Cara Menghitung Kemampuan Trafo Terhadap Watt Power Amplifier

“Kemampuan Trafo Terhadap Power Amplifier” apa sih maksudnya? Berapa ampere trafo dan berapa volt tegangan yang dipakai itu adalah 2 unsur yang mempengaruhi daya keluaran power amplifier. Trafo 10 ampere dengan 5 ampere dan atau tegangan 32V dan 42volt tentu akan memberikan hasil amplifier yang berbeda. Penting untuk mengetahui ini agar kita bisa merakit sebuah power amplifier seperti yang kita inginkan, aman dan efektif.

Power supply adalah unsur penting dalam sebuah perangkat elektronik termasuk power amplifier. Dan trafo adalah komponen yang menentukan berapa volt dan berapa ampere supply listrik yang dihasilkan oleh power supply. Jadi trafo sangat menentukan daya keluaran dari sebuah amplifier.

Pentingnya mengetahui kemampuan trafo sebelum membuat power amplifier.

Dalam sebuah power amplifier semua tidak bisa berdiri sendiri, atau saling terkait erat. Trafo harus bisa menangani rangkaian power dan rangkaian power harus bisa menangani beban atau speaker. Hal ini karena dalam elektronika/kelistrikan mengenal hukum Ohm, yang dinyatakan secara matematis dengan rumus persamaannya yaitu V =x1*R, I = V/R, dan R = V/I. V adalah voltase(V), I adalah kuat arus(A), dan R adalah hambatan (Ω).

Yang saya mau katakan adalah : Kita tidak bisa sembarangan merakit sebua power amplifier, mulai dari trafo hingga speaker harus seimbang. Jika tidak seimbang sudah pasti akan mempengaruhi kualitas suara bahkan sangat mungkin merusak salah satu dari unsur komponen power amplifier, bisa transistor final, speaker, dan trafo itu sendiri.

Jadi meskipun kamu otodidak seperti saya, setidaknya ada sedikit kepahaman agar amplifier yang kita rakit bisa bekerja semaksimal mungkin. Setuju? Kalu iya, baca artikel ini sampai tuntas.

Pembahasan Cara Mengetahui potensi daya keluaran power amplifier berdasarkan tegangan dan arus trafo yang akan digunakan.

Sebagai pedoman, kita bisa mulai dengan hitungn-hitungan sebagai berikut dibawah.

Menghitung berdasarkan tegangan

Untuk bisa menghitung kemampuan trafo, kita mungkin juga perlu untuk melihat kemampuan tegangan(Volt). Untuk tujuan ini kita bisa berpatokan kepada rumus dasar daya dan tegangan yakni : P = Vpeak²/R. Mungkin berbeda kalau kita disuruh menghitung daya output amplifier yang sudah jadi, kita bisa menggunakan Vrms menjadi  P = Vrms²/R seperti dalam artikel yang ini  → Cara mudah menghitung daya keluaran power amplifier.

Karena kita amplifiernya belum dirakit, maka kita bisa menggunakan rumus P = Vpeak²/R untuk mengetahui kemampuan tegangan(Volt); rumus yang bisa kita gunakan disini adalah berdasarkan Vpeak yaitu P = Vpeak²/R

• P = daya output yang memungkinkan
• Vpeak = tegangan puncak.
• R = beban adalah impedansi speaker

Dari ke tiga lambang rumus diatas mungkin kamu sudah paham, tapi bagaimana dengan Vpeak, apakah sudah tahu?. Berikut sedikit penjelasan tentang Vpeak atau tegangan puncak.

Vpeak atau adalah bentuk gelombang tegangan yang diukur dari sumbu horizontal (pada tanda referensi ketinggian 0) ke puncak bentuk gelombang, yang disebut lambang bentuk gelombang.

Contoh melihat tegangan puncak untuk tegangan 10V tegangan simetris (-10V 0 +10V).

Bagaimana jika tegangan 10V non CT?

Penjelasan singkatnya bisa kita lihat seperti diatas Namun  jika kamu butuh penjelasan lebih detail silahkan dicari di buku atau sumber lain misalnya wikipedia. Seharusnya ini tak perlu saya bahas, masalahnya saya khawatirnya nanti akan ada saja yang tanya melalui komentar. Belajarlah untuk tidak berpatok hanya dari 1 sumber saja. 😀

Baiklah kita kembali ke topik →

Sekarang marilah kita coba mengambil sebuah contoh menghitung rumus berdasarkan satu kasus : Diketahui sebuah power OCL tegangan trafo 32VAC, dan speaker yang dipakai 8Ω.

Sebelum memasukkan kedalam rumus, tegangan AC 32V dari trafo kita ketahui dulu jika sudah disearahkan karena power amplifier menggunakan tegangan DC. 32VAC jika sudah di DC-kan akan bertambah yakni menjadi 45VDC(dibulatkan). Cara menghitungnya :

VDC = VAC x 1.414
VDC = 32VAC X 1.414
VDC = 45,245

Kita bulatkan saja menjadi 45VDC.

Kita lanjutkan menghitung daya keluaran →

Rumus : P = Vpeak²/R

P = 45²/8

P = 2025/8

p = 253.125

Jadi daya keluaran yang bisa dihasilkan dari tegangan 32VAC adalah 250Watt(dibulatkan) secara teori. Lalu pertanyaannya jika power ada 2 channel atau stereo, maka beban harus kita kalikan dengan 2(asumsi speaker masing-masing power adalah 8Ω. Jadi sebagai contoh :

P = 45²/2.8

P = 2025/16

p = 126.5625

Diketahui daya keluaran yang bisa dihasilkan dari tegangan 32VAC(tegangan trafo) adalah 126watt perchanel.

Bagaimana jika pakai speaker yang lebih rendah misalnya 4Ω. Mari coba kita hitung :

P = 45²/4

P = 2025/4

p = 506.25

Hasilnya, daya keluaran yang bisa dihasilkan menjadi lebih besar 2kalilipat.

Perlu dipahami bahwa untuk mengetahui daya keluaran amplifier(watt) kita tidak bisa hanya berdasarkan rumus tegangan seperti diatas saja. Hal ini karena kuat arus(Ampere)  juga sangat menentukan. Mari kita lanjutkan pembahasannya.

Menghitung berdasarkan arus

Sebagai contoh kasus : Diketahui sebuah power OCL menggunakan trafo 5A, tegangan 32VAC, dan speaker yang dipakai 8Ω.

Untuk menghitung itu kita bisa menggunakan rumus menghitung daya P = V.I
P = daya (W)
V = Voltase(V)
I = Arus (A)
Seperti biasa kita perlu mengonversi tegangan AC32V dari trafo setelah disearahkan menjadi tegangan DC, yaitu 45V.

Rumus P = V . I
P = 45 X 5
P = 225W

Jadi trafo 5A murni dengan tegangan 35VAC bisa memberi supply pada power OCL daya output  peak sebesar 225W.

Lalu pada akhirnya cara hitung-hitungan diatas menghasilkan kesimpulan dan temuan-temuan yang bisa menjawab beberapa pertanyaan umum yang sering ditanyakan (Q&A):

Q :Apakah berarti power OCL 150 watt yang menggunakan 1set final TIP 29/3055 yang banyak dijual dipasaran memang bisa mengeluarkan daya sebesar 150W jika diberi tegangan dari trafo 5A 32VAC ?

A: Jawabannya bisa dimungkinkan karena tegangan sebesar 45Vdc mampu menghasilkan daya hingga sebesar 153W dengan beban speaker 8Ω, dan itu juga didukung oleh tr final TIP 29/3055 yang memiliki disipasi daya 150W.

Q: Apakah berarti jika final itu ditambahkan 1 set lagi bisa 300watt?

A: Jawabannya masih mungkin, tapi untuk saat ini kita perlu menggunakan speaker 4Ω, alasannya karena dengan 32VAC trafo maksimal daya keluarannya adalah 153W jika beban/speaker 8Ω – dan bisa hingga 500W jika pakai speaker 4Ω.

Q: Misalnya power OC-Lnya tadi adalah stereo, dengan 1 set tr final perchanel dengan speaker 8Ω, apakah masing-masing chasnnel bisa meggeluarkan daya 150W?

A: Tidak bisa, karena tegangan 32VAC dari trafo seusai rumus hanya mampu 126W peak jika power amp stereo. Dan itu adalah kali dua,  atau masing-masing channel 126W. Trafonya yang memiliki ampere 5A bahkan masih belum cukup untuk daya keluaran 2x126W karena maksimalnya hanya bisa 225W Mono. Jika stereo maka 225W/2 channel =112W.

Jadi apabila power OCL stereo dengan 1 set transistor final per-channel TIP/293055, pakai trafo 5A 32Vac maka maksimal hanya di 112Wpeak.

Q: Bagaimana jika tegangan trafonya adalah 42VAC 5A dan stereo?

A:

VDC = VAC x 1.414
VDC = 42VAC X 1.414
VDC = 59.388, dibulatkan menjadi 60VDC

P = 60²/2.8

P = 3600/16

p = 225W

Ternyata per-chanel bahkan bisa mengeluarkan daya 225W. Tapi tunggu dulu, itu kurang mungkin dilakukan karena disipasi sepasang transistor TIP 29/3055 adalah 150W; artinya jika diberi tegangan 42VAC atau 60VDC( setelah disearahkan) akan membuat transistor final overheat dan bisa terbakar. Maka jalan keluarnya adalah kita harus menambah 1 pasang tr final lagi untuk tiap channel power amp-nya. Bisa lebih aman, tapi sayangnya trafonya hanya 5A, sehingga daya outputnya pun masih belum mungkin untuk bisa mencapai angka 150Wpeak per-channel karena maksimal hanya bisa 225W. Jadi untuk saat ini kamu masih harus puas di ouput 112Wpeak/channel.

Jadi solusi supaya bisa mengakomodasi output hingga 150W/channel, maka trafo harus ditingkatkan amperenya. Jika pakai trafo 10A dengan tegangan 45Vdc maka :

Rumus P = V . I
P = 45VDC X 10A
P = 450W

Maka jika kamu menggunakan trafo 10A dengan tegangan 32Vac(trafo) untuk power OCL 150 stereo dengan 2 set transistor final TIP29/3055, maka memungkinkan untuk memperoleh daya output power amplifier sebesar 150Wpeak/channel dengan speaker 8Ω/channel. Dan jika pakai 4Ω, kita bisa menggunakan rumus tegangan seperti diatas :

P = 60²/2.4Ω

P = 3600/8

p = 450W

Jawabannya bisa, karena tegangan 60VDC bisa mengakomodasi untuk keperluan hingga 450W, tapi tidak bisa untuk menghasilkan daya 300W per-channel meski 2 set transistor TIP29/3055 bisa 300W. Alasannya trafo 10A maksimal hanya bisa mendukung 450W untuk 1 unit power/mono, dan jika dipakai untuk stereo maka bisa dibagi 2 = 225.

Kesimpulan; power OCL stereo 2 set TIP29/3055 per-channel dengan trafo 10A dan tegangan 45Vac dengan speaker 4Ω memungkinkan di keluaran 225W per-channel.

CATATAN: Daya keluaran power amplifier bisa dicapai ketika trafo bisa mengakomodasi jumlah tegangan listrik yang diperlukan atau lebih besar dari kemampuan power dan beban. Tapi?

Masih ada tapinya nih 😀 . Dari tadi kita belum membicarakan berapa watt speaker yang bisa dipakai. Ingat Watt speaker tidak menunjukkan daya speaker, tapi seberapa kuat speaker tersebut bisa menerima daya dari amplifier dan power supply sebesar itu.

Misalnya kamu memiliki power yang perchanelnya mampu mengeluarkan daya keluaran maksimal 150W, maka speaker kamu setidaknya 150W jika 8Ω, dan bisa terbakar jika pakai 4Ω @150W – karena semakin kecil beban/speaker akan meningkatkan daya keluaran dan akan terbakar ketika power amplifier dan power supply bisa mendukung daya lebih dari itu.

Baca juga : Cara Menyambung Banyak Speaker yang Benar pada Audio Sound System

Contoh: Power OCL stereo 2 set TIP29/3055 per-channel dengan trafo 10A dan tegangan 45Vac memungkinkan untuk 225W per-channel jika pakai speaker 4Ω. Maka jika pakai 4Ω 225W akan aman, namun 4Ω dibawah 225W berisiko jebol ketika power mencapai 225Watt peak. Lalu bagaimana jika 8Ω? Maka daya maksimal kira-kira akan turun separo, jika 225W @4Ω maka bisa turun menjadi 112W – maka speaker yang aman adalah 8Ω 112W keatas.

Baca juga : Harga Speaker ACR 15″ 2019, Semua Seri, Jenis, Dan Peruntukannya

Bagaimana jika 2 buah speaker 8Ω/150W di pararel?  Jika dipararel; 2x speaker 8Ω akan menjadi 4Ω, maka spekaer yang aman adalah 2×8Ω @225W. Lalu jika 4Ω dipararel? akan menjadi 2Ω, bisa jebol power amplifiernya karena kepanasan. Makanya kita perlu hati-hati dan perhitungan jika menyangkut power amplifier, selain agar hasilnya bagus, efektif biaya, dan juga aman.

Demikian cara sederhana mengetahui kekuatan trafo yang akan dipakai untuk menyuplai tegangan sebuah power amplifier. Semoga bermanfaat!

Disclaimer: Hitung-hitungan ini adalah hitung-hitungan yang sangat sederhana, yang mungkin tidak sedetail seperti yang disarankan oleh industri atau yang diajarkan dibangku pendidikan, tapi setidaknya bisa memberikan gambaran singkat betapa pentingnya untuk menghitung listrik ketika kita merakit sebuah amplifier. Dan berdasarkan praktek cara ini masih bisa dikatakan bekerja dengan baik dan sudah dipraktekkan berkali-kali oleh penulis.