SENSOR DEBIT AIR
2016
SENSOR DEBIT AIR (WATER FLOW) Water Flow sensor terdiri dari tubuh katup plastik, rotor air, dan sensor efek hall. Ketika air mengalir melalui, gulungan rotor-rotor.Kecepatan perubahan dengan tingkat yang berbeda aliran. Sesuai sensor efek hall output sinyal pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dc dan Ground.
Gambar Fisik dan skematik instalasi Water Flow Sensor,
Gambar Mechanic Dimensi Water Flow sensor Spesifikasi sensor a. Bekerja padategangan5V DC-24VDC b. Arus Maksimum saat ini15 mA(DC5V) c. Berat sensor43 g d. Tingkat Aliranrentang 0,5~ 60L / menit e. SuhuPengoperasian 0°C~ 80° f. Operasikelembaban35%~ 90% RH g. Operasitekanan bawah1.75Mpa
Guruh Sukarno Putra
Page 1
SENSOR DEBIT AIR
2016
h. Store temperature -25°C~+80° i. Store humidity 25%~90%RH Water flow sensor ini terdiri atas katup plastik, rotor air, dan sebuah sensor halleffect.Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena efek Hall. Efek Hall ini didasarkan pada efek medan magnetik terhadap partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada arus listrik yang mengalir pada divais efek Hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi divais tersebut disebut potensial Hall. Potensial Hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui divais. Motor stepper Motor stepper adalah motor yang digunakan sebagai penggerak/pemutar. Prinsip kerja motor stepper mirip dengan motor DC, sama-sama dicatu dengan tegangan DC untuk memperoleh medan magnet. Bila motor DC memiliki magnet tetap pada stator, motor stepper mempunyai magnet tetap pada rotor. Motor stepper dinyatakan dengan spesifikasi : “berapa phasa “, “berapa derajat perstep”, “berapa volt tegangan catu untuk tiap lilitan” dan ”berapa ampere/miliampere arus yang dibutuhkan untuk tiap lilitan”. Motor stepper tidak dapat bergerak sendirinya, tetapi bergerak secara per-step sesuai dengan spesifikasinya, dan bergerak dari satu step ke step berikutnya memerlukan waktu, serta menghasilkan torsi yang besar pada kecepatan rendah. Motor stepper juga memiliki karakteristik yang lain yaitu torsi penahan, yang memungkinkan menahan posisinya. Hal ini sangat berguna untuk aplikasi dimana suatu sistem memerlukan keadaan start dan stop. Motor stepper tidak merespon sinyal clock dan mempunyai beberapa lilitan dimana lilitan-lilitan tersebut harus dicatu (tegangan) dahulu dengan suatu urutan tertentu agar dapat berotasi. Membalik urutan pemberian tegangan tersebut akan menyebabkan putaran motor stepper yang berbalik arah. Jika sinyal kontrol tidak terkirim sesuai dengan perintah maka motor stepper tidak akan berputar secara
Guruh Sukarno Putra
Page 2
SENSOR DEBIT AIR
2016
tepat, mungkin hanya akan bergetar dan tidak bergerak. Untuk mengontrol motor stepper digunakan suatu rangkaian driver yang menangani kebutuhan arus dan tegangan. Karakteristik dari motor stepper adalah sebagai berikut: Tegangan Tiap motor stepper mempunyai tegangan rata-rata yang tertulis pada tiap unitnya atau tercantum pada datasheet masing-masing motor stepper. Tegangan rata-rata ini harus diperhatikan dengan seksama karena bila melebihi dari tegangan ratarata ini akan menimbulkan panas yang menyebabkan kinerja putarannya tidak maksimal atau bahkan motor stepper akan rusak dengan sendirinya. Resistansi Resistansi per lilitan adalah karakteristik yang lain dari motor stepper. Resistansi ini akan menentukan arus yang mengalir, selain itu juga akan mempengaruhi torsi dan kecepatan maksimum dan motor stepper. Derajat per step Derajat per step adalah faktor terpenting dalam pemilihan motor stepper sesuai dengan aplikasinya. Tiap-tiap motor stepper mempunyai spesifikasi masingmasing, antara lain: 0.72° per step, 1.8° per step, 3.6° per step, 7.5° per step, 15° per step, dan bahkan ada yang 90° per step. Dalam pengoperasiannya kita dapat menggunakan 2 prinsip yaitu full step atau half step. Dengan full step berarti motor stepper berputar sesuai dengan spesifikasi derajat per stepnya, sedangkan half step berarti motor stepper berputar setengah derajat per step dari spesifikasi motor stepper tersebut. Motor stepper dibedakan menjadi dua kategori besar yaitu: magnet permanen dan reluktansi variabel. Tipe magnet permanen terbagi menjadi dua motor stepper yaitu motor stepper unipolar dan bipolar. Motor stepper unipolar sangat mudah untuk dikontrol dengan menggunakan rangkaian counter ‘-n’. Motor stepper unipolar mempunyai karakteristik khusus
Guruh Sukarno Putra
Page 3
SENSOR DEBIT AIR
2016
yaitu berupa lilitan center-tapped dan 1 lilitan sebagai common. Lilitan common akan mencatu tegangan pada center-tapped dan sebagai ground adalah rangkaian drivernya. Motor stepper unipolar dapat dikenali dengan mengetahui adanya lilitan centertapped. Jumlah phase dan motor stepper adalah dua kali dan jumlah koilnya. Umumnya pada motor stepper unipolar terdapat dua buah koil.
Gambar(i) adalah gambar Susunan koil motor stepper unipolar
Gambar (ii) adalah gambar Pola 1-phase putaran motor stepper unipolar Pada prinsipnya ada dua macam cara kerja motor stepper unipolar, yaitu full-step dan half-step. FULLSTEP Tegangan yang di berikan pada lilitan Arah putar searah jarum jam Arah putar melawan jarum jam
Guruh Sukarno Putra
Page 4
SENSOR DEBIT AIR
2016
Pada system ini perlu memasang beberapa komponen untuk merangkainya. Utuk simulasi komponen motor stepper di gunakan untuk mengerakan kran air ataupun pintu air yang di pasangkan setelah bak penampungan air atau tandon. Rangkaian Arduino di pasang terpisah dari output sebagai masukan pulsa menggerakan motor stepper. Untuk pengendalian atau memantau besarnya debit atau pun derasnya aliran air pasang waterflow pada ujung aliran pipa air keluaran dari waterflow berupa tegangan mengubah duty cycle terhadap proses Arduino. Prinsip Kerja Cara kerja alat pada intinya adalah mengatur tekanan air.Untuk simulasinya air dari bak penampungan di alirkan ke suatu wadah atau tempat yang mungkin menggunakan sambungan pipa yang komplek. Menggunakan pompa air sebagai penekan tekanan air semakin besar tekanan air maka sensor waterflow akan memberikan inputan motor stepper melalui Arduino untuk menggerakan kran berputar sedikit menutup kran, juga sebaliknya jika tekanan air rendah maka motor stepper bergerak memutar kran terbuka.
Guruh Sukarno Putra
Page 5
