Mengenal Rangkaian Joule Thief (JT) : Prinsip kerja dan Skema Rangkaian

Joule Thief adalah sebuah rangkaian yang dapat menyalakan banyak lampu LED dari sebuah sumber tegangan kecil. Misalkan saja 10 buah led dapat menyala dengan sumber baterai 1,5V saja. Mungkin sebagaian orang menganggap hal ini tidak masuk akal. Bagaimana bisa led yang punya tegangan kerja 3v dapat menyala dari sumber 1,5V. Namun hal ini bisa dijelaskan dengan pemahaman elekronika sederhana. Berikut ini adalah cara kerja dari rangkaian JT oleh Samuel Budyanto :



Oscilator Block

Memanfaatkan sebuah kematian untuk menghidupkan sisi yang lain adalah cara yang sangat jenius, ah itu kan adanya pada film zombie. Tetapi kenyataannya dalam JT kita sedang membangkitkan voltase tinggi saat arus mati secara mendadak. Cara untuk mematikan arus secara mendadak membangkitkan voltase tinggi hanya ada di dua prinsip elektronis; dengan charge pump dan inductor.

Charge pump atau push voltage bekerja dengan cara memenuhi voltase konstan dalam Vcc lalu secara tiba-tiba dipukul sebuah arus listrik dengan besaran voltage hamper mendekati Vcc melalui Kapasitor Elektrolit. Maka Vcc di atas Elektrolit berlipat setidaknya dua kali dari Vcc normal. Sedangkan JT yang kita pelajari memanfaatkan inductor sebagai jantung vibrasi voltage nya; Oscilator blok.
Rangkaian Dasar JT
Nah, sebelum kita melihat lebih dalam bagaimana idealnya sebuah oscillator blok, lebih baik kita perhatikan wiring skema JT yg lebih banyak kita tahu seperti gambar di atas terlebih dahulu.

Ada satu sumber arus kecil, lalu Induktor (yang lebih banyak berbentuk toroid dengan dual winding), sebuah resistor pembatas arus, lalu transistor. Oke mari kita tinggalkan sejenak LED yang ada di sana daripada membuatmu bingung.


Saat arus listrik mengalir dari kutub positif baterai ke rangkaian ada jalan yang amat rumit terjadi dengan segera (ingat kecepatan arus listrik adalah sama dengan kecepatan cahaya 3*10^8 m/s). Arus positif masuk ke R dan Coil sekunder secara bersamaan, masing-masing dari itu semua melewati sebuah jalur bebas dalam hukum Henry menuju basis dan kolektor Q. Syarat supaya ada aliran proton ke kutub negative dan electron ke kutub positif adalah terbukanya gerbang di Q atau dengan kata lain Transistor harus jenuh. Lagipula hal itu juga menuntut sebuah syarat bahwa untuk mencapai titik jenuh maka kaki Basis membutuhkan arus listrik kecil supaya dari kolektor ke Emitor gerbang itu terbuka. Oke R telah memberikan kepada kita keuntungan supaya transistor Q menjadi aktif. 

Saat arus kecil pada basis lewat ia harus melewati Coil primer dan hal itu menimbulkan sebuah medan magnetic atau fluks magnetic di inductor dengan arah medan magnet sesuai hukum Faraday. Lalu si arus kecil yang menyebabkan medan magnet itu bangkit siap membuka pintu gerbang bagi arus di kaki kolektor menuju ke ground. Disinilah kejeniusan Tesla menjadi terbukti; secara tiba-tiba transistor itu �mengizinkan� adanya arus pendek dari kutub positif ke kutub negative hanya melalui Coil sekunder. Arus pendek tersebut membawa sejumlah besar muatan listrik dan sangat cukup untuk membuat Coil sekunder bermuatan magnetis. Dan cermatilah, arah medan magnet yang dibentuk oleh Coil sekunder berlawanan arah dengan yang dibentuk Coil primer, hal ini menyebabkan shock induktif di bagian Coil primer sehingga medan magnet mengikuti Coil sekunder karena ia lebih kuat. 

Hal sedemikian membuat arus kecil di basis menjadi terhenti seketika sampai Coil primer menjadi normal kembali (dalam jangkah nanosecond-microsecond). Tetapi belum sampai coil primer menetralkan muatan elektromagnetisnya, secara otomatis hal itu membuat kaki basis transistor Q tidak mendapatkan arus sehingga tertutup pulalah gerbang arus besar antara kaki kolektor dan emitor. Tertutupnya gerbang tersebut membuat Coil sekunder kehilangan medan magnetisnya secara tiba-tiba Hukum Henry berlaku sehingga kematian sang electromagnet sekunder membangkitkan Voltase tinggi diantara kutub coil tersebut secara terbalik. Lalu oleh karena electromagnet tersebut tiba-tiba hilang bertransformasi menjadi Voltase, maka Coil primer kembali netral untuk mengalirkan arus kecil yang dibatasi R sehingga basis teraliri arus dan gerbang transistor Q terbuka kembali. Siklus itu terjadi berulang-ulang dalam hitungan nanodetik/mikrodetik.

Sekarang anda mulai memahami di KIT rangkaian yang kecil tersebut ada pengolahan bijaksana yang rumit sekali. Dia menghasilkan Voltase yang sangat tinggi (bisa mencapai 40V-520V) dengan arus yang sangat lemah namun siklus itu terjadi berulang dalam frekuensi yang tinggi (mencapai 500KHz-freq Radio). Bila anda menempatkan LED diantara kaki Kolektor menuju ke Emitor, atau dari kaki kolektor menuju ke kutub postif baterai maka LED itu akan menyerap vibrasi lonjakan voltase tinggi itu dan menjadikannya arus lemah yang cukup membuat germaniumnya bersinar terang; lebih terang daripada menggunakan arus DC murni.


Beberapa Skema Joule Thief 







Skema JT pamungkas karya Master JT Sang Jenitor

Sedikit saran dari saya
  • JT memanfaatkan arus lemah dan electromagnet sederhana untuk membangkitkan voltase; gunakan R pembatas arus 330R-4,7K bila supply antara 1,2V-3V. 1,5K dan 2,2K adalah ukuran paling ideal dan menghemat konsumsi energy bateraimu.
  • Jangan terlalu berambisi untuk membuat JT sederhana menghasilkan sesuatu yang mustahil; misalnya voltase tinggi utuk menyengat manusia atau hewan. Voltase memang besar amun arus sangatlah kecil ditambah lagi vibrasi sangat tidak beraturan.
  • Jangan sibuk membuat lilitan dengan rumus transformator; itu tidak akan bekerja. Oscilator Blok bekerja dengan frekuensi tinggi, ia hanya membutuhkan syarat �hidup� dan menciptakan medan magnetnya sendiri. Kecuali bila anda ingin menambah lilitan sekunder yang lain untuk keperluan yang lain; bahkan itu pun nggak ada rumusnya.
  • Berharap efisiensi tinggi boleh-boleh saja, namun untuk long lasting is NO! JT menguras voltase baterai 1,5V sampai 0,7V setelah itu wasting. Kapasitas bateraimu masih bagus akan dikuras sedemikian rupa seperti JT menguras baterai bekas hanya nampak lebih lama.

0 Response to "Mengenal Rangkaian Joule Thief (JT) : Prinsip kerja dan Skema Rangkaian "

Post a Comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel