Liquid Level Control

PEMANFAATAN INFRA RED SEBAGAI LIQUID LEVEL CONTROL

Makalah Teknologi Tepat Guna

Disusun oleh :

Junaidi

Panji Fortuna

Surya Darma

SMK NEGERI 2 PONTIANAK

KOTA PONTIANAK

TAHUN AJARAN 2014-2015

HALAMAN PENGESAHAN

JUDUL : PEMANFAATAN INFRARED SEBAGAI LIQUID

LEVEL CONTROL

NAMA : 1. Junaidi (XI/TAV)

2. Panji Fortuna (XI/Elind)

3. Surya Darma (XI/Elind)

ASAL SEKOLAH : SMK NEGERI 2 PONTIANAK

GURU PEMBIMBING : PRABOWO DWI KURNIAWAN, S.Pd.T

Makalah ini belum pernah dipublikasikan dan diikutkan pada lomba sejenis atau sebelumnya

serta diajukan untuk mengikuti Tehnologi Tepat Guna yang diselenggarakan oleh Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi Fisika Universitas Tanjungpura

Pontianak.

Pontianak, 18 Maret 2015

Menyetujui,

Guru Pembimbing

Prabowo Dwi Kurniawan, S.Pd.T

NIP.19840507 2014 02 1001

Penulis

Junaidi

NIS.

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah yang masih memberikan kesehatan dan kesempatan kepada kita

semua, terutama kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan makalah ini.

Berikut ini, penulis persembahkan sebuah makalah teknologi tepat guna yang berjudul

“Pemanfaatan infrared sebagai liquid Level Control”. Penulis mengharapkan makalah ini

dapat bermanfaat bagi pembaca semua, terutama bagi penulis sendiri.

Kepada pembaca yang budiman, jika terdapat kekurangan atau kekeliruan dalam makalah

ini, penulis mohon maaf, karena penulis sendiri masih dalam tahap belajar. Dengan demikian,

tak lupa penulis ucapkan terima kasih, kepada para pembaca. Semoga Allah SWT

memberkahi makalah ini sehingga benar-benar bermanfaat.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................... I

DAFTAR ISI......................................................................................................... 2

BAB 1. PENDAHULUAN.................................................................................... 3

A.LATAR BELAKANG MASALAH............................................................ 4

B.TUJUAN...................................................................................................... 5

C.MANFAAT.................................................................................................. 6

BAB 2. LANDASAN TEORI............................................................................... 8

A.Water Level Control.................................................................................... 9

B. Liquid Level Control................................................................................... 9

C. Kontrol Elektronis...................................................................................... 9

BAB 3. METODE PENULISAN.......................................................................... 9

A.Metode ....................................................................................................... 9

B.Langkah eksperimen liquid level control.................................................... 9

C. Waktu dan tempat pengerjaan.................................................................... 10

BAB 4. PEMBAHASAN

A.Desain elektronis......................................................................................... 3

B.Desain Perangkat Keras............................................................................... 11

C.Flowchart Kerja Sistem............................................................................... 99

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................... 55

A.KESIMPULAN........................................................................................... 34

B.SARAN ................................................................................................. 99

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 1. Model Ball Floater

2. Gambar 1. Level Control Switch

3. Gambar 1. Led Infra Red

4. Gambar 1. Fototransistor

5. Gambar 1. Transistor

6. Gambar 1. LM324

7. Gambar 1. Skema rangkaian liquid level control

8. Gambar 1. Simulasi Water Tower dan sensor Infrared

9. Gambar 1. Skema Rangkaian Infra merah

10. Gambar 1. Flowchart Kerja Liquid Level Control

BAB 1

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan telah banyak membantu kehidupan

manusia di dalam memecahkan masalah yang rumit. Kemudian dirasakan pula kemajuan

yang sangat begitu pesat, terutama pada bidang industri. Dengan demikian dibutuhkan

pemikiran-pemikiran bagaimana cara untuk melakukan peningkatan kualitas dan jumlah

produk serta mampu pula menekan ongkos produksinya. Teknologi membuat segala sesuatu

yang dilakukan menjadi lebih mudah. Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu

yang dapat mempermudah aktivitasnya. Hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi

yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia

bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Teknologi memegang

peran penting di era modernisasi seperti pada saat ini, dimana teknologi telah menjadi bagian

yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan teknologi saat ini

telah menambah ke segala aspek kehidupan sehingga saat ini dimanjakan manusia oleh

adanya alat-alat yang dapat memberikan kemudahan.Seiring Dengan tuntutan masyarakat

Khususnya disekitar lingkungan,terhadap Kehidupan bermasyarakat dilingkungan sekitar

maka berbagai cara dan bentuk alat yang menggantikan cara manual untuk memperoleh

produktivitas yang lebih tinggi dan kualitas yang lebih baik.

