[menuju akhir]
1. Judul dan Tujuan
[KEMBALI]
ALARM KEBAKARAN KEBOCORAN BOGAS MENGGUNAKAN SENSOR MQ-5 DAN INFRARED SENSOR
Tujuan : - Mengetahui saat ada kebocoran biogas
- Mengetahui cara kerja sensor MQ-5
- Mengetahui cara kerja sensor Infra red Sensor
- Mengetahui Prinsip kerja rangkaian alarm kebakaran menggunakan sensor MQ-5 dan infrared sensor
2. komponen
[KEMBALI]
Sensor MQ-5 ini sangat sensitif terhadap gas polutan seperti LPG, gas alam, dan gas hasil pembakaran batu bara.
Logicstate
Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Buzzer
Buzzer adalah sebuah
komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
LED
Infrared Sensor
Battery
Motor DC
Speaker
LED
Transistor
3. Prinsip kerja
[KEMBALI]
Kebutuhan energi alternatif sebagai salah satu teknologi energi yang dapat untuk digunakan hal ini adalah dengan menggunakan energi biogas, bahan baku sistem biogas dengan menggunakan limbah sampah menjadi biogas dalam ruang tabung fermentasi. Biogas diproduksi oleh bakteri dari bahan organik di dalam kondisi tanpa oksigen (anaerobic process). Proses ini berlangsung selama pengolahan atau fermentasi. Gas yang dihasilkan sebagian besar terdiri atas CH4 dan CO2. Jika kandungan gas CH4 lebih dari 50%, maka campuran gas ini mudah terbakar, kandungan gas CH4 dalam biogas yang berasal dari sampah kotoran ternak sapi kurang lebih 60%. Produksi biogas dari kotoran sapi berkisar 600 liter s.d.1000 liter biogas per hari. Teknologi biogas bukanlah merupakan teknologi baru di Indonesia, sekitar tahun 1980-an sudah mulai diperkenalkan. Beberapa kendala antara lain yaitu kekurangan technical expertise, reaktor biogas tidak berfungsi akibat bocor/ kesalahan konstruksi, pendekatan pengembangannya sehingga diperlukan sistem perancanagan otomatisasi pada sistem prosesnya. Terjadinya kebocoran gas dapat menyebabkan kerugian yag ditimbulkan bagi perusahaan terutama bagi penduduk sekitar pabrik. Oleh sebab itu di hadirkan rangkaian sensor alarm kebocoran biogas menggunakan sensor MQ-5 dan infrared sensor.
teknologi energi yang dapat untuk digunakan hal
ini adalah dengan menggunakan energi biogas,
bahan baku sistem biogas dengan menggunakan
limbah sampah menjadi biogas dalam ruang
tabung fermentasi.
Biogas diproduksi oleh bakteri dari bahan
organik di dalam kondisi tanpa oksigen
(anaerobic process). Proses ini berlangsung
selama pengolahan atau fermentasi. Gas yang
dihasilkan sebagian besar terdiri atas CH4 dan
CO2. Jika kandungan gas CH4 lebih dari 50%,
maka campuran gas ini mudah terbakar,
kandungan gas CH4 dalam bioga
4. Dasar teori[KEMBALI]
Pengujian Sensor Gas MQ5
Karakteristik sensitifitas dari sensor MQ-5
untuk berbagai macam gas seperti LPG, H2,
CH4, CO dan alkohol dan udara bersih pada
keadaan pengukuran standar dapat dilihat pada
gambar 4.[9].
Gambar 4. Karaktristik sensor MQ5 [9].
Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa
semakin besar kontaminasi gas pada sensor maka
akan semakin sensitif sensor tersebut. Dari
beberapa gas yang di deteksi, gas merupakan gas
yang terdeteksi dengan baik oleh sensor MQ-5
untuk mengetahui beban pada sensor saat terjadi
kontaminasi gas sehingga dapat dicari pada
persamaan ;
(1)
Dimana;
RS = beban pada sensor pada saat akan terjadi
kontaminasi gas (Ω).
VC = tegangan pada beban sensor (volt).
VRL = tegangan pada beban sensor (Volt).
RL = tahanan pada beban sensor (Ω).
Untuk mencari VRL ;
(2)
dimana;
1024 = adalah total bit.
Untuk mendpatkan nilai ppm gas, digunakan
analisa perhitungan ;
(3)
Sensor MQ5 mempunyai range deteksi antara
200 s/d 10.000 ppm. ( Range = 10.000 – 200 =
9800 ).
Nilai konversi ke PPM ;
PPM = X × Konversi ADC (4)
PRINSIP KERJA SENSOR MQ-5.
Prinsip penempatan sensor MQ-5 adalah
ketika mendeteksi keberadaan gas di udara
dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor
menganggap terdapat gas di udara. Ketika sensor
mendeteksi keberadaan gas tersebut maka
resistansi elektrik akan turun. Sensor terdiri dari
tabung keramik mikro berbahan AL2O3, lapisan
sensitif SnO2, elektroda pengukur dan kawat
pemanas yang dibungkus dalam jarit besi dan
plastik. Ketika molekul gas menyentuh
permukaan lapisan sensitif SnO2, maka satuan
resistansi dari kawat pemanas (heater) akan
mengecil sesuai dengan konsentrasi gas.
Sebaliknya, jika konsentrasi gas menurun akan
menyebabkan semakin tingginya resistansi kawat
pemanas (heater) sehingga tegangan keluarannya
akan menurun,perubahan konsentrasi gas dapat
mengubah nilai resistansi sensor dan juga akan
mempengaruhi tegangan keluarannya seperti
jenis sensor yang digunakan (Gambar 5).
karakteristik MQ-5
Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared
Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.
Gambar 2. Rangkaian dasar sensor infrared common emitter yang menggunakan led infrared dan fototransistor
Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar 3:
Gambar 3. Keadaan Basis Mendapat Cahaya Infra Merah dan Berubah Menjadi Saklar (Switch Close) Secara Sesaat
Grafik Respon Sensor Infrared
Gambar 4. Grafik respon sensor infrared
Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.
Logicstate
state logika. Logika pengertian, benar atau
salah, dari sinyal biner yang diberikan Sinyal biner adalah sinyal digital yang
hanya memiliki dua nilai valid. Secara fisik pengertian logis dari sinyal biner
ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya
ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan
sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada saluran
sinyal; Logika 0 kira-kira 0 volt. Level tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap
tidak terdefinisi.
Relay
Relay menggunakan Prinsip
Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik
yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan
lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V
dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya)
untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Buzzer
Buzzer ini biasa
dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer
adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer
mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative. Untuk menggunakannya secara
sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V. Pada
dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, 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.
Pada dasarnya, Relay
terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
- Electromagnet (Coil)
- Armature
- Switch Contact Point (Saklar)
- Spring
fungsi relay :
- Relay digunakan untuk
menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
- Relay digunakan untuk
memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
- Relay digunakan untuk
mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan
rendah.
- Ada juga Relay yang berfungsi
untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan
ataupun hubung singkat (Short).
5. Rangkaian
[KEMBALI]
A. Gambar Rangkaian
Ketika kedua sensor yaitu sensor Mq-5 dan sensor infrared (sensor infra merah) tidak mendeteksi adanya kebocoran biogas.
B. Ketika infrared Sensor ON
Ketika sensor infrared mendeteksi adanya orang, atau bisa dikatakan adanya objek yang menghalang sensor sehingga sensor mengirimkan sinyal kepada transistor, kemudian mengalir menuju ground. Aliran arus kemudian masuk menuju relay, kemudia mengaktifkan relay lalu mengaktifkan Motor, LED, dan speaker.
C. Sensor MQ-5 ON
Ketika testpin pada sensor MQ-5 berlogika 1,menandakan adanya kebocoran biogas pada pabrik, output yang keluar dari sensor kemudia menuju transistor lalu ke ground. Arus dari sensor kemudian mengair menuju relay lalu mengaktifkan relay, lalu menghidupkan LED serta motor.
D. Ketika Sensor Infrared ON dan Sensor MQ-5 ON
Ketika MQ-5 telah mendeteksi adanya kebocoran biogas serta sensor infrared yang berlogika 1 menandakan bahwa adanya objek atau manusia yang mendetaki sensor tersebut, maka LED, motor dan Speaker menala. Hal ini bertujuan agar memberi tahu objek bahwa didaerah sekitar tersebut terdapat kebocoran biogas.
6. Video
[KEMBALI]
7. Link Download
[KEMBALI]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar