Menghitung kapasitas output power bank real dengan rumus sederhana

Bila anda tertarik membeli powerbank, ketahui angka label yang tertulis. Ada hitungan kapasitas real power bank.

Bila anda mengira membeli power bank 10.000mAh dapat mengisi baterai 2x untuk smartphone 5000mAh dari 0 sampai Full Charger. Tidak seperti itu.

Perlu diketahui angka baterai power bank

Kapasitas power bank adalah total kapasitas baterai, dan bukan output sebenarnya.
Angka kapasitas power bank umum digunakan sebagai kapasitas baterai yang ada di dalamnya.
Menunjukan total kapasitas internal power bank atau kapasitas baterai yang terpasang

Sebagai contoh, di dalam perangkat power bank terdapat baterai.

Dapat berupa baterai bulat 18650 yang paling umum karena menampung energi lebih besar
Atau baterai tipis seperti baterai smartphone tapi di disain khusus dan membuat ukuran powerbank lebih tipis seukuran smartphone.

Kapasitas baterai yang dipakai tertulis misalnya 2000mAh di setiap baterai.
Satu power bank mengunakan 4 baterai, total 4 baterai x 2000mAh. Produsen akan menulis angka total kapasitas baterai
Jadi ditulis total kapasitas powerbank 8000mAh.

Bila mengunakan baterai sel 18650 dengan kapasitas 3200mAh seperti gambar diatas
Total misalnya 5 baterai x 3200mAh , kapasitas power bank diberi label 16.000mAh.

Tetapi jenis kapasitas baterai lithium berbeda beda. Ada yang menempatkan 2000mAh, 2400mAh, 2500mAh, 2600mAh, 2800mAh bahkan powerbank merek yang baik dapat mengunakan kapasitas 3500mAh.

Biasanya model power bank kapasitas besar lebih mahal, mengunakan baterai berkualitas.

Kapasitas setiap baterai membuat total kapasitas power bank lebih besar dan mempertahankan ukuran.

Tingkat penyimpanan baterai sebuah merek, model akan berbeda beda.
Semakin besar kapasitas setiap sel baterai, harga baterai tentu semakin mahal walau bentuk dan jumlah baterai sama.

Karena setiap baterai memiliki kapasitas berbeda, tentu memiliki harga berbeda, kapasitas baterai besar dengan beberapa sel baterai akan lebih berat, dan menambah bobot powerbank sendiri. Kemampuannya tentu saja kapasitas output baterai yang anda dapat.

Walau dimensi / ukuran powerbank terlihat sama. Kapasitas total baterai yang tertulis berbeda, mengikuti kapasitas baterai yang dipakai.
Misal pabrik mengunakan 2 baterai kapasitas 2000mAh, total 4000mAh.
Model lain menawarkan bentuk yang sama, tapi mengunakan baterai 2 x 3200mAh total 6200mAh.
Kapasitas baterai 50% lebih besar, ukuran bisa sama dengan 2 sel baterai, tentu memiliki harga berbeda karena baterainya berbeda.

Tidak saja di kapasitas baterai, dan jumlah baterai. Sistem pengisian baterai, output dan input power maksimum dan tingkat efisien konversi energi berbeda beda.

Dibawah ini model power bank kapasitas 10.000mAh, tapi ditawarkan harga berbeda.

Harga lebih murah mengunakan pengisian output standar, sedangkan model lebih mahal sudah mendukung wireless dan PD charger.

Model lain yang tipis juga berbeda tapi fungsinya sama saja sebagai baterai cadangan. Hanya disain powerbank terlihat lebih tipis.
Komponen baterai di dalam dengan model pipih terdapat gulungan lithium , digunakan sebagai penyimpan energi baterai seperti baterai smartphone.
Jadi tidak mengunakan tipe baterai bulat.

Seandainya sebuah tertulis power bank 8000mAh, apakah dapat mengisi 2x dengan kapasitas baterai smartphone 4000mAh.
Tentu tidak seperti itu, kita harus menghitung kembali berapa total output baterai untuk mengisi smartphone dengan power bank 8000mAh.

Ini menjadi pertanyaan, berapa besar output sebuah power bank sebenarnya yang dapat dipakai mengisi baterai smartphone.
Bagaimana menghitung kapasitas baterai power bank untuk mengisi baterai smartphone.

