Saturday, March 17, 2012

Cara Mengisi Ulang (Recharge) Aki Kendaraan

Mengisi-ulang (recharge) atau secara awam dikenal dengan sebutan cas aki (charge), adalah usaha atau upaya untuk membalik reaksi kimia pada aki (accu, accumulator). Saat mengeluarkan daya listrik, cairan asam di dalam aki bereaksi dengan sel-sel aki. Produk dari reaksi tersebut adalah arus listrik. Produk sampingannya adalah terbentunya endapan pada sel-sel aki. Lama kelamaan produk endapan semakin menumpuk, air aki berkurang keasamannya atau menjadi tawar, sel-sel tidak lagi bersentuhan dengan air aki, maka tegangan dan arus aki jadi menurun. Mengisi-ulang aki adalah usaha atau upaya melepas endapan pada sel-sel aki sehingga endapan tersebut kembali larut dalam air aki dan meningkatkan keasaman air aki.

Jika endapan pada sel-sel aki sudah terlalu banyak menumpuk dalam waktu yang lama maka aki tidak dapat diisi-ulang lagi dan harus diganti baru. Ada pendapat menyatakan bahwa sel-sel aki bisa dibersihkan endapannya dengan mengisi aki dengan air panas untuk mencuci dan menguras sel-sel aki. Tapi cara ini beresiko merusak sel-sel aki.

Ada juga cara kimia untuk mengurangi endapan pada sel-sel aki, yaitu dengan cara menambahkan produk zat kimia setiap satu bulan sekali. Menurut saya, sebenarnya aki tidak didesain untuk diperbaharui dengan cara kimia ini, tapi saya serahkan kepada para pembaca untuk menganalisa, mencoba, dan menyimpulkannya.


Pada saat normal, reaksi kimia aki adalah sebagai berikut:
Reaksi kimia aki saat mengeluarkan arus listrik (discharge)
Negative plate reaction: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2-e
Positive plate reaction: PbO2(s) + HSO−4(aq) + 3H+(aq) + 2-e → PbSO4(s) + 2H2O(l)

Reaksi kimia aki saat diisi-ulang (recharge)
Negative plate reaction: PbSO4(s) + H+(aq) + 2-e → Pb(s) + HSO−4(aq)
Positive plate reaction: PbSO4(s) + 2H2O(l) → PbO2(s) + HSO−4(aq) + 3H+(aq) + 2-e

Jelas terlihat bahwa reaksi kimia saat discharge adalah kebalikan dari reaksi kimia saat recharge. Selama sel-sel aki tidak rusak, dan tidak ada zat lain yang dapat mengganggu, maka kedua reaksi tersebut akan selalu dapat dilakukan. Jika discharge dan recharge selalu dilakukan pada saat yang tepat dan dengan prosedur yang tepat, maka umur aki dapat diperpanjang.

Untuk mengisi-ulang aki dibutuhkan battery charger dengan tegangan yang sedikit lebih tinggi dari tegangan aki. Untuk aki 12 volt, maka tegangan pengisian adalah 14 volt. Menurut spesifikasi, aki 12 volt akan terisi penuh jika tegangannya mencapai 14.4 volt, beberapa dapat diisi-ulang sampai 15 volt tanpa merusak aki tersebut. Jadi sebagai patokan umum, 14 volt adalah tegangan pengisian aki, dan jika aki sudah penuh maka tegangannya akan sama dengan tegangan pengisian yaitu 14 volt tersebut.

Baca juga "Power Suplai, Battery Charger, Dengan Trafo", dan turbin angin untuk sebagai charger aki pada "Turbin Angin Pico Dengan Roda Sepeda".

Pada saat diisi-ulang, aki dapat mengeluarkan gas dan uap air. Maka sebelum diisi-ulang, bersihkan dulu bagian atas aki dengan lap basah agar kotoran tidak masuk ke cairan aki, lalu kendurkan tutup-tutup sel aki. Tujuannya adalah agar gas mudah keluar dan mencegah aki meledak. Sebenarnya tutup sel aki mempunyai ventilasi, tapi ada kemungkinan ventilasi itu tersumbat atau kurang mampu mengeluarkan gas. Tambahkan air destilasi (air murni) jika air aki kurang dari level maximal.

Battery charger dapat berupa adaptor yang merubah arus listrik bolak-balik (AC) dari jaringan kota atau rumah menjadi arus searah (DC). Adaptor jenis ini banyak tersedia dipasaran, pilih yang bertegangan 13.8 Volt, yang biasanya digunakan oleh radio amatir dan biasanya disebut sebagai power supply untuk radio komunikasi, lihat gambar dibawah.


Menurut istilah yang biasa digunakan sehari-hari di pasaran di Jakarta, adaptor adalah suatu alat untuk merubah arus bolak-balik jaringan listrik kota atau rumah, menjadi arus searah. Sedangkan power supply, adalah suatu adaptor yang mempunyai stabilisator tegangan. Dari sisi harga, adaptor lebih murah dari power supply. Sedangkan Battery charger dengan kapasitas arus besar, diatas 40 ampere, yang dapat digunakan untuk jump start, harganya sangat mahal.

Arus pengisian battery adalah sekitar 10% dari arus maximal yang dapat keluarkan aki. Misal, suatu aki berkapasitas arus 40AH (ampere hour) maka aki tersebut mampu mengeluarkan arus 40 ampere selama satu jam, jadi arus pengisiannya adalah 10% dari 40A yaitu 4 ampere. Untuk mengisi-ulang aki 40AH dibutuhkan battery charger atau power supply berkapasitas 8 ampere, atau 2 kali arus pengisian. Jika kurang dari 8 ampere maka ada kemungkinan battery charger atau power supply tersebut menjadi terlalu panas dan dapat terbakar.

Arus pengisian ditentukan oleh selisih tegangan. Arus pengisian aki akan membesar jika selisih tegangan aki dengan tegangan charger besar. Misal: aki diisi-ulang saat tegangannya sudah serendah 11 volt, dengan battery charger bertegangan 14 volt, maka arus pengisiannya akan lebih besar dibanding jika aki yang sama diisi-ulang saat tegangannya 13 volt. Arus pengisian yang besar akan menyebabkan panas yang tinggi dan gas lebih banyak terbentuk. Pada sistem Pengisi Aki Pintar (Smart Battery Charger), tegangannya dapat diatur secara automatis guna mencegah terbentuknya gas dalam jumlah besar.

Prinsip pada pengisian aki adalah mirip dengan 2 bejana berhubungan sebagaimana gambar dibawah. Bejana A berisi air lebih tinggi dan berhubungan dengan bejana B dengan selisih tinggi air S. Air akan mengalir dari A ke B, air akan berhenti mengalir jika tidak ada selisih ketinggian A-B atau S=0. Aliran akan semakin besar jika selisih ketinggian air semakin besar.

Jika tegangan aki sudah kurang dari 12 volt, maka dibutuhkan sekitar 8 -10 jam untuk mengisi aki tersebut agar tegangannya naik menjadi 14 volt. Jika adaptor atau power supply anda dapat disetel tegangannya menjadi 12 volt, maka untuk mencegah terbentuknya banyak gas saat mengisi aki yang sudah sangat rendah tegangannya, sebaiknya aki diisi-ulang dengan tegangan 12 volt dulu, baru kemudian diisi-ulang dengan tegangan 14 volt. Ada juga battery charger yang dapat disetel arusnya, bukan tegangannya, maka gunakan arus yang rendah terlebih dulu untuk aki yang sudah sangat rendah tegangannya, agar mengurangi pembentukan gas.

Aki tidak perlu dilepas koneksinya dari kendaraan, juga tidak perlu dilepas dari dudukannya di kendaraan, sehingga dapat dilakukan di garasi rumah anda. Lihat foto dibawah, tampak aki masih terpasang dan terhubung dengan dengan sistem elektrik mobil, saat aki diisi-ulang. Terlihat juga bagian atas aki yang bersih, dengan semua tutup aki sudah dikendurkan agar gas dapat keluar, tapi tutup-tutup tetap berada pada lubangnya guna mencegah kotoran masuk.


Penyambungan kabel charger adalah positif charger ke positif aki, dan negatif charger ke negatif aki, lihat diagram dibawah. Sambung kabel positif terlebih dahulu. Kabel negatif dapat disambungkan ke bodi kendaraan, tidak harus pada terminal negatif aki.


Karena keterbatasan pada system alternator kendaraan, maka jika isi-ulang dilakukan secara rutin setiap 1-2 bulan sekali, atau saat tegangan aki turun dibawah 12.6 volt, maka dapat memperpanjang umur aki menjadi sekitar 5 tahun.

Baca juga artikel : Merawat Aki Kendaraan agar Awet dan Ekonomis


Berikut adalah detail tegangan aki dari jenis Lead-acid battery:

Sesudah diisi-ulang sampai penuh, tegangan akan turun drastis ke 13.2 volt, dan selanjutnya turun perlahan selama 12 jam ke 12.6 volt (open circuit voltage).

12.6 volt open circuit voltage adalah tegangan aki 12 jam setelah diisi-ulang sampai penuh lalu dibiarkan tanpa beban apapun (lampu, alarm kendaran, jam, dll), berat jenis air aki 1265 gram/cc. Open circuit voltage untuk aki 6 volt adalah 6.32 volt.

Saat open circuit voltage serendah 11.7 volt maka aki dianggap kosong, berat jenis air aki 1120 gram/cc. Pada aki 6 volt, akan dianggap kosong jika tegangannya 6.0 volt.

Tegangan maximal agar tidak ada produk gas dalam jumlah besar saat diisi-ulang adalah 14.4 volt (gassing voltage).

Semua tegangan diatas diukur pada suhu kamar 20 derajat Celsius atau 68 derajat Fahrenheit, dan setiap kenaikan temperatur maka tegangan harus disesuaikan sebesar -0,022 volt/derajat Celsius. Harap perhatikan koefisien temperatur yang negatif, semakin dingin maka semakin tinggi tegangan.

Untuk detail yang sesuai dengan aki anda, harap membaca spesifikasi dari produsen aki anda. Aki kering biasanya bertegangan lebih rendah dengan tegangan isi-ulang (charging voltage) 13,8 volt. Aki kering atau dry cell battery kadang disebut juga sebagai batere kering, tapi sebutan ini bisa rancu dengan batere kering alkalin yang biasa digunakan untuk senter, mainan, jam dinding, dll. Tegangan isi-ulang aki basah (lead-acid) bisa mencapai 14,4 volt.

Untuk monitor tegangan aki dapat dibaca di artikel "Indikator Tegangan Baterai Sederhana Dengan LED".

Lihat video test di kendaraan untuk penafsiran kondisi aki dan kondisi elektrik kendaraan berdasarkan tegangan, harap baca "Battery And Charging System Condition Interpretation By Voltage", artikel berbahasa Indonesia ada di bawah video di halaman tersebut.


PERHATIAN:

Jangan merokok di dekat aki, terutama saat diisi-ulang, karena gas dari dalam aki mudah menyala dan terbakar, juga dapat meledak. Air dari dalam aki bersifat asam dan sangat korosif, dapat merusak pakaian dan cat, segera siram dengan air tawar bagian yang terkena air asam.

Jangan menstarter kendaraan saat aki sedang diisi-ulang dengan adaptor atau power supply, karena alat tersebut tidak mampu menyediakan cukup arus untuk memutar dinamo starter, adaptor atau power supply dapat terbakar. Lepaskan salah satu kabel dari adaptor sebelum menstarter. Kecuali jika mengisi-ulang aki dengan battery charger yang dapat mensuplai arus yang sangat besar, bisa diatas 40 ampere, sehingga dapat digunakan untuk jump start.

Kesalahan penyambungan kabel dapat menyebabkan hubungan pendek listrik (korslet), yang mengakibatkan terbakarnya adaptor dan aki dapat meledak.

Penggunaan sekring dengan ukuran ampere yang tepat dapat mengurangi resiko terbakarnya adaptor. Ukuran sekring adalah sekitar 10% dari kapasitas aki, misal untuk aki 40AH, maka gunakan sekring 5 ampere. Untuk melindungi adaptor dan aki, sekring dipasang pada output adaptor bukan pada input, atau di antara adaptor dan aki. Sekring yang dipasang di input adaptor akan memproteksi jaringan listrik rumah jika adaptor korslet.



19 comments:

  1. Makasih infonya bro.. Berguna sekali..

    ReplyDelete
    Replies
    1. trimakasih kembali smoga kendaraannya selalu tokcer di starter

      Delete
    2. Thanks bayak

      Delete
  2. Makasih banyak infony......
    tp utk changer aki pd kondisi masih koneksi dgn elektrik mobil apa ngak pengaruh pd Alternator atau komponen lainnya...

    ReplyDelete
    Replies
    1. Iku menjawab:
      Tidak.. Karena disana ada diode yang berfungsi sebagai pemblok tegangan yang dari luar alternator... dan lagi pula tegangan dari charger biasanya maksimum di 13.8 - 14 Volt... itu masih aman untuk komponen kelistrikan kendaraan...

      Delete
    2. Sekedar menambahkan:
      Karena aki adalah capasitor besar yang menampung dan meratakan tegangan, sehingga kalau ada spike voltage dari charger, maka aki dapat menstabilkan tegangan charger dengan meredam spike voltage tersebut.

      Penyambungan charger langsung ke kendaraan tanpa aki yang tersambung ke jaringan listrik kendaraan, dapat lebih beresiko merusak peralatan elektronik di kendaraan oleh spike voltage.

      Spike voltage adalah tegangan tinggi dalam waktu sekejap, biasa terjadi karena induksi pada trafo, sambaran petir, electromagnetic pulse (EMP), korslet, circuit breaker tripping, relay bergetar, dll.

      Delete
  3. terimakasih sobat atas penjelasanya,SANGAT2 bermanfaat.. Sekarang smua kebingunganku ttg aki tlah trjawab olh kejeniusan anda. Skli lg trimks sob.

    ReplyDelete
  4. Terima kasih info nya. Sangat bermanfaat

    ReplyDelete
  5. trafoku hanya 12 v,....sementara saya charger aki mobil pk 12 v,...ada sih yg 18v,..tp boleh di pakai gk ya,...?mohon pencerahannya,..!tq

    ReplyDelete
    Replies
    1. Trafo yang 12 volt hanya bisa charge aki jika tegangan aki kurang dari 12 volt.

      Trafo yang 18 volt bisa charge aki 12 volt, tapi harus dibuatkan regulator tegangan agar outputnya menjadi sekitar 14 volt. Lihat artikel:

      http://maruzar.blogspot.com/2013/05/power-suplai-battery-charger-dengan.html

      http://maruzar.blogspot.com/2013/05/stabilisasi-tegangan-charger-dengan-cut.html

      Delete
  6. Informasi yang sangat berguna mas. Sekalian mau nanya, jadi kalau aki sangat jarang digunakan (misal untuk keperluan inverter dan jarang mati listrik) dan supaya usianya maksimal berapa lama tenggang waktunya dan berapa lama waktu pengisiannya (apa harus selalu kira-kira 10 jam per 1-2 bulan)?
    Skenario itu untuk charge memanfaatkan PSU yang ada (saya ada PS 3, 7 dan 30A) bukan charger khusus aki.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Aki yang digunakan untuk keperluan standby seperti untuk lampu darurat, inverter, Uninterruptible Power Suply (UPS), dan lain-lain, biasanya selalu dicas (charge) oleh perangkatnya sendiri dengan sumber listrik dari jaringan PLN. Jika listrik jaringan PLN mati maka daya aki akan digunakan sebagai sumber listrik secara otomatis.

      Aki yang dicas penuh lalu standby/didiamkan tanpa pengisian, atau dibiarkan tanpa pengisian dan tanpa beban, akan mengalami penurunan tegangan karena kebocoran di dalam aki (internal leak). Aki yang didiamkan akan perlu dicas kembali jika tegangannya sudah di bawah 12.6 volt, tenggang waktunya tergantung kondisi kebocoran di dalam aki.

      Sesekali aki standby tersebut harus dikosongkan dengan memanfaatkan daya listrik yang sudah tersimpan di dalam aki, biasanya setiap 6 bulan sekali atau setahun sekali, untuk memastikan reaksi kimianya berjalan normal. Hal ini juga dilakukan untuk memprediksi lamanya aki dapat bekerja dengan baik jika diberi beban tertentu. Dengan demikian kemampuan aktual aki standby dapat diketahui, jangan sampai terjadi aki cepat kosong saat dibutuhkan pada keadaan darurat.

      Salam, Heru

      Delete
  7. terima kasih atas semua pelajaran yang telah di berikan.. untuk orang awam seperti saya.. saya berencana membuat pembangkit listrik skala kecil untuk rumah tinggal.. di desa yang belum terjangkau oleh listrik PLN ... seluruh informasi yang di dapat dari blog bapak sangat membantu saya dalam mengumpulkan data untuk mewujudkan harapan saya..

    ReplyDelete
    Replies
    1. Yth Putri Zahra
      Jika tidak ada listrik PLN dan menggunakan aki sebagai sumber listrik, mungkin turbin roda sepeda bisa diterapkan di tempat Anda, sebagai charger aki tenaga angin..
      Harap lihat alamat artikel berikut:

      http://maruzar.blogspot.com/2013/05/turbin-angin-pico-dengan-roda-sepeda.html

      Turbin tersebut butuh angin berkecepatan sekitar 20 km/jam. Cara mudah menaksir kecepatan angin 20 km/jam adalah dengan ciri-ciri:
      - bendera selalu berkibar
      - daun dan cabang-cabang pohon selalu bergerak-gerak
      - debu beterbangan
      - laut berombak setinggi 1 meter.

      Salam, Heru

      Delete
  8. jika terlihat pd lubang pengisian air aki yg berjumlah 6 lubang, apabila terlihat pada salah satu lubang air akinya terlihat keruh, apakah bisa dibuang, dicuci, & diganti dengan air aki yg baru hanya pd lubang yg keruh saja atau semuanya. tk,s infonya.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Sebetulnya cukup menguras lubang / sel yang kotor saja, tapi karena harga air aki tidak mahal maka sebaiknya menguras seluruh sel (6 lubang) sekaligus. Daripada nantinya harus melakukan hal yg sama untuk setiap sel kotor satu persatu, akan membuang waktu dan tenaga.

      Delete

Your positive comment will be highly appreciated to improve this site