Pada saat ini kebutuhan akan control terhadap berbagai perangkat sangat tinggi. Dengan

melakukan control secara otomatis memudahkan manusia pekerjaannya. Pengontrolan tidak

terbatas pada bidang industry, bahkan saat ini pengontrolan dapat dilakukan terhadap

perangkat dalam rumah tangga. Salah satu pengontrolan yang kami angkat dalam projek

teknologi tepat guna adalah pengontrolan level cairan / Liquid Level Control. Seperti yang

kita ketahui perangkat yang biasa di gunakan pada tangki air selama ini di pasaran adalah

penggunaan pelampung yang digunakan sebagai pemicu saklar on of untuk menggerakan

pompa air. Alat tersebut kami rasa masih memiliki banyak kelemahan karena yang terjadi

selama ini kondisi air turun sedikit saja dapat menyebabkan saklar on sehingga pompa air

hidup. Perlu di ketahui bahwa pompa air merupakan beban induktif sehingga pemakaian

terlalu sering hidup dan mati menyebabkan listrik menjadi boros. Selain itu penggunaan

pelampung yang terpasang pada tali kami rasa tidak terlalu efektif karena bisa saja putus

karena lama terkena air dan hasil yang diinginkan tidak akurat.

Mengantkat dari permasalahan di atas maka kelompok kami ingin mengangkat

pembuatan Liquid Level Control. Alat ini di rancang dengan memanfaatkan sensor infra

merah yang di fungsikan sebagai control saklar on off untuk mengatur kondisi level air. Dua

pasang Sensor tersebut di pasang pada level air tertinggi pada tower dan level rendah yang

diinginkan. Degnan memanfaatkan senso infra red yang diletakkan sesuai kebutuhan maka

saklar untuk menghidupkan dan mematikan pompa air akan bekerja secara otomatis dengan

pembacaan kondisi air yang lebih akurat sehingga dapat menghemat listrik dan tidak ada

pemborosan air yang terbuang percuma karena meluap tidak terkontrol. Kelebihan dari

pemanfaatan sensor infra red sebagai kendali pada liquid level control yang kami desain

adalah dapat digunakan Untuk Pengontrol semua jenis seperti,oli,Premium,Pertamax, dan

lain-lain. Kelebihan alat ini juga dapat dipasang untuk control cairan di tempat yang sangat

sulit di jangkau

B. TUJUAN

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengaplikasikan pembuatan sistem

control pada semua level cairan dengan memanfaatkan sensor infra red. Sehingga diharapkan

dapat memperbaiki sistem yang selama ini digunakan yaitu penggunaan pelampung untuk

melakukan control terhadap level cairan.

C. MANFAAT

Dengan pemanfaatan sensor infrared sebagai liquid level control mempunyai manfaat

baik secara langsung maupun tidak langsung antara lain :

1. Mempermudah seseorang mengisi air yang berada di tempat yang sulit di jangkau

secara otomatis

2. Melakukan efisiensi terhadap kerja motor listrik sehingga secara tidak langsung akan

menghemat pemakaian listrik

3. Membantu pekerjaan manusia yang lupa jika menghidupkan dan mematikan mesin

air.

4. Mempermudah seseorang untuk menentukan batas bawah dan batas atas untuk pada

pengontrolan ketinggian air

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Water Level Control

Rangkaian Water Level Control (WLC) atau yang sering disingkat dengan

WLC atau rangkaian kontrol level air merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian

konvensional dalam bidang tenaga listrik yang diaplikasikan pada motor listrik

khususnya motor induksi untuk pampa air. Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk

mengontrol level air dalam sebuah tangki penampungan yang banyak dijumpai di

rumah-rumah atau bahkan disebuah industri di mana pada level tertentu motor listrik

atau pompa air akan beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati.

Untuk mengontrol level air dalam tangki penampungan dapat menggunakan dua buah

pelampung yang mana masing-masing dari pelampung tersebut menentukan batas atas

dan batas dari level air. Jadi pada saat anda sedangkan menjalankan pompa air,

dengan mengaplikasikan rangkaian Water Level Control pada pompa air yang anda

gunakan, anda tidak perlu menunggu hanya untuk mematikan pompa air pada saat

tangki atau bak air penuh karena apabila air dalam tangki sudah penuh maka pompa

akan padam dengan sendirinya tanpa harus menekan tombol stop. Demikian juga apa

bila air dalam tangki atau bak mulai berkurang sesuai dengan batas yang telah

ditentukan maka pompa akan jalan dengan sendirinya.

Ada dua model kontrol level yang banyak digunakan. Yang pertama adalah

menggunakan ball-floater dan yang kedua menggunakan level switch.

1. Kontrol Level Model Ball-Floater

Gambar 1. Model Ball Floater

Model ball-floater berbentuk bola pelampung yang mengatur buka-tutup air sesuai

dengan level air dalam toren. Sistem ini murni mekanis. Saat level air dalam toren

turun mencapai level low dari ball-floater, maka alat ini secara mekanis akan

membuka aliran air untuk pengisian. Bila level air sudah mencapai level high dari

ball-floater, maka aliran air akan ditutup secara mekanis juga. Jadi sistem kerjanya

adalah keran yang bisa buka-tutup secara otomatis. Kelemahan model ini adalah

mudah bocor pada bagian keran tersebut, karena dia juga harus bisa menahan

tekanan air dalam pipa yang keluar dari mesin pompa air.

2. Level Control Switch

sistem level switch mempunyai cara kerja yang cukup sederhana. Saat air

mencapai setengah dari pemberat yang bawah (level low) maka dua pemberat

(sinker) akan menggantung dimana total beratnya akan mampu menarik switch

yang ada pada switch body di bagian atas. Switch yang tertarik pemberat akan

membuat kontak relay menjadi close dan arus listrik akan mengalir melalui kabel

ke mesin pompa air yang kemudian start dan mengisi air ke dalam toren hingga

mencapai level high.Saat air mendekati level high, maka pemberat bagian bawah

akan mengambang dan saat level air mencapai setengah dari pemberat bagian atas

maka level switch akan kembali ke posisi awal (dengan bantuan pegas yang ada

dalam switch body) sehingga kontak relay akan menjadi open dan arus listrik

terputus sehingga mesin pompa air stop secara otomatis.

Batas level high dan level low dalam toren ini dapat di-setting sesuai

keinginan, dengan mengatur ketinggian dari dua pemberat ini. Cukup dengan

mengatur panjang talinya dan kemudian dikencangkan kembali ikatannya.Jika

setting level low-nya dinaikkan (pemberat bagian bawah posisnya lebih naik),

maka volume air dalam toren akan masih tersisa banyak sesaat sebelum air diisikan

kembali. Begitu pula jika setting level high-nya dinaikkan (dengan menaikkan lagi

posisi pemberat bagian atas), maka volume air akan bisa mendekati maksimum

kapasitas yang bisa ditampung dalam toren sesaat setelah mesin air dimatikan.

Hanya perlu diperhatikan, bila jarak antara kedua pemberat sangat pendek

(sehingga jarak level low dan high berdekatan) maka akibatnya interval pengisian

air akan lebih singkat sehingga mesin pompa air akan semakin sering start-stop

Gambar 2. Level Control Switch

B. Liquid Level Control

Pada dasarnya Liquid level control prinsip kerjanya sama dengan water level

control. Sedikit perbedaannya adalah liquid level control diharapkan dibuat untuk

melakukan control level pada berbagai jenis cairan baik air, minyak, dan sebagainya

yang mempunyai berat jenis berbeda. Liquid level control yang kami rancang berbasis

control elektronis dengan memanfaatkan sensor inframerah/ infrared sebagai

pembatas atas dan bawah pada ketinggian air.

C. Kontrol Elektronis

Kontrol elektronis adalah kendali perangkat yang memanfaatkan sistem elektronik

dengan memanfaatkan sensor dan penguat untuk mendapatkan nilai yang diinginkan

dengan mengolah data hasil pembacaan sensor yang digunakan untuk mendapatkan

level tegangan yang diinginkan. Dalam control elektronis pada pembuatan liquid level

control membutuhkan komponen elektronika antara lain:

1. Sensor Infra Red

LED adalah suatu bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya

monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Pengembangan

LED dimulai dengan alat inframerah dibuat dengan galliumarsenide. Cahaya infra

merah pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang

lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang

radio, dengan kata lain infra merupakan warna dari cahaya tampak dengan

gelombang terpanjang, yaitu sekitar 700 nm sampai 1 mm.

Gambar 3.Led Infra Red

Cahaya LED timbul sebagai akibat penggabungan elektron dan hole pada

persambungan antara dua jenis semikonduktor dimana setiap penggabungan

disertaidengan pelepasan energi. Pada penggunaannya LED infra merah dapat

diaktifkan dengan tegangan DC untuk transmisi atau sensor jarak dekat, dan

dengan teganganAC (30–40 KHz) untuk transmisi atau sensor jarak jauh

Receiver yang digunakan oleh sensor infra merahadalah jenis fototransistor,

yaitu jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector

untuk menerima atau mendeteksi cahaya dengan gain internal yang dapat

menghasilkan sinyal analog maupun digital. Fototransistor ini akan mengubah

energi cahaya menjadi arus listrik dengan sensitivitas yang lebih tinggi

dibandingkan fotodioda ,tetapi dengan waktu respon yang secara umum akan

lebih lambat daripada fotodioda. Hal ini terjadi karena transistor jenis ini

mempunyai kaki basis terbuka untuk menangkap sinar,dan elektron yang

ditimbulkan oleh foton cahaya padajunction ini di-injeksikan di bagian basis dan

diperkuat dibagian kolektornya.

Gambar 4. Fototransistor

Pada fototransistor, jika kaki basis mendapat sinar maka akan timbul tegangan

pada basisnya dan akan menyebabkan transistor berada pada daerah

jenuhnya(saturasi), akibatnya tegangan pada kaki kolektor akansama dengan

ground (Vout=0 V). Sebaliknya jika kakibasis tidak mendapat sinar, tidak cukup

tegangan untuk membuat transistor jenuh, akibatnya semua arus akandilewatkan

ke keluaran (Vout=Vcc).

2. Transistor

Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki

elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar).

Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching),

stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain

itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat

mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.Transistor

sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor”

yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan,

pengertian transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah

penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun

1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen

ini mulai digunakan pada tahun 1958. Jenis Transistor terbagi menjadi 2, yaitu

transistor tipe P-N-P dan transistor N-P-N.

Cara Kerja Transistor hampir sama dengan resistor yang mempunyai tipe

dasar modern. Tipe dasar modern terbagi menjadi 2, yaitu Bipolar Junction

Transistor atau biasa di singkat BJT dan Field Effect Transistor atau FET. BJT

dapat bekerja bedasarkan arus inputnya, sedangkan FET bekerja berdasarkan

tegangan inputnya.Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan

komponen yang sangat penting terutama dalam rangkaian analog karena

fungsinya sebagai penguat. Rangkaian analog terdiri dari pengeras suara, sumber

listrik stabil dan penguat sinyal radio. Tidak hanya rangkaian analog, di dalam

rangkaian digital juga terdapat transistor yang digunakan sebagai saklar dengan

kecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat di rangkai sehingga berfungsi

sebagai logic gate.

Jenis-Jenis Transistor juga berbeda-beda, berdasarkan kategorinya dibedakan

seperti materi semikonduktor, kemasan fisik, tipe, polaritas, maximum kapasitas

daya, maximum frekuensi kerja, aplikasi dan masih banyak lagi jenis yang

lainnya.

Gambar5. Transistor

3. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur

tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat

memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap

resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, Resistor digunakan sebagai

bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu

komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-

maca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan

resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah

resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk

koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan

kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran

dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus

cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

4. Dioda

Pengertian Dioda adalah komponen aktif yang memiliki dua kutub dan bersifat

semikonduktor. Dioda juga bisa dialiri arus listrik ke satu arah dan menghambat

arus dari arah sebaliknya. Dioda sebenarnya tidak memiliki karakter yang

sempurna, melainkan memiliki karakter yang berhubungan dengan arus dan

tegangan komplek yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi yang

digunakan serta parameter penggunaannya.

5. Relay

Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk

menggerakan sejumlah kontaktor (saklar) yang tersusun. Kontaktor akan tertutup

(On) atau terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan

(induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar dimana pergerakan

kontaktor (On/Off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Sebagai komponen elektronika, relay mempunyai peran penting dalam sebuah

sistem rangkaian elektronika dan rangkaian listrik untuk menggerakan sebuah

perangkat yang memerlukan arus besar tanpa terhubung langsung dengan

perangakat pengendali yang mempunyai arus kecil. Dengan demikian relay dapat

berfungsi sebagai pengaman.

