LAPORAN TUGAS RANCANG DASAR ELEKTRONIKA (1)
LAPORAN TUGAS RANCANG
DASAR ELEKTRONIKA
WATER LEVEL CONTROL
Disusun oleh :
Diah Indrastuti (41412110002)
Casromi (41412110017)
Harry Tianesa Atmi Fajat (41412110103)
Lyla Diah Susanti (41412110113)
Jaya Rustam (41412110120)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
2013
2013
“WATER LEVEL CONTROL”
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk
Menyelesaikan Tugas Mata Kuliah Dasar Elektronika
Dosen Pengampu:
Fina Supegina ST, MT
Diah Indrastuti (41412110002)
Casromi (41412110017)
Harry Tianesa Atmi Fajat (41412110103)
Lyla Diah Susanti (41412110113)
Jaya Rustam (41412110120)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
2013
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 2
2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah swt, atas rahmat dan karunianya
kami dapat menyelesaikan laporan tugas rancang ini. Laporan tugas rancang ini
membahas “WATER LEVEL CONTROL“. Laporan
ini dibuat setelah kami
menyelesaikan proyek sebagai syarat nilai Mata Kuliah Dasar Elektronika, Program
Studi Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana.
Dalam
penyusunan
tugas
akhir
ini
kami
telah
banyak
mendapat
bantuan ,dorongan, dan doa dari banyak pihak yang sangat membantu dalam kelancaran
penyusunan tugas rancang ini. Oleh karana itu melalui kesempatan ini kami ingin
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Fina Supegina ST, MT,
selaku Dosen mata kuliah Dasar Elektronika, serta kepada semua pihak yang turut serta
dalam proses pembuatan tugas rancang ini.
Kami menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat
kekurangan, karena keterbatasan pengetahuan yang kami miliki. Oleh sebab itu kritik
dan saran akan kami terima sebagai perbaikan untuk dikemudian hari. Semoga laporan
akhir ini dapat berguna baik bagi penulis sendiri maupun bagi para pembaca sebagai
tambahan wawasan .
Jakarta, 2 Juli 2013
Penulis
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 3
2013
DAFTAR ISI
Halaman Luar Judul
1
Halaman Dalam Judul
2
Kata Pengantar
3
Daftar Isi
4
Abstrak
5
BAB I - Pendahuluan
6
1.1 Latar Belakang
6
1.2 Tujuan dan Manfaat
6
1.3 Batasan Masalah
7
Bab II - Landasan Teori
8
2.1 Transistor sebagai Saklar
8
2.2 Water Level Kontrol
9
Bab III - Pembahasan
11
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 4
2013
3.1 Peralatan
11
3.2 Skema Rangkaian
12
3.3 Gambar Komponen yang Sudah di Rangkai pada PCB
13
3.4 Prinsip Kerja Rangkaian
14
BAB VI - Kesimpulan dan Saran
16
4.1 Kesimpulan
16
BAB V - Daftar Pustaka
17
ABSTRAK
Laporan
ini
menjelaskan
pembuatan
miniatur “WATER
LEVEL
CONTROL ” yang digunakan sebagai salah satu bentuk simulasi dari proses yang
terjadi dalam dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Project ini juga
dilengkapi dengan animasi sistem, yang akan memberikan gambaran lebih nyata tentang
proses yang dimaksud. Untuk lebih memudahkan proses kontrol dan monitoring, maka
bentuk dan ukurannya-pun dibuat dalam model miniatur yang mudah dibawa (portable).
Miniatur water level control dibuat sebagai plant yang dikontrol oleh relay. Relay yang
digunakan adalah relay 5V dengan 6 kaki. Sedangkan animasi komputer dalam hal ini
akan memvisualisasikan proses yang terjadi pada plant. Dari pengujian yang dilakukan,
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 5
2013
sistem dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan yaitu mengontrol level ketinggian
air.
BAB I – Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi elektronika dewasa ini mengalami peningkatan
yang sangat pesat. Perkembangan ini cenderung mengarah pada
peningkatan optimalisasi kecepatan kerja dan minimalisasi. Artinya peralatan dan
komponen elektronika diupayakan menggunakan materi dan ukuran yang semakin
kecil tetapi mempunyai kemampuan kecepatan maupun kerja yang lebih tinggi.
Kesibukan user untuk melakukan controll secara kontinyu juga sangat
mempengaruhi. Mereka cenderung memilih produk yang melakukan pengoperasian
otomatis dibanding dengan produk yang cara pengoperasiannya manual. Dengan di
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 6
2013
latar belakangi hal demikian kami mencoba merancang sebuah alat “WATER
LEVEL CONTROL “.
Water Level Control adalah satu dari sekian banyak sistem yang ada dalam
dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Disamping sederhana, sistem
tersebut banyak sekali digunakan dalam dunia industri maupun kehidupan seharihari. Misalkan saja dalam industri kimia. Dengan dukungan sistem monitoring
(proses industry bisa diawasi dan dikendalikan dari jauh, sehingga bisa menghemat
biaya, waktu dan tenaga), akan semakin memberikan gambaran tentang kondisi
sebenarnya yang ada dalam dunia industri. Dalam kehidupan sehari-haripun sistem
ini sudah banyak diterapkan untuk mempermudah kerja manusia.
Dari hal tersebut, maka dibutuhkan penunjang pemahaman dalam bidang
sistem control terutama pada bidang system control pada level air.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Pada dasarnya tujuan utama kami membuat alat ini yaitu untuk memenuhi
tugas rancang pada mata kuliah Dasar Elektronika. Namun selain itu tujuan yang
paling utama adalah memahami tentang ”Transistor sebagai Saklar”. Dalam
aplikasinya yaitu membuat alat yang berhubungan dengan ”Transistor sebagai
Saklar”, lalu memahami cara kerja rangkaianya, meningkatkan kreatifitas,
menambah pengalaman, serta membantu penerapan teori kedalam praktek.
Sebenarnya hal utama yang paling di tekakan kan pada project kali ini adalah
bagaimana menerapkan sistem yang sederhana untuk keperluan sehari-hari sehingga
dapat membantu keperluan manusia pada khususnya.
Selain itu, pembuatan alat ini juga bertujuan untuk menguji apakah
Rangkaian water Level Control ini dapat digunakan dalan kehidupan sehari – hari.
Contohnya, dalam perancangan alat kami ini yang berjudul “WATER LEVEL
CONTROL “ akan dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
1.3 Batasan Masalah
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 7
2013
Adapun batasan masalah yang kami buat agar di dalam pembuatan rangkaian
alat tersebut tidak terjadi penyimpangan terhadap pokok permasalahan, yaitu :
· Bagaimana dan seperti apa bentuk dari alat “Water Level Control “
· Bagaimana cara penggunaan alat “Water Level Control “
· Bagaimana cara kerja dari alat “Water Level Control “
Bab II - Landasan Teori
2.1 Transistor Sebagai Saklar
Transistor adalah sebuah komponen semikonduktor elektronika yang
mempunyai banyak fungsi dalam penggunaannya. Misalanya penggunaan transistor
sebagai saklar atau sebagai penstabil tegangan. Transistor seperti kita ketahui
mempunyai 3 kaki elektroda yaitu Basis, Kolektor, dan Emitor. Dikarenakan
karakteristiknya atau sifatnya, transistor ini juga bisa dengan baik digunakan sebagai
saklar dalam suatu rangkaian tertentu.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 8
2013
Dalam alat ini, kami menggunakan transistor BC547 bertipe NPN. Sedikit
mengenai cara kerja transistor untuk NPN, arus yang berada dikaki Kolektor pada
transistor akan mengalir menuju Emitor “hanya” apabila diberikan sedikit saja arus
atau tegangan pada kaki basis. Besar penguatan arus tersebut tergantung pada
karakteristik transistor itu sendiri.
Gambar 2.1.1
Saklar adalah suatu komponen yang memiliki dua kali dan dua keadaan yaitu
on dan off. Pada kondisi off arus tidak bisa mengalir karena terputus aliran arusnya.
Sedangkan pada kondisi on tentunya tidak ada hambatan (udara) yang menghalangi
sehingga arus mengalir dengan bebas.
Gambar 2.1.2
Dari perumpamaan transistor sebagai saklar, diketahui bahwa komponen
transistor memiliki sifat/karakteristik saklar. Ketika kaki basis transistor tidak
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 9
2013
diberikan arus, tidak ada arus emitor, berarti transistor terbuka (saklar off) biasa
disebut cutoff.
Jika arus basis mendapat arus yang cukup, maka arus kolektor akan mengalir
ke emitor transistor. Jika arus pada basis transistor diberikan lebih besar dari yang
diperlukan oleh transistor untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam
keadaan over saturation, tegangan kolektor emitor kecil (sekitar 0,.2 – 0.3 V) dan itu
berarti transistor berada dalam keadaan sakar tertutup.
2.2 Water Level Control
Rangkaian Water Lever Control 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 pompa 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
tigabuah elektroda yang mana masing-masing dari elektroda tersebut menentukan
common power, low level dan high level dari level ketinggian 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.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 10
2013
Bab III – Pembahasan
3.1 Peralatan
Komponen: 2 Relay 5V
3
Transistor BC547
4
Resistor 1k Ω
1 Resitor 470 Ω
2
LED
1 Dioda 1N4002
2x5 Terminal Block
Bahan
: Box
Papan Kayu
DC Adaptor +9V
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 11
2013
Pompa Aquarium
Tempat Air Minum
Ember
3.2 Skema Rangkaian
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 12
2013
Gambar 3.2.1
Penjelasan dari gambar di atas :
Pada kondisi awal kita anggap bahwa air dalam tangki tidak ada air sama sekali
seperti terlihat pada gambar di atas. Dengan keadaan yang demikian, maka
otomatis E1 yang difungsikan sebagai batas atas air, E2 yang difungsikan sebagai
batas bawah, dan E3 yang difungsikan sebagai common akan menggantung pada
tangki tanpa tersentuh air sama sekali. Pada kondisi ini buzzer akan menyala
menandakan tangki
dalam keadaan kosong (critical). Bersamaan dengan itu,
pompa air akan menyala secara otomatis dan mulai mengisi tangki.
Ketika permukaan air menyentuh E2 yang difungsikan sebagai batas bawah, maka
secara otomatis buzzer akan mati dan pompa air akan tetap menyala hingga tangki
penuh.
Seiring dengan semakin bertambahnya air tangki maka permukaan air akan
semakin bergerak ke atas sesuai dengan volume air dalam tangki tersebut. Apabila
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 13
2013
permukaan air telah mencapai E1 seperti yang terlihat dalam gambar , maka secara
otomatis pompa air akan mati.
Apabila permukaan air di dalam tangki mulai berkurang atau lebih rendah dari
E2, pompa air akan otomatis kembali menyala untuk kembali mengisi air yang ada
di dalam tangki, selanjutnya sequence dari point pertama akan berulang kembali.
3.3 Gambar Komponen yang Sudah di Rangkai pada PCB
Gambar 3.3.1
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 14
2013
Gambar 3.3.2
3.4 Prinsip Kerja Rangkaian
Pertama kita definisikan E3 sebagai common dari power + 9V, E2 sebagai Low
Level, E1 sebagai high level
Pada saat start awal ketika tangki tidak ada air (tangki kosong), LED indikator
ready akan menyala, buzzer akan berbunyi dan motor hidup, ini disebabkan
belum adanya signal dari elektroda yang mentrigger transistor untuk bekerja.
Jadi kita menggunakan keadaan kontak tertutup (NC) pada R1 dan R2 (relays)
sebagai saklar.
Setelah beberapa saat ada pengisian air dan level air pertamakali menyentuh E3
dan E2 maka transistor ke 3 paling kanan akan bekerja dan menghasilkan output
pada collectornya yang menggerakan kontak relay yang tadinya NC menjadi
keadaan kontak terbuka (NO) yang secara otomatis akan mematikan buzzer.
Keadaan ini akan bertahan sampai level air kembali dibawah E2. Keadaan diatas
juga ikut mengaktifkan Transistor yang tengah untuk menyalakan LED sebagai
indikator bahwa pompa sudah berjalan normal (running).
Ketika level air menyentuh E1 maka secara otomatis transistor paling kiri
bekerja dan merubah keadaan relay R1 dari status NC (Normally Closed)
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 15
2013
menjadi NO (Normally Open), sehingga secara otomatis pompa air akan mati
dan berhenti melakukan pengisian air, serta LED indikator pompa akan padam.
Keadaan point diatas dapat dipertahankan sampai level air berada dibawah E2.
Ini dikarenakan adanya signal umpan dari E2 ke basis transistor 1 yang melalui
NO kontak relay R1 ( yang tadinya terbuka jadi tertutup). Perhatikan Relay 1
pada bagian NO, sehingga motor akan menyala kembali setelah kondisi air Low
Level (dibawah E2).
Langkah selanjutnya akan berulang dari point 3 sampai 5 secara otomatis.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 16
2013
Bab IV – Kesimpulan
4.1 Kesimpulan
Water Level Control adalah rangkaian yang berfungsi untul mengatur kerja
pompa air, ini biasanya digunakan untuk mengisi penampungan air secara otomatis.
Bila air di dalam penampungan habis maka pompa akan menyala untuk melakukan
pengisian air, begitu juga sebaliknya jika air di penampungan penuh pompa akan
berhenti melakukan pengisian air.
Water Level Control ini sangat bermanfaat di dalam kehidupan sehari-hari yang
bisa diaplikasikan dirumah, agar penampungan air bisa otomatis terisi tanpa perlu
repot-repot menghidupkan dan mematikan saklar secara manual.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 17
2013
Daftar Pustaka
Wasito, S, 2006, Vademekum Elektronika, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.
Malvino, 1984, Prinsi-Prinsip Elektronik, Edisi Kedua, Jakarta: Erlangga.
Modul Dasar Elektronika, DR. IR. Andi Adriansyah, M.ENG.
Modul Dasar Elektronika, Fina Supegina, ST,MT.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 18
DASAR ELEKTRONIKA
WATER LEVEL CONTROL
Disusun oleh :
Diah Indrastuti (41412110002)
Casromi (41412110017)
Harry Tianesa Atmi Fajat (41412110103)
Lyla Diah Susanti (41412110113)
Jaya Rustam (41412110120)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
2013
2013
“WATER LEVEL CONTROL”
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk
Menyelesaikan Tugas Mata Kuliah Dasar Elektronika
Dosen Pengampu:
Fina Supegina ST, MT
Diah Indrastuti (41412110002)
Casromi (41412110017)
Harry Tianesa Atmi Fajat (41412110103)
Lyla Diah Susanti (41412110113)
Jaya Rustam (41412110120)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
2013
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 2
2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah swt, atas rahmat dan karunianya
kami dapat menyelesaikan laporan tugas rancang ini. Laporan tugas rancang ini
membahas “WATER LEVEL CONTROL“. Laporan
ini dibuat setelah kami
menyelesaikan proyek sebagai syarat nilai Mata Kuliah Dasar Elektronika, Program
Studi Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana.
Dalam
penyusunan
tugas
akhir
ini
kami
telah
banyak
mendapat
bantuan ,dorongan, dan doa dari banyak pihak yang sangat membantu dalam kelancaran
penyusunan tugas rancang ini. Oleh karana itu melalui kesempatan ini kami ingin
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Fina Supegina ST, MT,
selaku Dosen mata kuliah Dasar Elektronika, serta kepada semua pihak yang turut serta
dalam proses pembuatan tugas rancang ini.
Kami menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat
kekurangan, karena keterbatasan pengetahuan yang kami miliki. Oleh sebab itu kritik
dan saran akan kami terima sebagai perbaikan untuk dikemudian hari. Semoga laporan
akhir ini dapat berguna baik bagi penulis sendiri maupun bagi para pembaca sebagai
tambahan wawasan .
Jakarta, 2 Juli 2013
Penulis
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 3
2013
DAFTAR ISI
Halaman Luar Judul
1
Halaman Dalam Judul
2
Kata Pengantar
3
Daftar Isi
4
Abstrak
5
BAB I - Pendahuluan
6
1.1 Latar Belakang
6
1.2 Tujuan dan Manfaat
6
1.3 Batasan Masalah
7
Bab II - Landasan Teori
8
2.1 Transistor sebagai Saklar
8
2.2 Water Level Kontrol
9
Bab III - Pembahasan
11
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 4
2013
3.1 Peralatan
11
3.2 Skema Rangkaian
12
3.3 Gambar Komponen yang Sudah di Rangkai pada PCB
13
3.4 Prinsip Kerja Rangkaian
14
BAB VI - Kesimpulan dan Saran
16
4.1 Kesimpulan
16
BAB V - Daftar Pustaka
17
ABSTRAK
Laporan
ini
menjelaskan
pembuatan
miniatur “WATER
LEVEL
CONTROL ” yang digunakan sebagai salah satu bentuk simulasi dari proses yang
terjadi dalam dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Project ini juga
dilengkapi dengan animasi sistem, yang akan memberikan gambaran lebih nyata tentang
proses yang dimaksud. Untuk lebih memudahkan proses kontrol dan monitoring, maka
bentuk dan ukurannya-pun dibuat dalam model miniatur yang mudah dibawa (portable).
Miniatur water level control dibuat sebagai plant yang dikontrol oleh relay. Relay yang
digunakan adalah relay 5V dengan 6 kaki. Sedangkan animasi komputer dalam hal ini
akan memvisualisasikan proses yang terjadi pada plant. Dari pengujian yang dilakukan,
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 5
2013
sistem dapat berjalan sesuai dengan yang diinginkan yaitu mengontrol level ketinggian
air.
BAB I – Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi elektronika dewasa ini mengalami peningkatan
yang sangat pesat. Perkembangan ini cenderung mengarah pada
peningkatan optimalisasi kecepatan kerja dan minimalisasi. Artinya peralatan dan
komponen elektronika diupayakan menggunakan materi dan ukuran yang semakin
kecil tetapi mempunyai kemampuan kecepatan maupun kerja yang lebih tinggi.
Kesibukan user untuk melakukan controll secara kontinyu juga sangat
mempengaruhi. Mereka cenderung memilih produk yang melakukan pengoperasian
otomatis dibanding dengan produk yang cara pengoperasiannya manual. Dengan di
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 6
2013
latar belakangi hal demikian kami mencoba merancang sebuah alat “WATER
LEVEL CONTROL “.
Water Level Control adalah satu dari sekian banyak sistem yang ada dalam
dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Disamping sederhana, sistem
tersebut banyak sekali digunakan dalam dunia industri maupun kehidupan seharihari. Misalkan saja dalam industri kimia. Dengan dukungan sistem monitoring
(proses industry bisa diawasi dan dikendalikan dari jauh, sehingga bisa menghemat
biaya, waktu dan tenaga), akan semakin memberikan gambaran tentang kondisi
sebenarnya yang ada dalam dunia industri. Dalam kehidupan sehari-haripun sistem
ini sudah banyak diterapkan untuk mempermudah kerja manusia.
Dari hal tersebut, maka dibutuhkan penunjang pemahaman dalam bidang
sistem control terutama pada bidang system control pada level air.
1.2 Tujuan dan Manfaat
Pada dasarnya tujuan utama kami membuat alat ini yaitu untuk memenuhi
tugas rancang pada mata kuliah Dasar Elektronika. Namun selain itu tujuan yang
paling utama adalah memahami tentang ”Transistor sebagai Saklar”. Dalam
aplikasinya yaitu membuat alat yang berhubungan dengan ”Transistor sebagai
Saklar”, lalu memahami cara kerja rangkaianya, meningkatkan kreatifitas,
menambah pengalaman, serta membantu penerapan teori kedalam praktek.
Sebenarnya hal utama yang paling di tekakan kan pada project kali ini adalah
bagaimana menerapkan sistem yang sederhana untuk keperluan sehari-hari sehingga
dapat membantu keperluan manusia pada khususnya.
Selain itu, pembuatan alat ini juga bertujuan untuk menguji apakah
Rangkaian water Level Control ini dapat digunakan dalan kehidupan sehari – hari.
Contohnya, dalam perancangan alat kami ini yang berjudul “WATER LEVEL
CONTROL “ akan dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
1.3 Batasan Masalah
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 7
2013
Adapun batasan masalah yang kami buat agar di dalam pembuatan rangkaian
alat tersebut tidak terjadi penyimpangan terhadap pokok permasalahan, yaitu :
· Bagaimana dan seperti apa bentuk dari alat “Water Level Control “
· Bagaimana cara penggunaan alat “Water Level Control “
· Bagaimana cara kerja dari alat “Water Level Control “
Bab II - Landasan Teori
2.1 Transistor Sebagai Saklar
Transistor adalah sebuah komponen semikonduktor elektronika yang
mempunyai banyak fungsi dalam penggunaannya. Misalanya penggunaan transistor
sebagai saklar atau sebagai penstabil tegangan. Transistor seperti kita ketahui
mempunyai 3 kaki elektroda yaitu Basis, Kolektor, dan Emitor. Dikarenakan
karakteristiknya atau sifatnya, transistor ini juga bisa dengan baik digunakan sebagai
saklar dalam suatu rangkaian tertentu.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 8
2013
Dalam alat ini, kami menggunakan transistor BC547 bertipe NPN. Sedikit
mengenai cara kerja transistor untuk NPN, arus yang berada dikaki Kolektor pada
transistor akan mengalir menuju Emitor “hanya” apabila diberikan sedikit saja arus
atau tegangan pada kaki basis. Besar penguatan arus tersebut tergantung pada
karakteristik transistor itu sendiri.
Gambar 2.1.1
Saklar adalah suatu komponen yang memiliki dua kali dan dua keadaan yaitu
on dan off. Pada kondisi off arus tidak bisa mengalir karena terputus aliran arusnya.
Sedangkan pada kondisi on tentunya tidak ada hambatan (udara) yang menghalangi
sehingga arus mengalir dengan bebas.
Gambar 2.1.2
Dari perumpamaan transistor sebagai saklar, diketahui bahwa komponen
transistor memiliki sifat/karakteristik saklar. Ketika kaki basis transistor tidak
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 9
2013
diberikan arus, tidak ada arus emitor, berarti transistor terbuka (saklar off) biasa
disebut cutoff.
Jika arus basis mendapat arus yang cukup, maka arus kolektor akan mengalir
ke emitor transistor. Jika arus pada basis transistor diberikan lebih besar dari yang
diperlukan oleh transistor untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam
keadaan over saturation, tegangan kolektor emitor kecil (sekitar 0,.2 – 0.3 V) dan itu
berarti transistor berada dalam keadaan sakar tertutup.
2.2 Water Level Control
Rangkaian Water Lever Control 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 pompa 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
tigabuah elektroda yang mana masing-masing dari elektroda tersebut menentukan
common power, low level dan high level dari level ketinggian 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.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 10
2013
Bab III – Pembahasan
3.1 Peralatan
Komponen: 2 Relay 5V
3
Transistor BC547
4
Resistor 1k Ω
1 Resitor 470 Ω
2
LED
1 Dioda 1N4002
2x5 Terminal Block
Bahan
: Box
Papan Kayu
DC Adaptor +9V
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 11
2013
Pompa Aquarium
Tempat Air Minum
Ember
3.2 Skema Rangkaian
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 12
2013
Gambar 3.2.1
Penjelasan dari gambar di atas :
Pada kondisi awal kita anggap bahwa air dalam tangki tidak ada air sama sekali
seperti terlihat pada gambar di atas. Dengan keadaan yang demikian, maka
otomatis E1 yang difungsikan sebagai batas atas air, E2 yang difungsikan sebagai
batas bawah, dan E3 yang difungsikan sebagai common akan menggantung pada
tangki tanpa tersentuh air sama sekali. Pada kondisi ini buzzer akan menyala
menandakan tangki
dalam keadaan kosong (critical). Bersamaan dengan itu,
pompa air akan menyala secara otomatis dan mulai mengisi tangki.
Ketika permukaan air menyentuh E2 yang difungsikan sebagai batas bawah, maka
secara otomatis buzzer akan mati dan pompa air akan tetap menyala hingga tangki
penuh.
Seiring dengan semakin bertambahnya air tangki maka permukaan air akan
semakin bergerak ke atas sesuai dengan volume air dalam tangki tersebut. Apabila
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 13
2013
permukaan air telah mencapai E1 seperti yang terlihat dalam gambar , maka secara
otomatis pompa air akan mati.
Apabila permukaan air di dalam tangki mulai berkurang atau lebih rendah dari
E2, pompa air akan otomatis kembali menyala untuk kembali mengisi air yang ada
di dalam tangki, selanjutnya sequence dari point pertama akan berulang kembali.
3.3 Gambar Komponen yang Sudah di Rangkai pada PCB
Gambar 3.3.1
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 14
2013
Gambar 3.3.2
3.4 Prinsip Kerja Rangkaian
Pertama kita definisikan E3 sebagai common dari power + 9V, E2 sebagai Low
Level, E1 sebagai high level
Pada saat start awal ketika tangki tidak ada air (tangki kosong), LED indikator
ready akan menyala, buzzer akan berbunyi dan motor hidup, ini disebabkan
belum adanya signal dari elektroda yang mentrigger transistor untuk bekerja.
Jadi kita menggunakan keadaan kontak tertutup (NC) pada R1 dan R2 (relays)
sebagai saklar.
Setelah beberapa saat ada pengisian air dan level air pertamakali menyentuh E3
dan E2 maka transistor ke 3 paling kanan akan bekerja dan menghasilkan output
pada collectornya yang menggerakan kontak relay yang tadinya NC menjadi
keadaan kontak terbuka (NO) yang secara otomatis akan mematikan buzzer.
Keadaan ini akan bertahan sampai level air kembali dibawah E2. Keadaan diatas
juga ikut mengaktifkan Transistor yang tengah untuk menyalakan LED sebagai
indikator bahwa pompa sudah berjalan normal (running).
Ketika level air menyentuh E1 maka secara otomatis transistor paling kiri
bekerja dan merubah keadaan relay R1 dari status NC (Normally Closed)
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 15
2013
menjadi NO (Normally Open), sehingga secara otomatis pompa air akan mati
dan berhenti melakukan pengisian air, serta LED indikator pompa akan padam.
Keadaan point diatas dapat dipertahankan sampai level air berada dibawah E2.
Ini dikarenakan adanya signal umpan dari E2 ke basis transistor 1 yang melalui
NO kontak relay R1 ( yang tadinya terbuka jadi tertutup). Perhatikan Relay 1
pada bagian NO, sehingga motor akan menyala kembali setelah kondisi air Low
Level (dibawah E2).
Langkah selanjutnya akan berulang dari point 3 sampai 5 secara otomatis.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 16
2013
Bab IV – Kesimpulan
4.1 Kesimpulan
Water Level Control adalah rangkaian yang berfungsi untul mengatur kerja
pompa air, ini biasanya digunakan untuk mengisi penampungan air secara otomatis.
Bila air di dalam penampungan habis maka pompa akan menyala untuk melakukan
pengisian air, begitu juga sebaliknya jika air di penampungan penuh pompa akan
berhenti melakukan pengisian air.
Water Level Control ini sangat bermanfaat di dalam kehidupan sehari-hari yang
bisa diaplikasikan dirumah, agar penampungan air bisa otomatis terisi tanpa perlu
repot-repot menghidupkan dan mematikan saklar secara manual.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 17
2013
Daftar Pustaka
Wasito, S, 2006, Vademekum Elektronika, Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.
Malvino, 1984, Prinsi-Prinsip Elektronik, Edisi Kedua, Jakarta: Erlangga.
Modul Dasar Elektronika, DR. IR. Andi Adriansyah, M.ENG.
Modul Dasar Elektronika, Fina Supegina, ST,MT.
Laporan Tugas Rancang Dasar Elektronika: Water Level Control
Page 18