Mengenal Efek Resistansi Aki dan Cold Cranking Amps

 

Apa perbedaan antara aki yang "kebanjiran" dan baterai jaman now alias aki kering atau AGM / Gell? Pertama - tama dan paling jelas adalah konstruksi internal, akan  tetapi perbedaan dalam konstruksi internal ini berarti juga ada hambatan internal yang berbeda. Sehingga anda mungkin berpikir , Apaaaa? Kok baterai ada resistansinya.

Saya tidak dapat mengukur resistansi dari baterai  voltmeter tetapi dapat diukur dengan tester baterai dan ini adalah salah satu pengukuran paling penting dalam kinerja baterai. Dengan kata lain ketika Anda mengukur resistansi internal baterai anda mengukur pelat memasang elektrolit atau pasta di dalam baterai AGM. Biasanya baterai AGM akan menghasilkan lebih banyak daya atau Cold Cranking Amps (daya starter kendaraan) daripada baterai / aki basah.

Hal ini disebabkan oleh konstruksi baterai dan resistansi internal yang lebih rendah. Jadi bagaimana Anda menerapkan resistansi internal ketika anda memiliki  kendaraan yang tidak dapat dihidupkan atau baterainya mati ?

Langkah pertama dimulai dengan pengisi daya karena Baterai AGM memiliki resistansi internal yang lebih rendah sehingga membutuhkan pengisi daya khusus. Namun keuntungannya dapat menyerap muatan lebih cepat dan anda tidak perlu menggunakan charger arus segede 40 - 70 amp untuk melakukan pengisian. Kalau charging terlalu cepat pada baterai AGM dapat merusak komponen  internal karena baterai jenis ini memiliki resistansi internal yang lebih rendah.

Ini mungkin baik-baik saja untuk baterai asam-timbal biasa  yang elektrolitnya kebanjiran  mungkin pertimbangan lain, juga karena baterai asam timbal masih dipakai pada sebagian besar kendaraan modern. Industri dan bengkel otomotif mengukur resistansi internal baterai untuk menentukan masa pakai baterai sehingga pelanggan tidak terdampar alias bosan menunggu saat kendaraan diservis  dan ujungnya eaalah ! pak baterai diganti aja! 

Anda perlu mengatur ulang monitor baterai ini atau pada mobil mahal mungkin cukup masuk melalui layar informasi di dasbor atau menggunakan alat pindai khusus. Jika Anda tidak melakukan ini sementara pada baterai baru itu bisa menjadi kelebihan muatan karena seiring waktu  baterai akan memiliki resistansi internal yang lebih tinggi seiring bertambahnya usia. Dan jika kendaraan dipasang baterai lama, itu bisa membuat menunda penggantian baterai berharga terlalu mahal karena menyebabkannya menjadi terlalu panas dan akhirnya "boom".

Cold Cracking Amps

Ketika anda membeli baterai otomotif  anda akan menemukan bahwa ada dua spesifikasi penting yang perlu diperhatikan, salah satunya adalah kapasitas penyimpanannya dalam ampere-jam (AH). Angka umum untuk aki mobil adalah 60 ampere jam. Juga anda perlu memastikan bahwa baterai dapat menyimpan cukup banyak "jus" untuk memenuhi kebutuhan anda untuk jangka waktu yang lama, tetapi hanya karena baterai dapat menyimpan banyak jus, tidak ada hubungannya dengan seberapa baik itu benar-benar dapat menghidupkan mobil atau truk anda terutama  kalau sudah dingin.

Cold cranking yang kita maksud adalah setelah mesin anda di biarkan dingin sampai suhu lingkungan suhu ruangan atau lebih rendah misalkan saja sekitar 30 derajat celcius di musim panas atau 0 derajat celcius pada musim dingin. Atau gampangnya seperti setelah mesin kendaraan anda dibiarkan dingin itu akan membutuhkan sejumlah arus, namun dalam ledakan yang sangat singkat untuk memulai mesin.

Hanya karena baterai dapat menyimpan satu juta ampere jam tidak berarti bahwa itu akan dapat memulai kendaraan anda dari situasi dingin, seperti mengengkol motor roda 2 setelah ditinggal pulkam. Angka CCA untuk mobil anda dapat berkisar antara 400 hingga 750 ampere hanya untuk baterai otomotif biasa. Sekarang ketika anda menggunakan katakan saja arus ini di sini  skala maksimum di sini adalah 750 amp dan kita berbicara tentang waktu cepat, mungkin orde detik bukan jam

Ketika Anda pertama kali memutar kunci itu  untuk menyalakan kendaraan itu akan membutuhkan arus yang sangat besar untuk menyalakan busi dan membuat semuanya berjalan dengan cepat. Ini akan menjadi lonjakan tiba-tiba dan mungkin anda harus berhenti - matikan dan coba lagi. Sekarang kita lihat perbandinga ampere jam dari aki, karena 750 amp itu gueede. Jika baterai Anda hanya memiliki 60 ampere jam untuk memulai dengan 750 amp itu tidak akan bertahan lama mungkin tiga atau empat  engkol yang baik saja , jika seperti itu anda akan menguras baterai.

Tulisan diatas dengan asumsi bahwa baterai anda dalam kondisi yang cukup baik tetapi jika baterai anda tidak dalam kondisi baik dan angka ini telah turun untuk mengatakan mungkin 200 amp CCA. Anda  mungkin tidak dapat menghidupkan kendaraan Anda sama sekali terutama ketika benar- benar dingin dan itulah mengapa baterai lama yang  benar-benar dingin bukan hal yang sangat baik untuk dimiliki terutama di lubang hitam Wilayah Dakota Amerika Serikat.

Sehingga perbedaan antara CCA dan  AH adalah sesuatu seperti perbedaan antara kecepatan maksimum yang dapat dicapai seorang pelari cepat dalam lari sprint 100m versus daya tahan yang dibutuhkan untuk berlari maraton, tentu saja anda dapat mengetahuinya dari analogi saya.

Saya pikir jadi begitulah yang mereka maksud dengan Cold Cranking Amps dan itu adalah angka penting karena anda ingin dapat menyalakan mobil itu ketika anda berada di suatu tempat yang belum pernah anda  kunjungi dan anda tidak mengenal siapa pun dan anda bahkan tidak tahu di mana truk derek berada. Anda bisa menghindarinya jadi dapatkan baterai baru setiap tiga atau empat tahun dan saya  merekomendasikan bahkan mungkin setiap dua tahun dalam iklim yang sulit seperti di eropa/ amerika, pastikan Anda mendapatkan nilai Cold Cranking Amps yang tepat untuk kendaraan anda.

Read More

Memperbaiki Aki Kering Dengan Alat Sederhana - Part 4 - Desulfator Dengan IC 555

 

IC favorit penulis "vibrator" pembangkit sinyal 555 - yang juga menjadi nama dari blog ini ternyata memiliki kemampuan juga untuk mengobati aki yg soak, dengan memanfaatkan kemampuannya sebagai pembangkin "pulsa" tegangan tinggi yg akan me-rontok-kan kerak sulfat pada elektroda baterai lead acid (BLA).

Chip timer 555 adalah perangkat 8-pin yang sangat kuat dan stabil yang dapat dioperasikan baik sebagai Multivibrator Monostabil, Bistabil, atau Astabil yang sangat akurat untuk menghasilkan berbagai aplikasi seperti timer sekali tembak atau tunda, pembangkit pulsa, LED dan lampu flash, alarm dan pembangkitan nada, jam logika, pembagian frekuensi, catu daya dan konverter dll. Sebenarnya sirkuit apa pun yang memerlukan suatu bentuk kontrol terhadap waktu, bisa dibuat dengan ic 555, namun karena daftarnya tidak ada habisnya ya gunakan google untuk mencari daftar yg panjang itu.

Baca penjelasan sebelumnya mengenai taper charger memanfaatkan adaptor laptop bekas.

- Sulfat dan Aki 

Pengecasan dengan menggunakan teknik pulsa arus adalah salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mengatasi kehilangan kapasitas aki secara prematur. Teknik ini bisa mempercepat proses pengecasan aki dan memperpanjang siklus hidup sebesar 3 sampai 4 kali dibandingkan dengan pengecasan konvensional dengan arus konstan. 

Lebih panjangnya siklus hidup baterai berbahan lead acid (BLA) ini dikarenakan teknik pulsa tegangan bersifat sebagai desulfator yaitu pengurai Kristal senyawa timbal sulfat (PbSO4) yang menempel pada elektroda dan menjadi penyebab utama BLA kehilangan kapasitas secara prematur. Praktek kali ini dilakukan untuk melihat efek pemulihan / desulfator, dimana BLA yang sudah lemah karena sudah terpakai di treatment dengan pulsa tegangan akan mengembalikan kapastias simpan BLA, menggunakan prototype yang telah dibuat. Dari eksperimen yang dilakukan terlihat peningkatan nilai Daya starter  (CCA) dan peningkatan durasi pembebanan pada BLA.

- Proses pada pengecasan dan pembebanan baterai

BLA menggunakan anode berbahan timbal (Pb) dan katode berbahan timbal dioksida (PbO2), H2SO4, dan separator diantara 2 elektroda. Reaksi kimia yang terjadi pada elektroda positif dan elektroda negatif pada baterai adalah sebagai berikut :

Berdasarkan reaksi diatas PbSO4 akan terbentuk pada elektroda positif dan elektroda negatif selama proses pembebanan/penggunaan baterai. Sementara pada proses pengecasan PbSO4 akan terurai dan elektroda menjadi Pb, PbO2 dan H2SO4.

Reaksi elektrolisis ini bersifat reversibel dan seharusnya berjalan terus menerus.Tetapi pada kenyataannya dengan berjalannya siklus pengisian dan pembebanan BLA, ada titik tertentu dimana arus berhenti mengalir walaupun telah diberikan tegangan.Hal ini diakibatkan oleh bertambahnya hambatan dalam (internal resistance). Lebih singkatnya, BLA tidak dapat lagi memiliki kapasitas penyimpanan.

- Sulfatisasi

Hal yang menjadi faktor utama dari peningkatan internal resistance ini adalah sulfatisasi yang disebabkan oleh adanya kristalisasi dari PbSO4 selama proses pembebanan BLA. Pada proses pengisian BLA, PbSO4 akan diurai menjadi ion Pb 2+ dan SO4 2- , pada kenyataannya ada timbal sulfat yang tidak terurai dan membentuk kristal dan menempel pada elektroda. Dengan berulangnya siklus pengisian dan pembebanankristal ini secara bertahap menutupi dan menyumbat rongga pada elektroda yang memperkecil area kontak dengan H2SO4.

- Desulfatisasi

Desulfatisasi dapat dilakukan dengan cara pemberian pulsa tegangan sehingga terjadi pemurnian plat timbal sulfat yang berakibat pada pulihnya sebagian kapasitas aki. Sekarang banyak dijual alat charger pintar dan desulfator di pasar online dengan harga yg terjangkau untuk pemakaian sehari-hari.

- Daya Starter

Dunia industri otomotif menggunakan standar daya starter otomotif dengan ukuran Cold Cranking Apms( CCA). Standar ini menunjukkan kemampuan BLA memberikan arus tinggi pada motor starter, pada suhu -18 C selama 30 detik. Standar ini menyatakan apakah sel aki  bisa bertahan pada voltase 1,2 volt per sel BLA atau lebih tinggi saat mesin dinyalakan.

- Rangkaian Desulfator dengan IC555 

 ( klik untuk memperjelas )

Bahan bahan :

- Trafo Step Down AC 220 volt ke 15  - 20 volt, ampere 3-5 A

- Dioda 5A  : 4 buah (atau dioda kiprok 5A :1 buah)

- Dioda 1N4007 : 1 buah

- Capasitor Elco 2200 uF / 50 volt  : 2 buah

- Capasitor Elco 100 uF / 16 volt  : 1 buah

- Capasitor 10 nF : 1 buah

- Resistor 1 K ohm 1/2 watt : 2 buah

- Trimpot / potensio 100k / 220k ohm : 1 buah

- IC timer NE 555

- IC reg tegangan 7812 dan pendingin / heatsink

- Mosfet IRFZ 44N atau sejenis beserta heatsink / aluminium pendingin

- Konektor dan jepit buaya

- Pcb lubang, timah, solder, dan kemampuan merangkai diatas pcb

*) jika memiliki adaptor laptop bekas dengan tegangan 16-20 volt maka cukup lewati rangkaian sampai elco 2200uF. Jadi trafo, kiprok, elco tidak perlu dirakit.

- Hasil Rangkaian dan Osciloscop

Putar-putar trimpot sehingga menghasilkan pulsa yang sesuai yaitu sekitar 100 - 200hz. Gunakan multimeter yg ada frequency counter jika tidak memiliki osciloscope. Ukur di keluaran IC 555 yaitu di kaki nomer 3.

Saat menggunakan desulfator, usahakan elektrolit atau air aki diii penuh dan akan muncul gelembung gas. Dan jangan sekali-kali menutup lubang aki saat menjalankan desulfator karena tekanan gas bisa berbahaya.

- Pengaruh Pemberian Pulsa Tegangan Terhadap Pemulihan Kapasitas BLA

Dari data hasil eksperimen, dapat diketahui bahwa daya starter baterai mengalami peningkatan sampai kondisi mendekati standar awal BLA, dimana penambahan nilai daya starter yang paling signifikan adalah pada 2 siklus pertama, sementara pada siklus selanjutnya terjadi peningkatan nilai CCA namun tidak terlalu signifikan.

 

- Pengaruh siklus charging terhadap waktu charging

Untuk mencapai voltase 13,5V diperlukan waktu charging yang cukup lama pada siklus awal, namun semakin cepat pada siklus-siklus selanjutnya. Hal ini disebabkan besarnya internal resistance pada BLA karena masih tebalnya plak timbal sulfat. Dengan berjalannya siklus charging, timbal sulfat makin berkurang sehingga proses charging semakin cepat. Dengan demikian BLA mendapatkan kembali kapasitas dalam menyimpan muatan listrik. Selain itu itu secara visual cairan H2SO4 pada BLA terlihat lebih jernih dari yang sebelumnya terlihat agak keruh.

- Kesimpulan

Berdasarkan hasil eksperimen di atas, pemberian pulsa tegangan pada BLA akan meningkatkan kapasitas penyimpanan BLA, peningkatan kapasitas ini akan semakin baik pada siklus charging dan discharging. Pada siklus awal proses charging akan membutuhkan waktu lebih panjang karena masih tingginya nilai internal resitance atau tegangan dalam pada baterai, tetapi dengan semakin menurunnya nilai internal resistance maka kapasitas penyimpanan BLA akan lebih baik dan waktu charging akan lebih singkat.  Prototipemenghasilkan pulsa tegangan yang dapatmenungkatkan kapasitas baterai

- Saran

Penggunaan teknologi charging dengan pulsa tegangan sangat menjanjikan untuk diterapkan pada baterai-baterai berbahan timbal sulfat untuk memperpanjang usia pemakaian BLA, selain itu hal ini akan berakibat baik untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh sampah-sampah BLA / aki.

sumber : Jurnal AL-AZHAR INDONESIA SERI SAINS DAN TEKNOLOGI, Vol . 2, No. 4, September 2014 , Ahmad Juang Pratama , Hamzah Firdaus

Read More

Memperbaiki Aki Kering Dengan Alat Sederhana - Part 3 - Manfaatkan Adaptor Laptop Bekas

 

Gambar bergerak diatas menunjukkan bagaimana proses pembuatan plat anode dari aki basah, dimana terlihat pasta Timbal Oksida PbO2 dengan santainya dioleskan pada jaring kawat seperti mengoleskan mentega ke roti tawar. Waduhh timbal itu bahan beracun broo yang bila masuk dan mengendap ditubuh akan menyebabkan kematian yg tragis ! Tapi orang pakistan ini terkenal ahli reparasi apapun terutama di youtube saya banyak melihat video rekondisi aki yg dibuat orang pakistan. Mungkinkah orang pakistan adalah nenek moyang suku "35" di jawa timur ?

Baca Sebelumnya : Teori pengisian daya pada aki

Baterai lead acid atau  aki yang beredar umum, produksinya hampir sama dengan orang pakistan diatas namun menggunakan tenaga mesin. Plat timbal dan timbal oksida hanya merupakan lembaran tipis pada kertas atau kain yang dirancang bertahan pada 2-3 tahun, sehingga harga dapat ditekan dan penggunanya akan rutin mengeluarkan dana untuk membelinya. Lalu dapatkah kita memperbaiki atau melakukan charging pada aki yang sudah soak ? 

Yang perlu diperhatikan adalah kondisi aki sebelumnya, dimana kita harus tau apa yg dialami aki. Apakah usia mendekati waktu ganti tapi normal, lampu sein aman tapi stater dobel gak kuat, atau menyimpan dayanya kurang sehingga harus rutin datang ke tukang setrum aki. Jika ingin menambah usia aki cukup dengan menambahkan elektrolit secara teratur. Namun jika sudah mengalami penurunan daya yg tersimpan maka harus dicek tegangan tiap sel apakah sudah terlalu turun dari 2 volt tiap selnya. Jika iya maka sudah terjadi penumpukan sulfat pada elektroda. Ada beberapa cara desulfator baik elektronik atau kimia dan akan dibahas pada tulisan berikut ini.

- Membuat Taper Charger Memanfaatkan Adaptor Laptop

Kali ini kita akan membuat charger aki sederhana menggunakan alat yang hampir umum ditemukan yaitu charger / adaptor laptop. Bahan-bahanya sebagai berikut:

1. Charger laptop , tegangan  16 - 19 volt , 2 Ampere keatas

2. Lampu rem / lampu sein mobil dengan rating 12 volt 21 watt

3. Konektor power input, sesuaikan dengan kepala dari adaptor laptop. Jika adaptornya sudah tidak terpakai bisa juga memotong ujungnya dan menyambung ke serabutnya langsung.

4. Multimeter atau voltmeter

Aki yang digunakan adalah aki kering MF yang lebih kuat dengan metode taper, jika menggunakan aki basah biasa maka harus lebih berhati-hati agar tidak merusak lapisan timbal yg halus.

Rangkaiannya seperti berikut ini :

Langkah-langkah yang dilakukan :

1. Ganti elektrolit dalam aki dengan campuran air aki zuur vs air aki biasa 1:3 dan isikan sampai lumayan menggenang tapi tidak sampai penuh.

2. Gunakan lampu rem sebanyak 2-3 buah, semakin banyak maka arus yg mengalir semakin tinggi. Guna dari lampu adalah sebagai pembatas tegangan vs arus agar tidak merusak adaptor maupun aki.

3. Lakukan pengukuran tegangan tiap sel sebelum charging. Yang bisa di lakukan taper adalah sekitar 1.9 - 2.1 volt , yang berarti elektroda belum terlalu tertutup sulfat

4. Berikan daya dari charger laptop sambil melihat tegangan pada terminal aki, dimana akan naik sampai 17 volt. Ini juga bisa diukur arusnya jika menggunakan 2 lampu akan sekitar 2 ampere.

5. Pastikan lubang pengisian aki tidak tertutup karena akan ada gas yang terbentuk dan keluar. Air juga bisa merembes ditutup aki. Jika aki terlalu panas (sekitar diatas 40 derajat selsius) kurangi jumlah lampu.

6. Lakukan hal ini berulang-ulang (2 - 3 hari ) sampai akhirnya tegangan terminal saat di charge turun secara bertahap. Ini menandakan ada perubahan kimia pada elektrolit. Namun jika turun secara mendadak maka dapat dipastikan plat elektrodanya sudah jebol dan aki gak bisa diselamatkan. 

