Automatic water filler, pengisi air otomatis untuk mesin penetas telur dan aplikasi lain

Dalam mesin tetas, air diperlukan untuk mendapatkan penguapan sedemikian rupa sehingga didapatkan kelembaban yang diinginkan. Karena terjadi penguapan, baik secara perlahan maupun cepat karena proses forced evaporation, maka akhirnya air akan habis sehingga diperlukan perhatian ekstra terhadap kuantitas nya.

Untuk mesin tetas kecil, perbandingan jumlah air dengan tingkat penguapan relatif sedikit sehingga frekuensi penambahan tidaklah begitu tinggi. Pada mesin tetas dengan kapasitas besar, seringkali air dipaksa menguap dengan cara pemanasan atau pengkabutan dengan ultrasonic sehingga konsumsi air tentunya menjadi lebih tinggi. Oleh karena itu, pemanfaatan sistem pengisi air otomatis akan memberikan nilai guna yang cukup tinggi.

Skematik Rangkaian (NEW!! Shared on 2013)

Click on Image to Enlarge ...

Unduh PCB Layout (file .dip / DipTrace) : http://www.4shared.com/zip/I25kSGKt/water_filler.html

Bagaimana Sistem Pengisi Air Otomatis Bekerja

Tentunya ada sensor yang harus dipasang pada kontainer atau wadah air guna memonitor level air serta membangun sistem pengisian otomatisnya. Sensor bisa mempunyai berbagai macam bentuk, mulai dari model pelampung dengan valve atau klep, variable resistance (seperti pada sensor level bensin pada kendaraan bermotor), dan elektroda listrik. Yang akan diulas dalam artikel berikut adalah sistem 3 elektroda listrik karena bentuk inilah yang paling efektif untuk aplikasi pengisian otomatis disamping juga biaya pembuatannya yang murah serta mudah karena hanya berupa lempengan logam aau baut yang disambung ke kabel sensor.

Gambar demo dibawah ini menunjukkan posisi sensor yang berupa elektroda listrik.

Perhatikan batas level A, B dan C

Pada gambar diatas, sensor ditandai dengan huruf A, B dan C. Yang perlu diketahui, air adalah media elektrolit yang dapat menghantarkan listrik. Walaupun tentunya tidak dapat menjadi pengganti kabel dengan kemampuan mengalirkan arus yang relatif besar, namun air dapat memberikan jalan bagi sinyal listrik yang dapat ditangkap oleh IC sebagai sinyal kondisi tersambungnya jalur atau path lisrik.

Dari gambar diatas, kabel merah disambungkan oleh rangkaian elektronik pada tegangan Vdd 5 volt DC (tegangan positif atau +). 

Bila level air diatas huruf A, maka ada dua kondisi yang terpenuhi, yaitu kabel putih akan menghantarkan muatan positif dan demikian juga kabel hitam. (kabel hitam maupun putih dalam posisi logic high karena tersambung dengan kabel merah oleh air)

Bila level air dibawah A namun diatas B, maka kondisi yang terpenuhi adalah kabel putih tidak tersambung dengan kabel merah namun kabel hitam tersambung dengan kabel merah oleh air dan menjadi bermuatan + (kabel putih logic low, kabel hitam logic high).

Bila level air dibawah B, maka otomatis dia akan juga dibawah A dan kondisi kabel putih maupun hitam akan tidak bermuatan (kabel putih dan hitam keduanya logic low).

Kondisi Yang Hendak Dicapai

Proses yang ideal adalah air akan segera diisi apabila levelnya berada sedikit saja dibawah B. Pengisian akan terus dilakukan sampai dicapai level A. Kemudian bila air berkurang, pengisian tidak akan dilakukan sebelum level air kembali pada posisi dibawah B.

Mengapa demikian? jawabnya adalah agar air terjaga pada level antara A dan B. Mengkondisikan agar air selalu di level A akan membuat pengisi air bekerja pada frekuensi yang tinggi karena berkurangnya sedikit air saja akan mengakibatkan pompa diaktifkan.

Tentu saja jarak antara A, B dan C bisa ditentukan sendiri sesuai selera. Namun jarak A dan B seharusnya relatif lebih pendek dari jarak B dan C. Jarak A dan B bisa dikatakan sebagai hysteresis dari sistem ini.

