Mengganti relay dengan MOSFET untuk solusi lampu depan atau klakson keong yang lebih hemat listrik


Untuk solusi pemasangan lampu depan atau klakson keong banyak orang yang menyarankan menggunakan relay. Relay adalah alat yang dirancang untuk mengalirkan listrik daya besar bila ditenagai dengan arus kecil. Pemakaian relay akan dapat membantu mengurangi beban arus listrik yang harus ditanggung oleh kabel dan saklar, apalagi seringkali modifikasi lampu depan atau klakson yang dilakukan membutuhkan daya yang lebih besar dari standard. Kabel atau saklar standard mungkin tidak mampu untuk bisa mengalirkan sebesar yang diharapkan pada lampu depan modif atau klakson keong, efeknya selain lampu redup dan suara jembret, kabel atau saklar bisa menjadi panas atau bahkan rusak. Menggunakan relay akan bisa membantu mengatasi masalah ini, arus dan panas yang asalnya harus ditanggung kabel ke dashboard dan saklar akan menjadi ditanggung relay. Efeknya arus akan bisa mengalir lebih sempurna.

gambarkakirelaysaft7

Sayangnya relay mempunyai kelemahan. Yang utama adalah relay juga mengkonsumsi arus yang lumayan besar, bisa lebih dari 2 watt yang dipergunakan untuk menghasilkan medan elektromagnet pada koil di dalam relay yang efeknya menggerakkan mekanisme untuk mengalirkan listrik. Jadi relay tidak mengurangi penggunaan arus tapi justru menambah penggunaan arus. Tidak tambah irit listrik tapi tujuannya lebih untuk membantu daya kerja saklar yang tidak kuat mengalirkan arus besar.

Relay juga banyak dipalsu, sehingga kemampuan sesungguhnya seringkali tidak sesuai dengan yang tertera. Posisi relay yang seringkali di buat dekat dengan bahan bakar juga beresiko karena setiap kali diaktifkan relay akan menimbulkan percikan api, saklar juga sama namun posisi jauh dari bensin.

Ada alternatif lain yang bisa dipakai, yaitu dengan menggunakan MOSFET. MOSFET adalah suatu jenis transistor yang sifatnya hampir sama dengan relay, mengalirkan arus besar dengan ditenagai voltase kecil, menjadi jauh lebih efisien daripada relay karena hampir tidak membutuhkan arus.

Ide ini bermula dari postingan bro Rony Mukhlishon yang menceritakan hebatnya MOSFET:
link forum:
MOSFET vs Transistor

dapat disimpulkan bahwa MOSFET hanya cocok dipakai untuk switching (ON atau OFF load) tidak boleh 1/4 ON, 1/2 ON dan sebagainya karena akan merusak mosfet akibat dari panas yang dihasilkan saat mosfet tidak fully on

dengan pengetahuan diatas, saya coba menyalakan lampu sepeda motor 35 watt dengan mosfet IRFP250 dalam keadaan fully ON, tidak terjadi panas pada mosfet saya sempat heran, kok bisa ya… mosfet tidak panas sama sekali ? padahal mengalirkan arus 2,75 Ampere (arus segitu boleh dibilang tidak sedikit karena jika diterapkan pada transistor, akan terjadi panas)

karena penasaran dengan hasil diatas, saya coba dengan lampu sorot 55 watt hasilnya sedikit berbeda, namun tetap identik (panas yang dihasilkan oleh mosfet boleh dibilang tidak signifikan alias dipegang pakai tanganpun hanya terasa hangat padahal mengalirkan arus 4,5 Ampere)

terakhir saya coba dengan pemanas nikrom 3 ohm alias mosfet dipaksa mengalirkan arus 6 Ampere pada tegangan 12 volt hasilnya juga sama, mosfet hanya hangat padahal kawat pemanas (load) menyala merah dan apabila timah solder didekatkan akan melelah

sebagai contoh pada IRFP 250 datasheet Turn off delay = 70 nano second… setara 14 MHz, kecepatan switcing yang tinggi juga diimbangi dengan kemampuan menghandle arus sampai 30 Ampere (bisa menghandle arus puncak sampai 120 Ampere) tegangan yang mampu dihandle pun terbilang lumayan yaitu 200 volt.

