Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
Teknik Fast Charging Baterai Lithium-Ion Menggunakan Logika Fuzzy
Amar Anshori 1 , Bambang Siswojo 2 , Rini Nur Hasanah 3
1,2,3 Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Sitem Kontrol dan Elektronik, Universitas Brawijaya Email: amarsciencethink@gmail.com, bsiswoyo@ub.ac.id, rini.hasanah@ub.ac.id

## ABSTRACT
The  increasing  use  of  portable  electronic  equipment  uses  more  and  more  lithium-ion  batteries.  Issues  that  occur  from increased use of the battery pose problems such as less capacity, long charging time, and overcharging protection. Some methods of lithium-ion battery charging techniques are commonly used such as Constan  Voltage (CV), Constan Current (CC), CC-CV, and reflex charging methods. In this study the fast charging Lithium-ion battery technique uses fuzzy logic to control temperature and voltage during battery charging using the Pulse Width Modulation (PWM) Charging method, the fuzification process used Is Mamdani method with Center Of Gravity (COG) Defuzzification method. It is expected to accelerate the charging without making the  battery temperature exceed  the maximum  limit, as well as the  overcharging. The filling results using this Fast Charger using the fuzzy logic proved to accelerate charging and protect the occurrence of overcharging the battery.
Keywords : charger, fast charging, lithium-ion, fuzzy logic , overcharging, PWM

## INTISARI
Meningkatnya penggunakan peralatan elektronik portable penggunaan baterai lithium-ion semakin banyak. Permasalahan yang terjadi  dari  meningkatnya  penggunaan  baterai  menimbulkan  masalah  seperti  kapasitas  kurang  besar,  waktu  pengisian  lama, dan  proteksi overcharging .  Beberapa  metode  teknik  pengisian  baterai lithium-ion yang  umum  digunakan  seperti  metode Constan Voltage (CV), Constan Current (CC), CC-CV, dan reflex charging . Pada penelitian ini teknik fast charging baterai Lithium-ion menggunakan  logika  fuzzy  untuk  mengontrol  temperatur  dan  tegangan  pada  saat  melakukan  pengisian  baterai menggunakan metode pengisian Pulse Width Modulation (PWM), proses fuzifikasi yang digunakan adalah metode Mamdani dengan  metode  defuzzifikasi    Center  Of  Gravity  (COG).  Diharapkan  mampu  mempercepat  pengisian  tanpa  membuat temperatur  baterai  melebihi  batas  maksimal,  serta  mangatasi overcharging .  Hasil  pengisian  menggunakan Fast  Charger ini dengan  menggunakan  logika  fuzzy  terbukti  dapat  mempercepat  pengisian  dan  melindungi  terjadinya overcharging pada baterai.
Kata kunci: charger , fast charging , lithium-ion , logika fuzzy, overcharging , PWM

## I. PENDAHULUAN
Dengan  semakin  meningkatnya  penggunaan peralatan elektronik portable, penggunaan baterai yang  dapat  diisi  ulang juga  semakin  banyak. Permintaan  akan  peningkatan  kapasitas  baterai yang  lebih  besar  membuat  beberapa  produsen peralatan  elektronik  memperbesar  kapasitas baterai sebagai  solusi  dengan cara  menggunakan baterai Lithium - ion yang  dapat  menyimpan  daya listrik  lebih  besar  dari  tipe  baterai  sebelumnya
seperti baterai NiCd dan NiMh Chia-Hsiang Lin, dkk, (2008).
Selain  dari  kapasitas  baterai  Lithium-ion yang  lebih  besar,  ada  juga  kelebihan  lain  yang ada pada tipe baterai Lithium - ion seperti dimensi lebih  kecil,  kemampuan  daya  lebih  besar, perawatan lebih  mudah, dan  tidak  memiliki efek memori Houshyar Asadi, dkk, (2011). Karakteristik  dari  baterai Lithium - ion yang  biasa digunakan  antara  lain  tegangan  minimal  yang diperbolehkan  2,75V,  tegangan  maksimal  4,2V, hambatan  dalam  baterai  saat  pengukuran  di  AC
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
1kHz  pada  kapasitas  baterai  50%  sebesar ≤180mΩ,  sedangkan  batas  temperatur  yang diperbolehkan  pada  saat charge 0~45°C  ,  dan pada  saat discharge -20~60°C  EEMB  Co, (2016).  Akan  tetapi  hal  tersebut  menimbulkan masalah  baru  pada  lamanya  waktu  yang dibutuhkan  untuk  melakukan  pengisian  baterai. Maka  dari  itu  semua  produsen  bersaing  dalam menawarkan solusi fast charging untuk pengisian baterai yang lebih cepat. Perbedaan charging biasa  dengan fast charging pada  umumnya  terletak  pada  lamanya waktu    pengisian  baterai,  daya charger lebih besar  dari charger biasa,  dan  pengembangan metode  pengisiannya  EEMB  Co,  (2016).  Suatu charger yang  baik  harus  mampu  mengisi baterai dengan  cepat  tanpa  merusak  baterai.  Untuk menjaga  agar  baterai  selalu  dalam  kondisi  yang baik  maka  diperlukan  perawatan,  termasuk memilih charger yang  berkualitas  karena  usia baterai  isi  ulang  dipengaruhi  juga  oleh pengisiannya.
Dengan  adanya Fast  Charger yang berkapasitas daya lebih besar memang dapat terisi lebih cepat  dari charger biasa,  namun  terkadang terdapat  konsumen  yang  kurang  memperdulikan waktu optimal pengisian baterai dan arahan untuk melepas  soket charger ketika  baterai  sudah penuh,  sehingga  mengakibatkan overcharging pada  saat  pengisian.  Hal  tersebut  yang  dapat mengakibatkan  berkurangnya  umur  baterai dikarenakan  kenaikan  temperatur  melebihi  batas yang diperbolehkan. Selain dapat memperpendek umur  baterai  juga  dapat  mengakibatkan  baterai meledak.  Supaya  baterai  tidak  mengalami overcharging, maka  harus  ada  mekanisme  untuk memonitor  dan  mengontrol  kerja  dari charger . Beberapa  metode  yang  sering  digunakan  antara lain  metode  tegangan  konstan,  arus  konstan, multistage , monitor percepatan kenaikan temperatur, monitor percepatan kenaikan tekanan baterai dan negative delta voltage .
Pada  penelitian  J.  Lὁpez,  dkk,  (2004) dilakukan  pengujian  baterai Lithium - ion 0,7A
secara  intensif  di  tingkat  pengisian  dari  C/3 sampai  1.5C,  dan  suhu  23°C.  Perubahan parameter yang dilihat antara lain tegangan, arus, dan  suhu.  Kemudian  data  diolah  untuk  melihat dampak  dari  perbedaan  pengisian  baterai.  dari hasil  pengujian  pada  saat  tingkat  pengisian  1.5C membutuhkan  waktu  45  menit,  sedangkan  pada tingkat  pengisian  C  ( Capacity )  membutuhkan waktu 60 menit. Namun ketika tingkat pengisian >C  digunakan,  suhu  baterai  meningkat  di  atas suhu ruangan. Pengontrol suhu harus ditambahkan  untuk  melindungi  berkurangnya masa  pakai  baterai  dan  berkurangnya  efisiensi energi pada saat proses pengisian.
Chia-Hsiang  Lin,  dkk,  (2008)  melakukan penelitian  menggunakan  metode arus  konstan  ke tegangan  konstan,  pada  penelitian  ini  yang diperpanjang  adalah  periode  arus  konstannya untuk  mempercepat  pengisian  dengan  merubah tegangan referensi, maka charger dapat menunda waktu  mode  pengoperasian  dari  arus  konstan  ke tegangan  konstan.  Hasil  simulasi  memverfikasi keberhasilan  teknik fast  charging kompensasi resistansi  internal.  Dalam  jurnal  C.  K.  Leong, dkk,  (2010)  digunakan metode  pengisian  dengan cara  memberi  pulsa  positif  satu  detik  dan  di  nol kan  20-30ms  diikuti  pulsa  negatif  pada  tengah waktu di nol kan. Dalam jurnal penelitian serupa Houshyar  Asadi,  dkk,  (2011)  melakukan eksperimen  dengan  menggunakan  metode pengisian menggunakan AC impedance technique yang output annya dikontrol menggunakan logika fuzzy. Dengan metode tersebut dapat ditingkatkan efisiensi  pengisian  baterai  dan  dikurangi temperatur  yang  berlebih,  sehingga  dapat diperpanjang umur baterai.
Mengacu  pada  latar  belakang  yang  telah dipaparkan, perbedaan dengan penelitian Houshyar Asadi, dkk, (2011) logika kontrol yang digunakan  adalah  logika fuzzy dan  metode pengisiannya  AC impedance untuk mengukur hambatan  dalam  baterai  menggunakan  frekuensi switching sebesar  2kHz.  Parameter  input  yang digunakan sensor  tegangan, arus, dan temperatur.
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
Fuzzifikasi input menggunakan T temperatur dan ΔT  temperatur,  metode  defuzzifikasi center of gravity (COG)  mengklaim  dapat  mempercepat pengisian baterai dengan temperatur lebih rendah dan  efisiensi  mencapai  97.16%  dari  penelitian sebelumnya.  EEMB  Co,  (2016)  melakukan percobaan fast charging menggunakan  metode Constan Current (CC)  sebesar  1C5A, Constan Voltage (CV)  4,2V,  dan  arus cut - off sebesar 0.01CA  didapat  lama  waktu  pengisian  2,5h dengan range temperatur  pada  saat  pengisian  0- 45°C. Pada penelitian ini peneliti ingin menggunakan  logika  kontrol fuzzy teknik pengisian PWM ( Pulse Width Modulation ) untuk mengontrol  temperatur  dan  tegangan  pada  saat melakukan  pengisian  baterai. Proses fuzifikasi yang digunakan adalah metode Mamdani dengan variable masukan  dari  temperatur  dan  tegangan dengan  metode defuzzifikasi Center Of Gravity (COG)  keluaran fuzzy berupa  pulsa  PWM  ( ). Diharapkan  dengan  adanya  teknik fast  charging baterai Lithium - ion menggunakan logika fuzzy ini mampu  dipercepat  pengisian  tanpa  membuat temperatur baterai melebihi batas maksimal, serta mangatasi overcharging .

## II. LANDASAN TEORI

## A. Kerangka Penelitian
Dari beberapa penelitian dan datasheet baterai Lithium - ion terkait  metode  pengisian  ( charging) baterai  yang  pernah  dilakukan  diantaranya, pertama  dengan  menunda  waktu  perpindahan antara  mode  pengisian Constant Voltage (CV) dengan memperpanjang waktu pengisian
Constant  Current (CC)    supaya  energi  yang diserap  oleh  baterai  lebih  banyak  Chia-Hsiang Lin, dkk, (2008), namun dengan memperpanjang waktu pengisian CC temperatur baterai akan naik sangat  cepat  dan  hal  ini  yang  mengakibatkan baterai  cepat  rusak.  Kedua  EEMB  Co,  (2016) pengisian standard yang terdapat pada data sheet
baterai Lithium-ion dengan arus metode Constant Current (CC)    dan Constant Voltage (CV), dimana pada saat mode CC arus yang masuk 0,5C ( Capacity ) set elah  itu  ketika  kapasitas  baterai mencapai  85%  pengisan  akan  berubah  ke  mode CV sebesar 4,2V dan temperatur baterai ada pada range 0  ~  45°C.  Pengisan  akan  berhenti  ketika tegangan  baterai  mencapai  4,2V  atau  arus  yang masuk  pada  baterai  sebesar  0,01C,  waktu pengisian  menggunakan  metode  ini  6h. Kemudian  EEMB  Co,  (2016)  melakukan percobaan fast charging menggunakan  metode Constan Current (CC)  sebesar  1,5C, Constan Voltage (CV)  4,2V,  dan  arus cut - off sebesar 0.01C didapat lama waktu pengisian 2,5h dengan range temperatur pada saat pengisian 0-45°C. Jingyu  Yan,  dkk,  (2010)  state  of  charge (SoC),  J.  Lopez,  dkk,  (2004)  memperbesar Capacity  (C)  pengisian,  Houshyar  Asadi,  dkk, (2011)  AC impedance ,  C.K.Leong,  dkk,  (2010) Indar Sugiarto, dkk, (2004) reflex charging/pulse/ Mc.  Culloch  dengan  negative  delta  voltage regulation, dan Yong-Duk Lee, dkk, (2013) multi stage  current.  Dari  beberapa  metode  pengisian baterai  semua  tertuju  pada  kenaikan  temperatur, karena jika temperatur melebihi batas yang sudah ditentukan  baterai  dapat  rusak,  meledak, kembung, dan umur baterai berkurang.
Dalam  Penelitian  ini  penulis  mencoba mengusulkan sebuah pengembangan pada metode pengisian baterai Lithium - ion untuk mempercepat pengisian  yang  aman  tanpa  merusak  baterai  dan memproteksi  ketika  terjadi overcharging. Komputasi  yang  akan  digunakan  untuk fast charging adalah  logika fuzzy. Logika fuzzy digunakan  untuk  memproses input data  dari sensor  temperatur  dan  tegangan  yang  diperoleh dari  hasil  pengukuran  pada  saat  melakukan pengisian  baterai.  Keluaran fuzzy yang  berupa nilai  real  ( crisp) akan  dirubah  menjadi  sinyal pulsa  PWM  ( Pulse Width Modulation )  untuk mengisi baterai.
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384

## B. Perancangan Sensor Tegangan
Rangkaian    pembagi    tegangan    ( voltage divider )    digunakan  untuk    pembacaan    data tegangan  pada  baterai.

## Gambar 1. Rangkaian Pembagi Tegangan
Rangkaian  pembagi  tegangan  digunakan untuk  membuat  suatu    tegangan    referensi    dari sumber  tegangan  yang  lebih  besar untuk  titik tegangan  referensi  pada  sensor. Pin ADC Arduino  memiliki  batasan  pembacaan  tegangan sebesar  5V.    Oleh    karena    itu,    rangkaian pembagi  tegangan  ( voltage divider) digunakan untuk    memperkecil    tegangan    sesuai    dengan perbandingan yang telah dihitung.

## C. Perancangan Sensor Inframerah MLX90614
Untuk    mengambil  data  temperatur  pada sistem charger ini  digunakan  sensor  temperatur dengan  tipe  MLX90614 seperti gambar di atas. Sensor inframerah MLX90614 merupakan sensor yang  digunakan  untuk  mengukur  temperatur dengan  memanfaatkan  radiasi  gelombang inframerah.  Sensor  ini  didesain  khusus  untuk mendeteksi  radiasi  inframerah  dan  secara otomatis telah  didesain sehingga  dapat mengkalibrasi  energi  radiasi  inframerah  menjadi skala temperature tanpa
harus menyentuh/menempel  pada  benda  yang  akan  di ukur.  Data  hasil  pengukuran  temperatur  akan  di output kan  melalui  kaki  pin  SCL  dan  SDA  ke Arduino.
Gambar 2. Rangkaian Sensor Inframerah MLX90614

## D. Perancangan Software Arduino
Penggunaan  Arduino   pada  desain  charger ini    berfungsi    mengubah    pembacaan    sinyal analog    dari    sensor    tegangan  menjadi    sinyal digital  dan  membaca  hasil output an  data  sensor temperatur melalui kaki pin SCL dan  SDA  yang sudah  berupa  data  temperatur  string.    Sinyal digital    dan  data  string  inilah  yang    nantinya dapat    diolah    menjadi    data    yang    diperlukan dalam  system.

## E. Perancangan Logika Fuzzy
Penggunaan sensor tegangan sebagai output dari  tegangan  baterai  dan  temperatur  sebagai output temperatur baterai. Dari data kedua sensor yang masih berupa nilai crisp akan di dirubah ke dalam  himpunan  fuzzy  untuk  menentukan derajat  keanggotaannya  di  dalam  himpunan fuzzy (fuzzifikasi). Fuzzy Inference System yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  metode Mamdani.  Nilai  yang  masih  berupa  himpunan fuzzy  akan  dirubah  kembali  menjadi  nilai  crisp kembali (defuzzifikasi) berupa data output PWM dengan menggunakan metode Center Of Grafity (COG).
Tegangan Temperatur
Fuzzifikasi Fuzzy Inference System PWM Rule Base Defuzzifikasi Gambar 3. Teknik Fast Charging Logika Fuzzy

## III. METODE PENELITIAN

## A. Tahap Penelitian
Seperti  yang  telah  dipaparkan  sebelumnya. Tahapan  pada  penelitian  ini  dilakukan  dalam beberapa  tahapan,  yaitu:  (1)  Studi  literatur,  (2) Kalibrasi  Sensor,  (3)  Desain    Sistem,    (4) Pembuatan  Alat,    (5)    Analisis    dan    pengujian
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
dan    (6)    Kesimpulan.  Untuk  lebih  jelas  dapat dilihat pada gambar 4.
Studi Literatur Perancangan Sistem Pembuatan Alat Kalibrasi Sensor Analisis dan Pengujian Kesimpulan
Gambar 4. Tahapan Penelitian

## B. Perancangan Sistem
Gambar 5. Skematik Fast Charger
Cara  kerja  dari  gambar  5  skematik Fast Charger di  atas,  Arduino  adalah  sebagai pengendali  keseluruhan  alat  baik input sensor tegangan,  temperatur,  dan button  start maupun output PWM  dan  LED  indikator.  Pada  saat  alat pertama kali dinyalakan jika tidak ada penekanan pada tombol button start charger tidak akan aktif dimana bisa dilihat pada LED indikator port D13 yang  tidak  menyala.  Jika  tombol button  start ditekan, lampu LED indikator akan menyala lalu pembacaan  sensor  akan  dilakukan  mulai  dari sensor  tegangan  akan  dibaca  oleh  ADC pin A0 Arduino  dan  sensor  temperatur  akan  mengirim data melalui pin SDA dan SCL Arduino. Set elah data input sudah  terkumpul  Arduino  yang  sudah terisi  program  algoritma  logika fuzzy akan memproses data input lalu meng output kan sinyal PWM  sesuai  hasil  perhitungan  logika fuzzy melalui pin D9  untuk  mengisi  baterai  melalui rangkaian switching .  Ketika  baterai  sudah  penuh Arduino  akan  menghentikan  pengisian  baterai
dengan  memberi  nilai  PWM=0  dan  lampu  LED indikator akan mati.
Kontrol  logika fuzzy pada    bagian  ini adalah  untuk  mengendalikan  pengisian  baterai. Variabel input yang  digunakan  adalah  nilai temperatur dan tegangan baterai. Nilai temperatur digunakan  sebagai  pembanding  dengan  nilai tegangan,  apakah output duty cycle PWM  kecil atau  besar.  Logika  fuzzy  yang  digunakan  pada bagian  ini  adalah  menggunakan  metode mamdani. Desain kontrol logika fuzzy untuk fast charging dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Desain kontrol logika fuzzy untuk fast charging
Pada bagian ini variabel input dari dua jalur memiliki  fungsi  keanggotaan  yang  sama.  Fungsi keanggotaan output adalah  nilai  PWM.  Fungsi keanggotaan  untuk  masing-masing  variabel adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Variabel Linguistik Yang Digunakan Variabel Linguistik
Error Temperatur Error Tegangan PWM NL : Negatif Large NL2 : Negatif Large 2 NB : Negatif Besar NM : Negatif Medium NM2 : Negatif Medium 2 NT : Negatif Tengah NS : Negatif Small NS2 : Negatif Small 2 NK : Negatif Kecil ZE : Zero ZE2 : Zero 2 Nol : Nol PS : Positif Small PS2 : Positif Small 2 PK : Positif Kecil PM : Positif Medium PM2 : Positif Medium 2 PT : Positif Tengah PL : Positif Large PL2 : Positif Large 2 PB : Positif Besar
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
Set aturan  ( fuzzy  rule )  yang  dipilih  akan digambarkan  dengan  FAM  ( fuzzy  associative Memories )  yang  merepresentasi  aturan  yang harus dipenuhi. Aturan linguistik PWM diperoleh berdasarkan  variabel  linguistik  dari error temperatur  dan error tegangan.  Misalnya error yang  terjadi  pada  sistem  adalah  NM  (Negatif Medium)  dan  NS2  (Negatif  Small  2)  maka variabel linguistik untuk PWM dipilih PK (Positif Kecil),  hal  ini  tergantung  pada  aturan  yang dibentuk. FAM untuk fast charging digambarkan seperti tabel 2.
Tabel 2. Basis Aturan Logika Fuzzy ( Error Temperatur, Error Tegangan, dan PWM) Error V Error T
NL2  NM2  NS2  ZE2  PS2  PM2  PL2
NL PB PB PK Nol PK PB PB NM PB PT PK Nol PK PT PB NS PK PK PK Nol PK PK PK ZE Nol Nol Nol Nol Nol Nol Nol PS NK NK NK Nol NK NK NK PM NB NT NK Nol NK NT NB PL NB NB NK Nol NK NB NB

## C. Kalibrasi Sensor
Pada  tahap  kalibrasi  sensor,  alat    yang digunakan  adalah  sensor  temperatur,  sensor tegangan,    baterai Lithium-ion , Thermometer, Multimeter, Arduino,  IDE  Arduino,  dan PC/Lapop.  Tujuan  mengkalibrasi  sensor  terlebih dahulu  ialah,  supaya  ketika  melakukan pengukuran  baik  temperatur  atau  tegangan  pada baterai  tidak  salah.  Berikut  cara  melakukan kalibrasi sensor tersebut:

## Gambar 7. Ilustrasi Kalibrasi Sensor Temperatur
Cara  untuk  melakukan  kalibrasi  sensor temperatur seperti gambar 7 di atas adalah dengan cara membandingkan dengan alat ukur temperatur
contactless  /  infrared  thermometer  yang mempunyai  spesifikasi  range  pembacaan  dari  - 50°C  -  380°C,  dimana  Arduino  sudah  terisi program  untuk  membaca  nilai  temperatur  dari sensor MLX90614 yang akan di tampilkan lewat serial  monitor  IDE  Arduino.  Kedua  sensor tersebut  akan  mengambil  beberapa  data temperatur  yang  kemudian  dibandingkan  untuk mendapatkan selisih hasil pembacaan temperatur.

## Gambar 8. Ilustrasi Kalibrasi Sensor Tegangan
Cara  untuk  melakukan  kalibrasi  sensor tegangan seperti gambar 8 di atas adalah dengan cara  membandingkan  dengan  alat  ukur multimeter yang di set ing pada skala pembacaan tegangan    yang  mempunyai  spesifikasi  range pembacaan dari 0Volt – 20Volt, dimana Arduino sudah  terisi  program  untuk  membaca  nilai tegangan  dari  sensor    yang  akan  di  tampilkan lewat serial monitor IDE Arduino. Kedua sensor tersebut akan mengambil beberapa data tegangan yang kemudian dibandingkan untuk mendapatkan selisih  hasil  pembacaan  tegangande  Penelitian  / Metode  merupakan  prosedur  atau  teknik penelitian.  Antara  satu  penelitian  dengan penelitian yang lain, prosedur dan tekniknya bisa saja  berbeda . Metode  ditulis  menggunakan  font Times  New  Roman  ukuran  12  pt  dengan  line spacing  1,0  antar  baris  dan  paragraf  dan  untuk first  linenya  0,8.  Adapun  petunjuk  penulisan arikel  seperti  penggunaan  gambar  dan  tabel, penulisan  formula  matematika,  singkatan  dan akronim, serta rekomendasi lainnya.
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384

## IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Uji Coba Alat Fast Charger
Untuk  membuat  alat Fast  Charger ini  ada beberapa  komponen  yang  digunakan  seperti gambar 9 di bawah ini:
Gambar 9. Komponen Fast Charger Keterangan:
1. USB to Serial 2. Power Supply 12V/10A 3. Mikrokontroler 4. Sensor Tegangan 5. Holder Baterai
6. Sensor Temperatur
7. Push Button
8. Driver Module MOSFET
Fungsi  pada  masing-masing  alat  pada rangkaian Fast Charger ini adalah USB to serial digunakan untuk membaca data hasil pembacaan sensor  tegangan  dan  sensor  temperatur  oleh mikrokontroler  untuk  ditampilkan  pada  serial monitor.  Sumber  tegangan  dan  arus  yang digunakan  untuk  mencatu  daya  alat  ini menggunakan power supply 12V/10A.  Untuk memulai  pengisian  baterai push button harus ditekan  terlebih  dahulu  sehingga  mikrokontroler akan  mengaktifkan Pulse Width Modulation (PWM)  di output -kan  pada driver module MOSFET  untuk  mengisi  baterai  yang  terpasang pada holder baterai.
Gambar 10. Sinyal Output Pulse Width Modulation (PWM)
Pada  gambar  10  di  atas  tampilan  sinyal output PWM  dengan duty cycle sebesar  50% dengan  frekuensi  15Hz  pada oscilloscope sesuai dengan program yang ditulis pada mikrokontroler.

## B. Hasil Kalibrasi Sensor Tegangan
Rangkaian  untuk  mengkalibrasi  sensor tegangan dengan menggunakan multimeter digital yang  diatur  pada  skala  20  pembacaan  tegangan DC  dapat  dilihat  pada  gambar  11  tujuannya adalah  untuk  membadingkan  data  pembacaan sensor  dengan  multimeter  subelum  digunakan untuk data input logika fuzzy.

## Gambar 11. Rangkaian Kalibrasi Sensor Tegangan Dengan Multimeter
Hasil  kalibrasi  sensor  tegangan  dengan menggunakan multimeter  yang  diatur  pada  skala pembacaan  tegangan  DC  didapat  data  seperti tabel 2 di bawah ini.
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
Tabel 2. Data Kalibrasi Sensor Tegangan Dengan Multimeter Waktu PWM Duty Cycle ADC In ADC (Volt) Multimeter (Volt) 21:01:45 0 0 0 0 0 21:01:50 15 5,88 48,09 0,94 0,90 21:01:55 30 11,76 59,52 1,17 1,13 21:02:00 45 17,65 69,89 1,37 1,34 21:02:05 60 23,53 79,77 1,56 1,54 21:02:10 75 29,41 89,43 1,75 1,74 21:02:15 90 35,29 98,41 1,93 1,93 21:02:20 105 41,18 107,25 2,1 2,11 21:02:25 120 47,06 115,83 2,27 2,29 21:02:30 135 52,94 123,81 2,43 2,46 21:02:35 150 58,82 131,88 2,59 2,63 21:02:40 165 64,71 139,45 2,73 2,79 21:02:45 180 70,59 148,09 2,9 2,95 21:02:50 195 76,47 156,44 3,07 3,10 21:02:55 210 82,35 164,12 3,22 3,25 21:03:00 225 88,24 166,36 3,26 3,28 21:03:05 240 94,12 166,43 3,26 3,29 21:03:10 255 100 166,46 3,26 3,29
Dari  pengambilan  data  sensor  tegangan  dan multimeter dimana nilai PWM yang di output kan mulai  dari  0  sampai  255  dibagi  menjadi  18 macam  data output .  Didapat  jarak  antara pengukuran sensor tegangan ADC dan multimeter perbedaan  pembacaan  tegangan  kecil,  sehingga data  dari  hasil  pembacaan  sensor  bisa  langsung digunakan data input logika fuzzy.
Gambar 12. Grafik Data Kalibrasi Sensor Tegangan Dengan Multimeter
Pada gambar 12 dapat dilihat perbedaan dari bentuk  grafik  yang  ditampilkan  dari  data  sensor tegangan baterai yang berwarna biru dengan alat ukur  multimeter  yang  berwarna  merah  hasil pembacaan  tidak  jauh  berbeda,  sehingga  tanpa melakukan  perubahan  pada  program  pembacaan sensor  tegangan,  data  bisa  langsung  digunakan untuk input logika fuzzy .

## C. Hasil Kalibrasi Sensor Temperatur
Rangkaian  untuk  mengkalibrasi  sensor temperatur  dengan  menggunakan Infrared
Thermometer yang mempunyai range
pengukuran  temperatur  -50°C  sampai  380°C dapat  dilihat  pada  gambar  13  tujuannya  adalah untuk  membandingkan  data  pembacaan  sensor dengan Infrared Thermometer sebelum digunakan untuk data input logika fuzzy
Gambar 13. Rangkaian Kalibrasi Sensor Temperatur Dengan Infrared Thermometer Hasil  kalibrasi  sensor  temperatur  dengan menggunakan Infrared Thermometer tanpa harus menempelkan  alat  ukur  dengan  badan\ casing baterai didapat data seperti tabel 3 di bawah ini.
0 1 2 3 4 Te ga ng an Waktu 33
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
Tabel 3. Data Kalibrasi Sensor Temperatur Dengan Infrared Thermometer Waktu Temperatur ADC Baterai (°C) Infrared Thermometer (°C) 21:01:45 139,28 27,31 27,60 21:01:50 139,18 27,29 27,60 21:01:55 139,18 27,29 27,60 21:02:00 139,18 27,29 27,60 21:02:05 138,77 27,21 27,60 21:02:10 139,49 27,35 27,60 21:02:15 139,49 27,35 27,60 21:02:20 139,28 27,31 27,60 21:02:25 139,18 27,29 27,60 21:02:30 139,28 27,31 27,60 21:02:35 139,79 27,41 27,60 21:02:40 139,49 27,35 27,60 21:02:45 139,28 27,31 27,60 21:02:50 139,28 27,31 27,60 21:02:55 139,28 27,31 27,60 21:03:00 139,59 27,37 27,60 21:01:45 139,28 27,31 27,60 21:01:50 139,18 27,29 27,60 Dari  pengambilan  data  sensor  temperatur baterai  dan Infrared Thermometer dimana  nilai temperatur  yang  di output kan  perbedaan pembacaan  temperatur  kecil,  sehingga  data  dari hasil pembacaan sensor bisa langsung digunakan data input logika fuzzy. perbedaan  pembacaan terjadi  karena  terpengaruh  dari  suhu  ruangan ketika melakukan percobaan.
Gambar 14. Grafik Tegangan Pengisian Baterai

## Dengan Waktu
Pada gambar 14 dapat dilihat perbedaan dari bentuk  grafik  yang  ditampilkan  dari  data  sensor
temperatur  baterai  yang  berwarna  biru  dengan alat  ukur Infrared Thermometer yang  berwarna merah  hasil  pembacaan  temperatur  cukup berbeda,  karena  selain  dipengaruhi  oleh  suhu ruangan  pada  saat  melakukan  pengukuran  bisa juga  karena pengambilan/posisi alat  ukur kurang tepat.  Walaupun  ada  selisih  dari  pembacaan sensor  dengan  alat  ukur  data  masih  bisa digunakan, sehingga tanpa melakukan perubahan pada program pembacaan sensor temperatur data bisa langsung digunakan untuk input logika fuzzy .
D. Uji Fungsi Cutoff Jika Pengisian Penuh Proses  pengujian  fungsi cutoff ini  berfungsi dengan  baik  untuk  memutus  atau  menghentikan proses  pengisian  baterai  pada  saat  mencapai tegangan  yang  diingikan.  Selain  dapat  memutus pengisian  daya  listrik,  fungsi cutoff dapat mencegah  terjadinya overcharging yang  dapat menaikan  temperatur  baterai  dan  dapat  merusak baterai/meledak.
Gambar 15. Sinyal Output PWM 0 Saat Baterai Penuh Sinyal output PWM  yang  diperlihatkan  pada gambar  15  di  atas  dapat  dilihat  bawah  fungsi program  untuk cutoff berfungsi  dengan  baik dengan  memberi  sinyal  PWM  sebesar  0  untuk menghentikan pengisian baterai.

## E. Pengambilan  Data  Tegangan  Baterai  Saat Pengisian
Hasil pengambilan data  tegangan baterai saat melakukan  pengisian  dengan  menggunakan  alat Fast Charger didapat  data  seperti gambar  5.8 di bawah ini.
27.1 27.2 27.3 27.4 27.5 21 :0 1: 45 21 :0 1: 55 21 :0 2: 05 21 :0 2: 15 21 :0 2: 25 21 :0 2: 35 21 :0 2: 45 21 :0 2: 55 21 :0 1: 45
Te m pe ra tu r Waktu 34
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384

## Gambar 16. Grafik Tegangan Pengisian Baterai
Pada  gambar  16  bentuk  grafik  yang ditampilkan dari hasil pembacaan 234 data sensor tegangan yang berwarna biru, kenaikan tegangan sangat  cepat  dari  data  0  sampai  ke  48  ada  pada tegangan  4,5Volt.    Tegangan  4,5Volt  ini diperoleh dari tegangan balik dari baterai dengan tegangan charger karena seiring kapasitas baterai bertambah,  hambatan  dalam  baterai  juga  ikut bertambah  sehingga  tegangan  yang  terbaca  dari sensor ikut bertambah.

## F. Pengambilan  Data Temperatur  Baterai  Saat Pengisian
Hasil  pengambilan  data    temperatur  baterai saat  melakukan  pengisian  dengan  menggunakan alat Fast Charger didapat data seperti gambar 17 di bawah ini.
Gambar 17.  Grafik Temperatur Pengisian Baterai
Pada  gambar  17  bentuk  grafik  yang ditampilkan dari hasil pembacaan 234 data sensor
temperatur  baterai  yang  berwarna  biru  terus bertambah, karena pada saat melakukan pengisian selain tegangan baterai dan kapasitas baterai terus bertambah,  temperatur  juga  akan  terur  menerus bertambah.  Pada  data  ke  110  keatas,  kenaikan temperatur tidak terlalu besar kenaikannya karena kapasitas baterai sudah mulai penuh.

## G. Pengambilan Data Lama Waktu Pengisian
Hasil pengambilan data  lama waktu baterai saat  melakukan  pengisian  dengan  menggunakan alat Fast Charger didapat data seperti gambar 18 di bawah ini.
Gambar 18. Grafik Lama Waktu Pengisian Baterai Pada  gambar  18  bentuk  grafik  yang ditampilkan dari hasil pembacaan 361 data sensor tegangan,  temperatur,  dan  nilai  PWM.  Kenaikan temperatur  cukup  cepat  dari  data  0  sampai  ke 124, set elah itu cenderung stabil karena kapasitas baterai  mulai  penuh  diikuti  nilai  PWM  yang turun.  Sedangkan  data  PWM  naik  turun  sangat sangat cepat sesuai dengan tegangan baterai yang terbaca  oleh  sensor  tegangan.  Ketika  baterai sudah  penuh  PWM  akan  bernilai  0  untuk memutus pengisian baterai.
0 1 2 3 4 5 0 50 100 150 200 250 V Baterai V Baterai 0 20 40 60 0 100 200 300 T Baterai T… 0 100 200
300 400
PWM
V Baterai
T Baterai
35
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384

