INVERTER DC 12V KE AC 220V

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Thursday, 26 March 2015 Published Date Written by Nurhadi Budi Santosa

INVERTER DC 12V KE AC 220V

Nurhadi Budi Santosa, M.Pd.

Widyaiswara PPPPTK BOE Malang

 

 Abstrak

 Inverter adalah perangkat elektronika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (Direct Current) menjadi arus listrik bolak balik (Alternating Current). Output suatu inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), sinus modifikasi (sine wave modified) dan gelombang kotak (square wave).

Dalam merakit Inverter, pertama yang harus disiapkan adalah skema inverter yang akan dirakit. Dalam merakit harus dipasang  komponen yang kecil dan mempunyai ketinggian yang terrendah terlebih dahulu. Setelah itu baru dipasang komponen yang lebih tinggi, demikian seterusnya.

Setelah rangkaian Inverter selesai dirakit, berikutnya adalah pengukuran dan pengetesan fungsi dari rangkaian Inverter ini dengan Oscilloscope. Jika pengukuran frekuensi kurang atau lebih dari 50Hz, bisa mengatur VR1 (100K) untuk menepatkan agar frekuensi tepat 50Hz.

Inverter yang dibuat disini masih sederhana, dimana bentuk gelombang keluaran dari transformator berbentuk kotak. Ini menyebabkan Inverter tidak bisa dipakai untuk beban Induktif semisal pompa air, kulkas atau mesin cuci.

 

Kata Kunci : Inverter, sine wave modified, Square wave

 

Pengertian Inverter

Pengertian Inverter disini adalah perangkat elektronika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (Direct Current) menjadi arus listrik bolak balik (Alternating Current). Inverter mengkonversi tegangan DC dari perangkat seperti baterai, solarcell atau sumber tegangan yang lain menjadi tegangan AC. Tegangan DC biasanya yang dipakai adalah   12 V atau 24 V dengan keluaran tegangan AC 220 V seperti tegangan jaringan listrik PLN pada umumnya.

            Output suatu inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), sinus modifikasi (sine wave modified) dan gelombang kotak (square wave). Inverter dalam proses konversi tegangn DC menjadi tegangan AC membutuhkan suatu penaik tegangan berupa step up transformer.

Sine wave inverter, yaitu inverter yang memiliki tegangan output dengan bentuk gelombang sinus murni. Inverter jenis ini dapa memberikan supply tegangan ke beban (Induktor) atau motor listrik dengan efisiensi daya yang baik.

            Sine wave modified inverter, yaitu inverter dengan tegangan output berbentuk gelombang kotak yang dimodifikasi sehingga menyerupai gelombang sinus. Inverter jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah apabila digunakan untuk mensupplay beban induktor atau motor listrik.

            Square wave inverter, yaitu inverter dengan output berbentuk gelombang kotak, inverter jenis ini tidak dapat digunakan untuk mensupply tegangan ke beban induktif atau motor listrik.

 

 Merakit Inverter

            Pertama yang harus disiapkan adalah skema inverter yang akan dirakit. Banyak skema inverter yang dapat di lihat di internet dan dapat dipraktekkan untuk dibuat. Namun banyak yang enggan untuk mencobanya karena ragu-ragu antara jadi dan gagal.

            Disini akan penulis tunjukkan salah satu skema rangkaian inverter yang telah penulis coba dan berhasil dengan baik. Serta akan diterangkan bagaimana cara merakit dan mengetesnya.

Skema rangkaian inverter seperti gambar berikut.


Gambar 1. Skema rangkaian Inverter

 Berikut adalah rancangan PCB (Printed Circuit Board), dan tata letak komponen dari skema rangkaian Inverter diatas.

Gambar 2. PCB Inverter

Gambar diatas memperlihatkan contoh rancangan PCB dan tata letak komponennya. Rancangan PCB ini sudah dicoba dan berhasil dengan baik. Silahkan yang mau mencobanya untuk membuat PCB nya terlebih dahulu.

Kita dapat membuat PCB dengan model cetak sablon, hanya memang perlu waktu. Atau mengingat jumlah komponen hanya sedikit tidak terlalu komplek kita bisa membuat di PCB lubang untuk IC (Integrated  Circuit) yang banyak dijual dipasaran. Gambar PCB lubang untuk IC seperti terlihat pada gambar dibawah.

Sebelum merakit, sebaiknya siapkan dulu peralatan untuk menyolder, dan siapkan juga komponen yang dibutuhkan untuk dirakit. Tidak boleh ketinggalan ialah PCB nya, apakah versi cetak ataupun PCB lubang.

Gambar 3. PCB Lubang

 Rakit atau pasanglah komponen yang kecil dan mempunyai ketinggian yang terrendah terlebih dahulu. Misalkan jika ada kabel jumper, lebih baik dipasang paling awal dulu. Berikutnya adalah resistor, jika ada resistor yang ¼ watt dan ½ watt, maka yang dipasang adalah yang ¼ watt terlebih dahulu. Setelah itu pasanglah IC (CD 4047) akan lebih baik lagi jika menggunakan socket. Jika menggunakan socket, yang dipasang atau disolder duluan adalah socketnya terlebih dahulu. Sementara IC CD4047 dipasang ke socketnya paling terakhir saja. Ini berguna melindungi IC agar tidak rusak saat menyoder karena terlalu panas, atau terkena listrik statis.

