Rangkaian Cadangan Baterai: Panduan Lengkap Membangun Solusi Daya Terpercaya

Ada kemungkinan tinggi Anda telah mengalami pemadaman listrik tetapi otomatis mendapatkan daya baterai lain. Baterai cadangan umumnya menyediakan daya pada sistem tanpa sumber daya primer atau eksternal. Baterai cadangan dapat bervariasi dari fasilitas ruang baterai luas untuk daya tidak terganggu (UPS) hingga sel tunggal dalam komputer. Contoh aplikasi adalah solid-state drives, serves, jam penguat, aplikasi medis, dan beberapa sistem di mana daya adalah jaminan. Artikel ini memperkenalkan Anda pada proyek rangkaian cadangan baterai, yang utama adalah dengan suplai daya 12V. 

Baterai cadangan pada motherboard

Apa Itu Rangkaian Cadangan Baterai?

Rangkaian cadangan baterai adalah jenis rangkaian yang segera mengalihkan beban ke baterai saat tidak ada suplai utama. Namun, jika ada suplai utama, beban bergeser ke suplai daya saat baterai cadangan masuk ke mode pengisian.

Anda sebagian besar akan menemukan rangkaian cadangan baterai dalam aplikasi yang terdiri dari sistem pengawasan seperti operasi alarm. Jadi, kapanpun jalur utama gagal, baterai cadangan segera mengambil beban. 

(alarm keamanan rumah)

Diagram Skematik Rangkaian Cadangan Baterai

Diagram skematik rangkaian cadangan baterai 

Diagram memberikan rangkaian sederhana baterai cadangan. Dan dalam hal fungsional;

• IC 7812 menyediakan 12V DC teratur untuk memberi daya pada rangkaian. Selain itu, ia mengisi baterai rechargeable. 
• Lalu, LED menunjukkan status daya. 
• Jika suplai jalur utama tersedia, D1 akan forward bias lalu melewati arus ke baterai melalui R2. Dalam kasus kami, nilai R2 harus memberikan arus 90mA untuk membantu pengisian lambat. 
• Namun, tanpa suplai jalur utama, D2 forward bias dan D1 reverse bias. Akibatnya, ia mencadangkan rangkaian. 

Buat Rangkaian Cadangan Baterai Anda Sendiri 

Sekarang, mari kita buat rangkaian cadangan baterai kami menggunakan contoh di bawah. 

Suplai daya 12V dengan rangkaian cadangan baterai 

Kami akan menggunakan suplai daya 12V untuk membuat rangkaian cadangan baterai untuk proyek DIY pertama kami. Ketika ada tegangan suplai daya, beban bergeser ke suplai utama tersebut saat baterai masuk ke mode pengisian otomatis. Namun, saat tidak ada suplai jalur utama, rangkaian akan secara otomatis mengalihkan beban arus saat ini ke baterai – metode cadangan.  

Bahan yang harus disiapkan 

Komponen perangkat keras untuk rangkaian meliputi;

• Sebuah baterai – 12V 7,2AH,
• Dioda Zener – 9,1V atau dioda Schottky untuk tegangan rendah yaitu 0,4V, 

Seorang dioda Schottky

• IC LM812,
• Relay – 12V
• LED hijau,
• Transformer step-down – 110V atau 230V AC ke 12V/1mA,
• 4 Bridge rectifier – 1N4007,
• Kapasitor – 1000µF/50 V, 330µF, 100nF,
• Resistor – 1KΩ (3 buah), 10KΩ, 470RΩ,
• Saklar, 
• Transistor – 2N4401, 2N4403, dan
• dua buah dioda untuk 1N4007 dan 1N4148. 

Diagram rangkaian 

Diagram rangkaian suplai daya 12V dengan cadangan baterai

Prinsip operasi dijelaskan 

Rangkaian di atas terdiri dari tiga bagian untuk teknologi switch mode lanjutan ini dari suplai daya 12V.

• Bagian pertama melibatkan transformer step-down yang menyediakan daya pada rangkaian cadangan baterai.
• Bagian kedua memiliki pengisi baterai otomatis, 12V 7,2AH. Alternatifnya, Anda dapat menggunakan 12AH atau 10AH untuk cadangan baterai yang lebih lama. Baterai SLA 25 atau 20 AH juga direkomendasikan, meskipun mereka memerlukan waktu lebih lama untuk diisi, sehingga mengurangi waktu cadangan. Misalnya, baterai 20AH yang terosong dapat memakan waktu hingga 20 jam untuk diisi penuh. 

Saat baterai terisi penuh, rangkaian akan berhenti bekerja segera. Juga, LED hijau di sini menunjukkan apakah Anda memiliki baterai yang terisi penuh. 

• Bagian ketiga adalah pengatur tegangan. Ia menggunakan kapasitor smoothing dan IC LM812 untuk menyediakan tegangan cadangan yang bersih dan tetap 12V. 

Rangkaian menghasilkan arus output 1A yang cocok untuk perangkat yang bekerja di bawah arus 1A. 

Anda dapat memodifikasi rangkaian menggunakan dioda yang sesuai dan transformer amperase tinggi untuk mendapatkan arus yang lebih tinggi lagi. Selain itu, IC transistor dapat mengubah arus output. Akhirnya, rangkaian akan mengisi baterai amperase tinggi lebih cepat. 

Catatan tentang penyesuaian rangkaian

Sebelum menggunakan rangkaian, Anda akan perlu melakukan beberapa penyesuaian. 

• Pertama, hubungkan rangkaian ke suplai daya tegangan dapat disesuaikan 14,4V. 
• Lalu, lepaskan transformer dan baterai. Setelah itu, hubungkan suplai daya di tempat Anda awalnya memiliki baterai. 
• Terus menyesuaikan resistor variabel 10K sampai LED hijau menyala. 
• Langkah keempat melibatkan penggantian suplai daya dapat disesuaikan dengan transformer dan baterai asli Anda. Rangkaian Anda akan memasuki mode pengisian. 
• Saat sedang diisi, periksa apakah LED menyala saat tegangan baterai mencapai 14,4V. Anda juga dapat menggunakan multimeter untuk memeriksa tegangan. Jika LED tidak menyala, sesuaikan resistor variabel 10K sampai menyala. 

(lampu LED)

• Rangkaian Anda sekarang siap digunakan. 

Rangkaian baterai cadangan 5V sederhana 

Rangkaian 5V sederhana berlaku dalam proyek mikrokontroler di mana Anda perlu mempertahankan sumber arus tanpa gangguan. 

Rangkaian sederhana dengan baterai cadangan 5V 

Operasinya adalah sebagai berikut;

Saat suplai utama gagal, baterai secara otomatis mengambil beban. Lalu saat suplai utama mulai bekerja, baterai beralih ke mode pengisian.  

Bentuk Alternatif Cadangan 

Baterai cadangan sering masuk ke keadaan standby saat daya utama gagal. Namun, hanya bagian alarm dari sistem Anda atau memori volatif kritis yang menerima daya. Seperti itulah, Anda akan membutuhkan baterai besar untuk membawa data selama pemadaman yang lama. 

Sebaliknya, sistem cadangan berbasis kapasitor menyediakan daya berkelanjutan saat daya utama gagal. Dengan cara itu, sistem akan mentransfer data volatif ke memori flash menggunakan daya cadangan jangka pendek. Tetapi Anda akan membutuhkan fitur keamanan tambahan untuk memastikan kapasitor tidak melebihi tegangan maksimumnya dalam mode pengisian. 

Kesimpulan 

Baterai cadangan bekerja dengan bergantian dari mode pengisian ke metode cadangan. Dengan perawatan yang baik seperti suhu sedang dan kelembapan, baterai cadangan Anda dapat bertahan selama 3-5 tahun untuk daya cadangan. 

Apakah Anda berencana untuk melakukan proyek-proyek ini? Bagaimana jika Anda menghubungi kami dengan pertanyaan teknis untuk lebih banyak bimbingan saat macet. Kami akan lebih dari senang membantu.