ACCU CHARGER MENGGUNAKAN IC NE555 DENGAN ARUS KELUARAN 4,5A

     Kali ini saya akan bahas tentang harger aki enggunakan ic NE555 yang digunakan sebagai komparator. skemanya seperti berikut ini:

Gb 1. Skema Accu Charger

Kerja Rangkaian

a)  Terminal positif pada komparator atas IC 555 dihubungkan dengan tegangan refersensi supaya mematikan charger jika tegangan battery diatas 13,8 V.

b)   Tegangan referensi didapat dengan menghubungkan dioda zener secara reverse dengan resistor.

c) Jika tegangan battery diatas 13,8 V, output komparator akan high dan diaktifkan. Ini akan mematikan transistor dan relay.

d)  Jika tegangan battery dibawah tegangan yang telah ditetapkan, komparator bawah akan mematikan flip flop. Ini akan menyalakan transistor dan relay akan beralih untuk mengisi battery.

e)  Tegangan untuk pengisian ulang dapat diset dengan mengatur potensio.

f) Led merah menandakan Power ON atau rangkaian aktif sedangkan led hijau menandakan pengisian battery sedang aktif (VP, 2013). 

Pembahasan

Pembahasan disini terdiri dari dua sub pokok bahasan, yaitu pembahasan rangkaian secara umum dan pembahasan mengenai komponen yang digunakan.

Pembahasan Umum

Rangkaian sederhana pengisi battery/aki otomatis ini menggunakan komponen utama berupa timer IC 555 yang bekerja dengan membandingkan tegangan di battery/aki dengan tegangan referensi. Tegangan battery yang akan dibandingkan dapat diatur atau dikalibrasi terlebih dahulu menggunakan sebuah potensio. Pengisisan akan aktif jika tegangan battery lebih kecil dari tegangan yang telah ditetapkan.

Untuk memahami kerja dari rangkaian ini harus memahami terlebih dahulu prinsip kerja dari penggunaan komparator internal IC 555. Seperti tabel pin IC 555 berikut:

Tabel 1.

Penjelasan PIN IC 555

PIN	KEGUNAAN
1	Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative
2	Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop
3	Output, pin keluaran dari IC 555.
4	Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate (gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset
5	Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan), tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground
6	Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-reset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc
7	Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu
8	Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal jika diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.

Karena disini IC 555 dikonfigurasikan sebagai komparator untuk membandingkan battery saat dengan tegangan referensi masing-masing pada pin 2 dan pin 5. Menurut (Monikka, 2011) Komparator 1 memiliki inputan threshold pada pin 6 dan kendali tegangan pada pin 5. Pada kebanyakan penggunaannya pin 5 atau kontrol tegangan tidak digunakan, maka tegangan pada pin 5 sebesar 2/3 VCC. Output dari komparator ini digunakan untuk mengatur input pada flip flop. Kapanpun tegangan threshold melebihi kontrol tegangan, komparator 1 akan menyalakan flip flop dan outputnya akan berlogika 1 (high). Outputan high akan membuat discharge transistor saturasi dan discharge kapasitor dihubungkan dengan pin 7. Sinyal keluaran flip flop menuju pin 3, yaitu output dari IC 555. Output pada pin 5 akan berlogika 0, kondisi ini berlaku sampai komparator 2 memicu flip flop. Bahkan jika tegangan pada inputan threshold turun dibawah 2/3 VCC, maka komparator 1 tidak dapat menyebabkan flip flop berubah lagi. Ini berarti komparator 1 hanya dapat membuat output dari flip flop menjadi high.

Untuk merubah output flip flop menajdi low, tegangan pada trigger input (pin 2) harus dibawah 1/3 VCC. Ketika ini terjadi, komparator 2 memicu flip flop,  dan memaksa output op-amp internal menjadi low. Output low dari flip flop mematikan discharge transistor dan membuat output dari op-amp internal menjadi high. Kondisi tersebut akan terus-menerus bertahan pada triger input (pin 2). Komparator 2 hanya dapat membuat output flip flip menjadi low. Kebalikan dari komparator pertama.

Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa untuk mendapatkan outputan low dari timer 555, tegangan pada threshold input (pin 7) harus melebihi tegangan pada control voltage (pin 5) atau 2/3 Vcc. Itu juga akan menyalakan dicharge transistor.untuk membuat output dari timer menjadi high, tegangan pada trigger input harus turun dibawah 1/3 Vcc. Ini juga akan mematikan discharge transistor.

Pembahasan Komponen Pada rangkaian

Untuk mengisi battery/aki sebesar 45Ah maka diperlukan arus pengisian sebesar ¹/₁₀ dari arus aki. Disini berarti arus pengisian sebesar 4,5 A. Untuk mendapatkan arus sebsar itu maka digunakan trafo sebesar 5 A. Perhitungan arus keluaran menggunakan rumus i=^V/_R, yaitu 13,8/3Ω = 4,2 A. Arus tersebut sudah mendekati dengan arus yang dibutuhkan.

untuk membuat tegangan referensi menggunakan dioda zener 5v1 yang dihubungkan dengan R 1k. R 1k didapat dari perhitungan:

Rz = Vs-Vdz

           Iz

     = 13,8-5,1

         10mA

     = 870Ω atau dibulatkan menjadi 1KΩ.

Transistor C828 digunakan untuk mengendalikan relay karena memiliki IC sebesar 100mA. Seperti pada (datasheet, 2014) berikut ini:

Gb 2.. Datasheet C828

Referensi

datasheet. (2014). C828.

Monikka. (2011, 3 16). what is the working of IC 555. Dipetik 1 17, 2015, dari classle: https://www.classle.net/faq/what-working-ic-555

VP, J. (2013, April 7). 12v Battery Charger Circuit with Auto Cut off. Dipetik January 16, 2015, dari Circuit Gallery: http://www.circuitsgallery.com/2013/04/automatic-battery-charger-controller.html#comment-7029