Mini Step Up 5V 8V 9V 12V menaikan tegangan voltase paling efisien Fix output

Rekan kami sedang mengambil data Logger, durasinya cukup lama.
Mengunakan multitester atau clamp meter, ternyata baterai rechargable NiMH 9V tidak sebesar voltase yang dibutuhkan perangkat meter

Walau baterai sudah di charge penuh, voltasenya perlahan surut dibawah 8V.

Setelah dipasang ke digital multimeter, tidak lama peringatan baterai Low dan baterai drop kembali ke 7.2V dan clamp meter off.

Sampai dicari solusi membuat baterai 9V dengan baterai lithium yang lebih kuat, untuk menaikan tegangan baterai stabil antara 8 - 9V DC.
Beberapa produk baterai 9V lithium tersedia, dengan kapasitas 200mAh sampai 600mAh.

Dari produk baterai 9V NiMH.
Mengapa jenis baterai NiMH 9V tidak memiliki kapasitas output 9V
Produsen baterai mengunakan 6 unit baterai dengan kapasitas 1.2V x 6 = 7.2V. Tidak masalah dengan multi-tester standar, bekerja dibawah 7V.
Produsen lain mengunakan 7 baterai, bila tidak salah tipe silinder agar masuk ke ukuran baterai.
Kapasitas setiap baterai lebih kecil mencapai 8,4V.

Sampai kepikiran, kenapa ngak coba membuat sendiri.
Satu modul memiliki fungsi Charging USB ke baterai dan step up. Tapi ukuran modul cukup besar.
Modul step-up kedua Micro 360 yang lebih kecil.
Kendala setting trimpod resiko bergeser. Voltase dapat naik / turun signifikan, salah salah bila voltase bergeser naik dapat merusak peralatan.

Kami menguji kembali 3 model Step-up dan 1 paling efisien (semoga tidak salah tes).
Setelah di tes, model Mini step-up yang ditengah mengunakan arus mAh paling hemat ketika stand-by.



Desain Mini Boost Step Up tidak mengunakan trimpot.
Output voltase fix di set dengan jumper, jadi aman dibanding versi trimpot yang bisa bergeser.
Seperti pada gambar, kedua modul mengunakan trimpot kecil untuk mengatur voltase. Sedangkan modul step-up bagian tengah tidak ada.
Mini Boost Step Up harganya lebih murah 6500 saja.

Spesifikasi
Input 2.5V~VOUT-0.5V (voltase input + 0,5V output)
Output 5V1.2A, 8V0.7A, 9V0.6A, 12V0.5A.
Ini "katanya", tergantung seberapa besar selisih dari input dan output, disini hanya menguji untuk kebutuhan arus sangat rendah tapi hemat power.



Koneksi output di set Fix dengan jumper.
Default mengunakan voltase 12V, tergantung model. Yang lain dimulai dari 5V, jumper di solder sendiri.
Jadi di set terlebih dahulu output voltase sebelum terhubung ke perangkat.

Setting jumper

A   B   VOUT
0   0   5V
0   1   8V
1   0   9V
1   1   12V

Pastikan memeriksa output sebelum tersambung ke perangkat.
Input minimum 2,5V (Cut Off).
Minimum output harus diatas 0,5V dari tegangan input (belum di tes untuk minimum 0,5V).  Misal output 5V, maksimum voltase input tidak boleh lebih dari 4,5V/DC
Test output sampai baterai drop 2,5V sudah di tes, dan modul otomatis memutus arus dari ke power baterai.

Agak membingungkan spesifikasi input dengan output.

Intinya, voltase input harus lebih rendah dibanding voltase output.

Di bagian board depan, terdapat 2 jumper untuk setting fix output voltase.
Satu LED indikator berfungsi sebagai indikator, bila board sedang bekerja (mendapat power) maka lampu LED menyala



Mengingat baterai 9V paling cocok untuk multimeter yang membutuhkan voltase 8 -9V stabil, serta mengantikan baterai NiMH untuk durasi cukup lama seperti pemakaian monitoring.
Atau peralatan metering yang membutuhkan daya stabil, seperti MCU dari controller ESP32, Arduino dan lainnya.

Fungsi Step-up sudah kita ketahui, dengan output Fix.
Bila modul dihubungkan ke baterai, pertanyaannya berapa besar arus yang dipakai selama stand-by.

Sama seperti Power Bank, walau baterai sudah di charge penuh. Perlahan kapasitas baterai power bank surut.
Power baterai dikonsumsi modul USB untuk stand-by, walau amat kecil.

Tentu yang diperiksa seberapa besar modul Mini Boost Step Up ini mengambil daya selama stand-by
Bila dihubungkan ke power baterai, diharapkan modul Step-up tidak mengambil power terlalu besar.
Setidaknya baterai dapat stand-by dalam hitungan hari, minggu bahkan bulan.

Pada tes dengan lampu LED On, sumber input power baterai 4.0V, tanpa beban.
Modul mengunakan / mengkonsumsi power stand-by hanya 4mAh, cukup kecil dibanding modul lain.

Seandainya modul dipasangkan baterai lithium 3000mAh
Tinggal dibagi 3000mAh / 4mAh = 750 jam, baterai akan stand-by selama 30 hari

Tentu itu hitungan teoritis, bisa saja lebih tinggi.
Karena sistem modul baru memutus power di tegangan 2,5V, sedangkan pengukuran baterai lithium rata rata sudah Cut Off pada tegangan 3.2V.





Masalah ukuran baterai lithium tidak ada yang cocok dengan baterai 9V.
Kecuali rancangan dari bentuk baterai di luar.

Baterai lithium paling kecil adalah baterai Nokia BL-4B, tapi masih lebih lebar, ukuran paling umum adalah BL-5C atau BL-5 malah sedikit lebih panjang.
Kapasitas baterai BL-5C sedikit lebih besar tapi baterai harus ditempatkan di luar perangkat.
Akhirnya dipilih model BL-5C dari stok tes.
Desain baterai tergantung kebuthan anda, jadi ini hanya masukan. Teknik ini tidak membawa baterai lithium dengan modul step up dapat masuk ke kotak baterai 9V.

Posisi konektor 9V, ditempatkan di tengah, anda dapat merancang sendiri apakah konektor pin 9V dipasang di sisi samping, atas, atau ditarik dengan kabel ekternal.

Misal dapat di sisip di belakang multimeter, dan di jepit antara cover multimeter. Disini "kreasi" anda bebas mendesain baterai.



Desain baterai 9V lithium dari baterai Nokia.
Di bagian sisi tepi kiri dan kanan, adalah konektor untuk pengisian baterai dengan charger baterai lithium.
Tengah untuk socket baterai 9V, dibuat sejajar dengan lebar baterai.
Modul di sisi kiri, terhubung ke baterai dan output socket 9V



Masih mencari baterai dengan ukuran lebih kecil, yang kecil ada, harganya sama dengan baterai 9V lithium yang sudah jadi.

Masalah kedua, bagaimana mengisi baterai rakitan 9V ini.
Di Youtube sering kita lihat, bagaimana membuat baterai 9V lithium sendiri.
Mengunakan kemasan baterai 9V bekas. Isi baterai lama dikeluarkan, lalu disisipkan dengan baterai lithium, modul Step-up dan charger USB.
Bila bahannya sudah ada sih ngak masalah, kalau bahannya harus di beli dari awal, sepertinya lebih mahal.
Kalau dihitung mungkin biayanya sama seperti membeli baterai 9V lithium siap pakai seharga 50.000an.

Sementara solusi pengisian mengunakan charger baterai lithium, tidak mengunakan modul untuk charger.
Dipasangkan posisi plus dan minus di bagian atas dan bawah, nantinya untuk mengisi dengan smart charger baterai lithium biasa.



Ketika di charge, lumayan cepat.
Baterai BL-5C dapat di charge dengan arus 500mAh setelah baterai total kosong 2,5V.
Kira kira sisa baterai tahun 2009, miliki daya 500mAh (catatan dari charger), dengan pengisian 1 jam lebih sampai voltase baterai stabil ke 4.0 / 3.9V/DC.

Mengapa baterai ponsel yang dipakai.
Mengingat desain board Mini Boost Step-up ini hanya mengatur output
Dan desain sirkut sementara dibuat terbuka plus lem epoxy agar komponen dan kabel tidak bergerak.
Walau nanti akan di pasang pelindung dengan tape.

Baterai ponsel, smartphone memiliki pengaman.
Disebut BMS sebagai manajemen baterai, sirkuit ditempatkan di atas baterai.
Salah satu fungsi BMS, mencegah short dan dihentikan sementara.
Jadi lebih aman mengunakan baterai ponsel, dibanding baterai lithium biasa untuk desain baterai terbuka.

Sebelum final, kita mencoba menghitung berapa besar power yang digunakan perangkat.
Misal pada gambar, clamp meter membutuhkan power 10mAh, jadi sangat kecil arus yang dibutuhkan selama clamp meter bekerja.




Hal lain yang menarik dengan Mini Boost Step Up ini.

Walau awal test menunjukan power drain selama idle cukup besar, 4mAh dengan sumber power 4VDC.
Ternyata 4mAh termasuk power yang dipakai lampu indikator LED.
Kalau di off, berapa power yang dipakai. Apakah baterai 500mAh dapat bertahan 1 bulan standby.
Nanti kita lihat, apa benar baterai bisa stand-by selama itu

Alternatif baterai. Mengunakan ukuran 16340, baterai yang pendek dan kecil. Bila ruang baterai 9V cukup besar. dapat masuk dengan baterai ini.
Pastikan bentuk dimensi lebih besar dari 16 x 16 x 34 mm.
Catatan, mengingat desain baterai tanpa BMS, baik baterai dan output power adalah sirkuit terbuka.
Ketika merangkai, tidak boleh terbalik, terjadi short. Resiko merusak perangkat, dan rusaknya modul step-up.



Model kedua, biayanya relatif dengan 10K baterai, 5K step-up modul, 3K konektor. Sisannya ditambahkan sendiri. Jadi tidak lebih dari 20 ribuan bila semua bahan tersedia.
Untuk baterai lebih kuat, dapat mengunakan kapasitas 500mAh atau lebih besar. Perkiraan baterai dapat stand-by lebih dari 2 bulan.
 
Fungsi Mini Boost Step-up.
Bila membutuhkan perangkat dengan fix output power DC, 5V, 8V, 9V dan 12V.
Modul Mini Boost Step-up sangat mudah dirakit, karena tidak mengunakan trimpot untuk kalibrasi output.
Daya power ketika stand-by sangat kecil artinya modul sangat efisien ketika tidak dipakai.
Tidak menguras kapasitas baterai terlalu banyak selama stand-by.
Memberikan output stabil dengan 4 setting yang kita butuhkan.

Seberapa besar output untuk arus maksimum (output Ampere), ini yang sulit.
Sejauh ini kami hanya menguji untuk arus rendah yang aman, karena keperluan durasi perangkat seperti IoT, MCU atau multimeter.

Bila kita membutuhkan Step-up voltase power DC untuk perangkat, dan membutuhkan arus rendah.
Sepertinya dari beberapa model yang pernah di uji, Mini Boost Step-up ini cukup kecil dan cocok untuk proyek DIY.

Seperti biasa, walau desain Mini Boost Step Up seperti ini dapat memenuhi kebutuhan tegangan / voltase pada perangkat.
Selalu memeriksa input dan output voltase sebelum dipakai, khususnya untuk perangkat yang sensitif jangan sampai salah.
Resiko tentu di tangan penguna.

Model sebelumnya sudah dicoba, terintegrasi dengan charger dan step up.