Membuat Power Bank dan Charger Untuk Ponsel dari Rangkaian Joule Thief

Akhirnya saya bisa mengakses komputer lagi, saya pergi ke Bandung untuk menyewa komputer di warnet. Di Cibatu, untuk mengakses komputer memang sangat sulit. Warnet-warnet sudah bankrupt alias bangkrut. Ya udah saya pergi ke Bandung saja sekalian ngelamar kerja.

Banyak yang masih bingung dan kurang pemahaman soal rangkaian dasar joule thief. Fungsi rangkaian joule thief memang untuk memberikan tegangan yang besar sehingga beban bisa beroperasi menggunakan sumber tegangan di bawah yang dibutuhkan. Namun konsekuensinya, arus yang mengalir menjadi kecil. Misalnya seperti menyalakan lampu neon 55watt hanya dengan batere 3volt saja. Apakah bisa? tentu saja bisa.

Biar tidak salah paham, kita menggunakan hitungan energi dan daya dalam pelajaran fisika. khususnya dalam hal ini energi listrik (W) dan daya listrik (P).

Neon 55watt itu jika dihitung dengan rumus daya listrik, maka :

Daya Listrik = Tegangan x Arus => P = VxI

Neon 55watt diketahui memakai tegangan 220v maka arus yang mengalir ke neon adalah :

I=P/V = 55watt/220v = 0,25Amper

Apakah benar arus yang mengalir ke tabung neon terutama filamennya itu 0,25ampere? Tentu tidak, pasti lebih besar lagi, mengingat dalam sebuah neon hemat energi menggunakan rangkaian lagi di dalamnya yang berfungsi mengurunkan tegangan dari 220v. Jika perhitungan di atas digunakan untuk lampu pijar, barulah benar lampu pijar itu mengkonsumsi 0,25A.

Lalu gimana ceritanya sebuah beban dengan tegangan 220v bisa dinyalakan hanya dengan 3v saja? Sebenarnya saya sendiri belum bisa menjawab pertanyaan ini, karena belum tahu berapa tegangan dan arus yang dikonsumsi lampu neon tersebut mengingat ada rangkaian elektroniknya. Tapi saya cuma bisa nge-les dengan menggunakan daya listrik dan hukum kekekalan energi:

Sebuah beban dengan daya 55watt bisa saja dinyalakan dengan 3v dengan syarat daya sumber juga mencukupi. Daya beban 55watt berarti daya sumber juga harus 55watt, karena tegangan sumber itu 3v, maka arus yang dibutuhkan adalah

I=P/V

I=55/3

I=18,33A

Jadi arus yang mengalir dari tegangan sumber harus 18,33ampere. Apakah mungkin tentu saja, jika beban yang 55watt itu membutuhkan tegangan 3v juga. Bagaimana jika beban 55watt itu berasal dari 10volt dan 5,5ampere? Tentu saja meskipun sumber 3v punya kapasitas arus 18,33A tapi tidak akan pernah bisa menyalakan beban. Meskipun beban punya daya dan energi yang sama, tetapi tegangan sumber tidak akan menyalakan beban. Analoginya, gerobak (beban) bisa bergerak jika ditarik manusia dewasa (tegangan pas) tapi diam ditempat jika ditarik manusia bayi (tegangan kurang).

Untuk menyelesaikan masalah ini, maka dipasanglah rangkaian joule thief. Dengan rangkaian JT (ramuan ajaib), manusia bayi bisa berubah menjadi manusia dewasa menjadi manusia bayi lagi menjadi manusia dewasa lagi, begitulah seterusnya. Sehingga gerobak bisa berjalan saat menjadi manusia dewasa. Konsekuensinya adalah gerobak akan berjalan lambat (arus yang mengalir menjadi kecil).

Berarti dengan rangkaian JT, sumber yang tadinya 3volt 18,33amper tadi diubah menjadi 10volt 5,5ampere atau 100v 0,55amper atau 220v 0,25ampere atau yang lainnya karena tegangan yang dihasilkan JT itu naik turun.

Pertama kali saya menggunakan JT untuk menyalakan lampu LED menggunakan batere bekas, orang lain menyebutnya batere yang udah mati. Padahal seperti kita ketahui, sebuah batere AA 1,5v yang tidak bisa menyalakan lagi jam dinding itu bukan mati tapi energinya sudah berkurang, terutama tegangannya. Seperti pada artikel hubungan P, V dan I. Sebuah batere 1,5v sudah tidak bisa menyalakan jam dinding lagi karena tegangan telah berkurang menjadi 1,2v saja.

Kedua kalinya saya menggunakan JT untuk menyalakan tabung lampu neon CFL. Penjelasannya ya pada paragraf di atas, hehehe.

Sekarang saya membuat sebuah power bank + charger dengan joule thief. Power bank adalah sebuah batere dengan tegangan diatas beban dan kapasitas arus yang besar. Charger adalah sebuah pengisi daya dengan tegangan diatas beban dengan kapasitas arus yang sama.

Konsep dalam mengisi daya / charging / ngecas adalah tegangan sumber harus lebih besar dari tegangan beban (batere). Lihat saja adaptor, charger, dan power bank, selalu mempunyai tegangan output (biasanya 5v) diatas tegangan batere (biasanya 3,7v). Jadi apakah kita bisa mengecas batere isi ulang dengan batere lagi? Tentu saja bisa, tentunya batere yang digunakan untuk mengisi harus mempunyai tegangan diatas batere yang akan diisi ulang juga kedua batere tersebut mempunya tegangan yang sama. Seperti gambar berikut :

Lalu bagaimana jika batere yang digunakan untuk mengisi ulang hanya punya satu dan tegangannya juga sama? Bisa juga, yaitu dengan rangkaian joule thief! Tentu saja kita perlu menambahkan beberapa komponen agar tegangan yang dihasilkan rata. Berikut gambar rangkaian dan video percobaan saya.

Komponen Joule Thief Charger ini sama saja dengan yang dulu, cuma ditambah dioda, elko dan zener saja. Untuk dioda penyearah bisa pakai 1N400x, Dioda Zener pakai 5V6 , dan elko bisa pakai 100uF/16V

Berikut video percobaan saya dalam mengecas hp.

https://youtu.be/CL3oC5pHg_E

2menit 15detik 15MB
================
https://youtu.be/S2d166sllO8
 1menit 30detik 8MB

Tidak ada nama khusus bagi rangkaian ini, namun saya punya sebutan berbeda. Jika batere yang dipakai untuk ngecas dibawah tegangan batere hp, maka saya namakan Power Thief. Jika baterai yang dipakai untuk ngecas sama dengan tegangan batere hp, maka saya namai Joule Charger. Jika batere yang digunakan berada diatas batere hp, maka gak usah pake joule thief, udah bisa disebut power bank kok...hahahaha :D

Dalam percobaan saya menggunakan cleverphone nokia, sebagai ponsel percobaan. Lalu apakah bisa jika digunakan untuk mengecas hh, gadget dan hp? Untuk hp lain seperti featured phone, smartphone jadul dan gadget, bisa dong. Namun untuk hh smartphone lebih baik jangan, soalnya belum saya coba :D. Apalagi jika dipakai untuk gadget dan HH iOS yang membutuhkan kualitas.

Tambahan.

Beberapa waktu yang lalu ada sedikit kurang tahu soal batere dan charger.

TV menggunakan menggunakan rangkaian power supply yang sudah disatukan PCBnya.

Komputer menggunakan power supply yang terpisah dengan motherboardnya.

Power bank digunakan untuk mengisi batere HP, maka power bank ini disebut charger dan batere hp ini disebut Beban.

Adaptor digunakan untuk mengisi batere laptop

Batere laptop digunakan untuk menyalakan laptop

X digunakan untuk mengisi Beban, maka X ini disebut charger dan Beban disebut power bank / batere isi ulang.

X digunakan untuk menurunkan tegangan, maka X disebut adaptor / power supply / catu daya

X digunakan untuk menurunkan tegangan dan mengisi XX, maka X disebut charger / casan / chargeran

X digunakan untuk mengoperasikan Beban, maka X disebut batere / akumulator / accu

Jadi charger, power bank, baterai, power supply (catu daya), adaptor apapun nama, bentuk dan rangkaiannya fungsinya tetap sama, yaitu memberikan daya yang dibutukan oleh beban dalam hal ini juga sama, yaitu memberikan tegangan yang pas. Listrik PLN mempunyai tegangan 220v, sedangkan alat elektronik dan batere membutuhkan tegangan yang biasanya kurang dari 12v. Untuk itulah kita membutuhkan alat/rangkaian yang bisa mengecilkan tegangan PLN, yang kita namai charger, power supply (catu daya), adaptor.