Aplikasi Alarm Kebakaran dengan sensor Thermistor, MQ-2, dan ADC
1. Tujuan[kembali]
- Mampu mensimulasikan rangkaian sensor thermistor, MQ-2 dan ADC.
- Dapat mengetahui prinsip kerja dari rangkaian yang dibuat.
- Dapat memahami rangkaian yang
dibuat.
2. Alat dan Bahan[kembali]
1. Resistor
2. Resistor Variabel/Potensiometer 10 kΩ
3. IC Op-Amp
4. Thermistor 33 kΩ
5. Sesnsor MQ-2
Spesifikasi :
6. Kapasitor 10 uF
Spesifikasi :
7. LED
8. Baterai
Tegangan input: 4.5-5.5V Tegangan stop cas penuh: 4.2V Arus cas maximum: 1000mA / 1A (adjustable) Output: Bat+ and Bat- (tidak boleh terbalik)
9. Buzzer
Spesifikasi :
- Tegangan Kerja : 9 -15 VDC
- Tegangan Karakteristik : 12 VDC
- Arus maksimal : 40 mA
- Frekuensi : 2.8 Khz
- Kenyaringan Minimal : 85 dBa
- Seri : KIB-18
10. Transistor NPN
- Type - NPN
- Collector-Emitter Voltage: 35 V
- Collector-Base Voltage: 35 V
- Emitter-Base Voltage: 5 V
- Collector Current: 2.5 A
- Collector Dissipation - 10 W
- DC Current Gain (hfe) - 100 to 200
- Transition Frequency - 160 MHz
- Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C
- Package - TO-126
11. Relay
Konfigurasi pin :
3. Dasar Teori[kembali]
1) Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. 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, berdasarkan persamaan hukum Ohm :
Penjelasan pita sensor
2) Resistor Variabel/Potensiometer
Berfungsi untuk mengatur besar tahan sesuai keperluan.
3) IC Op-Amp
Berfungsi sebagai penguat atau pembanding tegangan input dengan output.
Karakteristik IC OpAmp
- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Bentuk gelombang :
4) Termistor
Berfungsi sebagai indikator panas atau suhu suatu ruangan bila terjadi kebakaran.
Karakteristik :
Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kΩ, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kΩ.
5) Sensor MQ-2
Sensor MQ-2 merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap di mana output akan membacanya sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butana, propana, methane , alkohol, Hydrogen, dan asap.
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. Luaran: analog (perubahan tegangan)
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.
6) Kapasitor 10 uF
Berfungsi sebagai menyimpan sejumlah tegangan pada rangkaian.
7) LED
Light Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.
8) Baterai
Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC.
9) Buzzer
Buzzer adalah perangkat elektronika yang terbuat dari elemen piezoceramics pada suatu diafragma yang mengubah getaran/vibrasimenjadigelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untukmemperkuatintensitas suara. Buzzer atau beeper memiliki 2tipe :Resonator sederhana yang disuplai sumber AC dan melibatkan transistorsebagai micro-oscillator yang membutuhkan sumber DC.
10) Transistor NPN
NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor diberikan arus positif pada basisnya.
· Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
· Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
· Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
11) Relay
Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
· Electromagnet (Coil)
· Armature
· Switch Contact Point (Saklar)
· Spring
4. Percobaan[kembali]
A. Prosedur Percobaan[kembali]
· Pahami datasheet setiap komponen/bahan sebelum membuat rangkaian.
· Persiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
· Buatlah rangkaian seperti yang ada pada gambar rangkaian simulasi.
· Cobalah mensimulasikan rangkaian yang dibuat hingga rangkaian tersebut bisa berjalan tanpa error.
B. Rangkaian Simulasi[kembali]
Prinsip Kerja
Komparator tegangan Op-amp membandingkan besaran dua input tegangan dan menentukan yang mana yang terbesar dari keduanya. Penguat Operasional Standar dicirikan oleh Gain Loop Terbuka AO dan bahwa tegangan outputnya. Dengan rumusan : Vout = Ao ((V+) - (V-)) dimana V+ dan V- tegangan pada terminal -membalikkan dan membalik. Pembanding tegangan, baik menggunakan umpan balik positif atau tidak ada umpan balik sama sekali (Mode Loop Terbuka) untuk mengalihkan outputnya di antara dua kondisi jenuh, karena dalam mode loop terbuka penguat gain tegangan pada dasarnya sama dengan AVo. Karena Gain Loop Terbuka yang tinggi, output dari komparator mengayun sepenuhnya ke rel pasokan positifnya, +Vcc atau sepenuhnya ke rel pasokan negatifnya, -Vcc pada aplikasi berbagai sinyal input yang melewati beberapa nilai ambang yang telah ditetapkan. Pembanding op-amp dasar menghasilkan output tegangan positif atau negatif dengan membandingkan tegangan inputnya terhadap beberapa tegangan referensi DC yang telah ditetapkan. Pembagi tegangan resistif digunakan untuk mengatur tegangan referensi input dari komparator, tetapi sumber baterai, dioda zener atau potensiometer untuk tegangan referensi variabel.
Sedangkan untuk prinsip kerja thermistor adalah semakin tinggi suhu yang terdeteksi maka melalui komparator lalu ke transistor npn maka arus akan semakin besar, pada nilai atau besaran tertentu relay akan hidup. Pada rangkaian ini saya mengatur agar relay hidup pada suhu 53 derajat suhu ruangan dimana nantinya buzzer akan berbunyi dan pintu akan terbuka.
Saat sensor MQ-2 mendeteksi asap maka logicstate berlogika 1. Lalu outputnya mengalirkan tegangan ke OpAmp dan ke RV1 lalu dialirkan lagi ke R1 sehingga tegangan mengalir ke R2 OpAmp ini sebagai penguat tegangan (10x penguatan). Selanjutnya tegangan terus dialirkan ke Q1 sehingga transistor menjadi ON saat ada arus yang mengalir melewati basis, selanjutnya arus juga melewati emitter ke ground sehingga saat Q1 ON maka arus akan mengalir colector lalu di alirkan dan dihasilkan tersebut akan menginduksi kumparan pada RL1 relay menyebabkan switch berubah posisi. Perubahan posisi switch menyebabkan rangkaian menjadi tertutup sehingga arus mengalir menuju motor DC bergerak dan Buzzer berbunyi.
Jika logicstate berlogika 0 maka tidak ada arus yang dialiri sehingga Q1 transistor OFF dan switch tidak akan berubah posisi maka motor DC tidak bergerak dan buzzer tidak berbunyi.
C. Video[kembali]
D. Download[kembali]
· Materi >> klik disini
· HTML >> klik disini
· Rangkaian >> klik disini
· Video >> klik disini
· Datasheet Sensor MQ-2 >> klik disini
· Datasheet Relay >> klik disini
· Datasheet Resistor >> klik disini
· Datasheet Transistor BC548 >> klik disini
· Datasheet Thermistor >> klik disini
· Library Sensor MQ-2 >> klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar