Perancangan Sensor Ketinggian Air Tandon (Water Level Sensor)


Otomatisasi pengisian tandon air membutuhkan sensor yang dapat mendeteksi tingkat ketinggian air dalam tandon. Level Sensor istilah umumnya. Banyak produsen yang menyediakan sensor dan kontrolernya dalam satu paket produk. Kalau mau merancang sendiri juga boleh. Malah asik tuh…😀

Sebenarnya mendeteksi level ketinggian air secara elektronik bukanlah hal yang sulit. Kita bisa menggunakan transistor atau opamp untuk mendeteksi ada-tidaknya air yang menyentuh sensor. Tapi secara fisik, boleh jadi tidak mudah.

Mengapa?

Ingat percobaan fisika SMA? Nah, kalau dua batang logam dihubungkan ke sumber tegangan plus dan minus, kemudian dicemplungkan ke air, maka yang terjadi adalah proses elektrolisa. Saya tidak membahas terjadinya pemisahan hidrogen dan oksigen yang terjadi, dan juga unsur/senyawa lain yang terlibat. Yang perlu diketahui adalah bahwa proses ini mengakibatkan terjadinya korosi dan pengerakan pada elektroda sensor, oleh karenanya perlu dilakukan perawatan secara berkala untuk mencegah terjadinya kesalahan pendeteksian. Selain itu, penggunaan jenis logam untuk elektroda serta pengkondisian pH air juga perlu dilakukan.

Karena proses elektrolisa ini pasti terjadi, maka dalam perancangan rangkaian elektronika serta pengkondisian fisik pada pengimplementasiannya harus dapat meminimalisir efek negatif dari proses elektrolisa tersebut. Kita mulai dari elektrodanya.

Elektroda yang digunakan haruslah yang anti-korosif. Bisa digunakan baja stainless atau bahkan yang telah dilapisi chrome. Jangan menggunakan logam-logam seperti galvanis atau besi. Meskipun demikian, masih diperlukan perawatan berkala, paling lama 1 bulan sekali, untuk menghilangkan kerak-kerak yang terjadi yang dapat mengurangi konduktivitas elektroda.

Selain itu, yang perlu dilakukan lagi adalah mengontrol pH air. Untuk masalah ini memang tidak murah, diperlukan sistem pengendali pH untuk mempertahankan pH air menjadi normal. Tapi, ini cara yang efektif.

Nah, sekarang masuk ke rangkaian elektroniknya. Rangkaian yang saya gunakan hanyalah sebuah pembagi tegangan dan sebuah komparator dengan keluaran logika TTL. Simak rangkaian dan penjelasan berikut ini.

Pendeteksian level ketinggian air dilakukan dengan membaca nilai tegangan yang dihasilkan oleh masing-masing  rangkaian pembagi tegangan yang tersusun oleh resistor R dan  RAir. (RAir  adalah tahanan yang dibentuk oleh tangkai sensor dan tangkai common (T1)). Nilai R dalam hal ini adalah 10K ohm.

  • Vout1 – tegangan keluaran sensor LOWEST.
  • Vout2 – tegangan keluaran sensor LOW.
  • Vout3 – tegangan keluaran sensor MEDIUM.
  • Vout1 – tegangan keluaran sensor HIGH.

Tegangan keluaran yang muncul ketika tangkai sensor tidak terkena air adalah sekitar 4,9 volt.  Akan tetapi ketika tangkai sensor menyentuh air, nilai Vout turun antara 1-2 volt saja.

Perbedaan tegangan yang cukup  jauh  inilah  yang digunakan sebagai acuan pendeteksian dengan  cara membandingkan  nilai Vout dengan suatu tegangan referensi yang telah diset sebelumnya.

Gambar di bawah adalah rangkaian pembanding sederhana menggunakan opamp LM324. Rangkaian ini sederhana namun telah melewati serangkaian uji-coba dengan hasil yang sangat memuaskan.

Keluaran rangkaian pembanding ini dapat langsung digunakan untuk menggerakkan LED atau sebagai masukan TTL pada mikrokontroler.

Rangkaian ini telah saya implementasikan pada Pengendali Pompa Tandon Air Pensuplai Boiler dan Pengendali Pompa Tandon Air Unit Chiller di CV STEGRA Malang dan telah beroperasi selama lebih dari 5 tahun, dengan perawatan sensor 2-3 bulan sekali.

T1 adalah masukan dari rangkaian sensor diatas, bisa jadi Vout1, Vout2, Vout3, atau Vout4. Pada gambar port keluaran bertuliskan HI untuk sensor ketinggian HI. Ini berlaku sama persis untuk ketiga sensor lainnya.

Rangkaian pembagi tegangan yang disusun oleh resistor RA1 dan RA2 memberikan tegangan pembanding sebesar (10000/14700) * 5 volt = 3,4 Volt. Sehingga masuk dalam jangkauan keluaran sensor yang berada di kisaran 1-4,8 volt.

Ketika sensor tidak terkena air, Vin(+) > Vin(-), oleh karenanya tegangan keluaran opamp akan berada di kisaran 3,5-4,5V. Dan ketika sensor terkena air, Vin(+) < Vin(-), maka tegangan keluaran akan drop menjadi 0V. Sangat efektif!

Berikut adalah gambar layout PCB untuk sensor ketinggian air dengan keluaran 4 level ketinggian.

Berikut adalah foto rangkaian jadi yang saya implementasikan di pabrik rol karet USTEGRA Malang.

Untuk keperluan pengontrolan level air pada tandon rumah tangga, tandon air wudhu, kolam air minum walet, dan lain-lain, kami menyediakan modul kontroler level air tandon WLC-02 sebagai berikut:

telinks_wlc02_blue

Keterangan selengkapnya mengenai WLC-02 dapat Anda baca pada halaman berikut ini:

WLC-02: Modul Kontroler Level Air Yang Handal

Pada postingan tersebut juga diberikan gambar instalasi WLC-02.

Modul ini telah banyak dipesan dan digunakan oleh user kami. Modul dapat diaplikasikan untuk sistem kontrol level tandon air pada hotel, masjid, rumah, rumah walet, dsb.

Untuk pemesanan silakan kontak melalui halaman order kami di http://teknikelektrolinks.com/order.htm.

Selamat berkarya!

😀

31 comments

  1. SUBAGIO · Mei 26, 2010

    tks rangkaian pcbnya akan saya coba

  2. chandramde · Mei 26, 2010

    SUBAGIO:
    Oke, selamat mencoba! Kalau membutuhkan skematik dan layout PCB siap pakai, silakan hubungi saya melalui email atau SMS ke (0341)9857624. Murah kok!😀

  3. zaki · Juni 29, 2010

    asyik tu….
    boleh dicoba…
    layoutny ahrus bayar ya mas???…..
    minta yaaa….
    makasi…. T_T

  4. chandramde · Juni 30, 2010

    zaki:
    Kalau yang ini memang belum gratis. Kirimkan donasi dan saya akan mengirimkan skematik dan layout PCB-nya ke alamat email Anda.

    Terima kasih.😀

    • zaki · Juni 30, 2010

      donasinya harus lewat transfer bank ya mas….
      he he maaf mas saya nggak punya rekening…
      maklum blum da yang ditabung sih…
      ada cara laen g mas??…

  5. yadi · Agustus 11, 2010

    kira2 brp ya harganya kasih infonya dong. .klo emg murah bleh jg toh. .trim’s

  6. asrul yanuar · Oktober 2, 2010

    wah artikel yg bagus kalo boleh saya ijin share ya.

    matur suwun n moga anda makin dimudahkan dalam mendapatkan banyak ilmu.

    wassalam

  7. akbar · Oktober 28, 2010

    mas mau nanya…
    . sy skrang lg mau nyusn proyk akhir nie mas…
    . boleh g mnta sran jdul apa yang bgus untk d’angkat jdi proyek akhir….
    . yang berkaitn dengan teknik telekomunkasi…
    . tlong jdulnya ya mas….

  8. akbar · Oktober 28, 2010

    mas komponen apa aja yang dipakai d’alat nie,,????

  9. teguh · November 17, 2010

    mas kalo harga kit yg sudah jadi berapa dan tangkai sensor terbuat dari apa

  10. mimin supriadi · November 26, 2010

    Begini mas saya sedang perlu alat itu untuk mengukur ketinggian air ditandon,yang saya gunakan untuk monitor hydrant.
    tolong infonya segera.
    tks.mimin supriadi

  11. teguh · Mei 6, 2011

    mas mau tanya, ada skematik rangkaian water level control dengan atmega tidak?

  12. nick_nick · Juli 19, 2011

    saya kagum sama mas..saya sekolah di SMK TUREN..^_^..sekolah saya harusnya mempunyai guru seperti mas..hahaha

  13. nyunn · Agustus 10, 2011

    trima kasiih ya pak atas infonya🙂
    saya sudah mencoba dan worked!

    • chandramde · Agustus 10, 2011

      Sama-sama. Syukur alhamdulillah jika demikian.🙂

  14. vina · Januari 18, 2012

    aslamuallaikim……….
    mas apa ada data yng lengkap mas mengenai artikel ini ?
    klo ada bole saya minta g mas buat referensi LA saya…….
    mhon mas bantuanya…….
    mkasih…..

  15. imam baidowi · Juni 26, 2012

    Saya mau tanya nii… Rangkaian diatas.. Berfungsi tidak kalo pas air itu possi low…

    • Chandra MDE · Juni 30, 2012

      Dengan 3 buah stik, rangkaian dapat mendeteksi apakah tandon dalam posisi kosong, terisi, atau penuh.

  16. ikhul · Juli 1, 2012

    bang klo level air dikasih display led bisa nggak???

  17. adit · Agustus 31, 2012

    bos,mau tanya ni
    itu kn cuma deteksi kosong,terisi ato penu, nah untuk realtime/continue berupa angka bisa ato ndak???

    • Chandra MDE · September 10, 2012

      Untuk deteksi ketinggian air linear bisa coba menggunakan sensor ultrasonik, atau sensor tekanan air.

  18. Lucky · September 27, 2012

    pak ini bisa dihubungkan ke VB gak?

    • Chandra MDE · September 27, 2012

      Dengan bantuan mikrokontroler, kondisi sensor bisa dibaca oleh komputer. Baik menggunakan VB, Delphi, ataupun yang lain.

  19. Murni · Februari 3, 2013

    Assalamualaikum
    mohon bantuannya mas, saya sedang mengerjakan tugas akhir niatnya ingin membuat rancang bangun sistem ketinggian air dalam tanki menggunakan PLC, saya masih bingung untuk inputan PLC niat saya menggunakan sensor elektroda tapi sensor elektroda yang di maksud dalam perancangannya apakah sama atau tidak dengan rancangan sensor di atas??, dan untuk penggunaan bahan untuk menghindari korosi bila menggunakan baja ringan bagai mana mas? ada sarana juga tidak mas untuk penggunaan sensor yang sederhana tapi efektif?
    mohon bantuannya mas, terimakasih banyak sebelumnya

    • Chandra MDE · Februari 8, 2013

      Wa’alaykumsalaam. Untuk PLC bisa juga menggunakan sensor tersebut, hanya saja perlu disesuaikan agar output rangkaian sensor sesuai dengan tipe inputan dari PLC. Jika membutuhkan, kami bisa membuatkan modul sensor yang sesuai untuk digunakan dengan PLC. Terima kasih.

  20. apra · Maret 21, 2013

    bos mau tanya ni.
    untun sensor air di atas itu termasuk dalam sensor jenis apa ya??
    sensor kapasitif kah misalnya?

    • Chandra MDE · Maret 31, 2013

      Sensor adalah jenis logam, bahan stainless steel lebih diutamakan. Bisa juga menggunakan logam sembarang, tapi stainless steel lebih baik.

  21. willy · April 25, 2014

    mas saya mau nanya, saya mau buat proyek tugas akhir water level control berbasis PLC?? modul WLC- 01 diats bisa digunakan/ dihubngkan ke PLC juga g ya mas……
    saya boleh mintak sarannya buat proyek tugas akhir saya……..

  22. Taufik Rahman · September 11, 2014

    permisi mas..mw tanya..
    keluaran rangkaian detecktor level di atas bisa langsung ke mikrokontroler ya??

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s