ran s fe power.   Howe ver,  the  inducti ve  c oupl ing   te ch nique  has  lim i f or  power   tra ns f e of   up   t 275  m W   over  th e   c m   distance  [ 11] .   The n,   the  te chn i qu will   deliver   678  m wi relessl ov e the  c m   distance  [10].  The   el ect ro dy nam i cs  inducti on   wireless  tra nsm issi on   te chni qu f or   t he  near   fiel is  non - ra diati ve.  In   the   el ect ro dy nam i cs  inducti on  te chn i qu e tw coppe coils  are  set   up,  i wh ic the  prim ary  coil  is  at   the  transm itter  an the  sec onda ry  coil  is  at   the  re cei ver .   T he  pr i m ary  coil  is  at ta ched  to   the  powe s ource   an the   receiver   c oil  is  at ta ched  to  t he   load F or  high   e ff ic ie ncy,   the  tw wires   i ncr ease by  w ind in i nto  coi ls  an placi ng   cl os er  tog et he on  com m on   axis,  su ch  that  the  m agn et ic   fiel of  one  coil  pass es  throu gh   the  othe r   coil  [11].   Fig ure  s hows  the   flow   of   the  i nductive  c oupl ing   pr ocess.   In  this  te c hn iq ue un i ver sal   wir el ess   chargin g pa ds   for port able el e ct ronic d e vices , s uc as cel lp hone s,  a re suit able [ 10] , [ 11]         Figure  1 .   I nduc ti ve  Co up li ng  Pr oc es [10],  [ 11]       Figure  1   s hows  the circ uit m od el  of t he  in du ct ive coup li ng  te chn iq ue f or   WPT . In  t his ci rcu it , t he  par am et ers  us e d for       res on a nc e fr e quencies  of all  co il s a re t he  sam e as [12]                                                                               (1)     wh e re      is i nduc ta nce and      is t he  capacit ance     2.   C apacitive   Coupli ng   The  capaci ti ve   power   tra ns fe te chn i qu es  ha ve   bee co nducted  beca us of   the  sm al l   po we de ns it com par ed  with   oth e m et ho ds  [13].  T he  ad va ntages  of   t he  capaci ti ve  co upli ng   te c hn i qu include  t he  s i m pl e   stru ct ure  of   c ouplin gs,  li gh weig ht,  lo c ost posit ion   flexibili ty and   hi gh   fr e quency This  te ch nique   cou l us LC  res ona nce  to  en ha nce   power   tra nsfer Howe ver,  the   disad van ta ge  of   ca pacit ive  couplin syst em   is  the   sm a ll   po wer   densi ty   of   the   s m al cou pling   ca pacit anc [13].  Fig ur e   sho ws  the   ci rcu it   for  ca pacit ive   couplin g of  WPT  as  well  as t he pr ocess  of  WPT  in  ca paci ti ve  co up li ng techn i qu e  [1 3].    The  ca pacit ive  couplin te ch nique  util iz es  se ver al   m et hods s uc as  usi ng   highe vo lt age  sourc e   and a  higher  fr equ e ncy a nd dec reasin th e i m ped ance of c ouplin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci   IS S N:  25 02 - 4752     Encry ption Tec hn i qu e s   and  W ire le ss Po we Transfer  Sc he mes   ( Nur  Haz wa ni  H us sin )   185     Figure  2 .   Ca pa ci ti ve  Coupli ng  of  W irel ess  P ow e T ra ns fe r [13]       b)   Medium - Fie ld  WPT   The  te c hn i qu e   us e for  the   m edium - fiel W PT   is  m agn et ic   resonan c ouplin g,   w hich   is  base on   wireless tra ns f er o ene rg y t o m ul ti ple s m all  receiver s and  powe ove lo ng tran sm issi on  di sta nces [14 ] . T hus ,   m agn et ic   res onant  co upli ng  in   W P does   not   em it   rad ia ti on  [14].  T he refore the  m agn et i res on a nt  c ouplin m et ho of  WPT   has  seve ral  adv a ntage w hich  is  can  trans f er   powe in  lo ng   tra ns m issi on   distance  a nd   it ’s  no   rad ia ti on.  How ever,  duri ng  th process  of  WPT ad justi ng  the  resona nt   fr e qu e ncy  f or   m ulti ple  receivers  i n   m agn et ic   res on ant  co upli ng  is   dif ficult wh ic is  on e   of  t he   wea kn e sses  of  this  m et ho [ 14 ] Fig ur e   3   s hows  the  ci rc uit  des ign   f or  m agn et ic   resona nt  co up li ng  of  WPT T his  ci rc uit  sho ws  how   the  m agn et ic   r eso na nt   couplin of  WPT  w orks  to  tr ansf e po wer   f ro m   the  transm it te to  the  receiver.   T he  ci rc uit  is  div ide in  thre e   par ts,   nam el y,  powe s upply,  transm i ssion   c hannel,   an l oa d.   I the   po w er  s upply,  DC  powe go es   th r ough  the  DC/AC  in ver te [15].  T he   DC/AC  inv e rter  tran sf or m DC  powe to  AC  powe sup ply.  The n,   the  input  vo lt age  will   su pply   the  pri m ary  un it w hi ch  is  com po s ed  of  the  re sist ance,  capaci t or,  an in duct ance.  All  these  va riables   tog et he are  know as  im pe dan ce Im ped a nce  is  cal culat ed,   as  s how in  Eq uatio ns   ( 3),  ( 4),   and ( 5),  for  eac h part  of the ci rcu it  [1 5].            Figure  3 .   The   Ci rcu it  D esi gn  for  Ma gn et ic  R eso nan t C oupling o f Wirel ess  Power Tra nsfe [ 15]                                                                                                                                                     ( 2 )                                                                                                              ( 3 )                                                                                                            ( 4 )     Ther e f or e,   f r om   Equ at ion s   2 - 4 determ ine  the  im ped ance   in  the   pri m ary res onant a nd  seco ndary   un it s,  respec ti ve ly In   the  E qu at ion   2 - 4     ind ic at es  the  switc hing  f reque ncy.  The  c urren i m ai ntained  a const ant  value   in  that  ci rcu it The  sam e   equat ion   is  us ed  f or   the  res onant   and   seco ndar par ts  to  der i ve  the   value  of   im ped ance  [ 15 ] Se qu e ntial ly the  resist ance  in   the  ci rcu it   act s   t re du ce   the   current  flo and   t lowe the  vo lt a ge  le vel.  The  c apacit or   ca store  el ect ric  en erg w hen   it   is  connecte to  it ci rcu it In du ct ance  work   is  obse r ved   in  the  el e ct ric  ci rcu it   in  wh ic ch a ng in  c urren t   flow th r ough  it   and   in duces  an  el ect ro m otive  fo rce  i the  c on du ct or.  T hu s im ped ance  is  th eff ect ive  resi sta nce  of  a el ect ric  ci rcu it   to  A C   arisi ng   from   t he  com bin ed  eff ect of  resi sta nce  an re act ance  [ 16 ] Fu rt her m or e,  each  of  the  pri m ary,   resona nt,  an seco nd a ry  unit yi el ds   certai volt age.  T he  outp ut  volt age  at   the  sec onda ry  un it   ca go  thr ough  the  lo ad.   At  the  loa d,  the  AC/DC  c onve rter  cha ng es  the  AC  volt age  in  the  ci rc uit  to  the  DC  vo lt age   for  tra ns fe rr i ng  powe f ro m   the  transm it te to   the  receive rs.   The  process  is  known  a rec ti fie r.   H ow e ve r th e   resona nt unit  is o ne  m edium  t hat trans m it s t he  po wer  t th e receiver . A t a  p arti cular  res onant  fr e qu e ncy  o t he  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    IS S N : 2502 - 47 52   Ind on esi a J   E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   9 ,  No.  1 Jan ua ry 2018     1 8 3 1 90   186   el ect ric ci rcu it , p arts of the im ped a nce  of  the  ci rcu it  ele m ent cancel eac h other. More over ,  the r eso na nt circuit   can g ene rate h igh e volt ages  a nd  cu rr e nts,   w hich  m akes  the   ci rcu it   s uitabl f or  u se   in w ir el ess  transm issi on  i the tra ns m itter an d rece ptor  [17].     c)   Far - Fie ld WP T   F ar - fiel WPT   is  syst em   wit l ong - ra ng e   powe t ran s fer,  su c as   f or  lo w - pow er   sens ors ne tw orks ,   an sp ace   ap pl ic at ion [ 18] I gen e ral,  far   f ie ld  has  t he  a dvanta ge  of   us i ng  lo w - fr e qu ency  ante nn a wh e re  si m ple  patte rn  m easur em ent  is  re qu i red  [ 18] I a ddit ion ,   f ar - fiel powe ring  ha se ver al   pr act ic al   ad va nt ages  ov e in duct ive   powe rin g,   w hich  is  t he  a c cur at al ig nme nt  of  pr im ary  and   seco nd ary  coils  f or  eff ic ie nt  op e rati on.  T he   far - fiel syst em   is  an  al te rn a ti ve  wireless  powe rin sc hem for  t he  recei ve  power  capa bili ti es   of   im plantable  dev ic es  [19].  More ov e r,   t he  far - fiel syst e m   m us be  aime at   the  re cei ver   t tran sm i t   powe r.  In   l ong  distanc es  or  in  the f ar - fiel syst em electro m agn et ic   rad ia ti on  is  use to  tra ns m it   po we r.   T he  e xp os ure  to  ra diati on  of  people  a nd  othe li ving  t hing is  disad va nt age  of  t he  far - fiel syst em   [20],  [ 21] Mo re ov e r,   the  eff ic ie ncy  and   perform ance  of   the  far - fi el syst e m   are   the  m os i m p or ta nt  issues  in  obta inin higher   transm itti ng   an te nn ar ray  [22].  Im pr ovin the  trans fer   ef f ic ie ncy  decr ea ses  the  risks   of  hu m an  ex po s ur t el ect ro m agn et ic   fiel ds th us   l eadin to  bette pe rfor m ance  of   the  far - fiel syst e m By   co ntrast,  the  e ff ic ie ncy  of   t he  near - fie ld  syst em   dep ends  on  th c ouplin c oeffici ent.  The n,  th la rg e the  va lue  of  the  c ouplin coeffic ie nt,  t he   stron ger   t he  a bili ty   of   the   syst e m   to  carry  e nergy  [ 22] I add it io n,   t he  na tural  syst em of   t he   fr e qu e ncy  an qu al it facto are  im pr ov e d.   Re du ci ng   t he  s yst e m   inh eren t   loss  rate  is  way  to  im pr ove  the  powe tra ns fe r e ff ic ie ncy  [22]. Furthe rm or e,  the ef fici ency  and p e rfor m ance o f  the  far - fi el syst em  d epen d o the an te nn a ar r ay  [ 23] .     d)   Co m pa ri s on s   Table  s hows  com par ison   betwee the  fiel ds   in  te rm of   eff ic ie ncy,  perf or m ance  and  char act e risti cs  of   distance,  f reque ncy  an nu m ber   of   tu r ns Ta ble  s hows  t hat,  the  energy  ef fici ency  of  wireless  powe r   trans fer  in  ne ar   fiel is  high   com par ed   to  m edium   and   fa fiel ds.  T he  pe rfor m ance  of  powe r   trans fer   is  hi gh  for  the  nea a nd   m edium   fie lds  com par ed  t the  fa fiel d.  Last the  cha ra ct erist ic of   dis ta nce,   fr e qu e ncy a nd  nu m ber   of tu rn is m or e com plex  to  tra ns fe r p ow e i f a r fie lds syste m   Table  li sts  t he  a dvanta ges   an disad va nt ages  for  eac te ch nique.  I inducti ve   an capaci ti ve  couplin te ch niques,  the  sy stem   of   W PT   is  si m ple  safe  with  shor transm issi on   distance.  T hus,  th e   app li cat io ns   of  inducti ve  c ou pling  is  im ple m ent  for  ba tt ery  c ha rg i ng   a nd  el ect ric  toot bru sh,  w hile  for   capaci ti ve  a ppli cat ion is  c ha rg i ng  po rtabl de vices.   I m agn et ic   res onant   co upli ng  te chn iq ue,  the   W P T   syst e m   is  lon tra ns m issi on   distance  an no  ra diati on.  Howe ver,  in  t his  te ch nique  the  disa dvanta ges  i s   diff ic ulti es  to  adjust  t he  re sonant  fr e quency Th ap plica ti on s   of  m agn et ic   res on a nt  c oupling  is  car   ch arg i ng .   In   el ect r om agn et ic   rad ia ti on   t echn i qu e the  WPT  syst em   is   ver hi gh   t ransm issi on   pe rce nt  over  lo ng  di sta nce   bu t t he radiat io n need  li ne of  s igh t.  The  a ppli cat ion of this t echn i qu e  is im plem ents in  bi om edical  [ 23 ] .       Table  1.   C om par iso n betwee n nea r,  m edium   and fa r fie lds  of  WPT   Asp ect   The Nea Field   The Mediu m   Field   The Far  Field   The Energ y  E f f icie n cy   Hig h  [ 1 0 ]   Hig h  [ 1 5 ]   Low [ 2 1 ]   The Perfo r m an ce o f  po wer  trans f er   Hig h  [ 1 1 ]   Hig h  [ 1 6 ]   Low [ 2 2 ]   The   Ch arac te ristic  o f  dis tan ce,  f requ en cy  and  num b er  o f  turn   Easier  to   trans f er  p o wer  [ 1 3 ]   Easy  to trans f er  p o wer  [ 1 7 ]   More co m p l ex  to t rans f er  p o wer  [ 2 2 ]       Table  2.   A dv a ntages  and  disa dv a ntage of   w irel ess po wer  t ran s fer t ech niques   The W i reless  Po w er  T rans f er  Techn o lo g y   Ad v an tag es   Disad v an tag es   Ap p licatio n s   The Ind u ctiv e Co u p lin g   Si m p le  saf e,  h ig h   ef f icien cy  in sh o rt  rang [ 1 0 ]   Sh o rt  trans m iss io n  dis tan ce [1 1 ],   n eed accu rate alig n m en t [ 1 1 ]   Electr i c too th  bru sh  and   razor  b atte ry ch arg in g in d u ctio n  sto v eto p s an d   in d u strial heaters  [ 1 1 ]   The Cap acitiv e Co u p lin g   Si m p le structu r e of   co u p lin g s, ligh tweig h t,  lo co st, po sitio n  f lex i b ility  an d  hig h  f requ e n cy  [ 1 2 ]   S m all po we d en sity  o f  the s m al co u p lin g  capacitan ce [1 2 ]   Ch argin g  po rtable d ev ices,  p o wer  rou tin g  in large scale  in teg rated cir cu its,   S m art cards   [ 1 2 ]   The Magn etic R eso n an Co u p lin g   Lon g  tr an s m iss io n   d istan ce,  n o  r ad iati o n  [ 1 5 ]   Dif f icu lt to ad ju st  reso n an ce  f requ en cy  f o m u lt ip le dev ices [ 1 5 ]   Cars ch argin g  [ 1 7 ]   The Elec t ro m ag n et ic   Rad iatio n   Ver y  hig h  tr an s m is sio n   p erce n t ov er  lo n g  dis tan ce  [ 2 1 ]   Rad iatio n  need  line o f  sig h t [ 2 1 ]   I m p le m en t in b io m ed ical  [ 2 3 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci   IS S N:  25 02 - 4752     Encry ption Tec hn i qu e s   and  W ire le ss Po we Transfer  Sc he mes   ( Nur  Haz wa ni  H us sin )   187   2.2.       E ncry pti on  Tech nique  for WPT     This  sect io discuss es  t he  e nc ryptio te ch ni qu e of  the   WPT  syst em Pr evio us   researc pr ese nte sever al   te ch ni qu e s,  su c as  chaos  theo ry,  pass word   sec uri ty   syst e m ,   a nd   RF  sig nal,   app li ed  in  th WPT   syst e m . Each  t echn i qu e  w il be discus sed  in  d et ai l i t he  s ubse qu e nt secti ons.     a )    C haos  The ory   Chaos  t heory  is  us ed  t enc rypt  the  tra ns f er  ene rg of   m agn et ic in duct ive,  an el ect ro m agn et i c   resona nt cou pling base d o n W PT [9].  Durin g t he pr ocess o f c haos for  the  s ecur it y key,  m at hem atics is us ed  to   gen e rate  discr et e - tim chao ti values.   T he   power   facto r   of   tra ns fe e nergy  shou l be  m ai ntained  at   the   m axi m u m   val ue  to  achieve  m axi m u m   po wer   at   the  load  [9 ] T hu s re act ive  power   will   be  red uce in  the   transm issi on   powe r.   T hus,  th resonan f re qu e ncy  will   rem ov the  irrelevant  reacti ve  powe at   the  pr im ary   ci rcu it  [ 9]. Mo reover , cap aci t or  ar rays are  use to im pr ov e  secur it y per for m ance.  The refor e , m axi m u m   powe r   trans fer   ene r gy  can  be  util i zed,  w here  the  r eso nan t,  pr im a ry,  an seco ndary  un it ha ve   resonan f requen cy .   On the  oth e r h and, the  en c ryp te s witc hing freq ue ncy can  be o btained  as                                                                                                            ( 5 )     wh e re        is t he  c hao ti c sec ur it and can  b e  exp resse as                                                                                                                    ( 6 )       Sw it chin g   fr e quency   ca be  c on t ro ll ed   to   ch ang t he  ra nge   arr ay                   chao ti ca ll [9 ] Accor di ng   to  t he  powe le vel  a nd  tra ns m issi on   distance the  r egu la ti ng  rang can  be  ge neral ly   sel ect ed.   So   t hat,  to   m a xim iz the  trans fer  po wer,  the  c hao t ic   secur it key pri m ary,  resonan a nd   seco nd a ry  capaci to rs  can  be  regu la te wh ic is e xpre ssed  as                                                                                                                     ( 7                                                                                                                               ( 8 )                                                                                                                                      ( 9     The  c hao ti se qu e nce  is  util iz ed  as  th sec ur it key  to  e nc rypt  tra ns fe energy.  