Rangkaian Seri Paralel Untuk Baterai atau LED

Ok kali ini saya mau posting artikel sederhana tentang seri dan paralel untuk baterai dan lampu.
Meskipun tampak sederhana namun bagi yang belum mengetahui, hal semacam ini cukup dapat membingungkan dalam prakteknya.

Misalnya, dua buah baterai yang sama apakah bisa diparalel? Bagaimana hasilnya? Apakah yang bertambah? Atau dua buah LED yang membutuhkan tegangan yang sama apabila diseri maka menjadi berapa Volt tegangan yang dibutuhkan?

Baca juga : Membuat Rangkaian Running Led CD4017 Menyala Bolak - balik dan Berulang

Baiklah, saya akan mulai materi sederhana ini.
Pertama-tama coba perhatikan gambar dibawah ini!

Battery Series Paralel.

Pada gambar diatas terdapat baterai tipe 18650, 4.2V 2000mA. Dengan susunan seri dan paralel, 3 buah baterai disusun secara seri maka tegangan akan bertambah tiga kali tegangan baterai yang masing-masing baterai memiliki tegangan penuh sebesar 4.2V dan setelah disusun seri total tegangan menjadi 12.6V namun kapasitas tetap yaitu 2000mA. Artinya apabila baterai yang sama disusun secara seri maka tegangan akan bertambah namun kapasitas tetap.

Pada gambar dibawahnya terdapat gambar susunan secara paralel. Tiga baterai disusun secara paralel, hasilnya kapasitas bertambah tiga kali kapasitas masing-masing baterai yaitu 6000mA sedangkan tegangannya tetap yaitu 4.2V. Artinya apabila baterai yang sama disusun secara paralel maka kapasitas akan bertambah namun tegangannya tetap.

Baca juga : Membuat Sendiri LED Cube 4x4x4 dengan Mudah

Cara ini berlaku pada LED namun bedanya kalau baterai menyediakan daya(Watt[Volt x Ampere]) sedangkan LED(beban) membutuhkan daya.

LED Series Paralel.

Cara Sederhana Menghitung Prosentase Baterai Lithium Ion (Baterai laptop atau baterai ponsel)

Pada suatu waktu saya dapat baterai laptop bekas, dicoba cek tegangan menggunakan multitester digital menunjukan tegangan sekitar 11.38V.

Dibadan baterai tersebut dituliskan spesifikasinya yaitu "NOM11.1V DC 57Wh" atau sekitar 4.5Ah, baterai jenis Li-Ion.

Baterai ini total isinya berjumlah 6 cell. Disusun paralel 2 lalu diseri 3. Setiap cell mempunyai kapasitas tegangan 3.7V, disusun seri 3 menjadi 11.1V.

Baca juga : Membuat Indikator Level Baterai

Kapasitas 3.7V adalah tegangan minimal baterai tersebut per cell-nya, artinya pada saat itu baterai dalam kondisi 0% dan harus diisi ulang teganggannya hingga kondisi penuh. Kondisi penuh baterai tersebut adalah 4.2V per cell, jadi untuk satu buah baterai laptop dalam kondisi penuh(100%) tegangan akan terukur 12.6V(3cell x 4.2V).

Lalu bagaimana cara menentukan prosentase baterai tadi sebelum diisi ulang?

Pertama tentukan dulu nilai tegangan penuh baterai yaitu 12.6V, dikurangi nilai tegangan kosong baterai yaitu 11.1V, lalu dibagi 100%.

jadi,

12.6V-11.1V
=1.5V

1.5V/100%
=0.015V atau 15mV

Artinya, per 1% adalah 15mV.

Sekarang kita menghitung kapasitas tersisa pada baterai yang saya dapat diatas.

Kapasitas tegangan baterai 11.38V dikurangi nilai tegangan kosong baterai yaitu 11.1V adalah 0.28V. dikonversi kedalam prosentase menjadi 0.28V(kapasitas yang tersisa) dibagi 15mA adalah 18.6666667. Jadi kapasitas yang ada dalam batere tersebut adalah sekitar 18% lagi.

Baca juga : Membuat Inverter Sederhana Menggunakan Trafo ATX | Simple Inverter using ATX Transformer

Perhitungan yang sama juga berlaku untuk baterai ponsel. Sebab baterai ponsel juga berjenis lithium ion dengan kapasitas kosong 3.7V dan 4.2V pada kondisi penuh.

6 Cell Lithium Ion Battery.

Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation atau PWM sering sekali dijumpai dalam sirkit switch mode power supply(SMPS), inverter/welder, amplifier class D atau sirkit yang lainnya, bisa juga untuk mengatur kecepatan sebuah motor DC.

Cara kerja dari PWM yaitu membandingkan dari kedua input sebuah Op-Amp yaitu inverting dan non-inverting amplifier. Pulsa gigi gergaji(sawtooth wave) diberikan pada input non-inverting secara kontinyu dan banyaknya pulsa ini menentukan frekuensi keluarannya, sedangkan input inverting menjadikannya penentu bentuk keluaran(output) yang disebut duty cycle.

Baca juga : Membuat Rangkaian Pengatur Kecepatan Motor DC

‌

Duty cylcle bisa berbeda-beda pada frekuensi yang tetap. Artinya duty cycle tidak mempengaruhi jumlah frekuensi. Duty cycle menentukan berapa persennya waktu on dan waktu off pada satu periode.

Pulsa gigi gergaji dan pulsa pembanding bisa ditukar posisinya untuk pengaturan sebaliknya. Contoh, jika ingin duty cycle membesar ketika diberi pembanding tegangan positif maka pulsa segitiga diberikan pada input inverting akan tetapi jika ingin duty cycle mengecil ketika diberi tegangan positif maka pulsa gigi gergaji diberikan pada input non-inverting.

Agar lebih pahan bagaimana PWM bekerja, dibawah ini saya gambarkan karakteristik sebuah PWM.

Skema cara kerja PWM. 

Pulse Width Modulation (PWM). 

Salah satu penerapan PWM bisa disimak pada video dibawah ini.