Rangkaian mesin air otomatis

Nurhayati purba

(4121240009)

Fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Rangkaian Pompa Air  merupakan rangkaian yang memiliki peranan penting dalam

kehidupan sehari-hari. Karena hampir setiap rumah memiliki pompa air masing-masing.

Apabila pompa air yang kita punya mengalami kerusakan, tentu akan mengakibatkan

terganggunya pasokan air yang kita miliki sehingga dapat mengganggu kegiatan harian yang

ada di rumah.

Dalam rangkaian pompa air, terdapat salah satu rangkaian yang bernama rangkaian level

air. Yang di maksud rangkaian level air adalah rangkaian yang nantinya dapat menghidupkan

pompa air secara otomatis dan juga untuk mendeteksi tingkat ketinggian air. Dengan adanya

rangkaian tersebut, kita tidak perlu repot lagi untuk menghidupkan atau mematikan pompa air

pada saat bak mandi sudah penuh.

Rangkaian level air juga bisa digunakan untuk anda yang membutuhkan tenaga skala

besar, seperti halnya industri rumah tangga dan pabrik-pabrik yang sudah pasti

menggunakan tenaga dengan skala besar. Dengan begitu, alat ini akan menjamin

ketersediaan suply air kapanpun kita butuhkan.

Prinsip kerja rangkaian pompa air sangat sederhana, kita hanya perlu mengkondisikan

air yang ada di dalam penampungan selalu tersedia dengan menyalakan pompa pada saat

air akan habis dan mematikan pompa pada saat bak penampungan telah penuh.

B. TUJUAN

1. Mahasiswa diharapkan mampu membuat rangkaian sendiri

2. Mahasiswa mampu memahami apa fungsi masing-masing komponen dalam

rangkaian.

3. Mahasiswa mampu memahami cara kerja rangkaian tersebut.

4. Mahasiswa diharapkan mampu menyebutkan nama-nama komponen dalam

rangkaian.

C. RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah

1. Apa rangkaian kontrol pompa air otomatis itu?

2. Bagaiman cara merangkai rangkaian kontrol pompa air otomatis tersebut?

3. Apa saja komponen yang digunakan dalam rangkaian kontrol pompa air

otomatis tersebut?

BAB II

PEMBAHASAN

A. KOMPONEN

1. Transformator

Pengertian Transformator / Trafo

Transformator atau trafo adalah suatu alat listrik yang memindahkan energi listrik dari

satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet

berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Trafo digunakan secara luas baik dalam

bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunanya dalam sistem tenaga yaitu

dengan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis Untuk tiap tiap keperluan,

misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum faraday yaitu arus listrik dapat

menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus

listrik. Bila pada salah satu kumparan pada transformator diberi arus listrik bolak balik

maka jumlah garis gaya magnet berubah ubah akibatnya pada kumparan primer terjadi

induksi. Kumparan sekunder menerima garis gaya magnet dari kumparan primer terjadi

yang jumlahnya juga berubah ubah. Maka pada kumparan sekunder juga timbul induksi

dan akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan

2. Kapasitor

Pengertian Kapasitor adalah perangkat komponen elektronika yang berfungsi untuk

menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan

penyekat (dielektrik) pada tiap konduktor atau yang disebut keping. Kapasitor biasanya

disebut dengan sebutan kondensator yang merupakan komponen listrik dibuat

sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik.

Prinsip kerja kapasitor pada umunya hampir sama dengan resistor yang juga termasuk

ke dalam komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen yang bekerja tanpa

memerlukan arus panjar. Kapasitor sendiri terdiri dari dua lempeng logam (konduktor)

yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Penyekat atau isolator banyak disebut

sebagai bahan zat dielektrik.

Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua komponen tersebut berguna untuk

membedakan jenis-jenis kapasitor. Di dunia ini terdapat beberapa kapasitor yang

menggunakan bahan dielektrik, antara lain kertas, mika, plastik cairan dan masih banyak

lagi bahan dielektrik lainnya. Dalam rangkaian elektronika, kapasitor sangat diperlukan

terutama untuk mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung

kumparan. Selain itu, kapasitor juga dapat menyimpan muatan atau energi listrik dalam

rangkaian, dapat memilih panjang gelombang pada radio penerima dan sebagai filter

dalam catu daya (Power Supply).

Fungsi kapasitor dalam rangkaian elektronik sebagai penyimpan arus atau tegangan

listrik. Untuk arus DC, kapasitor dapat berfungsi sebagai isulator (penahan arus listrik),

sedangkan untuk arus AC, kapasitor berfungsi sebagai konduktor (melewatkan arus

listrik). Dalam penerapannya, kapasitor banyak di manfaatkan sebagai filter atau

penyaring, perata tegangan yang digunakan untuk mengubah AC ke DC, pembangkit

gelombang AC (Isolator) dan masih banyak lagi penerapan lainnya.

Jenis-Jenis Kapasitor terbagi menjadi bermacam-macam. Karena dibedakan berdasarkan

polaritasnya, bahan pembuatan dan ketetapan nilai kapasitor. Selain memiliki jenis yang

banyak, bentuk dari kapasitor juga bervariasi. Contohnya kapasitor kertas yang besar

kapasitasnya 0.1 F, kapasitor elektrolit yang besar kapasitasnya 105 pF dan kapasitor

variable yang besar kapasitasnya bisa kita rubah hingga maksimum 500 pF.

3. Dioda led

TABEL LED DAN TEGANGANYA

Sedangkan besar arus maju suatu LED standard adalah sekitar 20 mA. Karena dapat

mengeluarkan cahaya, maka pengujian LED ini mudah, cukup dengan menggabungkan

dengan sumber tegangan dc kecil saja atau dengan ohmmeter dengan polaritas yang

sesuai dengan elektrodanya.

LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi sehingga menghasilkan

warna sebagai berikut:

* Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) – merah dan inframerah

* Gallium Aluminium Phosphide – hijau

* Gallium Arsenide/Phosphide (GaAsP) – merah, oranye-merah, oranye, dan kuning

* Gallium Nitride (GaN) – hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan biru

* Gallium Phosphide (GaP) – merah, kuning, dan hijau

Warna Tegangan Maju

 Merah 1.8 volt

Orange 2.0 volt

Kuning 2.1 volt

Hijau 2.2 volt

* Zinc Selenide (ZnSe) – biru

* Indium Gallium Nitride (InGaN) – hijau kebiruan dan biru

* Indium Gallium Aluminium Phosphide – oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau

* Silicon Carbide (SiC) – biru

* Diamond (C) – ultraviolet

* Silicon (Si) – biru (dalam pengembangan)

* Sapphire (Al2O3) – biru

LED biru dan putih

LED biru pertama kali dan bisa dikomersialkan menggunakan substrat galium nitrida.

LED ini ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir diNichia

Corporation di Jepang.

LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat

dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan

cahaya putih.

4. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm:

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-maca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.

Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

5. Relay

Relay adalah saklar mekanik yang dikendalikan atau dikontrol secara elektronik (elektro

magnetik). Saklar pada relay akan terjadi perubahan posisi OFF ke ON pada saat

diberikan energi elektro magnetik pada armatur relay tersebut. Relay pada dasarnya

terdiri dari 2 bagian utama yaitu saklar mekanik dan sistem pembangkit elektromagnetik

(induktor inti besi). saklar atau kontaktor relay dikendalikan menggunakan tegangan

listrik yang diberikan ke induktor pembangkit magnet untuk menrik armatur tuas saklar

atau kontaktor relay. Relay yang ada dipasaran terdapat berbagai bentuk dan ukuran

dengan tegangan kerja dan jumalh saklar yang berfariasi, berikut adalah salah satu

bentuk relay yang ada dipasaran.

Relay Off

Saat switch tidak dinyalakan (pin 1 dan 3), relay jadi tidak memiliki energi (arus) tanpa

pengaruh arus listrik kontak (pin 2 dan 4) terbuka, sehingga arus tidak mengaliri pin 2

dan 4.

Relay On

Saat switch dinyalakan (pin 1 dan 3), kumparan memiliki energi dan arus yang lebih

besar dari arus yang masuk. Pin 2 dan 4 tertutup menghasilkan kontuinitas arus untuk

suplai.

Relay 4 Pin

Pada relay 4 pin biasanya memiliki nomor 30, 85, 86, dan 87. Nomor 85 dan 86 (pin 1

dan 3) berfungsi sebagai kumparan magnetik, sedangkan nomor 30 dan 87 (pin 2 dan 4)

berfungsi sebagai kontinuitas dan suplai arus bagi beban, lampu, klakson, dan lain-lain.

Relay 5 Pin

Pada relay 5 pin biasanya memiliki nomor 30, 85, 86, 87, dan 87a. Sama halnya seperti

relay 4 pin, namun ditambah memiliki rest kontak (87a).

Pemasangan Relay

Patokannya adalah coil (pin 1 dan 3) dan kontak (pin 2 dan 4) masing-masing harus

diberi sumber tegangan. Pin 1 (85) dan 2 (87) bisa digabung menuju kutub positif aki

atau menggunakan switch yg satu kabelnya terhubung pada kutub positif aki, dan kabel

satunya pada kedua pin tersebut. Atau dengan metode masing-masing pin disambungkan

ke kutub positif aki, dan hanya memasang switch pada arus yang masuk ke coil seperti

gambar di bawah. Pin 2 dihubungkan ke sumber yang akan dialiri arus (lampu atau

klakson), kabel lainnya dari lampu atau klakson sebagai ground (disambungkan pada

metal body kendaraan), dan kabel dari pin 3 (86) dihubungkan ke kutub negatif aki.

Metode pemasangan bisa disesuaikan dengan keinginan, seperti penambahan sekering

(fuse) kabel yang menuju pin 2 (87) untuk membatasi arus yang masuk ke beban, selama

kita mengerti fungsi dan cara kerja relay.

6. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit

pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai

fungsi dimana berdasarkan arus input (BJT) atau tegangan input (FET), memungkinkan

pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya transistor memiliki tiga terminal, antara lain:

- Basis (B) adalah bahan semikonduktor dengan doping yang sangat rendah.

- Emitor (E) adalah bahan semikonduktor dengan doping yang sangat tinggi

- Kolektor (C) adalah bahan semikonduktor yang diberi doping dengan tingkat sedang.

Fungsi transistor

Adapun fungsi transistor antara lain:

- Sebagai penguat arus, tegangan, dan daya (AC dan DC).

- Sebagai penyearah.

- Sebagai mixer.

- Sebagai switch.

- Dll.

Cara Kerja Transistor

Pada dasarnya BJT dan FET masing – masing bekerja secara berbeda. BJT (dinamakan

transistor bipolar) karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas

pembawa muatan:electron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT arus

listrik utama harus melewati satu daerah atau lapisan pembatas dinamakan depletion

zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk

mengatur aliran arus utama tersebut.

FET ( juga dinamakan unipolar) karena hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan

(electron atau hole tergantung pada tipe FET). Dalam FET arus listrik utama mengalir

dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya (dibandingkan

dengan transistor bipolar dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama). Dan

ketebalan dari daerah pembatas ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang

diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.

7. Lampu

Lampu dalam rangkaian ini digunakan sebagai output nya. Lampu ini digunakan sebagai

pengganti dari mesin air yang sebenarnya. Lampu akan mati bila air mengenai

konduktor. Dan sebaliknya jika kaonduktor tidak terkena air maka lampu akan menyala.

8. Dioda

Fungsi Dioda sangat berpengaruh penting didalam rangkaian elektronika. Karena dioda

adalah komponen semikonduktor yang terdiri dari penyambung P-N. Dioda merupakan

gabungan dari dua kata elektroda, yaitu anoda dan katoda. Sifat lain dari dioda adalah

menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada aliran tegangan

balik. Selain itu, masih banyak lagi fungsi dioda lainnya, sebagai berikut :

- Sebagai penyearah untuk komponen dioda bridge.

- Sebagai penstabil tegangan pada komponen dioda zener.

- Sebagai pengaman atau sekering.

- Sebagai pemangkas atau pembuang level sinyal yang ada di atas atau bawah

tegangan tertentu pada rangkaian clipper.

- Sebagai penambah komponen DC didalam sinyal AC pada rangkaian clamper.

- Sebagai pengganda tegangan.

- Sebagai indikator untuk rangkaian LED (Light Emiting Diode).

- Dapat digunakan sebagai sensor panas pada aplikasi rangkaian power amplifier.

- Sebagai sensor cahaya pada komponen dioda photo.

- Sebagai rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscilator) pada komponen dioda

varactor.

Secara keseluruhan dioda dapat kita contohkan sebagai katup, dimana katup tersebut

akan terbuka pada saat air mengalir dari belakang menuju ke depan. Sedangkan katup

akan menutup apabila ada dorongan aliran air dari depan katub. Simbol dioda

digambarkan dengan anak panah yang diujungnya terdapat garis yang melintang. Cara

kerja dioda dapat kita lihat dari simbolnya. Karena pada pangkal anak panah disebut

sebagai anoda (P) dan pada ujung anak panah dapat disebut sebagai katoda (N).

B. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

No. Nama alat Jumlah

1. Multimeter 1 buah

2. Solder 1 buah

3. Bor 1Buah

4 Sedot timah 1 buah

5 Papan PCB

polos

½ papan

6 Baut dan mur secukupnya

2. Bahan

No. Nama bahan Karakteristik Jumlah

1. Kapasitor non polar 4.7 μF/50 v 1 buah

2. resistor 1k 2 buah

resistor 220 k 1 buah

3. PCB Bolong - 1 buah

4. Kabel tunggal secukupnya

5. transistor D400 dan C1815 1 buah

6. transformator 350 mA 1 buah

7 relay Kaki 5 dan kaki 4 2 buah

8 Dioda IN40041

9 Dioda led Merah dan hijau 1 buah

10 Kapasitor (elko) 1000µF 2 buah

11 Pelarut FeCl3 1 buah

C. PROSEDUR KERJA

No

.

Prosedur kerja Gambar

1. Menyiapkan papan PCB

polos.

Kemudian menggambar

rangkain di papan PCB

polos

2. Setelah digambar lalu

papan PCB di bor sesuai

gambar.

3. Merendam papan PCB

dengan larutan FeCl3,dan

diaduk-aduk sehingga

tembaga pada VCB hilang

4. Kemudian merangkai

komponen-komponen

sesuai dengan gambar

rangkaian yang ada,

5. Menyolder komponen pada

PCB

6. Mengecek rangkaian

dengan multimeter agar

mengetahui benar atau

tidaknya susunan rangkaian

7. Setelah dicek,dan

rangkaiannya benar,maka

rangkaian sudah selesai

D. PEMBAHASAN

Rangkaian Pompa Air  merupakan rangkaian yang memiliki peranan penting dalam

kehidupan sehari-hari. Karena hampir setiap rumah memiliki pompa air masing-masing.

Apabila pompa air yang kita punya mengalami kerusakan, tentu akan mengakibatkan

terganggunya pasokan air yang kita miliki sehingga dapat mengganggu kegiatan harian yang

ada di rumah.

Dalam rangkaian pompa air, terdapat salah satu rangkaian yang bernama rangkaian level air.

Yang di maksud rangkaian level air adalah rangkaian yang nantinya dapat menghidupkan

pompa air secara otomatis dan juga untuk mendeteksi tingkat ketinggian air. Dengan adanya

rangkaian tersebut, kita tidak perlu repot lagi untuk menghidupkan atau mematikan pompa air

pada saat bak mandi sudah penuh.

Rangkaian level air juga bisa digunakan untuk anda yang membutuhkan tenaga skala besar,

seperti halnya industri rumah tangga dan pabrik-pabrik yang sudah pasti menggunakan

tenaga dengan skala besar. Dengan begitu, alat ini akan menjamin ketersediaan suply air

kapanpun kita butuhkan.

Prinsip kerja rangkaian pompa air sangat sederhana, kita hanya perlu mengkondisikan air

yang ada di dalam penampungan selalu tersedia dengan menyalakan pompa pada saat air

akan habis dan mematikan pompa pada saat bak penampungan telah penuh.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Rangkaian yang telah dibuat berhasil konduktor berjalan dengan baik . Sesuai yang

diinginkan

2. Relay juga bekerja dengan baik. Saat mendapat rangsangan air relay memutuskan

arus ke lampu sehingga lampu tidak menyala. Dan sebaliknya.

3. Saat merangkai, sering terjadi kesalahan saat menggunakan transistor.

4. Kesalahan peletakkan komponen dapat menyebabkan rangkaian tidak berjalan.

DAFTAR PUSTAKA

Malvino, Albert Paul. 1994. Prinsip-prinsip Elektronika. Edisi Kedua. Erlangga : Jakarta

Sofyan H. Nasution. 1987. Analisa dan Desain Rangkaian Terpadu Digital. Penerbit Erlangga :

Jakarta

Rais, Abdul.2013. Instrumentasi Elektronik. Unimed : Medan

http://admistory.blogspot.com/2012/11/struktur-dan-fungsi-ic-cd4026.html

http://ariezamharie.blogspot.com/2013/03/jenis-jenis-kapasitor.html

http://ayoeblueholic.blogspot.com/2009/10/perbedaan-kapasitor-polar-dan-non polar.html

http://diary4share.blogspot.com/2009/10/iptek-struktur-fungsi-aplikasi-dan-cara.html

http://faizalnizbah.blogspot.com/2013/07/macam-bentuk-dan-fungsi-dari-ic.html

http://rangkaianelektronika.info/kapasitor-polar-dan-kapasitor-non-polar/