Tugas 3 Bagian 2

 SENSOR PENDETEKSI

KETINGGIAN AIR

Referensi dari gambar halaman 622 sub chapter 14.1

Daftar Isi

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Simulasi

6. Link Download

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. Komponen

• Baterai 12 V

Spesifikasi :

- 12 v

• Resistor 100 ohm

Spesifikasi :

- Toleransi +/- 1%

- Daya : 1/2 watt atau 1/4 watt

• LED

Spesifikasi :

- Tegangan : ±2 - 3V

- Arus : ±20 mA

• Transistor BC548C

• Buzzer

Spesifikasi :

- Tegangan terukur = 12V DC

- Tegangan operasi = 3-24V DC

- Nilai saat ini = <30mA

- Output suara => 90 dB

- Frekuensi resonansi = 3000 +/- 500 Hz

• Alternator

• Lampu

• Relay

Spesifikasi :

- Tegangan Nominal : 3 VDC hingga 48 VDC - Resistensi Coil 50 ± 10% - Operasi Tegangan : 3.75V - Rilis Tegangan : 0,5V - Konsumsi Daya Nominal : 360 hingga 450 mW

• Button

3. Dasar Teori

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.

a. Baterai

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

b. Resistor

Resistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

c. LED

Light Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

d. Transistor

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC548C bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor  atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

e. Buzzer

Pada buzzer ketika arus atau tegangan listrik masuk, maka akan memberikan tekanan pada kumparan dalam buzzer sehingga berdampak terjadinya berubah-ubahnya tekanan dan menimbulkan getaran bunyi. Buzzer memiliki prinsip kerja seperti piezoelektrik.

f. Alternator

Alternator pada rangkaian sebagai gambaran dari listrik AC dari pusat penyedia listrik.

g. Lampu

Selain LED, lampu juga menghasilkan cahaya ketika ada arus di dalamnya dan dalam rangkaian sebagai tanda air belum penuh.

h. Relay

Relay digunakan sebagai switch ketika air penuh. Prinsip dari relay yaitu ketika arus mengalir ke relay maka relay terhubung, sedangkan ketika arus tidak ada, maka relay akan terputus.

i. Button

Button diibaratkan sebagai air ketika menyentuh sensor.

4. Percobaan

Berikut merupakan rangkaian Sensor Pendeteksi Ketinggian Air

Prinsip Kerja :

Rangkaian sensor ketinggian air yang dibuat terdiri dari probe dengan 4 level dari terendah yaitu level 4, 3, 2, dan 1 sebagai yang tertinggi. 

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.

5. Simulasi

6. Link Download 

Html di sini

Rangkaian di sini

Video simulasi di sini