Berikutnya pasanglah komponen VR1  (Variable Resistor), kapasitor C2, LED, Mosfet IRFP 140 dan terakhir kapasitor C1. Selanjutnya solderlah atau pasang kabel untuk ke aki/baterai atau ke sumber tegangan dan kabel yang ke Transformator. Disini kita mencoba menggunakan Transformator CT 9V atau 12V / 5 Ampere. Gambar rangkaian Inverter yang selesai dirakit seperti gambar dibawah.

 

Gambar 4. Inverter yang telah dirakit

 

 Pengetesan

Setelah rangkaian Inverter selesai dirakit, berikutnya adalah pengukuran dan pengetesan fungsi dari rangkaian Inverter ini. Berikut pengukuran dengan menggunakan Oscilloscope.

Langkah pertama ukurlah keluaran R4 dan R5 yaitu kaki yang terhubung ke Gate Mosfet, dengan menggunakan Oscilloscope double Chnnel. Harusnya kalau rangkaian bekerja dengan baik, penampakan dilayar Oscilloscope harus bisa menampilkan gelombang kotak seperti gambar berikut.

Gambar 5. Pengukuran dengan Oscilloscope

 Dari gambar diatas terlihat dua buah gelombang kotak yang berbeda fasa 180o antara satu dengan yang lainnya. Gelombang ini keluaran dari IC CD4047 (Monostable/Astable Multivibrator). Terlihat dilayar hasil pengukuran frekuensinya sebesar 50,12 Hz dengan Duty Cycle 50,02%. Ini sudah sangat dekat dengan yang diharapkan dari rangkaian Inverter ini yaitu frekuensi 50Hz dan Duty Cycle 50%.

Jika pengukuran frekuensi kurang atau lebih dari 50Hz, bisa mengatur VR1 (100K) untuk menepatkan agar frekuensi sebesar 50Hz. Pengukuran disini menggunakan Oscilloscope Digital sehingga bisa menampilkan frekuensi yang terukur dan Duty Cycle. Apabila menggunakan Oscilloscope analog, maka perlu melihat lebih teliti lagi agar frekuensi tepat 50Hz dengan cara mengitung periode sinyalnya yaitu sekitar 20mS. Atau dapat menggunakan Frequency Counter untuk mengukur frekuensi keluaran IC CD4047.

Apabila tidak tersedia Oscilloscope maupun Frequency Counter, dapat dipergunakan cara berikut untuk mendapatkan frekuensi inverter sekitar 50Hz, yaitu dengan cara mengatur VR1 pada posisi trimpot di tengah putaran.

Selanjutnya hubungkan keluaran rangkaian Inverter ini ke Transformator, sesuai seperti gambar skema. Dimana kaki drain Mosfet keduanya dihubungkan ke transformator pada bagian sekunder (AC 12V) dan CT dari Transformator ke sumber tegangan (baterai/aki). Periksalah keluaran Transformator yaitu bagian primer ( antara 0 dan 220V AC) dengan multimeter. Perhatikan untuk mengukur bagian ini, posisi saklar pemilih multimeter pada posisi AC diatas tegangan 220V.

Jika tegangan pada bagian primer transformator sudah keluar dan terukur sekitar 220V AC, maka langkah selanjutnya adalah mengetes Inverter ini dengan beban lampu pijar. Bisa di bebani lampu pijar 15W, 25 W atau 60W. Saat dibebani lampu, perhatikan tegangan keluaran transformator, jika tegangan turun (drop) coba besarkan transformatornya, mungkin kurang besar dayanya. Bisa dicoba menggunakan transformator 12V CT 10A.

 

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan dari Inverter model ini adalah :

  • Rangkaian sederhana
  • Tidak banyak membutuhkan komponen
  • Komponen murah dan mudah didapat dipasaran
  • Keberhasilan tinggi

 Kekurangannya adalah :

  • Bentuk gelombang keluaran kotak, tidak cocok untuk beban Induktif (Pompa air, Kulkas, dll)
  •  Daya yang dihasilkan masih terbatas
  • Semakin besar beban, semakin besar transformator yang dibutuhkan

 

Kesimpulan

Inverter adalah perangkat elektronika yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah (Direct Current) menjadi arus listrik bolak balik (Alternating Current). Inverter mengkonversi tegangan DC dari perangkat seperti baterai, solarcell atau sumber tegangan yang lain menjadi tegangan AC.

Inverter yang dibuat disini masih sederhana, dimana bentuk gelombang keluaran dari transformator berbentuk kotak. Ini menyebabkan Inverter tidak bisa dipakai untuk beban Induktif semisal pompa air, kulkas atau mesin cuci. Selain itu dayanya juga masih belum besar. Namun demikian kalau untuk menyalakan atau dibebani lampu pijar maupun TL sudah cukup bagus.

  

Referensi :

 

Circuit Today, How an Inverter works, http://www.circuitstoday.com/how-an-inverter-works, diakses tanggal 9 Maret 2015.

 

Elektronika Dasar, Inverter DC ke AC, http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/inverter-dc-ke-ac/, diakses tanggal 10 Maret 2015

 

Indrianto Onki Nur, Rangkaian Inverter DC 12 V To AC 220 V 100 W, http://elektronikaunej.blogspot.com/2013/12/rangkaian-inverter-dc-12-v-to-ac-220-v.html, diakses tanggal 10 Maret 2015

 

 NN, Inverter sederhana 60 Watt, http://telecomeng.blogspot.com/2011/05/small-inverter.html, diakses tanggal 12 Mei 2015

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG