Contoh penggunaan Buck Boost converter

Berikut ini sekadar contoh bagaimana buck-boost converter dapat dipergunakan sebagai bagian dari sistem catu daya.

Buck boost converter komersial sekarang telah banyak dijual bebas di toko-toko online lokal Indonesia. Saya dan anda dapat memanfaatkanya dengan lebih mudah untuk banyak keperluan.

Gambar 1

Sistem catu daya (power supply) dapat terdiri dari beberapa bagian (sub system). Misalnya yang ditampilkan pada Gambar 1. Beberapa bagian dari sistem catu daya dikumpukan bersama dan diwadahi dalam satu kotak.

Di era saat saya menulis artikel ini, perdagangan antar negara sudah lebih lancar dari masa-masa sebelumnya. Didukung dengan kemudahan transaksi keuangan dan kemudahan akses terhadap sarana transportasi udara, membuat lebuh banyak orang dapat dengan mudah mendapatkan barang-barang impor. Misalnya komponen dan papan sistem elektronik dari China, sudah jauh lebih mudah ditemui di toko-toko online di kota-kota besar di Jawa dan Sumatera.

Kesemua papan sub sistem dan komponen itu sudah siap untuk dirangkai menjadi sistem yang lebih besar. Ini bisa dilakukan dengan waktu yang lebih singkat dari sebelumnya.

Di Gambar 1, catu daya yang rangkai terdiri dari (sub) sistem yang menyearahkan tegangan AC menjadi DC dan menurunkannya dari 220 VAC menjadi sekitar 12 VDC.

Bagian sub sistem berikutnya adalah papan buck-boost converter, di kotak hanya diberi tulisan penanda sebagai “Boost”. Parameter kerja dari papan ini dapat dilihat di Gambar 2. Papan sub sistem yang ketiga adalah buck converter berbasis LM2596.

Catu daya yang dirakit (DIY: Do It Yourself) telah diperlengkapi dengan indikator tegangan. Adanya fasilitas ini cukup membantu untuk mempercepat pengaturan. Meskipun, di Gambar 1 dapat dilihat tampilan indikator ini tidak sama dengan yang ditunjukkan DMM (digital multimeter).

Gambar 2
Gambar 3

Pada Gambar 3, terlihat hasil pengaturan bagaiamana jika buck boost converter (ditandai sebagai “Boost”) dan buck converter diatur ke posisi tegangan output minimal (dengan potensiometer). Keluaran sekitar 1,1 V dengan masukan sekitar 12,5 V.

Pada Gambar 4 di bawah ini, semua konverter diatur ke batas keluaran maksimal. Untuk sistem ini, indikator buck converter kadang-kadang menunjukkan nilai yang lebih tinggi dari nilai indikator untuk input-nya. Padahal sebenarnya tidak demikian jika diukur dengan menggunakan DMM yang memiliki akurasi yang lebih baik. Misalnya pada Gambar 5, terlihat bahwa tegangan masukan DC untuk semua dc-to-dc converter adalah 12,74 V, bukan 12,6 V.

Gambar 4
Gambar 5
Gambar 6
Gambar 7

Papan sistem pada Gambar 6 dan Gambar 7 adalah contoh sebuah papan (sub) sistem buck-boost converter. Keduanya adalah tipe yang sama yang dijual oleh toko online yang berbeda. Keterangan lebih lanjut ditempatkan di bagian link.

Gambar 8

Uji coba papan buck-coost converter yang serupa pada Gambar 6 dan Gambar 7 dilakukan dengan mempergunakan tegangan masukan sekitar 8,4 Vdc seperti yang terlihat di Gambar 8. Pada percobaan itu diatur agar tegangan keluaran sebesar 24 V (24,03 V).

Sedangkan pada percobaab seperti pada Gambar 9, tegangan masukan 8,4 V diturunkan ke tingkat 5 V (4,966 V).

Dengan mempergunakan buck-boost converter pula, suatu tingkat tegangan keluaran dapat dijjaga tetap (dengan beban yang proporsional untuk kemampuan daya sistem), sekalipun nilai masukannya naik ataupun turun di bawah nilai tegangan keluaran.

Gambar 9
Gambar 10

Pada Gambar 10 dan Gambar 11 diperlihatkan bagaimana buck-boost converter berusaha untuk mempertahankan level tegangan di kisaran 7 V sekalipun tegangan masukan berubah dari sekitar 11 V menjadi sekitar 5V.

Gambar 11

TEXT:

VIDEO:

Sistem alat praktik laboratorium elektronika daya

Kegiatan praktik di lab (laboratorium) adalah salah satu bagian dari upaya untuk mencapai tujuan pembelajaran. Pendidikan vokasi juga mengacu pada KKNI, yaitu tingkat (level) 5 untuk jenjang D3 dan tingkat (level) 6 untuk jenjang D4. Dengan mengacu pada level yang sesuai, maka kegiatan praktik mahasiswa perlu diatur agar tujuan pembelajaran tercapai. Misalnya untuk level 5: “Bertanggung jawab pada pekerjaan sendiri dan dapat diberi tanggung jawab atas pencapaian hasil kerja kelompok”, sedangkan redaksi untuk level 6: “Bertanggung jawab pada pekerjaan sendiri dan dapat diberi tanggung jawab atas pencapaian hasil kerja organisasi.”

Sebagai konsekuensi dari level 5 dan level 6 maka kemandirian praktikan dalam kegiatan praktik perlu dijaga. Untuk dapat mencapat hal tersebut dan sekaligus juga tetap menjaga keselamatan diri, keselamatan orang lain dan keselamatan peralatan maka mahasiswa praktikan perlu menyadari, memahami dan melaksanakan hal-hal yang memang diperlukan dalam praktik. Sepanjang logis dan proporsional. Ini menyangkut pula mengenai bagaimana mahasiswa dinilai, yaitu unsur kognitif, psikomotorik dam afektif.

Gambar 1. Contoh tipikal sistem job praktik

Gambar 1 adalah contoh tampilan umum dari sistem alat per modul. Pada bagian paling kanan adalah alat yang disebut sebagai osiloskop digital (digital oscilloscope). Bagian tengah adalah papan sistem percobaan yang konfigurasinya bisa berbeda untuk tiap job. Sedangkan bagian paling kiri adalah catu daya utama sistem.

Gambar 2. Modul kendali

Pada Gambar 2 terlihat  bahwa modul kendali sistem terletak di bagian kiri. Kotak pengendali ini diberi nama sebagai microprocessor module. Pada praktikum di ELDA II, modul ini sebagai pengendali pada komponen seperti SCR, TRIAC, BJT, MOSFET dan IGBT. Sedangkan pada praktikum ELDA I akan berfungsi sebagai antar-muka interface untuk menampilkan bentuk sinyal tegangan dan bentuk (padanan) sinyal arus pada osiloskop melalui kotak modul DAS yang dipasang di bawahnya. Kotak di sebelah kanan kotak pengendali adalah modul yang akan dikendalikan atau modul percobaan. Sebagai contoh pada Gambar 2 adalah penyearah setengah gelombang.

Gambar 3. Catu daya

Gambar 3 menunjukkan kotak catu daya utama sistem (power electronics universal supply). Untuk tiap percobaan (job) perlu dilihat di panduan apakah konfigurasi daya lewat jumper sudah benar sesuai. Salah satu fitur pengaman pada modul ini adalam MCB, sedangkan lainnya adalah  sekring pemutusan cepat (fast-acting fuses) dengan penanda gG [full-range breaking capacity (overload and shortcircuit protection) for general applications].

Pemeriksaan yang baik untuk fast-acting fuses adalah dengan memeriksana secara fisik setiap kali akan memulai praktik dan setiap akhir dari praktik. Tetapi cara ini berisiko memberikan kelelahan mekanis. Karena itu cara yang merupakan kompromi adalah dengan melakukan pemeriksaan tegangan keluaran dari catu daya ini. Jika terdapat kejanggalan, baru kemudian bisa dilakukan pemeriksaan terhadap fuse. Setiap kali pertama mengawali praktik, setelah melakukan pemeriksaan terhadap wiring, praktikan harus melaporkan kondisi tegangan masukan kepada para instruktur.

Jika kemudian diperlukan pemeriksanaan terhadap sekring (fuse) praktikan dapat membuka tempat sekring (fuse holder) dengan cara menariknya dengan “kekuatan” yang secukupnya saja. Sekring akan terlihat seperti pada Gambar 4.

Gambar 4. Fuse holders

Pemeriksaan dapat dilakukan dengan mempergunakan DMM (digital multimeter). Carilah kabel yang ujungnya terbuka sehingga dapat menjangkau ujung dari sekring, atau jika tersedia gunakan probe dari DMM. Cara lain adalah dengan mempergunakan semacam test pen yaitu non-contact voltage detector (NCVD) / proximity tester / proximity detector seperti yang terilhat pada Gambar 5. Cara penggunaan alat ini sederhana, mempergunakan prinsip closed loop. Jika sekring dalam kondisi baik maka akan terjadi untai tertutup, lampu indikator merah akan menyala atau buzzer akan berbunyi (tergantung pada pilihan mode). Ujung NVCD yang berbentuk obeng minus (flat head) umumnya disentuhkan dengan baik ke ujung sekring, sedang ujung sekring lainnya disentuhkan dengan kulit jari tangan (misalnya jari jempol tangan kiri). Sedangkan jari telunjuk tangan yang memegang NVCD disentuhkan ke pelat kecil di bagian samping seperti yang terlihat pada Gambar 5. 

Gambar 5. NCVD

Gambar 6. Tombol emergency

Tombol emergency atau emergency push button seperti pada Gambar 6 dioperasikan hanya saat terjadi kondisi bahaya atau risiko bahanya. Caranya adalah dengan melakukan penekanan/dorongan pada tombol. Cara mengembalikan kembali ke kondisi siap operasi adalah dengan melakukan putar-kanan lalu lepas pada tombol tersebut.

Gambar 7. Voltage knob

Pengaturan tegangan keluaran pada catu daya utama adalah dengan memutar kenop yang wujudnya terlihat seperti pada Gambar 7. Putar dari 0% sampai 100%, tergantung pengaturan dan keperluan. Baca dan sesuaikan dengan panduan praktik tiap percobaan (job). Semakin mendekati nilai sasaran, putarlah dengan lebih pelan agar tidak sampai melampaui (overshoot). Sebelumnya pastikan DMM terhubung dengan baik ke sistem dan dalam mode tegangan (voltmeter). Pastikan pula mode pengukurannya sudah sesuai, misalnya pada mode AC atau DC (tergantung dari panduan job).

Dalam melaksanakan kegiatan praktikum unsur afektif dan psikomotorik perlu dikelola dengan baik. Hindari bercanda dengan kontak fisik yang banyak dan membahayakan manusia dan alat. Konsentrasi pada tugas dan urut-urutan kegiatan praktik. Kondisi alat saat selesai praktik seharusnya sama dengan kondisi alat pada saat memulai praktik. Seluruh anggota kelompok bertanggung jawab atas keselamatan alat dan sistem.

Bagian yang juga penting selain menjaga keselamatan manusia dan alat adalah kebersihan alat dan lantai. Sekalipun telah ada petugas yang membersihkan, kegiatan piket ruangan ini memiliki tujuan pendidikan yang penting terutama untuk pendidikan vokasi. Penggiliran tugas piket perlu dilakukan dan tidak boleh dihindari atau saling lempar “waktu pelaksanaan”. Pelanggaran akan setidaknya mengakibatkan penurunan nilai praktikan. Dalam rentang waktu tertentu tata letak kabel-kabel perlu diatur ulang dan juga merupakan bagian dari pelaksanaan “piket kebersihan”.

Gambar 8. Pelaksanaan piket kebersihan

Sebagai contoh dan pembanding, pola seperti ini bahkan sudah dianut Jepang. Dilaporkan bahwa (banyak) sekolah-sekolah di Jepang yang menyerahkan urusan kebersihan ruangan pada para siswa itu sendiri. Ini membangun budaya kerja yang baik.

Gambar 9. Membersikan ruangan

Gambar 9 adalah salah satu foto mengenai aktivitas menjaga kebersihan di sekolah di Jepang. Sumber: 10 distinctive features of the Japanese education system that made this nation the envy of the world.

 

Manual alat ukur laboratorium elektronika daya

impresso_1473913761688.jpg


Halaman ini hanya berisi embedded document users manual (panduan penggunaan) peralatan di laboratorium elektronika daya. Untuk efektivitas dan efisiensi silakan diunduh (download) jika diperlukan.

 

Sanwa CD772 True RMS Instruction Manual by Sunu Pradana on Scribd

Fluke 179 True RMS User Manual by Sunu Pradana on Scribd

 

Fluke 179 True RMS DMM User Manual Supplement by Sunu Pradana on Scribd

 

 

GDS 2000A Quick Start Guide 82DS 2304AMB1 by Sunu Pradana on Scribd

 

GDS-2104A User Manual by Sunu Pradana on Scribd

 

Save

Lebih hati-hati mempergunakan DMM Fluke 179 milik lab

Multimeter yang diproduksi oleh Fluke, sampai sekarang masih menjadi standar de facto untuk DMM (Digital Multimeter). Pesaingnya antara lain adalah Keysight (dulu Agilent). Selain dari keakurasiannya, Fluke (dan “merek mahal” lainnya) juga dikenal karena faktor keamanan produk-produknya. Jadi tidak sekedar mahal karena promosi brand saja.

Untuk meningkatkan faktor keamanan maka DMM seperti Fluke 170 mempergunakan sekering (fuse) yang bertipe fast acting. Salah satu contoh misalnya dapat dilihat di link ini. Harga fuse tipe ini relatif lebih mahal dari tipe fuse yang biasa dipergunakan di DMM dari kelas yang lebih rendah. Selain itu ketersediaan fuse pengganti juga sering menjadi kendala. Berbeda dengan fuse yang tipe pemutusan lambat, fast acting fuse tidak umum dijual di toko-toko  elektronik lokal. Kecuali mungkin di toko-toko di kota besar. Karena itu demi kelancaran kegiatan praktikum maka DMM harus dipergunakan dengan lebih hati-hati.

img_20160901_123604.jpgGambar 1. Fuse di dalam body Fluke 179.

img_20160901_123610.jpgGambar 2. Zoom in.

p_20160908_10080701.jpeg.jpgGambar 3. Pemeriksaan fuse DMM Fluke 179 dengan bantuan contant current source LM317.

p_20160908_10072201.jpg.jpgGambar 4. Pemeriksaan fuse DMM Fluke 179, mulai dari nilai arus jatah arus yang terbesar.p_20160908_10073001.jpg.jpgGambar 5. Hasil pemeriksaan fuse DMM Fluke 179 dengan selektor untuk arus maksimum 10 A.

p_20160908_10074601.jpg.jpg Gambar 6. Hasil pemeriksaan fuse DMM Fluke 179 dengan selektor untuk arus maksimum 400 mA.

Uji peralatan lab elda semester 5 rotasi satu tahun 2016

Catatan penting

Tahun ini saya pribadi masih melakukan setup dan uji coba peralatan dan sistem yang akan dipergunakan  pada kegiatan praktik di Lab Elektronika daya semester 5 tahun 2016. Di akhir kegiatan hasil uji coba menyatakan  sistem yang akan dipergunakan masih berfungsi normal. Pengujian terakhir pada hari Sabtu (3 September 216) pukul 08:06 PM.

Peralatan yang dipergunakan di semester 6 lalu (tidak dipergunakan untuk semester 5) dan telah saya uji berada dalam kondisi operasi yang tidak normal telah saya beri tanda sebelum saya simpan.

img_20160903_202214.jpgGambar 1.

img_20160903_154039.jpgGambar 2. Uji “Job #1”.

img_20160903_161146.jpgGambar 3. Uji “Job #2”.

img_20160903_172242.jpgGambar 4. Uji “Job #3”.

img_20160903_192051.jpgGambar 5. Uji “Job #4”.

img_20160903_195016.jpgGambar 6. Uji “Job #5”.

Gambar rangkaian untuk latihan >>

img_20160903_202823.jpgGambar 7. Mask 2.

img_20160903_202836.jpgGambar 8. Mask 4.