pertimbangan lainnya dalam memilih mosfet adalah Rds on (resistansi internal mosfet) seminimal mungkin (setelah saya coba bandingkan, mosfet yang memiliki Rds alias resistansi internal yang kecil, panas pada mosfet cenderung lebih kecil dibanding dengan mosfet yang memiliki Rds yang besar)
sebagai contoh Rds dari IRFP 250 adalah 0,075 ohm
Rds dari IRF 840 adalah 0,85 ohm
Rds dari IRF 640 adalah 0,15 ohm

yang “terbaik” sementara ini adalah IRFP 250, saya sudah mencobanya dalam beberapa “ujian” berikut ini:
1. menjalankan beban resistif. saya coba menyalakan lampu 35 watt (arus 2,75 Ampere). saat saya pegang mosfet, kok tidak panas sama sekali, akhirnya beban saya naikkan jadi 55 watt (arus 4,5 ampere) sampai dengan pemanas 2 ohm alias 72 watt (arus 6 Ampere). mosfet terbukti mampu menerima arus sebesar itu dan panas pada mosfet tidak signifikan (berbeda jauh jika memakai transistor.

Terjadi panas pada mosfet “hanya” terjadi jika beban resistif tersebut dijalankan secara ON OFF ON OFF alias dibuat DC pulsed. itupun tidak sepanas pada transistor.

 

Dari soal kemampuan terlihat bahwa MOSFET bisa tidak panas walau diberi beban yang besar. MOSFET juga bisa mampu mengalirkan arus yang besar. Pada contoh beban 55 watt dengan arus sekitar 4,5 Amper masih jauh dibawah batas maksimal yang bisa dialirkan (30 Amper).

Cara merangkainya adalah sebagai berikut, dimana resistor 1K dan LED diganti dengan lampu depan atau klakson keong:
MOSFET-TEST

Cara lain bisa dilihat di link berikut. Link disarankan oleh bro Rony, makasih bro.
Homemade Circuit Projects – Simple Mosfet Switch Circuit with Delay Timer

using mosfet as a switch circuit

a mosfet would switch ON fully in response to a voltage above 5V at virtually zero current across its gate and source. Another good thing about mosfet switching is they conduct fully offering very low resistance across the current path to the load. Additionally a mosfet wouldn’t require a resistor for gate triggering and may be switched directly with the available supply voltage provided it’s not far too beyond the 12V mark. All these properties associated with mosfets makes it a clear winner when compared to BJTs, especially when it’s used like a switch for operating powerful loads such as high current incandescent lamps, halogen lamps, motors, solenoids etc.

As requested here we’ll see how a mosfet may be used as a switch for toggling a car wiper system. A car wiper motor consumes considerable amount of current and is usually switched through a buffer stage such as relays, SSRs etc. However relays can be prone to wear and tear while SSRs can be too costly. A simpler option can be in the form of a mosfet switch,

Link juga menunjukkan cara membuat saklar yang bisa nyala spontan tapi matinya menunggu beberapa menit karena ada kapasitor.
mosfet as delay timer circuit

atau versi yang bisa delay lebih lama:

 

Spesifikasi dari MOSFET IRF540 dapat dilihat di file berikut, dimana disebutkan salah satu aplikasinya adalah :”AUTOMOTIVE ENVIRONMENT (INJECTION, ABS, AIR-BAG, LAMP DRIVERS Etc.)”
IRF540 (file pdf)

Spesifikasi MOSFET yang berbeda bisa dilihat di link berikut:
MOSFET Transistors – IRF Series

Harga bisa dicek di link berikut, dimana pada saat artikel ini dibuat harga MOSFET IRF540 adalah 10 ribu, rasanya lebih murah dari harga relay Hela:
DUNIA ELEKTRO – Katalog » TRANSISTOR / FET / MOSFET

Untuk jaga – jaga, sebaiknya dipasang pendingin kecil di MOSFETnya, gunakan insulator karena bagian logam pendingin terhubung dengan salah satu kakinya. Dicoba dulu beberapa menit lalu dilihat panas atau tidak.

Selamat mencoba.

26 thoughts on “Mengganti relay dengan MOSFET untuk solusi lampu depan atau klakson keong yang lebih hemat listrik

  1. Susunan kaki mosfet identik dengan transistor berdaya besar… Yaitu dari kiri ke kanan ( menghadap depan )… Gate identik dengan basis… Drain identik dengan Kolektor ( terhubung juga dengan heatsink… Hati hati jangan sampai dihubungkan ke massa/ground… Karena akan terhubung singkat )… Paling kanan Source… Identik dengan emitor… Karena identik dengan transistor… Mosfet bisa dipasang seperti halnya transistor

    Suka

  2. mw nanya mas sya pernah pake irfz44 tuk saklar relay,brarti secara teori diats tu kurang tepat ya mas?tp bukan tu msalahnya mas,sya pake led indikator tuk rangkaian sya ini,anoda led ke + dan R 470ohm ke kaki drain irfz44 anehnya wlaupun G nya g sya kasi tegangan led nyala mas tp agk redup,bgtu G nya sya kasi tegangan led nyala terang! saking penasaranya sya copot irfz44 tu dan sya tes di luar rangkaian, D ke led 2 biji di seri 3,3V tanpa R, S ke ground tegangan 6v bgtu G nya sya sambung ke 6V,led nyala terang, tp knapa pas sya pindahkan ke S led tetp nyala tp agk redup! mhon penjelasanya mas…..

    Suka

  3. mhon ptunjuknya mas,sya membuat saklar tepuk dri ic555,rencanya sya mw psang di mtor sya! tp sya g tw cra menghtung R tuk kaki gainnya nih!atau intinya sya lum pham bner cra merangkai mosfet sbgai saklarnya! kw mas sekiranya bisa membntu sya,sya amt berterima kasih bgt! aki mtor sya 5A, tuk rangkain saklar tepuknya sya pake 9V yg udah sya trunkan dgn7809,sya akn gnakan rangkaian tuk menyalakan klakson mtor sya,klakson merk hella 2biji,masing2 3A jdi totalnya 6A!wlau aki sya cuma 5A,tp lumayan kenceng tuk ukuran mtor krna tu klkason mobil!oy satu lgi nih mas,ground klakson sya kan dah tersambung ke bodi mtor tuh,jdi kita hnya hrus memberi tegangan positifnya sja,kira2nya sya pake mosfet jenis N or P?trus seri berpa.maaf bnyak nanya nih mklum lg belajar……

    Suka

    • saklar tepuk itu apa ya? sumber arus untuk ic 555nya tidak perlu diturunkan tapi bisa langsung ambil dari aki. bagian keluaran dari IC 555 menggantikan saklar di rangkaian berikut, resistor tetap dipakai.

      Sayangnya saya belum coba sendiri.

      Yang tertera di aki itu kapasitas, yang satuannya Ah (ampere hour), sementara yang terpakai oleh klakson itu satuannya Ampere tanpa h. Aki 5Ah bisa dipakai menyalakan klakson 6A namun memang bebannya tinggi.

      Sebaiknya negatif untuk klakson jangan pakai bodi motor tapi dilangsung kabel ke aki.

      Suka

  4. mas sya mw mensaklarkan arus positif ke klakson mtor sya,krna kan negatifnya dah tersambung ke bodi mtor! pakah sya hrus pke mosfte jenis P? ap bisa pke jenis N?kw bisa gmna merangkainya mas? mhon ptunjuknya.

    Suka

    • rasanya tidak ada bedanya bila MOSFETnya bekerja berdasarkan voltase. Yang diperlukan pembagi tegangan seperti yang dicontohkan, dimana posisi klakson menggantikan LED dan resistor yang di seri dengan LED.

      Suka

  5. sya udah coba dgn irfz44n yg sya punya mas mnrut dtashet irfz44 49A 55V,sya coba dlu di luar sblum sya psang di mtor! sya pke adaftor 5A,tp outnya hnya 4A, out dri ic555 lngsung ke G,S ke ground dan D ke kaki klakson, kklakson 1nya lg ke 12V adaftor oy dr G ke S sya psang R 1M! pas sya tes irfz44 hot bgt kang trus arus yg keluar dr D nya hnya 1A lebih,salah sya dmnanya yah? emang bisa z ic555 langsung ke 12v cuma tuk amflinya hrus 9V

    Suka

    • Output dari IC 555 tidak boleh dilangsung ke MOSFET. Untuk transistor saja harus pakai resistor 100 ohm. Kalau dilangsung maka baik IC 555 maupun MOSFET nya akan dialiri arus maksimal dari sumber daya, yang efeknya bisa overheat dan rusak.

      Coba dilihat spek MOSFETnya apakah diaktifkan dengan voltase atau dengan arus. Bila dengan voltase, maka perlu dibuatkan pembagi tegangan agak voltase di G mencapai 5V saat aktif. Bila berdasarkan arus, coba dilihat berapa mili amper yang minimal dibutuhkan.

      Kalau aktif berdasarkan voltase dan langsung tanpa pembagi tegangan (resistor seperti contoh) maka bisa saja voltase kecil walau arus yang lewat besar.

      Maksudnya ampli harus 9V? kok masih harus pakai ampli? bukannya klakson itu butuh 12V?

      Suka

      • yg di maksud amfli tu rangkaian sebelum ic555 mas tentu tw rangkaian monostable ic555 yaitu ic555 akan aktif kw ad triger di kaki pin no2 nya nah amfli tu buat menguatkan sinyal dari tepukan/sentuhan tuk mantriger pi2 ic555! jujr mas sya tu g ngerti bgt kw lihat rumus2 yg ad di gmbar skema rangkaian kw tuk simbol sya dah pham. sya pernah coba amflinya sya kasi 12v biar g pke 7809,tp pas di coba rangkaianya pnas bgt wlau cuma sebentar juga! intinya z mas sya pke irz44n tuk mensaklarkan arus yg dibutuhkan klakson tp sya g tw cara menghtung nilai R tuk G nya,bisa d gmbarkan g mas skema irfz44 saklar?

        Suka

        • Coba dicek dulu apakah rangkaian bisa berfungsi di 12V atau tidak. Kebanyakan bisa karena toleransi komponen kebanyakan bisa sampai 15V. IC 7809 mungkin bisa jebol kalau dipaksakan, resiko bisa lebih parah.

          Coba kaki output dari IC555 dihubungkan ke posisi saklar dari gambar diatas setelah diberi resistor 100ohm.

          Suka

          • udah mas sya coba rangkaianya 12V tp bgian amplinya pnas bgt,mkanya sya pake 7809 krna mnrut skemanya juga 9V! kita abaikan z mslah tu mah,intinya z mas sya mw mensaklarkan 12V 5A dr aki mtor sya ke klakson pake mosfet irfz44n. so jd sya hrus memberi G bias,ya tp sya g tw cara mengasih biasnya ke G mosfetnya,apa mosfetnya juga hrus sya kasi 12v ke G nya?

            Suka

  6. sblum bertanya sma mas,sya udah praktekan rangkaian diats dan smuanya berhasil! tp pas sya gbungkan dengan rangkaian yg sya bkin,mosfetnya overheat,mkanya sya bertanya sma mas,oy mas emang kw boleh sya tw Vin dan arus tuk mosfet tu berapa sih? ad yg bilang 5-15V dan arus 3mA, apa betul mas?

    Suka

    • Ooo, begitu, terima kasih infonya. Apakah bisa posting diagramnya? Seharusnya rangkaiannya tidak dirubah, hanya tinggal menambahkan keluaran dari IC555 yang sudah ditambah resistor 100 ohm.

      Untuk MOSFET yang aktivasinya pakai tegangan, yang penting voltasenya yang kalau tidak salah 5V.

      Suka

  7. yg sya sneng dr blog mas ni,pertanyaanya yg selalu di respon g kaya blog lain yg g pernah ad respon,krna mungkin mereka copas doangan hehehe….
    3biji irfz44 dah jdi korban praktek sya,tp rangkian lum jadi juga tp sya g mw nyerah kw rangkaian lum berhasil. oy mas emang rumus saturasi mosfet dan bjt sma mas?

    Suka

    • Terima kasih.

      Rasanya kalau MOSFET model saturasinya beda. Rangkaian untuk transistor normal tidak bisa langsung diganti MOSFET. Sayang sekarang lagi tidak ada dana dan agak jauh dari yang jualan MOSFET. Biasanya sih lebih suka menunjukkan secara langsung.

      Kalau rangkaian yang biasa dipergunakan dengan arus besar dengan IC 555 dan MOSFET bisa dicari dengan keyword HHO atau PWM. Contoh:

      Suka

  8. Kekurangan Mosfet itu setau ane kaki-kaki nya riskan kalo tersentuh, bisa merusak mofet itu sendiri,,,

    Ada suhu kelistrikan otomotif yg bilang ini ke ane “Hari gini Relay sebenernya seharusnya udah digantikan dengan Mosfet, mungkin pabrikan masih pakai relay di mobil/motor produksinya cuma karena kasihan dengan mekanik yg taunya cuma relay”

    Menurut ane, kenapa masih pakai Relay, soalnya relay itu besar, kaki-kaki nya besar dan solid, bahkan bisa dipasang di soket (rumahan) nya seperti memasang sekring. Soalnya targetnya mekanik yg kalo bisa jangan sampe berurusan dengan yg namanya solder.

    BTW, ada yg udah coba Mosfet sebagai pengganti Relay di lampu HID Projie ?

    Ane pake Mosfet cuma bikin modul buat mode LED Eagle Eye yg punya 2 kondisi seperti di video yg ane post di youtube ini:

    HID Off = LED Eagle Eye jadi DRL (Daylight Running Lamp), kalo siang ane gk mau nyalain HID, mubazir, mending Eagle Eye aja yg jadi DRL, hemat energy.

    HID On (Low Beam) = LED Eagle Eye jadi Redup, jadi Hiasan agar sisi kiri headlamp tidak kosong, karena sudah tidak dibutuhkan dengan intensitas cahaya penuh (terang).

    HID On (Hi Beam) = LED Eagle Eye jadi Teran lagi, karena LED Eagle Eye 6 pcs ini silau banget, jadi pas buat ngedim orang (warning ibu-ibu dan ABG Alay yg suka pake lampu jauh meski gk dibutuhkan). Efeknya sangar bro,, HID Projector mode Hi Beam itu silau banget, apalagi ditambah LED Eagle Eye 6 pcs dalam intensitas cahya penuh. Ini juga alasan kenapa LED Eagle Eye ane redupin kalo HID dalam mode Low Beam.

    Dalam hal ini, mosfet ane gunakan sebagi alternatif saklar, sehingga saklar lampu oem motor awet, scara saklar di Vario 125 ane kan modifan, lumayan ribet kalo saklar rusak minta ganti,,, jadi saklar oem nya cuma kena beban arus kecil sebatas buat ngaktifin mosfet, nah mosfet yg kena arus gede dar LED Eagle Eye 6 pcs itu.

    Selain itu tentu saja mosfet ane bikin switch agar LED Eagle Eye bisa 2 kondisi kayak yg ane jelasin di atas dan ane demonstrasikan di video,,,

    Total arus dari LED Eagle Eye yg ane pake adalah 3 Ampere gan (1 pcs LED Eagle Eye 0,5 Ampere),,,

    Tapi mosfet ane pakein heatsink yg bisa dimount pake sekrup kecil gitu,, kaki-kaki nya ane seal pake lem bakar trus ane bungkus pakai isolasi bakar biar rapi (lem bakar gk keliatan),,, mosfet nya ane taroh diluar agar kena udara bebas dan terpaan angin saat berkendara,,, ini bukan berarti mosfet panas yah, hanya jaga2 aja kalo-kalo riding siang panas-panas dan jauh/lama ternyata mosfet jadi panas,,,

    Untuk bikin modul gitu, dibutuhkan 2 pcs mosfet,,, bayangkan kalo ane pake relay😀

    Suka

    • terima kasih sharingnya.

      Saya rasa kerusakan karena elektrostatis hanya terjadi bila MOSFET tidak sedang terpasang di rangkaian.

      Kalau soal mekanik, kadang salah kaprah, satu lampu satu relay, sudah begitu keduanya di kendalikan relay lagi. Yang harusnya cuma butuh satu relay jadi butuh 3. Untuk high dan low pakai relay lagi, untuk high ada relay tersendiri, untuk low ada relay tersendiri, nambah dua lagi. Jadinya walau lampu sudah pakai lebih irit, namun listrik jadi tekor karena relaynya makan arus lebih banyak.

      Soal tanpa solder, mestinya MOSFET juga bisa dibuat tanpa solder juag. MUngkin perlu ada yang jual khusus untuk ini.

      Implementasinya sip, tapi saran saya kalau mau meredupkan pakai transistor saja jangan pakai mosfet.

      Pemakaian arusnya besar juga ya. Pantas sampai silau banget, karena normalnya lampu depan LED terang seingat saya cuma 15 watt (1.2 Amper). Sebaiknya jangan pakai lem bakar tapi pakai lem besi saja bisa aman. karena panas bisa bikin leleh.

      Suka

  9. Kelemahan Relay yang cukup krusial menurut ane, dan baru ane ketahui adalah, Coil pada Relay itu ketika Switch Off (Aliran Listrik yang mengaliri Coil untuk membentuk Medan Magnet dilepaskan) maka Coil atau Kumparan tersebut akan menghasilkan Listrik DC Tegangan Tinggi, yang saking tingginya, kita bisa merasakan sengatannya. Semakin besar Relay-nya, semakin Tinggi Tegangan yang dihasilkan.

    Apakah Tegangan Tinggi itu bisa menjangkau Saklar On/Off yang kita gunakan untuk mengaktifkan Relay meski sudah Switch Off ?

    Soalnya Tegangan Tinggi itu hanya terjadi ketika Relay Switch Off, yakni ketika Saklar Switch Off (memutuskan Kabel Listrik Positif pada Relay)

    Maka, Solusinya adalah menggunakan Protector yakni Dioda pada Source (+) yang digunakan untuk Mengaliri Coil Relay, agar Listrik hanya bisa menuju Relay, tidak bisa kembali ke Sistem Kelistrikan.

    Ane menyadari akan hal ini ketika bereksperimen dengan Relay 30A 12VDC, dan memang benar, sengatan listriknya lumayan bikin nyut-nyutan.

    Bayanya pada Motor yang sudah Injeksi, bisa merusak ECM.

    Proteksi juga perlu diberikan pada Selenoid Cut Off HID Projector, karena prinsip kerjanya sama seperti Relay.

    http://elektronika-dasar.web.id/proteksi-induktor-dengan-dioda-dan-kapasitor-snubber/

    Suka

    • Iya, terima kasih sharingnya. Kalau untuk motor injeksi, sepertinya penggunaan flyback diode sudah dipertimbangkan. Karena kalau tidak, transistor / MOSFET pengendalinya yang jebol duluan.

      Suka

      • Kalau kelistrikan standard emang udh didesain sedemikian rupa,,, soalnya motor ane ini masih pakai relay pada pengisian/starter.

        Tapi kalo pakai aksesoris/ubahan yg pakai relay,,, nah itu dia harus diterapkan Freewheeling Diode,,,

        ane udh mempelajari mosfet, tapi entah kenapa masih tidak ada niat untuk menerapkan,,, urgensinya gk ada,,,

        ini Wiring Diagram HID Projector ane:

        Suka

        • Iya, setuju. Tidak kepikiran. Apalagi kalau relaynya itu dinyalakan pakai relay lain. Relay pengendalinya itu yang kontaknya akan jadi sering keluar bunga api, keluar jelaga, menghasilkan panas, meleleh, konslet.

          terima kasih sharingnya.

          Suka

  10. betul.. sy pakai IRF 840 sbg driver switch ke coil mobil sy… maklum mobil tua… platina jd aman, gak perlu stel-2 lagi.. sayag IRF 840 Rds- nya gede, jd panas.. harus pakai heatsink lumaya gede..sy sdh cb pakai IRF 540 yg rds -nya kecil, tp hasilnya di RPM mesin rendah mbrebet, mungkin pengaruh dari drain voltagenya IRF 540 yg cuma 100v, kalo IRF 840 sampai 500v.. atau efek dr rise timenya ya?.. soalnya rise time 840 paling kecil… sy mau coba pakai IRF 460 tp kesulitan komponen.. sy jg mau coba IRF 640 yg rds-nya kecil drain voltagenya 200v,.. tp blm sempat

    Suka

Bagaimana menurut bro?

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s