RSS

Menambah Waktu Backup Panel Alarm (1)

Menambah Waktu Backup Panel Alarm (1)

Ada sejumlah permintaan kepada kami beberapa waktu lalu, yaitu tentang bagaimana menambah waktu backup panel alarm di daerah yang sering mati listrik dalam waktu lama. Apakah penggunaan UPS cukup efektif? Pertanyaan ini tidaklah mudah, mengingat kebanyakan panel alarm memiliki baterai backup yang kapasitasnya terbatas. Artinya, baterai yang tersedia umumnya hanya sekitar 7Ah saja, bahkan ada yang kurang dari itu. Bandingkan dengan aki mobil yang rata-rata berukuran 40Ah ke atas. Lantas apa arti satuan Ah itu sendiri?
Ah singkatan dari Ampere hour atau Ampere jam. Ini merupakan satuan dari kapasitas baterai atau aki (accu) yang menyatakan berapa jam aki tersebut akan “habis”. Semakin besar nilai Ah, maka baterai akan semakin lama habisnya. Tetapi hal itu tergantung pula pada besarnya arus beban. Makin besar arus beban, maka baterai akan semakin cepat pula habisnya. Ini adalah alamiah, sebagaimana disimpulkan oleh Georg Simon Ohm (1787-1854) yang terkenal dengan hukum Ohm-nyaBegini ilustrasinya:



Misalkan kita menghubungkan lampu bohlam kecil yang di badannya tertulis 12V/3W dengan baterai alarm, katakanlah 12V/1.2Ah seperti pada gambar di atas. Lampu akan menyala oleh karena adanya arus lisrik yang mengalir dari terminal plus baterai menuju terminal minus. Arus listrik disimbolkan dengan I. Selama baterai terhubung ke lampu, maka arus baterai akan terus mengalir, sehingga lama-lama bateraipun akan terkuras habis.  Nah, persoalannya sekarang adalah berapa lamakah baterai tersebut akan habis?

Seperti terlihat pada ilustrasi di atas, maka besarnya arus adalah daya lampu dibagi dengan tegangan baterai. Jadi arus I yang mengalir pada rangkaian di atas adalah sebesar 3W/12V, yaitu sama dengan 0.25 A (seperempat ampere). Nah, jika arus dalam satu rangkaian sudah ketahuan, maka kita dapat menghitung lamanya backup, yaitu dengan membagi kapasitas baterai (dalam Ah) dengan arus yang mengalir pada beban (dalam A). Bukankah pembagian Ah per A akan menghasilkan h (jam)?  Oleh sebab itu, pada contoh di atas, maka secara teoritis baterai akan habis di bawah setengah jam saja.

Sama halnya pada sistem alarm. Untuk menghitung berapa lama waktu backup baterai, kita cukup membagi kapasitas baterai (Ah) dengan arus total (A) yang diserap oleh beban, yaitu: sensor aktif, keypad, modul tambahan, indicator lamp, relay dan lainnya, termasuk lamanya waktu siren yang diprogram.  Arus total yang dimaksud ini adalah penjumlahan arus yang diserap oleh masing-masing peralatan sebagaimana yang tercantum dalam spec. teknis masing-masing produk. Misalnya saja untuk PIR tercantum angka 17mA. Maka, untuk 5 PIR arus totalnya adalah 5 x 17mA atau sama dengan 85mA. Pada spec. teknis photoelectic beam tercantum angka 46mA (sepasang). Jadi apabila ada 3 beam, maka arus totalnya menjadi 3 x 46mA = 138mA. Demikian seterusnya sampai semua arus dijumlahkan. Inilah yang dimaksud dengan arus total. Sedangkan untuk rangkaian alarm-nya sendiri (jika tidak dinyatakan dalam spec), maka ditetapkan 100mA sebagai kisaran.

Lalu, apa arti semua ini? Mudah saja. Jika arus total diketahui, maka waktu backup baterai pun dapat dihitung dengan cara sederhana, yaitu:

h = kapasitas baterai / arus total

Contoh:
Satu sistem alarm memakai sensor sebagai berikut:
3 unit PIR @17mA
4 pasang beam @46mA
2 keypad LED @125mA
Sistem dibackup dengan baterai Sealed Lead Acid 12V 7Ah.
Berapa lama kisaran waktu backup sistem?

Mari kita hitung-hitungan di atas kertas.
Untuk PIR         3 x 17mA  =   51mA
Untuk Beam     4 x 46mA  = 184mA
Untuk Keypad 2 x 125mA = 250mA
Untuk PCB Panel                = 100mA

Maka, arus totalnya adalah 585mA. Arus total inilah yang akan “ditanggung” oleh baterai backup saat listrik mati. Sedangkan arus yang ditanggung panel saat listrik normal adalah 485mA saja (yaitu minus panel). Saat listrik normal kebutuhan arus sensor dipenuhi oleh Aux panel, yaitu sekitar 500mA. Untuk jumlah sensor di atas, panel belum mengalami “overload”.

Jadi, saat listrik mati, baterai backup 7 Ah dapat membekali sistem selama:
T = 7000mAh / 585mA = 11.9 hour ( sekitar 12 jam ).

Angka 12 jam ini selama tidak terjadi bunyi siren. Lalu bagaimanakah jika terjadi bunyi siren, bahkan sampai berkali-kali? Tentu saja waktu backup akan semakin berkurang. Makin besar daya siren dan makin lama bunyinya, makin cepat pula pengurangan waktunya. Perhatikanlah pendekatan di bawah ini:

Jika digunakan siren berdaya 20W @12V, maka arusnya menjadi sebesar 20W / 12V = 1.6A (1600mA). Secara teoritis siren jenis ini sudah melebihi kemampuan rata-rata rangkaian Bell panel alarm yang berkisar 700mA. Dikhawatirkan panel akan “overload” saat terjadi alarm, sehingga diperlukan power supply tambahan untuk men-drive siren ini. Baiklah, sementara kita tinggalkan dulu soal power supply tambahan ini. Apabila bunyi siren diprogram selama 2 menit, maka arus yang diserap dari baterai adalah 2/60 h x 1600mA atau sekitar 53mAh. Oleh sebab itu saat terjadi bunyi siren 2 menit, kisaran waktu akan menyusut menjadi:

T = (7000mAh – 53mAh) / 585mA = 11.8 hour.

Ini baru landasan teorinya, sebab dalam praktek kita belum melibatkan faktor penyusutan atau randemen. Untuk batas aman, maka kami menggunakan patokan 0.8. Artinya jika hasil perhitungan 12 jam, maka dalam praktek mungkin hanya sekitar 10 jam saja. Oleh sebab itulah dalam berbagai kesempatan, kami selalu mengatakan kepada client, bahwa kisaran baterai backup panel alarm hanya sekitar 8 jam saja (kendati kami sempat memergoki ada yang bisa bertahan hingga dua hari dalam keadaan Armed!). Tetapi sekali lagi, semuanya sangat bergantung pada arus total yang dikonsumsi oleh peralatan.

Informasi
Perhitungan di atas sangat berguna untuk melihat apakah sistem kita overload atau tidak, sehingga diperlukan power supply tambahan ataukah tidak. Ini termasuk tahapan desain yang kerap terlewatkan oleh kebanyakan vendor (termasuk kami sendiri!). Dalam prakteknya, arus total bisa diukur langsung dengan memakai multimeter digital. Hasil pengukuran ini akan lebih nyata ketimbang perhitungan. Perhatikan ilustrasi di bawah ini:

Lantas bagaimana jika client menghendaki waktu backup yang lebih lama, misalnya 2 – 3 hari? Ini bisa menjadi topik diskusi menarik dan sebenarnya inilah inti pembicaraan kita. Untuk itu nantikanlah pada posting kami selanjutnya.

 

Comments are closed.

 
%d bloggers like this: