Pengoperasian Motor 3 Fasa Disuplai Dengan Sumber Listrik 1 Fasa

          Sobat blogger sekalian yang sedang membuka blog ini, pada kesempatan kali ini penulis akan menyajikan artikel tentang pengoperasian motor listrik 3 fasa yang disuplai dengan sumber listrik 1 fasa. Dalam benak sobat blogger tentu bertanya, apa mungkin motor listrik 3 fasa yang seharusnya disuplai dengan sumber listrik 3 fasa bisa bekerja/berputar jika disuplai dengan sumber listrik 1 fasa?. Di sini penulis tegaskan ya bisa, tapi tentunya hal ini kita lakukan apabila dalam  kondisi darurat, oleh karena tidak tersedianya sumber listrik 3 fasa di tempat kita.

          Untuk mengetahui sistem pemasangan dan penyambungan motor listrik 3 fasa pada jaringan atau sumber listrik 1 fasa, sobat blogger dapat menyimak uraian berikut ini. Kita ketahui bahwa motor listrik 3 fasa terdiri dari 3 buah kumparan yaitu Kumparan I (ujung awal ditandai dengan notasi U1 dan ujung akhir U2), Kumparan II (ujung awal ditandai dengan notasi V1 dan ujung akhir V2), dan Kumparan III (ujung awal ditandai dengan notasi W1 dan ujung akhir W2).

           Agar motor listrik 3 fasa tersebut dapat dijalankan dengan sumber listrik 1 fasa, terminal-terminal kumparan motor listrik 3 fasa tersebut harus dihubungkan segitiga (delta), yaitu terminal U1 dikopel dengan W2, terminal V1 dikopel dengan U2, dan terminal W1 dikopel dngan V2, kemudian ditambahkan kapasitor 8 s/d 10 μF/400 V sebagai penggeser beda fasa (bentuk kapasitor seperti telihat pada gambar 1).

Gambar 1. Bentuk Kapasitor 8 s/d 10 μF/400 V

          Untuk mendapatkan putaram ke kanan kondensator 8 s/d 10 μF/400 V disambungkan dengan terminal U1 dan W1 atau diparalelkan dengan kumparan III (W1 – W2) seperti ditunjukkan pada gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Sambungan motor untuk putaran ke kanan

Sedangkan untuk mendapatkan putaran ke kiri kapasitor 8 s/d 10 μF/400 V disambungkan dengan terminal V1 dan W1 atau diparalelkan dengan kumparan II (V1 – V2) seperti ditunjukan pada gambar 3 berikut ini.

 Gambar 3. Sambungan motor untuk putaran ke kiri

          Perlu sobat blogger ketahui, oleh karena besar tegangan sumber listrik 1 fasa tidak ssuai dengan tegangan nominal motor listrik 3 fasa tersebut, maka kapasitas daya beban maksimum yang dihasilkan hanya sekitar 70% dari kapasitas daya nominal yang tetera pada name plate motor listrik 3 fasa.

Merakit Rangkaian Inverter 1000 Watt

          Sobat blogger yang setia, pada pertemuan kali ini kita lanjutkan  dengan membahas tentang perakitan rangkaian inverter 1000 Watt. Rangkaian inverter adalah suatu perangkat elektronika yang berfungsi untuk merubah sinyal tegangan listrik arus searah (DC) menjadi sinyal tegangan listrik arus bola-balik (AC) berbentuk gelombang sinusoida (walaupun gelombang sinusoida tsb biasanya kurang sempurna). Inverter yang merubah tegangan listrik DC ke tegangan listrik AC dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis antara lain yaitu :

1.   Berdasarkan phasa tegangan outputnya :

a.  Inverter 1 phasa, yaitu rangkaian inverter yang menghasilkan tegangan output 1 phasa,

b.  Inverter 3 phasa, yaitu rangkaian inverter yang menghasilkan tegangan output3 phasa.

2.   Berdasarkan pengaturan tegangan outputnya :

a. Voltage Fed Inverter (VFI)

b. Current Fed Inverter (CFI)

c. Variable DC Linked Inverter

          Disamping merubah tegangan listrik DC menjadi tegangan listrik AC paada rangkaian inverter ini juga memiliki kelebihan lain yaitu sebagai penaik dan penurun tegangan, maka dari itulah perangkat inverter ini dapat menstabilkan tegangan output yang sesuai dengan kebutuhan. Selain itu rangkaian inverter ini juga dapat berfungsi sebaliknya yaitu merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC.

          Prinsip kerja rangkaian inverter ini dapat dijelaskan sebagai berikut, rangkaian inverter ternyata hampir sama prinsip kerjanya dengan perangkat power suplai yaitu perangkat elektronik yang merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC, yang kemudian dilengkapi dengan rangkaian kontrol dengan menggunakan sebuah IC tipe CD4047 dan 2 buah transisitor tipe TIP 122 serta 4 buah transistor daya tipe 2N3055 yang dirancang untuk memberikan pasokan sinyal listrik pada pemakaian daya tinggi, yang tentunya masih membutuhkan sinyal periode positif dan negatif dari gelombang sinusoida yang akan dikombinasikan dengan sinyal PWM (puls wive modulation). Untuk lebih jelasnya berikut ini disajikan skema diagram rangkaian inverter 1000 watt tersebut.

