Blog kuliah sensor dan praktikum ESD: Tugas UAS

[MENUJU AKHIR]
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

1.Tujuan

-Mengetahui dan memahami sensor api dan sensor gas

-Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor api dan sensor gas

-Mampu mengaplikasikan sensor api dan sensor gas pada rangkaian

[KEMBALI]

2.Komponen

-Sensor api

gambar 1. sensor api

-Sensor MQ-2

gambar 2. sensor MQ-2

-Sensor MQ-7

gambar 3. sensor MQ-7

-Resistor (1k ohm)

gambar 4. resistor

-Transistor (NPN)

gambar 5. transistor

-Baterai (12V)

gambar 6. baterai

-LED

gambar 7. LED

-Fan-DC

gambar 8. fan-DC

-Relay

gambar 9. relay

-Diode

gambar 10. diode

-Buzzer

gambar 11. buzzer

-Op amp

gambar 12. op-amp

[KEMBALI]

3.Dasar Teori

A) 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.

gambar 13. struktur MQ-2

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.

B) Sensor MQ-7
Sensor MQ-7 adalah jenis sensor gas yang dapat mendeteksi(sensitiv) gas karbon monoksida pada kehidupan sehari-hari, industri dan rumah tangga
-Spesifikasi
1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC

2. Catu daya rangkaian : 5V DC

3. Range pengukuran : 20-2000 ppm untuk gas karbon moksida
4. Keluaran : Analog (perubahan Tegangan

gambar 14. grafik sensitivitas MQ-7

Struktur, Konfigurasi, dan Dasar Rangkaian Pengukuran
Struktur dan konfigurasi MQ-7 sensor gas ditunjukkan pada gambar. 1 (Konfigurasi A atau B), sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. MQ-7 dibuat dengan 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.

gambar 16. konfigurasi MQ-2 dan MQ-7

Prinsip kerja:

Sensor asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas yang mudah terbakar. Sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya terdapat elektorda yang terbuat dari Au yang memiliki elemen pemanas. 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. Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut.

C) Sensor Api

sensor ini sensitiv terhadap api dan radiasi. Biasanya digunakan pada rangkaian alarm kebakaran atau kejuaraan robot pendeteksi kebakaran.Dapat mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang dalam jarak tertentu

Spesifikasi:

1.mendeteksi cahaya dengan rentang panjang gelombang 760-1100 nm

2. jarak deteksi : 20cm (4.8V) hingga 100 cm (1V)

3.sudut deteksi : 60°

4. tegangan operasi : 3.3-5V

5. tegangan keluaran : analog

Konfigurasi:

gambar 17. struktur sensor api

[KEMBALI]

4.Cara Kerja

Sensor api berfungsi untuk mendeteksi api, untuk menambah keakuratan rangkaian maka digunakan sensor MQ-2 untuk mendeteksi asap serta MQ-7 akan mendeteksi gas karbon monoksida pada asap tersebut. Kaki input sensor api dan MQ-2 dipasang sumber tegangan sebesar 5 V. Sensor api dan MQ-2 bekerja secara bersama.

Saat sensor api mendeteksi adanya api dan sensor MQ-2 mendeteksi adanya asap maka dari kaki output masing-masing sensor akan mengalir tegangan 5 V DC. Tegangan dari kaki output sensor api diteruskan menuju op-amp (komparator) dengan penguatan 2 kali, lalu diteruskan menuju diode dan relay. Tegangan dari kaki output sensor MQ-2 akan mengalir menuju resistor R1 lalu menuju kaki basis transistor Q1 sehingga transistor Q1 aktif karena tegangan Vbe besar dari 0,7 V. Maka tegangan dari sensor api yang menuju relay dapat diteruskan menuju Q1 lalu menuju ground sehingga relay menjadi aktif dan lampu, motor DC (pompa air), serta buzzer terhubung dengan sumber tegangan (aktif).

Saat sensor api mendeteksi adanya api dan sensor MQ-2 tidak mendeteksi adanya asap maka dari kaki output sensor api akan mengalir tegangan 5 V DC. Tegangan dari kaki output sensor api diteruskan menuju op-amp (komparator) dengan penguatan 2 kali, lalu diterukan menuju diode dan relay. Karena tidak ada tegangan dari kaki output sensor MQ-2 sehingga tidak ada tegangan yang mengalir ke kaki basis transistor Q1 maka transistor Q1 tidak aktif. Sehingga tegangan dari sensor api yang menuju relay tidak dapat diteruskan menuju ground sehingga relay menjadi tidak aktif dan lampu, motor DC(pompa air), serta buzzer tidak terhubung dengan sumber tegangan (tidak aktif). Hal ini juga berlau untuk kebalikanya.

Saat sensor MQ-2 mendeteksi adanya asap, maka tegangan dari kaki output sensor MQ-2 berfungsi sebagai sumber tegangan yang dihubungkan ke kaki input sensor MQ-7 yang berfungsi untuk mendeteksi karbon monoksida (racun) pada asap tersebut. Saat MQ-7 mendeteksi adanya gas karbon monoksida maka dari kaki output mengalir tegangan sebesar 5 V lalu diteruskan menuju resistor dan LED sehingga LED menyala.

[KEMBALI]

5.Gambar Rangkaian

Rangkaian aplikasi kontrol keamanan ruangan