Pada artikel ini kita akan membahas
pemrograman sensor flowmeter dengan arduino nano . penulis akan membawa pembaca
untuk mempelajari karakteristik pembacaan waterflowmeter dengan arduino .
 |
| Gambar sensor water flowmeter |
Water FlowSensor adalah tranduser/Sensor yang
di gunakan untuk mengukur kecepatan aliran air per menit . Pengunaan sensor ini
menghasilkan nilai kecepatan air yang mengalir melewati waterflow meter .Sensor
Flowmeter harus digunakan bersama microprosesor untuk menghitung kecepatan
,dikarenakan Output dari sensor adalah sinyal pulsa .
 |
Sinyal Pulsa Sensor FlowMeter
WaterFlow meter terdiri dari body seperti
sambungan pipa , terdapat ulir untuk di hubungkan dengan pipa lain nya .
Waterflow sensor terbuat dari bahan plastic dan juga ada yang metal . Sensor
ini memiliki prinsip kerja .Perhitungan kecepatan aliran air berdasarkan dari
jumlah putaran kincir yang terdapat di dalam body sensor .
Terdapat sensor medan magnet dan kincir air
didalam body waterflowmeter . Kedua komponen ini penting untuk mendukung
pergerakan perhitungan sensor .
Kincir Air : komponen mekanik dari waterflowmeter ,
Berputar ketika mendapat aliran air . Perputaran kincir air sebanding dengan
seberapa cepat debit air yang melewati Waterflow Meter . Semakin cepat maka
perputaran akan semakin banyak per menit . kita bisa mengunakan bahasa
frekuensi perputaran permenit .
Hall Efect
Sensor : adalah sensor medan magnet , Sensor
ini bertugas untuk menghitung seberapa banyak kincir air berputar . Memiliki prinsip
medan magnet yang di bawa oleh kincir air . Hall Effect Sensor akan
menghasilkan Sinyal Pulsa , Sebanyak N putaran permenit .Sesuai dengan kecepatan
kincir .
 | ||||
Gambar Sederhana Prinsip Kerja WaterFlowMeter
Seperti gambar diatas , Aliran air masuk kedalam
waterflowmeter membuat kincir air
berputar sesuai dengan kecepatan aliran air yang masuk . Semakin cepat aliran
bergerak maka semakin cepat putaran . Frekuensi Sinyal Pulsa yang di hasilkan
akan semakin besar .
PEMROGRAMAN WATERFLOW METER DENGAN ARDUINO NANO
Pembacaan sensor water flowmeter tidak bisa
dilakukan sendiri . Sensor waterflowmeter menghasilkan output berupa sinyal
pulse dengan frekuensi sesuai dengan kecepatan aliran air per menit . Output
sinyal pulse tidak bisa di gunakan untuk menentukan seberapa cepat airan air
per menit . Kita bisa mengunakan konstanta tertentu untuk mendapatkan kecepatan
aliran air per menit .
Kecepatan
aliran air per menit = Frekuensi Kecepatan Kincir Air * konstanta .
Menghitung frekuensi di perlukan terlebih
dahulu setelah itu bisa di dapatkan kecepatan aliran air permenit
.Mikroprosesor adalah komponen yang cocok untuk proses perhitungan . Salah Satu
adalah arduino memiliki pin interupt yang dapat di gunakan dalam proses counter
.Pengunaan sensor flowmeter bersama dengan miroprosesor untuk melakukan counter
perputaran kincir per menit atau frekuensi kecepatan kincir per menit .
Gambar Blok Diagram
Perencanaan pembacaan sensor flowmeter
mengunakan arduino sesuai dengan blok diagram di atas . Waterflowmeter di
hubungkan dengan arduino , sebagai pembaca frekuensi kincir air .Perhitungan
kecepatan aliran air permenit berdasarkan frekuensi yang masuk kedalam pin
interrupt arduino . Proses perhitungan di lakukan di dalam arduino . Sebagai
Output kita akan mengunakan Serial Monitor.
SENSOR FLOW METER
Sensor FLowmeter memiliki beberapa macam
bentuk dan bahan pembuatan mulai dari bahan plastik sampai metal .
Pada pemrograman dengan arduino kita mengakses
2 komponen utama dalam arduino :
Pin Interupt .
Pin untuk melakukan interupsi terhadap program
arduino yang sedang berjalan . Pin Interupsi akan menghentikan program arduino
ketika mendapatkan perubahan sinyal . Program akan masuk kedalam kode tertentu
sesuai dengan yang kita set .
Pada program ini , kita akan membuat
perhitungan atau counter jika terdapat interupsi yang masuk dari sensor
flowmeter . program akan mengunakan flowchart sesuai gambar di bawah ini .
Gambar Flowchart Pembacaan Counter Melalui Pin Interupt
Counter akan bertambah setiap sinyal pulse
masuk ke arduino . Pin Iterupsi selalu dalam keadaan standby .
Serial Monitor
Dalam pembacaan kecepatan aliran air permenit
kita membutuhkan komponen display , menunjukan berapa banyak counter dan aliran
air yang berhasil di baca oleh arduino nano . Artikel ini kita akan mengunakan display
Serial Monitor untuk menampilkan data pada computer .
Pin D0 dan D1 (RX dan Tx)
Tampilan display akan update setiap 1 detik
sekali , sehingga perubahan dari kecepatan aliran akan lebih terlihat .
Tampilan display memiliki susunan kata per kolom .
1.
Kecepatan aliran
.
2.
Counter Per Menit
.
3.
Jumlah Counter .
4.
Waktu Sudah
Terlewat .
|
Perakitan Semua Komponen Pembacaan Waterflowmeter dengan arduino nano
Perakitan komponen pengujian flowmeter
mengunakan projectboard . Pengunaan project sangat mudah dalam pengoperasian .
menghubungkan semua pin – pin komponen antara sensor water flowmeter dengan
arduino nano cukup mengunakan kabel jumper atau kabel yang telah mengunakan
black house pin .
 |
| Gambar skema waterflowmeter dengan arduino nano |
Tampak sensor water flowmeter terhubung pada
pin 3v3 dan gnd . Sensor water flowmeter dapat terhubung dengan mengunakan
tagangan kerja 3.3V . komunikasi dengan arduino nano pada pin D2 yang merupakan
pin interrupt .Setiap pulsa sinyal dari sensor akan di deteksi oleh pin
interrupt . Fungsi khusus akan melakukan counter setiap terdapat sinyal pulse .
Arduino nano juga memiliki USB to TTl yang
menghubungkan Atmega didalam arduino atau Mikrokontroller di dalam arduino .
Koneksi antara computer dan arduino nano sudah tidak memerlukan perantara
kembali .
Penguna tinggal melakukan koneksi secara
lansung menuju computer melalui USB . OS di dalam computer dapat secara
langsung mendeteksi port yang terdaftar .
Pemrograman Sensor FlowMeter dengan arduino Nano .
Pemrograman arduino pada project ini dengan
mengakses pin interrupt , akses pin interrupt untuk mendeteksi perubahan yang
terjadi ketika terdapat sinyal yang berasal dari sensor water flowmeter .
Komponen USart di dalam mirkokontroller untuk melakukan pengiriman data menuju
computer dan perhitungan sederhana untuk konversi dari counter menjadi debit
air .
float last = 0 ;
byte sensorInterrupt = 0;
// 0 = digital pin 2
byte sensorPin
= 2;
// The hall-effect flow sensor outputs approximately 4.5
pulses per second per
// litre/minute of flow.
float calibrationFactor = 4.5;
volatile byte Count;
float flowRateMinute;
unsigned int flowMilliLitre;
unsigned long totalMilliLitre;
unsigned long oldTime;
void setup()
{
// Initialize a
serial connection for reporting values to the host
Serial.begin(9600);
pinMode(sensorPin, INPUT);
digitalWrite(sensorPin, HIGH);
Count = 0;
flowRateMinute = 0.0;
flowMilliLitre = 0;
totalMilliLitre = 0;
oldTime = 0;
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}
/**
* Main program
loop
*/
void loop()
{
if((millis() -
oldTime) > 1000) // Only process
counters once per second
{
detachInterrupt(sensorInterrupt);
flowRateMinute = ((1000.0 / (millis() -
oldTime)) * Count) / calibrationFactor;
oldTime =
millis();
flowMilliLitre
= (flowRateMinute / 60) * 1000;
totalMilliLitre
+= flowMilliLitre;
if(
abs(last-flowMilliLitre) > 5 ){
last =
flowMilliLitre ;
Serial.println("========================================================>");
Serial.println("================== Flow Meter Sensor
===================>");
Serial.print("Debit Air / Second :"); Serial.print(flowMilliLitre);Serial.println("mL/Sec");
Serial.print("Volume Air :");
Serial.print(totalMilliLitre);Serial.println("L");
Serial.println("========================================================>");
}
// Reset the pulse
counter so we can start incrementing again
Count = 0;
// Enable the
interrupt again now that we've finished sending output
attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}
}
/*
Insterrupt Service Routine
*/
void pulseCounter()
{
// Increment the
pulse counter
Count++;
}
Kode program arduino di atas bisa langsung di gunakan . tanpa tambahan library apapun . penguna tinggal membuat halaman baru pada arduino IDE lalu menimpa kode diatas ke halaman baru .
Pengoperasian Sensor Flowmeter .
Pengoperasian perangkat ini dengan menyediakan
sumber tekanan air , dalam project ini penulis akan mengunakan sumber tekanan
air yang berasal dari mesin pompa air ikan akuarium . Mesin pompa air akan di
hubungkan dengan sensor waterflowmeter . seperti gambar di bawah :
 |
| Gambar pompa air aqurium |
Pada gambar diatas di gunakan botol ukuran
600mL untuk mengukur ketepatan sensor flowmeter dalam menghitung kapasitas air
yang keluar dari waterflowmeter dan perhitungan program .
Lakukan percobaan dengan mengunakan stopwatch
, ukuran yang keluar dari serial port dalam satuan mili liter per detik .
aktifkan pompa air lalu tunggu sampai dengan botol penuh . lalu cek nilai
kapasistor yang didapat dengan apakah sudah tepat .
Ketepatan antara bitol aqua nyata dan hasil
perhitungan program , bisa kita simpulkan dengan persen error . Kita bisa
mengurangi persen error dengan mengurangi nilai output dengan persen error yang
ada .
Hasil =
Hasil Nyata – (Hasil nyata*persen Error)
Setelah di dapat persen error kita bisa
mendapatkan hasil koreksi error .Galler percobaan bisa dilihat di bawah .
 |
| Gambar hasil Serial Monitor Water Flowmeter |
Lebih lanjut bisa di lihat pada video di bawah
ini :
bagaimana cara mencari konstanta flow meter?
ReplyDeleteBisakah 1 arduino melakukan pembacaan lebih dari 1 flow sensor? Misal menggunakan arduino mega yang mana pin interrupt-nya ada sekitar 6 pin
ReplyDelete