## V. KESIMPULAN
Pada    penelitian    ini    telah    didesain perangkat Fast  Charger yang  menggunakan teknik fast  charging baterai lithium-ion menggunakan  logika fuzzy .    Desain  terdiri    dari perangkat    hardware    dan    software.    Rangkaian Fast  Charger yang    telah    didesain    mampu bekerja  sesuai  dengan    sensor    yang    terpasang. Dari    hasil    pengujian    kalibrasi set iap  sensor dapat mengukur tegangan dan mampu  mengukur temperatur  baterai  dengan  baik.    Untuk pembatasan  suhu  dibatasi  sesuai  dengan  aturan standar  baterai lithium - ion ,  yaitu  0˚C      sampai 45˚C  .  Desain    sistem    teknik  pengisian fast charging baterai lithium - ion menggunakan logika fuzzy telah    dikembangkan    pada    penelitian    ini yaitu,    peningkatan  kecepatan  pengisian  dan melindungi  dari overcharging yang  telah dibuktikan pada data yang sudah dipaparkankan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ahmad  Faiz  Farizy,    Dimas  Anton  Asfani, dan  Soedibjo.  (2016). Desain  Sistem Monitoring    State  of  Charge    Baterai  pada
Charging    Station  Mobil  Listrik  Berbasis Fuzzy  Logic  Dengan  Mempertimbangkan Temperature . JURNAL  TEKNIK  ITS  Vol.
5,  No. 2, (2016)  ISSN:  2337-3539  (2301- 9271  Print). [2] Budiono. (2003). Implementasi Mikrokontroler  ATMEL  AT90S8535  Pada Manajemen Energi . Tesis. Tidak dipublikasikan.  Institut  Teknologi  Bandung (ITB). [3] Bundit Tanboonjit, Nisai H. Fuengwarodsakul. (2014). Implementation of Charger  and  Battery  Management  System for  Fast  Charging  Technique  of  Li-FePO4
Battery  in  Electric  Bicycles . 978-1-4799-
3787-5/14/$31.00 ©2014 IEEE. [4] Chia-Hsiang  Lin,  Chi-Lin  Chen,Yu-Huei Lee,Shih-Jung Wang, Chun-Yu Hsieh,Hong-
Wei  Huang,  and  Ke-Horng  Chen.  (2008). Fast Charging Technique for Li-Ion Battery Charger . 978-1-4244-2182-4/08/$25.00 ©2008 IEEE.
[5] Chun-Liang Liu, Shun-Chung Wang, Yi-Hua Liu, Meng-Chung Tsai. (2012). An Optimum Fast  Charging  Pattern  Search  for  Li-Ion Batteries Using Particle Swarm Optimization . SCIS-ISIS 2012, Kobe, Japan, November 20-24, 2012.
[6] C.K.Leong,    YH  Can,    C.D    Can,    Z.  Y Phuan,    M.K  Yoong,    B.K  Cheah.    K.  W Chew. (2010). Ultra  Fast  Charging  System On Lithium  Ion  Battery . Proceedings of  the 2010  IEEE    Conference  on    Sustainable Utilization and Development in  Engineering and  Technology  Universiti  Tunku  Abdul Rahman 20 &  21 November 2010,  Faculty of Engineering,  Kuala Lumpur,  Malaysia.
[7] EEMB Co., Ltd. (2010). Lithium-ion Battery DATA  SHEET .  LIR18650  Datasheet  Li-ion
Battery Edition: NOV. 2010. [8] EEMB Co., Ltd. (2016). Lithium-ion Battery DATA  SHEET .  LIR18650  Datasheet  Li-ion Battery Edition: Aug. 2016.
[9] Houshyar  Asadi,  S.Hr.Aghay  Kaboli,  Arash Mohammadi  ,  Maysam  Oladazimi.  (2011). Fuzzy  Logic  Control  Technique  in  Li-Ion Battery  Charger . International  Conference on  Electrical,  Electronics  and  Civil Engineering  (ICEECE'2011)    Pattaya  Dec. 2011.
[10] Indar Sugiarto, Lauw Lim Un Tung. (2004). Smart  Charger  NiCd  dan  NiMh  Dengan Teknik    Pengisian  Pulsa .  Proceedings, Komputer dan Sistem Intelijen (KOMMIT2004)    Auditorium  Universitas Gunadarma,  Jakarta,  24-25  Agustus  2004 ISSN:1411-6286.
[11] Jingyu  Yan,  Guoqing  Xu,  Huihuan  Qian,
Yangsheng  Xu.  (2010). Battery  Fast Charging  Strategy  Based  on  Model Predictive Control . 978-1-4244-3574- 6/10/$25.00 ©2010 IEEE.
Jurnal ECOTIPE , Volume 7, No.1, April 2020, Hal. 26-37 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 Akreditasi Kemenristekdikti ( SINTA 4 ), SK. No.10/E/KPT/2019 DOI : 10.33019/ecotipe.v7i1.1384
[12] J. Lopez, M. Godlez, J. C. Viera, C. Blanco. (2004). Fast-Charge in Lithium-Ion Batteries for  Portable  Applications . 0-7803-
8458-X/04/$20.00  ©2004 IEEE.
[13] M.  Gonzalez,  M.A.  Perez,  J.C.  Campo,  F.J.
Ferrero. (1998). Accurate Detection Algorithm  of  Battery  Full-Capacity  Under Fast-Charge . 0-7803-4797-8/98/$10.00 1998 IEEE.
[14] R.J.  Wai,  S.J.  Jhung.  (2012). Design  of energy-saving adaptive fast-charging control strategy  for  Li-FePO4battery  module . IET Power  Electron.,  2012,  Vol.  5,  Iss.  9,  pp. 1684–1693.
[15] Ruei-Hong  Peng,  Tsu-Wei  Tsai,  Ke-Horng Chen,  Zhih  Han  Tai,  Yi  Hsuan  Cheng,  Chi Chung Tsai, Hsin-Yu Luo, Shih-Ming Wang, Long-Der Chen, Cheng-Chen Yang, and Jui- Lung Chen.  2013. Switching-based Charger with Continuously Built-in Resistor Detector
(CBIRD) and Analog Multiplication-division Unit  (AMDU)  for  Fast  Charging  in  Li-ion Battery . 978-1-4799-0645-1/13/$31.00 ©2013 IEEE. [16] Technical Handbook. Lithium Ion Rechargeable Batteries.
[17] Yu-Chun  Huang,  Wei-Song  Lin.  (2011).
Charge  Shuttling  with  Ultracapacitors  for Fast  Equalization  of  Power  Lithium-ion Battery . 978-1-4577-2119- 9/12/$26.00©2011 IEEE.
[18] Yong-Duk Lee and Sung-Yeul Park. (2013). Rapid  Charging  Strategy  in  the  Constant
Voltage  Mode  for  a  High  Power  Li-Ion Battery . 978-1-4799-0336-8/13/$31.00
©2013 IEEE