Sistem Peringatan Kebakaran dengan Sensor Flame, Sensor MQ-2, dan Sensor NTC





1. Tujuan [Kembali]

a. Mampu memahami sistem peringatan kebakaran menggunakan Sensor flame, Sensor NTC dan Sensor MQ-2.
b. Mampu memahami cara kerja rangkaian sistem peringatan kebakaran menggunakan Sensor flame, Sensor NTC dan Sensor MQ-2.
c. Mampu membuat simulasi dari rangkaian sistem peringatan kebakaran menggunakan Sensor flame, Sensor NTC dan Sensor MQ-2.


2. Alat dan Bahan [Kembali]

a. Alat
        
1. Power Supply
Power supply atau catu daya adalah alat listrik yang menyuplai tenaga listrik ke suatu beban listrik.

2. DC Voltmeter

Voltmeter adalah perangkat elektronik yang berfungsi untuk mengukur tegangan dalam rangkaian listrik. Voltmeter dalam rangkaian dipasang secara paralel pada dua buah titik yang diukur.

b. Bahan

1. Resistor 
Spesifikasi resistor yang digunakan: Resistor 10 kΩ dan 20 kΩ.

2. Flame Sensor


Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:


Grafik Respon:


3. IC Op-Amp
Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:


4. Sensor MQ-2

Konfigurasi Pin:



Spesifikasi:


Grafik Respon:


5. Buzzer


Konfigurasi Pin:



Spesifikasi:


6. Motor DC


Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian. Motor DC pada aplikasi ini digunakan untuk mengeluarkan air ketika terjadi kebakaran.

Konfigurasi Pin:


Spesifikasi:


7. Relay

Konfigurasi Pin:



Spesifikasi:


8. Thermistor NTC
      
                                                  

Grafik Respon:

                                             

                                                

Spesifikasi:

                                                    

                                                    
9. Dioda


Spesifikasi:


Konfigurasi Pin:

                                             

Grafik Respon:




3. Dasar Teori [Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan dilambangkan dengan huruf R. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah Ohm (Ω).

Tabel Warna Resistor


Cara menghitung nilai resistansi resitor
a. Gelang 4 Warna


b. Gelang 5 Warna



2. Flame Sensor

Flame detector mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang lebih beresiko menyebabkan bencana kebakaran. Prinsip flame detector menggunakan metode optic yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi api atau flame.flame detector juga mapu membedakan antara false alarm atau peringatan palsu dengan api sungguhan melalui komponen system yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.

Grafik Respon:

                           

3. IC Op-Amp

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. 

a. Buffer
Buffer bergungsi sebagai stabiliser sinyal.

Penguatan Tegangan: Av = 1.

b. Amplifier 
  • Amplifier Inverting

          Penguatan Tegangan:

  • Ampilifier Non Inverting
           Penguatan Tegangan:


c. Komparator

  • Non-Inverting Komparator
Pada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting (+)  dan tegangan referensi pada saluran inverting (-). Pada rangkaian Non-Inverting Comparator, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE).

  • Inverting Komparator
Pada Inverting Comparator  tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting  (-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+). Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan. Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).

4. Sensor MQ-2

Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H2, LPG, CH4, CO, Alkohol, Asap atau Propane.

Grafik Respon:


5. Buzzer

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.

6. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. 

Simbol relay:

                                               

7. 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.


8. Thermistor NTC

Thermistor merupakan resistor yang sensitif terhadap perubahan suhu dalam listrik. Resistansi akan berubah jika temperature badan sensor berubah. 


Thermistor NTC memiliki nilai koefisien negatif dimana apabila temperatur naik maka nilai tahanan thermistor PTC akan menurun dan sebaliknya, nilai tahanannya akan turun apabila temperatur naik. Dengan kata lain, thermistor tipe PTC ini akan berbanding terbalik antara kenaikan tahanan dengan kenaikan temperaturnya.