T he  lo gisti m ap  is  util iz ed  to  ge ne rate t he 1 - D d isc rete - tim e chao ti c series as   giv e n by [ 9]                                                                                                                  (1 0 )     wh e re        de note the   se quence   and  A   de no te s   the  bif ur cat io par am et er.  Th ph ase  portrai ts  of        and            exh i bit  va rio us  topolo gical   str uctu res  al on with  the   incre a se  in  A.   Mo reover      act s   as  const ant  value  for                 pe rio os ci ll at ion   for                 per io n   os ci ll at ion  f or                     ,   a nd  c ha otic   os ci ll at ion   f or                     In   a dd it io n,   the  la r gest   Ly apunov  e xponent  diag r a m   as  m a t hem atical   expressi on   of   t he  cha otic  be ha vior.  T hus,  th la rg est   Ly ap unov  ex pone nt   beco m es  po sit ive  w hen                 it  is  beca us of  in  c hao ti os ci ll at ion   pe rio and  at   sam tim the  cha otic   be ha vio r   occ ur s   if              [ 24] Ther e f or e,               is  sel ect ed  t ge ner at t he  ra ndom   bounde sec ur it k ey                    f or  the   e nergy   encr y ption sch e m e [24].     b     P as sw or Sy s tem   The  pass w ord  secur it W PT  syst e m   is  the  i nteg rati on   int wireless  el ect rical   po wer   desi gn   in  w hich  sepa rate  power  desi gn  from   so urce  to   load   is  c on tr ol le by  pass word  c on t ro l le r.   In  [ 25] t he   desi gn  dev el op e a   pa sswor sec ur it syst e m   by  usi ng   t he  Ard uino  Deu m il ano ve   m ic ro co ntr ol le that  was  ba sed  on  an  aut hen ti cat ion   te c hn i qu t co ntr ol  the  wireless  power  syst e m Ho we ver,  the  f re qu e ncy  ge ner at or   us e t const ru ct   t he  pa sswo r protec ti on   syst em   and   to   ge ner at t he  high - fr e que ncy  sig nal  res onat or  w as  s pec ific   at  the  130  kHz  f r equ e ncy.  T his  process  ac hiev ed  su c cessf ul  powe trans fe r   from   the  transm itter  to  the  re cei ver   for  the   act ivati on  loa d.  The   c on t ro ll er   only   al lows   t he  a ut horized   use w it pass w ord  t act ivate   t he  wireless   powe syst e m   for  the  co ns tr uc te pass word  pr otect io syst e m The  trans fer   proc ess  in  high  fr e quency   is  at  m egah ertz,  a nd  the  m axi m u m   po wer   tra nsfer  bet ween   s ource  an loa of   wireless  powe syst e m   can  be   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    IS S N : 2502 - 47 52   Ind on esi a J   E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   9 ,  No.  1 Jan ua ry 2018     1 8 3 1 90   188   dev el op e us i ng   t he  re sona nce  in duct ive  couplin WPT   te chn i qu [ 25] Fo r   the  res on a nt  f re qu e nc y,  the  i m ped ance  is   osc il la te betwe en  in put an d o utput. E quat io n ( 5 s hows  the  r es on a nt  fr e quency.                                                                                                                            (1 1 )     Figure  s how the  password   blo ck  diagr a m   of   the  securi ty   wireless  po wer   syst em T he  fr e quenc y   gen e rato ci rc uit  us es  IC  an LM5 55   to  ge ner at hi gh - f r equ e ncy  os ci ll at ion   at   130  kHz.  Th DC  to  AC  inv e rter  ci rc uit  is  us ed  t co nvert  the  ti m er  DC  outp ut  to  AC  outp ut  os ci ll at ing   at   130  kH z Acc ordi ng  to  the   desig of  the  pass word   sec uri ty   wireless  po we syst em f our  pi ns   act   as  extern al   trig ge rs  with  in pu sign al s   from  the p ass w ord  c ontrolle r         Figure  4 .   Pass word  Sec ur it W i reless  Powe Syst em  Bl ock   Diag ram  [ 25]       More ov e r,   t he  eff ic ie ncy  at   the  outp ut  f or  no   l oad   of  the  WPT  syst em   i 60%  an for   load  is  36%  [25].  T he  m axim u m   ou tpu at   the  c oil  inters ect ion   for  the   r ang e   bet ween  cm   and   c m   dia m et er.  T he  c oil  esca la te s to  a c orner, a nd the i ntersecti on a re a d ec reases.     c)      Ra di Fre quenc Si gnal   In   [ 26 ] t he  c oncepts   of  sec uri ty   centers  on  t he  tra ns m itted  powe sig nal  t be  r ecei ve by  r ecei ve r   in  wireless   po wer   t ran sm issio syst em By  us in t he  RF   sign al ,   t he  c oncept  of  the  e ncr y ption decry ption  al gorithm   is  introdu ce to  ac hieve  the  sec uri ty   of   power   tr ansf e r.   F or   im pro ving  eff ic ie ncy,  low  s witc hin fr e qu e ncy is  use to  drive  the  gate of t he  MO SFET.         Figure  5 .   Bl oc k Diag ram  o f W i reless  powe T ran scei ver   [ 26 ]       Figure  sho w the  blo c di agr am   of  the  wireless  powe tra ns cei ve r.  The  proces of  the   bl ock  diag ram   is  wh ere  the  sign al   f lows   with out  any  interr up ti on   to  the  transm itter  inp ut.  T he  RESET  switc resets   the  pro gr am m i ng   c odes  in  t he   PI m ic ro con t ro ll e r.   The  si gnal   giv e to  t he   PI m ic ro co ntr oller  PI C 16F877A  with  40  pi ns   and  in pu t outp ut  pi ns   a nd   15  inte rrup ti ons  a nd  sta bili ty   will   be  m ain ta ined   wit c rysta os ci ll at or   ci rc ui t.  The  si gn al   is  co ntro ll ed   by   the  PI C   m icr oc ontrolle r T his  sig nal  is  tr ansf e rr e t th R F   m od ule  throu gh  MA 232.  MOSFET  s witc hes  are  c onne ct ed  to  each  oth er  a nd   th cu r ren will   pass  t hro ugh  by  switc hing  be tween  O a nd  OF F   sta te s.  The  passc ode  can  be  ge ner at ed  in   MA 23 a nd  se nt  th rough  t he  RF  tran sm i tt er.  The   recei ver  process   is  the   r ever se   of   t he  tr ansm itter  proc ess.  F r om   this  te chn iq ue,  the   resu lt   of   powe tra nsfer red   from   the  transm it te to  the  recei ver   is  m axi m u m   at   the  cl os est   posit ion  with  distan ces  of   3,   2,   1, an d 0.5  f eet , whic ar e increase d, an the  powe r re cei ved  i n   the  re cei ver  is  reduc ed.  T hus,  t he r ecei ver  has  m at ched  th e p assc ode to  re cei ve  the  po w er s ig nal s ucce ssfu ll y [ 26] - [ 29] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci   IS S N:  25 02 - 4752     Encry ption Tec hn i qu e s   and  W ire le ss Po we Transfer  Sc he mes   ( Nur  Haz wa ni  H us sin )   189   3.   CONCL US I O N   WPT  is  am on the  m os com m on ly   us ed  te chnolo gies  of  this  centu ry.   Thu s WPT  m us e m p loy   secur it m easur es   to  protect   the  syst em   fr om  un kn own  re cepto rs  or   rec ei ver s.   This  re view  e xam ined  the  var i ou s   te ch ni qu e f or  e nerg encr y ption  of  the   WPT  syst e m   by  fo c us i ng  on   m ediu m - fiel WPT.   C le arly ,   m any  m et ho ds  of   m agn et ic   resonan te ch niq ue ha ve  bee pro posed  t red uce  com plexity bu at   sam tim perform   IM  m et ho ds   well .   Re so na nt  fr e qu e ncy  an free   po sit ion i ng   m et ho ds   ha ve   low  com plexity   and   perform ance  disad van ta ges.   T he  m os us efu m et ho is  the  strongly  co up l ed  res on a nce  m et ho beca use   of   it adv a ntage  i com plex it and   pe rfor m ance   on   th m agn et ic   reso na nt  couplin te ch nique.  T his  r eview  pr ese nted  e nc r ypti on   te ch niques  f or   WPT bu the  discuss ion   was  lim it e to  cha os   t he or y.  As  an  e nc ryptio n   te chn iq ue f or   WPT , c hao s  th eor y i s c om plex,   but ex hib it good  perform a nce .       ACKN OWLE DGE MENTS     This  st ud wa sup ported   by   Un i ver sit Ma la ysi Perlis  ( Un iM A P)  a nd  the  Mi nistr of  Hi gh e Ed ucati on ( M oH) u nder a  Gra nt Num ber   Un i MAP/ RM IC/  FRGS/  9003 - 00 - 0056 2.         