1.Tujuan
a. Mengetahui sensor flame, sensor infrared dan sensor
MQ-2
b. Mengetahui prinsip kerja sensor flame, sensor
infrared dan sensor MQ-2
c. Mengetahui dan mampu menggunakan 2 sensor atau
lebih pada satu rangkaian
2.
Alat dan Bahan
a.
Sensor Infrared
adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya
infra merah (infra red, IR).
b.
Sensor Flame
Salah
satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api.
digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di
udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog.
d.
Buzzer
berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara.
e
Relay
berfungsi sebagai saklar atau switch elektromagnetik.
f.
Op Amp
salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik.
g.
Transistor NPN
sebagai saklar penyambung, pemutus dan penguat sinyal.
h.
Battery
berfungsi sebagai penyimpan energi listrik dalam bentuk energi
kimia.
adalah
komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu
rangkaian elektronika.
adalah
alat penyambung atau pemutus aliran listrik.
alat
yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran.
l. LED
sebagai sistem pertahanan/pengaman jika ada suatu kebocoran listrik.
3.
Dasar Teori
a. Sensor Infrared
Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah
komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red,
IR).
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.
b. 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:
c. 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
d.
Buzzer
Pada umumnya, buzzer elektronika ini sering
digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan
memberikan tegangan input maka buzzer elektronika akan menghasilkan getaran
suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar manusia. Pada dasarnya,
setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa tegangan listrik yang
kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang bunyi yang memiliki
frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz.
Jenis buzzer elektronika yang sering digunakan
dan ditemukan dalam rangkaian adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric
(Piezoelectric Buzzer). Piezoelectric buzzer dapat digunakan pada
tegangan listrik sebesar 6 volt hingga 12 volt dan dengan tipikal arus sebesar
25 mA. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini sering disebut juga
dengan Beeper.
fungsi buzzer elektronika :
·
Sebagai bel rumah
·
Alarm pada berbagai peralatan
·
Peringatan mundur pada truk
·
Komponen rangkaian anti maling
·
Indikator suara sebagai tanda bahaya atau yang
lainnya
·
Timer
·
Dan lain-lain
Pada dasarnya, prinsip kerja dari buzzer elektronika hampir
sama dengan loud speaker dimana buzzer juga terdiri dari kumparan yang
terpasang secara diafragma. Ketika kumparan tersebut dialiri listrik maka akan
menjadi elektromagnet sehingga mengakibatkan kumparan tertarik ke dalam ataupun
ke luar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang
secara diafragma maka setiap kumparan akan menggerakkan diafragma tersebut
secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
e 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.
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.
f.
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.
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)
Grafik input dan output op-amp
g.
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
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).
Pada
umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni:
·
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)
i. 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%).
j.
Saklar
Saklar listrik adalah suatu komponen atau
perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik.
Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu
komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan.
Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana
terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke
rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan
terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor
tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.
Saklar yang paling
sering ditemukan adalah Saklar yang dioperasikan oleh tangan manusia dengan
satu atau lebih pasang kontak listrik. Setiap pasangan kontak umumnya terdiri
dari 2 keadaan atau disebut dengan “State”. Kedua keadaan tersebut diantaranya
adalah Keadaan “Close” atau “Tutup”
dan Keadaan “Open” atau “Buka”. Close artinya
terjadi sambungan aliran listrik sedangkan Open adalah terjadinya pemutusan aliran listrik.
Berdasarkan dua keadaan tersebut, Saklar pada umumnya menggunakan istilah Normally Open (NO) untuk Saklar yang berada pada keadaan Terbuka (Open) pada kondisi awal. Ketika ditekan, Saklar yang Normally Open (NO) tersebut akan berubah menjadi keadaan Tertutup (Close) atau “ON”. Sedangkan Normally Close (NC) adalah saklar yang berada pada keadaan Tertutup (Close) pada kondisi awal dan akan beralih ke keadaan Terbuka (Open) ketika ditekan.
Berikut ini adalah Simbol Saklar berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.
k. 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.
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
l. 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.
Masing-masing warna LED (Light Emitting Diode)
memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya.
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
4. Prosedur Percobaan
Pada saat seseorang
memasuki ruangan untuk memperbaiki kompor gas maka sensor infrared
mendeteksinya dan berlogika 1 maka akan mengeluarkan tegangan 5 volt lalu akan
menuju ke kaki basis karena di kaki basis ada arus maka memicu arus batrai menuju
ke kaki kolektor dan di teruskan ke emiter. Arus yang menuju ke kolektor
tersebut akan melewati relay sehingga relay aktif dan karena relay aktif maka
lamp akan hidup.
Lalu pada saat memperbaiki kompor gas ternyata ada
kesalahan teknis sehingga ada kebocoran gas lalu sensor MQ-2 mendeteksi
kebocoran dan berlogika 1 maka mengeluarkan tegangan 5 volt lalu menuju ke kaki
basis karena dikaki basis ada arus maka memicu arus batrai menuju kek kaki
kolektor dan diteruskan ke emiter. Arus yang menuju ke kolektro tersebut akan
melewati relay sehingga relay aktif maka buzzer dan led hidup.
Pada saat kebocoran
gas tersebut ternyata timbul percikan api sehingga sensor flame aktif dan
berlogika 1 maka mengeluarkan tegangan 5 volt. Dengan tegangan tersebut akan
mengalir arus menuju basis Q1, karna adanya arus yang mengalir di basis Q1,
memicu mengalirnya arus dari tegangan baterai 9V, lalu melalui relay dan
kolektor Q1, karna ada arus yang mengalir di relay, relay akan aktif dan arus
dari tegangan baterai 12V akan mengalir ke optocoupler triac, sehingga
motor(pompa air) hidup dengan sumber AC dari Vsine.
5. Rangkaian
a.
Pada saat seseorang masuk ke ruangan.
c.
Pada saat ada percikan api.
6. Video [kembali]
7. Download File [kembali]
Download Video [disini]
Download Rangkaian
Download Materi
Download HTML
Download Datasheet
Sensor Infrared
Download Datasheet
Sensor Flame
Download Datasheet
Sensor MQ-2
Download Datasheet
Buzzer
Download Datasheet
Relay
Download Datasheet
Op-Amp
Download Datasheet
Transistor
Download Datasheet
Baterai
Download Datasheet
Resistor
Download Datasheet
Motor DC
Download Library
Sensor Infrared
Download Library
Sensor Flame
Download Library
Sensor MQ-2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar