TP4056 adalah IC pengisian daya kompak yang dirancang untuk baterai lithium-ion dan lithium-polimer sel tunggal. Ini mengontrol pengisian daya melalui arus konstan dan tegangan konstan, dengan penghentian otomatis pada 4.2 V. Modul sering kali menyertakan input USB, indikator LED, dan sirkuit perlindungan opsional. Artikel ini memberikan informasi terperinci tentang spesifikasi, proses pengisian daya, kabel, keselamatan, dan aplikasi.
Gambar 1. Modul TP4056
Ikhtisar Modul TP4056
TP4056 adalah IC pengisian linier yang dirancang untuk baterai lithium-ion dan lithium-polimer sel tunggal. Ini mengatur tegangan dan arus untuk memastikan pengisian daya yang aman dan secara otomatis berhenti setelah sel mencapai 4.2 V. Biasanya diintegrasikan ke dalam modul pengisian daya siap pakai, ini menyederhanakan manajemen baterai dengan menyediakan input USB (Micro-USB atau Tipe-C), bantalan koneksi yang jelas untuk input 5 V dan terminal baterai, dan indikator LED untuk status pengisian daya. Beberapa versi modul juga menyertakan sirkuit perlindungan bawaan untuk melindungi dari pengisian berlebih, pengosongan berlebih, dan korsleting.
Spesifikasi Listrik TP4056
| Parameter | Nilai / Rentang Khas |
|---|---|
| Rentang Tegangan Masukan | 4.0 V – 8.0 V (maksimum 8 V) |
| Tegangan Penghentian Pengisian | 4,2 V ± 1,5% |
| Arus Pengisian Maksimum | Hingga 1 A (diatur oleh resistor) |
| Tegangan tetesan (Pte-Charge) | Sekitar 2.9 V |
| Penghentian Saat Ini | Sekitar 0,1 × I\_CHG (C/10) |
| Shutdown Termal | \~145 °C (regulasi otomatis) |
Komponen Modul TP4056
Setiap bagian modul memiliki peran khusus dalam mengontrol tegangan, mengelola arus, dan melindungi baterai.
IC TP4056
IC TP4056 adalah inti dari modul, yang bertanggung jawab untuk mengontrol seluruh proses pengisian daya. Chip secara otomatis mengatur tegangan dan arus, berhenti mengisi daya saat baterai penuh, dan memulai ulang saat tegangan turun.
Sirkuit Perlindungan (DW01A + 8205A MOSFET)
Sebagian besar modul TP4056 menyertakan IC DW01A dan MOSFET 8205A ganda yang membentuk sistem manajemen baterai (BMS) bawaan. Bagian ini melindungi baterai dari pengisian daya yang berlebihan, pemakaian berlebih, korsleting, dan arus yang berlebihan. Ini secara otomatis memotong beban ketika tingkat tegangan turun terlalu rendah dan terhubung kembali setelah baterai aman digunakan kembali. Ini memastikan keamanan pengguna dan daya tahan baterai.
Port Input Micro-USB atau Tipe-C
Port input memasok daya 5V DC yang diperlukan untuk pengisian daya. Itu dapat terhubung ke pengisi daya USB, bank daya, atau komputer. Sebagian besar modul menggunakan port Micro-USB, sedangkan versi yang lebih baru menyertakan konektor Tipe-C untuk kompatibilitas modern. Port terhubung ke pin IN+ (VCC) dan IN– (GND), memberikan daya yang stabil ke sirkuit pengisian daya.
LED Indikator
Modul ini memiliki dua LED yang menunjukkan status pengisian daya. LED merah menyala saat baterai sedang diisi, sedangkan LED hijau atau biru menyala setelah pengisian selesai atau tidak ada baterai yang terdeteksi. Indikator ini, dikendalikan oleh pin internal TP4056, memudahkan untuk memantau proses tanpa alat eksternal.
Resistor Pin PROG
Resistor kecil pada pin PROG menentukan arus pengisian. Misalnya, resistor 1.2 kΩ mengatur arus menjadi sekitar 1A, sedangkan 2 kΩ menyediakan sekitar 580 mA. Menyesuaikan resistor ini memungkinkan Anda mengontrol kecepatan pengisian daya berdasarkan ukuran baterai dan persyaratan keselamatan.
Kapasitor
Dua kapasitor decoupling-satu melintasi input dan satu di seluruh terminal baterai-membantu menyaring voltage noise dan menstabilkan aliran daya. Biasanya antara 1 μF dan 10 μF, kapasitor ini memastikan pengisian daya yang lancar dan melindungi sirkuit dari fluktuasi daya yang tiba-tiba.
Jejak PCB dan Tembaga
Semua komponen dipasang pada papan sirkuit tercetak (PCB) dengan jejak tembaga yang meminimalkan hambatan dan membantu menyebarkan panas. Beberapa versi menyertakan vias termal untuk pembuangan panas yang lebih baik selama pengisian arus tinggi, memastikan pengoperasian yang stabil dan jangka panjang.
Proses Pengisian TP4056
Pengisian tetesan (~2.9 V atau lebih rendah)
Saat baterai sangat lemah, TP4056 dimulai dengan arus kecil. Tahap ini disebut muatan tetesan. Ini perlahan-lahan menaikkan volume bateraitage ke tingkat yang aman sebelum pengisian normal dimulai. Ini mencegah kerusakan pada baterai yang sangat habis.
Arus Konstan (Mode CC)
Setelah baterai pulih, TP4056 memberikan arus pengisian daya yang stabil. Nilai yang tepat ditetapkan oleh resistor PROG eksternal, seringkali 500 mA atau 1 A. Tahap ini adalah bagian tercepat dari pengisian daya dan memulihkan sebagian besar kapasitas baterai.
Tegangan Konstan (Mode CV)
Saat baterai hampir penuh, TP4056 beralih ke mode tegangan konstan. Tegangan ditahan pada 4.2 V sementara arus pengisian perlahan berkurang. Hal ini memungkinkan baterai untuk menyelesaikan pengisian dengan aman tanpa melebihi batas tegangan.
Penghentian
Pengisian daya berakhir secara otomatis ketika arus turun menjadi sekitar sepersepuluh dari nilai yang diprogram. Berhenti pada titik ini membantu mengurangi tekanan baterai, menghindari panas berlebih, dan meningkatkan masa pakai baterai secara keseluruhan.
Varian Modul TP4056
TP4056 Tanpa Perlindungan
| Fitur | rincian |
|---|---|
| Kontrol Pengisian | Hanya menangani pengisian daya, tidak ada fitur keselamatan di luar IC TP4056 itu sendiri. |
| Sirkuit Perlindungan | Tidak termasuk (tidak ada biaya berlebih, pengosongan berlebih, atau keamanan hubung singkat). |
| Desain | Lebih kecil, lebih sederhana, dan biasanya biaya lebih rendah. |
| Kasus Penggunaan Terbaik | Cocok ketika baterai sudah memiliki BMS (Battery Management System) sendiri atau saat perlindungan eksternal ditambahkan. |
TP4056 Dengan Perlindungan
| Fitur | rincian |
|---|---|
| Kontrol Pengisian | Fungsi pengisian daya yang sama dengan TP4056 dasar. |
| Sirkuit Perlindungan | Termasuk pengontrol DW01A dan FS8205A MOSFET. Memberikan perlindungan overcharge, over-discharge, dan korsleting. |
| Desain | Papan yang sedikit lebih besar, lebih aman untuk penggunaan umum. |
| Kasus Penggunaan Terbaik | Ideal untuk pemula, proyek DIY, dan sel mandiri (seperti baterai 18650 tanpa perlindungan internal). |
Diagram Sirkuit dan Pengkabelan TP4056
Gambar ini menunjukkan sirkuit modul pengisian daya TP4056 yang disambungkan pada papan tempat memotong roti dengan baterai lithium-ion terhubung. Input USB 5 V menyediakan sumber pengisian daya, yang masuk melalui pin IN+ dan IN– modul. Baterai terhubung ke terminal OUT+ dan OUT–, di mana pengisian daya dikelola oleh IC TP4056. Modul ini juga dilengkapi indikator LED (STAT1/STAT2) yang menampilkan status pengisian daya, merah untuk pengisian daya dan biru/hijau untuk terisi penuh.
Termistor NTC disertakan untuk pemantauan suhu, memastikan pengisian daya yang aman dengan menjeda proses jika baterai terlalu panas. Terminal keluaran tidak hanya mengisi daya sel tetapi juga dapat memberi daya pada beban eksternal, seperti yang ditunjukkan dengan LED yang terhubung dalam pengaturan. Ini menunjukkan kemampuan modul untuk mengisi daya baterai dan memasok daya secara bersamaan.
TP4056 Masalah dan Perbaikan Umum
| Masalah | Deskripsi & Solusi |
|---|---|
| Indikator LED Tidak Berfungsi | Periksa apakah modul, baterai, dan sumber daya TP4056 terhubung dengan benar dengan polaritas yang benar. Kabel yang longgar atau LED/resistor yang rusak sering menyebabkan kegagalan. Ganti komponen yang rusak dan konfirmasikan sambungan solder padat. |
| Mengisi Daya Perlahan | Pengisian daya yang lambat biasanya disebabkan oleh arus input yang rendah atau penurunan tegangan. Gunakan sumber daya 5 V / 1 A (atau lebih tinggi) yang stabil, kabel USB berkualitas pendek, dan pastikan resistor PROG mengatur arus yang benar. Hindari konektor tipis atau berkarat. |
| Panas berlebih | TP4056 mungkin sedikit menghangat, tetapi panas berlebih menandakan aliran udara yang buruk atau arus tinggi. Jaga agar papan tetap berventilasi dan kurangi arus dengan meningkatkan nilai resistor PROG. Panas berlebih terus menerus dapat mempersingkat masa pakai komponen. |
| Gangguan Pengisian | Daya yang tidak stabil atau terminal yang longgar sering berhenti mengisi daya secara tak terduga. Gunakan adaptor DC yang andal alih-alih daya USB komputer, dan pastikan semua kabel dan terminal terpasang dengan erat. |
| Baterai Tidak Menahan Daya | Baterai yang cepat habis mungkin sudah tua atau berkualitas rendah. Selalu gunakan sel lithium-ion atau lithium-polimer asli dan hindari pelepasan dalam di bawah 3 V. Ganti baterai yang rusak untuk kapasitas yang andal. |
| Modul Tidak Mulai | Jika pengisian daya tidak dimulai, konfirmasikan volume inputtage adalah 4.5 V–5.5 V. Port USB yang rusak, penyolderan yang buruk, atau IC TP4056 yang rusak mungkin bertanggung jawab. Periksa sambungan dan ganti modul jika perlu. |
| Pengisian Baterai Berlebih | Baterai yang melebihi 4.2 V menunjukkan IC yang rusak atau volume yang salahtage referensi. Segera hentikan pengisian daya dan ganti modul. Selalu periksa volume keluarantage dengan multimeter sebelum digunakan kembali. |
| Kedua LED MENYALA atau Berkedip | Saat LED "pengisian" dan "penuh" menyala atau berkedip, masalahnya adalah input yang tidak stabil atau sambungan solder yang buruk. Solder kembali koneksi lemah dan gunakan sumber daya 5 V yang stabil untuk pengoperasian yang konsisten. |
| Modul Tidak Mendeteksi Baterai | Sel yang dibuang dalam di bawah 2.5 V mungkin tidak terdeteksi. Isi daya baterai dengan lembut pada 4.2 V / < 100 mA hingga voltage melebihi 3 V, lalu sambungkan kembali untuk pengisian normal. |
| Korsleting atau Asap | Asap atau pemanasan menunjukkan polaritas terbalik atau kesalahan kabel. Periksa kembali semua koneksi sebelum dihidupkan. Gunakan modul dengan MOSFET DW01A dan 8205A untuk perlindungan bawaan terhadap korsleting dan arus berlebih. |
Aplikasi TP4056
• Elektronik Portabel: Memberi daya pada gadget yang dapat diisi ulang seperti kamera, pemutar MP3, dan alat genggam.
• Paket Baterai DIY: Ideal untuk rakitan baterai khusus di perangkat kecil dan robotika.
• Sistem Manajemen Baterai: Menangani kontrol pengisian daya dalam pengaturan baterai berbasis lithium.
• Bank Daya: Digunakan dalam pengisi daya portabel untuk mengisi ulang ponsel dan perangkat kecil.
• Pengisi Daya Surya: Bekerja dengan panel surya untuk sistem tenaga portabel terbarukan.
• Proyek Arduino dan IoT: Menyediakan pengisian daya yang diatur untuk pelacak, sensor, dan pencatat data berbasis mikrokontroler.
• Catu Daya Darurat: Menjaga perangkat penting tetap berjalan selama pemadaman listrik.
• Perangkat Audio dan Pencahayaan: Memberi daya pada speaker isi ulang, amplifier, senter, dan lampu.
• Perangkat yang Dapat Dipakai dan Cerdas: Digunakan dalam gadget berdaya rendah seperti gelang kebugaran dan kunci pintar.
• Kit Pendidikan: Umum dalam proyek pembelajaran untuk pemula karena pengisian daya USB dan indikator LED yang sederhana.
Kesimpulan
Modul TP4056 menawarkan pengisian daya yang aman dan efisien untuk baterai lithium. Dengan fitur-fitur seperti arus pengisian daya yang dapat disesuaikan, indikator status, dan perlindungan opsional, ini sangat cocok untuk banyak proyek bertenaga baterai. Penggunaan resistor, kabel, dan pemantauan suhu yang tepat memastikan kinerja yang andal dan masa pakai baterai yang lebih lama, menjadikan TP4056 pilihan tepercaya untuk solusi pengisian daya yang ringkas.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Pertanyaan 1. Bisakah TP4056 mengisi banyak baterai?
Tidak. Itu hanya mengisi satu sel. Gunakan BMS untuk paket multi-sel.
Pertanyaan 2. Berapa arus siaga TP4056?
Sangat rendah, biasanya beberapa mikroamp.
Pertanyaan 3. Apakah TP4056 mendukung pengisian cepat seperti QC atau PD?
Tidak. Ini hanya berfungsi dengan suplai 5 V tetap.
Pertanyaan 4. Apakah TP4056 menghasilkan panas saat mengisi daya?
Ya. Ini menghilangkan tegangan ekstra sebagai panas, lebih terlihat pada arus tinggi.
Pertanyaan 5. Bisakah TP4056 berjalan langsung dari panel surya?
Tidak dapat diandalkan. Gunakan regulator untuk input 5 V yang stabil.
Pertanyaan 6. Berapa ukuran baterai yang dapat diisi daya TP4056?
Kapasitas apa pun, selama arus pengisian diatur dengan benar dengan resistor PROG.