images

Reaksi Kimia Proses Pengosongan dan Pengisian Baterai

Baterai,, komponen yang satu ini pastilah sudah akrab bagi kita. Bahkan kehidupan sehari-hari kita tidak pernah terlepas dari peran benda ajaib ini. Mulai dari baterai alkali, li-ion, nickel cadmium, accu, dll.

Ditinjau dari sifatnya, baterai dapat dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer adalah baterai yang tidak bisa dimuati lagi jika muatan listriknya sudah habis kita gunakan (unrechargedable battery) sedangkan baterai sekunder adalah baterai yang dapat diisi ulang/ dimuati lagi (rechargadable battery). Proses elektrokimia baterai sekunder bersifat reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Reversible artinya di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik, dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, yaitu pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel baterai. Jadi dapat dikatakan bahwa reaksi kimia yang terjadi pada proses charging dan discharging saling berkebalikan.
Baterai juga merupakan salah satu komponen utama dalam kendaraan bermotor, baik alat berat, mobil atau motor, semua memerlukan baterai untuk dapat menghidupkan engine (mencatu arus pada dinamo starter kendaraan). Baterai mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik. Baterai untuk Alat Berat dan mobil biasanya mempunyai tegangan sebesar 12 Volt, sedangkan untuk motor ada tiga jenis yaitu, dengan tegangan 12 Volt, 9 volt dan ada juga yang bertegangan 6 Volt. Kesemuanya tentu saja merupakan baterai rechargedable. Di kendaraan bermotor, sistem pengisian baterai menggunakan alternator dan regulator tegangan yang akan mengisi baterai selama engine hidup.
Bila ditinjau dari elemennya, baterai dibagi menjadi baterai basah dan baterai kering.
Baterai basah
media penyimpan arus listrikjni merupakan jenis paling umum digunakan. baterai jenis ini masih perlu diberi air baterai yang dikenal dengan sebutan accu zuur. Selain baterai jenis ini, ada beberapa jenis baterai basah lainnya :
– Low Maintenance
Jenis ini bentuknya mirip dengan baterai basah biasa dan tetap punya lubang pengisian di atasnya. Bedanya, baterai ini sudah diisi air sejak dari pabrik. Untuk pengisian air baterai (bukan dengan accu zuur) bisa dilakukan dalam 6 bulan hingga 1 tahun.
 – Maintenance Free
Baterai jenis ini tidak mempunyai lubang pengisian air, meski berisi cairan. Mirip jenis low maintenance, baterai ini juga sudah diisi air dari pabrik. Bahan perak yang dipakai buat elektroda membuat airnya tidak menguap. Kalaupun menguap akan dikembalikan lagi ke dalam. Keuntungannya adalah baterai jenis ini tidak butuh perawatan
Baterai Kering
Baterai jenis ini tidak memakai cairan, mirip seperti baterai telpon selular. Baterai ini tahan terhadap getaran dan suhu rcndah. Dimensinya yang kecil bisa menimbulkan keuntungan dan kerugian. Keuntungannya, tak banyak makan tempat. Sedangkan kerugiannya, tidak pas di dudukan baterai aslinya. baterai jenis ini samasekali tidak butuh perawatan, tetapi rentan-terhadap pengisian berlebih dan pemakaian arus yang sampai habis, karena bisa merusak sel-sel penyimpanan arusnya.
Kutub positif baterai menggunakan lempeng timbal peroksida dan kutub negatifnya menggunakan lempeng timbal sedangkan larutan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat. Ketika baterai dipakai, terjadi reaksi kimia yang mengakibatkan endapan pada elektroda negatif (reduksi) dan elektroda positif (oksidasi). Akibatnya, dalam waktu tertentu antara kedua elektroda tidak ada beda potensial, artinya baterai menjadi kosong. Supaya baterai dapat dipakai lagi, harus diisi dengan cara mengalirkan arus listrik kearah yang berlawanan dengan arus listrik yang dikeluarkan baterai itu. Ketika baterai diisi akan terjadi pengumpulan muatan listrik. Pengumpulan jumlah muatan listrik dinyatakan dalam ampere jam disebut tenaga baterai. Pada kenyataannya, pemakaian baterai tidak dapat mengeluarkan seluruh energi yang tersimpan dalam baterai itu. Oleh karenanya, baterai mempunyai rendemen atau efisiensi.
Pada kesempatan yang lalu saya telah membahas mengenai cara atau prosedur melakukan pengisian baterai, maka pada kesempatan kali ini akan dibahas mengenai proses reaksi kimia pada proses pengosongan dan pengisian baterai itu sendiri yang bila diilustrasikan dalam animasi yang saya buat sebagai berikut:
Proses Pengosongan / discharge battery
Bila baterai dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir ke elektroda positif (PbO2) melalui beban dari elektroda negatif (Pb), kemudian ion-ion negatif mengalir ke  elektroda positif dan ion-ion positif mengalir ke elektroda negatif. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya elektron yang bergerak ke dan/atau dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi elektron untuk mengalir.
Reaksi kimia yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut:
Setiap molekul cairan elektrolit Asam sulfat (H2SO4) dalam sel tersebut pecah menjadi dua yaitu ion hydrogen yang bermuatan positif (2H+) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (SO42-)
gbr4

Bila baterai dibebani, maka tiap ion negatif sulfat (SO42-)akan bereaksi dengan plat timah murni (Pb) menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil melepaskan dua elektron. Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+ ) akan bereaksi dengan plat timah peroksida (PbO2) menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk membentuk air (H2O). Pengambilan dan pemberian elektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan timbulnya beda potensial listrik antara kutub-kutub sel baterai.

Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi (tenaga baterai) habis alias dalam keadaan discharge.
gbr5
PbO2 = Timah peroxida (katub positif / anoda)
Pb = Timah murni (kutub negatif/katoda)
2H2SO4= Asam sulfat (elektrolit)
PbSO4 = Timah sulfat (kutub positif dan negatif setelah proses pengosongan)
H2O= Air yang terjadi setelah pengosongan
Pada saat baterai dalam keadaan discharge maka hampir semua asam melekat pada pelat-pelat dalam sel sehingga cairan eletrolit konsentrasinya sangat rendah dan hampir melulu hanya terdiri dari air (H2O), akibatnya berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1 kg/dm3 dan ini mendekati berat jenis air yang 1 kg/dm3. Sedangkan baterai yang masih berkapasitas penuh berat jenisnya sekitar 1,285 kg/dm3. Nah, dengan perbedaan berat jenis inilah kapasitas isi baterai bisa diketahui apakah masih penuh atau sudah berkurang yaitu dengan menggunakan alat hidrometer. Hidrometer ini merupakan salah satu alat yang wajib ada di bengkel baterai (bengkel yang menyediakan jasa setrum/cas baterai). Selain itu pada saat baterai dalam keadaan discharge maka 85% cairan elektrolit terdiri dari air (H2O) dimana air ini bisa membeku, cover baterai pecah dan pelat-pelat menjadi rusak.
Proses Pengisian
Proses ini adalah kebalikan dari proses pengosongan dimana arus listrik dialirkan yang arahnya berlawanan dengan arus yang terjadi pada saat pengosongan. Pada proses ini setiap molekul air terurai. Ion oksigen yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif membentuk timah peroxida (PbO2). Sedangkan tiap pasang ion hidrogen (2H+) yang dekat plat negatif bersatu dengan ion negatif Sulfat (SO4–) pada plat negatif untuk membentuk asam sulfat. Akibatnya berat jenis cairan elektrolit bertambah menjadi sekitar 1,285 (pada baterai yang terisi penuh).Proses reaksi kima yang terjadi adalah sebagai berikut :
 gbr6
images

charging battery / mengisi ulang baterai

Charging/ Mengisi baterai merupakan mengalirkan energi listrik dari luar sehingga terjadi reaksi pada elektrolit dan sel-sel baterai untuk mengembalikan muatan listrik baterai yang berkurang setelah digunakan. Pengisian baterai dapat dikelompokan menjadi dua kelompok yaitu:

1. Pengisian Normal / pengisian lambat/ slow charging
2. Pengisian Cepat / fast charging


1. Pengisian Normal
Pengisian normal adalah pengisian dengan besar arus yang normal/ kecil, besar arus pengisian normal sebesar 10 % dari kapasitas baterai. Contoh baterai 50 AH maka besar arus pengisian 50 x 10/100 = 5 A. Lama pengisian tergantung hasil pengukuran berat jenis elektrolit baterai, karena dari berat jenis dapat diketahui berkurangnya kapasitas baterai. Waktu pengisian sesungguhnya adalah 1,2 -1,5 kali dari hasil perhitungan.


Contoh: Hasil pengukuran baterai dengan kapasitas 50 AH menunjukan berat jenis 1,18 pada temperature 20 ºC. (bila pengukuran dilakukan tidak pada suhu 20ºC maka hasilnya harus disetarakan, karena elektrolit akan berkurang berat jenisnya sebanyak 0,0007 setiap kenaikan suhu 1ºC). Dari data tersebut bila dibandingkan dengan grafik hubungan berat jenis dengan kapasitas diketahui bahwa pada saat itu energi yang hilang dan perlu perlu diisi sebesar 40 %. atau sebesar:


40 % x 50 AH, yaitu sebesar 20 AH.


Dengan demikian besar arus:
10 % x kapasitas = 10/100 x 50 = 5 Amper


Waktu pengisian:
Kapasitas yang perlu diisi : arus pengisian = 20 : 5 = 4 jam.


Waktu pengisian sesungguhnya adalah:
4 x 1,2 = 4,8 jam sampai 4 x 1,5 = 6 jam


Produsen kendaraan memproduksi kendaraan dengan jumlah besar dan untuk kendaraan komersial banyak digunakan dengan mesin 1500 – 2000 CC, dengan kapasitas mesin yang relatif sama maka digunakan kapasitas baterai yang relatif sama pula, sehingga untuk memudahkan menentukan besar arus pengisian dibuat table khusus, sehingga mekanik lebih cepat menentukan ukuran arus untuk kepentingan pengisian.


Di bawah ini tabel besar arus dan lama pengisian baterai pada beberapa hasil pengukuran elektrolit baterai pada baterai 50 AH.
Berat jenis elektrolit Metode pengisian Pengisian lambat (5A) Pengisian cepat (20 A)
Kurang dari 1,100
1.100 –1,130
1,130 – 1,160
1,160 – 1,190
1,190 – 1,220
Diatas 1,220
14 jam
12 jam
10 jam
8 jam
6 jam
4 jam
4 jam
3 jam
2,5 jam
2,0 jam
1,5 jam
1,0 jam

 

2. Pengisian cepat


Pengisian cepat adalah pengisian dengan arus yang sangat besar. Besar pengisian tidak boleh melebihi 50% dari kapasitas baterai, dengan demikian untuk baterai 50 AH, besar arus pengisian tidak boleh melebihi 25 A.


Prosedur pengisian cepat sebenarnya sama dengan pengisian normal, yang berbeda adalah besar arus pengisian yang diatur sangat besar. Selain itu juga faktor resiko yang jauh lebih besar, sehingga harus dilakukan dengan ektra hati-hati. Contoh saat pengisian normal sumbat baterai tidak dilepas tidak menimbulkan masalah yang serius sebab temperature pengisian relative rendah sehingga uap elektrolit sangat kecil, berbedah dengan pengisian cepat dimana arus yang besar menyebabkan temperature elektrolit sangat tinggi sehingga penguapan sangat besar, bila sumbat tidak dilepas kotak baterai dapat melengkung akibat tekanan gas dalam sel baterai yang tidak mampu keluar akibat lubang ventilasi kurang.


Pengisian cepat sering dilakukan untuk membantu kendaraan yang mogok atau sedang dalam proses perbaikan, sehingga baterai tidak diturunkan dari kendaraan. Pada kasus pengisian cepat di atas kendaraan yang perlu diingat adalah lepas kabel baterai negatip sebelum melakukan pengisian, hal ini disebabkan saat pengisian cepat tegangan dari battery charging lebih besar dari pengisian normal, kondisi ini potensial merusak komponen elektronik dan diode pada alternator.


Pengisian lebih dari dua baterai
Pengisian baterai yang lebih dari satu buah dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu :
b. Merangkai secara Paralel
c. Merangkai secara seri


a. Rangkaian Paralel 2 baterai


1) Buka sumbat bateri tempatkan sumbat pada wadah khusus agar tidak tercecer. Pelepasan sumbat ini dengan tujuan untuk sirkulasi uap yang dihasilkan elektrolit saat pengisian, dan menghindarai tekanan pada sel baterai akibat gas yang dihasilkan
2) Hubungkan kabel positip baterai 1 dengan terminal positip baterai 2 kemudian hubungkan dengan klem positip battery charger. Demikian pula untuk terminal negatip. Hati-hati jangan sampai terbalik, bila terbalik akan timbul percikan api, bila dipaksa baterai akan rusak, pada battery charger model tertentu dilengkapi dengan indicator, dimana bila pemasangan terbalik akan muncul bunyi peringatan.


3) Hubungkan battery charger dengan sumber listrik 220 V
4) Pilih selector tegangan sesuai dengan tegangan baterai, misal baterai 12 V maka selector digerakan kearah 12 V.
5) Hidupkan battery charger, dan setel besar arus sesuai dengan kapasitas baterai
6) Besar arus merupakan jumlah arus yang dibutuhkan untuk baterai 1 dan baterai 2. misalnya untuk mengisi dua baterai 50 AH dibutuhkan arus pengisian sebesar 10% x(2 x50)) = 10 A., mengisi baterai 50 AH dan 40 AH maka diperlukan arus sebesar 10 % x (40+50) = 9 A.
7) Setel waktu yang diperlukan untuk pengisian (untuk battery charging yang dilengkapi timer), bila tidak dilengkapi maka catat waktu mulai proses pengisian. Waktu yang diperlukan sesuai dari hasil pengukuran berat jenis elektrolit masing-masing baterai.
8) Bila pengisian sudah selasai, maka mematikan battery charger,
9) Lepas klep battery charger pada terminal baterai, lakukan terminal negatip dahulu, klem jangan dilepas saat battery charge masi hidup, sebab akan terjadi percikan api pada terminal sat dilepas dan menimbulkan ledakan pada baterai akibat uap baterai terbakar. Uap baterai adalah gas hydrogen yang mudah terbakar dan mudah meledak.


b. Rangkaian Seri 2 baterai


1) Buka sumbat bateri tempatkan sumbat pada wadah kusus agar tidak tercecer. Pelepasan sumbat ini dengan tujuan untuk sirkulasi uap yang dihasilkan elektrolit saat pengisian, dan menghindarai tekanan pada sel baterai akibat gas yan dihasilkan
2) Hubungkan kabel positip baterai 1 dengan terminal positip baterai 2 kemudian hubungkan dengan klem positip battery charger. Demikian pula untuk termianal negatip. Hati-hati jangan sampai terbalik, bila terbalik akan timbul percikan api, bila dipaksa baterai akan rusak, pada battery charger model tertentu dilengkapi dengan indicator, dimana bila pemasangan terbalik akan muncul bunyi peringatan.
3) Hubungkan battery charger dengan sumber listrik 220 V
4) Pilih selector tegangan sesuai dengan total tegangan baterai, issal 2 baterai 12 V dirangkai seri maka tegangan menjadi 24 V maka selector digerakan kearah 24 V.
5) Hidupkan battery charger, dan setel besar arus sesuai dengan kapasitas baterai yang paling kecil. Misalkan besar untuk mengisi dua baterai 50 AH dibutuhkan arus pengisian sebesar 10% x 50 = 5 A., mengisi baterai 50 AH dan 40 AH maka diperlukan arus sebesar yang digunakan 10 % x 40 AH = 4 A.
6) Setel waktu yang diperlukan untuk pengisian (untuk battery charging yang dilengkapi timer), bila tidak dilengkapi maka catat waktu mulai proses pengisian. Waktu yang diperlukan sesuai dari hasil pengukuran berat jenis elektrolit masing-masing baterai.
7) Bila pengisian sudah selasai, maka mematikan battery charger,
8) Lepas klep battery charger pada terminal baterai, lakukan terminal negatip dahulu, klem jangan dilepas saat battery charge masi hidup, sebab akan terjadi percikan api pada terminal saat dilepas dan menimbulkan ledakan pada baterai akibat uap baterai terbakar. Uap baterai adalah gas hydrogen yang mudah terbakar dan mudah meledak.


Kelebihan dan Kelemahan Metode Mengisi Baterai Seri dan Paralel
Metode mengeisi baterai lebih dari satu memiliki kelemahan dan kelebihan masing-masing.




Kelebihan utama pengisian dengan parallel adalah:
+ Tegangan pengisian rendah yaitu 12 V, sehingga rancangan trafo yang digunakan lebih sederhana.
+ Tetap aman meskipun kapasitas baterai tidak sama


Kelemahan:
– Tidak mampu menentukan dengan pasti berapa besar arus yang mengalir ke tiap baterai, sehingga sulit menentukan waktu pengisian yang tepat
– Arus listrik yang dialirkan merupakan arus total pengisian, sehingga arusnya yang mengalir cukup besar sehingga kabel maupun klem buaya untuk pengisian harus berukuran besar.


Kelebihan rangkaian seri:
+ Mampu menentukan dengan pasti berapa besar arus yang mengalir ke tiap baterai, sehingga dapat menentukan waktu pengisian dengan tepat.
+ Arus listrik yang dialirkan besarnya sama untuk semua baterai, sehingga muda ditentukan waktu pengisiannya.
+ Besar arus pengisian normal berdasarkan kapasitas baterai yang paling kecil, sehingga arus pengisian kecil dan kabel maupun klem buaya yang digunakan untuk pengisian dapat dengan ukuran lebih kecil.


Kelemahan:
– Tegangan pengisian merupakan total tegangan baterai yang diisi, issal 4 baterai 12V, berarti tegangan pengisian sebesar 48 V.
– Tidak tepat digunakan untuk baterai yang kapasitasnya bervariasi, sebab harus mengikuti arus pengisian baterai yang kapasitas kecil, sehingga untuk baterai yang kapasitasnya besar tidak terisi penuh, dan bila mengikuti baterai kapasitas besar maka pada baterai yang kapasitasnya kecil akan mengalami over charging sehingga baterai cepat rusak. Dengan demikian metode ini kurang tepat untuk baterai dengan kapasitas yang jauh berbeda.sumber:
experience/ pengalaman pribadi,
ziezilastoflove.blogspot.com
wikipedia.co.id

IMG_4758-Small

Bongkar regulator tegangan tipe semikonduktor pada alternator Nikko

Berawal dari tugas mengajar di salah satu sekolah mekanik alat berat di kota palembang beberapa waktu yang lalu, saya berkesempatan untuk mengajak para siswa untuk lebih mendalami srtuktur dan cara kerja regulator tegangan pada alternator yang digunakan pada alat berat Komatsu.Alternator merupakan komponen yang berfungsi sebagai pembangkit tegangan dengan merubah energi kinetik menjadi energi listrik. Seperti halnya pada kendaraan pada umumnya, pada alat berat alternator digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik untuk mengisi kembali baterai / akumulator. Tenaga putar dari engine akan dirubah oleh alternator menjadi energi listrik sesuai dengan kaidah tangan kanan dari flemming.  Listrik yang dibangkitkan berupa listrik AC (alternating current) dengan polaritas yang selau berubah ubah sehingga perlu disearahkan (di DC kan). Komponen yang digunakan adalah dioda rectifier, sementara itu penggunaan cincin belah / komutator sebagai penyearah sudah sejak lama ditinggalkan. Bisa jadi masih bisa ditemui hanya ada pada unit-unit lama yang sudah tidak diproduksi lagi dan populasinya juga sudah mulai habis. Listrik yang sudah searah tadi yang selanjutnya digunakan untuk mengisi kembali baterai. Dalam hal ini alternator berfungsi sebagai charging system. Selain itu, alternator juga berfungsi sebagai sumber tegangan untuk menyuplay kelistrikan alat berat selama unit dioperasikan. Lampu kerja, lampu signal, controller, radio dan peralatan elektronik lain yang ada pada alat berat akan disuplay dari baterai selama engine tidak dihidupkan.

Mengingat sedemikian vitalnya fungsi alternator, tegangan yang dihasilkan harus dijaga kestabilannya pada nilai tertentu sesuai dengan kebutuhan sistem. Tegangan yang terlalu rendah akan mengakibatkan tidak berfungsinya charging sistem sebagaimana mestinya. Tegangan yang terlalu tinggi selain mengakibatkan overcharging, juga dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem kelistrikan. dengan demikian, keberadaan regulator tegangan sangan diperlukan pada alternator.

Beragam desain regulator tegangan berkembang. Bila pada waktu yang lampau masih digunakan regulator tipe tirrill (menggunakan magnetic contactor yang sekarang sudah tidak digunakan/ diproduksi lagi) maka seiring kemajuan teknologi semikonduktor muncullah regulator type semikonduktor dan regulator dengan ic (integrated circuit) semikonduktor.

Kesempatan kali ini kita akan mempelajari rangkaian regulator tegangan pada alternator yang diproduksi Nikko Electric Industries 24 vdc yang banyak digunakan pada unit Komatsu.

Regulator ini mempunyai 2 kaki masing masing terminal R dan F serta terminal E pada body (chasisnya). Fisik dari luar dapat dilihat pada gambar berikut.

 

kemasan didesain agar tahan air, panas maupun getaran dengan dicor menggunakan karet rubber. Konsekuensinya, jika terjadi kerusakan pada komponen elektronik di dalamnya kita kesulitan membongkarnya. Membeli regulator baru akan lebih efektif dari segi kemudahan dan waktu pengerjaan.

 

Setelah rangkaian elektroniknya berhasil dibuka dan diberaihkan dari sisa sisa karet rubber yang masih menempel, kita dapat mengidentifikasi tiap komponen yang digunakan.

 

Regulator ini merupakan regulator type semikonduktor dengan transistor sebagai komponen utamanya. Dua buah tranistor tipe NPN berfungsi sebagai saklar elektronik dengan memberikan arus bias ke kaki basis sehingga kaki colector dan emitor terhubung. Kedua transistor dirangkai sedemikian rupa sehingga ketika terjadi kenaikan tegangan dari alternator, transistor kedua akan aktif untuk mentanahkan arus basis transistor pertama untuk memutuskan arus penguat medan magnet pada field coil/ rotor coil (field coil alternator terhubung dengan terminal R dan F). Turunnya kemagnetan yang dibangkitkan field coil serta merta akan mengakibatkan turunnya tegangan alternator sehingga transistor kedua akan off dan transistor pertama akan on untuk kembali mengalirkan arus penguat medan magnet pada field coil alternator, begitu seterusnya.

Agar dapat berfunsi sebagaimana mestinya, transistor dilenglapi dengan komponen seperti resistor, capasitor, dioda dan dioda zener.
Sebuah dioda freewheel (D2) yang akan terhubung paralel dengan field coil (antara terminal R dan F) berfungsi sebagai penyalur arus induksi diri dari field coil ketika arus penguat medan magnet diputus.
Resistor pembagi tegangan ( R3, R4, R5, dan R6) berfungsi sebagai penurun tegangan alternator sebelum diumpankan ke dioda zener (ZD/ D1) yang terhubung reverse dengan kaki basis transystor kedua.
Resistor pull up (R1) berfungsi menghubungkan kaki basis transistor pertama (Q1) dengan terminal R agar secara default mendapat logic satu sehingga transistor pertama (Q1) akan on, sampai ketika Q2 on menghubungkannya langsung dengan ground maka akan berubah menjadi logic nol sehingga transistor 2 akan off.
Sebaliknya, Resistor pull down (R2) berfungsi menghubungkan kaki basis Q2 dengan ground agar secara default mendapat logic nol sehingga transistor 2 akan off, sampai ada trigger dari D1 maka akan berubah menjadi logic satu sehingga transistor 2 akan on.Tanpa harus ribet dengan alat ukur, pembangkit pulsa, CRO, dll, rangkaian regulator di atas dapat kita simulasikan menggunakan program livewire, proteus, electronics workbench atau yang lainnya untuk melihat lebih detil cara kerja dan parameter-parameter yang ada di tiap komponen. Saya sendiri mennggunakan livewire karena terlihat lebih menarik dan mudah dipahami siswa karena disajikan pula aliran arusnya. (mengenai penggunaan lifewire akan saya share pada kesempatan yang lain ^^)Demikian kiranya, sedikit tulisan saya mengenai regulator tipe semikonduktor. Semoga bermanfaat. Maju terus Indonesia. ^^ 

festo

simulasi pneumatic dan hydraulic system menggunakan festo fluidsim

Festo Fluidsim adalah sebuah software yang digunakan untuk simulasi sistem kontrol pneumatik dan hidraulik.

Belajar pneumatik dan hidraulik akan terasa lebih menyenangkan dengan software ini. Pada Fluidsim kita dapat membangun rancangan sebuah sistem pneumatik dan hidraulik lalu melakukan simulasi terlebih dulu sebelum mengeksekusinya di perangkat real nya. Seluruh perangkat dan komponen pneumatik dan hidraulik tersedia dan kita tinggal men-drag saja ke lembar kerja.

 

 

Capturesdf

blasting

Beberapa istilah dalam peledakan :
  1. Peledakan bias (refraction shooting) merupakan Peledakan di dalam lubang atau sumur dangkal untuk menimbulkan getaran guna penyelidikan geofisika cara seismik bias.
  2. Peledakan bongkah (block holing) merupakan Peledakan sekunder untuk pengecilan ukuran bongkah batuan dengan cara membuat lobang tembak berdiatemeter kecil dan diisi sedikit bahan peledak
  3. Peledakan di udara (air shooting) merupakan Cara menimbulkan energi seismik di permukaan bumi dengan meledakkan bahan peledak di udara
  4. Peledakan lepas gilir (off-shift blasting) merupakan Peledakan yang dilakukan di luar jam gilir kerja
  5. Peledakan lubang dalam (deep hole blasting) merupakan Cara peledakan jenjang kuari atau tambang terbuka dengan menggunakan lubang tembak yang dalam disesuaikan dengan tinggi jenjang
  6. Peledakan parit (ditch blasting) merupakan Proses peledakan dalam pembuatan parit
  7. Peledakan teredam (cushion blasting)merupakan Cara peledakan dengan membuat rongga udara antara bahan peledak dan sumbat ledak atau membuat lubang tembak yang lebih besar dari diameter dodol sehingga menghasilkan getaran yang relatif lembut
Bahan Peledak
Bahan peledak yang dimaksudkan adalah bahan peledak kimia yang didefinisikan sebagai suatu bahan kimia senyawa tunggal atau campuran berbentuk padat, cair, atau campurannya yang apabila diberi aksi panas, benturan, gesekan atau ledakan awal akan mengalami suatu reaksi kimia eksotermis sangat cepat dan hasil reaksinya sebagian atau seluruhnya berbentuk gas disertai panas dan tekanan sangat tinggi yang secara kimia lebih stabil.
Panas dari gas yang dihasilkan reaksi peledakan tersebut sekitar 4000° C. Adapun tekanannya, menurut Langerfors dan Kihlstrom (1978), bisa mencapai lebih dari 100.000 atm setara dengan 101.500 kg/cm² atau 9.850 MPa (» 10.000 MPa). Sedangkan energi per satuan waktu yang ditimbulkan sekitar 25.000 MW atau 5.950.000 kcal/s. Perlu difahami bahwa energi yang sedemikian besar itu bukan merefleksikan jumlah energi yang memang tersimpan di dalam bahan peledak begitu besar, namun kondisi ini terjadi akibat reaksi peledakan yang sangat cepat, yaitu berkisar antara 2500 – 7500 meter per second (m/s). Oleh sebab itu kekuatan energi tersebut hanya terjadi beberapa detik saja yang lambat laun berkurang seiring dengan perkembangan keruntuhan batuan.
Reaksi dan produk peledakan
Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda dari yang diharapkan karena tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak tersebut. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Proses dekomposisi bahan peledak diuraikan sebagai berikut:
  1. Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Untuk menghentikan kebakaran cukup dengan mengisolasi material yang terbakar dari oksigen. Contoh reaksi minyak disel (diesel oil) yang terbakar sebagai berikut:

    CH3(CH2)10CH3 + 18½ O2 ® 12 CO2 + 13 H2O

  2. Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 – 1000 m/s atau lebih rendah dari kecep suara (subsonic). Contohnya pada reaksi peledakan low explosive (black powder)sebagai bagai berikut:

    + Potassium nitrat + charcoal + sulfur
    20NaNO3 + 30C + 10S ——> 6Na2CO3 + Na2SO4 + 3Na2S +14CO2 + 10CO + 10N2+ Sodium nitrat + charcoal + sulfur
    20KNO3 + 30C + 10S ——> 6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S +14CO2 +10CO + 10N2

  3. Ledakan, menurut Berthelot, adalah ekspansi seketika yang cepat dari gas menjadi bervolume lebih besar dari sebelumnya diiringi suara keras dan efek mekanis yang merusak. Dari definisi tersebut dapat tersirat bahwa ledakan tidak melibatkan reaksi kimia, tapi kemunculannya disebabkan oleh transfer energi ke gerakan massa yang menimbulkan efek mekanis merusak disertai panas dan bunyi yang keras. Contoh ledakan antara lain balon karet ditiup terus akhirnya meledak, tangki BBM terkena panas terus menerus bisa meledak, dan lain-lain.
  4. Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 – 7500 m/s. Contoh kecepatan reaksi ANFO sekitar 4500 m/s. Sementara itu shock compression wave mempunyai daya dorong sangat tinggi dan mampu merobek retakan yang sudah ada sebelumnya menjadi retakan yang lebih besar. Disamping itu shock wave dapat menimbulkan symphatetic detonation, oleh sebab itu peranannya sangat penting di dalam menentukan jarak aman (safety distance) antar lubang. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan antara lain
    + TNT : C7H5N3O6 ——> 1,75 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 5,25 C
    + ANFO : 3 NH4NO3 + CH2 ——> CO2 + 7 H2O + 3 N2
    + NG : C3H5N3O9 ——> 3 CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2
    + NG + AN : 2 C3H5N3O9 + NH4NO3 ——> 6 CO2 + 7 H2O + 4 N4 + O2
Klasifikasi bahan peledak
Bahan peledak diklasifikasikan berdasarkan sumber energinya menjadi bahan peledak mekanik, kimia dan nuklir. Karena pemakaian bahan peledak dari sumber kimia lebih luas dibanding dari sumber energi lainnya, maka pengklasifikasian bahan peledak kimia lebih intensif diperkenalkan. Pertimbangan pemakaiannya antara lain, harga relatif murah, penanganan teknis lebih mudah, lebih banyak variasi waktu tunda (delay time) dan dibanding nuklir tingkat bahayanya lebih rendah. Bahan peledak permissible dalam klasifikasi di atas perlu dikoreksi karena tidak semua merupakan bahan peledak lemah. Bahan peledak permissible digunakan khusus untuk memberaikan batubara ditambang batubara bawah tanah dan jenisnya adalah blasting agent yang tergolong bahan peledak kuat.
Sampai saat ini terdapat berbagai cara pengklasifikasian bahan peledak kimia, namun pada umumnya kecepatan reaksi merupakan dasar pengklasifikasian tersebut.

Peledakan Tanbang Bawah Tanah

Tujuan Peledakan Tanbang Bawah Tanah

  • Meledakan batuan untuk mendapatkan ruang yang berfungsi sebagai jalan masuk, gudang, terowongan pipa, dan lain-lain.
  • Untuk membongkar / mengambil material (dalam kegiatan penambangan).

Hal yang paling penting dalam kegiatan tambangbaeah tanah adalah membuat lubang-lubang buatan (terowongan). Umumnya terowongan dibuat dengan arah mendatar, vertical dean miring.

Peledakan Tambang Bawah Tanah

Tahapan –tahapan pembuatan terowongan :

–          Pemboran
–          Pengisianlubang ledak
–          Pembersihan atap
–          Pemuatan dan pengangkutan
–          Persiapan kegiatan selanjutnya
Dalam melakukan kegiatan pemboran, hal yang perlu diperhatiakn adalah lubang ledak harus di bor pada tempat yang telah di tentukan dengan kemiringan yang tepat.

Dasar Peledakan Tanbang Bawah Tanah

Perbedaan yang paling mendasar antara peledakan terowongan dengan peledakan jenjang adalah dalam peledakan terowongan,  dilakukan peledakan kearah 1 bidang bebas. Sedangakan pada peledakan jenjang dilakukan kearah 2 atau lebih bidang bebas. Selai itu ruangan untuk melalukan peledakan ddi  bawah tanah sangat terbatas, sehingga batuan lebih sukar di ledakan dan perlu dibuat bidang bebas kedua yang merupakan arah peledakaan selanjutnya.
Bidang bebas kedua diperoleh dengan membuat cut pada permukaan terowongan. Cut  ini berfungsi sebagai bidang bebas pada peledakan berikutnya, yang kemudian akan diperbesar dengan dua atau lebih susunan lubang tembak peledakan.
Peladakan yang terakhir adalah peledakan lubang “Tummer” (roof holes, wall holes, and floor holes) yang akan menentukan bentuk dari terowongan.
Efisiensi  peledakan dalam terowongan sangat tergantung pada suksesnya peledakan  “cut”. “Cut” itu ssendiri dapat dibuat dalam beberapa jenis pada lubang tembak,  dan penanamannya disesuaikan dengan jenis “Cut” yang dibentuk.
Hal – hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan tipe “Cut”, anatara lain ;

  • Kondisi batuan yang akan ditembus
  • Bentuk dan ukuran terowongan
  • Kemajuan yang di targetkan, yaitu besarnya kemajuan setiap sisi peledakan yang ditentukan oleh kedalaman “Cut”.

Pola Lubang Tembak

  1. Drag Cut

Tipe ini biasa digunakan pada batuan dengan struktur perlapisan, misalnya batuan serpih. Lubang “Cut” dibuat menyudut terhadap bidang perlapisan pada bidang tegak lurus, sehingga batuan akan terbongkar menurut bidang perlapisan. Tipe “Cut” seperti ini cocok untuk terowongan berukuran kecil (lebar  1,5 – 2 m) dimana kemajuan yang besar tidak terlalu penting.

  1. Fan Cut

Pola ini cocok digunakan pada struktur batuan berlapis – lapis dan sudah jarang digunakan.
Pada tipe “Fan Cut” lubang tembak dibuat menyudut dan berada pada bidang mendatar. Stelah Cut diledakan maka batuan yang ada  diantara dua garis lubang “Cut” akan terbongkar.
Selanjutnya lubang-lubang ‘easer’ dan ‘Trimmer’ akan memperbesar bukaan ‘cut’ samapai pada bentuk geometri pada terowongan.

  1. V-Cut

Sering dipakai dalam peledakan pada terowongan. Lubang tembak pada pola ini diatur sedemikian rupa sehingga tiap dua lubang membentuk ‘V’. Sebuah ‘Cut’ dapat terdiri dari dua atau tiga pasang ‘V’, masing-masing pada posisi horizontal. Lubang – lubang tembak pada ‘Cut’ biasanya dibuat membentuk sudut 600 terhadap permukaan terowongan. Dengan demikian, panjang kemajuan tergantung pada lebar  dari terowongan, karena panjang batang bor terbatas pada lebar tersebut. Satu atau dua lubang tembak yang lebih pendek (burster) dapat dibuat di tengah ‘Cut’ untuk memperbaiki hasil pragmentasi.

  1. Pyramid Cut

Terdiri dari 4 buah lubang tembak yang saling bertemu  pada 1 titik di tengah terowongan. Untuk batuan yang keras, banyaknya lubang ‘Cut’ dapat ditambah menjadi 6 buah.

