Sensor Pendeteksi Ketinggian Air
- 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.
- Baterai 12 V
- Resistor 100 ohm
- LED
- Transistor BC548C
- Buzzer
- Alternator
- Lampu
- Relay
- Button
Pengertian
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.
Transistor adalah komponen elektronika multitermal, biasanya memiliki 3 terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘ Transfer resistor’, yaitu suatu komponen yang nilai resistansi antara terminalnya dapat diatur. Secara umum transistor terbagi dalam 3 jenis : Transistor Bipolar Transistor Unipolar Transistor Unijunction Transistor bipolar bekerja dengan 2 macam carrier, sedangkan unipolar satu macam saja, hole atau electron. Beberapa perbandingan transistor bipolar dan unipolar :
Pada
transistor bipolar, arus yang mengalir berupa arus lubang (hole) dan arus
electron atau berupa pembawa muatan mayoritas dan minoritas. Transistor dapat
berfungsi sebagai penguat tegangan, penguat arus, penguat daya atau sebagai
saklar. Ada 2 jenis transistor yaitu PNP dan NPN. Transistor di desain dari
pemanfaatan sifat diode, arus menghantar dari diode dapat dikontrol oleh
electron yang ditambahkan pada pertemuan PN diode. Dengan penambahan elekdiode
pengontrol ini, maka diode semi-konduktor dapat dianggap dua buah diode yang
mempunyai electrode bersama pada pertemuan.
Junction
semacam ini disebut transistor bipolar dan dapat digambarkan sebagai berikut :
Dengan memilih electrode pengontrol dari type P atau type N sebagai electrode persekutuan antara dua diode, maka dihasilkan transistor jenis PNP dan NPN. Transistor dapat bekerja apabila diberi tegangan, tujuan pemberian tegangan pada transistor adalah agar transistor tersebut dapat mencapai suatu kondisi menghantar atau menyumbat. Baik transistor NPN maupun PNP tegangan antara emitor dan basis adalah forward bias, sedangkan antara basis dengan kolektor adalah reverse bias.
Pemberian tegangan pada transistor
Tegangan pada Vcc jauh lebih besar dari tegangan pada Veb. Diode basis-emitor mendapat forward bias, akibatnya electron mengalir dari emitor ke basis, aliran electron ini disebut arus emitor (IE). Elektron electron ini tidak mengalir dari kolektor ke basis, tetapi sebaliknya sebagian besar electron-elektron yang berada pada emitor tertarik ke kolektor, karena tegangan Vcc jauh lebih besar dari pada tegangan Veb dan mengakibatkan aliran electron dari emitor menuju kolektor melewati basis. Electron-elektron ini tidak semuanya tertarik ke kolektor tetapi sebagian kecil menjadi arus basis (IB).
Fungsi dari komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian yang akan dibuat yaitu:
1. Baterai
Baterai merupakan sebuah alat yang
mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan
kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.
2. 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
3. LED
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
4. 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)
5. 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.
6. Alternator
Alternator pada rangkaian sebagai gambaran dari listrik AC
dari pusat penyedia listrik.
7. Lampu
Selain LED, lampu juga menghasilkan cahaya ketika ada arus di
dalamnya dan dalam rangkaian sebagai tanda air belum penuh.
8. 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.
9. Button
Button diibaratkan sebagai air ketika menyentuh sensor.
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.
Berikut rangkaian "Sensor Pendeteksi Ketinggian Air"
File rangkaian | download
File vidio | download
File html | download
Datasheets komponen | download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar