PERANCANGAN SISTEM MONITORING KETINGGIAN AIR SECARA KONTINU MENGGUNAKAN SENSOR ELEKTRODA

JOKO SULISTYO, Dr. Ir. Samiadji Herdjunanto, M.Sc.;Dr. Eng. Adha Imam Cahyadi, ST., M.Eng.

2019 | Tesis | MAGISTER TEKNIK ELEKTRO

Sensor elektroda yang bersifat diskrit atau pengukuran ketinggian air berdasarkan point ketinggian tertentu memiliki kelemahan jumlah sensor yang digunakan sebanding dengan titik ketinggian yang diukur. Semakin banyak titik yang diukur, semakin banyak elektroda yang digunakan. Salah satu pertimbangan perancangan sistem ketinggian air yang bersifat diskrit dikarenakan sensor elektroda berisfat kontinu terjadi proses elektrolisis sehingga pembacaan sensor terpengaruh oleh volume tangki. Sensor elektroda kontinu bekerja berdasarkan perubahan resistansi akibat dari perubahan ketinggian air. Penelitian ini merancang sebuah sensor elektroda untuk monitoring ketinggian air secara kontinu menggunakan prinsip pembagi tegangan dan jembatan Wheatstone. Metode bejana berhubungan digunakan untuk mengatasi error yang terjadi akibat dari elektrolisis. Selain menggunakan bejana berhubungan, efek elektrolisis dapat dikurangi dengan membatasi tegangan yang berada pada sensor dibawah 1.299 VDC. Metode regresi polinomial digunakan untuk konversi resistansi menjadi ketinggian air. Filter SMA dan EMA digunakan untuk mengurangi random noise yang terjadi pada pembacaan nilai resistansi sensor elektroda. Dengan hasil pengujian sensor pada dua buah tangki yang memiliki kapasitas volume yang berbeda yaitu 915ml dan 11120 ml, desain sensor elektroda tanpa elektrolisis dan menggunakan bejana berhubungan bersifat hampir identik dan tidak terpengaruh oleh volume dengan presentase perbedaan dibawah 1%. Diketahui Presentase perbedaan dari pembacaan sensor yang terpengaruh elektrolisis sebesar 17.03%, Perbedaan pembacaan sensor menggunakan bejana berhubungan adalah 0.65%. pembacaan desain elektroda pembagi tegangan yang tidak terpengaruh oleh elektrolisis sebesar 0.98%, sedangkan Pembacaan desain elektroda jembatan wheatstone yang tidak terpengaruh oleh elektrolisis sebesar 0.28%. Random Noise dapat dikurangi menggunakan filter SMA dan EMA.

Discrete electrode sensors or water level measurements based on certain level points have a weakness in the number of sensors used in proportion to the measured level points. The more points measured, the more electrodes used. One of the considerations for discrete water level system design is because the electrode sensor has electrolysis process so that the sensor reading is affected by the volume of the tank. The continuous electrode sensor works based on changes in resistance due to changes in water level. In this study, the design of electrode sensors for monitoring water levels uses the principle of voltage dividers and the wheatstone bridge .The connecting vessels method is used to overcome errors caused by electrolysis. Beside using communicating vessels, to eliminate the electrolysis effect by limiting the voltage at the sensor below 1,299 VDC. The polynomial regression method is used for resistance conversion to water level. SMA and EMA filters are used to reduce random noise that occurs in reading the resistance values of electrode sensor. The results of sensor readings on two tanks that have different volume of 915ml and 11120ml, the design of the electrode sensor without electrolysis and the using connecting vessels is almost identical and not affected by volume with a percentage difference below 1%. It is known that the percentage difference from the sensor reading that is affected by electrolysis is 17.03%. The difference in sensor readings using connecting vessel is 0.65%. Sensor reading of the voltage divider electrode that not affected by electrolysis is 0.98%, while the reading of the sensor using wheatstone bridge which is not affected by electrolysis is 0.28%. Random noise can be reduced using the SMA and EMA filters.

Kata Kunci : Sensor elektroda kontinu, monitoring ketinggian air, regresi polinomial, EMA, SMA