  1. Burn Cut

Berbeda dengan pola – pola ‘Cut’ sebelumnya, dimana lubang ‘Cut’ membentuk sudut satu sama lain dan tegak lurus dengan permukaan terowongan.
Pada pola Burn Cut, ada beberapa lubang cut yang tidak di isi dengan bahan peledak yang berfungsi sebagai bidang bebas terhadap lubang cut yang terisi. Lubang kosong dapat dibuat lebih dari satu dengan ukuran yang lebih besar dari pada lubang cut yang terisi.

  1. Large Hole Cut

Metode ini mirip dengan Burn Cut, terdiri dari satu atau lebih lubang kosong yang berdiameter besar, dikelilingi oleh lubang-lubang bor berdiameter kecil yang berisi bahan peledak.
Burden antara lubang – lubang yang terisi dengan lubang kosong relatif kecil. Selanjutnya lubang – lubang ledak diatur dalam segi empat yang mengelilingi bukaan. Jumlah segi empat dalam ‘Cut’ dibatasi oleh ketentuan batuan ‘Burden’ dalam segi empat terakhir tidak melebihi ‘Burden’ dari lubang Stoping.

Metode perhitungan

Untuk memudahkan perhitungan pola pemboraan dan Cross Section terowongan, akan lebih mudah yaitu, perhitungan ‘Cut’ dan bagian lain (Easer dan Trimmer).
Perhitungan sebaiknya menggunakan standar bahan peledak yang akan digunakan misalnya akan menggunkan Dynamite dengan Weight Strength = S = 1,0 atau 78 % dari Blasting Gelatine.

Perhitungan Cut

  • Untuk lubang parallel Lubang yang berada di dekat Burster.

V = 0,7 d
(berdasarkan bustafsor 1973, sebagai
pedoman penggunaan di lapangan )

Keterangan :
–          Menggunakan 1 lubang kosong
–          d = diameter lubang kosong
Jika menggunakan dua lubang, maka:
V = 0,7 x 2 d
Pengisian lubang perlu memilih Charge Concertration yang seimbang, mengingat segi empat I berdekatan dengan lubang besar yang kosong, untuk menghindari Plastic Deformation atau breakage.
Tabel berikut dapat digunakan sebagai patokan pengisian lubang pada “Paralel Hole Cut”

Nomor
Segi Empat
hb
(x H)
Lp
(x Lb)
ho
(x v)
1
2
3
4
0,05
0,05
0,20
0,33
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5

Keterangan :
hb      =      Tinggi Bottom Charge
H       =      Kedalaman Lubang
Lp      =      Konsentrasi muatan kolom
V       =      Burden
ho      =      Stemming

Untuk Lubang Menyudut

Tinggi Cut dan Burden V1 dan V2 dihitung dengan diagram
– Untuk semua lubang, tinggi dari bottom charge sama dengan :
hb.1/3 H
H  =  Kedalaman lubang
– Konsentrasi muatan kolom :1
Lp = 40 – 50 % dari Lb
–  Lubang kosong
Ho = 0,3 V1

sumber: http://www.ilmupertambangan.info

Image-1-engine

MELAKSANAKAN PEKERJAAN DASAR ENGINE

Deskripsi:
Modul Melaksanakan Pekerjaan Dasar Engine ini membahas tentang beberapa hal penting yang perlu diketahui agar dapat Melaksanakan Pekerjaan Dasar Engine secara efektif, efisien dan aman.
Cakupan materi yang dipelajari dalam modul ini meliputi : 
  • (a)Pemahaman prinsip dan cara kerja motor bensin 2 tak maupun 4 tak,
  • (b) Pemahaman prinsip kerja dari motor diesel 4 tak, 
  • (c) Pemahaman prinsip kerja system pendinginan, 
  • (d) Pemahaman prinsip kerja system pelumasan, 
  • (e) Pemahaman prinsip kerja system bahan bakar, 
  • (f) Pemahaman proses perhitungan daya motor, 
  • (g) Pemahaman konstruksi dan fungsi bagian utama Engine, 
  • (h) Pemahaman prosedur membongkar dan memasang bagian-bagian utama Engine, dan 
  • (i) Pemahaman cara pembersihan (sebelum pemasangan) Engine dengan Glass Bead.
Image-1gyt

MELAKSANAKAN PEKERJAAN DASAR POWER TRAIN

  • Kegiatan Belajar 1 : Mengidentifikasi Main Clutch Assy
  • Kegiatan Belajar 2 : Mengidentifikasi Direct/Over Drive
    Transmission Assy
  • Kegiatan Belajar 3 : Mengidentifikasi torque converter assy
  • Kegiatan Belajar 4 : Mengidentifikasi Power Shift Transmission
    Assy
  • Kegiatan Belajar 5 : Mengidentifikasi Transfer Case assy
  • Kegiatan Belajar 6 : Mengidentifikasi Shifter
  • Kegiatan Belajar 7 : Mengidentifikasi Axle dan Suspension
  • Kegiatan Belajar 8 : Mengidentifikasi Final Drive
  • Kegiatan Belajar 9 : Mengidentifikasi Steering Clutch/Brake
  • Kegiatan Belajar 10 : Mengidentikasi Air Brake System
  • Kegiatan Belajar 11 : Mengidentifikasi Engine Brake

 link download

    1 2