Advertisement
Jawabannya adalah dengan membuat sekering elektronik yang akan memutuskan arus secara otomatis jika terjadi hubung-singkat.
Sekering (fuse) konvensional dalam system DC adalah sekering dengan rumah tabung kaca kecil yang murah dan praktis. Ada juga sekering kecil dengan kemampuan arus besar seperti yang sering digunakan pada kelistrikan kendaraan roda empat.
Bagi penggemar elektronik, tentu lebih menyukai jika segala sesuatunya bernuansa elektronik, termasuk untuk sebuah sekering.
Sekering elektronik menarik untuk dibuat. Mengabaikan masalah harga dan kepraktisan ukuran fisik, sekering elektronik memiliki kelebihan lain, yaitu otomatisasi pemutusan dan penyambungan arus ketika terjadi hubung-singkat.
Dengan adanya sekering elektronik, tidak perlu untuk mencari sekering pengganti dan kemudian memasangnya pada soketnya.
Pada kasus hubung-singkat yang berkali-kali terjadi karena ada permasalahan pada perangkat elektronik yang belum jelas penyebabnya, mencabut dan memasang sekering pada soketnya sangat merepotkan. Juga pada eksperimen-eksperimen elektronik di mana banyak dilakukan uji-coba rangkaian, seringkali terjadi kesalahan dan memutuskan sekering.
Namun jika urusan mengganti sekering ini diabaikan, tentu saja power-supply yang digunakan dalam pengetesan akan jadi terancam rusak, atau akan terjadi permasalahan pada perangkat elektronik yang justeru bisa lebih berat lagi.
Sekering elektronik di sini adalah khusus untuk tegangan DC 12V dan 24V. Ia dapat digunakan untuk menyertai segala sumber DC 12V dan 24V seperti aki/baterai kendaraan atau sebuah DC-regulator/power-supply.
Sekering elektronik ini juga bagus untuk tegangan 12V dari power-supply komputer lama yang dimanfaatkan sebagai catu-daya sebagaimana yang telah diulas dalam : Memanfaatkan power-supply komputer lama .
Pemikiran teknis dalam rancangan sebuah sekering elektronik yang cukup penting adalah bahwa ia tidak boleh menurunkan tegangan DC semaksimal mungkin. Penurunan tegangan DC sebesar 1V saja adakalanya dapat mempengaruhi kinerja perangkat elektronik tertentu yang dioperasikan pada tegangan tersebut, karena pada umumnya system DC memang bertegangan rendah.
Rancangan dengan transistor berdaya besar telah ada dibuat orang, namun tentu kerja transistor akan mengambil porsi tegangan, sehingga tegangan keluaran dari sekering elektronik bisa lebih kecil dari tegangan masukannya.
Karena itu rancangan dengan menggunakan relay sepertinya adalah yang terbaik.
Rangkaian yang disajikan di sini adalah sekering elektronik dengan relay untuk tegangan DC 12V dan 24V. Rangkaian telah diuji-coba dengan hasil yang cukup baik.
Skema rangkaiannya adalah sebagai berikut :
Daftar komponen sekering elektronik versi 12V :
R1, R2 = lihat teks
R3 = 220Ω
R4, R5 = 560Ω
R6 = 1k
C1 = 10µF/16V
T1 = A965
T2 = BD139
Led1 = Led indikator merah
D1 = 1N4148
Ry1 = Relay 12V coil (Omron MY2J)
Sw1 = Push-on switch
Untuk versi 24V komponennya sama, kecuali yang berikut ini :
R4, R5 = 1k5
R6 = 2k7
Ry1 = Relay 24V coil, kontak 5-10A.
Sekering elektronik versi 12V menggunakan relay Omron MY2J yang mempunyai dua kontak dan masing-masing kontak berkemampuan 5A. Dengan memparalelkan kontak diharapkan akan dapat bertahan hingga arus 10A. Tetapi jika penggunaannya hanyalah untuk arus di bawah 5A maka dapat saja digunakan relay satu kontak biasa (relay umum) dengan kemampuan maksimal 5A.
Tentang sambungan-sambungan pin berbagai bentuk relay dapat dilihat dalam : Mengenal relay.
Cara kerja sekering elektronik .
Dalam keadaan normal, relay Ry1 tidak terenergi dan kontaknya berada pada posisi 2-1.
Apabila terjadi hubung singkat, arus yang mengalir melalui R1 dan R2 (resistor paralel) akan terlalu besar hingga melampaui nilai yang telah ditentukan. Mengalirnya arus besar pada R1 dan R2 menerbitkan tegangan pada kedua resistor paralel itu sehingga menjadikan basis T1 mendapatkan tegangan bias untuk aktif. Aktifnya T1 akan berakibat basis T2 mendapatkan tegangan bias positif sehingga ia akan mengenergi relay. Kontak relay pun berpindah dari 2-1 ke 2-3.
Sekali relay terenergi, maka ia akan tetap terenergi karena adanya umpan balik positif bagi basis T2 yang diselenggarakan oleh R5.
Demikianlah sekering elektronik memutus, tegangan V+in lalu tidak diteruskan lagi ke V+out. Led1 pun menyala sebagai pertanda telah terjadi “overload” atau hubung-singkat.
Rangkaian dapat direset kembali ke keadaan normal dengan menekan tombol switch Sw1. Penekanan tombol ini akan me-nol-kan tegangan bias positif bagi T2 sehingga kontak relay akan kembali ke posisi semula. Namun hendaknya sebelum menekan tombol Sw1, sumber hubung-singkat harus dilepaskan terlebih dahulu dari sambungan ke rangkaian.
Adapun besarnya arus yang akan mengaktifkan relay untuk memutuskan kontak ditentukan oleh perhitungan :
Ishort = 0,65 / Rx
Ishort adalah arus overload atau arus hubung-singkat, sedangkan Rx adalah nilai resistansi gabungan paralel antara R1 dan R2. Tentang nilai resistansi gabungan paralel dari dua resistor telah dibahas di dalam tulisan terdahulu.
Bagi yang belum jelas dapat menyimaknya dalam : Mengenal resistor .
Untuk Arus pemutusan 3A nilai R1 dan R2 masing-masingnya adalah 0,39Ω / 5W
Untuk Arus pemutusan 4A nilai R1 dan R2 masing-masingnya adalah 0,33Ω / 5W
Untuk Arus pemutusan 5A nilai R1 dan R2 masing-masingnya adalah 0,27Ω / 5W
Untuk Arus pemutusan 8,6A nilai R1 dan R2 masing-masingnya adalah 0,15Ω / 7W
Untuk arus pemutusan 10A nilai R1= 0,12Ω / 10W dan nilai R2 = 0,15Ω / 15W.
Ketepatan besarnya arus pemutusan sangat tergantung dari toleransi resistor yang digunakan.
Sebagai catatan akhir, sekering elektronik ini akan bekerja dengan baik apabila sumber arus (aki/baterai atau power-supply) mempunyai kemampuan mengeluarkan arus di atas atau sama dengan besarnya arus pemutusan yang telah ditentukan.
Keep happy soldering!
Silakan komentar dengan IDENTITAS YANG JELAS dan tidak menyertakan live-link atau spam.