AN0179 Battery dan Power Supply untuk Robot KRCI

Sumber Daya atau Power adalah merupakan sumber tenaga dari robot, agar diperoleh gerakan mekanik yang kuat dan kinerja rangkaian elektronik yang stabil dibutuhkan sumber daya yang stabil pula.

Robot-robot yang menggunakan motor DC, stepper ataupun servo menggunakan sumber daya DC sebagai sumber tenaga. Namun sumber daya ini rentan sekali mengalami drop tegangan apalagi bila digunakan untuk beban yang berat.

Agar sumber daya tidak mengalami drop tegangan maka sumber daya tersebut sebaiknya memiliki tegangan di atas tegangan yang dibutuhkan dan diregulasi sesuai tegangan yang dibutuhkan. Analoginya pada sebuah saluran air, agar diperoleh aliran yang stabil maka dibutuhkan tekanan yang lebih tinggi dari kebutuhan dan keran diatur agar sesuai dengan tekanan yang dibutuhkan.

Contoh pada robot yang menggunakan motor-motor DC bertegangan 6 Volt DC. Apabila digunakan battery yang memiliki tegangan 6 volt juga, maka pada saat battery tersebut sedikit menurun kapasitasnya, tegangan yang masuk ke motor juga akan turun dan mempengaruhi kinerja motor.

regulator

Namun bila kita gunakan tegangan di atas 6 volt maka saat kapasitas battery menurun, hal ini tidak menyebabkan sumber daya robot menurun selama batas tertentu. Batasan tersebut ditentukan dari karakteristik regulator yang digunakan. Regulator yang baik adalah tipe LDO (Low Drop Output). Contoh untuk regulator dengan drop output sebesar 0.35V maka saat battery mengalami penurunan tegangan hingga 6.35 volt output pada regulator masih tetap pada tegangan 6 volt. Tegangan output akan turun dibawah 6 volt saat tegangan input regulator dibawah 6.35 volt.

Power Regulator DDC-01

Modul DDC-01 adalah modul power regulator yang termasuk LDO dengan drop output sebesar 0.35 volt dan arus maksimum 3A. Modul ini juga dilengkapi dengan thermal protection yang mengamankan modul pada kondisi panas berlebih dan overcurrent protection yang mengamankan modul dari kondisi arus berlebih ataupun terhubung singkat.

Regulator juga dapat difungsikan untuk memisahkan sumber daya. Pada aplikasi yang menggunakan motor, sebaiknya sumber daya mikrokontroler dan sumber daya motor dipisahkan. Agar dapat diperoleh sumber daya terpisah dalam satu battery maka dapat dilakukan dengan menggunakan dua buah regulator

Dual Regulator

Apalagi mikrokontroler biasanya membutuhkan tegangan 5 volt, maka perlu ditambahkan sebuah regulator 5 volt untuk keperluan tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan dua buah Modul DDC-01

Motor adalah merupakan komponen induksi, sehingga seringkali gejala elektromagnet yang ditimbulkan oleh gerakan motor mengakibatkan arus balik yang masuk ke rangkaian elektronik. Arus balik terbesar terjadi apabila motor mendadak berputar ke arah yang sebaliknya dengan daya penuh. Hal ini akan menimbulkan gangguan pada sistem elektronik terutama pada mikrokontroler apabila memiliki sumber daya dari regulator yang sama. Agar noise dari arus balik ini sama sekali tidak mengganggu mikrokontroler, lebih baik lagi bila digunakan battery terpisah, regulator terpisah dan opto isolator untuk I/O-I/O mikrokontroler yang terhubung ke motor.

Modul Opto Isolator DIM-01

Modul DDC-01 juga didisain dengan konstruksi yang memanjang sehingga cocok untuk disematkan pada kaki-kaki robot. Tampak pada gambar berikut Modul DDC-01 dipasang di setiap kaki robot laba-laba

Regulator di Kaki Robot

Rechargeable Battery

Untuk memilih battery, perlu diperhatikan tegangan dan kapasitas battery selain juga ukuran dan beratnya. Tegangan yang dipilih sebaiknya tidak terlalu jauh dari tegangan yang dibutuhkan, hal ini dilakukan untuk menghindari disipasi panas yang terlalu besar pada regulator. Semakin besar perbedaan tegangan, maka daya yang dibuang untuk menurunkan tegangan semakin besar pula. W = VxIxt di mana V = perbedaan tegangan, I = arus yang dibutuhkan dan t adalah waktu.

Sedangkan kapasitas tergantung dari berapa arus yang dibutuhkan oleh robot dan berapa lama robot harus bekerja. Sebagai contoh battery dengan kapasitas 5000mAH seperti pada gambar di bawah ini, battery ini akan menghasilkan arus sebesar 5000mA atau 5A selama 1 hour atau 1 jam.

Rechargeable Battery

Battery tersebut adalah tipe NiMH atau Nickel Metal Hydride Cell yang memiliki ukuran lebih kecil untuk kapasitas yang sama dibanding Battery NiCd ataupun Li-on (Lithium Ion). Ukuran yang kecil dan beratnya yang ringan membuat battery ini sangat cocok untuk aplikasi robotik di mana ukuran dan berat merupakan hal yang sangat kritis.

Dengan battery 7.2 volt dibutuhkan regulator agar tegangan dapat diturunkan sesuai kebutuhan motor servo yang biasanya berkisar 5 atau 6 volt. Dengan battery kapasitas ini dan regulator, penurunan tegangan pada battery tidak akan mengganggu kinerja robot selama masih di atas 6.3 volt (tegangan yang dibutuhkan + nilai drop output regulator).

Namun untuk anggaran robot yang lebih murah, dapat juga digunakan battery 6 volt tanpa melalui regulator. Tentunya dengan konsekwensi, penurunan nilai tegangan battery akan langsung mempengaruhi kinerja robot.

Battery NiMH 2000mA 6V

Untuk sistem mikrokontroler, bila diinginkan sumber daya yang betul-betul terpisah, dapat ditambahkan lagi battery yang lebih kecil kapasitasnya dengan tegangan yang lebih kecil pula seperti battery 6V / 1.3A pada gambar berikut

Battery 6V

Battery Charger

Bagian yang tak kalah penting lagi adalah bagian pengisi battery atau Battery Charger. Agar battery yang diisi dapat berumur panjang maka perlu dihindari kondisi memory effect dengan membuang muatan battery terlebih dahulu sebelum proses pengisian dilakukan.

Battery Charger iMax B6AC adalah merupakan battery charger yang selain mengisi, juga dapat membuang muatan battery 0.1 – 1A. Battery charger ini juga dilengkapi LCD untuk monitoring pengisian untuk setiap selnya.

NiMH & Li Po Battery Charger Discharger

Battery charger ini juga dapat digunakan untuk pengisian battery Lithium Polimer atau Lipo. Selain itu sumber daya dari battery charger ini dapat menggunakan sumber daya AC 100V hingga 240VAC baik 50 atau 60Hz dan juga sumber daya DC 11 – 18 Volt DC

Paulus Andi Nalwan, Delta Electronic

Tags: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply

{"Message":"User: anonymous is not authorized to perform: es:ESHttpPost"}