Lampu LED 12 VDC Menggunakan Rangkaian

LAMPU LED 12 VDC MENGGUNAKAN RANGKAIAN PENYALAAN
BERBASIS BOOST CONVERTER
Budhi Anto*, Dian Yayan Sukma, Hendro Uli Sugio Simamora
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Riau
Pekanbaru, Indonesia
Email: *) [email protected]
Abstrak
Lampu LED yang digerakkan oleh baterai akumulator sebenarnya sangat dibutuhkan pada penggunaan-penggunaan
khusus seperti untuk pencahayaan gerobak dorong usaha kuliner keliling dan untuk keperluan penangkapan ikan oleh
nelayan di malam hari. Untuk penggunaan-penggunaan tersebut lampu LED dapat digunakan untuk menggantikan
lampu minyak tanah atau lampu petromaks yang biaya operasionalnya tinggi. Paparan ini menampilkan rancang bangun
lampu LED yang digerakkan oleh baterai akumulator 12 volt. Lampu LED yang dibuat terdiri atas 6 untaian LED
dengan setiap untaian terdiri atas 5 bijih LED putih yang dirangkai secara hubungan seri. Untuk menyalakan setiap
untaian diperlukan tegangan searah 19 volt. Untuk tujuan tersebut telah digunakan boost converter yang bekerja secara
discontinuous conduction mode (DCM) untuk mengubah tegangan terminal baterai 12 volt menjadi tegangan konstan
19 volt. Sebagai pengendali boost converter telah digunakan rangkaian terintegrasi SG3524. Lampu LED tersebut telah
digunakan untuk pencahayaan gerobak dorong usaha kuliner keliling.
Katakunci—lampu LED; baterai akumulator; boost converter; discontinuous conduction mode; PWM controller
SG3524
1. Pendahuluan
Lampu LED adalah lampu yang menggunakan dioda LED
(light-emitting diode) sebagai sumber cahaya. LED adalah
sejenis dioda yang apabila diberi tegangan searah dengan
polaritas tertentu akan memancarkan cahaya. Cahaya
yang dipancarkannya biasanya adalah warna merah,
kuning, hijau, biru dan warna putih. Pada dasarnya
terdapat 2 jenis LED yaitu LED untuk keperluan indikator
dan LED untuk keperluan pencahayaan [1]. LED untuk
keperluan indikator adalah LED berdaya rendah (kurang
dari 0,2 W), digunakan sebagai penanda pada peralatanperalatan elektronika. LED untuk keperluan indikator
menghasilkan cahaya kurang dari 10 lumen. Dengan
kemajuan teknologi semikonduktor tahun 1990-an,
penggunaan LED untuk keperluan pencahayaan menjadi
menjanjikan. LED untuk keperluan pencahayaan adalah
LED yang menghasilkan cahaya putih (white LED)
berdaya besar (lebih dari 1 W). LED jenis ini dapat
menghasilkan cahaya 40 lumen sampai 150 lumen
tergantung dari temperatur kerjanya dan besar arus yang
melewatinya.
Kebutuhan akan lampu-lampu listrik yang digerakkan
oleh tegangan searah saat ini semakin meningkat terutama
untuk instalasi listrik yang menggunakan tegangan searah
seperti instalasi dengan sumber daya dari panel surya.
Karena lampu LED digerakkan oleh tegangan searah
maka lampu ini dapat dengan mudah dipasangkan pada
instalasi yang menggunakan tegangan searah tersebut.
Namun demikian terdapat banyak keunggulan lampu LED
dibandingkan dengan jenis lampu-lampu listrik lainnya
sebagaimana diperlihatkan pada Tabel 1 [2].
Perbandingan beberapa jenis lampu listrik
Lampu
Pijar
Lampu
Halogen
Lampu
Tabung
Lampu
LED
Harga tiap unit
$2
$4
$4
$20
Konsumsi
listrik (watt)
60 W
42 W
13 W
9W
Fluks
cahaya
(lumen)
660
570
825
900
Effikasi
(lumen/watt)
11
13.6
63.5
100
Usia
(jam)
2000
jam
3500
jam
8000
jam
25000 jam
Biaya
pengadaan
dalam 10 tahun
$22
$28
$12
$20
Biaya
energi
selama 10 tahun
@15cents/kWh
$197.10
$137.97
$42.71
$29.57
Total
$219.10
$165.97
$54.71
$49.57
pakai
Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.21
Departemen Teknik Elektro Undip, 19 Oktober 2016
Catatan: perbandingan dibuat dengan asumsi penggunaan
lampu 6 jam tiap hari.
Dari Tabel 1 terlihat bahwa lampu LED menghasilkan
cahaya yang lebih banyak untuk watt yang sama jika
dibandingkan dengan tiga jenis lampu lainnya (yaitu
lampu pijar, lampu halogen dan lampu floresen atau
lampu tabung) dengan nilai effikasi 100 lumen/watt. Usia
pakai lampu LED adalah sangat lama yaitu 25000 jam
atau sekitar 10 tahun (dengan pemakaian rata-rata 6 jam
tiap hari). Saat ini kelemahan utama penggunaan lampu
LED adalah biaya pengadaannya yang masih tinggi,
hampir sepuluh kali lipat dibandingkan dengan harga
lampu pijar. Tetapi untuk jangka waktu pemakaian yang
lama (lebih dari 10 tahun), penggunaan lampu LED tetap
lebih menguntungkan dibandingkan dengan penggunaan
jenis lampu lainnya.
Lampu LED yang digerakkan oleh tegangan searah
sebenarnya sangat dibutuhkan pada instalasi-instalasi
khusus seperti yang digunakan sebagai sumber
pencahayaan pada gerobak dorong usaha kuliner keliling
dan sumber pencahayaan untuk keperluan menangkap
ikan di malam hari oleh nelayan. Saat ini mereka
menggunakan lampu minyak tanah atau lampu petromaks
untuk keperluan tersebut. Namun seiring dengan
kebijakan pemerintah membatasi penggunaan minyak
tanah, maka kalangan masyarakat tersebut mengalami
kesulitan untuk mendapatkan bahan bakar untuk
menyalakan lampu petromaks mereka. Tentu saja ini
berpengaruh buruk terhadap kelangsungan usaha mereka.
Oleh karena itu dalam penelitian ini telah dilakukan
usaha-usaha untuk membuat lampu LED yang digerakkan
oleh baterai akumulator. Lampu LED tersebut
mempunyai tegangan penggerak 12 VDC.
Liu Yu telah menjelaskan bahwa untuk menyalakan
lampu LED dengan efisiensi yang tinggi maka arus yang
melewati LED harus dijaga konstan [3]. Saat ini
rangkaian penyalaan lampu LED pada umumnya
menggunakan konverter DC-DC. Terdapat 2 topologi
rangkaian penyalaan lampu LED yaitu rangkaian
penyalaan lampu LED yang tidak diisolasi (non-isolated
LED driver) dan rangkaian penyalaan lampu LED yang
diisolasi (isolated LED driver). Terdapat 3 topologi yang
termasuk dalam golongan rangkaian penyalaan yang tidak
isolasi yaitu buck converter, boost converter dan zeta
converter. Rangkaian penyalaan lampu LED yang
diisolasi terdiri atas flyback converter dan resonant
converter. Lampu LED yang dibuat menggunakan
rangkaian penyalaan dengan topologi boost converter,
karena untuk menyalakan lampu LED secara efisien
diperlukan tegangan terminal yang tinggi, sehingga
diperlukan konverter DC-DC jenis penaik tegangan.
Pertimbangan lain adalah struktur boost converter adalah
sederhana dimana hanya membutuhkan satu saklar
elektronik terkendali dan rangkaian kontrol dan penyalaan
saklar elektronik tersebut dapat menggunakan common
ground dengan rangkaian daya [4]. Rangkaian penyalaan
lampu LED dengan boost converter diperlihatkan pada
Gambar 1.
Gambar 1. Lampu LED dengan rangkaian penyalaan
menggunakan boost converter.
Pada Gambar 1 terlihat bahwa boost converter
menggunakan 1 induktor, 1 kapasitor, 1 dioda cepat dan 1
saklar terkendali yaitu MOSFET, sedangkan lampu LED
tersusun atas beberapa bijih LED dirangkai secara
hubungan seri sehingga terbentuk untaian LED. Dalam
praktek terdapat beberapa untaian LED yang dirangkai
secara paralel. Pada Gambar 1 juga terlihat Vo yang
merupakan tegangan keluaran konverter dan Vd yang
merupakan tegangan masukan konverter. Boost converter
berfungsi mempertahankan tegangan untaian LED
sehingga arus yang melewati untaian tersebut konstan.
Pada Gambar 1 juga terlihat bahwa terminal ground (0
volt) dari rangkaian kontrol dan penyalaan MOSFET
disatukan dengan terminal ground dari rangkaian daya.
Penelitian untuk membuat lampu LED berpenggerak
tegangan searah telah dilakukan oleh beberapa peneliti.
Sathya dan Natarajan telah membuat lampu LED
berpenggerak tegangan 12/24 VDC menggunakan
rangkaian penyalaan berbasis boost converter [5]. Sebagai
saklar elektronik mereka menggunakan MOSFET IRF540
dan sebagai pembangkit sinyal PWM digunakan
rangkaian terintegrasi LM555. Lampu LED yang mereka
buat tersusun atas 4 untaian dengan setiap untaian terdiri
atas 4 bijih LED putih yang dirangkai secara hubungan
seri. Boost converter yang mereka buat menggunakan
induktor dengan inti udara sehingga terlihat jauh lebih
besar dibandingkan dengan dimensi lampu LED-nya.
Penelitian lainnya dilakukan oleh Sulistiyanto et.al yang
menggunakan modul FPGA (field programmable gate
array) Xilinx ISE14.6 sebagai pengendali boost converter
untuk menghasilkan tegangan keluaran sebesar 20 volt
[6]. Mereka menggunakan 7 bijih LED putih yang
dirangkai secara hubungan seri. Rangkaian boost
converter berikut untaian LED tersebut dicatu oleh baterai
akumulator 12 volt.
Dalam penelitian ini kami menggunakan rangkaian
terintegrasi SG3524 sebagai pengendali boost converter
sedangkan induktor yang digunakan adalah induktor
dengan inti ferit. SG3524 adalah pengendali PWM (pulsewidth modulation controller) yang sudah umum
ISBN 978-979-097-420-3
Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.22
Departemen Teknik Elektro Undip, 19 Oktober 2016
digunakan pada sistem konverter dc-dc sehingga dapat
ditemukan dengan mudah di pasaran dengan harga murah
[7]. Induktor dengan inti ferit dipilih untuk mendapatkan
dimensinya yang kecil sehingga menghasilkan rangkaian
penyalaan lampu LED dengan dimensi kecil dan kompak.
Boost converter merupakan teknologi konverter dc-dc
yang sudah mapan (mature technology). Artikel ini di
samping menampilkan aplikasi boost converter untuk
penyalaan lampu LED, juga bertujuan untuk
menunjukkan penguasaan terhadap teknologi tersebut.
2. Perancangan Lampu LED
dimana Vo adalah tegangan keluaran boost converter, Vd
adalah tegangan masukan konverter (tegangan terminal
baterai), dan D adalah duty cycle saklar elektroniknya
yang ditentukan oleh pengendali PWM SG3524. Perlu
ditambahkan bahwa persamaan (1) diperoleh dengan
menganggap dioda adalah ideal dan resistansi induktor
sama dengan nol dan kapasitansi kapasitor besar sekali.
Rangkaian terintegrasi SG3524 dan terminal-terminalnya
diperlihatkan pada Gambar 4. Komponen aktif ini
mempunyai 16 kaki dengan data-data, kisaran tegangan
catu 8 – 40 volt, frekuensi osilator maksimum 450 kHz
dan nilai duty cycle maksimum (Dmax) sebesar 45%.
Lampu LED yang dibuat terdiri atas 2 bagian penting
yaitu untaian LED dan rangkaian penyalaan LED (LED
driver). Untaian LED tersusun atas beberapa bijih LED
putih yang disusun secara hubungan seri, sedangkan
rangkaian penyalaan LED menggunakan boost converter.
Diagram rangkaian lampu LED yang dibuat diperlihatkan
pada Gambar 2. Gambar 3 menampilkan rancangan
luminer LED yang dibuat.
Gambar 4. Rangkaian terintegrasi SG3524 beserta
terminal-terminalnya.
Gambar 2. Diagram rangkaian lampu LED yang dibuat.
Gambar 3. Rancangan luminer LED yang dibuat.
Perancangan boost converter
Berdasarkan bentuk arus induktor, terdapat 2 cara
pengoperasian boost converter yaitu discontinuous
conduction mode (DCM) dan continuous conductin mode
(CCM). Pada DCM, arus induktor adalah diskontinyu
artinya arus induktor pernah bernilai nol, sedangkan pada
CCM, arus induktor tidak pernah bernilai nol. Kapan
boost converter beroperasi secara DCM dan kapan secara
CCM ditentukan oleh nilai induktansi induktornya dan
duty cycle saklar elektroniknya. Dari segi kemudahan
dalam pengendaliannya, pengoperasian secara DCM lebih
disukai karena sistem kendalinya lebih stabil daripada
pengoperasian secara CCM [4]. Oleh karena itu dalam
penelitian ini telah dipilih pengoperasian secara DCM.
Tegangan keluaran boost converter dapat dihitung
menggunakan persamaan berikut [4],
 1 
Vo  
Vd
1 D 
Berdasarkan persamaan (1), dengan menggunakan nilai
Vd = 12 volt dan D = 45%, maka tegangan keluaran boost
converter maksimum adalah 21,8 volt. Jika tegangan
panjar maju dioda cepat (sebesar 1,5 volt) juga
diperhitungkan, maka tegangan keluaran maksimum
menjadi 20,3 volt.
Nilai maksimum induktansi induktor (Lmax) yang
diperlukan agar boost converter bekerja secara DCM
dihitung menggunakan persamaan berikut [4],


V0
  D(1  D) 2
Lmax  

2

I

f
0
s


dimana Io adalah arus keluaran boost converter dan fs
adalah frekuensi sinyal PWM. Pada persamaan (2) diatas
digunakan nilai D maksimum.
Selanjutnya adalah menentukan nilai minimum
kapasitansi kapasitor filter (Cmin) yang dapat dihitung
menggunakan persamaan berikut [4],
D  I0
C min 
r  f s  V0
dimana r adalah faktor riak (ripple factor) dari tegangan
keluaran boost converter. Pada persamaan (3) diatas
digunakan nilai D terendah dari kisaran nilai D yang
digunakan.
Perancangan lampu LED
Bijih LED yang digunakan adalah LED putih jenis strawhat 5 mm [8]. LED ini menghasilkan cahaya putih dengan
intensitas 1,5 - 2 Cd dengan sudut pancaran 1200 . Arus
panjar maju LED adalah 20 mA dan tegangan panjar
ISBN 978-979-097-420-3
Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.23
Departemen Teknik Elektro Undip, 19 Oktober 2016
majunya 3 – 3,4 volt. Bijih LED straw-hat 5 mm
diperlihatkan pada Gambar 5.
Gambar 5. LED putih jenis straw-hat 5 mm.
Untuk membuat lampu LED yang menghasilkan lumen
cahaya tertentu, maka terlebih dahulu dihitung nilai lumen
yang dihasilkan oleh 1 bijih LED. Lumen yang dihasilkan
oleh 1 bijih LED dihitung dengan persamaan berikut [9],
 LED  I  2 1  cos( / 2)
dimana ΦLED adalah fluks cahaya (lumen) yang dihasilkan
oleh sebuah bijih LED, I adalah intensitas cahaya bijih
LED (Cd) dan φ adalah sudut pancaran LED. Berdasarkan
persamaan (4) LED straw-hat 5 mm di atas akan
menghasilkan 4,71 – 6,28 lumen cahaya.
Jika diinginkan lampu LED menghasilkan lumen sebesar
ΦT, maka jumlah bijih LED (N) dapat ditentukan
menggunakan persamaan berikut,
T
N
 LED
Bijih-bijih LED disusun menjadi beberapa untaian dengan
jumlah bijih LED untuk setiap untaian ditentukan dengan
memperhatikan tegangan keluaran maksimum boost
converter.
Menyetel rangkaian kontrol boost converter
Rangkaian kontrol boost converter menggunakan
rangkaian
berbasis
pengendali
PWM
SG3524
sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 6. Masukan bagi
SG3524 adalah tegangan keluaran konverter Vo
sedangkan keluarannya adalah sinyal PWM yang
dihasilkan pada kaki 12. SG3524 sebenarnya mempunyai
2 keluaran yang masing-masing dalam bentuk rangkaian
transistor dengan kolektor terbuka (open-collector).
Keluaran pertama adalah kaki 12 dan kaki 11 (kaki 12
adalah kolektor dan kaki 11 adalah emitor), keluaran
kedua adalah kaki 13 dan kaki 14 (kaki 13 adalah kolektor
dan kaki 14 adalah emitor). Untuk mengendalikan boost
converter hanya diperlukan 1 (satu) keluaran saja, dalam
hal ini menggunakan kaki 12 dan kaki 11. Kaki 11
(emitor) dihubungkan ke ground sedangkan kaki 12
(kolektor) dihubungkan ke rangkaian penyalaan
MOSFET.
Gambar 6. Rangkaian kontrol boost converter dengan
SG3524
Menggunakan SG3524 cukup mudah yaitu langkah
pertama adalah dengan menyetel frekuensi pensaklaran fs
menggunakan nilai-nilai RT dan CT yang terpasang pada
kaki 6 dan kaki 7. Nilai RT dan CT dapat ditentukan
menggunakan persamaan berikut [7],
1,30
fs 
RT CT
Pada persamaan (6) di atas, nilai RT dinyatakan dalam kΩ,
nilai CT dinyatakan dalam μF dan fs dinyatakan dalam
kHz. Nilai CT berkisar antara 0,001 μF sampai 0,1 μF,
sedangkan nilai RT berkisar antara 1,8 kΩ sampai 100 kΩ.
Langkah berikutnya adalah menyetel rangkaian sensor
tegangan keluaran konverter menggunakan nilai-nilai R1
dan R2. Nilai-nilai R1 dan R2 ditentukan menggunakan
persamaan berikut [7],
 R  R2 

V0  2,5   1
 R1 
Rangkaian penyalaan MOSFET
Karena MOSFET harus dinyalakan dan dipadamkan
dalam periode yang sangat singkat, maka diperlukan suatu
rangkaian yang dapat dengan cepat memberikan medan
listrik antara kaki gate dan kaki source untuk menyalakan
MOSFET dan rangkaian yang dapat dengan cepat
membuang sisa muatan antara kaki gate dan kaki source
ketika MOSFET dipadamkan. Untuk alasan tersebut
MOSFET dinyalakan menggunakan rangkaian totempole. Rangkaian totem-pole yang digunakan untuk
menyalakan MOSFET diperlihatkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Rangkaian penyalaan MOSFET
3. Hasil dan Pembahasan
Dalam penelitian ini kami membuat lampu LED yang
dapat menghasilkan 180 lumen yaitu jumlah lumen yang
dihasilkan oleh lampu hemat energi (LHE) 5 watt. Karena
setiap bijih LED straw-hat menghasilkan 6,28 lumen
ISBN 978-979-097-420-3
Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.24
Departemen Teknik Elektro Undip, 19 Oktober 2016
dengan tegangan panjar maju 3,4 volt, maka sesuai
dengan persamaan (5) diperlukan 29 bijih LED atau
dibulatkan ke atas menjadi 30 bijih LED straw-hat 5 mm.
Karena tegangan keluaran maksimum boost converter
adalah 20,3 volt, maka untaian LED akan tersusun oleh
20,3/3,4 = 5,9 atau dibulatkan ke bawah menjadi 5 bijih
LED straw-hat 5 mm. Karena setiap untaian
menggunakan 5 bijih LED yang dirangkai secara
hubungan seri, maka terdapat 6 untaian LED. Susunan
bijih-bijih LED diperlihatkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Lampu LED yang terdiri atas 30 bijih LED
straw-hat 5 mm
Pada Gambar 8 di atas terlihat 30 bijih LED disusun
sehingga membentuk 2 baris dengan masing-masing baris
terdiri atas 15 bijih LED. Dan juga terdapat 6 untaian
LED dengan setiap untaian terdiri atas 5 bijih LED yang
dirangkai secara seri dengan di depannya dipasang
resistor pembatas arus.
Untuk menyalakan setiap untaian diperlukan tegangan
terminal maksimum sebesar 5 x 3,4 volt = 17 volt dan
sesuai dengan datasheet bijih LED yang digunakan, pada
setiap untaian mengalir arus 20 mA. Karena terdapat 6
untaian LED, maka total arus yang ditarik oleh lampu
LED adalah 6x20mA = 120 mA.
Karena boost converter telah ditetapkan untuk
menghasilkan tegangan keluaran yang konstan sebesar 19
volt, maka pada setiap untaian dipasang resistor depan
100 ohm untuk memberikan jatuh tegangan sebesar 2
volt.
Berdasarkan besaran-besaran lampu LED diatas maka
spesifikasi boost converter yang dibuat adalah sebagai
berikut,
 Tegangan masukan, Vd = 12,0 – 12,7 volt
 Tegangan keluaran, Vo = 19 volt, faktor riak r
= 0,01
 Arus beban, Io = 120 mA
 Frekuensi pensaklaran, fs = 50 kHz
Tegangan 12,0 volt adalah tegangan terminal baterai pada
kondisi kapasitas sisa 20%. Tegangan 12,7 volt adalah
tegangan terminal baterai pada kondisi baterai penuh.
Dengan menggunakan persamaan (1) diperoleh nilai duty
cycle minimum (Dmin) sebesar 33%.
tersebut. Di sini digunakan induktor dengan induktansi
0,15 mH. Kapasitansi minimum kapasitor dihitung
dengan menggunakan persamaan (3) sehingga diperoleh
Cmin = 4,16 μF. Ini berarti kapasitansi kapasitor yang
digunakan harus lebih besar daripada angka tersebut. Di
sini digunakan kapasitor elektrolit dengan kapasitansi 220
μF. Selanjutnya sebagai saklar elektronik telah digunakan
MOSFET IRF640 dan dioda cepat menggunakan BYT13600.
Berdasarkan spesifikasi frekuensi pensaklaran sebesar 50
kHz, dengan menggunakan persamaan (6), nilai RT dan CT
dapat ditentukan. Dengan menggunakan nilai CT = 1 nF,
maka diperoleh RT = 26 kΩ. Perlu diketahui bahwa
persamaan (6) adalah persamaan pendekatan, sehingga
hasil perhitungan yang diperoleh belum tentu akan
menghasilkan sinyal PWM dengan frekuensi sebesar 50
kHz. Setelah melakukan penyesuaian-penyesuaian
digunakan nilai CT = 3 nF dan RT = 87 kΩ. Dengan nilainilai CT dan RT tersebut maka dihasilkan sinyal PWM
dengan frekuensi 50 kHz sebagaimana diperlihatkan pada
Gambar 9.
Selanjutnya nilai-nilai R1 dan R2 pada rangkaian
pengendali boost converter ditentukan dengan
menggunakan persamaan (7). Dengan menggunakan nilai
Vo = 19 volt dan R1 = 10 kΩ, diperoleh R2 = 66 kΩ.
Diagram rangkaian lengkap boost converter diperlihatkan
pada Gambar 10. Pada Gambar 10 terlihat bahwa
rangkaian pengendali boost converter dan rangkaian
penyalaan MOSFET dicatu oleh baterai akumulator.
Gambar 11 memperlihatkan bentuk tegangan keluaran
boost converter dimana tegangan keluaran konverter
adalah rata sebesar 19 volt.
Gambar 9. Sinyal PWM keluaran SG3524 adalah
tegangan antara kaki 12 dengan ground (5 volt/div dan
20μS/div)
0,15 mH
Vo
220 uF
5k
5k
87k
Berdasarkan spesifikasi di atas, dengan menggunakan
persamaan (2) diperoleh induktansi maksimum induktor
sebesar Lmax = 0,216 mH. Ini berarti nilai induktansi
induktor yang digunakan harus lebih kecil dari angka
BYT13-600
+12 V
3n
1
2
3
4
5
6
7
8
S
G
3
5
2
4
16
15
14
13
12
11
10
9
+12 V
66k
10k
+12 V
Rangkaian
penyalaan
MOSFET
IRF640
Gambar 10. Diagram rangkaian lengkap boost converter
ISBN 978-979-097-420-3
Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.25
Departemen Teknik Elektro Undip, 19 Oktober 2016
Gambar 15 memperlihatkan lampu LED yang dibuat telah
dipasang pada gerobak dorong salah satu usaha kuliner
keliling di Pekanbaru.
Gambar 11. Tegangan keluaran boost converter (5
volt/div dan 20μS/div)
Pengujian penyalaan lampu LED menggunakan baterai
SLA (sealed lead acid) 12 volt diperlihatkan pada
Gambar 12. Pada Gambar 12 terlihat bahwa intensitas
cahaya yang dipancarkan oleh setiap untaian adalah tidak
sama sehingga perlu dilakukan beberapa perbaikan.
Gambar 15. Lampu LED yang dibuat telah dipasang pada
gerobak dorong kuliner keliling
4. Kesimpulan
Gambar 12. Pengujian
menggunakan baterai SLA
penyalaan
lampu
LED
Telah dilakukan perbaikan-perbaikan terhadap papan pcb
lampu LED dan juga rangkaian boost converter
sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 13.
Artikel ini telah memaparkan rancang bangun lampu LED
dengan tegangan penggerak 12 VDC. Lampu LED
tersebut dinyalakan menggunakan boost converter yang
dioperasikan secara discontinuous conduction mode
(DCM). Rangkaian penyalaan tersebut dipilih karena
untuk menyalakan lampu LED dengan efisien diperlukan
tegangan penyalaan yang tinggi. Lampu LED yang dibuat
telah digunakan sebagai sumber pencahayaan gerobak
dorong usaha kuliner keliling di kota Pekanbaru.
Referensi
[1] WAC Lighting. “The Fundamentals of LED Lighting:
What Consumers Need To Know”, 2010.
[2] Ensiklopedia Wikipedia. “LED lamps”. Diunduh dari
laman: http://en.wikipedia.org/wiki/LED_lamps
[3] L. Yu, and J. Yang, “The Topologies of White LED Lamp’
Gambar 13. Lampu LED yang telah dirakit pada
luminernya.
[4]
[5]
[6]
Gambar 14. Pengujian penyalaan lampu LED setelah
dilakukan beberapa perbaikan
Gambar 14 memperlihatkan pengujian penyalaan lampu
LED setelah dilakukan beberapa perbaikan, terlihat
bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan oleh bijih-bijih
LED adalah merata.
[7]
[8]
[9]
Power Drivers”, Proceedings of 3rd International
Conference on Power Electronics Systems and
Applications 2009 (PESA 2009). Hongkong. pp 1-6.
N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, Power
Electronics: Converters, Applications, and Design, 3rd ed.,
John Wiley &Sons: USA, 2003.
P. Sathya, and R. Natarajan, “Design and Implementation
of 12V/24V Closed loop Boost Converter for Solar
Powered LED Lighting System”, International Journal of
Engineering and Technology (IJET), Vol. 5 No. 1, pp. 254265, Feb-Mar 2013.
N. Sulistiyanto, M. Rif’an, and O. Setyawati,
“Development of A 20V-LED Driver Based On The Boost
Converter Using A FPGA Module”, International Journal
of Technology (2014) 3, pp. 287‐292
Texas Instrument, Inc., “SG2524, SG3524 Regulating
Pulse-Width Modulators”, Datasheet, February 2003
Ilker Elektronik, “Hi-LED, Straw-hat LED Datasheet”.
I. Moreno, M. A. Alejo, and R. I. Tzonchev, “Designing
Light-Emitting Diode Arrays for Uniform Near-Field
Irradiance”, Applied Optics Vol. 45 No. 10, pp. 2265-2272,
April 2006
ISBN 978-979-097-420-3