Joule Thief Untuk Menghemat Listrik


Joule Thief Untuk Menghemat Listrik – Kita semua sudah tahu bahwa peralatan listrik selalu membutuhkan energi listrik agar bisa bekerja. Tak terkecuali bohlam lampu. Agar bisa menyala lampu biasanya dipasang pada fitting yang langsung terhubung ke kabel listrik, atau dengan memanfaatkan baterai seperti pada lampu darurat.

Mungkin Anda bertanya-tanya bagaimana bisa lampu bohlam menyala hanya dengan memanfaatkan baterai. Hal ini dimungkinkan karena adanya sebuah rangkaian elektronik yang disebut Joule Thief. Pada kesempatan kali ini kita bahas lebih jauh seputar rangkaian ini sehingga bisa menjawab rasa penasaran Anda. Termasuk seperti apa rangkaian Joule Thief.



Apa itu Joule Thief

Secara harfiah Joule Thief dapat diartikan sebagai pencuri energi. Joule Thief adalah sebuah rangkaian untuk penguat tegangan osilasi diri minimalis. Joule Thief ini memiliki beberapa keunggulan, seperti biaya yang murah dan mudah dibuat. Biasanya Joule Thief dimanfaatkan untuk menggerakkan beban kecil, misalnya lampu LED atau dinamo DC.

Sebenarnya rangkaian tersebut masih memiliki julukan lain selain Joule Thief. Seperti Joule Ringer, Blocking Oscillator, ataupun Vampire Torch.

Joule Thief ini bisa memakai hampir semua energi dalam baterai listrik sel tunggal. Bahkan jauh di bawah tegangan di mana sirkuit lain menganggap baterai kosong sepenuhnya atau mati. Itulah kenapa rangkaian tersebut dinamakan Joule Thief.

Lebih lanjut perlu dicatat bahwa rangkaian ini adalah varian dari osilator pemblokiran yang membentuk konverter penambah tegangan yang tidak diatur. Tegangan output meningkat dengan mengorbankan arus yang lebih tinggi pada input, namun arus terintegrasi rata-rata dari output diturunkan. Termasuk kecerahan luminescence yang juga ikut menurun.



Baca juga: Biaya Pemasangan Listrik Rumah Baru

Cara Kerja Joule Thief

Di atas sudah dijelaskan singkat seputar Joule Thief. Akan tetapi bagaimana sebenarnya cara kerja rangkaian ini jika diaplikasikan pada lampu?

Sirkuit Joule Thief bekerja dengan cepat mengganti transistor. Mula-mula arus mengalir lewat resistor, belitan sekunder, dan basis-emitor. Hal tersebut membuat transistor mulai melakukan arus kolektor lewat belitan primer. Lantaran kedua belitan terhubung ke arah yang berlawanan, tegangan pada lilitan sekunder yang positif akan terinduksi karena polaritas belitan. Sehingga proses tersebut akan menghidupkan transistor dengan bias yang lebih tinggi.



Selanjutnya proses positive-feedback atau self-stroking akan membuat transistor hampir menyala sekeras mungkin. Di sisi lain jalur pengumpul emitor terlihat seperti saklar tertutup karena VCE hanya sekitar 0,1 volt, dengan asumsi arus basis cukup tinggi.

Belitan primer yang efektif pada baterai akan membuat arus meningkat pada tingkat yang sebanding dengan tegangan suplai dibagi dengan induktansi. Pematian transistor itu terjadi dengan mekanisme berbeda tergantung pada tegangan suplai.

Kemudian gain pada sebuah transistor tidak linier dengan VCE. Pada tegangan suplai rendah transistor akan membutuhkan arus basis yang lebih besar untuk mempertahankan saturasi saat arus kolektor meningkat. Maka dari itu saat mencapai arus kolektor kritis, drive dasar yang tersedia menjadi tidak cukup dan transistor mulai mencubit dan proses positive-feedback mematikannya.

Sesudah arus dalam gulungan berhenti meningkat, transistor akan masuk ke cut off dan membuka saklar kolektor-emitor. Medan magnet akan hilang sehingga voltase berapapun dibutuhkan untuk membuat beban melakukan maupun untuk arus belitan sekunder untuk menemukan jalur lainnya.

Saat bidang kembali nol, semua urutan akan berulang dengan baterai yang meningkatkan arus belitan primer sampai transistor menyala. Apabila beban pada rangkaian sangat kecil, laju kenaikan dan tegangan akhir pada kolektor akan dibatasi. Lalu bisa naik sampai lebih dari 100 kali tegangan suplai. Maka dari itu merupakan hal yang penting untuk beban selalu terhubung sehingga transistor tidak rusak.



Rangkaian Lampu Darurat dengan Inverter Joule Thief

Inverter pada dasarnya bekerja mengubah daya listrik DC dengan voltase kecil menjadi AC dengan voltase yang lebih besar sampai beberapa kali lipat. Prinsip kerja tersebut mirip dengan Joule Thief yang menguatkan tegangan sampai berkali-kali lipat dari tegangan aslinya.

Contohnya tegangan 3 volt dapat menghasilkan output tegangan 220 volt. Sedangkan konversi dari DC ke AC memerlukan trafo dengan lilitan primer dan sekunder. Dalam hal ini bisa memakai trafo bekas charger smartphone. Silakan simak skema atau rangkaiannya berikut ini.

Komponen-komponen elektronik yang digunakan:

  1. 1 kapasitor Elco minimal 16 V
  2. Variabel resistor atau trimpot 20K
  3. 2 resistor 330 ohm, tidak wajib
  4. Transistor tip41/tip31 atau sejenisnya
  5. Dioda 1n4007
  6. Kapasitor milar 100 Nano
  7. Trafo bekas

Komponen di atas tidak sulit untuk dibeli. Bahkan untuk trafo bisa menggunakan trafo bekas dari peralatan elektronik yang ada di sekitar kita. Akan tetapi perlu dicatat bahwa lilitan primernya sebanyak 20 lilitan dan lilitan sekunder minimal 200 lilitan. Apabila rangkaian tidak bisa bekerja, bisa ditukar antara 2 kaki primernya.

Sebagai tambahan, jumlah lilitan di atas merupakan nilai terdekat untuk memperoleh output listrik 220V AC. Hanya saja hal tersebut tidak pasti alias bisa berbeda-beda. Sebagai patokan untuk menginversi daya dari 3 VDC ke 220 VAC Anda bisa berpatokan pada jumlah lilitan di atas sebagai patokan standar. Semakin besar input daya maka akan semakin besar pula  hasil output dayanya.