17.12 - Battery-charging regulator.
DAFTAR ISI
1. Pendahuluan
Regulator pengisian baterai merupakan sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengendalikan arus yang mengalir ke baterai selama proses pengisian. Tujuan utamanya adalah untuk menghindari kerusakan yang disebabkan oleh pengisian berlebih (overcharging) atau pengisian yang kurang (undercharging). Salah satu komponen yang umum digunakan dalam sistem ini adalah Silicon-Controlled Rectifier (SCR). SCR adalah semikonduktor yang mampu mengalirkan arus listrik dalam satu arah setelah mendapatkan sinyal pemicu. Keunggulan utama SCR terletak pada kemampuannya dalam mengontrol aliran arus secara efisien, sehingga sangat ideal digunakan pada sistem pengisian baterai.
Dalam percobaan ini, digunakan rangkaian pengatur pengisian baterai yang memanfaatkan SCR untuk mengendalikan arus masuk ke baterai secara teratur. Tujuan dari penggunaan rangkaian ini adalah untuk memastikan bahwa proses pengisian berlangsung dengan aman dan efisien, sekaligus melindungi baterai dari kemungkinan kerusakan akibat pengisian yang tidak tepat. Selain itu, SCR juga memungkinkan pengaturan arus dan tegangan pengisian menjadi lebih presisi.
2. Tujuan
3. Alat dan Bahan
- Resistor
- Ground
- Baterai
- Transistor
Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. - Transformator
Transformator adalah komponen elektromagnetik yang digunakan untuk mengubah tingkat tegangan listrik AC (arus bolak-balik) dari satu nilai ke nilai lainnya melalui prinsip induksi elektromagnetik. Transformator terdiri dari dua kumparan kawat, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder, yang dililitkan pada inti besi yang sama. Ketika arus AC mengalir melalui kumparan primer, medan magnet yang berubah-ubah terbentuk di inti, dan medan ini kemudian menginduksi tegangan pada kumparan sekunder. Besarnya tegangan output tergantung pada rasio jumlah lilitan antara kedua kumparan
- Ground
- Baterai
- Voltmeter DC
- Kapasitor
- Amperemeter DC
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus . Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum ohm
Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.
 |
Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.
|
.png)
4. Dasar Teori
SCR (Silicon-Controlled Rectifier) banyak dimanfaatkan dalam berbagai sistem elektronik, seperti saklar elektronik, pengatur fase, pengisi daya baterai, pengendali suhu, hingga sistem pencahayaan darurat. Komponen ini bekerja sebagai saklar elektronik yang mampu mengendalikan arus besar dengan hanya membutuhkan sinyal pemicu kecil.
1. Saklar Statis Seri
-
Dalam konfigurasi setengah gelombang, SCR berfungsi sebagai saklar yang dikendalikan oleh sinyal gate. Ketika sinyal pemicu diberikan saat setengah gelombang positif, SCR akan menghantarkan arus dan mengaktifkan beban.
-
SCR tetap menghantarkan hingga arus turun melewati nilai ambang minimum (holding current), biasanya saat gelombang berubah menjadi negatif. Untuk mencegah arus balik, digunakan dioda tambahan.
2. Pengaturan Fase dengan Resistansi Variabel
-
Dengan menambahkan resistor variabel pada terminal gate SCR, sudut konduksi SCR dapat diatur dari 90° hingga 180°.
-
Semakin besar nilai resistansi, semakin lama SCR mulai menghantarkan, sehingga hanya sebagian gelombang yang dikirim ke beban. Teknik ini umum digunakan untuk mengatur daya yang masuk ke perangkat seperti lampu atau elemen pemanas.
3. Regulator Pengisian Baterai
-
SCR digunakan untuk mengontrol proses pengisian baterai secara otomatis.
-
Saat tegangan baterai masih rendah, SCR menghantarkan arus untuk mengisi baterai. Ketika baterai sudah penuh dan tegangan mencapai ambang atas, SCR otomatis berhenti menghantarkan untuk mencegah pengisian berlebih.
4. Pengendali Suhu
-
SCR dapat digunakan untuk mengendalikan arus ke pemanas listrik berdasarkan informasi dari termostat.
-
Ketika suhu di bawah batas yang ditentukan, sinyal dari termostat mengaktifkan SCR, sehingga pemanas menyala. Pemanas akan mati secara otomatis ketika suhu telah mencapai nilai yang diinginkan.
5. Sistem Penerangan Darurat
-
Dalam sistem pencahayaan darurat, SCR mengatur pengisian dan pelepasan daya dari baterai cadangan.
-
Saat listrik utama padam, SCR akan secara otomatis menyalurkan arus dari baterai ke lampu darurat. Ketika listrik kembali, SCR kembali mengarahkan arus untuk mengisi ulang baterai.
5. Example
Contoh rangkaian atau simulasi dapat dilihat berikut...
6. Problem
1Jelaskan bagaimana prinsip kerja dasar SCR dalam mengendalikan arus, dan mengapa komponen ini cocok digunakan pada sistem pengisian baterai.
Jawaban:
SCR menghantarkan arus hanya setelah menerima sinyal pemicu (gate), dan akan tetap menghantarkan hingga arus turun di bawah nilai holding current. Cocok untuk sistem pengisian karena dapat menghentikan aliran arus saat baterai penuh, mencegah overcharging.
2 Dalam rangkaian pengatur daya berbasis SCR, bagaimana pengaruh perubahan resistansi variabel pada gate terhadap sudut konduksi dan daya yang diteruskan ke beban?
Jawaban:
Semakin besar resistansi variabel, sinyal ke gate akan lebih lambat diterima, sehingga SCR mulai menghantarkan di sudut yang lebih besar (konduksi terlambat). Akibatnya, hanya sebagian kecil gelombang yang diteruskan, dan daya ke beban berkurang.
3.Apa peran SCR dalam sistem pencahayaan darurat, dan bagaimana mekanisme kerjanya saat listrik utama padam dan kembali menyala?
Jawaban:
SCR berfungsi sebagai saklar otomatis. Saat listrik utama padam, SCR mengalihkan arus dari baterai ke lampu darurat. Ketika listrik utama menyala kembali, SCR menghentikan aliran ke lampu dan mengarahkan arus untuk mengisi ulang baterai.
7. Soal Latihan
1.Pada rangkaian setengah gelombang, SCR digunakan sebagai saklar statis.
Apa yang terjadi jika sinyal gate tidak diberikan pada saat setengah gelombang positif masuk ke SCR? Jelaskan efeknya terhadap beban.
Jawaban:
Jika sinyal gate tidak diberikan, SCR tidak akan menghantarkan arus meskipun ada tegangan positif pada anoda. Akibatnya, arus tidak mengalir ke beban dan beban tidak akan menyala atau berfungsi.
2.Sebuah rangkaian SCR menggunakan resistor variabel pada jalur gate untuk mengatur sudut konduksi.
Jelaskan bagaimana perubahan nilai resistansi mempengaruhi jumlah daya listrik yang diteruskan ke beban seperti lampu atau pemanas.
Jawaban:
Semakin besar nilai resistansi, sinyal ke gate tertunda, sehingga SCR mulai menghantarkan lebih lambat. Hasilnya, hanya sebagian gelombang yang diteruskan ke beban → daya yang diterima beban lebih kecil. Semakin kecil resistansi → sudut konduksi lebih awal → daya ke beban lebih besar.
3.Pada regulator pengisian baterai berbasis SCR, tegangan baterai digunakan untuk mengatur kerja SCR.
Jelaskan bagaimana SCR dapat mengatur proses pengisian baterai secara otomatis berdasarkan kondisi tegangan baterai.
Jawaban:
Ketika tegangan baterai masih rendah, SCR akan aktif dan menghantarkan arus untuk mengisi baterai. Saat tegangan mencapai batas tertentu (baterai penuh), SCR akan berhenti menghantarkan arus. Ini mencegah overcharging dan menjaga umur baterai.
8. Percobaan
a. Prosedur
1). Buka aplikasi proteus
2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam rangkaian
3). Susunlah komponen sesuai gambar
4). Setelah merangkai seluruh komponen, jalankan simulasi
5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan
b. Rangkaian simulasi
Komentar
Posting Komentar