filter pengolahan air dan perubahan nilai tds

air sangat vital bagi kehidupan mahluk hidup di bumi, benarkah? pasti benar !... tidak perlu di jelaskan panjang lebar.... 

dengan bertambahnya jumlah penduduk, maka kebutuhan air makin bertambah pula. tapi sumber air yang memiliki kualitas baik adalah tetap atau malah menurun 

sehingga untuk pemenuhan kebutuhan penduduk di pergunakanlah air yang berkualitas rendah.

penggunaan air berkulaitas rendah memerlukan pengolahan, agar masuk dalam standar baku yang telah di sepakati berdasarkan penelitian dan pengalaman.

pegolahan air agar layak di pergunakan, salah satunya di lakukan oleh pdam dan yang mandiri di lakukan oleh masing2 rumah tangga

 

penggunaan filter merupakan salah satu metode pengolahan air

 

filter air

di dalam filter air sekarang ini, tidak hanya terjadi penyaringan secara mekanik (melewatkan air melalui celah kecil, dan menahan partikel besar). tetapi juga melibatka proses kimia.

proses kimia terjadi bila di dalam filter di isi material yang dapat bereaksi dengan mineral2 di dalam air

kandungan mineral dalam air, tergantung dari lokasi sumber air berada (tergantung kandungan mineral tanah di sana)

kandungan mineral di perlukan oleh tubuh, tetapi dalam takaran/jumlah yang cukup, tidak kurang dan tidak berlebih

 

kandungan mineral air yang berlebih inilah yang harus di kurangi, agar tidak berdampak buruk bagi kesehatan bila di konsumsi.

 

menurut wikipedia, air yang mengandung mineral dg nilai TDS > 500ppm, berbahaya bila di konsumsi.

maka air yang memiliki nilai TDS tinggi harus di turunkan.

 

nilai TDS tidak menunjukan jenis mineral apa yang ada di dalamnya (perlu pengujian), tetapi total jumlah mineral di dalam air 

filter yang banyak di pasaran antara lain :

- filter spun / sedimen : untuk menahan partikel padat dan besar

- filter pasir silika : untuk menahan lumpur dan partikel besar

- filter magnase / greensand : untuk menyerap mangan, besi, hidrogen sulfida

- filter karbon aktif : untuk menyerap bau, warna, mineral, padatan, clorine, dll

- filter resin anion & cation : penggunaan bersana untuk menyerap kalsium dan ion

- dan macam-macam lainya

menurunkan TDS air, semestinya memerlukan pengujian kandungan mineral, tapi tdak semua dapat mengakses nya.

maka metode coba-coba di lakukan, tetapi wajib memiliki  TDS meter (sekarang sudah murah, tetapi kalibrasi terlebih dahulu sebelum penggunaan)

permasalahan umum air adalah kandungan besi, mangan, kalsium.

untuk menentukan kandungan mineral apa yang ada dalam air dengan metode coba coba, di perlukan 2 filter, filter magnase / greensand dan filter resin anion & kation (mixed bed, filter kation saja juga bisa)

pelaksanaan :

+ ukur TDS air baku, catat

+ pasang filter magnase / greensand, jalankan air melalui filter, ukur TDS air

    - bila nilai TDS turun, maka air mengandung magnase atau besi

+ lepas filter magnase / greensand, ganti dengan filter resin anion & kation atau kation saja, jalankan air melalui filter, ukur TDS air

    -  bila nilai TDS turun, maka air mengandung kapur

 

bila sudah di ketahui kandungan mineral dala air, maka dapat di tentukan penggunaan filter untuk pengolahan air di daerah tersebut.

mau pasang semua jenis filter juga boleh, asal sudah menjadi sultan..... krn filter tersebut tidak dapat bekerja selamanya, tetapi memiliki nilai jenuh / umur pakai.

 

 

misal : 

+ di ketahui, kandungan air tertinggi adalah kalsium, dan di lakukan pemasangan filter resin anion & kation.

TDS hanya turun sedikit contoh 20 ppm, sedangkan kita mengharap penurunan lebih banyak, apa yang harus di lakukan?

    - pasang lebih banyak filter resin anion & kation atau pakai sistem loop (air di sirkulasikan ke filter resin anion & kation berkali2 sampai mendapat TDS air yang di inginkan)

 

 + setelah penambahan filter karbon aktif di bagian akhir pemrosesan, TDS air kok jadi naik?, sedang air yang keluar dari filter resin anion & kation / filter magnase greensand TDS nya sudah sesuai harapan? mengapa? dan kenapa? :D

    - filter karbon aktif menyerap dan melepas, untungnya yang di serap adalah hal2 merugikan, sedangkan yang di lepas adalah hal2 baik.

filter karbon aktif akan melepaskan mineral, dan  mineral yang di lepaskan merupakan mineral yang membuat air terasa segar.

 

jadi bila menggunakan sistem loop untuk menurunkan TDS, jangan sertakan filter karbon aktif.

filter karbon aktif hanya pergunakan di awal dan akhir proses saja.

 

tanpa adanya mineral yang di lepas karbon aktif, air akan terasa tidak enak di minum.

contoh seperti filter RO, output pasti di pasang filter karbon aktif untuk memberi "rasa" pada air, "rasa" air adalah segar, tanpa "rasa" air tidak enak......

 

contoh perubahan TDS air dengan aplikasi karbon aktif di akhir pengolahan

 

contoh gambar tidak menyertakan filter karbon aktif di awal pengolahan, seharusnya di pasang setelah filter spun / sedimen, untuk menghilangkan klorin / kaporit sebelum masuk ke proses filter besi, mangan, kalsium

 

 

bila isi artikel ini salah, harap diabaikan dan mmohon di maafkan......

karena tulisan ini adalah hasil percobaan sendiri tanpa uji lab dan hanya berbekal TDS meter dan berkali2 meminum hasil pengolahan untuk mengetahui "rasa" hasil keluaran masing2 filter atau setelah di kombinasikan

**sebelum air di minum, terlebih dahulu di proses dengan ozon

menghitung kemampuan heat sink (thermal resistance heat sink)

heat sink (pembuang panas)

heat sink merupakan komponen pasif yang berfungsi memindahkan panas ke medium lain di lingkungan sekitarnya (dalam pembahasan ini adalah udara)

apakah heat sink penting?
tentu sangat penting, di bidang elektronik di pergunakan sebagai pendingin transistor, ic (regulator tegangan, prosesor, driver, dll)

berapakah ukuran heat sink yang sesuai?
terdapat di datasheet yang di keluarkan produsen heat sink, pilih sesuai kebutuhan

tapi, saat saya membeli heat sink di toko, semuanya tidak ada datasheetnya...
sedangkan heat sink ini akan saya potong sesuai ketebalan box panel.
berapa sebenarnya kemampuan heat sink saya membuang panas?

Ahaaaaa........ saya ada solusinya !!!! (seperti iklan home shooping di tv)


1.langkah -langkah :

marking heat sink ke kertas

1.1.ukur panjang permukaan heat sink, bagian belakang yang menempel dengan peralatan tidak usah di hitung

hasil marking dan pengukuran

1.2.dari hasil pengukuran heat sink yang di pergunakan,
panjang permukaan samping dan depan total (p) : 485 mm  (bagian belakang 50 mm tidak usah di ukur)

tinggi heat sink (t) = 51 mm
luas permukaan fin (A) = p x t
luas permukaan fin (A) = 485 mm x 51 mm
luas permukaan fin (A) = 23358 mm2
luas permukaan fin (A) = 2,3358 x 10^-2  m2

1.3.hitung thermal resistance heat sink to ambient (temperatur udara sekitar) (Rth)

ukur temperatur ambient (udara ruangan), misal (Ta) = 30 degC
nilai convective heat transfer coefisien terendah (hc) = 10 W/m.K
(di ambil nilai terendah adalah untuk keamanan, saat terdapat parameter temperatur udara ruangan berubah dalam box misal, sedikit mengalami kenaikan, panas komponen elektronik tidak melebihi batas max nya)

Rth = 1 / ( hc x A )
Rth = 1 / ( 10 W/m.K  x  2,3358 x 10^-2  m2 )
Rth = 4,2812 C/W

kemampuan / thermal resistance heat sink sudah di ketahui, Rth = 4,2812 C/W
dan nilai Rth heat sink ini adalah nilai heat sink to ambient Rth(j-a) = 4,2812 C/W


2.aplikasi heat sink :

heat sink di pergunakan untuk mendinginkan regulator tegangan LM7805
tegangan input regulator (Vin) = 15 V
tegangan output regulator (Vout) = 5 V
arus di tarik dari regulator ke beban (I) = 1A
thermal resistance junction to case Rth(j-c) = 4 C/W (lihat di datasheet LM 7805)
temperatur inti / junction LM 7805 max = 150 degC (lihat di datasheet LM 7805)

2.1. hitung power dissipation regulator tegangan

power dissipation adalah daya yang di buang regulator tegangan LM7805 menjadi panas untuk mempertahankan tegangan output.

power dissipation (P) = (Vin - Vout) x I
power dissipation (P) = (15V - 5V) x 1A
power dissipation (P) = 10 Watt

2.2. hitung temperatur inti / junction LM7805

thermal resistance case to heat sink Rth(c-h), adalah thermal resistance antara body LM7805 dengan heat sink.
thermal resistance nya di buat serendah mungkin dengan menggunakan thermal paste (agar tidak terdapat celah udara, yang mengakibatkan penyaluran panas LM7805 ke heat sink rendah)

contoh thermal paste dg thermal resistance = 0,225 C.in2/W

thermas paste pada contoh gambar di atas, nilai Rth(c-h) harus di hitung berdasar thermal resistance thermal paste tsb dengan luas permukaan body / case LM7805 (luas case LM7805 (A) = 0,2325 in2)
Rth(c-h) thermal paste contoh gambar = thermal resistance thermal paste / luas case LM7805
Rth(c-h) thermal paste contoh gambar = 0,225 C.in2/W  x  0,2325 in2
Rth(c-h) thermal paste contoh gambar = 0,97 C/W

tetapi di sini kita pergunakan thermal paste dengan nilai Rth(c-h) = 0.3 C/W

temperatur junction (Tj) = ( P x ( Rth(j-c) + Rth(c-h) + Rth(h-a) )) + Ta
temperatur junction (Tj) = ( 10W x ( 4 C/W + 0,3 C/W +  4,2812 C/W  )) + 30 degC
temperatur junction (Tj) = 115,812 degC

2.3. hitung temperatur pada masing masing bagian

- berapa temperatur di heat sink ?
heat sink (Th) = ( P x  Rth(h-a) ) + Ta )
heat sink (Th) = ( 10 W  x  4,2812 C/W ) + 30 degC
heat sink (Th) = 72,812 degC

- berapa temperatur di case/body LM7805 yg menempel di heat sink ?
temperatur case (Tc) = ( P x ( Rth(c-h) + Rth(h-a) )) + Ta
temperatur case (Tc) = ( 10 W  x  ( 0,3 C/W + 4,2812 C/W )) + 30 degC
temperatur case (Tc) = 75,812 degC 

3.keimpulan

temperatur junction (Tj) LM7805 saat beroperasi = 115,812 degC dan
temperatur inti / junction LM 7805 max = 150 degC (lihat di datasheet LM 7805)

temperatur junction (Tj) LM7805 saat beroperasi < temperatur inti / junction LM 7805 max.
jadi kapasitas heat sink di atas untuk membuang panas LM7805 dinyatakan CUKUP

langkah langkah perhitungan dalam video.

video link : https://youtu.be/dDOWqLpOYmU

menghitung panas kabel berdasar arus mengalir [VIDEO]

video link: https://youtu.be/ZcZLW56sj1U

resistansi inti kabel mengakibatkan rugi daya (daya diubah menjadi panas)
video sebelumnya : https://888-88.blogspot.com/2020/05/menghitung-rugi-tegangan-dan-daya-pada.html

panas inti kabel tidak boleh melebihi kemampuan isolator.
untuk isolator dengan bahan PVC, batas max adalah 60 derajat C
kesalahan pemilihan ukuran kabel yang tidak sesuai dengan arus yang mengalir, akan menyebabkan panas kabel yang tinggi dan kemudian dapat melelehkan isolator atau mencairkan inti kabel

perhitungan di video ini, merupakan metode pengecekan tambahan dari perhitungan pemilihan ukuran kabel berdasarkan kerapatan arus (current density) ataupun tabel spesifikasi produsen.

current density untuk pemilihan ukuran kabel yang sering di pakai adalah 3A/mm2 untuk kabel berisolator dan di tempatkan dalam tray cable berventilasi.

kabel yang di tempatkan dalam ruang sempit dan tertutup, perlu di ketahui temperatur ruang di sekitarnya (saat beroperasi), agar dapat di ketahui panas max inti kabelnya.

menghitung rugi tegangan dan daya pada kabel listrik [VIDEO]

video link : https://youtu.be/vwaXjy9DLo4

luas penampang dan panjang kabel akan mempengaruhi jumlah kehilangan / rugi tegangan dan daya pada kabe penghantar / transmisi listrik.

kehilangan / rugi tegangan dan daya pada kabel, berdampak pada tingginya tagihan listrik dan rendahnya supply daya maupun tegangan listrik pada peralatan (sehingga peralatan tidak dapat bekerja secara optimal )

penggunaan kabel yang tidak sesuai dengan arus yang mengalir, akan menyebabkan panas berlebih dan akan mengakibatkan isolator kabel meleleh atau terbakar.
panas yang lebih tinggi akan mengakibatkan inti kabel membara / meleleh / putus.

Bila kabel dengan panas berlebih menempel pada benda yang mudah terbakar sepeti kayu, platik, kertas, kain, dll, akan mengakibatkan kebakaran

bersambung ke video berikutnya : https://888-88.blogspot.com/2020/05/menghitung-panas-kabel-berdasar-arus.html

merencanakan final audio amplifier

ada yang berpendapat audio amplifier adalah elektronika level terendah.
wow... mungkin yang berpendapat seperti itu hanya melihat kesederhanaan rangkaian audio amplifier tanpa mengetahui teknis dari rangkaian tersebut (mungkin, dengan melihat contoh sekema / beli papan pcb jadi, pasang2 komponen audio amplifier sudah berhasil di buat)

rangkaian amplifier akan di temukan pada banyak rangkaian elektronika, baik dari rangkaian transistor tunggal sampai rangkaian komplek yang di kemas dalam sebuah IC

rangkaian audio amplifier merupakan rangkaian op-amp berdaya besar, bila dikembangkan dapat dipergunakan untuk berbagai aplikasi.
misal :
- driver motor dc H bridge, memiliki rangkaian seperti audio amplifier BTL
- ic op-amp di pasaran hanya mampu menerima tegangan rendah, sedangkan op-amp dalam audio amplifier mampu di supply dengan teganggan yang relatif tinggi (posisi pada stage pertama audio amplifier) dan karakter frekuensi dapat di atur dengan output class A (rendah distorsi, IC opamp kebanyakan output cass B)
- inverter sine wave DC-AC
- dll


ke inti pembahasan.. 
final audio amplifier berupa transistor berdaya tinggi, yang umum di pergunakan perakit adalah transistor sanken dan toshiba, kedua transistor ini suka di banding2kan hasil bass nya (empuk, deb, glerr.....)

final audio amplifier : class B/AB

gambar di atas konfigurasi transistor final class B/AB, yang membedakan kedua class ini adalah rangkaian driver di belakangnya.
mengapa mengambil contoh class B/AB ?
krn lebih mudah di pahami, akan di kembangkan menjadi BTL, GB, H, G dll tergantung masing2 orangnya

"berapa jumlah transistor untuk travo 10A ?"
"toshiba 3 set di supply travo berapa A ?"
"5A opo kuat ngangkat 15x2 12x4 ?"
"sanken 4 set opo kuat nyebul 18x2 ?"
ini adalah sebagian kecil pertanyaan yang ada di group facebook audio amplifier

bagi perancang audio amplifier tulian ini tidak berguna, bagi yang awam semoga membantu.
perhitungan adalah pendekatan, di sarankan memberi excess (menambah) jumlah daya transistor hasil perhitungan sebesar 25% - 50% lebih besar (karena transistor di pasaran kebanyakan KW, dan temperatur ruang daerah tropis lebih tinggi)

--->>

contoh #1:
- amplifier mono dengan beban 2 speker @ 8 ohm di pasang secara parallel
- supply arus dari travo murni, I(max) = 10A
- excess = 25%

di cari :
- jumlah transistor yang diperlukan
- daya / power speaker (rms)
- tegangan supply

perhitungan :
beban : parallel 2 speaker @ 8 ohm = 4 ohm
Pc transistor(max) = Collector Power Dissipation (kemampuan max transistor membuang panas) (Watt)

1.1.tegangan supply =  I(max) * beban
tegangan supply = 10 A * 4 ohm
tegangan supply =  40 Vdc

1.2.Pc transistor(max) = (( I(max) ^2 ) * beban ) /  2
Pc transistor(max) = (( 10 A ^2 ) * 4 ohm ) / 2
Pc transistor(max) = 200 Watt

1.2.1.kebutuhan transistor = ( Pc transistor(max) * excess ) + Pc transistor(max)
kebutuhan transistor = (200 W * 25%) + 200 W = 250 Watt

1.3.daya speaker continue (p-p) = ( I(max) ^2 ) *beban 
daya speaker continue (p-p) = (10 A ^2) * 4 ohm
daya speaker continue (p-p) = 400 Watt

1.3.1.daya masing masing speaker (p-p)  = daya speaker continue (p-p) / jumlah speaker  
daya masing masing speaker (p-p) = 400 W / 2 = 200 Watt ( karena parallel 2 speaker )

1.3.2.daya masing masing speaker (rms) = daya masing masing speaker (p-p) / 2^0.5
daya masing masing speaker (rms) = 200 W / 2^0.5
daya masing masing speaker (rms) = 141.4 Watt rms

** label speaker terdapat 2 buah daya/power, daya continue (rms) dan daya max (peak)
*** daya continue nilainya lebih rendah dari daya max. beli berdasar daya continue

dari hasil perhitungan :
# tegangan supply = 40 Vdc
** tegangan supply adalah tegangan yang berada di collector transistor final, bukan dari travo
*** untuk tegangan dari travo di tambahkan 1,8Vdc - 2Vdc (tegangan maju diode penyearah)
**** tegangan travo = tegangan supply + tegangan maju diode
tegangan travo = 40 Vdc + 2Vdc
tegangan travo = 42 Vdc (29.6 Vac)

# daya masing masing speaker (rms) = 141.4 Watt rms

# untuk transistor sanken Pc = 200W @ 25 degC
jumlah transistor = 250W / 200W
jumlah transistor = 1.25 set ( dibulatkan 2 set )

# untuk transistor toshiba Pc = 150W @ 25 degC
jumlah transistor = 250W / 150W
jumlah transistor = 1.7 set ( dibulatkan 2 set )

final audio amplifier : rugi tegangan / tegangan hilang

pada contoh #1, merupakan perhitungan ideal dan tidak memperhitungkan rugi-rugi tegangan (V lost)
rugi-rugi tegangan di sebabkan karakter dari transistor itu sendiri.
transistor akan memiliki hambatan tegangan saat saturasi/hidup/mengalirkan arus.
pada konfigurasi commond emitter (seperti gambar di atas) terdapat  hambatan tegangan, dalam datasheet adalah Vbe (dari grafik Vbe - Ic atau Vbe(on))

untuk keamanan dan mempermudah perhitungan, tetapkan Vbe pada nilai maximumnya (baca di datasheet transistor, setiap seri transistor nilai Vbe akan berbeda)
jumlahkan semua Vbe transistor dalam rangkaian emitter follower (dalam gambar TIP 41C & 2SC2922)

--->>

contoh #2:
- amplifier mono dengan beban 2 speker @ 8 ohm di pasang secara parallel
- supply arus dari travo murni, I(max) = 10A
- excess = 25%
- rugi tegangan = 3.4 Vdc

di cari :
- jumlah transistor yang diperlukan
- daya / power speaker (rms)
- tegangan supply

perhitungan :
beban : parallel 2 speaker @ 8 ohm = 4 ohm
Pc transistor(max) = Collector Power Dissipation (kemampuan max transistor membuang panas) (Watt)

2.1.tegangan supply =  ( I(max) * beban ) + rugi tegangan
tegangan supply = ( 10 A * 4 ohm ) + 3.4 Vdc
tegangan supply =  43.4 Vdc

2.2.Pc transistor(max) = (( I(max) ^2 ) * beban ) /  2
Pc transistor(max) = (( 10 A ^2 ) * 4 ohm ) / 2
Pc transistor(max) = 200 Watt

2.2.1.kebutuhan transistor = ( Pc transistor(max) * excess ) + Pc transistor(max)
kebutuhan transistor = (200 W * 25%) + 200 W = 250 Watt

2.3.daya speaker continue (p-p) = ( I(max) ^2 ) *beban 
daya speaker continue (p-p) = (10 A ^2) * 4 ohm
daya speaker continue (p-p) = 400 Watt

2.3.1.daya masing masing speaker (p-p)  = daya speaker continue (p-p) / jumlah speaker  
daya masing masing speaker (p-p) = 400 W / 2 = 200 Watt ( karena parallel 2 speaker )

2.3.2.daya masing masing speaker (rms) = daya masing masing speaker (p-p) / 2^0.5
daya masing masing speaker (rms) = 200 W / 2^0.5
daya masing masing speaker (rms) = 141.4 Watt rms

** label speaker terdapat 2 buah daya/power, daya continue (rms) dan daya max (peak)
*** daya continue nilainya lebih rendah dari daya max. beli berdasar daya continue

dari hasil perhitungan :
# tegangan supply = 43.4 Vdc
** tegangan supply adalah tegangan yang berada di collector transistor final, bukan dari travo
*** untuk tegangan dari travo di tambahkan 1,8Vdc - 2Vdc (tegangan maju diode penyearah)
**** tegangan travo = tegangan supply + tegangan maju diode
tegangan travo = 43.4 Vdc + 2Vdc
tegangan travo = 45.4 Vdc (32.1 Vac)

# daya speaker (rms) = 141.4 Watt rms

# untuk transistor sanken Pc = 200W @ 25 degC
jumlah transistor = 250W / 200W
jumlah transistor = 1.25 set ( dibulatkan 2 set )