*) klik gambar untuk memperbesar view gambar

Gambar 1. Skema Rangkaian Inverter 1000 Watt

Pengendalian Daya Motor Induksi Dengan Mikrokontroler 8051

          Sebelum membahas pokok bahasan pada pertemuan kali ini perkenankan penulis mengucapkan selamat kepada pasangan presiden dan wakil presiden terpilih dalam pilpres 2014 yang telah diputuskan secara final dan mengikat oleh Makamah Konstitusi (MK) Negara Kesatuan Republik Indonesia (NKRI) pada tanggal 21 Agustus 2014. Semoga Indonesia 5 tahun kedepan lebih baik, lebih maju dan lebih sejahtera, amin.

          Ok sobat kini saatnya kita lanjutkan bahasan kita dengan membahas tentang pengendalian daya listrik motor induksi menggunakan mikrokontroler type 8051. Untuk memahami bahasan tersebut sebaiknya sobat ikuti dan simak uraian berikut ini.

          Pengendalian (kontroler) daya motor induksi ini dimaksudkan untuk mengelola suplai daya listrik AC ke beban (motor induksi) melalui proses bekerjanya thyristor. Efektivitas pengendalian daya tersebut sangat meningkat bila dibandingkan dengan teknik pengendalian lainnya.

          Pengendalian daya listrik AC motor induksi ini berawal dari proses zero crossing akhir gelombang yang ditemukan oleh pembanding yang kemudian produktivitasnya dipasok ke micro-controller type 8051. Micro-controller ini membuat tersedianya arus tunda yang dapat memicu beberapa SCR untuk mengontrol perjalanan isolator antarmuka OPTO. Sebagai titik akhir daya akan diteruskan ke semua  beban (motor listrik) melalui SCR secara berurutan.

          Dalam eksperimen pengendalian daya listrik AC motor induksi ini seperti yang terlihat pada gambar 1 dan 2, digunakan sebuah micro-controller type 8051 yang dihubungkan dari awal sampai akhir dengan saklar untuk mendorong naik atau turun daya listrik AC ke beban. Sebuah lampu dipasang sebagai pengganti motor induksi yang intensitasnya dapat berfluktuasi sebagai indikator perbedaan daya listrik yang mengalir ke motor induksi.

         Pengendalian daya listrik AC motor induksi ini dapat lebih ditingkatkan dengan memasok daya listrik langsung dari sumber tegangan 230 Volt AC yang diturunkan melalui trafo stepdown 12 Volt AC dan disearahkan dengan rectifier jembatan untuk memperoleh kontrol tegangan tinggi yang lebih baik dibanding dengan menggunakan baterai 12 Volt DC.

Gambar 1. Diagram Blok Pengendalian Daya Motor Induksi Dengan Mikrokontroler 8051 

Gambar 2. Kit PCB Pengendalian Daya Motor Induksi Dengan Mikrokontroler 8051

Merakit Monitor Charger Baterai dan Level/Tegangan Baterai

          Merdeka, Merdeka, Merdeka, Itulah salam kemerdekaan yang sering diucapkan oleh tokoh-tokoh bangsa Indonesia pada jaman penjajahan dulu, tetapi sekarang salam itu kita dengar pada saat ini, setelah 69 tahun merdeka. Lalu pantaskah salam itu tetap kita ucapkan pada saat ini ? dan apakah kita benar-benar telah merdeka ?, silahkan direnungkan!!!.

          Ok sobat, pengantar di atas adalah sekelumit tentang arti kemerdekaan yang harus kita renungkan dalam rangka memperingati hari kemerdekaan RI yang ke 69 pada tahun ini (2014). Sekarang pada pertemuan kali ini kita lanjutkan pembahasan kita tentang merakit rangkaian monitor charger baterai dan level/tegangan bataerai. Pada kesempatan kali ini penulis akan menyajikan beberapa rangkaian charger baterai dan rangkaian level atau tegangan baterai antara lain sebgai berikut :

Rangkaian Monitor Charger Baterai 6 V Menggunakan Solar Sel

          Berikut ini (gambar 1) adalah rangkaian monitor charger solar sel untuk melihat apakah baterai sedang diisi atau tidak. Hal ini dapat diketahui dari menyalanya LED merah untuk menunjukkan bahwa baterai tidak menerima arus pengisian. Hal ini juga memberikan indikasi peringatan bahwa terdapat sambungan yang longgar antara charger dan baterai.

          Prinsip kerja dari rangkaian ini dapat dijelaskan sebagai berikut : rangkaian monitor charger solar sel menggunakan 2 (dua) buah transistor PNP T1 dan T2 untuk memberikan indikasi peringatan jika ada sambungan longgar antara charger dan baterai. Jika sambungan normal dan baik, maka arus akan mengalir ke dalam baterai, melalui dioda D2 dan D3 bias maju dan turun sekitar 1,2 volt. Hali ini merupakan drop tegangan maju melintasi dioda yang menyebabkan T2 akan bekerja dengan baik. Arus kolektor dari T2 terus mengalir ke basis T1 menjadi lebih tinggi dan T1 tetap off, sehingga LED merah yang terhubung ke emitor T1 tetap mati yang menunjukkan bahwa arus mengalir ke baterai dan koneksi masih normal dan baik. Ketika ada pemutusan kontak dalam kabel penghubung atau kontak longgar pada terminal baterai, arus tidak lancar mengalir sehingga D2 dan D3 bias terbalik. Hal ini akan mematikan T2 dan mengaktifkan T1, sehingga LED merah menyala yang menunjukkan baterai tidak mendapatkan arus pengisian.

Gambar 1. Skema rangkaian charger baterai 6 V menggunakan solar sel

Rangkaian Monitor Baterai 12 V Sederhana

          Berikut ini (gambar 2) adalah rangkaian monitor LED baterai sederhana ketika tegangan baterai turun di bawah 9 volt. Hal ini merupakan rangkaian ideal untuk memonitor tingkat pengisian baterai 12 volt yang digunakan dalam perangkat portabel atau sistem alarm. Dalam keadaan standby, LED tetap mati.

         Prinsip kerja dari rangkaian ini didasarkan pada bias basis transistor T1, yaitu ketika tegangan baterai di atas 9 volt, tegangan basis-emitor akan sama. Hal ini membuat kedua komponen yaitu T1 dan LED off, dan ketika tegangan baterai berkurang di bawah 9 volt karena telah dkonsumsi, tegangan basis T1 menurun sementara tegangan emitor tetap sama sejak kapasitor C1 terisi penuh. Pada tahap ini, basis T1 menjadi berubah positif dan pada kapasitor C1 terjadi pengosongan (discharge) melalui lampu LED dan T1.

Gambar 2. Skema rangkaian monitor baterai 12 V sederhana

Rangkaian Monitor Tegangan Baterai 12 V

          Berikut ini (gambar 3) adalah rangkaian monitor baterai sederhana untuk pemeriksaan cepat dari baterai Lead-Acid 12 V. Baterai harus terus dipantau untuk meningkatkan kelangsungan kinerja baterai. Kelebihan pengisian (overcharge) dan di bawah muatan (downlevel) akan mengurangi masa pakai baterai. Sebaiknya tegangan terminal baterai lead-acid harus tetap di kisaran 12,5 s/d 13,5 volt. Jika tegangan terminal baterai berkurang di bawah 10 volt untuk waktu yang lama, baterai tidak akan menerima arus pengisian. Demikian pula jika tegangan terminal melebihi di atas 14 volt, baterai akan rusak dan hancur.

          Rangkaian ini terdiri dari dua buah dioda zener uang dikontrol oleh transistor untuk mengalihkan pencahayaan tiga buah LED merah, hijau dan kuning guna mengindikasikan tegnagan baterai dalam kondisi rendah (low), normal atau tinggi (high). Ketika tegangan baterai kurang dari 11 volt, dioda zener ZD1 dan ZD2 berhenti bekerja dan hanya LED merah menyala yang menunjukkan tegangan baterai dalam kondisi rendah (low). Jika tegangan baterai antara 12 volt s/d 14 volt, dioda zener ZD1 bias maju dan T1 bekerja. LED hijau yang terhubung ke kolektor T1 menyala yang menunjukkan tegangan baterai dalam kondisi normal. Jika tegangan baterai melebihi dari 15 volt, dioda zener ZD2 bias maju dan T2 juga bekerja sehingga LED hijau dan kuning menyala secara bersamaan yang menunjukkan tegangan baterai dalam kondisi tinggi (high). Begitu seterusnya indikasi kondisi tegangan baterai berikut dapat diperoleh secara bergantian.

Gambar 3. Skema rangkaian monitor tegangan baterai 12 V

Keterangan :

LED merah menyala = Tegangan baterai rendah (low)

LED hijau menyala = Tegangan baterai normal

LED hijau dan kuning menyala = Tegangan baterai lebih tinggi (high).

Rangkaian Monitor Level Baterai 6 V Hingga 12 V

          Berikut ini (gambar 4) adalah rangkaian monitor level baterai yang dapat menunjukkan proses pengisian baterai lead-acid atau baterai Nicad 6 hingga12 Volt. Status LED menunjukkan apakah baterai menerima arus pengisian atau tidak. Hal ini juga menunjukkan kondisi baterai dalam muatan penuh atau masih kurang.

         Rangkaian monitor level baterai dapat langsung dimasukkan ke dalam panel pengisi daya baterai 6V, 9V, 12V dsb. Satu-satunya perubahan yang diperlukan untuk keperluan berbagai jenis baterai adalah penggantian nilai diode zener ZD yang disesuaikan dengan tegangan baterai yang akan diisi. Untuk baterai 6 volt menggunakan charger dengan diode zener 6,1 volt dan untuk baterai 9 volt menggunakan charger dengan diode zener 9,1 volt.

