## ISSN 2355-3286

## Kajian Literatur – Penggunaan Sensor Waterflow pada Proses Pencampuran Cairan dalam Industri
Dimas Farid Arief Putra 1 , Stefanus 2
Teknik Elektro, Universitas Multimedia Nusantara, Tangerang, Indonesia dimas@student.umn.ac.id stefanus6@student.umn.ac.id
Diterima 13 Mei 2019 Disetujui 24 Juni 2019
Abstract —Terdapat  beragam  jenis  metode  yang  dapat digunakan  dalam  proses  pencampuran  cairan  otomatis dalam  industri  seperti  menggunakan  timer,  sensor inframerah,  sensor  ultrasonik  dan  sensor  waterflow. Penggunaan  beragam  metode  tersebut  dimaksudkan agar  mendapatkan  keluaran  yang  diingikan  guna mengurangi  kemungkinan  error.    Sensor waterflow merupakan sensor yang memiliki keluaran di dalam liter per  jam  sehingga  lebih  memudahkan  proses  komputasi PLC/Mikrokontroler  dan  meningkatkan  kepresisian dalam pengaturan aktuator.
Keywords— pencampuran  cairan  otomatis,  sensor waterflow .

## I. P ENDAHULUAN
Seiring  perkembangan  zaman,  industri-industri sudah mulai memanfaatkan teknologi mesin. Penggunaan  mesin-mesin  canggih  sudah  merupakan hal umum dalam suatu industri guna mencapai sistem otomasi yang baik. Hal tersebut bukanlah tanpa alasan, melainkan  dikarenakan  banyaknya  keuntungan  yang didapat  dibandingkan  hanya  menggunakan  tenaga manusia.  Penerapan  sistem  otomasi  dalam  industri dapat  meningkatkan  produktivitas  serta  mengurangi kemungkinan  galat  dalam  suatu  proses  produksi. Sistem otomasi juga dapat mengurangi biaya produksi, waktu  produksi,  serta  meningkatkan  kualitas  produk [1][2].
Meskipun  terdapat  banyak  industri  yang  sudah menggunakan teknologi mesin yang terotomasi, tetapi masih terdapat beberapa industri bahkan industri besar yang tidak menggunakannya. Jikalau hanya menggunakan  manusia,  tidaklah  selalu  sama  atau beragam.  Hal  tersebut  dikarenakan  manusia  tidak memiliki tingkat kepresisian yang sama, sehingga akan berdampak  menimbulkan  galat  dan  menurunkan kualitas dan menambahkan jumlah produk yang gagal ( reject )  pada  hasil  akhir  produksi.  Padahal  industri haruslah memiliki tingkat kepresisian yang tinggi agar kualitas produk terjamin.
Dalam  sistem  proses  produksi  terdapat  kumpulan proses-proses  sampai  mencapai  produk  akhir.  Dalam
industri yang melibatkan cairan terdapat suatu proses pencampuran,  proses  pencampuran  adalah  suatu proses  yang  menggabungkan  beberapa  bahan  yang berbeda  menjadi  satu  untuk  menghasilkan  keluaran yang  diinginkan.  Proses  pencampuran  merupakan suatu  proses  yang  perlu  diperhatikan  dikarenakan proses pencampuran dalam industri merupakan proses yang  menentukan  kualitas  pada  suatu  produk  yang merupakan daya jual terbesar. Oleh karena itu, produk harus  mencapai  kualitas  yang  sesuai.  Hal  terpenting dalam proses ini yaitu penentuan proporsi cairan yang ingin  dicampurkan  [3].  Dalam  proses  pencampuran cairan  otomatis,  digunakan  mesin  pencampur.  Mesin tersebut  beroperasi  secara  otomatis  sehingga  dapat menentukan  proporsi  cairan  yang  perlu  dicampurkan dengan akurat dan presisi.
Terdapat  metode-metode  yang  dapat  dilakukan untuk menentukan proporsi cairan dalam menjalankan suatu  proses  pencampuran.  Metode  yang  umum digunakan yaitu metode menggunakan fungsi pewaktu dan metode menggunakan sensor.
Sensor dan timer merupakan salah satu dari banyak komponen atau fungsi yang digunakan untuk mencapai suatu  kepresisian  tersebut.  Timer  dapat  mengatur interval  waktu  berjalannya  suatu  proses  sedangkan sensor  dapat  memberikan  informasi-informasi  yang dibutuhkan  sebuah  sistem  produksi.  Sensor  dapat memberitahu  suhu,  jarak,  massa,  bahkan  komposisi dari suatu barang. Sehingga dengan sensor yang tepat, dapat dicapai tingkat kepresisian yang tinggi.

## II. K AJIAN LITERATUR
A. Pewaktu (Timer)
Pewaktu  atau time  delay  relay yang  biasa  disebut dengan timer adalah  sebuah  alat/instruksi  yang berfungsi  untuk  menunda/melaksanakan  suatu  proses dalam waktu tertentu. Timer memiliki bekerja dengan cara  diberikan  masukan,  pada  saat timer diberikan masukkan  maka timer akan  berjalan  menghitung waktu sesuai dengan periode waktu tunda yang sudah ditentukan. Ada berbagai jenis timer yang terdapat di dalam PLC  (Programmable  Logic  Controller) dan

## ISSN 2355-3286
mikrokontroler,  akan  tetapi  yang  sering  digunakan ialah timer on delay dan timer off delay. Timer on delay merupakan timer yang  akan  aktif  setelah  diberikan masukan  dalam  waktu  yang  tunda  yang  sudah ditetapkan  sebelumnya. Timer  off  delay merupakan timer yang  akan  aktif  selama  waktu  yang  sudah ditentukan lalu akan mati setelah waktu habis. [4]

## B. Sensor
Sensor adalah device yang berfungsi sebagai input, sensor memiliki tranduser yang dapat mendeteksi suatu sinyal  fisik  lalu  merubahnya  menjadi  sinyal  elektrik dengan  mengirimkan  suatu  1  atau  0  [5].  Sensor memiliki berbagai jenis dan kegunaan. Di dalam proses pencampuran  cairan,  sensor  inframerah  digunakan untuk  mengetahui  batas  atas  dan  batas  bawah  dari tangki.  [1].  Sensor  ultrasonik  juga  dapat  digunakan untuk  mengetahui  ketinggian  air  [6].  Sama  seperti sensor  ultrasonik,  Sensor waterflow juga  digunakan untuk  mengetahui  debit  air  yang  keluar,  sehingga volume air dapat diketahui dengan akurat [7].
Sensor Infrared (inframerah) Inframerah merupakan radiasi gelombang elektromagnetik  dengan  panjang  gelombang  lebih besar dari  cahaya  tampak  tapi  lebih  kecil dari  radiasi gelombang  radio.  Radiasi  inframerah  memiliki panjang gelombang antara 700 nm sampai 1 mm [8].
Sensor infrared merupakan jenis sensor digital yang memiliki transmitter dan receiver .  Sensor  ini  pada dasarnya  menggunakan  inframerah  sebagai  media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter . sistem  ini  bekerja  dengan  cara  memancarkan  cahaya inframerah oleh  transmitter  lalu  cahaya tersebut akan diterima oleh receiver. Transmitter terdiri atas sebuah LED  inframerah  yang  dilengkapi  dengan  rangkaian yang  mampu  mengirimkan  data  melalui  sinar inframerah,  lalu  pada  bagian receiver terdapat  foto transistor,  fotodioda  atau  modul  inframerah  yang berfungsi  untuk  menerima  sinyal  inframerah  dari transmitter . pemogram  dapat  mengatur  kondisi  dari sensor  tersebut, Programmer dapat  mengatur  apabila receiver menerima  cahaya  dari transmitter maka sensor  akan  memberikan  sinyal  digital  ke  perangkat yang dituju ataupun sebaliknya. Biasanya sensor akan mengirimkan sinyal berupa 5/24VDC [9].
Gambar 1. Sensor Inframerah
Sensor WaterFlow Sensor Waterflow merupakan  sensor  yang  dapat membaca  aliran  air  pada  suatu  tempat.  Sensor  ini
bekerja  membaca  kecepatan  putaran  rotor  yang disebabkan  oleh  kecepatan  aliran  air.  Prinsip  kerja sensor  ini  adalah  mengukur  aliran  air  dengan  dara menghitung putaran dari sebuah kincir yang terdapat di dalam alat ini. Kincir akan otomatis berputar jika ada aliran air yang melewatinya. Di dalam kincir terdapat sebuah rotor yang terdapat magnet dan ketika berputar akan  menghasilkan  magnet  sesuai  fenomena Hall Effect .  Fenomena Hall  Effect didasarkan  pada  efek medan  magnetik  pada  partikel  bermuatan  yang bergerak. Semakin cepat aliran yang mengalir melalui sensor ini, maka akan semakin cepat juga putaran rotor sehingga  angka  yang  terbaca  pada  sensor  tersebut menjadi besar. angka tersebut merupakan sinyal output berupa gelombang kotak yang nantinya akan dilakukan perhitungan sehingga kita dapat mengetahui debit dan volume air yang lewat dari alat ini[10].
Gambar 2. Sensor Waterflow
Sensor Ultrasonik Sensor  Ultrasonik  merupakan  jenis  sensor  jarak yang  dapat  memancarkan  gelombang  ultrasonik memiliki  frekuensi  40.000  Hz.  Sensor  ini  dapat mengetahui  jarak  apabila receiver menerima  sinyal balik yang dikirimkan oleh transmitter [11].
Sensor ultrasonik merupakan sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis menjadi besaran listrik. cara kerja sensor ini didasarkan oleh prinsip pantulan dari  suatu  gelombang  suara.  pada  sensor  ini, gelombang  ultrasonik  dibangkitkan  melalui  sebuah alat  yang  disebut  pizoelektrik.  pizoelektrik  akan menembakan gelombang ultrasonik menuju suatu area, lalu  setelah  gelombang  itu  menyentuh  permukaan benda  maka  gelombang  tersebut  akan  terpantul  dan pantulannya  akan  ditangkap  oleh  sensor.  waktu  dari awal menembakan gelombang dan menerima gelombang kemudian dikonversi menjadi satuan yang diinginkan oleh programmer seperti jarak atau volume [12].

## ISSN 2355-3286

## III. M ETODE PENELITIAN
Berdasarkan  kajian  literatur  diatas,  dalam  proses pencampuran  cairan  di  dalam  industri,  kami membandingkan  beberapa  sensor  yang  tepat  untuk proses tersebut. Dari ketiga sensor yang telah dibahas, sensor  tersebut  merupakan  sensor  yang  biasa digunakan  dalam  proses  pencampuran  cairan  dengan keperluan yang berbeda-beda.
Timer dapat digunakan tanpa komponen tambahan karena  sudah  terdapat  di  dalam PLC atau mikrokontroler. Di dalam proses pencampuran cairan, timer dapat digunakan dengan  mengatur waktu tunda sampai  keluaran  mencapai  volume  yang  diinginkan. Pemogram harus mengkonversi dari bentuk waktu ke dalam bentuk volume. Timer mudah digunakan dengan asumsi  keluaran  selalu  memiliki  nilai  yang  sama. Apabila  volume  air  berubah-ubah,  maka  tekanan  di dalam  tangki  akan  berubah  pula  dan  mengakibatkan aliran  air  yang  berbeda-beda  sehingga  nilai  keluaran akan menjadi berbeda pula.
Sensor  inframerah  biasa  digunakan  pada  proses pencampuran  yang  sudah  pasti,  seperti  memproduksi sesuatu  dengan  volume  bahan  yang  sudah ditentukan dan  tidak  boleh  diubah.  Sensor  ini  berfungsi  sebagai level penanda dalam tangki. Arti dari kata ‘ level ’ yaitu suatu  titik  ketinggian  pada  tangki  sehingga  ketika bahan/material  sedang  diisi  ke  dalam  tangki,  sensor dapat  mendeteksi  apakah  bahan  tersebut  sudah mencapai  titik  ketinggian  tersebut  atau  belum,  jika sudah  maka  sensor  akan  memberikan  sinyal  kepada modul  untuk  menghentikan  proses  pengisian.  Sensor infrared  ini  juga  biasa  digunakan  dalam  proses pemanasan  air  dalam  industri.  Sensor  ini  bekerja sebagai  level  penanda  pada  tangki  sehingga  saat  air mencapai  titik  tertentu,  modul  akan  menyalakan pemanas  sehingga  air  dipanaskan  saat  volume  air sesuai dengan yang sudah ditentukan.
Sensor ultrasonik sering digunakan dalam industri, dengan  keperluan  untuk  mendeteksi  atau  mengetahui ketinggian  dari  cairan  di  dalam  suatu  tangki,  namun biasanya  sensor  ultrasonik  ini  dipakai  dalam  tangki tertutup  dikarenakan  sensor  ultrasonik  memancarkan gelombang,  apabila  sensor  ini  dipakai  dalam  tangki yang terbuka maka dapat terjadi kesalahan pembacaan karena receiver seringkali terganggu oleh gelombang- gelombang dari luar tangki. Serta sensor ultrasonik ini menerima nilai jarak dari ketinggian air sehingga harus dikonversikan  untuk  melihat  berapa  volume  air  yang sudah terisi ke dalam tangki. Sensor ini sangat cocok jika dipakai dalam industri susu ( dairy ). Dikarenakan susu  membutuhkan  proses  yang  sangat  tertutup sehingga  mesin-mesin  dibuat  kedap  udara.  Supaya susu tidak terkontaminasi udara sehingga produk susu yang dihasilkan tidak mudah basi atau tahan lama.
Sensor waterflow ,  sensor  ini  merupakan  sensor yang biasa digunakan dibanyak tempat, seperti PDAM (Perusahaan  Daerah  Air  Minum),  SPBU  (Stasiun
Pengisian  Bahan  Bakar  Umum),  dan  juga  industri. Dalam  industri  sensor waterflow banyak  digunakan dalam  banyak  proses,  sensor  ini  biasanya  digunakan pada  proses  pengisian  ( filling )  cairan.  Sensor  ini berfungsi  untuk  mendeteksi  kecepatan  aliran  cairan yang  masuk  kedalam  tangki.  Dikarenakan  keluaran yang  diberikan  merupakan  kecepatan  aliran  air  maka sensor  ini  lebih  mudah  digunakan  untuk  mengetahui volume air yang sudah masuk ke dalam tangki.  Dalam industri  sensor  ini  biasa  dikenal  dengan  nama f lowmeter namun flowmeter memiliki  jenis  yang sangat  banyak  dan  yang  dibahas  yaitu  jenis  water sensing, sensor ini juga biasa digunakan dalam industri kimia, minyak, pembangkit listrik, pengolahan limbah, dan lain-lain.
Berdasarkan  penggunaan timer dan  sensor-sensor yang  sudah  disebutkan,  maka  sensor waterflow merupakan sensor yang tepat untuk digunakan dalam berbagai  macam  sistem  dan  keperluan  pabrik  karena sensor waterflow sangat  fleksibel  dan  presisi  dari sensor  lain  yang  biasa  digunakan  dalam  proses pencampuran  cairan.  Fleksibel  dalam  artian  bahwa sensor  ini  dapat  dipakai  di  banyak  kondisi  walaupun tetap  memiliki  batasan-batasan,  sedangkan  maksud dari  kata  presisi  yaitu  ketepatan  pembacaan  aliran cairan yang mengalir pada pipa. Oleh karena itu, pada karya tulis  ini dianjurkan untuk menggunakan  sensor waterflow untuk mengirimkan sinyal ke
PLC/mikrokontroler untuk menjalan proses pencampuran.

## IV. S IMPULAN
Diantara  penggunaan timer, sensor  inframerah, ultrasonik dan waterflow , sistem proses pencampuran cairan  lebih  cocok  untuk  menggunakan  sensor waterflow karena sensor tersebut fleksibel, presisi dan mudah  untuk  digunakan  di  segala  kondisi.  Dan  juga dengan  menggunakan  sensor waterflow ,  komposisi tiap  cairan  yang  ingin  dicampur  dapat  di  ubah-ubah setiap prosesnya sesuai keinginan karena keluaran dari sensor tersebut memiliki satuan liter per jam sehingga lebih memudahkan proses komputasi dibanding sensor lainnya. Sehingga sistem ini juga dapat diterapkan di industri dengan berbagai macam kebutuhannya.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Sreejeth  M,  Chouhan  S.  “PLC  based  automated  liquid mixing  and  bottle  filling  system”.  2016  IEEE  1st International Conference on Power  Electronics,  Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES) 2016.
[2] Alphonsus, Ephrem Ryan, Abdullah, Mohammad Omar, “A review  on  the  applications  of  programmable  logic controllers  (PLCs)”,  Science  Direct:    Renewable  and Sustainable Energy Reviews. 2016.
[3] Harnby  N.  Mixing  in  the  process  industries.  Oxford: Butterworth-Heinemann; 2001.
[4] Nugroho  M.  H.  K.,  “Makalah  Timer/TDR  (Timer  Delay Relay)”, Universitas Negeri Jakarta: Teknik Elektro, 2014.
[5] Wawolumaya, Rudy, “Sensor,Tranduser,dan
Aktuator”,2013.
[6] Arief, Ulfah Mediaty, “Pengujian Sensor Ultrasonik PING untuk  Pengukuran  Level  Ketinggian  dan  Volume  Air”, Jurnal Ilmiah “Elektrikal Enjiniring” UNHAS, Vol.9, 2011.
[7] Agustine, Nine Shela Sadina, “Sistem Monitoring Air pada Reservoir PDAM Jember Menggunakan Sensor Ultrasonik dan Water  Flow” ,  Digital  Repository  Universitas  Jember, 2016.
[8] Chunaifi,  A.,  Widodo,  Y.A.,  “Teori  dan  Prinsip  Kerja Sensor Infrared”,Politeknik Negeri Malang, 2018.
[9] Azhari ., Jumarang MI, Muid A. “ Pembuatan Prototipe Alat Ukur Ketinggian Air Laut Menggunakan Sensor Inframerah Berbasis  Mikrokontroler  Atmega328 ”.  Positron  2014;4. doi:10.26418/positron.v4i2.8729. [10] Zarkasi,  Ahmad,  “Pengukuran  Aliran  dalam  Dunia Industri”, Universitas Brawijaya, 2015.
[11] Yudha PSF, Sani RA. “ Implementasi Sensor Ultrasonik Hc-
Sr04  Sebagai  Sensor  Parkir  Mobil  Berbasis  Arduino” . EINSTEIN e-JOURNAL 2019;5. doi:10.24114/einstein.v5i3.12002.
[12] Nugraha, Fandhi,K., “Tugas Sensor Ultrasonik HC-SR04”,
Universitas Hasanudin, 2016.