7. Tambahkan air aki biasa jika dirasa elektrolit berkurang.

Cara test harian apakah aki sukses di taper charge :

1. Ukur tegangan discharge dengan memberikan beban lampu rem , dimana saat belum ada beban tegangan termnal adalah normalnya 12.8 - 13 volt dan saat diberi lampu 21 watt maka efek discharge akan menyebabkan tegangan turun. 

2. Jika tegangan dscharge turun sampai dibawah 10 volt dan ketika beban dilepas naiknya lambat menuju 12 volt, maka lakukan charging 1 hari lagi.

3. Aki bisa dikatakan membaik jika tegangan discharge dengan beban lampu rem 21 watt adalah bertahan di 12 volt selama 1 menit.

4. Lakukan charging semalam dengan arus kecil ( gunakan lampu dengan watt lebih kecil) jika sudah terdapat indikasi  kecenderungan komposisi elektro-kimia di aki sudah membaik.

Mungkin cara ini dapat merusak baterai, terutama aki yg lapisan elektrodanya terlalu tipis, karena alih-alih merontokkan sulfat malah lapisan timbalnya ikut luntur. Jika ini terjadi maka ada baiknya membeli aki bekas di pasar loak untuk kemudian dilakukan praktek dengan metode tegangan dan arus yg lebih rendah. Jangan langsung beli aki baru karena bukan ilmu yg didapat namun kantong menjadi jebol !

*) catatan dan warning : cairan asam sulfat adalah bahan kimia berbahaya, sangat korosif. Jadi jika untuk penggunaan kembali pada mobil/motor usahakan terlindung dari kebocoran.

**) Untuk baterai aki MF, karena dirancang dengan sedikit elektrolit maka usahakan setelah aki sembuh, sedot sedikit air aki didalam agar tidak tumpah saat terguncang dan pastikan tutup dengan lem yg kuat.

Jadi kesimpulan yg didapat :  kunci perbaikan aki adalah kesabaran serta ketekunan dan ketika ketemu teknik yang tepat .... wow anda resmi bisa masuk menjadi kategori kaum "35" yang anti krisis saat covid 19 menyerang !

Lanjut ke bagian membuat desulfator sederhana dengan IC 555

Read More

Memperbaiki Aki Kering Dengan Alat Sederhana - Part 2 - Teori Pengisian Aki

 

Dengan semakin meningkatnya kesadaran atas energi baru terbarukan "EBT" atau lebih umum disebut Green Energy, maka fungsi baterai menjadi sangat vital. Baterai sebagai penyimpan energy memiliki keuntungan pada tingkat kepadatan energi yg dapat disimpan dan juga mobilitasnya, sehingga bisa dibuat dalam bentuk relatif kecil. Aki atau sel basah / lead - acid merupakan teknologi baterai yg sudah ada 100 tahun lebih. Sehingga akan menjadi keniscayaan bagi teknologi EBT seperti Photo Voltaic Cell (panel surya) dan juga kendaraan listrik, untuk menggunakan baterai sampai suatu saatnya ditemukan metode penyimpanan energi lebih canggih. Mari kita bahas proses pengisian baterai / aki basah secara teori.

Baca sebelumnya : Mengecek elektrolit

Dasar Teori Aki

Baterai lead acid telah berkembang jauh. Mereka telah mengalami jam tempur yang luar biasa dalam penelitian, sains, dan teknologi manufaktur. Kemampuan menghasilkan tegangan tinggi, ketahanan, infrastruktur dan biaya rendah akan memastikan bahwa jenis baterai ini akan bertahan untuk waktu yang lama.

Berat vs Kualitas 

Saya pernah mengunjungi pabrik baterai saat kuliah dulu. Satu hal menarik yang saya pelajari adalah bahwa kamu dapat menilai aki basah ( yang disegel ) berdasarkan beratnya. Mereka berkata, "Jika Anda menginginkan baterai yang lebih murah, tidak masalah, kami hanya akan menggunakan pelat yang lebih tipis dan timah yang lebih sedikit." Tentu saja, papan yang lebih tipis akan lebih cepat rusak dan memiliki umur yang lebih pendek. Itulah keterkaitannya. Semua pabrik baterai yg saya temui memiliki margin keuntungan dasar yang sama, jadi jika baterai jauh lebih murah, kamu akan  tahu alasannya. Anda dapat menilai kualitas aki yang disegel berdasarkan beratnya.

Efisiensi Koulometri

Ini adalah efisiensi pengisian baterai hanya berdasarkan berapa banyak elektron yang didorong. Jika kamu membandingkan watt input dengan watt output, kamu harus memperhitungkan bahwa tegangan pengisian baterai lebih besar daripada tegangan keluaran baterai. Efisiensi pengisian koulometrik baterai timbal-asam yang tergenang biasanya 70%, yang berarti Anda harus memasang 142 ampere pada baterai untuk setiap 100 kwh yang ingin diisi, juga jangan lupa tergantung pada suhu, kecepatan pengisian dan jenis baterai.

Baterai lead acid yang di seal (atau aki MF) memiliki efisiensi pengisian yang lebih tinggi, tergantung pada tegangan pengisian massal, dapat lebih dari 95%.