          Rangkaian ini didasarkan pada switching dari dua buah transistor NPN (BC547) untuk mendorong LED yang sesuai. Dioda zener ZD terhubung ke basis T1 sehingga arau akan beralih pada T1 saat diode zener bekerja. Hal ini terjadi hanya ketika tegangan baterai di atas 12 volt dan LED hijau menyala bila tegangan baterai normal atau baterai telah mencapai pengisian penuh. Resistor R1 dan Potensio VR akan menyesuaikan dengan bias basis T1 untuk beralih secara mulus. Ketika T1 bekerja, basis T2 akan ditarik ke ground sehingga T2 mati dan LED merah padam, ketika terhubung dengan baterai yang mengindikasikan belum terjadi proses pengisian.

          Jika tegangan baterai di atas 12 volt (yaitu tegangan terminal normal 13,8 V), diode zener bekerja sehingga LED hijau dan LED merah tetap mati. Jika tegangan baterai di bawah 12 volt,  diode zener tetap tidak bekerja sehingga LED hijau tetap mati dan LED merah menyala. Ketika baterai terhubung ke pengisi daya, dan jika baterai menerima muatan, LED hijau menyala dan LED merah tetap menyala. Ketika baterai mencapai muatan penuh, LED hijau dan LED merah padam. Jika baterai tidak menerima muatan, LED hijau tidak pernah menyala, bahkan setelah pengisian berkepanjangan. Hal ini menunjukkan bahwa tegangan terminal baterai tidak mencapai tegangan normal di atas 12 volt.

Gambar 4. Skema rangkaian monitor level baterai 6 hingga 12 V

Merakit Charger Baterai 6 V dan 12 V Menggunakan Solar Sel

          Bahasan berikut ini masih tetap tentang merakit charger baterai, kalau pada pertemuan sebelumnya penulis telah menyajikan rangkaian charger baterai menggunakan solar sel yang hanya untuk mengisi baterai 6 V dan rangkaian charger baterai menggunakan solar sel yang hanya untuk mengisi baterai 12 V. Selanjutnya untuk pertemuan kali ini kita mencoba merakit charger baterai yang digunakan untuk mengisi baterai bertegangan 6 V sekaligus juga bisa untuk mengisi baterai bertegangan 12 V.

          Berikut ini  (gambar 1) adalah rangkaian charger baterai solar sel yang paling sederhana dan terjangkau untuk dibuat oleh penghobi elektronika. Charger ini disamping memiliki beberapa kekurangan dibanding dengan charger lain yang serupa, tetapi mempunyai lebih banyak keuntungan dan kelebihan. Charger  ini dimaksudkan untuk pengisian baterai lead acid, tetapi juga dapat digunakan untuk pengisian jenis baterai apapun pada tegangan konstan antara 5 V hingga 14 V. Tegangan outputnya dapat disesuaikan/diatur dengan mengatur R3.

Gambar 1. Skema rangkaian charger baterai 6V dan 12V menggunakan solar sel

Gambar 2. PCB charger baterai 6V dan 12V menggunakan solar sel

Kelebihan dari charger ini antara lain adalah :

+ Sederhana, bentuknya kecil dan harganya murah

+ Menggunakan komponen-komponen yang tersedia di pasaran

+ Tegangan dapat diatur/disesuaikan (Adjustable)

+ Pengosongan debit baterai nol (zero) ketika matahari tidak bersinar.

Sedangkan kerugiannya antara lain adalah :

- Batas drop-out tegangan untuk aplikasi 6V cukup tinggi

- Arus pengisian terbatas hanya sampai 1,5 A

- Tidak ada LED indikator, tidak ada bel atau alarm

Spesifikasi charger baterai solar sel ini adalah sebagai berikut :

- Kapasitas daya panel surya : 20W (untuk 12V) atau 10W (untuk 6V),

- Range tegangan output : 5 s/d 14V (adjustable), dapat dikurangi lebih lanjut dengan menghubung singkat R2,

- Disipasi daya maksimal : 10W (termasuk disipasi daya D1)

- Drop tegangan : 2 s/d 2,75V (tergantung pada arus beban)

- Arus maksimum : 1,5A (batas internal sekitar 2,2A)

- Pengaturan tegangan : ± 100 mV (karena sambungan seri penyearah)

- Pengosongan daya baterai : 0 mA (tidak perlu melepaskan baterai ketika matahari tidak bersinar)

Untuk aplikasi pada baterai 6V:

- Tegangan Output : Set pada 7V

- Tegangan input :

Untuk baterai yang telah kosong/habis (6V) : sebesar 8,75V dengan arus minimal 1,5A (sedikit lebih tinggi untuk panel surya dengan operasi 6 V). Sedangkan untuk baterai yang telah terisi (7V) : sebesar 9V dengan arus minimal 10 mA.

Untuk aplikasi pada baterai 12V :

- Tegangan Output : Set pada 14V

- Tegangan input :

Untuk baterai yang telah kosong/habis (12V) : sebesar 14,75V dengan arus minimal 1,5A (tersedia dari panel surya untuk operasi 12V). Sedangkan untuk baterai yang telah  terisi (14V): sebesar 16V dengan arus minimal 10 mA.

Drop Tegangan Minimum :

          Oleh karena terdapat drop tegangan sebasar 2 s/d 2,75V, maka tegangan input harus lebih besar dari tegangan output sekitar 2,75V dengan arus minimal 1,5A. Untungnya, saat baterai habis, tegangan output lebih rendah sehingga tegangan panel surya juga akan lebih rendah. Ketika terisi penuh, tegangan baterai akan tinggi, tetapi arus sangat rendah pada saat itu, tegangan drop-out akan mengurangi sekitar 2V dari  tegangan panel surya yang datang mengalir ke dalam rangkaian. Rectifier Schottky dipilih untuk mengurangi drop tegangan ini dengan persyaratan bahwa drop tegangan dari Schottky adalah sekitar 0,5V dengan arus minimal 1,5A atau sekitar setengah dari rectifier silikon.

Disipasi Daya Maksimum :

          Dalam ramgkaian pengisi daya baterai dengan solar sel, daya dibatasi oleh kedua faktor yaitu resistensi dan panas dari IC LM317T dan heat zink. Untuk menjaga agar suhu keduanya di bawah 125 °C, daya harus dibatasi sekitar 10W. Jika heat zink lebih kecil atau kurang efektif digunakan, disipasi daya maksimum harus dihitung ulang. Untungnya IC LM317T telah membatasi suhu internal sehingga jika terlalu panas IC akan menutup, dengan demikian akan melindungi diri dari kerusakan. Daya maksimum mulai berlaku saat pengisian baterai 12V dengan arus minimal 1,5A : misalnya tegangan baterai = 12V, panel surya = 18V, maka  P = (18V - 12V) x 1,5A = 9W. Jadi panas itu harus disesuaikan secara hati-hati dengan nilai arus.

          Jika panel surya yang beroperasi untuk 12V, tetapi diaplikasikan untuk pengisian baterai 6V, maka arus maksimum harus dikurangi menjadi sekitar 0,7A : misalnya tegangan baterai = 6V, tegangan panel surya = 18V, maka P = (18V - 6V) x 0,7A = 9,6W. Dalam hal ini, daya panel surya tidak boleh melebihi 10W.

          Saat pengisian baterai mulai berlangsung, biasanya heat zink menghangat. Ketika mulai "top off" atau sedang menyelesaikan pengisian pada tegangan maksimum, heat zink panas. Ketika baterai telah terisi penuh, heat sink mulai mendingin. Panas tersebut tidak benar-benar terbuang, sehingga energi tersebut adalah kelebihan daya yang tidak dibutuhkan dalam proses pengisian baterai.

Aplikasi pada berbagai  jenis tegangan baterai :

          Sulit untuk menentukan bagaimana menyesuaikan atau mengatur tegangan pada jenis baterai yang berbeda. Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan mengisi baterai sampai penuh menggunakan cara lain dan kemudian mentransfer baterai yang terisi penuh dengan mengendalikan dan menghubungkan amperemeter secara seri. Selanjutnya mengatur tegangan sampai ada arus yang signifikan dan kemudian kembali mengatur potensiometer sampai arus mengalir sebesar 10 mA atau lebih. Beberapa jenis baterai seperti jenis lithium ion harus diputus setelah pengisian penuh untuk mencegah kerusakan pada baterai tersebut.

Perlindungan Charger Baterai :

          Kapasitor C1 memberikan perlindungan substansial terhadap terbentuknya listrik statis, tetapi tidak ada perlindungan terhadap polaritas terbalik. Hal ini dapat terlindungi jika panel surya terhubung dengan polaritas terbalik tanpa terhubung dengan baterai, atau jika baterai terhubung dengan polaritas terbalik tanpa terhubung dengan panel surya. Namun, jika baterai atau panel surya terhubung dengan polaritas terbalik dan kedua terhubung secara bersamaan, hal ini belum dapat terlindungi (perlu dicarikan solusinya).

Merakit Charger Baterai 6 V Menggunakan Solar Sel

          Oke sobat masih tetap membahas tentang charger baterai menggunakan solar sel, kalau pada pertemuan sebelumnya kita membahas tentang merakit charger baterai 12 V, tetapi untuk pertemuan kali ini kita akan membahas tentang merakit charger baterai 6 V tetap menggunakan sumber listrik dari panas matahari (solar sel).

          Berikut ini (gambar 1) adalah rangkaian charger solar sel yang digunakan untuk mengisi bataerai Lead Acid atau baterai Ni-Cad 6 V/4,5 AH menggunakan sumber listrik tenaga surya (solar sel). Charger ini memiliki tegangan regulasi yang lancar dan lebih unggul dari tegangan yang dihasilkan oleh charger non solar sel, serta arusnya benar-benar rata tanpa riak (ripple) sedikitpun.