Bagaimana Logika Kerja Sistemnya?

Ok, semoga logika sederhana ini bisa dipahami oleh pembaca yang awam elektronika dan ilmu kelistrikan sekalipun.

Dalam sistem ini, yang dijadikan acuan adalah muatan pada kabel putih (kita singkat P) dan hitam (H).

1. Bila P dan H = HIGH maka Matikan Pompa
    (tidak berlaku bila hanya salah satu saja yang HIGH)

2. Bila P dan H = LOW maka Hidupkan Pompa
    (tidak berlaku bila haya salah satu saja yang LOW)

Perhatikan logika AND (dan). Sangat berbeda dengan OR (atau). Coba perhatikan contoh berikut :

*. Bila ada ayam jantan dan ayam betina, maka telur bisa fertil ----> benar khan?
    Nah coba kita ganti "dan" dengan "atau".
    Bila ada ayam jantan atau ayam betina, maka telur bisa fertil ---> salah khan?

Ok, kembali lagi pada logika kita untuk pengisi air otomatis, kita akan pakai "dan" tentunya dan program harus berjalan sesuai urutan dibawah ini.

1. Bila air dibawah B, maka P dan H akan logic LOW maka hidupkan pompa.
2. Bila kemudian air naik diatas B tapi dibawah dibawah A, maka P=LOW dan H=High
    jangan lakukan apa-apa (biarkan pompa tetap hidup). 
3. Bila air kemudian naik sampai A,maka P=HIGH dan H=HIGH, maka matikan pompa

4. Bila kemudian air turun dibawah A dan diatas B, maka P=LOW dan H=HIGH
    jangan lakukan apa-apa (biarkan pompa tetap mati).
5. Bila air turun dibawah B, kembali ke No. 1 diatas, demikian seterusnya berulang-ulang.

Apa yang Diperlukan Selanjutnya?

Tentu saja anda memerlukan modul diatas untuk mengendalikan sistemnya. Modul bisa anda buat sendiri dan anda bisa mendapatkan skema rangkaiannya maupun layout PCB-nya GRATIS. Bila berminat, anda bisa kirim email ke tafsirindra@yahoo.com

Bentuk modul jadi adalah seperti gambar dibawah ini :

Rangkaian diatas sangat sederhana bukan? Tentu saja. Karena rangkaian tersebut menggunakan mikrokontroler untuk pengendaliannya sehingga rangkaian menjadi sangat sederhana. Mikrokontroller yang dipergunakan adalah tipe AT89C2051 dan anda bisa membelinya dalam kondisi sudah terisi software pada kami.  Hubungi no telepon yang ada di blog ini untuk mendapatkannya.

Yang terakhir yaitu pompa air, bisa dari berbagai tipe dan bentuk. Ada yang beratu daya AC220V seperti pompa air aquarium, pompa air sumur (dengan motor induksi) dan ada pula tipe DC12Volt yang biasa dipergunakan sebagai pompa air washer kaca mobil. 

Karena pompa bisa AC maupun DC, juga berdaya kecil atau besar, maka output dari module dirancang dengan mode relay NO (normally open). Saat modul mengaktifkan relay, maka kedua kabel output relay akan tersambung.

Diagram pemasangan modul untuk tipe pompa AC220V adalah seperti ilustrasi berikut :

Klik pada gambar untuk memperbesar atau download

Karena output berupa kontak relay NO, maka anda bisa juga menggunakan motor DC dan memberikan supply tegangan DC pada motor dan pada satu sisi kabelnya diputus sambungkan oleh output Relay NO tersebut.

Well, ada yang protes juga rupanya, SULIT dan RIBET masang kabelnya. Okelah ...... bila anda hanya memutuskan untuk memakai motor AC220V dan tidak memilih  atau merubahnya kelak ke motor DC, model modul dibawah ini memberikan kemudahan untuk anda. Anda hanya perlu mencolokkan kabel input pada jaringan PLN dan mencolokkan jack pompa air pada tempat yang disediakan. Sangat mudah dan tidak perlu ribet bukan. Berikut skemanya.

Klik pada gambar untuk memperbesar

Dan modulnya jadi seperti ini :

Dan video demonya dapat dilihat dibawah ini :

Berikut contoh dari berbagai bentuk pompa air mini :