Perhitungan kapasitas power bank

Bagaimana menghitung kapasitas real sebuah power bank.

Untuk pengetahuan, baterai di dalam powerbank akan berada di posisi Full Charge / baterai penuh ketika setiap sel baterai mencapai 4.2V/DC
Dan sistem powerbank akan menonaktifkan pengisian / alias berhenti mengisi bila salah satu baterai mencapai voltase 4.2V.
Tujuannya mencegah terjadinya overcharger, karena baterai sudah mencapai kapasitas penuh.

Teorinya baterai dianggap kosong ketika voltase turun ke 3.2V/DC
Ketika total output voltase 3.2V/DC, sistem sirkuit pengaman akan memutus arus pengisian, dan memberikan indikator bahwa baterai sudah habis.

Beberapa produsen  menempatkan voltase kapasitas low bat lebih tinggi. Contoh baterai kosong ketika di posisi 3,6V/DC maka sistem sirkuit akan memutus output power.
Bisa saja ditempatkan dengan voltase 3.4V/DC atau 3.6V/DC, tergantung disain dari pabrikan. Secara umum ditempatkan 3,6V sebagai batas aman dan sistem charger di powerbank akan memutus arus output.

Karena sifat baterai lithium akan bertahan pada rentang voltase 4.1V - 3.6V, setelah dibawah 3,6V maka voltase baterai dianggap Low Bat serta sisa energi baterai yang diberikan tidak akan banyak lagi.
Produsen dapat menjaga kondisi baterai, ketika voltase berada di 3,6V.
Agar baterai yang tidak di charger, tetap dalam kondisi stabil

Produsen memilih mengamankan voltase terendah pada voltase tertentu.
Karena tidak ada gunanya membiarkan pemakaian baterai dibawah 3.4V/DC.
Tujuannya untuk mencegah baterai dipakai sampai benar benar habis dan berdampak usia pakai baterai.

Demikian juga voltase atas, ketika baterai di charger sampai 4.2V/DC.
Setelah baterai full charger tercapai, baterai di dalam akan melepas energi baterai secara perlahan untuk kebutuhan sistem sirkuit atau posisi stand-by dan voltase perlahan akan sedikit menurunkan.
Karena membiarkan baterai pada posisi 4.2V/DC, artinya membuat baterai dalam kondisi stres selama menampung energi.

Asumsi pengisian sebuah baterai di setiap power bank berada pada rentang 3.2V - 4.2V/DC. Rentang tersebut adalah kapasitas real dari sebuah baterai dari sistem Powerbank. 4.2V adalah full charger dan 3.2V sistem akan memutus power output.
Walau spesifikasi baterai, dapat mencapai voltase terendah 2,4V/DC

Ketika produsen menempatkan batas aman voltase sampai 3,6V/DC. Bisa saja kapasitas baterai real / sebenarnya memiliki kapasitas 1600mAh, bukan 2000mAh walau kapasitas baterai tertulis 2000mAh.

Gambar dari Batteryuniversity



Gambar diatas menjelaskan ketika kapasitas baterai berada di 4.2V/DC dalam kondisi full charge

Ketika Discharge atau power baterai dipakai maka voltase baterai turun perlahan
Setelah melewati 3,2V atau 3,0V, baterai akan surut drastis.
Angka 2,4V - 2,5V DC adalah batasi dari pengujian bila kapasitas baterai terus di pakai sampai dianggap total habis

Baca juga tentang kualitas baterai Lithium


Baterai paralel menyimpan power baterai power bank

Bagaimana baterai powerbank mengisi baterai sel
Powerbank mengunakan baterai paralel, sehingga kapasitas output baterai lebih besar.

Misal sebuah powerbank mengunakan tipe baterai 3000mAh, dan dipasang 3. Disebut kapasitas baterai 9000mAh.
Ketika 3 baterai di charger, bila salah satu baterai sudah mencapai voltase 4.2V. Pengisian baterai akan berhenti, dan power bank sudah penuh.
Berjalan waktu, kemampuan baterai menurun, bila salah satu baterai hanya menampung lebih rendah. Misal ketika di charge mencapai voltase 4.2V, tapi pengisian baterai hanya 2000mAh.
Artinya 2 baterai belum terisi penuh, tapi pengisian baterai power bank sudah berhenti. Total penyerapan energi 3 baterai bersama adalah 2000mAh. Total kapasitas baterai menjadi 6000mAh. Sedangkan kapasitas baterai ketika kondisi baik, mencapai 9000mAh.
Satu baterai yang lemah tersebut dapat menganggu pengisian baterai lain.
Apa yang terjadi ketika 1 baterai lemah tapi memiliki voltase diatas 4V, sedangkan baterai lain masih dibawah 4V.

Dapat dijelaskan ketika baterai powerbank sudah penuh, lalu di diamkan sekitar 30 menit.
Dan di charger kembali maka powerbank dapat di charger kembali walau tidak akan lama akan kembali penuh.
Karena di dalam internal powerbank, setiap sel baterai akan saling menyesuaikan voltase dan mencapai voltase yang sama.
Produsen akan mengunakan baterai sejenis, agar seragam ketika menyerap energi. Sehingga tidak banyak perbedaan antara kemampuan kapasitas masing masing baterai.




Kondisi berbahaya ketika pengisian baterai tidak berhenti seperti biasa.
Baterai terus di charge, dan sistem board management baterai tidak menditeksi baterai tidak dapat mencapai voltase 4.1V.
Baterai menjadi panas, dan itu bagian paling berbahaya ketika mengunakan baterai lithium yang sudah rusak.
Powerbank atau baterai notebook berkualitas baik, mengunakan beberapa pengaman dengan memonitor suhu baterai, waktu pengisian dan lainnya.

Kapasitas output powerbank sebenarnya

Kembali menghitung perkiraan real output dari power bank.
Seandainya sebuah powerbank tertera 8000mAh.

Ketika mengisi baterai smartphone dengan powerbank 8000mAh untuk smartphone kapasitas baterai 4000mAh.
Ketika di charger ternyata baru 1,5x saja sudah habis.

Lalu kita bertanya, apakah powerbank tersebut memiliki kapasitas 8000mAh atau 6000mAh.
Atau jangan jangan power bank palsu ?. Tidak sesederhana itu asumsinya.

Jadi berapa kapasitas output powerbank sebenarnya yang dapat dipakai.
Dengan 8000mAh x 3,7V/DC terhitung total energi 29.600Wh yang dapat disimpan di dalam baterai
( 3,7V adalah angka rata rata )

Tetapi energi baterai dikonversi kembali menjadi 5V/DC sesuai output power ke baterai ke USB (asusmsi output USB 5V DC)

Untuk mendapatkan voltase 5V/DC sesuai voltase di USB dan bukan dari voltase output baterai 3,7V/DC (atau voltase 4.2V/DC ketika full charger).
Dari 29.600Wh dibagi 5V adalah 5.920mAh

Bila sebuah powerbank dengan total kapasitas baterai 8000mAh.
Maka memiliki output sebenarnya 5920mAh (current output real) yang dapat dipakai mengisi baterai smartphone.
Jadi anda membeli powerbank kapasitas 8000mAh, kapasitas output power bank yang dapat dipakai sekitar 6000mAh (pembulatan).

Faktor efisiensi naik turun voltase baterai dan output ke USB

Ada lagi satu rumus perkalian yang harus dimaksudkan yang disebut faktor efisiensi.

Faktor efisiensi adalah seberapa efisien perubahan power dari voltase 3,7V ke voltase 5V.

Ketika perubahan voltase 3,7V (voltase baterai) ke 5V (voltase USB), voltase baterai dinaikan sirkuit powerbank menjadi 5V/DC ( di Step-Up)

Disana akan terjadi tingkat efisiensi dimana sistem sirkuit mengunakan power. Misalnya unit sirkuit terasa hangat, tentu ada energi yang dipakai (terbuang) dari sirkuit baterai selama proses menaikan voltase. Angka pemakaian power di sirkuit bisa diabaikan, walau dapat mengurangi tranfer power sekitar 10%.
Tetapi panas pada sirkuit adalah pemakaian power dari baterai yang terbuang ketika proses menaikan voltase 3,7V ke 5V/DC

Powerbank yang baik setidaknya memiliki tingkat efisiensi 90% untuk konversi power DC ke DC.

Jadi tinggal dikalikan 5920mAh x 0,9 menjadi 5328mAh.

Bila baterai smartphone 4000mAh kondisi kosong.

Maka powerbank 8000mAh mungkin dapat mengisi baterai smartphone:
1x (4000mAh) full charge, dan pengisian kedua dari sisa baterai 1328mAh.

Total kapasitas 4000mAh + 1328mAh adalah 5.328mAh.

Arus 5.328mAh. tersebut adalah kapasitas baterai powerbank yang sampai ke baterai smartphone anda. Dan bukan 8.000mAh yang disebut di keterangan label produk atau total kapasitas di baterai. Jadi kapasitas real 5,328mAh

Bagaimana menghitung output kapasitas power bank.

Cukup membalik perhitungan diatas dan mengikuti angka ini.

Mengunakan angka pembagi untuk menghitung kapasitas powerbank

Dihitung dengan angka

Misal sebuah powerbank "baru" dengan kapasitas tertentu dapat diambil angka 0,65 atau 65% dikalikan dengan kapasitas powerbank

Kapasitas powerbank 8000mAh, akan mengisi baterai smartphone dengan output kapasitas 5V 5200mAh,

Kapasitas powerbank 20000mAh, akan mengisi baterai smartphone dengan output 5V 13000mAh

Apakah rumus output kapasitas power bank dikalikan 0.66 / 0,65 berlaku di semua power bank.

Tidak juga, angka tersebut sebagai panduan, nilainya dapat berbeda dengan power bank kelas premium, dan bisa saja lebih tinggi atau lebih rendah
Angka 0,65 bisa berbeda beda, bila sistem power bank mengunakan fitur seperti QC2, QC3, PD, VOOC dan lainnya.

Bisa saja sistem pengisian cepat akan mengambil power sangat besar ketika mengisi baterai smartphone dalam kondisi kosong.
Power Bank modern mengunakan voltase berbeda, bukan 5V saja, tapi 9V/DC dari sistem pengisian cepat / fast charge.

Rumus perkalian 0,66 atau 0,65 adalah angka perhitungan rata rata. Untuk mengetahui output kapasitas baterai sebenarnya .

Rumus tersebut dapat dijadikan panduan ketika membeli powerbank.
Misal anda memang mengunakan perangkat smartphone dengan kapasitas baterai 5000mAh

Dan anda ingin berpergian selama 3 hari tanpa memiliki kesempatan mengisi baterai karena jauh dari sumber listrik.
Dan ingin  mengunakan smartphone, misal untuk petunjuk arah (GPS)
Tinggal dihitung berapa kali harus mengisi baterai smartphone

Misalnya 3x (3 hari) mengisi baterai smartphone selama perjalanan, smartphone membutuhkan 5000mAh untuk stand-by.
Tinggal dikalikan 5000mAh x 3 ( hari ) / dibagi 0,65 = 23000mAh

Artinya kapasitas baterai powerbank yang dibutuhkan selama 3 hari, 23000mAh atau setara 23Ah
Setara mengunakan 2 power bank dengan kapasitas 12000mAh ( atau 2x 12Ah ).

Label kapasitas baterai

Tidak dipungkiri banyak produsen Power Bank yang menulis dengan kapasitas baterai besar dan dijual lebih murah.
Walau isinya tidak jelas berapa, kualitas baterainya juga tidak pernah disebutkan, kualiatas baterai juga tidak diketahui.
Intinya hanya untuk menarik pembeli agar mau membeli produk mereka.

Sekali lagi sebagian produsen tidak bermerek atau bukan pemain di industri Power Bank banyak yang mencantumkan kapasitas baterai sesukanya.
Mengunakan power bank berkualitas, harga mahal bisa di benarkan. Bila membutuhkan power bank berkualitas dengan output sesuai label.

Contoh pada pengujian sebuah power bank Bcare yang tertulis memiliki kapasitas 8700mAh
Disan powerbank kecil dan tipis, tentu menarik. Ditawarkan hanya 70 ribuan saja. Kapasitas baterai yang di uji sudah merosot jauh dari kapasitas yang tertulis.
Anda bisa bayangkan sebuah powerbank dengan kapasitas 8700mAh harga tersebut.
Dibandingkan sebuah baterai lithium kualitas yang baik seperti baterai LG atau Samsung dengan 3.400mAh sudah sama mahalnya dengan Rp.60.000 untuk 1 baterai saja.



Kapasitas baterai 7800mAh yang disebutkan, tetapi test menunjukan isi baterainya real 2700mAh
Sedangkan output power bank yang diberikan melalui output USB di voltase 5V hanya memberikan pasokan power 1600mAh.

Disain sirkuit untuk tingkat efisiensi konversi dari DC ke DC atau 3,7V ke 5V cukup efisien. Karena masih berada di rasio 0,6.

Bila anda meminjam powerbank tersebut dan memperkirakan dapat mengisi baterai smartphone anda dengan kapasitas baterai 3000mAh

Yang anda bayangkan dapat mengisi baterai smartphone sebanyak 2x. Ternyata baterai smartphone anda yang kosong walau baterai smarphone baru terisi 50%.
Label kemasan di PowerBank boleh saja tertulis 7.800mAh, kapasitas baterai sebenarnya, siapa yang tahu?
Kita juga bisa mencetak sendiri.


Mengapa hanya dihitung dari output 5V saja untuk kapasitas real dari power bank.Mengapa tidak dihitung konversi dari 5V ke 3,7V ketika voltase masuk ke baterai smartphone. Karena yang dihitung adalah kapasitas output power power bank.

Voltase power bank mengunakan 5V, nantinya di dalam smartphone hanya memberikan voltase 4,2V untuk mengisi baterai smartphone.

Energi power DC yang masuk ke smartphone ke baterai tidak mengalami penurunan berarti.
Tapi energi arus power dari powerbank sampai ke port smartphone itulah yang perlu kita hitung.

Kualitas Power Bank
Produsen ternama mengunakan dengan kualitas yang baik, harga tentu lebih mahal, baterai lebih tahan lama.
Fitur power bank dengan output berbeda, sesuaikan dengan kebutuhan perangkat.
Kapasitas power  bank akan surut perlahan. Tip tidak mengisi sampai penuh, cukup 80% maka power bank dapat mempertahankan usia pemakaian 2x lebih lama.

Dengan artikel ini, kira kira kita dapat mengetahui seberapa besar kebutuhan power powerbank untuk perangkat elektronik kita.
Dengan rumus sederhana, kalikan 0,65 dapat ditentukan kapasitas output untuk mengisi baterai smartphone

Yang pasti semakin besar kapasitas baterai power bank, ukuran power bank semakin besar dan lebih berat. Karena baterai yang digunakan lebih banyak.

Powerbank Quick Charger
Mungkin disini berbeda, mengingat sistem charger mengunakan voltase berbeda dibanding pengisian 5V.
Pengisian cepat seperti powerbank yang mendukung QC3, memiliki output 5V, 9V, 12V

Jadi hitungannya berbeda, sama seperti pengisian adaptor charger yang mendukung tegangan variabel.

2 perangkat pintar untuk rumah, antara Smart plug dan Smart light. Perangkat apa menjadi prioritas. Melihat kebutuhan, lampu pintar dapat diatur pencahayaan dan warna. Untuk Smart plug dengan perangkat yang membutuhkan listrik dapat di kontrol dari smartphone. Tinggal dilihat kebutuhan kita.

Power Bank Bold memiliki kapasitas 27Ah, yang berbeda dari output dan baterai. Mengunakan Panasonic yang lebih tahan, dengan 4x siklus. Kombinasi output power mencapai 260W

Baterai Lithium, khususnya ukuran 16850 tipe baterai paling umum. 2 model dengan sirkuit proteksi dan tidak. Mengapa baterai lithium dengan proteksi akan mati ketika voltage mencapai 2,5V DC, mengapa baterai bisa terbakar, mengapa baterai tidak boleh dibiarkan sampai kosong. Apa arti lithium IMR, INR, NCR dan ICR

Mengabung 2 baterai memberi power lebih besar, atau voltase lebih besar. Bila baterai yang digunakan lebih dari 2 unit atau lebih. Biasanya kita memeriksa dengan multimeter dan melihat baterai yang paling lemah. Efeknya bisa kurang berguna.

Baterai lithium mampu menampung energi lebih besar dibanding baterai NiMH. Sebagai perbandingan 100Wh/kg NiMH setara 150-250Wh/kg baterai lithium. Baterai lithium kecil, mampu menampung energi lebih besar dan ringan. Bahkan memiliki umur lebih lama dari NiMH.