Menurunkan Tegangan 5 volt menjadi 3.3 volt

Beberapa tahun lalu saya pernah membahas tentang trik cara menurunkan tegangan dari 5 volt menjadi 3 volt dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan dan juga dioda zener. Memang beberapa tahun yang lalu jarang dibutuhkan tegangan yang memiliki kisaran 3 volt, karena biasanya tegangan yang diperlukan untuk mikrokontroler atau perangkat elektronika lain biasanya berkisar  5 volt, 9 volt atau 12 volt.

Namun akhir – akhir ini seiring berkembangnya dunia elektronika dan semakin kecilnya ukuran transistor-transistor yang menyebabkan kebutuhan terhadap tegangan  yang semakin rendah, maka terdapat standar baru dalam dunia elektronika yaitu 3.3 volt yang merupakan standar JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council). Salah satunya digunakan sebagai logika tegangan standar pada komputer mini raspberry pi, dan juga beberapa mikrokontroler yang ditenagai oleh prosesor ARM.

Hadirnya standar baru tersebut membawa beberapa keuntungan. Beberapa diantaranya adalah, semakin rendahnya tegangan maka semakin sedikit daya yang diperlukan (ingat persamaan Daya = Tegangan x Arus). Keuntungan berikutnya kita hanya cukup memerlukan 1 sel batere Lipo (3.8 volt tiap sel). Bandingkan dengan standar TTL  yang setidaknya memerlukan 2 sel batere Lipo.

Yang menjadi masalah adalah, jika dalam satu rangkaian elektronika ada beberapa perangkat yang masih menggunakan standar TTL, dan perangkat lain menggunakan standar JEDEC, lalu kita ingin berduanya saling terhubung, entah itu hanya secara elektronik atau juga secara antarmuka (misalkan komunikasi I2c antara Arduino Uno yang berstandar TTL, dengan Raspberry Pi yang berstandar JEDEC)

Secara elektronik, mencatu 5 volt ke perangkat dengan standar JEDEC akan membuat perangkat elektronika tersebut rusak. (Jadi jangan coba – coba memberikan masukan standar TTL 5 volt pada port GPIO Raspberry Pi misalnya, atau mencatu beberapa sensor 3.3 volt dengan tegangan 5 volt. Kecuali jika anda memang ingin membuang – buang uang).

Lalu bagaimana agar kedua perangkat dengan beda standar tegangan tersebut bisa berkomunikasi, misalkan melalui I2C atau Serial UART? Tentu kita memerlukan semacam jembatan yang bisa mengubah tegangan 5 volt menjadi 3,3 volt dan begitupula sebaliknya. Modul ini disebut Bidirectional Logic Level Converter.

Catatan: Modul Logic Level Converter ini telah tersedia di TOKO BEY, klik disini untuk menuju halaman pembelian

Modul tersebut dirilis oleh Sparkfun dan bersifat opensource, artinya anda bisa melihat skematik rangkaiannya dan membuat sendiri, (silahkan klik disini untuk melihat skematik atau disini untuk Eagle file-nya) Di pasaranpun telah banyak dijual modul tersebut sehingga jika tak ingin repot anda bisa membelinya dalam bentuk siap pakai. (Lihat datasheetnya di sini)

Sebagai sebuah modul jembatan antara 3.3 volt dan 5 volt, sebuah Logic Level Converter memerlukan dua tegangan sebagai referensi. Tegangan 5 volt disebut HV (High Voltage) dan tegangan 3.3 volt disebut LV (Low Voltage).

Lalu kemudian  muncul pertanyaan berikutnnya, dimana kita bisa mendapatkan tegangan 3.3 volt sedangkan saya hanya mempunyai tegangan 5 volt?

Untuk mendapatkan tegangan 3.3 volt dari yang sebelumnya 5 volt, anda bisa menggunakan cara primitif seperti tutorial saya sebelumnya dengan menggunakan pembagi tegangan, atau menggunakan IC regulator yang mengubah tegangan 5 volt menjadi 3.3 volt. Keuntungan menggunakan IC regulator ketimbang pembagi tegangan adalah, nilai tegangan keluaran yang relatif stabil, meskipun masukannya berubah-ubah. Salah satu IC Regulator jenis ini adalah LD1117V33, berikut penampakannya

Catatan: Regulator LD1117V33 kini telah tersedia di Toko BEY. Klik disini untuk mengakses halaman pembelian

Sebagaimana halnya ic regulator seri LM, IC regulator ini memiliki 3 kaki, namun jangan terjebak. konfigurasi kaki – kakinya berbeda. Karena itu jangan lupa untuk membaca datasheetnya. Berikut konfigurasi kaki – kakinya

Biasanya pada IC regulator seri LM, kaki nomer 1 adalah Vin, kaki nomer 2 GND dan kaki nomer 3 Vout. Di awal – awal penulis bereksperimen dengan IC ini juga sempat terkecoh sampai kemudian tersadar bahwa pin – pin tersebut terbalik. Ternyata konfigurasi posisi kaki yang benar adalah kaki 1 sebagai GND, kaki 2 adalah Vout (keluaran 3.3 volt) dan masukan 5 volt di kaki nomer 3.

Oke, Saya kira cukup sekian pembahasan saya tentang bagaimana mengubah tegangan 5 volt menjadi 3.3 volt. Jika keperluannya adalah untuk komunikasi seperti I2C yang bersifat bidireksional, gunakan Bidirectional Logic Level Converter. Jika untuk catu daya gunakan LD1117V33.

Salam Elektronika!