DAFTAR LAMPIRAN xiv - Politeknik Negeri Sriwijaya
advertisement
RANGKAIAN PENGISI DAYA ULANG (RECHARGER) UNTUK INDUCTIVE CHARGER LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika oleh : DEWI ANGGRAINI 0611 3032 0198 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014 i RANGKAIAN PENGISI DAYA ULANG (RECHARGER) UNTUK INDUCTIVE CHARGER LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika oleh : DEWI ANGGRAINI 0611 3032 0198 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Pola Risma, M.T. NIP. 19630328 199103 2 001 Ir. A. Rahman, M.T NIP. 19620205 199303 1 002 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Elektronika Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 19621207 199103 1 001 Yudi Wijanarko, S.T., M.T. NIP. 19670511 199203 1 003 ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN “Sesungguhnya kepunyaan Allah-lah kerajaan langit dan bumi. Dia menghidupkan dan mematikan. Dan sekali-kali tidak ada pelindung dan penolong bagimu selain Allah. (QS. At-taubah : 116)” “Sesuatu bisa mengubah kita, tapi kita mulai dan berakhir bersama keluarga kita.” Aku persembahkan Laporan Akhir ini untuk Ibu, Bapak, dan kelima saudaraku yang memberikan doa dan motivasi serta materi. Walau lebih mudah mendidik anak-anak yang "sudah baik", tetapi tugas pendidik yang sejati adalah mendidik mereka yang masih "mencari jalannya" ini. –Barbara ColoroseUcapan terima kasihku kepada kedua pembimbingku Ibu Pola Risma dan Bapak A. Rahman. “ …. dialah yang bisa mengisi kekuranganmu, bukan mengisi kekosonganmu.” –Khalil GibranTerima kasih untuk kekasih hati abangku apik yang telah memberikan bantuannya kapanpun aku butuhkan walau terkadang menjengkelkan. “Sahabat adalah salah satu sumber kebahagiaan dikala kita merasa tidak bahagia.” Tertulis ucapan terima kasih untuk sahabatku Intan Putri Bungsu, Resmy Saraswati, Umi Kalsum, Herwinsah, Iskandar, M. Fikri Hidayat, Maulana dan Reza Febriansah yang memberikan semangat setiap kali aku mengeluh. “Dalam manisnya persahabatan, biarkanlah ada tawa kegirangan” -Khalil GibranTerima kasih kepada rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektronika angkatan 2011 terkhusus kelas EA, serta Almamaterku. Aku datang, aku bimbingan, aku ujian, aku revisi, dan aku menang. -Alhamdulillah iii - ABSTRAK RANGKAIAN PENGISI DAYA ULANG (RECHARGER) UNTUK INDUCTIVE CHARGER DEWI ANGGRAINI Baterai li-po yang digunakan untuk inductive charger merupakan baterai sekunder yang aliran listriknya bersifat tidak kontinyu sehingga butuh di recharge. Prinsip kerja recharge adalah mengembalikan reaksi kimia yang terjadi selama pengosongan atau ketika digunakan. Baterai Li-po yang digunakan memiliki tegangan sebesar 7,4 volt dan kapasitas sebesar 4000 mAh. Recharge baterai membutuhkan sebuah rangkaian recharger yang menggunakan transformator step down sebagai penurun tegangan AC, kemudian disearahkan menjadi tegangan DC dengan menggunakan dioda bridge dan tegangan distabilkan dengan IC LM 317 dimana Vout dapat diatur sesuai kebutuhan dengan menggunakan resistor variabel. Recharge baterai li-po terjadi pada dua kondisi, yaitu recharge serta recharge dan charging. Pada saat recharge, pengisian baterai dibutuhkan waktu 5 jam agar baterai mencapai tegangan konstan sebesar 7,4 volt dan setiap satu jam terjadi kenaikan tegangan sebesar ±0,67 volt, sedangkan pada saat recharge dan charging dibutuhkan waktu 7 jam dan setiap satu jam pengisian terjadi kenaikan tegangan sebesar ±0,24 volt di tiga jam pertama dan ±0,67 volt di 4 jam berikutnya dikarenakan pada saat tiga jam pertama kondisi kapasitas baterai handphone telah terpenuhi 100%, sehingga di 4 jam berikutnya tidak ada lagi beban yang akan di isi oleh baterai li-po. Selisih persentase perbedaan kapasitas baterai dalam waktu pengisian 5 jam adalah 15 %. Kata kunci : recharger, IC LM 317, charging, inductive charger iv ABSTRACT RECHARGER CIRCUIT FOR INDUCTIVE CHARGER DEWI ANGGRAINI Li-po battery that used for inductive charger is secondary battery and the electrical characteristic discontinue so needs to recharge. The principle of recharge is reverses the chemical reactions that occur during discharge or when used. Li-po battery that used has a voltage of 7,4 volt and a capacity of 4000 mAh. Recharge battery needs a recharger circuit that uses step down transformer as decrease AC voltage, then rectifired to DC voltage using bridge diode and the voltage stabilized using IC LM 317 which the Vout can be set suitable that need using variable resistor. Li-po battery recharge occurs in two conditions, recharge and recharge while charging. When recharge time, the battery charge takes around 5 hours before the battery reaches a constant voltage of 7.4 volts and every hour there is an increase voltage of ± 0.67 volts, while recharge and charging takes around 7 hours and every hour there is an increase charging voltage of ± 0.24 volts in the first three hours and ± 0.67 volts in the next of 4 hours due to the first off three time from of phone battery capacity conditions have been met 100%, so that in the next 4 hours no more load will be filled by a li-po battery. The difference of battery capacity percentage in charging about 5 hours is 15%. Keywords: recharger, IC LM 317, charging, inductive charger v KATA PENGANTAR Puji syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul “RANGKAIAN PENGISI DAYA ULANG (RECHARGER) UNTUK INDUCTIVE CHARGER” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada Kesempatan ini saya menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ibu Ir. Pola Risma, M.T. selaku Pembimbing I 2. Bapak Ir. A.Rahman, M.T. selaku Pembimbing II Yang telah memimbing dalam menyusun Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya. Saya juga mengucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan kepada saya sehingga dapat menyelesaikan Laporan Akhir sesuai dengan ketentuan yang ditetapkan Politeknik Negeri Srwijaya, kepada: 1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika. 6. Seluruh Staff Laboratorium dan Bengkel Teknik Elektronika. 7. Kepala Perpustakaan beserta Staff Administrasi Perpustakaan Pusat dan Perpustakaan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Kedua Orang Tua dan Keluarga. 9. Teman-teman Teknik Elektronika 2011. vi 10. Semua pihak yang telah membantu. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat saya harapkan demi kebaikan Laporan Akhir ini. Semoga Laporan Akhir ini bermanfaat. Palembang, Juli 2014 Penulis vii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................................... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ iv ABSTRAK ..................................................................................................... v ABSTRACT .................................................................................................... vi KATA PENGANTAR .................................................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................... 2 1.3 Pembatasan Masalah .................................................................. 2 1.4 Tujuan dan Manfaat ................................................................... 2 1.4.1 Tujuan ........................................................................................ 2 1.4.2 Manfaat ...................................................................................... 2 1.5 Metodelogi Penulisan ................................................................. 2 1.5.1 Metode Wawancara .................................................................... 2 1.5.2 Metode Studi Pustaka ................................................................. 2 1.5.3 Metode Observasi ....................................................................... 2 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengisi Daya Ulang (Recharger) .............................................. 4 2.1.1 Transformator Step-Down sebagai Penurun Tegangan ............ 4 2.1.2 Penyearah Gelombang Penuh ..................................................... 5 viii 2.1.3 Regulasi Tegangan ...................................................................... 8 2.2 Baterai Lithium Polymer (Li-Po) ................................................ 10 2.2.1 Proses (Discharge) dan (Charging) Baterai ................................. 12 2.3 Indikator Level Baterai ............................................................... 13 2.4 Inductive Charging ..................................................................... 14 BAB III RANCANG BANGUN ALAT 3.1 Tujuan Perancangan .................................................................... 18 3.2 Blok Diagram Rangkaian............................................................ 18 3.3 Perancangan Elektronik .............................................................. 20 3.3.1 Perancangan Recharger ............................................................. 20 3.3.1.1 Rangkaian Charger Baterai Li-Po 2 cells ................................... 20 3.3.1.2 Rangkaian Indikator Level Baterai ............................................. 21 3.3.2 Rangkaian Inductive Charger.................................................... 22 3.3.2.1 Transmitter Wireless charging Module...................................... 22 3.3.2.2 Receiver Wireless charging Module.......................................... 23 3.4 Perancangan Mekanik ................................................................. 