Pengontrol Ketinggian Air

Di banyak rumah dan tempat-tempat umum lainnya, air tanah digunakan, yang dipompa ke tangki atas (rumah) menggunakan pompa air yang dikendalikan oleh motor listrik. Mengontrol pompa seringkali merupakan keharusan untuk menghindari pemborosan air.

1. Pengontrol Ketinggian Air (kontak)

Di sini rangkaian sederhana untuk mengontrol pompa air. Ketika ketinggian air di tangki atas lebih dari melebihi tingkat yang diperlukan, pompa secara otomatis mati dan menghentikan proses pemompaan sehingga mencegah aliran air yang berlebihan. Menggunakan relai untuk memutus catu daya ke pompa air.

Rangkaian dibuat menggunakan komponen-komponen berikut:

• CMOS IC CD4001 : Ini adalah IC 14 pin serbaguna yang berisi 4 gerbang NOR. Setiap gerbang NOR memiliki dua input dan satu output. Jadi IC memiliki 8 pin input dan 4 pin output, satu pin Vcc (terhubung ke supply tegangan positif) dan satu Vss (terhubung ke supply negatif). Fitur dasarnya meliputi - Tegangan supply maksimum: 15V, Tegangan supply minimum: 3V, Kecepatan operasi maksimum: 4MHz. Ini dapat digunakan dalam generator audio, detektor logam dll.
• Transistor BC547 : Ini adalah transistor NPN dan digunakan terutama untuk tujuan amplifikasi dan switching. Fitur-fiturnya termasuk gain arus maksimum 800. Ini digunakan dalam konfigurasi CE ketika digunakan sebagai penguat (amplifier).
• Baterai : Supply DC 9V diberikan melalui baterai untuk menghidupkan rangkaian.

Rangkaian ini menggunakan CMOS IC CD 4001/4011 untuk menggerakkan relai. Gerbang inputnya 1 digunakan untuk menghubungkan probe untuk mendeteksi ketinggian air. Satu probe terhubung ke gerbang 1 IC dan probe lainnya ke ground. Ketika probe A yang terhubung ke gerbang 1 dari IC mengambang, input gerbang 1 tetap tinggi dan pin output 4 menjadi tinggi dan transistor driver relai berjalan.

Relai akan diaktifkan. Catu daya dari pompa air terhubung melalui common dan kontak NO relai sehingga ketika relai menyala, pompa air bekerja. Indikator LED menunjukkan cara kerja relai. Ketika ketinggian air naik dan kontak berjalan dengan probe A dan B, output IC menjadi rendah dan relai menghilangkan energi untuk menghentikan pemompaan.

Awalnya ketika A dan B tidak terhubung, yaitu level air rendah, pin1 input IC pada logika tinggi dan menurut tabel kebenaran gerbang NOR, output pada pin3 akan pada logika rendah. Karena pin3 disingkat menjadi pin 5 dan 6, maka input ke gerbang NOR lainnya akan berupa sinyal logika rendah. Ini memberikan logika sinyal tinggi ke pin output yang sesuai 4.

Ketika arus mengalir melalui resistor ke base transistor, ia mulai berjalan dan bertindak sebagai sakelar tertutup. Relai yang terhubung ke kolektor transistor mendapat energi dan kontak NO dapat terhubung ke kontak umum dan pompa air mendapatkan catu daya dari listrik dan mulai bekerja.

Sekarang ketika ketinggian air naik di tangki atas sehingga probe A dan B terhubung melalui air, arus mengalir melalui mereka (Karena air adalah konduktor) dan pin 1 dan 2 dihubungkan melalui A dan B ke supply negatif baterai.

Pin3 output dengan demikian, pada level logika tinggi, menyebabkan pin input dari gerbang NOR lainnya berada pada level logika tinggi dan dengan demikian pin4 output yang sesuai adalah pada level logika rendah. Transistor mendapat cut-off karena kurangnya arus bias dan relai mendapat de-energized dan catu daya ke tangki air terputus.

2. Pengontrol Ketinggian Air (non-kontak)

Terlepas dari teknik yang dibahas di atas, ada cara lain untuk mengontrol ketinggian air di tangki dengan merasakannya menggunakan teknik Ultrasonik. Tidak seperti metode sebelumnya, ini tidak memerlukan kontak dengan tangki air.

Sistem ini terdiri dari bagian-bagian berikut

1. Catu daya DC yang diatur untuk mengubah supply AC ke tegangan DC yang diatur menggunakan penyearah dan filter jembatan.
2. Modul ultrasonik yang terdiri dari pemancar ultrasonik dan penerima untuk merasakan kondisi level air tangki.
3. Mikrokontroler yang bertindak sebagai unit kontrol.
4. Transistor dan unit MOSFET yang membentuk unit switching
5. Relai untuk mengontrol aplikasi arus ke pompa
6. Pompa yang merupakan beban

Sensor ultrasonik merasakan tingkat air dalam tangki dengan mengirimkan sinyal ultrasonik ke arah tangki. Air dalam tangki memantulkan kembali sinyal ultrasonik, yang diterima oleh penerima. Ultrasonik atau sinyal suara yang diterima diubah menjadi pulsa sinyal listrik yang diterapkan pada Mikrokontroler. Pulsa ini menunjukkan tingkat air dalam tangki.

Ketika tingkat air berkurang di bawah level tertentu, modul ultrasonik memberikan indikasi melalui sinyal listrik dan Mikrokontroler yang sesuai mendorong transistor ke kondisi off, yang pada gilirannya menyebabkan MOSFET untuk dinyalakan dan sesuai dengan itu relai mendapat energi dan pompa dinyalakan ON. Jika ketinggian air di atas ambang batas, maka Mikrokontroler akan mematikan relai melalui transistor dan pengaturan MOSFET, untuk mematikan pompa.

3. Indikator Ketinggian Air Digital

Sistem ini hanya digunakan untuk merasakan tingkat air dalam tangki dan menampilkan bacaan pada tampilan 7 segmen.

Di sini papan rangkaian yang terdiri dari susunan kabel konduksi paralel ditempatkan di dalam tangki. Kabel-kabel ini berfungsi sebagai input ke Encoder Prioritas yang menghasilkan output BCD berdasarkan bacaan input. Priority Encoder menggerakkan serangkaian transistor yang pada gilirannya memberikan input ke BCD ke 7 segmen Decoder yang menggunakan sinyal BCD untuk menggerakkan tampilan 7 segmen LED.

Ketika unit input ditempatkan dalam tangki air, arus mengalir melalui kabel yang dicelupkan ke dalam air dan karenanya jumlah input yang sesuai dalam keadaan logika tinggi. Encoder menerima input ini dan berdasarkan tingkat prioritas input, memberikan kode output digital yang sesuai dengan input dengan prioritas tertinggi.

Jadi jika arus mengalir melalui semua kabel, yaitu tangki sudah penuh; kode output akan sesuai dengan level tertinggi. Di sini unit input atau skala dibagi menjadi 10 level dari 0 hingga 9. Jika semua input ke Encoder dalam keadaan tinggi, outputnya juga merupakan sinyal logika tinggi yang menggerakkan semua transistor ke kondisi ON, sehingga semua input ke BCD ke 7 segmen Decoder dalam keadaan logika rendah.

BCD ke 7 segment Decoder hanya bertindak sebagai inverter dan dengan demikian memberikan sinyal logika yang tinggi dalam semua outputnya dan dengan demikian level tertinggi 9 ditampilkan pada Layar.

Berbagi :