Rancang Bangun Charger Baterai Switch Mode Power Supply Menggunakan Metode Fuzzy Logic

Abstract

Kebutuhan energi listrik akan semakin besar, mengikuti perkembangan zaman dan kemajuan teknologi. Dalam memenuhi kontinuitas kebutuhan listrik untuk peralatan-peralatan tertentu tentunya diperlukan sistem penyimpanan energi yang dapat mengoptimalkan kerja sistem. Penyimpanan energi biasanya menggunakan baterai. Baterai telah menjadi bagian yang penting dalam suatu sistem penyediaan energi. Untuk menjaga kontinuitas penyediaan energi listrik di bidang industri yang memnfaatkan energi terbarukan seperti solar panel, tentunya dibutuhkan baterai sebagai backup ketika kondisi listrik dari PLN padam. Baterai yang digunakan biasanya baterai yang dapat diisi kembali. Pada penelitian kali ini baterai yang digunakan adalah jenis Lead Acid lebih tepatnya VRLA (Valve Regulated Lead Acid Battery) dengan kapasitas 65 Ah. Pada suatu alat penyimpanan energi tentunya dibutuhkan sistem pengisian daya yang optimal agar lifetime baterai tidak pendek. Sistem pengisian baterai masih banyak mengalami kendala. Permasalahan yang sering terjadi pada pengisian baterai adalah lamanya pengisian dan terjadinya overcharge, untuk menangani overcharge menggunakan mode pengisian constant current dan constant voltage. Pada penelitian dengan judul “Desain Baterai Charger Kendaraan Listrik dengan Metode Constan Current dan Constan Voltage” meneliti mengenai charger baterai dengan menggunakan rangkaian Buck Converter yang akan dirancang pada software MATLAB. Pada penelitian tersebut masih menggunakan simulasi dengan MATLAB, serta masih terdapat error yang cukup besar yaitu sebesar 3,96% pada tegangan output (Nugraha et al., 2021). Pada penelitian yang selanjutnya dengan judul “Rancang Bangun Battery Charger CC-CV dengan Forward Converter” meneliti tentang proses dari sistem charger baterai dengan metode constant current constant voltage diharapkan mampu mengurangi overcharging pada baterai, tetapi masih terdapat sedikit error pada mode CC dikarenakan masih kurang tepatnya konfigurasi variabel fuzzy (Zachari et al., 2022). Adapun penelitian yang terkait berikutnya dengan judul “Desain dan Simulasi Battery Charger Metode CC-CV (Constant Current-Constant Voltage) dengan Kontrol Logika Fuzzy Menggunakan MATLAB” meneliti mengenai sistem charging pada baterai dengan metode constant current-constant voltage (CC-CV) menggunakan dua buah kontrol logika fuzzy (Irianto et al., 2021). Pada penelitian ini akan dirancang untuk memperbaiki penelitian sebelumnya yang hanya simulasi sehingga pada penelitian ini akan direalisasikan menjadi alat serta perbaikan dari kontrol logika fuzzy yang digunakan. Pengujian sistem charging pada penelitian ini menggunakan dua pengujian meliputi pengujian constant current constant voltage dengan dummy load dan baterai 65 Ah. Pengujian dengan menggunakan dummy load dimulai dengan beban 1,6 ohm sampai dengan 8,5 ohm. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah charging control sudah dapat mengoperasikan mode constant current constant voltage. Dari hasil pengujian dengan menerapkan nilai constant current 6,5 A mendapatkan nilai constant current yang terbaca pada multimeter sebesar 6,4 A sampai 6,6 A dan ketika menerapkan nilai constant voltage 14,4 V mendapatkan nilai constant voltage yang terbaca pada multimeter sebesar 14,4 V sampai 14,44 V. Charging control sudah berhasil menerapkan mode constant current dan constant voltage tetapi masih ada error terhadap setpoint. Dari hasil perhitungan error terhadap fuzzy logic yang diterapkan adalah 0,13 % untuk constant voltage dan 1,87 % untuk constant voltage. Pengujian yang selanjutnya dengan baterai 65 Ah, proses charging dimulai pukul 15.18 WIB sampai pukul 19.43 WIB kurang lebih memakan waktu 4 jam 25 menit. Waktu pengisian cukup cepat karena baterai tidak sepenuhnya kosong. Proses pengisian dengan mode constant current dan constant voltage juga sudah berhasil dengan error terhadap setpoint dari fuzzy logic yang diterapkan, 0,46 % untuk rata-rata error constant current dan 0,67 % untuk rata-rata error constant voltage. Nilai error sudah dapat disimpulkan memperbaiki penelitian sebelumnya.