 |
| 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 |
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