9. Dioda

Dioda adalah komponen komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor biasanya dari bahan  silikon atau germanium. Karakteristik setiap jenisnya tentu berbeda beda. Ada diode yang menyearahkan arus bias, ada diode yang memancarkan cahaya, dan ada pula diode yang menerima cahaya.




4. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan
  • Sediakan alat dan bahan yang akan digunakan.
  • Rangkailah komponen-komponen seperti rangkaian di bawah pada aplikasi proteus.
  • Hubungkan semua komponen dan atur nilai masing-masing komponen sesuai kebutuhan.
  • Jalankan simulasi rangkaian .
b. Rangkaian


c. Prinsip Kerja

        Pada saat simulasi dijalankan, jika sensor flame tidak mendeteksi adanya percikan api maka tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian sehingga tidak ada tegangan pada relay dan relay tetap dalam keadaan off sehingga mengakibatkan motor dc juga ikut off. Jika sensor flame mendeteksi adanya percikan api maka arus akan mengalir pada rangkaian dari sensor kemudian masuk ke rangkaian amplifier inveting. Pada rangkaian amplifier inverting ini, tegangan diperkuat 2 kali. Tegangan awal sebelum diperkuat sebesar 4.99 V. Setelah diperkuat 2 kali menjadi 9.98 V. arus tersebut kemudian mengalir ke relay, sehingga tegangan pada relay terbaca 9.98 V dan kemudian relay akan on dan motor akan berputar untuk mengeluarkan air agar bisa memadamkan api. Kemudian, arus akan mengalir ke ground untuk dinetralkan.

    Pada rangkaian menggunakan sensor MQ-2. Jika tidak ada kebocoran gas, maka tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian sehingga buzzer dalam keadaan off. Sebaliknya, jika terdeteksi adanya kebocoran gas, maka arus akan mengalir dari sensor MQ-2 kemudian masuk ke op-amp. Pada op-amp ini tegangan akan diperkuat 3 kali karena op-amp disini digunakan sebagai rangkaian amplifier non inverting. Setelah tegangan diperkuat, maka arus akan mengalir ke relay dan tegangan menjadi 15 V(sebelum diperkuat: 5V). Relay kemudian on dan buzzer akan berbunyi sebagai peringatan bahwa terjadinya kebocoran gas. Kemudian, arus akan mengalir ke ground untuk dinetralkan.

     Pada rangkaian menggunakan sensor NTC. Saat suhu pada NTC semakin besar, maka tegangan output dari NTC akan melewati R3 dan R4, kemudian tegangan tersebut dibagi oleh pembagi tegangan R3 dan R4, maka tegangan di R3 dan R4 juga semakin besar. Kemudian tegangan di R3 dan R4 diumpankan ke kaki input non inverting amplifier U2 yang akan menyebabkan tegangan output U2 2 kali tegangan input U2. Selanjutnya tegangan output U2 akan mengalir ke relay dan jika tegangan relay cukup, maka relay akan tertutup. Karena ada arus yang mengalir ke relay maka switch dari relay akan berpindah ke kiri (on), yang akan menghungkan sumber tegangan 12 V ke dua buah fan, sehingga fan hidup.  Kemudian, arus mengalir ke ground untuk dinetralkan. Saat suhu pada NTC semakin kecil, maka tegangan output dari NTC akan akan melewati R3 dan R4, kemudian tegangan tersebut dibagi dengan pembagi tegangan R3 dan R4, maka tegangan di R3 dan R4 juga semakin kecil. Kemudian tegangan di R3 dan R4 diumpankan ke kaki input non inverting amplifier U2 yang akan menyebabkan tegangan output U2 2 kali tegangan input U2. Selanjutnya tegangan output U2 akan mengalir ke relay dan jika tegangan relay tidak cukup, maka relay akan tetap off. Akibat relay off maka switch tetap di kanan mengakibatkan tidak ada arus yang mengalir fan dan fan tetap dalam keadaan off.

d. Video



e. Link Download
    Download HTML
    Download File Proteus
    Download Video Simulasi

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)