24 3.5 Prinsip Kerja Alat ........................................................................ 26 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Pengukuran ................................................................................. 28 4.1.1 Tujuan Pengukuran .................................................................... 28 4.1.2 Titik Pengukuran......................................................................... 28 4.1.3 Data Hasil Pengukuran ............................................................... 29 4.2 Analisa Data ................................................................................ 30 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................. 32 5.2 Saran ........................................................................................... 32 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 33 LAMPIRAN ix DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Rangkaian Pengisi Daya .............................................................. 4 Gambar 2.2 Lilitan pada Transformator Step Down ........................................ 5 Gambar 2.3 Komponen Penyearah berupa Dioda Bridge ............................... 6 Gambar 2.4 Penyearah Gelombang Penuh Model Jembatan ........................... 6 Gambar 2.5 Rangkaian Penyearah Jembatan dengan Penapis Kapasitor ......... 7 Gambar 2.6 Rangkaian Internal LM 317 .......................................................... 9 Gambar 2.7 Baterai Li-po ................................................................................ 11 Gambar 2.8 Proses Pengisian dan Pengosongan Baterai ................................ 12 Gambar 2.9 IC LM3914 .................................................................................. 13 Gambar 2.10 Pin Out IC LM3914 .................................................................... 13 Gambar 2.11 Rangkaian IC LM 3914 .............................................................. 14 Gambar 2.12 Inductive Charging ..................................................................... 15 Gambar 2.13 Induksi Elektromagnetik ............................................................ 16 Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian Inductive Charger ............................. 18 Gambar 3.2 Rangkaian Recharger Baterai Li-Po .......................................... 20 Gambar 3.3 Rangkaian Recharger Baterai Li-Po .......................................... 21 Gambar 3.4 Tata Letak Komponen Rangkaian Recharger Baterai Li-Po ..... 21 Gambar 3.5 Rangkaian Indikator Level Baterai ............................................ 21 Gambar 3.6 Layout Rangkaian Indikator Level Baterai ................................ 22 Gambar 3.7 Tata Letak Komponen Rangkaian Indikator Level Baterai ....... 22 Gambar 3.8 Rangkaian Transmitter Wireless charging Module .................... 22 Gambar 3.9 Transmitter Wireless charging Module ...................................... 23 Gambar 3.10 Rangkaian Receiver Wireless charging Module ........................ 23 Gambar 3.11 Receiver Wireless charging Module .......................................... 23 Gambar 3.12 Box Inductive Charger (Transmitter) ........................................ 24 Gambar 3.13 Box Tampak atas ......................................................................... 24 Gambar 3.14 Box Tampak Samping ................................................................. 25 Gambar 3.15 Box Inductive Charger (Receiver) ............................................... 25 Gambar 3.16 Box Recharger ............................................................................. 25 x Gambar 4.1 Titik Pengukuran pada Recharger ............................................... 28 Gambar 4.2 Titik Pengukuran pada Indikator Level Baterai .......................... 28 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Tegangan terhadap Waktu ........................ 30 xi DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Regulator Tegangan Variabel LM317 ............................. 9 Tabel 2.2 Kapasitas Baterai dan Lama Waktu Discharge ................................. 10 Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran ...................................................................... 29 Tabel 4.2 Perbedaan Kapasitas Baterai dalam Waktu Pengisian 5 jam ............ 31 xii DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lembar Rekomondasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 3. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 4. Lembar Revisi Laporan Akhir Lampiran 5. Data Sheet IC LM 317 Lampiran 6. Data Sheet IC LM 3914 Lampiran 7. Data Sheet Wireless Charge Module xiii
