## RANCANG BANGUN PERAGA PRAKTIKUM KONTROL LEVEL AIR PADA TANDON DAN BAK MENGGUNAKAN PLC

## Oleh: Sri Kusumastuti dan  Suryono
Staf  Pengajar Teknik Elektro Politeknik  Negeri  Semarang Jl.Prof. H. Sudarto SH, Tembalang,  Semarang 50275

## Abstrak
Penelitian yang dilakukan adalah rancang bangun alat peraga praktikum berupa modul kontrol level air pada  tandon  dan  bak.  Output  berupa  pompa  air  dan  solenoid  valve.  Pompa  digunakan  untuk mengalirkan air dari sumur ke tandon sedangkan solenoid valve digunakan untuk mengalirkan air dari tandon  ke  bak.  Kerja  pompa  di  pengaruhi  level  air  di  sumur  dan  tandon,  kondisi  awal  sumur  penuh (sensor level air sumur on) dan tandon kosong (sensor level atas dan bawah tandon off). Pada kondisi ini pompa bekerja beberapa saat kemudian sensor level bawah tandon on dan pompa masih bekerja. Pompa berhenti  bekerja  saat  sensor  level  atas  tandon  berubah  menjadi  on  (tandon  penuh).  Apabila  tandon kembali kosong maka pompa akan kembali bekerja. Jika suatu saat sumur kering (sensor level air sumur off)  maka  pompa  tidak  akan  bekerja,  pompa  akan  bekerja  kembali  jika  sumur  kembali  penuh.  Kerja selenoid valve hanya dipengaruhi kondisi level air di bak saja. Saat bak kosong (Sensor level air bak off), selenoid  valve  (SV)  akan  bekerja.  Ketika  bak  penuh  (sensor  level  air  bak  on)  selenoid  valve  (SV)  akan berhenti  bekerja.  Sensor  level  air  disumur  dan  bak  digunakan  mercury  switch  yang  dimasukkan pelampung, untuk sensor level air tendon digunakan proximity capasitive.
Kata kunci: kontrol level air

## 1. Pendahuluan
Menghidupkan  dan  mematikan  pompa  air serta  membuka  dan  menutup  kran  air  bak, merupakan pekerjaan  rutin  yang  dilakukan setiap  hari.  Air  dari  sumur  dialirkan    ke tandon  dengan  pompa  listrik,  selanjutnya air dari tandon dialirkan ke bak. Jika air di tandon sudah habis, biasa pompa dinyalakan.  Sering  timbul  masalah,  lupa mematikan  pompa  padahal  air  di  tandon sudah  penuh.  Atau  kadang-kadang,  terlalu cepat  mematikan  pompa,  padahal  tandon masih  terisi  sedikit,  sehingga  pompa  jadi sering  dihidup  matikan.  Hal  lain  yang terkadang  lupa  adalah  mematikan  kran  di bak,  walaupun  air  di  bak  sudah  penuh. Kedua kondisi ini tentunya akan meningkatkan  pemakaian  energi  listrik. Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat
mempermudah aktivitasnya, Dengan teknologi  peran  manusia  dapat  digantikan dengan  alat.  Untuk  mengatasi  masalah diatas,  dibuatlah  alat  otomatis    untuk menggantikan  peran  manusia,  sehingga pompa  akan  menyala  sendiri  bila  tandon sudah  kosong  dan  mati  bila  air  tendon penuh. Begitu juga dengan kran akan hidup
saat  bak  kosong  dan  akan  mati  kalau  bak penuh.    Pada  penelitian  ini  dirancang  dan dibuat peraga praktikum untuk kontrol level air pada tandon dan bak menggunakan PLC Omron  CP1E.  Diharapkan  tulisan  ini memberi  kemudahan  mahasiswa  untuk memahami  dalam  membuat  suatu  aplikasi PLC.

## 2. Tinjauan Pustaka
Sensor  yang  digunakan  pada  alat  adalah proximity  capasitive dan mercury  switch . Sensor proximity capasitive untuk mendeteksi level air pada tendon sedangkan mercury switch yang dimasukkan ke dalam pelampung  digunkan  untuk  mendeteksi level air sumur dan tandon.

## 2.1 Proximity Switch
Proximity  switch adalah  saklar  otomatis untuk  mendeteksi  obyek  berdasarkan  jarak yang  diperolehnya.  Sejauhmana  kedekatan obyek yang dideteksinya bermacam-macam ,  umumnya  5,7,10,12  dan  20  mm tergantung dari tipe sensor  yang digunakan semakin  besar  angka  tercantum  pada typenya,  maka  semakin  besar  pula  jarak deteksinya, sensor ini mempunyai tegangan
kerja  antara  10-30  vdc  ada  juga  yang menggunakan  tegangan  ac  100-200  vac. Proximity  Switch sensor  terbagi  menjadi dua :
a. Proximity inductive Proximity inductive berfungsi untuk mendeteksi  obyek  besi/metal.  Meskipun terhalang  oleh  benda  non  metal,  sensor akan  tetap  dapat  mendeteksi  selama  dalam jarak (nilai) normal sensing atau jangkauannya.  Jika  sensor  mendeteksi adanya  besi  di  area  sensingnya,  maka kondisi output sensor  akan  berubah nilainya.
b. Proximity capasitive Proximity  capasitive mendeteksi  semua obyek  yang  ada  dalam  jarak  sensingnya baik metal maupun non metal.
Type proximity capasitive dibagi   menjadi dua :  type NPN dan type PNP,   Klasifikasi nilai  outputnya  ada beberapa jenis:  kontak NO saja ; kontak NC saja;  kontak NO dan kontak NC.
Pada penelitian ini menggunakan proximity capasitive  jenis  pnp  untuk  mendeteksi keberadaan  air  pada  level  bawah  dan  level atas tandon.
Gambar 1. Diagram rangkaian proximity
switch type PNP NO http:// www.scribd.com /
2.2 Mercury Switch
Switch atau  saklar  berfungsi  sebagai penghubung  dan  pemutus  arus  listrik. Dalam rangkaian elektronika dan rangkaian listrik saklar
berfungsi untuk
menghubungkan  dan  memutuskan  arus listrik  yang  mengalir  dari  sumber  tegangan menuju  beban  ( output )  atau  dari  sebuah sistem ke sistem lainnya.
Mercury  Switch merupakan  saklar  yang konstruksinya    berupa  sebuah  tabung  gelas
tertutup yang berisi : dua kontak listrik dan sejumlah  kecil  air  raksa.  Pada  posisi vertical  air  raksa  akan  menghubungkan kedua  elektroda,  pada  posisi  ini  berfungsi sebagai  saklar on. Sebaliknya  pada  posisi horisontal  air  raksa  berpindah  membuat kontak tidak terhubung lagi, pada posisi ini berfungsi  sebagai  saklar off.  Mercury switch pada  penelitian  ini  dimasukkan kedalam  pelampung,  digunakan  sebagai sensor level air pada sumur dan bak.
Gambar 2. mercury switch posisi off. http:// elektronikatav.blogspot.com/
3. Rancang  Bangun  Kontrol  Pengisian
Air Pada Bak dan Tandon
Secara  garis  besar  alat  yang  dirancang tersusun dari PLC sebagai pengendali kerja sistem,  dengan input sensor level air sumur ( mercury  switch ),  sensor  level  air  bak ( mercury  switch ),  sensor  level  batas  bawah dan  sensor  level  batas  atas  tandon (proximity capasitive). Sedangkan outputnya  terdiri  dari  pompa  air  dan solenoid valve .

## 3.1 Blok Diagram Alat
Gambar 3. Blok Diagram Kontrol Level Air Pada Bak dan Tandon

## 3.2   Konfigurasi Alat
Gambar 4. Konfigurasi Alat Pengisian Air Pada Tandon dan Bak
Sensor  level  air  bak  dan  sumur  (SLB  dan SLS)  menggunakan mercury  switch yang dimasukkan kedalam pelampung.
Gambar 5. Rancangan fisik sensor level air sumur dan bak

## 3.3   Deskripsi Kerja Sistem
Kerja  sistem  dikontrol  menggunakan  PLC OMRON  CP1E. Output pompa  bekerja ditentukan  oleh  level  air  di  sumur  dan tandon.  Kondisi  awal  sumur  penuh  (sensor level  air  sumur on )  dan  tandon  kosong (sensor  level  atas  dan  bawah  tandon  off). Pada  kondisi  ini  pompa  bekerja  beberapa saat  kemudian  sensor  level  bawah  tendon menjadi on dan  pompa  masih  bekerja. Pompa  berhenti  bekerja  saat  sensor  level atas  tandon  berubah  menjadi on (tandon penuh).  Apabila  tandon  kembali  kosong maka  pompa  akan  kembali  bekerja.  Jika suatu  saat  sumur  kering  (sensor  level  air sumur off ) maka pompa tidak akan bekerja, pompa  akan  bekerja  kembali  jika  sumur kembali penuh.
Kerja selenoid  valve hanya  dipengaruhi kondisi  level  air  di  bak  saja.  Saat  bak
kosong  (Sensor  level  air  bak off ),  selenoid valve (SV) akan bekerja. Ketika bak penuh (sensor  level  air  bak on ) selenoid  valve (SV) akan berhenti bekerja.
Tabel 1.  Tabel Peralatan Input Tabel 2. Tabel Peralatan Output 3.4  Diagram Tangga Gambar 6. Diagram Tangga Sistem

## 3.5  Rangkaian Sistem
Gambar 7. Rangkaian Sensor Level Air Sumur dan Bak
Gambar 8. Rangkaian Sensor Level Air Batas   Bawah dan Atas Tandon
Gambar 9. Rangkaian Output PLC

## 4. Hasil Pengujian
Pengujian  dilakukan  untuk  menentukan besarnya  jarak    sensor  dengan  tandon penampungan  air  yang  digunakan  untuk mendeteksi  level  air.  Caranya  adalah melakukan  uji  coba  dengan  mengatur perubahan  jarak  antara  sensor  level  air ( proximity  capasitive )  terhadap  tandon  air untuk menentukan posisi sensor yang tepat. Hal  ini dilakukan supaya  pada saat  ada air, sensor  proximity on dan  pada  saat  tidak mendeteksi ada air sensor proximity off. Uji coba  selanjutnya  menentukan  posisi  sensor level  air  pada  sumur  dan  bak  berupa mercury switch yang dimasukkan pelampung. Penentuan ini untuk mendapatkan  posisi  yang  tepat  agar  pada saat  air  di  bawah mercury  switch off dan pada  saat  pada  posisi  air  penuh, mercury switch baru akan on .
Tabel  3 . Jarak  deteksi  sensor proximity capasitive terhadap  air dalam tandon
Tabel  4.  Pengaruh  Sudut  Pelampung terhadap Kondisi Mercury Swith
5. Hasil Rancangan Alat Gambar 10. Tata Letak Sensor Proximity Switch pada Tandon

## Gambar 12. Hasil  Akhir Rancangan Alat
6. Kesimpulan
a. Sensor  Level  air  sumur  dan  tandon menggunakan mercury  switch yang dimasukkan ke dalam pelampung, pelampung  posisi  di  bawah, mercury switch  off (air  level  bawah),  pelampung pada  saat  posisi  diatas mercury  switch akan on (air  pada  posisi  level  atas). Berdasarkan data hasil pengujian penempatan  sensor  (pelampung)  perlu diatur panjang kabel penghubung pelampungnya  yang  masuk  ke  dalam wadah  air,  supaya  mendapatkan  kondisi sensor  saat  air  di  level  bawah  yang  kita tetapkan adalah off dan sensor baru akan on saat  air  di  level  atas  yang  kita tetapkan.  Hal  ini  diperlukan  agar mendapatkan  jarak  level  bawah  dengan level atas air cukup panjang.
b. Sensor level tandon menggunakan proximity  capasitive,  dengan  jarak deteksi sensor dengan air dalam tendon 8 mm.

## DAFTAR PUASTAKA
Kerja-Proximity-Sensor#scribd, http:// www.scribd.com / doc / 116434840 / Prinsip -  Diunduh:  25  Maret  2014  : 08:23WIB Rangkaian-alarm-sepeda-motor, http://elektronikatav.blogspot.com/2013/01/ .html , Diunduh : 2 April 2014 : 13:00 WIB