Joule Thief Dengan Relai Dan Neon Ballast

Ballast bekas lampu neon atau trafo neon jangan dibuang karena bisa dimanfaatkan untuk membuat joule thief. Joule thief adalah rangkaian sederhana dan murah untuk menaikkan tegangan dengan cara osilasi. Biasanya digunakan untuk beban kecil. Joule thief dapat diartikan sebagai pencuri energi. Sirkuit ini juga dikenal dengan nama lain seperti blocking oscillator, joule ringer, vampire torch. Biasanya menggunakan power transistor sebagai saklar yang menyambung dan memutus arus, dan trafo dengan lilitan primer dan sekunder.

Pada rangkaian ini tidak ada trafo dengan dua lilitan (primer dan sekunder), hanya satu lilitan saja. Dan menggunakan relai menggantikan power transistor. Output dari rangkaian ini adalah tegangan tinggi mencapai sekitar 200 volt dengan arus searah (direct current, dc).

Ballast (B) bekas lampu neon dengan kapasitas arus 0.33 ampere dan tegangan 220 volt dengan daya 15 watt.

Relai (R) dengan tegangan 5 volt, pada video adalah relai dengan 8 kaki, tapi relai 5 kaki juga bisa, berfungsi sebagai pemutus arus dari ballast ke negatif. Dicoba dengan relai 12 volt tapi ternyata daya yang dihasilkan kalah dibanding dengan relai 5 volt. Hal ini karena relai 5 volt menarik arus yang lebih besar sehingga medan magnet pada koilnya lebih kuat juga, maka daya output yang dihasilkan juga lebih besar.

Kapasitor (C) senilai 100 nano farad, dengan tegangan di atas 220 volt, mengumpulkan tegangan tinggi (voltage spike) yang timbul saat relai memutus arus. Jika arus terputus, medan magnet pada ballast dan koil relai runtuh dan menginduksi tegangan tinggi pada kumparan ballast dan koil relai. Tegangan tinggi ini terhubung serie dengan tegangan suplai dan kapasitor. Sehingga pada kapasitor terkumpul tegangan tinggi hasil induksi ditambah tegangan dari suplai (baterai).

Dioda (D) 1N4007 mencegah tegangan tinggi muatan kapasitor berbalik arah kembali menuju ballast.

Foto di bawah memperlihatkan susunan rangkaian. Lampu LED akan disambung pada ke dua kaki kapasitor. Karena rangkaian sangat sederhana, maka bisa dirakit tanpa papan PCB (Printed Circuit Board) maupun papan matrix.

Video YouTube berikut memperlihatkan saat rangkaian ditest.

Rangkaian ini jika disuplai dengan dua buah baterai 9 volt yang tersusun serie sehingga bertegangan 18 volt, mampu menyalakan lampu Philips LED 220 volt dengan daya 4 watt.

Tegangan pada lampu LED Philips (output) sekitar 56 volt dengan arus 2,25 mA, sehingga daya output atau daya lampu LED adalah 0,126 watt. Sedangkan pada input terukur tegangan aktual sekitar 17 volt dengan arus 12,5 mA, sehingga daya input adalah 0,213 watt, maka effisiensi sekitar 59%. Effisiensi tersebut cukup baik untuk rangkaian yang sangat sederhana.

Harap diperhatikan bahwa tidak semua lampu LED yang bisa menyala dengan tegangan rendah. Lampu LED yang tidak bisa menggunakan dimmer (peredup), tidak bisa bekerja pada tegangan rendah. Biasanya tertulis sebagai non-dimmable.

Jika disuplai dengan satu buah baterai 9 volt, maka cukup untuk menyalakan 40 buah LED tersusun serie dengan terang.

Untuk beban LED diameter 5 mm yang dirangkai serie, tegangan input adalah 9,6 volt, dengan arus input 14,8 mA, sehingga daya input adalah 0,142 watt. Pada output tegangan rangkaian serie LED adalah 88,4 volt dengan arus 0,65 mA, sehingga daya output adalah 0,057 watt. Maka effisiennya adalah daya output dibagi daya input hasilnya 40%. Effisiensi ini rendah karena beban yang terlalu kecil. Sedangkan daya yang diserap rangkaian lebih kurang sama saat rangkaian diberi beban yang lebih besar yaitu bohlam LED Philips.