A. Tujuan [Kembali]
•
memahami
konsep dan prinsip kerja dari sensor mq 2, mq 5 dan flame sensor
•
untuk
membuat rangkaian sederhana dari aplikasi kontrol pemadam kebakaran
B. Alat dan Bahan [Kembali]
1. Sensor flame
sensor
yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api
2. Sensor mq-2
digunakan
untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara.
3. Sensor mq-6
digunakan untuk mendeteksi lpg, Iso-butane, Propane dengan sensitivitas yang tinggi.
4. Resistor
Digunakan
untuk menghambat arus agar tidak terlalu besar.
5. Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang
dipakai sebagai penguat.
6. Relay
adalah sebuah komponen
elektronika yang berupa saklar atau swich.
7. Buzzer
komponen
elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi.
8. Op-amp
berfungsi
sebagai penguat atau amplifier.
9. LED
Sebagai indikator (Penanda Motor Hidup)
10. Motor DC
11. Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber
tegangan DC. .
12. Baterai
adalah sebuah alat yang
dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat
digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.
14. Ground
Berfungsi
sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
C. Dasar Teori [Kembali]
1. Sensor flame
merupakan
salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas
dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.
Dalam suatu
proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal
tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini
mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu
25 – 85 derajat Celcius.
Cara kerja flame detector mampu bekerja
dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu
dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala apiyang dideteksi
oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan
metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor
yang ada pada unit flame detector akan
bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi
tersebut dengan sistem delay selama
2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih
dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.
Spesifikasi:
Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format:
Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength
detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393
comparator
Detection
angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame
detect distance 80cm
Grafik sensor:
2. Sensor mq-2
Sensor MQ-2 adalah jenis
sensor gas yang dapat mendeteksi (sensitiv) LPG, i-butana, alkohol, hidrogen
dan asap.
Sensor gas ini tersusun oleh
senyawa SnO2 dengan sifat konduktifitas(penghantar) rendah pada udara bersih.
Sifat konduktifitas semakin naik jika konsentrasi gas asap semakin tingi di
sekitas sensor ini.
Spesifikasi:
1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
2. Catu daya rangkaian : 5V DC
3. Range pengukuran
: 200-5000 ppm untuk LPG, 300-5000 ppm untuk butana, 5000-20000 ppm untuk
metana, dan 300-5000 ppm untuk hidrogen
4.
Keluaran
: Analog (perubahan Tegangan
Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah
terbakar di udara serta asap dan keluaranya berupa tegangan analog. Sensor ini
beroperasi pada suhu -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA
pada 5V.
Sensor
MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH digunakan untuk
tegangan pada pemanas (heater) internal dan VC merupakan tegangan sumber serta
memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan berupa analog.
grafik mq - 2
3. Sensor mq-6
Sensor
gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap
rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap
lpg (Liquid Petroleum Gas), stabil dan tahan lama serta dapat digunakan dalam
rangkaian drive yang sederhana. Sensor gas MQ-6 biasa digunakan didalam
perlengkapan mendeteksi kebocoran gas dalam kegiatan rumah tangga dan industri,
yang cocok untuk mendeteksi lpg, iso-butane, propane, lng, serta menghindari
gangguan dari pendeteksian zat Alkohol, asap masakan, dan rokok untuk
mengurangi kesalahan pendeteksian.
Spesifikasi Sensor MQ-6
A. Kondisi Standar Bekerja
1.
Tegangan Sirkuit(Vc) : 5V ± 0.1 AC atau DC
2. Tegangan Pemanasan(Vh) : 5V ± 0.1 AC atau DC
3. Resistansi Load(PL) : 20kΩ
4. Konsumsi Pemanasan(Ph) : kurang dari 750mw
B.
Kondisi Lingkungan
1.
Suhu Penggunaan : -10℃ hingga 50℃
2. Suhu Penyimpanan : -20℃ hingga 70℃
3. Kelembapan Terkait : Kurang dari 95% Rh
4. Konsentrasi Oksigen : 21%(Kondisi Standar) konsentrasi oksigen dapat
mempengaruhi sensitivitas.
C. Karakteristik Sensitivitas
1.
Resistansi Pengindraan(Rs) : 10KΩ- 60KΩ (1000ppm LPG )
2. Kondisi Standar Deteksi : Temp: 20℃±2℃ Vc:5V±0.1 Humidity: 65%±5% Vh: 5V±0.1
3. Jangkauan Deteksi : 200-10000ppm LPG , iso-butane,propane,LNG
Nilai resistansi MQ-6 adalah perbedaan untuk berbagai
jenis dan berbagai konsentrasi gas. Jadi, Bila menggunakan komponen ini,
penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan. Disarankan untuk mengkalibrasi
detektor untuk 1000ppm konsentrasi LPG di udara dan menggunakan nilai
resistansi beban (RL) sekitar 20KΩ (10KΩ sampai 47KΩ). Ketika akurat mengukur,
titik alarm yang tepat untuk detektor gas harus ditentukan setelah
mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembaban.
konfigurasi
sensor MQ-6
grafik sensor MQ-6
-R0 : Resistansi sensor pada 1000
ppm dari LPG di udara pada kelembapan 33% RH dan suhu 20°C.
-Rs : Resistansi sensor pada 1000
ppm dari gas LPG di udara pada kelembapan dan suhu yang berbeda.
Nilai resistansi MQ-6 adalah
perbedaan untuk berbagai jenis dan berbagai konsentrasi gas. Jadi, Bila
menggunakan komponen ini, penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan.
Disarankan untuk mengkalibrasi detektor untuk 1000ppm konsentrasi LPG di udara
dan menggunakan nilai resistansi beban (RL) sekitar 20KΩ (10KΩ sampai 47KΩ).
Ketika akurat mengukur, titik alarm yang tepat untuk detektor gas harus
ditentukan setelah mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembaban
4. Resistor
Resistor adalah komponen
elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang
mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Resistor bersifat resistif dan
termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan
atau nilai resistansi suatu resistor di
sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa
resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.
Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga
memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu
dilewatkannya.
Resistor merupakan salah satu
komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang
mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai teminal antara dua komponen
elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang
melewatinya (V = I.R). Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor,
tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang
warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya
sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai
toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Cicin
warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari
cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai
dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :
1. Resistor 4 gelang warna
Maka cincin ke 1 dan ke 2
merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali
kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.
2. Resistor 5 gelang warna
Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke
3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali
kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.
3. Resistor 6 gelang warna
Resistor dengan 6 cicin warna
pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan
nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu
temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.
Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai
yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan
resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan
karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut.
Nilai toleransi resistor ini
ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%),
resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi
kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).
5. Transistor NPN
Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pengalihat listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik.
Pada transistor npn,
pergerakan pembawa Arus Negatif (Elektron)
melalui wilayah Basis yang merupakan aksi transistor, karena elektron
menyediakan hubungan antara sirkuit Collector dan Emitter. Hubungan antara
rangkaian Input dan Output, Fitur aksi transistor karena transistor yang
memperkuat properti berasal dari kontrol konsekuen yang diberikan oleh Base
pada Collector ke Emitter.
Arus transistor dalam
transistor NPN bipolar adalah rasio dari dua arus ini (Ic/ Ib), disebut Gain
Arus DC dan simbol dari HFE atau sekarang Beta (β). Nilai β hingga 200 untuk transistor standar, Rasio
antara Ic dan Ib menjadi penguat ketika digunakan diwilayah aktif karena Ib
menyediakan Input dan Ic Output.
Arus Gain transistor
terminal Kolektor dan Emitor, Ic/Ie, disebut Alpha (α), dan merupakan fungsi dari transistor (elektron menyebar
di persimpangan). Karena arus emitor adalah jumlah dari arus basis yang sangat
kecil ditambah arus kolektor yang sangat besar, nilai alfa (α), dan untuk
transistor sinyal daya rendah khas, nilai ini berkisar 0,950 ke 0,999.
Hubungan α
dan β dalam Transistor NPN
6. Relay
Relay merupakan komponen elektronika electromechanical
yang berbentuk dalam sebuah saklar atau switch yang beroperasi dalam listrik
yang terdiri dari dua bagian yaitu Coil yang disebut (elektromagnetik) dan
komponen kontak switch atau saklar yang disebut mekanik.
Relay
juga memiliki 4 fungsi saat di aplikasikan kedalam rangkaian elektronika.
1.
Fungsi
relay saat berada di rangkaian elektronika adalah untuk mengendalikan sirkuit
listrik yang bertegangan tinggi dengan memanfaatkan bantuan signal tegangan
rendah.
2.
Untuk
mengendalikan logic function atau menjalankan fungsi logika.
3.
Memberi
fungsi waktu jeda atau function time delay.
4.
Untuk
melindungi komponen motor dan komponen lain dari konslet atau kelebihan
tegangan yang diakibatkan hal tertentu.
Ada 2 jenis kontak point dari Relay
1.
NC
(Normally Close) merupakan kondisi awal sebelum relay diaktifkan dan posisi
berada dalam keadaan tertutup (close).
2.
NC
(Normally Open) merupakan kondisi awal sebelum relay diaktifkan dan posisi
berada dalam keadaan terbuka (open).
Relay di atas menggambarkan, iron core (sebuah besi)
yang dililit oleh sebuah kumparan coil difungsikan mengendalikan besi iron core
tersebut. Saat kumparan diberi arus listrik maka yang terjadi akan menimbulkan
gaya elektromagnet yang selanjutnya akan menarik armature untuk pindah yang
sebelumnya NC akan menjadi NO menjadikan saklar tersebut menghantarkan arus
listrik di posisi NO. dan posisi armature yang sebelumnya NC akan menjadi
terbuka (OPEN) yang artinya tidak terhubung. Saat sudah tidak digunakan dan
tidak diberi aliran listrik maka armature tersebut akan kembali lagi ke posisi
awal NC (Normaly Close) yang artinya tertutup. Sebuah coil yang dipakai untuk
menarik contack point dari terbuka menjadi tertutup atau sebaliknya hanya
membutuhkan arus listrik yang kecil.
7. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
8. Op-amp
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan
suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat
sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi
masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan
nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang
besar serta impedansi keluaran yang kecil.
Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:
1.
Penguat
tegangan tak berhingga (AV = ∼)
2.
Impedansi
input tak berhingga (rin = ∼)
3.
Impedansi
output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
4.
Tegangan
offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)
9. LED
Light
Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika
yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan
maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Cara kerjanya pun hampir sama dengan
Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N).
LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward)
dari Anoda menuju ke Katoda. Terminal anoda adalah kaki yang lebih panjang
sedangkan tterminal katoda memiliki kaki lebih pendek.
Masing-masing warna LED (Light
Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya.
10. Motor DC
Motor
Listrik DC atau DC Motor adalah suatu
perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor
Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan
tegangan arus searah atau DC (Direct Current)
untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada
perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC
seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena
elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan,
permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang
berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke
utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub
selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet
maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan
berhenti.
Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan kumparan motor DC ditunjukkan dalam persamaan berikut :
Gaya
elektromagnetik : E = K Φ N
Torque
: T = K Φ Ia
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal kumparan motor DC (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan.
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torque electromagnetik
Ia = arus kumparan motor DC
K = konstanta persamaan
11. Baterai
Baterai
atau elemen kering adalah salah satu alat listrik yang berfungsi sebagai
penyimpan energi listrik dan mengeluarkan tegangan dalam bentuk listrik sebagal
sumber tegangan). Simbol baterai pada suatu rangkaian listrik dengan tegangan
DC atau rangkaian elektronika.
Baterai
terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta
Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai
adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current).
• Baterai Primer (single use battery)
adalah baterai yang hanya dapat digunakan sekali menggunakan reaksi kimia yang tidak dapat dibalik (irreverable reaction). pada umumnya dijual adalah bateral yang bertegangan istrik 1,5 volt.
• Baterai Sekunder (rechargeable battery)
adalah baterai yang dapat di ulang menggunakan reaksi kimia yang bersifat dapat dibalik (reversible reaction) blasaliya digunakan pada telepon genggam.
Baterai sebagai alat untuk menyimpan energi listrik sekaligus sumber tegangan (Catu daya DG) tentu saja juga memiliki nilai hambatan atau resistansi. nilai hambatan tersebut dapat diketahui dengan cara melakukan pengukuran arus dan tegangan pada catu daya tersebut.
Dengan data pengukuran tegangan dan arus maka tabel daya dapat dia dengan menggunakan persamaan berikut:
P = V x I
Keterangan :
P = Daya (W)
V = Tegangan yang terukur (V)
I = Arus yang terukur (I)
12. Ground
Ground adalah suatu sistem instalasi listrik untuk melepaskan muatan listrik berlebih dengan cara mengalirkannya ke tanah. Ground betujuan sebagai pelindung terhadap penggunaan peralatan listri pada saat terjadi hal-hal berikut:
• Kebocoran arus listrik
• Terjadinya induksi tegangan listrik
• Isolasi yang kurang baik
• Melindungi dari listrik statis
• Melindungi dari tegangan tinggi khususnya petir
• Sebagai acuan pengukuran tegangan
D. Prosedur Percobaan [Kembali]
aplikasi pemadam kebakaran ini memiliki prinsip kerja yaitu
di saat kedua sensor gas yaitu senor mq-2 dan mq-6 (atau logictate = 1)
mendeteksi adanya gas maka arus akan mengalir menuju relay sehingga menybabkan
relay menjadi aktif dan arus mengalir menuju led dan buzzer sehingga membuat
led hidup dan buzzer berbunyi.
dan untuk sensor api (flame sensor) apabila terdeteksi api
oleh sensor atau logicstate bernilai satu maka arus akan mengalir menuju relay
dan menyebabkan adanya arus menuju motor dan led sehingga motor menjadi
bergerak dan led hidup.
E. Rangkaian [Kembali]
F. Video [Kembali]
G. Download file [Kembali]
Download HTML Disini
Download Proteus Disini
Download Video Disini
Download Datasheet Sensor Flame Disini
Download Datasheet Sensor MQ-2 Disini
Download Datasheet Sensor MQ-6 Disini
Download Datasheet Resistor Disini
Download Datasheet Transistor Disini
Download Datasheet Relay Disini
Download Datasheet Buzzer Disini
Download Datasheet Op-Amp Disini
Download Datasheet LED Disini
Download Datasheet Motor DC Disini
Download Datasheet Baterai Disini
Download Datasheet Ground Disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar