Detektor Kebocoran Air: Cara Kerja dan Mengapa Anda Membutuhkannya

Jika Anda memiliki kolam ikan atau kolam renang, Anda pasti mengerti betapa merepotkannya kebocoran air. Anda akan terus mengisi ulang air, yang melelahkan, memakan waktu, dan mahal pada akhirnya. Oleh karena itu, memantau apakah ada kebocoran lambat yang merusak adalah hal yang sangat penting. Namun, Anda tidak memerlukan sistem deteksi kebocoran air yang canggih untuk mengetahui kapan ada masalah. Rangkaian detektor air sederhana akan sangat berguna dalam mengidentifikasi kebocoran pipa tanpa banyak ribet. Kita akan membahas dinamika proyek sederhana ini secara mendalam. Simak berikutnya.

Skema Rangkaian Detektor Air

Berikut adalah representasi skematik dari rangkaian ini. Diagram rangkaian mungkin berbeda, tetapi representasi dasar ditunjukkan di bawah ini.

Gambar 1: Skema Rangkaian Detektor Air

Catatan: Rangkaian yang diilustrasikan di atas akan menggunakan komparator LM339 untuk membandingkan tegangan probe sensor dan tegangan referensi V_REF. Kita asumsikan Anda membutuhkan rangkaian untuk memeriksa perubahan ketinggian air di kolam renang atau kolam ikan.

Oleh karena itu, secara praktis, Anda akan memerlukan probe sensor dan probe ground, seperti ditunjukkan dalam ilustrasi di bawah ini.

Gambar 2: Ilustrasi Pengaturan Detektor Air

Probe dalam hal ini adalah kabel jumper breadboard.

Komponen Rangkaian Detektor Air

Dari skema di atas, Anda dapat mengidentifikasi beberapa komponen elektronik. Mereka meliputi:

R1 hingga R5- resistor ohm

Q1- Transistor 2N3904

C1, = kapasitor 0.1 uF

Dioda D1/ LED hijau

T1= Transistor PNP BC557

U1- IC Komparator LM339

Bagaimana Cara Kerja Rangkaian ini？

Gambar 3: Seorang Teknisi Kerja pada Rangkaian

Seperti yang disebutkan dan diilustrasikan sebelumnya dalam rangkaian pada gambar, komparator LM339 sangat penting. Juga patut diperhatikan adalah probe tegangan yang kita kenalkan sebelumnya sebagai probe sensor.

Tegangan pada probe ini akan terutama tergantung pada apakah probe tersebut bersentuhan dengan air atau tidak.

Dalam rangkaian terbuka, probe sensor tidak bersentuhan dengan air. Oleh karena itu, sebagaimana ditunjukkan dalam skema di atas, tegangan pada probe sensor akan 5V.

Pada saat ini, impedansi input komparator sangat tinggi. Akibatnya, arus kecil akan mengalir melalui R3. Juga, tidak ada tegangan di seluruh resistor ini. Oleh karena itu, tegangan input inverting komparator dan tegangan probe sensor akan 5V.

Pembagi Tegangan

Selanjutnya, buat kontak antara probe sensor dan air. Akan ada resistensi antara ground dan probe sensor pada saat ini. Selanjutnya, resistensi ini akan membentuk pembagi tegangan antara tegangan sensor dan tegangan ground.

Kita akan mengacu pada resistensi ini sebagai WATER.

Berikut adalah representasi bagaimana Anda menyadari resistensi air ketika probe menyentuh air.

Gambar 4: Ilustrasi Resistensi Air

Persamaan rangkaian untuk tegangan pada probe sensor V_PROBE adalah:

Ketika R_WATER lebih kecil dari 1 MΩ, tegangan pada V_PROBE akan di bawah 2.5V. Kita asumsikan air memiliki resistensi yang mengukur kurang dari 1 MΩ karena kita tidak menguji air murni.

Dalam hal ini, resistivitas air murni lebih tinggi dari air tidak murni.

Oleh karena itu, mungkin untuk menentukan apakah probe sensor bersentuhan dengan air dengan memeriksa tingkat tegangannya. Jika di atas 2.5V, probe tidak bersentuhan dengan air. Di sisi lain, jika di bawah ambang 2.5V, sangat mungkin probe bersentuhan dengan air.

Ingat, perbandingan tegangan di sini mungkin karena kita memiliki komparator. Juga patut diperhatikan bahwa tegangan referensi yang kita hadirkan disebabkan oleh dua resistor 100 KΩ. Dalam hal ini, resistor R1 dan R2 yang bertanggung jawab.

Bagaimana mereka memfasilitasi proses ini? Perhatikan, arus kecil mengalir ke input non-inverting komparator dengan impedansi tinggi. Jadi, dua resistor akan membuat pembagi tegangan yang menghasilkan tegangan referensi 2.5V.

Gambar 5: Seorang Ahli Kolam Melakukan Perawatan Rutin

Komparator

Juga patut diperhatikan bahwa LM339 memiliki empat komparator. Dalam rangkaian ini, hanya satu komparator yang diperlukan. Fitur signifikan lainnya dari komparator LM339 adalah mereka memiliki output kolektor terbuka.

Oleh karena itu, ketika V_PROBE kurang dari tegangan referensi, komparator membuat outputnya melayang. Sebaliknya, komparator akan menghubungkan outputnya ke ground ketika tegangan probe sensor melebihi tegangan referensi.

Komponen signifikan lainnya dari rangkaian detektor air dasar ini adalah transistor Q1. Sebelumnya, kita telah menyebutkan bahwa dalam skenario ketika V_PROBE > V_REF, output komparator akan terhubung ke ground. Akibatnya, tidak akan ada arus dasar melalui Q1.

Oleh karena itu, transistor akan berada dalam status cutoff. Hasilnya, tidak ada arus yang melewati LED ketika air tidak menyentuh probe sensor. Proses terbalik terjadi ketika V_PROBE < V_REF.

Peran R4 dalam prototipe rangkaian ini adalah untuk memenuhi transistor, sehingga menghidupkan detektor LED. Ini akan terjadi ketika probe sensor bersentuhan dengan air.

Bagaimana Menguji Rangkaian ini？

Gambar 6: Tombol LED Hijau

Setelah menghubungkan rangkaian, seperti yang kita sorot di atas, saatnya untuk mengujinya. Pertama, letakkan probe ground di air dan probe sensor tidak bersentuhan dengan air. Anda akan memperhatikan bahwa LED hijau akan tetap mati selama pengaturan ini.

Selanjutnya, letakkan probe sensor di permukaan air sambil probe ground tetap berada di air. LED hijau akan menyala.

Dengan dua tes sederhana ini, Anda dapat menentukan apakah rangkaian beroperasi atau tidak. Perhatikan bahwa kita telah menggunakan kabel breadboard sebagai probe dalam rangkaian ini. Mereka cocok untuk rangkaian sensor kelembapan sederhana.

Untuk proyek yang lebih canggih, sangat penting untuk memeriksa apakah bahan probe Anda akan menahan korosi. Juga, Anda akan perlu meningkatkan komponen dasar ini untuk meningkatkan keandalan deteksi.

Apakah Ada Rangkaian Alternatif？

Gambar 7: Seorang Teknisi Listrik Merakit Rangkaian

Ada rangkaian alternatif dari yang baru saja kita bahas di atas. Perbedaan satu-satunya tentang alternatif adalah Anda harus menukar input komparator. Namun, hanya beberapa penyesuaian yang ada dalam rangkaian alternatif karena konsep listriknya serupa.

Kesimpulan

Mempertahankan ketinggian air yang konstan adalah penting dalam berbagai aplikasi. Kita baru saja membahas cara mencapai proses itu menggunakan rangkaian detektor air dasar.

Anda dapat mencobanya sebagai proyek kuliah untuk melihat apakah yang baru saja kita jelaskan bekerja. Juga, jangan ragu untuk menghubungi kami saat Anda mengerjakan proyek dengan menghubungi kami. Kami akan memberikan semua bantuan yang Anda butuhkan.