Saat ini banyak beredar ponsel berbagai merk dengan charger menggunakan port USB (tegangan 5V), seperti halnya colokan USB yang ada pada computer, dimana memungkinkan ponsel tersebut di,charge lewat port USB tersebut. Hal ini merupakan suatu kemajuan yang memberi kemudahan mengingat pengisian batere ponsel tidak dibatasi hanya menggunakan charger khusus sertaan ponsel yang bersangkutan sebagaimana sebelumnya. Dengan memiliki charger portable, sementara kita tidak akan tergantung pada listrik PLN sebagai sumber utama listrik penyuplai daya batere ponsel kita sehingga bisa kita bawa untuk rekreasi, perjalanan jauh, atau ke pelosok desa yang mana listrik PLN tidak tersedia.
Terdapat beberapa jenis bateray portable yang dapat kita gunakan sebagai catu daya, seperti bateray Asam Timbal (Lead Acid), bateray Ni-MH disusun seri, Accu, bateray biasa disusun seri, dan sebagainya. Sedangkan berdasarkan kelompok tegangan catu daya meliputi rangkaian 6V dan 12V.
1. Charger USB dengan Catu Daya 6V
Pertama kali perencanaan, sebenarnya saya tertarik menggunakan IC Regulator 7805 untuk menghasilkan tegangan stabil 5V, namun mengingat datasheet IC ini membutuhkan minimal 7V agar beroperasi optimal, sedangkan batere yang digunakan efektif 6V, maka ini urung dilakukan.
Setelah mencari-cari cara, akhirnya aku teringat akan rangkaian emitor follower dengan menggunakan dioda zener. Maksud utama penggunaan tegangan 6V adalah mengurangi loss daya seminimal mungkin mengingat yang dibutuhkan cuma tegangan output 5V.
Rangkaiannya sebagai berikut:
Gambar 1
Cerita kerja rangkaiannya adalah:
Tegangan stabil terbentuk setelah Dioda Zener (5,6V) dialiri arus melalui resistor seri (56 ohm -150 ohm) yang kemudian tegangan tersebut diumpankan ke basis transistor D313 (ato yang lain terserah) untuk kemudian arusnya diperkuat pada kaki emitornya dengan selisih tegangan V(be) selalu 0,6V sehingga tegangan emitor ke ground menjadi (5,6 - 0,6)V = 5V, sesuai dengan V(out) yang diharapkan.
Jika tegangan output 5V tadi dihubungkan ke ponsel sebagai suatu proses charging, akan terjadi transfer energi dari catu daya ke batere ponsel yang mengakibatkan tegangan catu lambat laun akan menurun.
Nah, jika penurunan tegangan terus berlanjut sampai kisaran 5,6V, Zener akan cut-off yang menyebabkan transistor menjadi jenuh (Vce » 0V). Disinilah fungsi jatuh tegangan 0,6V dioda silicon (pakai aja IN4002) diperlukan agar tegangan output (Ve) tidak melonjak ke 5,6V akibat cut-offnya zener tersebut. Sehingga ponsel tetap aman.
2. Charger USB dengan Catu Daya 7-15V
Opsi penggunaan kisaran tegangan ini sangat baik jika menggunakan IC regulator linear 7805 atau regulator switching SMR885.0 (tegangan output 5V). Rangkaian ini bisa Anda instalasikan pada catu daya accu mobil/sepeda motor yang bisa dipakai setiap saat. Pada prakteknya rangkaian inilah yang paling baik digunakan untuk bermacam-macam sumber daya, namun direkomendasikan menggunakan egulator switching untuk mengatasi kerugian panas.
Gambar 2
Selain kedua cara di atas, sebenarnya saya juga mencoba membuat sebuah USB charger hanya menggunakan 4 buah batere Ni-MH. Namun ini tidak direkomendasikan untuk Anda buat jika Anda tidak melakukan pengukuran realtime.
Dengan berbekal pengukuran tegangan output kondisi penuh, yaitu Vmaks = 5,75 V, maka saya mengakali kelebihan 0,75V dengan menyambung seri sebuah dioda (V(ak) = 0,7V), sehingga tegangan outputnya menjadi (5,75-0,7)=5,05V.
Setelah terjadi proses pengisian ponsel, tegangan catu tentu saja akan menurun menyebabkan charger tidak mampu lagi untuk mengisi batere ponsel. Pada kondisi inilah diperlukan kondisi dioda dihubung singkat dengan menyalakan saklar sehingga tegangan jatuh 0,7 V dapat ditiadakan.
Jadi ada dua periode charging:
- Saklar off : charging ponsel saat catu penuh
- Saklar on : charging ponsel saat catu hampir habis
Solusi Charger Incompatible
Terkait
pertanyaan tentang DIY Charger USB Universal seperti yang saya paparkan, namun ternyata tidak
kompatibel terhadap beberapa gadged port
USB, saya
minta maaf karena baru bisa saya jawab saat ini.
Beberapa produsen HP tanpa sebab yang jelas
ternyata telah memberi beberapa spesifikasi tegangan masuk pada port D- dan D+ yang sebelumnya memang tidak saya bahas. Tegangan kedua port tersebut barangkali
tidak sama untuk setiap produsen gadged.
Untuk mengantisipasi ini,
sebaiknya kita langsung melakukan pengujian terhadap charger original gaddet
bersangkutan. Berikut ini ini saya akan sharing
pengalaman terkait membuat charger USB
universal yang awalnya tidak support menjadi support.
Langkah mendapatkan data besar tegangan USB sebagai berikut:
- Ukurlah tegangan port 1 dan 4, pastikan besarnya antara 4,8V - 5,2V
- Ukurlah tegangan D- dan D+, catat datanya.
a) Jika ada selisih
tegangan, biasanya rangkaiannya semacam ini (resistor bisa dirubah):
b) Jika selisih tegangan 0V,
berarti bisa
jadi kedua terminal tersebut dihubung singkat. Untuk memastikannya, pada saat charger
pada posisi off, ukurlah resistansi kedua terminal (D- dan D+) dengan ohm meter, harus didapat angka
mendekati 0 (hubung singkat).
c) Jika selisih tegangan 0V namun resistansi bukan 0
ohm, bisa jadi rangkaiannya seperti ini:
.
- Pada saat charger original posisi ‘On’, ukurlah tegangan terminal negatif (-) dengan terminal D+ dan terminal positif (+) dengan D-, catat hasilnya, tegangan keduanya jika dijumlah haruslah berkisar 5,0V.
- Untuk mempermudah penyesuaian tegangan D- dan D+, hubungkan terminal soket USB
dengan sebuah potensiometer 5 – 10K ohm, sehingga hasil akhir dapat
digambarkan sebagai berikut:
Contoh Charger USB Universal yang telah mengalami penyesuaian pada port D- dan D+ yang telah diterapkan pada DIY Charger Samsung Galaxy Tab S 8.4:
Referensi