REFERE NCE S   [1]   X.  Mou  and   H.  Sun,  Wirel ess  power  transfer:  Surve and  roadm ap ,”  IEE Ve hic ul ar  Te chno l olog y   Confer ence vol.   2015 ,   pp .   1 13,   2015 .   [2]   N.H  Hus sin,  M.   M.  Aziz an ,   Ali,   M.  A.  Albre em ,   Compar ison  of  Pe rform ance   based  on  Powe of  Ene r gy  Enc rypt ion  in  Me dium  Field  f or  Wirel ess  Po wer  Tr ansfer  Syste m ,”  I n te rn at i onal   Journal   on   Advanc ed   Science ,   Engi ne eri ng  and   Inform at ion   Tec hnolog y ,   vo l. 7,  pp.   1805 1810 ,   2017 .   [3]   O.  H.  Sti elau  and  G.  Cov i c,   Design  o l oosely   coupl ed   induc t ive  pow er  transfer  syst ems ,”  Int ern a ti o nal  Confe re nc on   Pow er  S y st em T e chnol og y   Proc eedings ,   vol .   1 ,   pp .   85 90,   2000.   [4]   W .   Chwei - Sen,   O.  H.  Stie la u ,   a nd  G.  A.  Covic ,   Design  consid erati ons  for  cont act l ess  el ectric   ve h ic l batter y   charge r ,   IEEE Transacti on  o I ndustria l   Elec t ro nic s ,   vo l. 52, pp.  1308 1314,   200 5.   [5]   A.  W ooji n,   J.  Sungkw an,   L.   W onk y um ,   K.  Sangsik,   P.  Juns eok,   S.  Jae gue,   K.  Hongs eok,   and  K.  K y oungchoul,   Design  of  coupl ed  resonators   for  wirel ess  pow er  transfer  to  m obil de vi c es  using  magneti fiel shaping , ”  IEEE  Inte rna ti ona S ym posium   on  El e ct rom agna t ic Co m pat ibi lit y ,                                       pp.   772 7 76,   2012 .   [6]   Agbin y a ,   Johns o I.,  " W ire l ess p ower  tra nsf er, Rive Publ ishers,   vol .   45 ,   2015 .   [7]   R.   A.   Bercic h ,   D.  R .   Duff y ,   and  P.   P.   Ira zoqui ,   Far - fi e l RF  powering   of  implant abl e   devic es:  Safet c onsiderati ons ,”  IEEE Transa ct i ons on  Biom edi c al   Engi ne eri ng ,   vol.   60 ,   pp .   2107 2112,   2013 .   [8]   S.  Bhu y an ,   K.  Sivana nd,   S.  K .   Panda,   R.   Ku m ar,   and  H.  Ju nhui,   Re sonan ce - Based  W ireless   Ene rgizing  of  Pi ezoe le c tric Co mponents ,”  IEEE  Magne ti cs   Let te rs ,   vo l. 2, pp.  6 000204,   2011 .   [9]   V.  Ciri m el e ,   S.  G.  Rosu,  P.  Guglie lmi ,   and  F.  Fr esc hi,   P erformance   e val uat ion  of  wirel ess  powe transfer  systems   for  el ectric   v ehicle using  the   o ppositi on  metho d , ”  IE EE   1st  Int ern ational   Foru m   on  Resea rc a nd  Te chnol og ie s   for   Socie t y   and   I ndu str y   Le v era g ing a  be tt er   tomorro w,  pp.   546 - 550,   2015.   [10]   M.  K.  Juniotj a   and  P.  Kum ar,   Study   on  Co ntac tless   Ene rgy   Tr ansfer ,”  Internat ion al   Confer enc of  Adv ance  Resea rc h   and   In novat ion ,   pp .   55 7 561,   2014 .   [11]   S.  A.  Khidri,  A.   A.  Mali k ,   and  S.  H.  Mem on,   W iT ric i t y  :  W ire l ess  Ene rg y   S olut ion  Ava il ab l at   An y t ime  an An y where ,   vol .   2,   pp.   26 34,   20 14.   [12]   J.  Kim   and  F.   B ie n,   El e ct ric   fie ld  coup li ng  te ch nique   o wire le s power  transfer   for  e le c tric  ve h i cl es , ”  I EE E   201 3   Te ncon   -   Spring ,   TE NCO NS pring  2013  -   Confer e nce   Proc ee d ings ,   vol. 1, pp. 267 271,   2013 .   [13]   H.  Funato,   H.  Koba y ashi,   and  T.   Kit abay ashi ,   Anal ysis  of  transfer  power  of  capac i ti v powe transfer  system ,”  Proce edi ngs of   t he  Int ern a ti ona l Confere nc on   Pow er   Elec troni cs   and  Driv S y ste m s ,   pp.   1015 10 20,   2013 .   [14]   T.   C.   B.   T.   C.   B eh,   T.   Im ura ,   M.   Kato,   and  Y.  Hori,   Basic   study   of  improving  ef f ic i enc of  wirele ss   power   transfe r   vi magnet ic   re sonance   couplin based  on  impedanc mat chi n g ,”  IE EE   In te rn at ion al   S y m pos i um   on  Industria El e ct roni cs ,   pp .   2011 2016,   201 0.   [15]   T.   Im ura ,   H.  O kabe ,   and  Y.   Hori,   Basic  ex p e rimental   study   o hel i cal   an te nn as  of  wireless   power  transfer  fo r   el e ct ric   ve h icles   by  using  magne ti resonant   cou pli ngs ,”  5 th  I EEE  Vehi cl es  Pow er  and  Propulsio Confer en ce ,   p p.   936 940,   2009 .   [16]   Z.   W ang ,   X.   W ei ,   and  H.   Dai,  P rinci ple  e laborat ion  and  syst em  structure  val ida tion  of  wire le ss   p ower  transfer  via  strongly  coup le d   magnetic  reson ance s ,   9th   IE E Vehi cl e   Pow er   and  Propulsion   Confer ence ,   pp.   261 266,   2013 .   [17]   S.  Das  Barman,   A.  W .   Rez a ,   N.  Kum ar,   M.  E.   Kari m ,   and  A.  B.   Munir,   Wirel es powering  by  magnetic  resonant  coupl ing:  Re c en trends  in  wire l ess  power  transfer  system  and  it s   appli cations ,”  Rene wabl and  Sus ta ina ble  Ene r g y   Revi ews ,   vo l. 51 ,   pp .   1525 1552 ,   2015.   [18]   E.   Falke nst ei n ,   D.  Costine tt,  R.   Za ne ,   and  Z .   Popovic,   Far - fiel RF - powered  v ariable   duty   cy c le   wireless   sens or   plat form ,   IE EE   Tra nsac ti ons on   Circ uit s   S y st ems  II  Exp re ss   Brief s ,   vol. 58, pp. 82 2 826,   2011 .   [19]   H.  Viss er,   Far - Fi el d   R F Ene rgy   Tr anspor t ,”  IE E Rad io and  W ir el ess S y m posiu m ,   2013 ,   pp .   34 36,   2013 .   [20]   S.  S.  Valt ch ev,   E.   N.  Ba ikova,  a nd  L.   R.   Jorge ,   El e ct rom agnet i c   fi el as  th wire le ss   transpor te of  ene rgy ,”  Fa cta  Univer sitatis  -   Serie El e ct ron ic s   and Ene rg et i cs ,   vol.   25 ,   pp .   171 181,   2012 .   [21]   A.  A.  Thora a nd  S.  S.  Kata riy a ,   Solar  Powe Sate ll i te ,”  I OS Journal  of   El ectroni cs  an Comm unic at i on   Engi ne eri ng ,   vol .   5 ,   pp .   59 64 ,   2 013.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    IS S N : 2502 - 47 52   Ind on esi a J   E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   9 ,  No.  1 Jan ua ry 2018     1 8 3 1 90   190   [22]   T.   L inl in ,   H.  Xu el i ang,   L .   Hui ,   a nd  H.  Hui,   Stu dy  of  Wire le ss   P ower  Tr ansfer  S yste Thr ough  Strongly   Coupl e d   Res onance s , ”  In t ern ational Conference on El e ct r ical and  Cont rol E ngine er ing ,   pp.   4 275 4278,   2010 .   [23]   M.  Xia  and  S.  As sa,   On  the   Ef fici enc o Fa r - Fi el Wire le ss   Powe Tr ansfer ,”  IEEE  Tra ns ac t ions  on  Signal  Proce ss ing ,   vol .   63,   pp .   2835 28 47,   2015 .   [24]   K.  T .   Chau   an d   Z.   W ang ,   " Chao s in  E lectr i Dri ve  S y st em , " Joh W il e y   Publ ishers,   2001 .   [25]   K.  O.  K.  H .   O.  E.   Ke at,  Wirel e ss   Powe Tr ansf er  for  Small  S ca le   App licati on , ”  IEE E   Confer en c Paper   Score d ,   vol.   2009 ,   pp .   16 17,   2013 .   [26]   B.   R.   R and y   an R.   A.  Kum ar,  Sec ured  Wireless   Powe Tr ansm ission  Us ing  Radi Frequ ency ,   Inte rn at ion a l   Journal  of  Infor m at ion  Sci ences  and  T ec hniqu es ,   vol.   4 ,   pp .   115 1 22,   2014 .   [27]   MH   Misran  and  SK A   Rahi m ,   " Optimum  Tr an s mitt er  Receive Rat io  for  Max i mum   Wirel ess  Ene rgy  Tr ansfer , Indone sian  Jour nal   of   E le c tri c al  Engi ne eri ng  and   Com pute Sci en ce ,   vol .   5 ,   pp .   59 9 - 605,   2017 .     [28]   Fitra   and   Elv y ,   " Wireless   Po wer  for  Mobile  Bat te r Charger , Indone sian   Journal  of  Elec tr ical  Eng ineeri ng  a nd   Com pute Scie n ce ,   vol .   6 ,   pp .   27 8 - 285 ,   2017   [29]   Rehman ,   Baha rudin  and  Nall agownde n ,   Mode lling  an E fficienc y - An aly sis  of  Wir el e ss   Powe Tr ans fe r   using  Magne ti Re sonance   Coup li ng , ”  Indone sia Journal  of  El e ct ri ca Engi ne ering  and  Com pute Scie nc e ,   vol .   6 ,   pp. 563 - 571 ,   201 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.