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