Sensor MQ-2 dan Flame Sensor - Aplikasi Kontrol Pemadam Kebakaran




A. Tujuan[kembali]
1. Dapat mendeteksi adanya asap dan api yang kemudian menyalakan pompa air.
2. Dapat mensimulasikan rangkaian aplikasi control pemadam kebakaran menggunakan sensor MQ2 dan flame sensor.

B. Komponen[kembali]
1. Transistor NPN


       Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

2. Relay



       Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

3. Baterai



       Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang digunakan untuk memberi daya pada perangkat listrik (sumber energi listrik). Komponen ini digunakan sebagai sumber arus DC.

4. Motor DC



       Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

5. Buzzer



       Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.

6. LED



       LED yaitu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.

7. Logic State



       Digunakan sebagai indikator ada atau tidaknya gas dan api, dengan nilai benar (1) atau salah (0).

8. Sensor MQ-2



       Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog.

9. Flame Sensor



       Flame sensor adalah sensor yang dirancang untuk mendeteksi dan menanggapi keberadaan api dan memungkinkan mendeteksi api.

C. Dasar Teori[kembali]
1. Flame Sensor[kembali]
            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:
a. Mendeteksi cahaya dengan rentang panjang gelombang 760-1100 nm
b. Jarak deteksi : 20cm (4.8V) hingga 100 cm (1V)
c. Sudut deteksi : 60°
d. Tegangan operasi : 3.3-5V
e. Tegangan keluaran : analog

            Respons terhadap nyala api yang terdeteksi bergantung pada pemasangan, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar (seperti propana atau saluran gas alam), dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran. Ketika digunakan dalam aplikasi seperti tungku industri, perannya adalah untuk memberikan konfirmasi bahwa tungku bekerja dengan benar; dalam hal ini mereka tidak melakukan tindakan langsung di luar memberi tahu operator atau sistem kontrol. Detektor api seringkali dapat merespon lebih cepat dan lebih akurat daripada detektor asap atau panas karena mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi nyala api.

2. Sensor MQ-2[kembali]
            Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke. Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

            Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2, dengan sifat conductivity rendah pada udara yang bersih, atau sifat penghantar yang tidak baik. Sifat conductivity semakin naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:
a.  Catu daya pemanas : 5V AC/DC
b.  Catu daya rangkaian : 5VDC
c. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
d. Keluaran : analog (perubahan tegangan)

            Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V .

2.1 Konfigurasi Sensor[kembali]



            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 tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :
a. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
b. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
c. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
d. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

D. Prinsip Kerja[kembali]
            Saat tidak ada titik api ataupun gas yang terdeteksi maka tidak ada arus yang mengalir dari sensor ke transistor sehingga relay off  dan buzzer, motor, dan LED tidak bisa hidup. Saat gas terdeteksi oleh sensor MQ2 (berlogika 1) maka akan ada arus yang mengalir ke basis transistor Q2 sehingga arus dari baterai B2 bisa mengalir dari kolektor ke emitter Q2 dan kemudian diteruskan ke ground. Hal ini menyebabkan relay on sehingga arus dari baterai B1 bisa mengalir ke buzzer, motor, dan LED sehingga dalam keadaan ON.

            Saat sensor MQ-2 tidak aktif (berlogika 0) maka arus yang mengalir kecil dan kurang dari 0.7 V sehingga tidak bisa mengaktifkan base Q2, maka relay dalam keadaan off.

            Saat terdeteksi titik api oleh flame sensor (berlogika 1) maka arus mengalir ke base transistor Q1 sehingga arus dari baterai B2 mengalir menuju kolektor lalu emitter Q1, lalu masuk ke kolektor kemudian emittor Q2 dan diteruskan ke ground. Hal ini menyebabkan relay on dan arus dari baterai B1 dapat menghidupkan buzzer, motor, dan LED
Saat tidak terdeteksi titik api (berlogika 0) maka arus yang ada sangat kecil sehingga tidak bisa mengaktifkan transistor Q1, yang menyebabkan arus dari baterai B1 tidak dapat mengalir dari kolektor menuju emitter Q1 sehingga relay off dan menyebabkan motor, buzzer, dan LED off.

            Saat terdeteksi gas dan titik api maka akan ada arus yang mengalir ke base transistor Q1 sehingga arus dari baterai B2 akan dapat mengalir menuju kolektor lalu emitter Q1 dan masuk ke kolektor kemudian emitter Q2 dan diteruskan ke ground. Arus juga mengalir ke basis transistor Q2 sehingga arus dari baterai B2 bisa mengalir dari kolektor ke emitter Q2 dan kemudian diteruskan ke ground. Hal ini menyebabkan relay on dan arus dari baterai B1 dapat menghidupkan buzzer, motor, dan LED.

E. Gambar Rangkaian[kembali]
a. Saat gas terdeteksi oleh sensor MQ-2, maka buzzer berbunyi, motor bergerak dan LED on.



b. Saat titik api terdeteksi oleh Flame sensor, maka buzzer berbunyi, motor bergerak dan LED on.  




F. Video Simulasi Rangkaian[kembali]

 

G. Download[kembali]
Materi >> klik disini 
 
HTML >> klik disini
 
Video rangkaian >> klik disini

    
Rangkaian >> klik disini

Datasheet sensor MQ-2>> klik disini 
Datasheet flame sensor >> klik disini
     Datasheet relay >> klik disini
Datasheet transistor >> klik disini 

Gas Sensor Library>> klik disini 
Flame Sensor Library>> klik disini 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar