Sensor Kapasitif Untuk Mengukur Ketinggian Air

Sensor Kapasitif Untuk Mengukur Ketinggian Air

Belajar Arduino memang mengasyikkan. Apalagi bila ditambah dengan harga arduino uno yang lebih murah, wah tambah mengasyikkan. Baru-baru ini, saya iseng-iseng buka taman bermainnya Arduino, yaitu Arduino playground. Nggak sengaja ketemu dengan librari-nya sensor kapasitif (capacitive sensing library) yang dibuat oleh Bp. Paul Badger. Wah wah, hebat deh ni bapak, soalnya banyak sekali fungsi sensor kapasitif ini. Teman-teman bisa membuat saklar yang tersembunyi, karena dengan sensor ini, tidak perlu kontak langsung, hanya butuh nilai dielektrik yang besar. Air merupakan bahan dengan dielektrik yang besar, dan jari tangan kita mengandung banyak air. Jadi kita pun bisa membuat touch screen sederhana, he he he. Untuk lebih jelasnya silahkan melihat situs resminya: http://www.arduino.cc/playground/Main/CapSense, dan juga video contoh hasilnya: http://www.misenso.com/prototyping/playing-with-capacitive-sensor-or-aluminium-foil/139/
Terus, saya juga penasaran, saya coba sensor ini untuk mengukur ketinggian permukaan air. Wah, hasilnya lancar teman-teman. Oya, sebelum sampai ke bagian teknisnya, saya beri teorinya sedikit ya, hehehe. Alasan mengapa memilih menggunakan sensor kapasitif sebagai pendeteksi ketinggian air, ada banyak, beberapa di antaranya adalah, dengan sensor kapasitif, teman-teman dapat mengukur ketinggian air pada tempat-tempat tertutup, seperti botol infus, dll, di mana sensor ultrasonik tidak dapat digunakan. Dengan sensor kapasitif, tidak ada aliran arus, sehingga aman digunakan untuk bahan cairan yang mudah terbakar. Juga penghantar sensor kapasitif tidak perlu terpapar langsung dengan bahan cair yang dideteksi. Ini hal yang menarik, karena teman-teman bisa membuat penghantarnya dilapisi dengan cat atau bahan isolator yang lain. Jadi selain aman buat bahan cair yang dideteksi, juga aman buat penghantarnya, karena tidak akan terjadi korosi atau elektrolisis.
Langsung ke bagian teknisnya: Oya sebelum lupa, untuk botol infus, teman-teman bisa melapisi botol itu pada wadah botol dengan 2 buah potongan aluminium foil. Jadi pada dasarnya dibutuhkan 2 penghantar, yang saling berhadapan dengan sedikit sela untuk bahan dielektrik. Nilai kapasitansi akan berbanding lurus dengan bahan dielektrik dan penampang kedua penghantar, dan berbanding terbalik dengan jarak selanya. Dalam percobaan yang saya buat ini, saya menggunakan 2 buah potongan pcb, dan saya isolasi untuk membuat penghantarnya tidak terkena langsung dengan air. Jangan sampai penghantar tersebut kena air, karena nilai pengukurannya akan menjadi tak terhingga. Setelah itu, saya menambahkan kabel ke kedua penghantar tersebut, satu dihubungkan dengan ground dan satu dihubungkan dengan kaki digital arduino no 2. Kemudian saya tambahkan sebuah resistor di kaki 2 dan kaki 4. Nilai resistor ini antara 50 kohm sampai 50 Mohm. Semakin besar nilai resistansinya, semakin tinggi sensitivitas sensor. Bayangan saya, pengukuran nilai kapasitansi ini dilakukan dengan cara mengukur waktu pengisian muatan. Semakin lama pengisiannya, semakin besar nilai kapasitansinya
(mohon dikoreksi apabila salah). Oya, berikut kode programnya:

#include <CapSense.h>
CapSense   cs_4_2 = CapSense(4,2); 
void setup()                   
{
   cs_4_2.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);    
   Serial.begin(9600);
}
void loop()                   
{
    long tinggi =  cs_4_2.capSense(30);
    Serial.println(tinggi);                 
    delay(100);                            
}

Untuk bisa mengkompilasi kode di atas, teman-teman harus menambahkan file CapSense04.zip pada folder libraries di dalam folder program Arduino ditempatkan. File tersebut bisa didownload di http://www.arduino.cc/playground/Main/CapSense, ke dalam folder library program Arduino. Oke, supaya tidak terlalu lama, teman-teman silahkan melihat videonya saja, di link berikut ini: http://www.youtube.com/watch?v=_GPvCxkWgbE
 
oya, gambar rangkaiannya:

Ok, begitu dulu, buat teman-teman semua, selamat dan sukses berkarya.