# untuk transistor toshiba Pc = 150W @ 25 degC
jumlah transistor = 250W / 150W
jumlah transistor = 1.7 set ( dibulatkan 2 set )


kesimpulan :
contoh#1 dan contoh#2 memiliki parameter yang sama
contoh#1 tidak menghitung tegangan rugi tegangan transistor, tegangan travo yang di butuhkan  = 42 Vdc (29.6 Vac)
contoh#2 menghitung tegangan rugi tegangan transistor, tegangan travo yang di butuhkan  = 45.4 Vdc (32.1 Vac)

--->>

tegangan dan rugi daya..
tegangan output travo / smps dipasaran telah di tetapkan oleh pembuatnya 12Vac, 18Vac, 25Vac, 32Vac, 45Vac, 55Vac
akan sulit mencari tegangan travo pasaran, sesuai teganggan seperti contoh#1, sedangkan contoh#2 sesuai dengan output travo di pasaran (32Vac)
penerapaan tegangan jauh di atas perhitungan akan mengakibatkan pemborosan daya, pemborosan daya di sebabkan  transistor harus mempertahankan tegangan menuju speaker

contoh#3:
- amplifier mono dengan beban 2 speker @ 8 ohm di pasang secara parallel
- tegangan travo = 45Vac (63.6Vdc)
- supply arus dari travo murni, I(max) = 10A
- excess = 25%
- rugi tegangan diode penyearah = 2 Vdc

di cari :
- rugi daya

perhitungan :
beban : parallel 2 speaker @ 8 ohm = 4 ohm
Pc transistor(max) = Collector Power Dissipation (kemampuan max transistor membuang panas) (Watt)

3.1.tegangan supply = tegangan travo - rugi tegangan diode penyearah
tegangan supply = 63.6 Vdc - 2 Vdc
tegangan supply = 61.6 Vdc
** tegangan supply adalah tegangan yang berada di collector transistor final

3.2.Pc transistor(max) = ( tegangan supply ^2 ) / ( 4 * Rspk )
Pc transistor(max) = ( 61.6 Vdc ^2 ) / ( 4 * 4 ohm )
Pc transistor(max) = 237.16 Watt

3.2.1.arus transistor(now) = ( Pc transistor(max)  / Rspk ) ^ 0.5
arus transistor(now) = (  237.16 W  / 4 ohm ) ^ 0.5
arus transistor(now) = 7.7 A

3.2.2.tegangan speaker(now) = arus transistor(now) * beban
tegangan speaker(now) = 7.7 A * 4 ohm
tegangan speaker(now) = 30.8 Vdc

3.2.3.tegangan transistor(Vce) = tegangan supply - tegangan speaker(now)
tegangan transistor(Vce) = 61.6 Vdc - 30.8 Vdc
tegangan transistor(Vce) = 30.8 Vdc

3.2.4.daya speaker(now) = ( arus transistor(now) ^2 ) * beban 
daya speaker(now) = (7.7 A ^2) * 4 ohm
daya speaker(now) = 237.16 Watt

3.2.5.daya speaker continue (p-p) = ( I(max) ^2 ) *beban 
daya speaker continue (p-p) = (10 A ^2) * 4 ohm
daya speaker continue (p-p) = 400 Watt
** daya speaker continue (p-p) adalah daya speaker peak yang dapat terjadi, saat amplifier mengeluarkan daya maximum. dalam contoh ini terdapat 2 speaker, jadi daya amplifier terbagi pada 2 speaker masing2 200 Watt (p-p)


# pada titik ini, tegangan transistor(Vce) sama dengan tegangan speaker(now).
dan Collector Power Dissipation (Pc) memiliki nilai tertinggi (puncak) sehingga
di gunakan sebagai refferensi untuk mencari jumlah kebutuhan transistor

3.3.daya out travo(p-p) = I(max) * tegangan travo
daya out travo(p-p) = 10 A * 63.6Vdc
daya out travo(p-p) = 636 Watt


dari hasil perhitungan :
# daya out travo(p-p) = 636 Watt
# daya di buang transistor (Pc) = 237.16 Watt
# daya di pergunakan speaker(p-p) = 237.16 Watt (daya speaker(now))

3.4.rugi daya(max) = ( Pc transistor(max) / daya out travo(p-p) ) * 100%
rugi daya(max) = ( 237.16 W / 636 W ) * 100%
rugi daya(max) = 37.28 %

# rugi daya(max) pada amplifier dengan supply tegangan 45Vac (63.6Vdc) = 37.28 %
** semakin tinggi rugi daya, transistor akan semakin panas

3.5.kebutuhan transistor = ( Pc transistor(max) * excess ) + Pc transistor(max)
kebutuhan transistor = (237.16 W * 25%) + 237.16 W = 296.45 Watt

# untuk transistor sanken Pc = 200W @ 25 degC
jumlah transistor = 296.45 W / 200W
jumlah transistor = 1.48 set ( dibulatkan 2 set )

# untuk transistor toshiba Pc = 150W @ 25 degC
jumlah transistor = 296.45 W / 150W
jumlah transistor = 1.97 set ( dibulatkan 2 set )

--->>

contoh#4:
- amplifier mono dengan beban 2 speker @ 8 ohm di pasang secara parallel
- tegangan travo = 32Vac (45.3Vdc)
- supply arus dari travo murni, I(max) = 10A
- excess = 25%
- rugi tegangan diode penyearah = 2 Vdc

di cari :
- rugi daya

perhitungan :
beban : parallel 2 speaker @ 8 ohm = 4 ohm
Pc transistor(max) = Collector Power Dissipation (kemampuan max transistor membuang panas) (Watt)

4.1.tegangan supply = tegangan travo - rugi tegangan diode penyearah
tegangan supply = 45.3 Vdc - 2 Vdc
tegangan supply = 43.3 Vdc
** tegangan supply adalah tegangan yang berada di collector transistor final

4.2.Pc transistor(max) = ( tegangan supply ^2 ) / ( 4 * Rspk )
Pc transistor(max) = ( 43.3 Vdc ^2 ) / ( 4 * 4 ohm )
Pc transistor(max) = 117.18 Watt

4.2.1.arus transistor(now) = ( Pc transistor(max)  / Rspk ) ^ 0.5
arus transistor(now) = (  117.18 W  / 4 ohm ) ^ 0.5
arus transistor(now) = 5.4125 A

4.2.2.tegangan speaker(now) = arus transistor(now) * beban
tegangan speaker(now) = 5.4125 A * 4 ohm
tegangan speaker(now) = 21.65 Vdc

4.2.3.tegangan transistor(Vce) = tegangan supply - tegangan speaker(now)
tegangan transistor(Vce) = 43.3 Vdc - 21.65 Vdc
tegangan transistor(Vce) = 21.65 Vdc

4.2.4.daya speaker(now) = ( arus transistor(now) ^2 ) * beban 
daya speaker(now) = (5.4125 A ^2) * 4 ohm
daya speaker(now) = 117.18 Watt

4.2.5.daya speaker continue (p-p) = ( I(max) ^2 ) *beban 
daya speaker continue (p-p) = (10 A ^2) * 4 ohm
daya speaker continue (p-p) = 400 Watt
** daya speaker continue (p-p) adalah daya speaker peak yang dapat terjadi, saat amplifier mengeluarkan daya maximum. dalam contoh ini terdapat 2 speaker, jadi daya amplifier terbagi pada 2 speaker masing2 200 Watt (p-p)


# pada titik ini, tegangan transistor(Vce) sama dengan tegangan speaker(now).
dan Collector Power Dissipation (Pc) memiliki nilai tertinggi (puncak) sehingga
di gunakan sebagai refferensi untuk mencari jumlah kebutuhan transistor

4.3.daya out travo(p-p) = I(max) * tegangan travo
daya out travo(p-p) = 10 A * 45.3Vdc
daya out travo(p-p) = 453 Watt


dari hasil perhitungan :
# daya out travo(p-p) = 453 Watt
# daya di buang transistor (Pc) = 117.18 Watt
# daya di pergunakan speaker(p-p) = 117.18 Watt (daya speaker(now))

4.4.rugi daya(max) = ( Pc transistor(max) / daya out travo(p-p) ) * 100%
rugi daya(max) = ( 117.18 W / 453 W ) * 100%
rugi daya(max) = 25.86 %

# rugi daya(max) pada amplifier dengan supply tegangan 32Vac (45.3Vdc) = 25.86 %
** semakin tinggi rugi daya, transistor akan semakin panas

4.5.kebutuhan transistor = ( Pc transistor(max) * excess ) + Pc transistor(max)
kebutuhan transistor = ( 117.18 W * 25%) +  117.18 W = 146.48 Watt

# untuk transistor sanken Pc = 200W @ 25 degC
jumlah transistor = 146.48  W / 200W
jumlah transistor = 0.73 set ( dibulatkan 1 set )

# untuk transistor toshiba Pc = 150W @ 25 degC
jumlah transistor = 146.48  W / 150W
jumlah transistor = 0.97 set ( dibulatkan 1 set )

--->>

kesimpulan :
contoh#3 dan contoh#4 memiliki parameter yang sama, hanya berbeda penggunaan tegangan supply dari travo
semakin tinggi supply tegangan yang di terapkan, semakin tinggi pula rugi daya amplifier
contoh#3 daya out travo(p-p) = 636 Watt
contoh#4 daya out travo(p-p) = 453 Watt

# untuk eff travo 80%, daya pln yang di tarik :
contoh#3 = 795 Watt (p-p) ( 562.1 Watt (rms) )
contoh#4 = 566,25 Watt (p-p) ( 400.4 Watt (rms) ) ( 71,2 % dari contoh#3)

# jumlah transistor :
jumlah transistor lebih sedikit pada contoh#4, dengan daya output amplifier yang sama dengan contoh#3
contoh#3 jumlah transistor = 2 set
contoh#4 jumlah transistor = 1 set

** Watt (rms) adalah daya rata2 listrik AC, daya pln menggunakan daya rms
*** RMS ( Root Mean Square ) dalam bahasa indonesia Akar Pangkat, listrik 1 phase = 2^0.5 ,  listrik 3 phase 3^0.5

tds meter bongkar dan kalibrasi

tds meter TDS-3

tds meter... pernah mendengar, mengetahui, meraba, melihat, menerawang?
yang tidak mengetahui apa itu tds meter... jurus sakti "ngangsu kaweruh" ke mbah google.
mbah google akan menjawab dengan gamblang baik fungsi, aplikasi, sampai harga jualnya


di sini tidak membahas cara merawat, menyimpan, atau menjual tds meter. tapi akan membahas isi tds meter, dan iseng2 mencari tahu cara kerjanya.

tds meter yang akan di bahas adalah TDS-3, karena murah 19rb  (diluar onkgir) sudah bisa membeli TDS-3 (TDS-3 adalah merek), bila rusak saat di bongkar tidak membuat penyesalan yang terlalu mendalam.
dan pengaplikasianya untuk pada media air (depo air isi ulang, hidroponik krn nilai max nya 9990 ppm)

komponen tds meter

komponen tds meter TDS-3

board TDS-3 hanya berisi 2 komponen aktif, selebihnya komponen pasif yang jumlahnya juga sedikit
komponen utamanya "sepertinya" mikrokontroller, (yang tidak di ketahui jenis, seri, perusahaan pembuatnya krn hanya polos tanpa marking apapun) dan eeprom penyimpan data
terdapat komponen yang tidak kalah pentingnya, yaitu sensor temperatur (tidak cek berupa NTC atau PTC)

sensor temperatur bersungsi sebagai acuan untuk kalibrasi angka yang di tampilkan tds meter berdasar temperatur air saat itu (boleh di katakan kompenasi suhu)

sensor temperatur apakah penting?
ya.... karena pengukuran tds dengan metode conductivity terpengaruh dengan temperatur, semakin tinggi temperatur larutan, nilai tds akan semakin tinggi
sebaliknya semakin rendah temperatur larutan, nilai tds akan semakin rendah walaupun jumlah partikel terlarut pada air jumlahnya tetap pada temperatur berapapun (anggap tidak menguap)

nah di sinilah fungsi sensor temperatur. setiap kenaikan 1 degC nilai tds akan naik 2%-4%, jadi angka yang di tampilkan akan di kurangi sebesar 2%-4% setiap kenaikan suhu 1 degC.

dari hasil coba2 menaikan temperatur di area sensor, nilai tampilan tds akan berubah secara konstan
pada TDS-3 di dapat faktor koreksi suhu menggunakan nilai 3% setiap degC

titik refferensi adalah temperatur 25 degC, tampilan nilai tds diatas temperatur 25 degC merupakan pengurangan, sedangkan tampilan nilai tds dibawah temperatur 25 degC merupakan penambahan


---
contoh : 
nilai tds air standar di ukur pada temperatur 25 degC = 100ppm, saat temp air 30 degC,
nilai pengukuran dengan tds meter tanpa sensor temperatur :

** perhitungan hanya berlaku pada TDS-3
*** perhitungan tidak menggunakan refferensi dari manapun, murni hasil percobaan, kesalahan hasil bukan tanggung jawab penulis
**** masukan rumus dalam excel akan mempermudah perhitungan

tampilan tds meter = (( 1 + ( 0.03 * ( temp air sekarang - 25 ))) * tds air )

tampilan tds meter = (( 1 + ( 0.03 * ( 30- 25 ))) * 100 )
tampilan tds meter = 115 ppm

air yang seharusnya bernilai 100ppm, akan terbaca 115 ppm
dengan sensor temperatur, pembacaan tds meter akan di kurangi 15%, dan di tampilkan 100ppm

contoh : 
nilai tds air standar di ukur pada temperatur 25 degC = 100ppm, saat temp air 22 degC,
nilai pengukuran dengan tds meter tanpa sensor temperatur :

** perhitungan hanya berlaku pada TDS-3
*** perhitungan tidak menggunakan refferensi dari manapun, murni hasil percobaan, kesalahan hasil bukan tanggung jawab penulis
**** masukan rumus dalam excel akan mempermudah perhitungan

tampilan tds meter = (( 1 + ( 0.03 * ( temp air sekarang - 25 ))) * tds air )

tampilan tds meter = (( 1 + ( 0.03 * ( 22- 25 ))) * 100 )
tampilan tds meter = 91 ppm

air yang seharusnya bernilai 100ppm, akan terbaca 91 ppm
dengan sensor temperatur, pembacaan tds meter akan di tambah 9%, dan di tampilkan 100ppm


---
TDS-3 memiliki sensor yang berada di dalam casing dan tidak di celup dalam air berdampingan dengan elektrode/probe, tapi di atas probe. temperatur di baca melalui probe, di transferkan ke lembar pcb. ini menyebabkan ketidak akuratan pengukuran.
ketidak akuratan ini di sebabkan sensor lebih banyak membaca temperatur udara luar di banding temperatur air, sedangkan elektrode/probe mengukur tds dalam air.

contoh kasus #1 :

TDS-3 di simpan dalam bangunan di kebun hidroponik, dan akan di pergunakan untuk meracik nutrisi 1200ppm di dalam kebun dengan temperatur 33 degC,temperatur air dari sumur 24 degC

saat meracik, tampilan sensor temperatur TDS-3 terbaca 33 degC (tekan tombol "temp") dan tds 1200ppm.
nutrisi 1200ppm yang di tampilkan tidak akurat karena sudah dikurangi faktor koreksi

** perhitungan hanya berlaku pada TDS-3
*** perhitungan tidak menggunakan refferensi dari manapun, murni hasil percobaan, kesalahan hasil bukan tanggung jawab penulis
**** masukan rumus dalam excel akan mempermudah perhitungan

tds real = ((( 1 + ( 0.03 * ( temp tds meter - 25 ))) * angka tds meter ) / ( 1 + ( 0.03 * ( temp air - 25 ))))

tds real = ((( 1 + ( 0.03 * ( 33 - 25 ))) * 1200 ) / ( 1 + ( 0.03 * ( 24 - 25 ))))
tds real = 1534.020619 ppm (1534 ppm)

nutrisi yang sebenarnya di racik adalah 1534 ppm, akan bermasalah bila nutrisi di aplikasikan pada bawang putih, peterseli (nutrisi berlebih)

contoh kasus #2 :

sebaliknya saat TDS-3 di simpan dalam ruang ber AC misal 21degC, dan akan di pergunakan untuk meracik nutrisi 1200ppm dengan temperatur air dari sumur 24 degC

saat meracik, sensor temperatur TDS-3 terbaca 21 degC (tekan tombol "temp") dan tds 1200ppm.
nutrisi 1200ppm yang di tampilkan tidak akurat karena sudah ditambah faktor koreksi

** perhitungan hanya berlaku pada TDS-3
*** perhitungan tidak menggunakan refferensi dari manapun, murni hasil percobaan, kesalahan hasil bukan tanggung jawab penulis
**** masukan rumus dalam excel akan mempermudah perhitungan

tds real = ((( 1 + ( 0.03 * ( temp tds meter - 25 ))) * angka tds meter ) / ( 1 + ( 0.03 * ( temp air - 25 ))))

tds real = ((( 1 + ( 0.03 * ( 21 - 25 ))) * 1200 ) / ( 1 + ( 0.03 * ( 24 - 25 ))))
tds real = 1088.659794 ppm (1088.7 ppm)

nutrisi yang sebenarnya di racik adalah 1088.7 ppm, akan bermasalah bila nutrisi di aplikasikan pada hidroponik cabai, strawberry, bayam, seledri (nutrisi kurang)


---
saran penggunaan TDS-3
pada penggunaan TDS-3 sebaiknya mencelup tds meternya dalam waktu yang lama dalam air, sehingga temperatur casing mendekati temperatur air.

untuk keakuratan, pengguna TDS-3 sebaiknya memiliki thermoneter untuk mengukur temperatur air sebenarnya (pergunakan jenis batang kaca yang di jual di toko alat lab, jangan digital karena memerlukan kalibrasi).

bandingkan dengan temperatur yang di baca TDS-3 (tekan tombol "temp"). bila terdapat selisih, lakukan perhitungan manual

contoh :

- temperatur air : 24 degC
- temperatur TDS-3 : 27 degC
- membuat larutan nutrisi 1200 ppm
- mencari nilai tds yang di tampilkan pada TDS-3 agar nutrisi tepat 1200 ppm

** perhitungan hanya berlaku pada TDS-3
*** perhitungan tidak menggunakan refferensi dari manapun, murni hasil percobaan, kesalahan hasil bukan tanggung jawab penulis
**** masukan rumus dalam excel akan mempermudah perhitungan

angka tds meter  = (tds real *  ( 1 + ( 0.03 * ( temp air - 25 )))) / ( 1 + ( 0.03 * ( temp tds meter - 25 )))

angka tds meter  = (1200 *  ( 1 + ( 0.03 * ( 24 - 25 )))) / ( 1 + ( 0.03 * ( 27 - 25 )))
angka tds meter  = 1098.113208 ppm (1098 ppm)

untuk meracik nutrisi 1200 ppm standar, maka hentikan penambahan nutrisi dalam air sampai tampilan tds meter 1098 ppm


---
sekarang bagian iseng2 mencari tahu cara kerjanya, alat yang di pakai oscilloscope mini dan harga sudah mulai murah

baca signal elektrode/probe tds meter

dalam pengukuran, output elektrode/probe tds meter merupakan pulsa tegangan AC, dengan lebar pulsa setengah gelombang adalah 100uS pada bagian positif dan +/-80 uS pada bagian negatif probe oscilloscope

periode, T = 2 x 100uS = 200uS (ambil terbesar saja)
frekuensi yang di pergunakan,
f = 1 / T
f = 1/ 200uS = 5000 Hz (5 kHz)

dengan frekuensi 5 kHz pada tegangan AC , maka partikel dalam air belum dapat bergerak ke arah elektrode (pergerakan partikel terlarut dalam air mengakibatkan hasil pengukuran tidak dapat diprediksi)
jadi TDS-3 sudah mengikuti standar tds meter dan hasil pengukuranya dapat di percaya (tentu sesudah melakukan kalibrasi)

output elektrode #1 pulsa poitif dengan reff gnd

output elektrode #2 pulsa positif dengan reff gnd

tegangan AC pada elektrode/probe TDS-3 bukan hanya di keluarkan oleh 1 elektrode, tetapi manipulasi dari kedua elektrode yang bergantian mengeluarkan tegangan DC positif, sedangkan lainya terhubung ke GND
tidak ada elektrode/probe yang menghasilkan tegangan negatif.

skema tds meter TDS-3

pengukuran tds mengunakan resistor pembagi tegangan. antara resistor R1=1k dengan elektrode/probe tds meter R-tds (elektrode/probe tds meter akan menghasilkan resistansi saat dil lalui tegangan AC).
resistansi elektrode/probe tds meter akan bernilai tak terhingga, bila partikel dalam air / tds adalah 0 ppm

tegangan hasil pembagian resistor akan di baca oleh ADC melalui R2 = 1k.
semakin rendah tds air, tegangan yang menuju ADC semakin tinggi, sebaliknya makin tinggi tds air, tegangan yang menuju ADC semakin rendah.

nilai ADC akan di konversikan menjadi angka EC atau ppm (TDS-3 hanya menampilkan nilai PPM)

contoh :
- air bermineral/berpatrikel larut pada temperatur 25 degC
- tegangan output IO #1 = 3V
- cell constant TDS-3, k = 7.14285714 cm-1 ( di hitung dari luas penampang, jarak antar elektrode)
- tegangan di baca ADC = 2,4V

perhitungan nilai tds air
R-tds = (Vadc * R1) / (Vio - Vadc)
R-tds = (2.4 * 1000) / ( 3 - 2.4)
R-tds = 4000 ohm

cell conductance, G = 1/R-tds
G = 1 / 4000 = 0.00025 mho

conductivity = k * G
conductivity = 7.14285714 *  0.00025
conductivity = 0.001785714 S/cm (Siemens/cm)
conductivity = 1.785714 mS/cm (nilai EC)

konversi angka EC ke ppm
TDS-3 menggunakan skala kalibrasi 500 ppm
tds = 1.785714 mS/cm * 500 ppm/(mS/cm)
tds = 892.857 ppm

angka tersebut merupakan nilai tds air pada temperatur 25 degC, pada temperatur selain 25 degC, nilai tds akan berubah, maka lakukan perhitungan kalibrasi (lihat contoh perhitungan di atas)
atau pasang sensor temperatur sebagai faktor koreksi dan lakukan perhitungan dalam mikrokontroller