Wednesday

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

Monday

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

Friday

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 kem
ampuan 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.