RANGKAIAN PENGUKUR KETINGGIAN AIR

BERDASARKAN WARNA LED

MENGGUNAKAN SENSOR LVDT

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

2. TEORI

3. DAFTAR KOMPONEN

4. RANGKAIAN

5. PRINSIP KERJA

6. VIDEO 

7. LINK DOWNLOAD

1. TUJUAN[kembali]

• Memahami konsep dan prinsip kerja rangkaian LVDT.
• Menggabungkan sensor LVDT dengan komponen elektronika lainnya untuk aplikasi sederhana.
• membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari.

2. TEORI[kembali]

Sensor linear variabel diferential transformer (LVDT) merupakan sensor yang  dapat membaca tekanan atau perubahan melalui pergerakan atau perubahan posisi inti magnet. Prinsip ini pertama kali digunakan pada tahun 1940-an. Pada saat ini LVDT digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya. Namun saat ini lebih sering digunakan sebagai sensor jarak.

    Sensor ini umumnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua kumpara sekunder, dan inti yang dapat bergerak. Kedua kumparan sekunder akan terpasang secara seri dan inti itu sendiri terbuat dari bahan feromagnetik.Bisa dikatakan bahwa sensor ini memungkinkan inti dapat naik turun secara bebas pada pengooperasian nya.

Berikut bentuk dari sensor LVDT:

berikut adalah bentuk dari komponen sensor LVDT:

 

KELEBIHAN DARI SENSOR LVDT DIBANDING SENSOR LAINNYA:

1. bebas gesekan.
       pada sensor LVDT memungkinkan inti bergerak tanpa gesekan atau tidak bersentuhan dengan kumparan LVDT sehingga tidak ada gesekan. fitur ini memungkinkan pada pengujian bahan, pengukuran getaran perpindahan dan resolusi yang tinggi.

2. resolusi tak terbatas.
        sensor LVDT mempunyai  resolusi takterbatas. sensor ini hanya dibatasi oleh kebisingan di sinyal kondisioner dan output resolusi layar. faktor yang sama memungkinkan LVDT melakukan pengulangan yang luar biasa.

3. masa jangka yang tak terbatas.
        karena tidak ada kontak langsung antara inti dan kumparan maka tidak ada aus atau bergesekan. aplikasi ini sangat berguna pada aplikasi pesawat tebang, satelit dan kendaraan luar angkasa.

4. tahan kerusakan overtravel.
       inti dari LVDT memungkinkan untuk lulus sepenuhnya melalui sensor perakitan koil tanpa menyebabkan kerusakan.

5. respon cepat dan dinamis.
        karena tidak adanya gesekan selama operasi memungkinkan sensor LVDT untuk merespn secara sangat cepat terhadap posisi inti terhadap kumparan.

6. output bersipat absolut.
        jika terjadi kehilangan daya secara menda
dak pada sensor, maka data posisi yang dikirim dari sensor tidak akan hilang.


KELEMAHAN SENSOR LVDT:
        dari sensor ini memiliki kelemahan yaitu harga sensor itu sendiri relatif mahal. oleh sebsb itu untuk menggunakan sensor ini membutuhkan biaya yang lumayan menguras keuangan dibandingkan dengan sensoor sejenis lainnya.

IC78xx merupakan regulator tegangan mandiri yang lengkap. Dimana hanya menggunakan dua kapasitor untuk mencapai keluaran tegangan bersih. komponen ini digunakan untuk mendapatkan tegangan berupa tegangan ac.

jembatan dioda berguna untuk menyearahkan gelombang input yang mana gelombang input berupa gelombng sinus akan disearahkan oleh jembatan ini. saat arus positif masuk maka dioda 1 dan dioda 4 akan aktif sementara dioda 2 dan dioda 3 akan mati. sehingga akan mengalir arus positif. saat arus negatif masuk maka dioda 1 dan dioda 4 akan mati sementara dioda 2 dan dioda 3 akan aktif sehingga arus mengalir menujukutub positif. karena itulah setiap gelombang yang keluar dari jembatan dioda akan mempunyai 1 fasa yaitu fasa positif saja atau fasa negatif saja.
capasitor digunakan hanya untuk menstabilkan tegangan dan led sebagai indikator pengamatan.

fungsi masing masing komponen:

1. V SINE

merupakan sumber daya yang mengalir pada komponen sensor LVDT. sumber yang digunakan yaitu arus bolak balik atau arus AC. dimana sumber ini tidak memperhatikan polaritas gelombangnya (tidak dwi kutub). 

2. capasitor 

merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menyimpan arus listrik. komponen ini akan menyimpan muatan dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad.

3. potensio meter (pot-hg)

merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai tahanan variable(variable resistor). dimana nilai resistansinya dapat diubah-ubah berdasarkan persentase (nilai variable) yang diberikan kepadanya. biasanya terdapat dua jenis yaitu jenis potensio geser dan potensio putar.

4. resistor

merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menghambat aliran arus listrik sehingga tidak terjadi short circuit. mempunyai resistansi yang berbeda beda sesuai kebutuhan. 

5. transformer 2 primer 2 sekuder 
 
transformer merupakan alat elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan tanpa menurunkan daya yang digunakan. perubahan ini disebabkan oleh adanya induksi pada inti trafo. 

6. dioda 
 
merupakan komponen elektronika yang berguna untuk mengeliminasi arah arus yang masuk. dioda hanya akan aktif saat arus yang masuk melebihi tegangan dalam nya.

7. ocilloscope

merupakan peralatan elektronik yang dapat menampilkan  bagai mana bentuk gelombang listrik dari suatu rangkaian listrik.

8.ac voltmeter

alat ini bergua untuk mengukur tegangan arus bolak-balik yang mengalir pada suatu rangkaian elektronika.

9.  speaker / buzer

merupaka alat elekktronika yang berguna untuk memberikan keluaran berupa gelombang suara. besar kecilnya gelombang suara yang dihasilkan bergantung terhadap besar kecilnya tegangan yang ia terima.


merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai pemutus atau penghubung suatu rangkaian elektronik sehingga arus dapat mengalir pada ragkaian atau tidak  sama sekali.

10. komponen ic7812

Suplai daya atau tegangan catu suatu rangkaian elektronik yang berubah-ubah besarnya dapat menyebabkan pengaruh yang sifatnya merusak fungsi kerja rangkaian elektronik yang dicatunya. Catu daya yang stabil dan dapat diatur sering disebut dengan regulated power supply. Catu daya ini menggunakan komponen aktif sehingga harganya cukup mahal. Maka dari itu, saat ini banyak digunakan catu daya dalam bentuk IC yaitu IC regulator tegangan. IC regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua yakni regulator tegangan tetap (3 kaki) dan regulator tegangan yang dapat diatur (3 kaki atau lebih).

IC regulator tegangan tetap yang sekarang populer adalah keluarga 78xx untuk tegangan positif dan seri 79xx untuk tegangan negatif. Bentuk IC dan susunan kakinya adalah seperti terlihat pada Gambar 7. Besarnya tegangan keluaran IC seri 78xx dan 79xx ini dinyatakan dengan dua angka terakhir pada serinya. Contoh IC 7812 adalah regulator tegangan positif dengan tegangan keluaran 12 volt, IC 7912 adalah regulator tegangan negatif dengan tegang keluaran -12 volt.

Besarnya tegangan masukan (Vin dalam nilai DC) pada regular seri 78xx dalam beberapa variasi tegangan keluaran dapat dilihat dalam tabel berikut:

Tipe Rugulator	Vo	Vin min	Vin maks
7805	5 V	7 V	20 V
7806	6 V	8 V	21 V
7808	8 V	10,5 V	25 V
7810	10 V	12,5 V	25 V
7812	12 V	14,5 V	27 V
7815	15 V	17,5 V	30 V
7818	18 V	21 V	33 V
7824	24 V	27 V	38 V

Batasan nilai tegangan masukan IC regulator yang terdapat dalam tabel adalah nilai DC, dalam arti bukan tegangan sekunder trafo.Dengan demikian dapat ditarik kesimpulan bahwa catu daya teregulasi adalah catu daya yang dapat menghasilkan tegangan keluaran yang nilai/harga tegangannya senantiasa selalu tetap setiap saat sesuai dengan yang diharapkan. 

Pemakaian heatshink (alumunium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai untuk mencatu arus yang besar. Di dalam datasheet, kompenen IC regulator tegangan maksimal bisa dilewati arus mencapai 1 Ampere. Kemampuan memberikan catu daya dari IC regulator tegangan dapat ditingkatkan kapasitasnya dengan menambahkan transistor luar atau eksternal, baik transistor NPN maupun PNP. Dengan penambahan transistor luar, maka sebagian besar dari arus akan dilewatkan pada transistor luar ini, sehingga IC regulator tegangan hanya berfungsi sebagai pengontrol tegangan saja. Transistor yang sering digunakan adalah transistor 2N 3055.



11. led

merupakan bentuk lain dari dioda bedanya yaitu led dapat memancarkan energi berupa cahaya. setiap led mempunyai tegangan batas yang berbeda-beda sesui dengan warna cahaya yang ia pancarakan.

12.VCC

merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai sumber tegangan tetap pada suatu rangkaian elektroika biasanya bernilai 5 volt atau 12 volt

berikut bentuk grafik respon sensor lvdt :


3. DAFTAR KOMPONEN[kembali]
berikut adalah komponen yang digunakan dalam pembuatan sensor ketinggian air menggunakan LVDT:

1. Vsine

2. CAP

3. POT-HG

4. RES

5. TRSAT2P2S2B

6. 1N4001

7. NTSD0WF104

8. AC VOLTMETER

9. IC7812

10. LED BIRU, HIJAU, KUNING, MERAH,

11. GROUND

12. SPEAKER

komponen tersebut dapat ditemukan pada librery proteus dengan memasukkan kata kuncinya.

4. RANGKAIAN[kembali]
berikut ini merupakan bentuk rangkaian dari sensor mengukur ketinggian air menggunakan sensor LVDT:

saat potensio menunjukkan nilai 90% maka hanya LED biru yang menyala dan bunyi yang dihasilkan tidak terdengar. ini menunjuk kan bahwa ketinggian air dalam keadaan sangat baik. seperti gambar berikut:

saat nilai potensio dirubah menjadi 50% maka LED biru dan hijau  akan menyala serta bunyi masih belum keras ini mengisyaratkan bahwa ketinggian air masih dalam batas normal atau dalam keadaan baik.terlihat seperti gambar dibawah ini.

saat nilai potensio digeser menjadi 25% maka lampu led biru, hijau, dan kuning akan menyala serta bunyi yang dihasilkan mulai keras ini menandakan bahwa ketinggian air mencapai tahap siaga atau waspada dimana ketinggiannya hampir mendekati bahaya. terlihat seperti gambar dibawah ini.

saat nilai potensio menunjukkan nilai 1% maka semua lampu led akan menyal dan bunyi yang dihasilkan akan sangat nyaring dimana ini menandakan status bahaya. pada status ini air sungi akan sangat dapat menyebabkan terjadinya banjir.

5. PRINSIP KERJA[kembali]
pada rangkaian ini arus ac akan mengalir menuju potensio meter saat nilai ptensiometer 100% maka semua arus akan mengalir ke ground. sehingga tidak terjadi induksi arus yang mengalir pada rangkaian adalah arus ic 7812 yang hanya dappat menghidupkan led biru, saat nilai ptensio digeser menjadi 75% maka akan ada arus yang melewati potensio dan menuju trafo disini akan terjadi induksi sehingga tegangan yang mengalir pata rangkaian akan bertambah. namun dengan terlebih dahulu tgangan yang terbentuk akibat induksi tadi akan di searah kan terlebih dahulu oleh  jembatan dioda.sehingga tegangan tersebut dapat menghidupkan led hijau.


semakin rendah nilai persentase potensiometer maka akan semakin tinggi tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian sehingga akan dapat menghidupkan led lainnya karena nilai induksi yang dihasilkan juga bertambah.


perlu diperhatikan bahwa semakin kecil nilai yang ditunjukkan potensio meter maka nilai arus yang menuju trafo akan semakin besar, karena arus primer besat maka induksi yang dihasilkan juga besar, sehingga dapat menambah tegangan yang dihasilkan oleh ic 7812.karena tegangan bertambah maka jumlah led yang menyala juga akan bertambah.

suara yang dihasilkan speaker akan sebanding dengan tegangan yang masuk pada speaker itu sendiri dimana speaker akan aktif saat tegangan yang masuk padanya memenuhi tegangan minimal yang menjadi batasnya.

6. VIDEO[kembali]
berikut adalah video tutoorial penggunaan sensor LVDT dengan penerapan pada pengukut ketinggian air.output yang dihasilkan berupa nyala led.

7. LINK DOWNLOAD[kembali]
untuk mendapatkan materi dan videoo serta rangkaian dapat di klik di link dibawah ini.

1. MATERI
klik

2. RANGKAIAN
Klok

3. VIDEO TUTOORIAL
Klek

[menuju awal]