Sensor Kimia




APLIKASI KONTROL KEAMANAN RUANGAN
1. Tujuan [kembali]
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja rangkaian sensor asap atau sensor gas
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja rangkaian sensor flame atau sensor api
  • Mampu menjelaskan prinsip kerja rangkaian sensor LDR
2. Pembahasan [kembali]

     1. Sensor LDR

         LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.



    Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. 

 Fungsi Sensor LDR

    LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.

 Cara Kerja Sensor LDR

    Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

 Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
  • Tegangan maksimum (DC): 150V
  • Konsumsi arus maksimum: 100mW
  • Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
  • Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
  • Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
  • Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
     2. Sensor Gas MQ-4

         Sensor gas untuk mendeteksi gas-gas yang ada pada rumah tangga atau industry. Memiliki spesifikasi:
  • Catu daya heater : 5V±0.1 AC/DC
  • Catu daya rangkaian : 5V±0.1 DC
  • Range pengukuran : 200-10000ppm CH4 , natural gas
  •  Mampu mengukur CH4, Natural gas
  • Terhindar dari kebisingan alkohol dan asap masak, serta asap rokok
  • Output: analog (perubahan tegangan ) dengan tambahan rload
Sensor MQ-4 dapat beroperasi pada suhu : 20℃±2℃ dan mengkonsumsi 5V±0.1 pada tegangan sirkuit.
Sensor MQ-4 terdapat 2 input tegangan yakni VH dan Vcc. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater) internal dan Vcc merupakan tegangan sumber serta memiliki output yang menghasilkan tegangan berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi sensor MQ-4 :
  • Pin1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground     
  • Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc 5V±0.1 DC.
  • Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5V±0.1DC
  • Pin 4 merupakan output yang menghasilkan tegangan analog

     3. Flame Detector

Flame detector mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang lebih beresiko menyebabkan bencana kebakaran. Prinsip flame detector menggunakan metode optic yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi api atau flame.flame detector juga mapu membedakan antara false alarm atau peringatan palsu dengan api sungguhan melalui komponen system yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.


3. Komponen [kembali]
  • Transistor NPN
sebagai switch
Hasil gambar untuk gambar transistor npn"
  • RELAY
sebagai switch
Hasil gambar untuk gambar relay"
  • Resistor
sebagai penghambat arus
Hasil gambar untuk gambar resistor"
  • SPEAKER atau BUZZER
sebagai indikator adanya arus yang mengalir dan output dari rangkaian

  • Sensor LDR
LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika.
Hasil gambar untuk gambar Sensor LDR"
  • Sensor Asap atau Sensor Gas
berfungsi sebagai sensor pendeteksi ada atau tidak adanya gas
  • Sensor Flame
befungsi sebagai sensor pendeteksi percikan api


  • POWER
sebagai sumber tegangan
  • BATTERY
sebagai sumber tegangan









  • Logic State
Sebagai pemberi kondisi,jika diberi logika1 maka sensor aktif sedangkan logika 0 sensor tidak aktif.

  • GROUND
  • Motor DC
sebagai alat penggerak mesin air
        
4. Prosedur Percobaan [kembali]

1. Siapkan alat dan bahan pada komponen yang telah disediakan
2. Baca datasheet komponen sebelum merangkai
3. Rangkai rangkaian yang memakai sensor MQ-4 seperti pada gambar rangkiaan
4. Rangkai rangkaian yang memakai sensor Flame seperti pada gambar rangkiaan
5. Rangkai rangkaian yang memakai sensor LDR seperti pada gambar rangkiaan
6. Pada sensor MQ-4, hidupkan sensor dengan cara memberi asap pada sensor dan lihat apa yang terjadi
7. Pada sensor Flame, hidupkan sensor dengan cara memberi api pada sensor dan lihat apa yang terjadi
8. Pada sensor LDR, hidupkan sensor dengan cara memberi cahaya pada sensor dan lihat apa yang terjadi
5. Gambar Rangkaian [kembali]


    Pada Aplikasi Kontrol Keamanan Ruangan ini menggunkan 3 buah sensor yaitu Sensor Asap atau Sensor Gas yang kali ini sebagai pendeteksi asap jika terjadi kebakaran, Sensor Flame atau sensor api sebagai pendeteksi api kebakaran, dan Sensor LDR sebagai sensor pendeteksi cahaya untuk keamanan anti maling.

    1. Prinsip kerja rangkaian sensor asap.
    Pada rangkaian digunakan logicstate sebagai logika apakah sensor mendeteksi asap atau tidak. Jika sensor mendeteksi adanya asap dengan logicstate berlogika 1, maka arus dari power akan mengalir ke LED D1 dan ke basis transistor Q1. Mengakibatkan LED D1 hidup dan transistor Q1 aktif. Dengan aktifnya transistor Q1, maka arus dari power dengan tegangan positif 15 akan mengalir melalui relay, menuju kolektor dan emitor transistor dan kearah ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan membuat rangkaian loop terhubung dan mengaktifkan motor. Disini motor digunakan sebagai mesin pompa air. Jika sensor tidak mendeteksi adanya asap, maka tidak ada arus yang mengalir dari power ke LED dan transistor. Menyebabkan transistor off yang relay juga off.  Karena relay off maka rangkaian loop tidak terhubung dan motor tidak aktif.

    2. Prinsip kerja rangkaian sensor flame
    Pada rangkaian sensor flame juga menggunakan logicstate. Ketika logicstate berlogika 1 yaitu ketika sensor flame mendeteksi api, maka arus akan mengalir dari power menuju input sensor flame dan keluar di ouputnya menuju basis transistor dan menyebabkan aktifnya transistor. Karena transistor aktif maka arus akan mengalir dari power melalui relay menuju kolektor dan emitor transistor dan ke ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan menyebabkan rangkaian loop terhubung. Sehingga mengaktifkan LED dan speaker yang dirangkai paralel. Disini speaker sebagai pengganti buzzer yang digunakan sebagai alarm kebakaran.

3. Prinsip kerja rangkaian sensor LDR
    Pada rangkaian sensor LDR ini digunakan sinar laser yang mengarah ke sensor LDR. Ketika cahaya laser mengenai sensor LDR maka resistansi  sensor LDR akan menurun dan menyebabkan arus mengalir melalui sensor LDR menuju resistor dan basis transistor.  Menyebabkan transistor off dan relay juga off. Karena relay off maka rangkaian loop terputus sehingga speaker dan LED tidak hidup. Ketika ada seseorang yang melewati lintasan cahaya laser yang mengarah ke sensor LDR, maka tidak ada cahaya yang mempengaruhi sensor LDR yang menyebabkan resistansi sensor LDR tinggi. Tingginya resistansi sensor LDR menyebabkan tidak ada arus yang mengalir ke resistor dan basis transistor. Akibatnya transistor menjadi off dan menyebabkan relay juga off karena tidak ada arus yang mengalir melewati relay. Karena relay off maka rangkaian loop terhubung dan mengaktifkan speaker yang sebagai alarm kebakaran serta LED. 

6. Video [Kembali] 





7. Link Download [kembali]

  • Library Proteus Sensor Flame download

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)