1. Tujuan
* Mengetahui pengertian water level sensor.
* Mengetahui fungsi komponen yang digunakan.
* Mengetahui prinsip kerja sensor air (water level sensor) pada level-level tertentu.
* Membuat rangkaian aplikasi "Sensor Pendeteksi Ketinggian Air" pada aplikasi Proteus.
2. Alat dan Bahan
A. Alat
* Baterai 12V
* Resistor
Spesifikasi :
- Resistance (Ohms) : 220 V
- Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
- Tolerance : ± 5%
- Packaging : Bulk
- Composition : Carbon Film
- Temperature Coefficient : 350ppm/°C
- Lead Free Status : Lead Free
- RoHS Status : RoHs Complient
* Transistor BC548C
- Bi-Polar NPN Transistor
- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
- Continuous Collector current (IC) is 500mA
- Emitter Base Voltage (VBE) is 5V
- Base Current(IB) is 5mA maximum
- Available in To-92 Package
Konfigurasi Pin :
Pin 1 : Collector
Pin 2 : Base
Pin 3 : Emitter
* Relay
Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
- Trigger Current (Nominal current) : 70mA
- Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
- Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
- Compact 5-pin configuration with plastic moulding
- Operating time: 10msec Release time: 5msec
- Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
Konfigurasi Pin
- Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
- Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.
- Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC the load remains connected before trigger.
- Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO the load remains disconnected before trigger.
* Alternator
Spesifikasi :
- Body material Cast Aluminum
- Weight w/o pulley 5.6 kg
- Max. rotations 13,000 x 1/min
- Moment of inertia 26 kg*cm2
- Outer diameter w/o screw 156 mm
- Length w/o pulley 172 mm
- Battery B+ connection M8
- Tightening torque at B+ 15 Nm
* Buzzer
- Rated Voltage : 6V DC
- Operating Voltage : 4 to 8V DC
- Rated Current* : ≤30mA
- Sound Output at 10cm* : ≥85dB
- Resonant Frequency : 2300 ±300Hz
- Tone : Continuous
- Operating Temperature : -25°C to +80°C
- Storage Temperature : -30°C to +85°C
- Weight : 2g
Konfigurasi Pin :
Pin 1 : Positive
Pin 2 : Negative
* LED
Spesifikasi :
- Superior weather resistance
- 5mm Round Standard Directivity- UV Resistant Eproxy
- Forward Current (IF): 30mA
- Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V
- Reverse Voltage: 5V
- Operating Temperature: -30℃ to +85℃
- Storage Temperature: -40℃ to +100℃
* Luminous Intensity: 20mcdKonfigurasi Pin :
- Pin 1 : Positive terminal of LED
- Pin 2 : Negative terminal of LED
* Lamp
- Higher lumen output: from 1850 lm to 4900 lm
- Almost constant lumen maintenance throughout the entire life of the lamp due to Luxline Plus triphosphor technology
- High colour rendering (Ra85/Class1B)
- For electronic ballast operation only giving greater efficiency and advantages in improved starting and life performance
- Optimised ambient operating temperature at 35° C (max lumen output) allows compact luminaire designs
- Reduced storage volume and transportation costs
- Average rated life: up to 20000 hours
* Tactile Switch ( Button )
- Mode of Operation: Tactile feedback
- Power Rating: MAX 50mA 24V DC
- Insulation Resistance: 100Mohm at 100v
- Operating Force: 2.55±0.69 N
- Contact Resistance: MAX 100mOhm
- Operating Temperature Range: -20 to +70 ℃
- Storage Temperature Range: -20 to +70 ℃
3. Dasar Teori
* Sensor Air
Sensor air atau water level sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi ketinggian air sehingga dapat memberitahukan bahwa air dalam bak atau tangki sudah penuh.
* Baterai
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Baterai dalam sistem PV mengalami berulang kali siklus pengisian dan pengosongan selama umur pakainya. Siklus hidup (cycle life) baterai adalah banyaknya pengisian dan pengosongan hingga kapasitas baterai turun (melemah) dan tersisa 80% dari kapasitas nominalnya. Pabrik baterai biasanya mencantumkan siklus hidup pada spesifikasi teknis baterai. Mencantumkan satu nilai siklus hidup (cycle life) sebenarnya terlalu menyederhanakan informasi, karena siklus hidup baterai juga tergantung pada suhu baterai.
Dari grafik di atas, terlihat pada suhu operasional baterai yang lebih rendah, siklus hidup baterai lebih lama. Siklus hidup baterai juga tergantung dari DoD, artinya baterai yang dikosongkan hanya 50% dari kapasitasnya, berumur lebih lama jika dikosongkan hingga 80%, namun membuat sistem menjadi lebih mahal, karena membutuhkan kapasitas baterai lebih besar untuk mengakomodasi kebutuhan yang sama.
Jika pada suhu operasional lebih rendah, umur baterai lebih lama, namun ada efek negatif berkaitan dengan kapasitas baterai. Pada suhu yang lebih rendah, kapasitas baterai menjadi lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang lebih tinggi, reaksi kimia yang terjadi pada baterai bergerak lebih aktif/cepat, sehingga kapasitas baterai cenderung lebih tinggi.
Terkadang, pada suhu yang lebih tinggi, kapasitas baterai justru dapat lebih besar dari angka nominalnya, meskipun pada suhu tinggi, elemen baterai terlalu aktif, juga berakibat buruk pada kesehatan baterai.
* Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :
* LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
* Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan
yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih
besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
BC548 adalah silikon tujuan umum, NPN, transistor persimpangan bipolar. Ini digunakan untuk tujuan amplifikasi dan switching. Gain saat ini dapat bervariasi antara 110 dan 800. Arus DC maksimum saat ini adalah 800.
Terminal transistor memerlukan tegangan DC tetap untuk beroperasi di daerah yang diinginkan dari kurva karakteristiknya. Ini dikenal sebagai biasing. Untuk aplikasi amplifikasi, transistor bias sehingga sebagian untuk semua kondisi input. Sinyal input pada basis diamplifikasi dan diambil pada emitor. BC548 digunakan dalam konfigurasi emitor umum untuk amplifier. Pembagi tegangan adalah mode bias yang umum digunakan. Untuk aplikasi switching, transistor bias sehingga tetap penuh jika ada sinyal di dasarnya. Dengan tidak adanya sinyal dasar, itu benar-benar mati.
Dengan sebuah transistor tipikal, grafik arus kolektor versus arus basis akan terlihat sebagaimana berikut ini
Terdapat sebuah hubungan linear (garis lurus) antara arus baris dengan arus kolektor. Dengan kata lain : Arus kolektor secara langsung berbanding lurus dengan arus basis.
* Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
* Alternator
Alternator atau yang lebih kita kenal sebagai "Dinamo Amper" merupakan suatu unit yang berfungsi sebagai power supply dan charging syste.
Fungsi alternator adalah untuk mengubah energi mekanis yang didapatkan dari mesin tenaga listrik. Energi mekanik dari mesin disalurkan sebuah puli,yang memutarkan roda dan menghasilkan arus listrik bolak-balik pada stator. Arus listrik bolak-balik ini kemudian dirubah menjadi arus searah oleh diode-diode.
Komponen utama alternator adalah : rotor yang menghasilkan medan magnet listrik, stator yang menghasilkan arus listrik bolak-balik, dan beberapa diode yang menyearahkan arus. Komponen tambahan lain adalah : sikat-sikat yang menyuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan kemagnetan (medan magnet), bearing-bearing yang memungkinkan rotor dapat berputar lembut dan sebuah kipas untuk mendinginkan rotor, stator dan diode.
Konstruksi alternator bagian-bagiannya terdiri dari :
* Lamp
Sebuah Pilot lamp atau dalam bahasa indonesia lampu pilot merupakan sebuah lampu LED yang biasa digunakan sebagai lampu indikator dalam rangkaian sebuah alat atau mesin. Pilot lamp tersebut dapat bekerja sebagai mestinya jika dialiri daya daya AC sebesar 220 VAC dengan toleransi 110 –240 V AC. Warna yang dihasilkan Pilot lamp ini adalah lapu putih.
* Relay
Push button adalah salah satu jenis saklar yang secara mendasar fungsinya sama dengan semua saklar lainnya yaitu melakukan kontak nyala-padam (on-off) dengan cara membuka dan menutup sirkuit listrik. Push button adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan bisa melakukan dua fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan (Normally Open), atau justru membuka sirkuit bila ditekan (Normally Close). Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali ke status semula.
Ada beberapa jenis Push button, diantaranya adalah sebagai berikut :
1. PTM (push to make) switch atau NOPB (normally-open push-button)
Push button jenis ini bekerja apabila tombol ditekan maka akan menutup sirkuit. Contoh tombol PTM atau NOPB adalah seperti yang digunakan sebagai tombol klakson sepedamotor dan mobil.
2. PTB (push to-break) switch atau NCPB (normally-close push-button)
Push button jenis ini bekerja apabila tombol ditekan, maka akan membuka sirkuit. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya, maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali ke status semula.
4. Percobaan ( Proteus )
A. Prosedur Percobaan
1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dengan mengambil dari library proteus
3. Kemudian, hubungkan semua rangkaian dengan tepat dan benar
4. Pada saat dijalankan, jika air pada bak telah terisi penuh, maka semua LED akan menyala dan lamp akan mati karena relay akan terputus. Saat relay terputus, maka tidak ada arus yang mengalir ke alternator dan lamp sehingga lamp pun mati yang berarti air sudah penuh.
B. Prinsip Kerja
Ketika alternator dihidupkan, maka air akan mulai mengisi tangki dan saat itu juga lampu hidup ditandai dengan terbukanya relay karena adanya arus. Sewaktu probe level 4 terkena air (button 4 ditekan), arus akan mengalir ke baterai ke LED 4 lalu ke kaki kolektor Q4. Kemudian arus juga akan mengalir ke resistor R4 (karena button kedua belum ditekan, maka arus hanya mengalir ke R4) dan ke kaki basis Q4. Karena kaki basis Q4 telah diisi arus, maka arus pada kaki kolektor Q4 akan mengalir ke kaki emiter Q4 dan kembali ke baterai dan LED pun hidup. Ketika air menyentuh probe level 3, berarti arus saat probe level 4 terhubung sebelumnya juga akan mengalir ke LED 3 dan ke kaki kolektor Q3. Arus mengalir ke R4 sebelumya juga akan mengalir ke R3 dan ke kaki basis Q3. Arus di kaki kolektor kemudian mengalir ke kaki emiter Q3 dan LED 3 pun hidup. Begitu pun ketika probe level 2 dan level 1 terkena air.
Pada probe level 1, selain LED 1 hidup buzzer juga akan berbunyi. Hal tersebut disebabkan ketika probe level 1 terkena air, maka arus akan mengalir ke baterai ke LED 1 ke kaki kolektor Q1 dan buzzer. Saat arus mengalir ke buzzer, maka akan menimbulkan tekanan pada kumparan dalam buzzer sehingga terjadi perubahan tekanan pada kumparan secara berulang-berulang sehingga buzzer akan menimbulkan suara dan menunjukkan air telah penuh atau level tertinggi. Pada saat bersamaan relay akan terputus karena arus yang mengalir ke LED 4 adalah nol disebabkan karena arus tersebut yang terus berkurang pada level-level sebelumnya dengan juga adanya resistor. Saat relay terputus, maka tidak ada arus yang mengalir ke alternator dan lampu sehingga lampu pun mati yang berarti air sudah penuh.
C. Video
D. Link Download
- Download file video klik disini
- Download file rangkaian klik disini
- Download file gambar klik disini
- Download datasheet resistor klik disini
- Download datasheet transistor BC548C klik disini
- Download Datasheet LED klik disini
- Download datasheet relay klik disini
- Download datasheet alternator klik disini
- Download datasheet buzzer klik disini
- Download datasheet lamp klik disini
- Download datasheet tactile switch klik disini
No comments:
Post a Comment