Tegangan Minimum

Apa pun di atas 2,15 volt per sel akan mengisi sel dari baterai / aki basah , ini adalah tegangan kimia dasar. Ini juga berarti bahwa apa pun di bawah 2,15 volt per sel akan tidak melakukan pengisian daya (12,9V untuk baterai 12V). Pengisian pada tegangan minimum akan memakan waktu lama. Saat Anda meningkatkan voltase untuk mendapatkan pengisian yang lebih cepat, voltase yang harus dihindari adalah voltase gas, yang membatasi seberapa tinggi voltase yang bisa didapat sebelum reaksi kimia yang tidak diinginkan terjadi. 

Tegangan pengisian yg umum adalah antara 2,15 volt per sel (12,9 volt untuk baterai 12V 6 sel) dan 2,35 volt per sel (14,1 volt untuk baterai 12V 6 sel). Tegangan ini cocok untuk diterapkan pada baterai yang terisi penuh tanpa pengisian yang berlebihan atau kerusakan. Jika baterai tidak terisi penuh, kamu dapat menggunakan voltase yang jauh lebih tinggi tanpa kerusakan, karena reaksi pengisian lebih diutamakan daripada reaksi kimia pengisian berlebih hingga baterai terisi penuh. Inilah sebabnya mengapa pengisi daya baterai dapat beroperasi pada 14,4 hingga 15 volt selama fase pengisian massal dari siklus pengisian daya.

Aki yang sudah tua dan soak  memiliki banyak metode pengisian yang berbeda dan telah digunakan sejak lama. Di masa lalu, ketika voltase sulit diatur dengan tepat, baterai lead acid yang tergenang (aki basah) banyak digunakan karena air akinya dapat diganti. Kimia asam timbal cukup toleran terhadap kelebihan beban yang memungkinkan para penjualjasa cas aki untuk mendapatkan pengisi daya yang sangat murah, bahkan baterai asam timbal yang disegel / MF dapat mendaur ulang gas yang dihasilkan untuk mencegah kerusakan baterai selama tingkat pengisiannya lambat. 

Pengisian Siklik vs Pengisian Stanbdy

Beberapa baterai timbal-asam digunakan dalam kondisi siaga / standby di mana baterai tersebut jarang didaur ulang tetapi terus diisi dayanya. Baterai ini dapat bertahan lama jika diisi pada tegangan mengambang / floating 2,25 hingga 2,3 volt/sel (pada 25 derajat C) (13,5V hingga 13,8V untuk baterai 12V). Tegangan rendah ini untuk mencegah baterai kehilangan air selama pengisian / floating charging dalam waktu lama. Baterai yang digunakan dalam mode deep charging dapat diisi hingga 2,45 volt/sel (14,7V untuk baterai 12V) untuk mencapai tingkat pengisian tertinggi selama voltase turun ke voltase mengambang saat pengisian selesai.

Battery Temperature	Charge Voltage per cell	Charge Voltage for a 12 Volt battery	Gassing Voltage per cell	Gassing Voltage for a 12V battery
-20 °C *	2.60	16.02 to 16.56	2.97	17.82
-10 °C *	25.1	15.66 to 16.2	2.65	15.9
0 ° C *	2.45	15.3 to 15.9	2.54	15.24
10 °C	2.41	14.94 to 15.54	2.47	14.82
20 °C	2.37	14.58 to 15.18	2.415	14.49
25 °C	2.35	14.40 to 15.00	2.39	14.34
30 °C	2.33	14.22 to 14.82	2.365	14.19
40 °C	2.30	13.86 to 14.46	2.33	13.98
50 °C	2.26	13.5 to 14.10	2.30	13.8

Tabel tegangan untuk pengisian penggunaan siklik. Tegangan yang lebih tinggi (di atas tegangan gas) hanya boleh digunakan pada baterai yang kebanjiran yang dapat diganti airnya:

Battery Temperature	Charge Voltage per cell	Charge Voltage for 12V Battery	Gassing voltage
-30 °C *	2.44	14.6
-20 °C *	2.34 to 2.38	14.04 to 14.28	2.97
-10 °C *	2.32 to 2.37	13.92 to 14.22	2.65
0 °C	2.30 to 2.35	13.8 to 14.1	2.54
10 °C	2.28 to 2.33	13.68 to 13.98	2.47
20 °C	2.26 to 2.31	13.56 to 13.86	2.415
25 °C	2.25 to 2.30	13.5 to 13.8	2.39
30 °C	2.24 to 2.29	13.44 to 13.74	2.365
40 °C	2.22 to 2.27	13.32 to 13.62	2.33
50 °C	2.20 to 2.25	13.2 to 13.5	2.30

Tabel tegangan untuk penggunaan siaga pengisian daya

Pengisian Semalam - Pengisi Daya Berbasis Transformator yang Tidak Diatur

Ini adalah pengisi daya termurah dan umum ditemukan di sekitar. Mereka terdiri dari trafo penurun tegangan PLN dan dioda. Trafo dirancang untuk menghasilkan 13 hingga 14 volt pada rentang arus yang masuk akal. Masalah terbesar dengan pendekatan ini adalah ketika arus berkurang, tegangan naik menjadi 15, 16, 17, bahkan 18 volt. Pada tegangan tinggi ini elektrolisis air dalam baterai dimulai. Ini tidak boleh dibiarkan menetes atau mengapung mengisi baterai, mereka harus diputuskan saat baterai terisi penuh. Ini bukan masalah dengan baterai yang kebanjiran selama Anda memeriksa air secara berkala dan menyegarkannya. Baterai asam timbal yang disegel dapat mendaur ulang gas yang dihasilkan selama pengisian daya berlebih kurang dari C/3. Namun, membiarkan baterai diisi daya secara berlebihan bahkan pada C/10 akan menimbulkan korosi pada pelat jika dibiarkan selama berminggu-minggu.

Trafo dirancang sedemikian rupa untuk membatasi arus saat baterai dalam mode penyerapan. Saat tegangan baterai naik, arus berkurang ke atas baterai. Karena transformator digunakan untuk mengontrol arus dan tegangan, pengisi daya ini biasanya berat dan menjadi panas.

Charger aki taffware yang murah meriah

Pengisi daya taper / bertahap 

Cara lain yang murah untuk mengisi baterai baterai asam timbal yang disegel disebut pengisian taper / bertahap ( kalau dilihat level charger nya berbentuk lancip). Baik tegangan konstan atau arus konstan diterapkan ke baterai melalui kombinasi transformator, dioda, dan resistansi. Pengisi daya yang tidak diatur yang disebutkan di atas adalah pengisi daya lancip. Alternatif yang lebih baik, dan tidak terlalu mahal, adalah pengisi daya lancip yang diatur. Ini tidak membiarkan tegangan naik lebih tinggi dari tegangan pengisian trickle / pelan, sehingga mereka juga dapat digunakan untuk memelihara baterai. Ini tidak akan merusak baterai jika dibiarkan terlalu lama (bahkan ketika dibiarkan di baterai secara permanen), dan  tidak mengubah karakteristik pengisian jika tegangan saluran harus berubah.

Pengisi daya lancip yang diatur sangat berguna ketika Anda membutuhkan cadangan baterai 12V atau 24V. Pengisi daya lancip secara paralel dengan baterai, paralel dengan beban membuat cadangan baterai yang efektif. Anda harus berhati-hati untuk memastikan bahwa pengisi daya lancip dirancang untuk memberikan arus kontinu yang sama dengan beban ditambah beberapa sisa untuk pengisian baterai. Penting juga bahwa batas arus pengisi daya lancip adalah metode pengurangan tegangan, dan bukan metode cegukan atau metode PWM lainnya. Contoh pengisi daya lancip teregulasi tipe switching yang sesuai yang dapat digunakan dalam aplikasi pencadangan baterai ada di sini

Ada dua cara untuk membuat pengisi daya yang diatur. Yang pertama adalah menggunakan trafo dan rangkaian pengatur tegangan linier. Ini memiliki kelemahan berat dan panas, tetapi masih murah. Yang kedua menggunakan catu daya switching modern dalam paket pemasangan di dinding atau di meja. Pengalih frekuensi tinggi berdaya rendah ini ternyata sangat murah, efisien, dan kecil. Mereka dengan cepat mengambil alih persyaratan pengisian semalam di peralatan konsumen. Contoh pengisi daya lancip tipe switching ada di sini.

Pengisi daya arus konstan

Pengisi daya yang lebih canggih dan tidak jauh lebih mahal menggunakan rangkaian listrik untuk mengontrol arus pengisian. Metode ini berguna untuk memulihkan baterai yang mengalami penyimpanan ekstensif tanpa pengisian daya, tetapi mampu mengisi daya baterai secara berlebihan jika tidak ada fungsi pembatas tegangan, biasanya dari transformator. Untuk alasan ini pengisi daya ini terbatas pada pengisian lambat. Pengisi daya ini akan beralih ke mode arus konstan saat desulfating diperlukan ke pengisi daya presisi bertingkat, akan dibahas di lain waktu.

Pengisi Daya Tegangan Konstan (Taper plus batas arus)

Rangkaian yang diatur untuk tegangan pengisian maksimum yang diizinkan, tetapi memiliki batas arus untuk mengontrol arus penyerapan awal dapat menghasilkan pengisi daya yang sangat bagus. Pengisi daya jenis ini dapat mengisi daya pada tingkat yang wajar dan menjaga baterai tetap terisi penuh tanpa kerusakan. Namun, tidak semua pengisi daya tegangan konstan dibuat sama, karena tegangan maksimum merupakan fungsi suhu. Pengisi daya dengan kompensasi suhu sedikit lebih mahal, dan harus digunakan di mana suhu bervariasi secara signifikan dari suhu kamar dan baterai mengapung secara permanen. Pengisi daya besar di Contoh pengisi daya taper tipe switching di sini adalah pengisi daya tegangan konstan.