          Rangkaian ini menggunakan panel surya (solar sel) betegangan 12 V dan regulator tegangan variabel IC LM 317. Panel surya terdiri dari beberapa sel surya yang masing-masing bertegangan 1,2 volt, sehingga total tegangan sebesar 12 V DC dihasilkan dari panel surya untuk mengisi baterai 6 V/4,5 AH. Pengisian arus melewati D1 untuk regulator tegangan IC LM 317, dengan menyesuaikan atau menyetel VR agar tegangan dan arus dapat diatur sesuai kebutuhan.

Gambar 1. Skema rangkaian charger solar sel untuk baterai 6V/4,5AH

          VR ditempatkan antara pin adjust LM317 kopel pin kolektor T1 dan ground untuk memberikan tegangan output 9 volt ke baterai. Resistor R3 membatasi arus pengisian dan dioda D2 mencegah keluarnya arus dari baterai. Transistor T1 dan dioda zener ZD bertindak sebagai cut off bila baterai sudah penuh. Biasanya jika T1 dimatikan maka baterai akan diisi arus pengisian. Ketika tegangan terminal baterai naik di atas 6,8 V, dioda zener ZD bekerja dan memberikan arus ke basis T1. Kemudian beralih pada saluran output LM317 untuk menghentikan pengisian.

          Seperti halnya pada rangkaian charger solar sel untuk baterai 12 V yang telah penulis sajikan pada pertemuan sebelumnya, rangkaian charger solar sel untuk baterai 6 V ini juga menggunakan IC LM317. Untuk memudahkan perakitan berikut ini disajikan posisi kaki-kaki (pin) berbagai kemasan IC LM317 (gambar 2).

Gambar 2. Posisi kaki-kaki (pin) berbagai kemasan IC LM317 

          Sedangkan untuk transistornya kalau pada rangkaian charger solar sel untuk baterai 12 V menggunakan TIP122, pada rangkaian charger solar sel untuk baterai 6 V ini menggunakan BC548. Perlu diingat bahwa BC546, BC547, BC548, BC549, BC550 adalah transistor jenis NPN yang merupakan transistor switching dan penguat dengan noise rendah dan bekerja pada tegangan tinggi. Berikut ini disajikan posisi kaki-kaki (pin) dari jenis transistor tersebut (gambar 3).

Gambar 3. Posisi kaki-kaki (pin) transistor BC546 hingga BC550

Merakit Charger Baterai 12 V Menggunakan Solar Sel

         Apa kabar sobat blogger dimanapun anda berada, semoga tetap semangat dalam menjalani kehidupan ini dan tentunya tetap dalam lindungan Allah SWT, Amin. Pada pertemuan sebelumnya telah penulis sajikan rangkaian charger baterai 12 V yang dapat bekerja secara otomatis dengan menggunakan sumber listrik dari PLN atau genset. Tentunya hal itu memerlukan beaya untuk pembayaran energi listrik yang kita pakai untuk mengisi baterai kosong hingga menjadi penuh secara berulang-ulang atau berkali-kali dan tentunya hal itu kurang efisien. Nah sobat pada pertemuan kali ini penulis akan menyajikan artikel tentang merangkai atau merakit charger baterai 12 V yang menggunakan sumber listrik dari energi panas matahari (solar sel).

          Berikut ini (gambar 1) adalah rangkaian charger baterai 12 V menggunakan panel surya (solar sel) hemat energi. Hal ini dilakukan untuk memanfaatkan energi matahari yang sangat berlimpah guna mengisi baterai 12 V yang nantinya dapat kita gunakan untuk suplai daya listrik pada inverter, lampu, perangkat elektronika dan sebagainya. Dengan demikian secara otomatis kita dapat menghemat beaya listrik dalam pengisian baterai kosong hingga menjadi penuh sampai kapanpun (karena gratis), dan sangat cocok untuk daerah yang belum teraliri jaringan listrik PLN. Rangkaian charger ini menggunakan panel surya betegangan 24 volt sebagai suplai daya listrik dan regulator tegangan variabel IC LM 317 untuk mengatur tegangan output stabil sekitar 16 volt, yang prinsip kerjanya dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar 1. Skema rangkaian charger baterai 12 V menggunakan solar sel

          Resistor variabel VR mengontrol tegangan output, ketika panel surya menghasilkan arus pada D1 bias maju dan IC regulator akan mendapat input arus pada saat itu. Tegangan output tergantung pada pengaturan VR dan arus output dikendalikan oleh R1. Arus ini melewati D2 dan R3, ketika tegangan output berada di atas 16 volt (seperti yang ditetapkan oleh VR), Dioda zener ZD2 bekerja dan memberikan tegangan stabil sebesar 15 volt untuk pengisian baterai 12 V.

          Arus pengisian tergantung pada R1 dan R3, sekitar 250 s/d 300 mili ampere akan tersedia untuk pengisian baterai 12 V. LED hijau mengindikasikan status pengisian daya dan ketika baterai mencapai tegangan penuh sekitar 13 volt, dioda zener ZD1 bekerja dan T1 dalam bias maju. Hal ini menguras arus output dari IC regulator melalui T1 dan proses pengisian akan berhenti. Ketika tegangan baterai berkurang di bawah 12 volt, ZD1 mati dan pengisian baterai dimulai lagi.

          Untuk menghubungkan rangkaian ke panel surya dan mengukur tegangan inputnya, pastikan bahwa besar tegangan input di atas 18 volt. Hubungkan rangkaian pada baterai dengan polaritas yang benar dan sesuaikan (setel) VR sampai lampu LED menyala. Hal ini menunjukkan adanya konduksi ZD2 dengan tegangan output. Jangan lupa gunakan aluminium pendingin (heat zink) pada IC LM317 dan TIP 122 untuk meredam atau mengusir panas.

          Perlu diperhatikan bahwa rangkaian yang sama juga dapat dimodifikasi untuk pengisian (charger) berbagai jenis kapasitas baterai. Modifikasi hanya dibutuhkan pada perubahan ZD1 dan ZD2, pilih nilai ZD2 yang diperlukan sesuai dengan tegangan output dan ZD1 untuk memotong atau menurunkan besar tegangan. Misalnya untuk charger baterai 6 volt, maka ZD1 harus 6,1 volt dan ZD2 harus 6,8 volt. Untuk charger baterai handpone (telepon seluler), ZD1 harus 4,7 volt dan ZD2 harus 5,1 volt. Sedangkan jenis dan ukuran semua komponen lainnya tetap sama, termasuk IC LM317. Berikut ini disajikan posisi kaki-kaki (pin) dari berbagai jenis kemasan IC LM317 (gambar 2).

Gambar 2. Posisi kaki-kaki (pin) berbagai jenis kemasan IC LM317

          Oke sobat, selamat mencoba dan bereksperimen semoga berhasil dan bermanfaat bagi kehidupan anda, khususnya bagi sobat yang tinggal di daerah terpencil yang belum terjangkau aliran listrik PLN.

Merakit Charger Baterai 12 V Otomatis

          Sobat blogger yang berbahagia, pada pertemuan sebelumnya telah penulis sajikan rangkaian inverter 12 V untuk solder listrik, tetapi belum dilengkapi dengan charger baterainya. Oleh karena charger baterai merupakan perangkat yang sangat penting guna mengisi ulang muatan baterai yang telah kita gunakan untuk konsumsi beban/peralatan listrik/elektronika, maka pada pertemuan kali ini penulis akan menyajikan artikel tentang merangkai atau merakit charger baterai 12 Volt yang bekerja secara otomatis.

         Nah berikut ini (gambar 1) adalah rangkaian charger baterai lead acid 12 volt yang dapat mematikan proses pengisian baterai secara otomatis jika pengisian telah penuh. Hal ini untuk mencegah pengisian yang berlebihan terhadap baterai yang dapat mengakibatkan kerusakan pada elemen baterai akibat terlalu panas. Prinsip kerja dari charger baterai 12 V otomatis ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar 1. Skema rangkaian charger baterai 12 V otomatis

          Jika tegangan terminal baterai berkurang di bawah level set, katakanlah 13,5 volt, maka rangkaian secara otomatis menyala ke mode pengisian. Arus dan tegangan pengisian dalam rangkaian diperoleh dari transformator stepdown 0-18 Volt 2 Ampere. Kemudian tegangan rendah AC disearahkan oleh rectifier jembatan yang terdiri dari D1 s/d D4 dan smoothing kapasitor C1 membuat sinyal gelombang DC bebas dari riak (ripple). Untuk tujuan pengisian 18 volt DC sementara digunakan untuk pengisian baterai 9 volt DC yang selanjutnya dapat disesuaikan/diatur dengan menggunakan IC1 (7809). Sedangkan IC2 (CA3140) digunakan sebagai pembanding tegangan sederhana untuk menggerakkan relay. Input pembalik (inverter) mendapat tegangan referensi 4,7 volt dari diode zener ZD, sedangkan input non pembalik (non inverter) mendapat tegangan disesuaikan/diatur melalui VR1. Pada kondisi normal, input pembalik (inverter) pin 2 mendapat tegangan yang lebih tinggi dari diode zener (selanjutnya disesuaikan/diatur melalui VR1) dan output IC2 masih rendah. Kemudian T1 tetap mati untuk menjaga relay tetap off. Sehingga pengisian mengalirkan arus ke baterai melalui kontak NC (normaly close) dari relay.

          Ketika tegangan terminal baterai bertambah menjadi 13,5 volt, pin 3 dari IC2 mendapat tegangan lebih tinggi dari Pin 2 dan output dari IC2 menjadi tinggi. Hal ini akan mengaktifkan kontak relay dan arus pengisian ke baterai terputus dan relay tetap dalam kondisi demikian karena tegangan baterai (13,5V atau lebih) siap menjamin tegangan pada pin 3 IC2 adalah lebih tinggi dari pin 2.

Pengaturan Charger

          Sebelum menghubungkan baterai, mengatur tegangan input ke IC2 dapat menggunakan baterai yang terisi penuh atau catu daya variabel. Caranya tekan switch S1  dari posisi off beralih pada power on, kemudian sambungkan baterai yang terisi penuh/catu daya variabel untuk menguji titik terminal baterai TP dalam menentukan polaritas baterai. Selanjutnya ukur tegangan input ke pin 3 dari IC2.

        Perlahan-lahan sesuaikan/atur VR1 sampai tegangan input ke pin 3 dari IC2 menghasilkan hingga 5 volt. Pada titik ini, secara estafet harus memberi energi ke LED sehingga LED merah menyala. Kemudian sambungkan baterai untuk proses pengisian dengan mengalihkan switch S1 pada posisi semula off. Jika baterai mengambil alih, arus untuk pin 3 dari IC2 akan rendah karena sebagian besar arus drain terjadi dalam baterai. Hal ini membuat relay off. Ketika tegangan baterai meningkat di atas 13,5 volt, tidak melewati lebih banyak arus ke dalam baterai, sehingga tegangan pada pin 3 IC2 naik dan secara estafet LED hijau menyala.

Merakit Inverter 12 V Untuk Suplai Solder Listrik

          Sobat blogger, kita merasa jengkel pada saat menyolder pekerjaan listrik atau elektronika tiba-tiba jaringan listrik PLN padam, yang mengakibatkan pekerjaan kita jadi terbengkalai dan tertunda. Jika yang kita lakukan itu adalah pekerjaan hobi mungkin masih bisa ditunda dan gak masalah, tapi bagaimana kalau itu pekerjaan profesional (seperti usaha bengkel, jasa servis dsb) bisa-bisa konsumen pelanggan kita bisa pindah ke bengkel atau jasa servis lain, oleh karena tidak sabar menunggu. Nah sobat blogger kali ini penulis akan menyajikan artikel tentang pembuatan inverter baterai 12 volt untuk keperluan suplai daya listrik AC peralatan solder listrik, agar pekerjaan penyolderan tidak terganggu saat sumber listrik PLN mengalami gangguan atau pemadaman.

          Berikut ini (gambar 1) adalah rangkaian inverter 12 V sederhana untuk mensuplai daya listrik AC solder kecil (25 W, 35 W dan 40 W). Dalam rangkaian tersebut digunakan 8 (delapan) buah transistor dan beberapa resistor maupun kapasitor. Prinsip kerja dari rangkaian tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar 1. Skema rangkaian inverter 12 V untuk solder listrik

          Transistor T1 dan T2 (masing-masing BC547) membentuk multivibrator astabil yang menghasilkan sinyal tegangan dengan frekuensi 50 Hz. Output pelengkap dari kolektor transistor T1 dan T2 yang diumpankan ke PNP tahap driver Darlington dibentuk oleh transistor pasangan T3-T5 dan T4-T6 (menggunakan BC558 dan BD140). Output dari driver diumpankan ke transistor T7 dan T8 (masing-masing 2N3055) yang terhubung untuk push-pull operasi. Jangan lupa gunakan aluminium peredam panas (Heat Zink) untuk transistor T5, T6, T7 dan T8.

          Sebuah transformator (X1) dengan kumparan primer 220 - 230V AC dan kumparan sekunder CT 12V – 0 – 12V, kapasitas 4,5 – 5  A dapat digunakan. Terminal center tap (CT) kumparan sekunder trafo terhubung ke baterai (12V, 5 – 7Ah), sementara dua terminal lain dari kumparan sekunder trafo (12V) terhubung ke masing-masing kolektor  transistor daya T7 dan T8.

          Ketika daya rangkaian dialirkan dengan menutup saklar S1, maka trafo X1 akan menghasilkan tegangan 220 - 230V AC pada terminal kumparan primer. Selanjutnya tegangan tersebut dapat digunakan untuk memanaskan solder listrik yang sobat gunakan. Rakitlah rangkaian ini pada PCB dan letakan dalam kotak panel yang sesuai, selanjutnya pasang baterai dan transformator serta hubungkan keduanya dengan kabel yang ukurannya sesuai agar tidak mudah timbul panas dan terbakar. Pada sisi depan kotak panel, pasang saklar S1 untuk power dan 2 buah soket kontak atau terminal untuk mencolokan steker solder listrik seperti terlihat pada gambar 2 dibawah ini.

Gambar 2. Tampak depan kotak panel

          Perlu sobat blogger perhatikan bahwa nilai kapasitas baterai, transistor T7 dan T8, serta transformator dapat bervariasi tergantung dari kapasitas daya beban (solder) yang terpasang. Untuk itu berikut ini disajikan tabel rating maksimum dari transistor 2N3055. Selamat mencoba semoga berhasil dan bermanfaat bagi sobat blogger sekalian, khususnya bagi sobat blogger yang membuka usaha bengkel listrik/elektronika yang tidak terlepas dari pekerjaan penyolderan.

Tabel Rating Maksimum Transistor 2N3055