Ada beberapa jenis relay berdasarkan cara kerjanya yaitu:

a. Normaly On : Kondisi awal kontaktor terturup (On) dan akan terbuka (Off)

jika relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan

(coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Close (NC).

b. Normaly Off : Kondisi awal kontaktor terbuka (Off) dan akan tertutup jika

relay diaktifkan dengan cara memberi arus yang sesuai pada kumparan (coil)

relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Open (NO).

c. Change-Over (CO) atau Double-Throw (DT) : Relay jenis ini memiliki dua

pasang terminal dengan dua kondisi yaitu Normaly Open (NO) dan Normaly

Close (NC).

6. IC Power 7805

Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat

tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output)

sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada

datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak

akan stabil atau kurang dari 5 Volt.

IC LM 7805 memiliki keunggulan antara lain :

a. Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai

keunggulan di antaranya:

b. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik

tambahan.

c. Aplikasi mudah dan hemat ruang

d. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan

hubungsingkat

e. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak

hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang

ditopangnya. (Wikipedia)

Adapun Kekurangan dari LM antara lain

Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC

7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt

menjadi 5 Volt. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus

output. Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan

terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink

(pendingin) yang cukup.  

7. IC CMOS 4013

Pada prinsipnya rangkaian ini terdapat pada IC yang digunakan, rangkaian

menggunakan IC CMOS 4013 yang dihubungkan berderet .IC pertama

menggunakan RS flip flop yang disimbolkan sebagai FF2, dan yang kedua

menggunakan D flip flop sebagai FF1. Sebelum menjelaskan prinsip kerja pada

keseluruhan rangkaian ini sebaiknya kita mengenal lebih dahulu atau mengetahui

penjelasan dari kedua Flip Flop yang digunakan pada rangkaian ini.

RS Flip flop

R S Q

0

0

1

1

0

1

0

1

NC

1

0

*

Tabel Kebenaran

Dari tabel kebenaran diatas kita bisa melihat bahwa apabila masukan R bernilai

0 dan S bernilai 1, maka akan memberikan keadaan SET yang akan mengeluarkan nilai Q

menjadi 1,Sebaliknya apabila R tinggi atau bernilai 1 dan S rendah atau bernilai 0

mengungkapkan keadaan RESET yang berarti keluaran atau nilai Q menjadi rendah.

Apabila terjadi R dan S tinggi ini akan menimbulkan keadaan pacu atau keadaan lomba,

keadaan ini tidak terpakai karena dapat menimbulkan operasi yang tidak dapat

diramalkan,oleh karna itu kita harus menghindarinya dengan menggunakan penahan

NOR. Dalam rangkaian ini tidak dijelaskan keberadaan clock dan D karena dihubungkan

ke ground,sehingga diabaikan.

CLK D Q

0

1

Turun

Naik

Naik

X

X

X

0

1

NC

NC

NC

0

1

Tabel Kebenaran

Dari table kebenran diatas dapat kita lihat bahwa tanda clok keatas dan

kebawah menyatakan tepi naik dan turun dari sinyal detak.Tiga baris pertama

dapat kita lihat bahwa tidak terdapatnya perubahaan pada keluaran ketika sinyal

detak dalam tingkat logika rendah,tinggi ataupun pada tepi transisi negative,

sedangkan dua baris terakhir menunjukkan perubahaan keluaran pada tepi positif

dari sinyal detak.Pada rangkaian ini keluaran hanya dapat berubah pada keadaan

tepi naik atau turun dari sinyal detak.Tetapi dengan pengaturan detak oleh tingkat

logika keluaran dapat berubah selama sinyal detak berada dalam logika tinggi atau

rendah.

BAB III

METODE PENULISAN

A. Metode

Dalam Pembuatan Liquid level control, metode yang digunakan adalah

eksperimen. Menurut Schoenherr (1996) yang dikutip oleh Palendeng (2003:81)

metode eksperimen adalah metode yang sesuai untuk pembelajaran sains, karena

metode eksprimen mampu memberikan kondisi belajar yang dapat

mengembangkan kemampuan berfikir dan kreativitas secara optimal. Siswa diberi

kesempatan untuk menyusun sendiri konsep-konsep dalam struktur kognitifnya,

selanjutnya dapat diaplikasikan dalam kehidupannya.

B. Langkah eksperimen liquid level control

Langkah yang dilakukan dalam pembuatan liquid level control dengan

menggunakan sensor infrared meliputi

1. Identifikasi Masalah

2. Menentukan Tujuan dan sasaran

3. Analisa Kebutuhan

4. Perancangan Alat

5. Pembuatan Alat

6. Pengujian Alat

7. Publikasi Alat

C. Waktu dan tempat pengerjaan

Waktu Pengerjaan pembuatan alat ini dilaksanakan pada bulan Februari –

Maret tahun 2015.

Pengerjaan dilaksanakan di laboratorium komputer jurusan Teknik

Elektronika Industri-Audio Video SMK Negeri 2 Pontianak

BAB IV.

PEMBAHASAN

A. Desain Elektronis

1. Diagram Skematik rangkaian

Gambar 7. Skema rangkaian liquid level control

2. Desain PCB

Pembuatan PCB dilakukan dengan memanfaatkan software eagle. Hasil yang

telah di buat selanjutnya cetak dan di sablon dengan memanfaatkan plastic

transparansi. Teknik penyablonan ke papan PCB dilakukan dengan cara menyetika

plastic transparansi yang ada jalur PCB ke papan PCB yang telah di amplas

sebelumnya. Jalur PCB yang telah di mal di papan PCB kemudian di tebalkan dengan

spidol permanent

Setelah jalur PCB rapih dan siap untuk di celupkan ke larutan ferriclorid

selanjutnya di celupkan ke larutan ferryclorid tersebut sampai jalur yang tidak

terspidol mengelupas selanjutnya di berishkan dan papan siap di bor setelah kering

3. Pemasangan Komponen

Tahap selanjutnya setelah papan PCB siap, maka perlu di amplas terlebih

dahulu supaya jalurnya mudah dilakukan penyolderan. Selanjutnya pemasangan

komponen pada papan PCB dilakukan sesuai dengan skema yang telah dibuat.

B. Desain Perangkat Keras

1. Pembuatan prototype water tower

Gambar 8. Simulasi Water Tower dan sensor Infrared

Untuk simulasi tower air digunakan box bekas akuarium atau sejenisnya yang

mampu menampung air dengan kondisi rata atau tidak tinggisebelah. Paralon yang

telah dilubangi untuk tempat sensor di letakkan di tengah kotak air tesebut

maupun di tempat yang diinginkan. Pada paralon tersebut di latakkan bola bola

hitam yang tidak tembus cahaya. Pemaasangan sensor diletakkan sejajar sebanyak

dua pasang sebagai indicator level tinggi dan rendah kondisi air maupun cairan

yang akan diisikan. Output dari pembacaan sensor tersebut akan diolah pada

rangkaian elektronik yang dibuat

2. Rangkaian Elektronis

Pada rangkaian liquid level control, penulis membagi dalam 4 blok

diagram, yaitu Blok Input, Blok Penunda, Blok Pembangkit Denyut, dan Blok

Output.

Blok Input

Pada blok input, input yang masuk berupa hasil pembacaan dari sensor.

sensor yang telah mendapatkan tegangan kerja akan bekerja dengan membaca

nilai yang didapatkan dari perubahan kondisi air yang dalam hal ini disimulasikan

oleh benda hitam yang diletakkan di dalam paralon. Benda hitam tersebut akan

naik dan turun seiring kondisi air. Pada saat air turun sampai level tertentu, maka

benda hitam akan menghalangi dari sensor infrared sehinggamenyebabkan

perubahan

Gambar 8. Skema Rangkaian Infra merah

Pada rangkaian pemancar infra merah diatas hanya menggunakan satu

buah resistor dan led infra merah, resistor berguna untuk membatasi arus agar arus

yang melalui led tidak terlalu besar sehingga led tidak akan rusak atau dengan

kata lain tegangan yang jatuh pada led tidak akan semuanya 9 volt tetapi berbagi

dengan resistor 680 ohm. Prinsipnya tugas dari rangkaian pemancar ini hanya

untuk menyalakan led infra merah.

Kemudian pada rangkaian penerima menggunakan foto transistor sebagai

sensor dan VR1 sebagai pengatur kepekaan rangkaian tersebut. Pada saat foto

transistor tidak mendapat pasokan cahaya infra merah, maka terminal kolektor

dan emitor dari foto transistor seperti saklar terbuka. Kondisi ini sama dengan

kondisi jika basis transistor tidak mendapatkan supply arus. Kemudian pada saat

led pemancar di arahkan ke foto transistor maka kolektor dan emitor dari foto

transistor bagai saklar tertutup dan akan mengaktifkan transistor Q2. Dengan

aktifnya transistor Q2 maka solenoid akan bergerak. VR1 digunakan untuk

mengatur kepekaan dari rangkaian ini, semakin kecil nilai VR1 maka semakin

berkurang kepekaan dikarenakan arus dari emitor foto transistor lebih banyak

melewati VR1 dibanding basis Q2. Atau dengan kata lain tegangan yang jatuh pada

VR1 akan semakin kecil dibanding tegangan Vce foto transistor Q1 dengan

berkurangnya resistansi sesuai dengan hukum pembagi tegangan. Tetapi jika

niali VR1 diperbesar maka tegangan yang akan jatuh pada VR1 akan semakin

besar pula. Kenaikan tegangan pda VR1 akan membuat arus basis Q2 semakin

besar karena antara VR1 dan tahanan basis R1 terhubung parallel.

Blok Penunda

Sedangkan pada blok penunda, resistor dan kapasitor sebagai konstanta waktu

berfungsi sebagai waktu tunda sekitar 3-10 detik antara beroperasinya infrared

dengan relay, untuk mendapatkan waktu tunda yang diinginkan bisa mengganti

nilai dari resistor, jika menginginkan reaksi rangkaian yang lebih cepat maka harga

resistor harus diturunkan misalnya dari 1 M menjadi 220 K dan apabila

menginginkan reaksi yang lambat dapat ditambahkan nilai dari resistor menjadi

lebih tinggi.

Blok Pembangkit Denyut

Pada blok pembangkit denyut rentetan denyut yang masuk melalui IC 4093

dari gerbang N1 (kaki 5) yang berasal dari R3 tidak akan pernah berhenti hingga

menghasilkan keluaran yang dihasilkan oleh gerbang N4 (kaki 11).

Blok Output

Setiap rangkaian yang dibuat pastilah memiliki output dan output yang

dihasilkan pada rangkaian ini adalah sebuah tegangan kerja yang difungsikan untuk

menghidupkan sebuah. Relay yang bekerja selanjutnya berfungsi sebagai saklar

electromagnet yang berfungsi untuk menghidupkan mesin pompa air

d. Flowchart Kerja Sistem

POWER ON(rangkaian dan sensor mendapat tagangan

catu)

START

Ada Pemakaian Air

Ya

Level cairan turun

Bola hitam menyentuh level

bawah

ya

Sensor bekerja/ Perubahan nilai

sensor

Relay OnNO è NC

Pompa Hidup, Air Mengisi

Pelampung Menyentuh Level

Atas

Ya

Sensor 2 Bekerja

Relay ON

Matikan pompa air

Selesai

Tidak

Tidak

Tidak

Gambar 9. Flowchart Kerja Liquid Water Level

Pada saat kondisi air/ cairan menyusut sampai pada batas level bawah. Maka

pelampung hitam juga akan ikut turun. Pelampung hitam yang turun sampai

menghalangi sensor bawah menyebabkan sensor bekerja. Dari aktif high menjadi

aktif low. Kondisi tersebut menyebabkan transistor tidak bekerja sehingga

tegangan akan membalik akan mencatu IC 4013 (Flip Flop) pada posisi SET aktif.

Flip Flop akan bekerja sehingga mengaktifkan kaki basis transistor yang

terhubung ker relay . Relay akan aktif (dari kondisi NO menjadi NC). Bekerjanya

Relay akan memicu pompa air yang disimulasikan dengan sebuah lampu yang

terhubung dengan tegangan AC akan bekerja. Jika diibaratkan pompa air maka

akan mengisi.rangkaian ini mengunci sampai fungsi reset dari IC tersebut bekerja

yakni jika pelampung hitam berada pada level atas.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Level control pada berbagai cairan dapat di di lakukan dengan memanfaatkan

sensor infrared sehingga dapat memperbaiki sistem yang selama ini ada

B. Saran

1. Alat ini masih butuh penyempurnaan, terutama jika dipasang di water tower

maupun tangki, terutama dalam hal instalasinya

2. Alat ini tidak dapat berfungsi secara optimal jika cairan yang akan di control tidak

tembus cahaya seperti oli yang pekat hitam.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://rendymars.blogspot.com/2011/10/rangkaian-water-level-control-wlc.html

2. http://antosusilo.blog.uns.ac.id/2009/09/07/sistem-sensor-infra-merah/

3. http://komponenelektronika.biz/pengertian-dioda.html

4. http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor

5. http://l-lhover.blogspot.com/p/blog-page_452.html

6. http://www.fajar-el-ridikc.blogspot.com/2014/08/fungsi-op-amp-operational-

amplifier-ic.html#.

7. http://www.asikbelajar.com/2013/08/pengertian-metode-eksperimen.html

1. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

1.1 Anggaran Biaya

Tabel 3.1 Rincian Total Biaya Produksi

NO Jenis Biaya Biaya(Rp)

1 Sensor infra merah

2 Bola plastik kecil

3 Paralon

4 Aquarium kaca

5 Rangkaian control

TOTAL BIAYA YANG DI BUTUHKAN

LAMPIRAN

Lampiran 1

Biodata Penulis

1.Nama : Junaidi

TTL : sambas,6 mei 1998

Status : pelajar

No hp : 082148223410

2 .Nama : panji fortuna

TTL : Pontianak, 10 juni 1998

Status : pelajar

No hp : 089618616323

3 . Nama : Surya darma

TTL : Pontianak, 22 Febuary 1999

Status : pelajar

No hp : 089698641662

http://rendymars.blogspot.com/2011/10/rangkaian-water-level-control-wlc.html

http://antosusilo.blog.uns.ac.id/2009/09/07/sistem-sensor-infra-merah/

http://komponenelektronika.biz/pengertian-dioda.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor

http://l-lhover.blogspot.com/p/blog-page_452.html

http://www.fajar-el-ridikc.blogspot.com/2014/08/fungsi-op-amp-operational-amplifier-

ic.html#.

http://www.asikbelajar.com/2013/08/pengertian-metode-eksperimen.html

1. IC Komparator LM324

Sering disebut juga dengan OP-AMP.Digunakan sebagai penguat sinyal

tegangan DC maupun AC. Penguat disini maksudnya adalah untuk memperbesar

tegangan. Jadi jika kita ingin memperbesar tegangan atau sinyal bisa kita gunakan

op-amp. jadi kita bisa merubah tegangan dari mV (milivolt) menjadi V (volt),

microVolt menjadi mV dan V, sesuai dengan yang kita inginkan dan

butuhkan.Membuat Op-Amp bisa menggunakan gabungan transistor dan juga IC

Op-Amp. Kini orang banyak menggunakan IC sebagai penguat. Hal ini

dikarenakan lebih mudah menggunakan IC ketimbang transistor.IC Op-Amp dasar

adalah LM741. Namun yang biasa digunakan adalah IC LM324, yang merupakan

gabungan dari 4 buah Op-Amp. penggunaan LM324 dinilai lebih praktis,

ekonomis dan lebih mudah dalam penggunaannya.

Gambar 7. IC LM 324

IC yang digunakan pada rangkaian ini adalah IC 4093, IC tersebut berjenis

CMOS. IC CMOS banyak digunakan pada instrument-instrumen elektronik

karena dilihat dari keunggulan teknologinya dibandingkan dengan jenis IC

lainnya. IC CMOS 4093 ini merupakan penyulut Schmitt gerbang NAND yang

mempunyai 2 input jalan masukkan. IC ini terdiri dari 4 buah penyulut Schmitt.

Pada prinsipnya IC CMOS 4093 dan IC TTL mempunyai dasar pengertian yang

sama, kedua IC ini mempunyai gerbang yang sama yaitu terdiri dari 4 gerbang

NAND 2 masukkan. Gerbang NAND merupakan gerbang AND yang di NOT kan,

sehingga output NAND menjadi kebalikan dari output AND. Salah satu kelebihan

IC CMOS adalah konsumsi dayanya rendah sehingga cocok dipakai pada

peralatan elektronik yang menggunakan battere. Sedangkan kekurangannya IC

CMOS tidak tahan muatan-muatan statis sehingga IC jenis ini memerlukan

penanganan yang lebih hati-hati dari IC jenis lain.

Kelebihan IC TTL ialah lebih tahan terhadap gangguan luar seperti muatan

statis, hanya saja IC TTL ini membutuhkan daya yang relative besar sehingga

kurang cocok dipakai pada peralatan yang memakai battere sebagai catu dayanya.

Level penyaklar IC CMOS merupakan fungsi dari tegangan catuan.Makin tinggi

catuan tegangan makin besar tegangan yang memisahkan antara keadaan 1 dan 0,

ini merupakan keuntungan tersendiri karena rangkaian menjadi tahan terhadap

desah level tinggiiDalam rangkaian, semua masukkan CMOS harus dibumikan

atau dihubungkan ketegangan catuan, tidak seperti rangkaian TTL yang dapat

beroperasi walaupun ada beberapa m asukkan yang diambangkan. IC CMOS ini

akan beroperasi secara salah jika ada masukkan yang tidak dihubungkan.