Pengisi Daya Cepat / Fast Charging

Pengisi daya cepat adalah unit pengisian daya ke aki dengan kemampuan pengisian yang lebih tinggi, yang dirancang untuk mengisi daya dalam waktu kurang dari 4 jam. Pengisi daya ini memerlukan penghentian pengisian aktif dan seringkali memiliki fitur-fitur canggih seperti pengujian baterai, pemulihan baterai yang buruk, dan perawatan otomatis. Aman untuk mengisi cepat semua baterai asam timbal dengan algoritme pengisian cepat modern.

Baca selanjutnya : Taper charge menggunakan adaptor laptop

sumber : https://www.powerstream.com/SLA.htm

Read More

Memperbaiki Aki Kering Dengan Alat Sederhana - Part 1 - Cek Elektrolit

 

Tidak dipungkiri lagi baterai - accu alias aki merupakan barang yang kita anggap sebagai sesuatu yg "remeh" dan harganya tidak terlalu mengkhawatirkan kantong - soak ya buang aja ke tempat sampah. Padahal bisnis daur ulang aki semakin lama semakin menggiurkan terutama mereka kaum "35" yang sangat berani atau bisa dibilang nekat bermain dengan benda elektro-kimia yang dalam dunia limbah merupakan kategori B3. Namun karena prinsip mereka sampah bisa jadi uang ya mau tidak mau harus diakui, banyak dari mereka - suku yg berasal dari timur kota Surabaya itu terkenal jago mendaur ulang aki bekas. Dengan modal keliling kampung mencari aki bekas yg dibuang atau diloak dengan cuman 5000 perak saja, dapat menjadi penghasilan yg menggiurkan, baik dengan cara memperbaiki akinya maupun mendaur ulang timbal untuk dijual kembali ke industri yg memerlukan.

- Aki kering itu tidak "kering" 

 

Aki atau baterai sel basah dalam istilah inggrisnya dinamakan sebagai Lead-Acid Battery dimana terdapat pelat timbal dengan larutan elektrolit berupa Asam Sulfat ( H2SO4 ). Kesalah pahaman yg umum di Indonesia adalah ketika motor jaman now kebanyakan menggunakan aki kering dan kebanyakan orang mengira kalau baterai kering itu seperti baterai sel kering yg biasa dipakai pada lampu senter. 

Sebenarnya aki kering ini nama yang betul adalah aki MF - Maintenance Free dimana produsen sudah memperkirakan aki akan aman cairan elektrolitnya selama masa pakai 2 - 3 tahun jadi tidak perlu menambahkan air aki (demin water) untuk menjaga level elektrolit seperti halnya aki basah. Selebihnya prinsip Lead-Acid baterai tetap sama dengan tambahan katup pengaman agar cairan elektrolit tidak tumpah.

- Proses Kimia 

Wah kembali ke pelajaran menakutkan masa SMA nih, namun saya persingkat saja dengan menggambarkan aki saat bekerja menghidupkan lampu maka reaksi kimia memecah elektrolit menjadi aliran elektron pada rangkaian listrik. Akibatnya lama kelamaan elektrolit melepaskan H2O alias air dan menguap akibat panas reaksi. Juga plat Timbal (Lead) akan tertempel Sulfat dari cairan asam sulfat. Ini menyebabkan air aki pada aki basah akan cenderung habis seiring waktu. Atau pada aki MF yg lebih tertutup, elektrolit akan menjadi H2O alias air. Sehingga diperlukan penggantian elektrolitnya asalkan timbal nya tidak terlalu tertutup penuh dengan sulfat.

- Penambahan elektrolit

Untuk aki kering yg sekiranya tegangan belum turun dari 12.5 volt atau berusia kira-kira 2 tahun namun masih bisa buat dobel starter motor, sebaiknya dicek elektrolitnya agar kemudian kita bisa menambah usianya. Cara menambah elektrolit banyak dijadikan konten youtube dan bisa dilihat cara membuka segel aki MF. Pengalaman penulis, elektrolit yg ditambahkan berupa air aki merah (zuur / h2so4) + air aki biru (demin water) dengan perbandingan zuur:aqua = 1:1 . Terdapat 6 lubang aki yang menandakan tiap sel mengasilkan tegangan sekitar 2 volt.

Buang dulu elektrolit yg lama menggunakan suntikan 12 mili dan tambahkan elektrolit sampai lumayan terlihat dari atas (jangan penuh). Jika memiliki multitester atau voltmeter maka bisa diukur antar lubang memiliki tegangan diatas 2 volt. Jangan lupa mengembalikan tutup lobang sel aki dan mengelem segel aki menggunakan lem alteco, lem korea atau lem besi.

Bagaimana jika tegangan dibawah 12 volt ? Ahh saya sudah coba tambah air aki dan tetap aja aki ngedrop ! Tenang...tenang...pake cara kaum 35 saja, mereka pede kok menjual aki bekas / rekondisi yg 1 hari dipakai langsung ngedrop!..heheheh. Jadi ilmu per-aki-an masih panjang ceritanya dan kuncinya adalah sabar mengikuti langkah-langkah pada bagian selanjutnya. Selamat mencoba !  

selanjutnya : Teori pengisian baterai 

Read More