SISTEM KEAMANAN RUMAH MAKAN - SENSOR MQ2 DAN FLAME SENSOR

 1. Tujuan 

a. Mampu mengetahui dan memahami contoh pengaplikasian sensor MQ2.
b. Mampu mengetahui dan memahami contoh pengaplikasian Flame sensor.
c. Membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari.
d. Mendeteksi kebocoran gas dan percikan api.


    a. Alat

        1) Speaker Alarm


        2) Motor


        3) DC Voltmeter


        4) Terminal Power


    b. Bahan 

        1) Logicstate

         Gerbang logika adalah perangkat elektronik ideal atau fisik yang mengimplementasikan fungsi 
Boolean, operasi logis yang dilakukan pada satu atau lebih input biner yang menghasilkan output 
biner tunggal.


        2) Resistor

            Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam 
suatu rangkaian elektronika.

  • Spesifikasi :
- Pada umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
- Pada gelang terakhir merupakam toleransi dari nilai resistansi.
- Daya standar : 1/4 Watts, 1/8 Watts, ½ Watt, 1 Watts, 2 Watts.
 

        3) LED

            LED red berfungsi sebagai tanda bahwa terdeteksi kebocoran gas atau percikan api.
            LED green berfungsi sebagai tanda bahwa kondisi aman.

  • Spesifikasi :
- Ketahanan cuaca yang unggul.
- 5mm Round Standard Directivity.
- Proxy Tahan UV.
- Maju Saat Ini (JIKA): 30mA.
- Tegangan Maju (VF): 1.8V hingga 2.4V.
- Tegangan Terbalik: 5V.
- Suhu Operasional: -30 ℃ hingga + 85 ℃.
- Suhu Penyimpanan: -40 ℃ hingga + 100 ℃.
- Intensitas Luminous: 20mcd.

        4) Transistor NPN

            NPN berfungsi untuk memperkuat arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian.

  • Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Emitor : Arus mengalir keluar melalui emitor.
- Pin 2 : Base : Mengontrol bias transistor.
- Pin 3 : Collector : Arus mengalir melalui kolektor.
  • Spesifikasi :
- Transistor NPN Bi-Polar.
- Penguatan Arus DC (hFE) maksimum 300.
- Arus Kolektor Kontinyu (IC) adalah 200mA.
- Base- Emitter Voltage (VBE) adalah 6V.
- Collector-Emitter Voltage (VCE) adalah 40V.
- Collector-Base Voltage (VCB) adalah 60V.
- Tersedia dalam Paket To-92.

        5) Relay

            Relay berfungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan 
oleh magnet listrik.

  • Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : Coil End 1 : Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung 
terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground.
- Pin 2 : Coil End 2 : Digunakan untuk memicu (On / Off) Relay, Biasanya satu ujung 
terhubung ke 5V dan ujung lainnya ke ground.
- Pin 3 : Common (COM) : Common terhubung ke salah satu Ujung Beban yang akan 
dikontrol.
- Pin 4 : Normally Close (NC) : Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. 
Jika terhubung ke NC beban tetap terhubung sebelum pemicu.
- Pin 5 : Normally Open (NO) : Ujung lain dari beban terhubung ke NO atau NC. 
Jika terhubung ke NO, beban tetap terputus sebelum pemicu.
  • Spesifikasi :
- Trigger Voltage (Tegangan melintasi koil): 5V DC.
- Trigger Current (Arus Nominal): 70mA.
- Arus beban AC maksimum: 10A @ 250 / 125V AC.
- Arus beban DC maksimum: 10A @ 30 / 28V DC.
- Konfigurasi 5-pin yang ringkas dengan cetakan plastik.
- Waktu operasi: 10msec Waktu rilis: 5msec.
- Peralihan maksimum: 300 operasi / menit (secara mekanis).

        6) Sensor MQ2

            Sensor MQ2 berfungsi untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. 
Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H2, LPG, CH4, CO, Alkohol, Asap atau Propane.

  • Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : VCC : Pin ini memberi daya pada modul, biasanya tegangan operasi + 5V.
- Pin 2 : Ground : Digunakan untuk menghubungkan modul ke ground sistem.
- Pin 3 : Digital Out : Anda juga dapat menggunakan sensor ini untuk mendapatkan keluaran 
digital dari pin ini, dengan mengatur nilai ambang batas menggunakan potensiometer.
- Pin 4 : Analog Out : Pin ini mengeluarkan tegangan analog 0-5V berdasarkan intensitas gas.
  • Spesifikasi :
- Tegangan Operasi + 5V.
- Dapat digunakan untuk Mengukur atau mendeteksi LPG, Alkohol, Propana, Hidrogen, CO dan 
bahkan metana.
- Tegangan keluaran analog: 0V hingga 5V.
- Tegangan Output Digital: 0V atau 5V (TTL Logic).
- Durasi pemanasan awal 20 detik.
- Dapat digunakan sebagai sensor Digital atau analog.
- Sensitivitas pin Digital dapat divariasikan menggunakan potensiometer.

        7) Flame Sensor

                Flame sensor berfungsi untuk mendeteksi penyerapan cahaya pada panjang gelombang 
tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dan 
sumber alarm palsu.

  • Konfigurasi Pin :
- Pin 1 : VCC : Pin ini memberi daya pada modul, biasanya tegangan operasi + 5V.
- Pin 2 : Ground : Digunakan untuk menghubungkan modul ke ground sistem.
- Pin 3 : Digital Out : board antarmuka keluaran digital (0 dan 1).
- Pin 4 : Analog Out : Pin ini mengeluarkan tegangan analog 0-5V berdasarkan intensitas api.
  • Spesifikasi :
- Mendeteksi api atau sumber cahaya dengan panjang gelombang dalam kisaran
760nm-1100 nm.
- Jarak deteksi: 20cm (4.8V) ~ 100cm (1V).
- Sudut deteksi sekitar 60 derajat, sensitif terhadap spektrum api.
- Chip pembanding LM393 membuat pembacaan modul menjadi stabil.
- Rentang deteksi yang dapat disesuaikan.
- Tegangan operasi 3.3V-5V.
- Output Digital dan Analog.
- Indikator daya dan indikator keluaran sakelar digital.


    a. Logicstate

        Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input 
yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan 
menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat 
digunakan untuk proses berikutnya.

    b. Resistor

        Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk 
mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) 
tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap 
resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

  • Cara menentukan nilai resistor :
        Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. 
Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita

  • Rumus :


    c. LED-Red

        A light-emitting diode (LED) adalah sumber cahaya semikonduktor yang memancarkan 
cahaya saat arus mengalir melaluinya. Elektron dalam semikonduktor bergabung kembalidengan 
lubang elektron, melepaskan energi dalam bentuk foton. Warna cahaya (sesuai dengan energi 
foton) ditentukan oleh energi yang dibutuhkan elektron untuk melintasi celah pita semikonduktor.

  • Cara menentukan nilai LED 

    
  • Rumus :
        Setelah kita mengetahui Tegangan dan Arus Maju untuk LED seperti pada tabel diatas, 
maka kita dapat menghitung nilai Resistor yang diperlukan untuk rangkaian LED agar 
LED yang bersangkutan tidak terbakar atau rusak karena kelebihan arus dan tegangan.


    d. Transistor NPN

        Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis
 dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari 
kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif 
(+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan 
menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan aktif jika arus yang melalui 
basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik 
cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara 
basis dan kolektor melebihi 200 kali. Transistor jenis NPN adalah transistor positif dimana 
akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus positf (+)

  • Rumus :
    
            

- Vce = tegangan antara kaki kolektor dengan kaki emitor (Vce = Vc – Ve)
- Vcb = tegangan antara kaki kolektor dengan kaki basis (Vcb = Vc – Vb )
- Vbe = tegangan antara kaki basis dengan kaki emitor (Vbe = Vb – Ve)

  • Karakteristik I/O

    
  • Bentuk Gelombang I/O



    e. Relay

        Fungsi relay adalah sebagai jembatan penghubung antara arus dari baterai langsung ke masa. 
Penggunaan relay akan memotong alur arus listrik yang melewati rangkaiaan untuk mencapai beban. 
Artinya, relay akan membuat aliran arus lebih sederhana dan lebih ringkas. Hasilnya, hambatan 
yang terjadi pada rangkaian kelistrikan tersebut akan lebih kecil sehingga penggunan listrik bisa 
lebih hemat dan beban kelistrikan bisa lebih maksimal kinerjanya.

        Relay bekerja seperti saklar biasa namun saklar ini akan digeraka oleh skema elektromagnetik 
yang diatur oleh saklar utama. Dalam hal ini saklar didalam relay akan menghubungkan arus 
langsung dari baterai ke beban kelistrikan, sehingga arus besar dari baterai tersebut tidak perlu 
berputar-putar melewati saklar yang letaknya didalam dashboard.

  • Karakteristik I/O

    
  • Standar IDMT

    

    f. Sensor MQ2

        Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas 
mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi 
oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

        Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik 
menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap 
dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan 
menghasilkan tegangan analog.

  • Grafik Respon :

        

    g. Flame Sensor

        Cara kerja sensor ini yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala api dengan 
menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) 
sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan 
cahaya pada panjang gelombang tertentu. Yang dimana memungkinkan alat ini untuk 
membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum 
cahaya lampu. 
  • Grafik Respon :




1) Siapkan alat dan bahan di Proteus.
2) Perhatikan datasheet setiap bahan.
3) Hubungkan voltage ke pin vcc pada sensor.
4) Hubungkan ground ke pin ground pada sensor.
5) Hubungkan logicstate ke test pin pada sensor.
6) Hubungkan pin out ke rangkaian pendeteksi gas atau api.
7) Gunakan relay sebagai saklar otomatis.
8) Jalankan rangkaian, cek apakah sesuai dengan yang diprogram.


  • Prinsip Kerja Simulasi Rangkaian :
        Ketika ada kebocoran gas, maka sensor MQ2 akan aktif, sehingga menghasilkan tegangan. 
Karena tegangan pada kaki base dan collector > dari 0,7 V, maka transistor aktif. Kemudian 
relay akan otomatis on, sehingga LED red menyala, jendela terbuka dan speaker akan aktif.

        Kemudian ketika terdeteksi percikan api, maka flame sensor akan bekerja seperti sensor MQ2.

    c. Video 


    d. Download File 


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)