RANGKAIAN SENSOR ASAP DAN SENSOR API
1. TUJUAN KEMBALI
- Memahami konsep dan prinsip kerja rangkaian sensor api dan sensor asap.
- Menggabungkan sensor api dan asap dengan komponen elektronika lainnya untuk aplikasi sederhana.
- membuat rangkaian sederhana yang dapat berguna bagi kehidupan sehari-hari.
- Sensor asap
- motor dc
- buzzer
3. Dasar Teori KEMBALI
Ketika sensor api bekerja pada logika 1 maka, arus akan mengalir ke relay 1 dan akan menghidupkan motor/waterpump. Relay berfungsi sebagai switch bagi motor/waterpump. Kemudian selanjutnya sensor asap mendeteksi dengan berlogikakan 1 sehingga akan mengalir arus ke buzzer dan berbunyi
a. Sensor Api
Pengertian Sensor
Pengertian Sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Flame detector sendiri digunakan untuk mendeteksi keberadaan api dengan memakai sensor optik. Pada prinsipnya api bisa dideteksi berdasar keberadaan spektrum cahaya infra red maupun ultra violet. Namun, ada sumber cahaya lain yang bukan api dan turut menyumbang emisi cahaya pada gelombang infra red ataupun ultra violet, seperti kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dll. Sumber lain ini dapat mempengaruhi kinerja flame detector dan dapat menimbulkan alarm palsu. Untuk mencegah alarm palsu, produk flame detector saat ini menggunakan kombinasi antara pendeteksian gelombang infra red maupun ultra violet supaya tidak terjadi false alarm, biasanya orang nyebutnya UV/IR Flame Detector.
- Detektor ultraviolet
Detektor ultraviolet (UV) bekerja dengan mendeteksi radiasi UV yang dipancarkan pada saat penyalaan. Sementara mampu mendeteksi kebakaran dan ledakan dalam 3-4 milidetik, penundaan waktu 2-3 detik sering dimasukkan untuk meminimalkan alarm palsu yang dapat dipicu oleh sumber UV lain seperti petir, pengelasan busur, radiasi, dan sinar matahari. Detektor UV biasanya beroperasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari 300 nm untuk meminimalkan efek radiasi latar belakang alami. Pita panjang gelombang UV surya buta juga mudah dibutakan oleh kontaminan berminyak - Near infrared (IR) array flame detector (0,7 hingga 1,1 μm), juga dikenal sebagai detektor nyala visual, menggunakan teknologi pengenalan api untuk mengkonfirmasi api dengan menganalisis radiasi IR dekat menggunakan perangkat charge-coupled device (CCD). Sensor near infrared (IR) khususnya dapat memantau fenomena nyala api, tanpa terlalu banyak hambatan dari air dan uap air. Sensor piroelektrik yang beroperasi pada panjang gelombang ini bisa relatif murah. Beberapa saluran atau sensor array pixel yang memantau api di pita IR dekat merupakan teknologi yang paling andal yang tersedia untuk mendeteksi kebakaran. Emisi cahaya dari api membentuk gambar nyala api pada saat tertentu. Pemrosesan gambar digital dapat dimanfaatkan untuk mengenali api melalui analisis video yang dibuat dari gambar IR yang dekat.
- Infra merah
Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
Kerugian yang parah adalah bahwa hampir semua radiasi dapat diserap oleh air atau uap air; ini sangat valid untuk deteksi nyala inframerah di wilayah 4,3 hingga 4,4 μm. Dari sekitar 3,5 μm dan lebih tinggi penyerapan oleh air atau es hampir 100%. Ini membuat sensor inframerah untuk digunakan dalam aplikasi luar ruangan sangat tidak responsif terhadap kebakaran. Masalah terbesar adalah ketidaktahuan kita; beberapa detektor inframerah memiliki tes sendiri jendela detektor (otomatis), tetapi tes mandiri ini hanya memantau terjadinya air atau es di jendela detektor.
Lapisan garam juga berbahaya, karena garam menyerap air. Namun, uap air, kabut, atau hujan ringan juga membuat sensor hampir buta, tanpa diketahui pengguna. Penyebabnya mirip dengan apa yang dilakukan oleh petugas pemadam kebakaran jika ia mendekati api yang panas: ia melindungi dirinya sendiri dengan menggunakan layar uap air terhadap radiasi panas inframerah yang sangat besar. Kehadiran uap air, kabut, atau hujan ringan kemudian juga akan "melindungi" monitor yang menyebabkannya tidak melihat api. Namun, cahaya tampak akan ditransmisikan melalui layar uap air, seperti yang dapat dengan mudah dilihat oleh fakta bahwa manusia masih dapat melihat api melalui layar uap air.
Waktu respons yang biasa dari detektor IR adalah 3-5 detik.
Kamera termal inframerah
Kamera MWIR infrared (IR) dapat digunakan untuk mendeteksi panas dan dengan algoritme tertentu dapat mendeteksi hot-spot dalam sebuah adegan serta api untuk deteksi dan pencegahan kebakaran serta risiko kebakaran. Kamera-kamera ini dapat digunakan dalam kegelapan total dan beroperasi di dalam dan di luar.
UV / IR
Detektor ini sensitif terhadap panjang gelombang UV dan IR, dan mendeteksi nyala dengan membandingkan sinyal ambang kedua rentang. Ini membantu meminimalkan alarm palsu.
Deteksi nyala IR / IR
Detektor api IR ganda (IR / IR) membandingkan sinyal ambang dalam dua rentang inframerah. Seringkali satu sensor melihat 4,4 mikrometer karbon dioksida (CO2), sedangkan sensor lainnya melihat pada frekuensi referensi. Merasakan emisi CO2 sesuai untuk bahan bakar hidrokarbon; untuk bahan bakar berbasis non-karbon, mis., hidrogen, pita air pita lebar dirasakan.
Deteksi nyala IR3
Detektor multi-inframerah menggunakan algoritma untuk menekan efek radiasi latar (radiasi benda hitam), sekali lagi sensitivitas berkurang oleh radiasi ini.
Detektor api Triple-IR membandingkan tiga band panjang gelombang spesifik dalam wilayah spektral IR dan rasio mereka satu sama lain. Dalam hal ini satu sensor melihat rentang 4,4 mikrometer sedangkan sensor lainnya melihat panjang gelombang referensi baik di atas maupun di bawah 4,4. Ini memungkinkan detektor untuk membedakan antara sumber IR non-nyala dan nyala api aktual yang memancarkan CO2 panas dalam proses pembakaran. Akibatnya, jangkauan deteksi dan kekebalan terhadap alarm palsu dapat meningkat secara signifikan. Detektor IR3 dapat mendeteksi api panci bensin 0.1m2 (1 kaki2) hingga 65 m (215 kaki) dalam waktu kurang dari 5 detik. Triple IR, seperti jenis detektor IR lainnya, rentan terhadap pembutakan oleh lapisan air pada jendela detektor.
Kebanyakan detektor IR dirancang untuk mengabaikan radiasi IR latar belakang yang konstan, yang ada di semua lingkungan. Sebagai gantinya mereka dirancang untuk mendeteksi sumber radiasi yang tiba-tiba berubah atau meningkat. Ketika terkena perubahan pola radiasi IR non-api, detektor IR dan UV / IR menjadi lebih rentan terhadap alarm palsu, sementara detektor IR3 menjadi agak kurang sensitif tetapi lebih kebal terhadap alarm palsu.
Grafik sensor api
b. Sensor Asap
Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Sensor AF-30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dsri sensor AF 30 ini, maka dapat mendeteksi adanya asap di suatu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi secara akurat gas dengan merasakan unsure yang terkena untuk satu sisi suatu keramik substrate. Didalamnya mempunyai sejumlah suatu penyerap keramik untuk perlindungan melawan terhadap debu atau gas yang tidak diketahui.
Heater pada sensor ini berfungsi sebagai pemicu sensor untuk dapat mendeteksi target gas ang diharapkan setelah di beri tegangan 5V. Sehingga dua element logam (2 dan 4) akan bekerja. Dan di antara dua element logam tersebut, terdapat ruang yang jarakya telah ditentukan. Apabila ada sensor mendeteksi gas, maka kerapatan ruang yang terdapat antara logam 2 dan 4 akan membesar / mengecil. Saat tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dari 2 ke 4 sehinga output tegangan sensor akan besar.
Gambar 1. Grafik tingkat sensitifitas sensor AF-30 terhadap gas
Dari grafik pada gambar diatas dapat dilihat bahwa dengan mengukur perbandingan antara resistansi sensor pada saat terdapat gas dan resistansi sensor pada udara bersih atau tidak mengandung gas tersebut (Rgas/Rair), dapat diketahui kadar gas tersebut. Sebagai contoh jika resistansi sensor (RS) pada saat terdapat gas Hydrogen adalah 1KW maka resistansi sensor (RS) pada saat udara bersih adalah 10KW.
Rgas/Rair=1000ohm/10000ohm=0,1
Dari perhitungan diatas serta menurut grafik pada gambar 1, jika Rgas/Rair=0.1 maka konsentrasi gas Hydrogen pada udara adalah sekitar 100ppm. Untuk mengetahui besarnya resistansi sensor (RS) saat udara bersih dapat dihitung menggunakan
Sebagai contoh jika Vout pada saat udara bersih adalah 2,8V dan RL yang digunakan adalah 10KW, maka dengan rumus diatas diperoleh RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857,14W atau 7857W. Dari hasil perhitungan diatas diperoleh RL=10KW, RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857W dengan Vout saat. udara bersih =2,8V.
Dengan melihat grafik gambar 1 dan hasil perhitungan diatas, maka nilai Vout untuk tiap-tiap nilai perbandingan Rgas/Rair dapat diketahui sehingga tingkat konsentrasi dari gas tersebut juga diketahui pula. Misalnya untuk gas Hydrogen dengan tingkat konsentrasi 10ppm, dari grafik gambar 1 Rgas/Rair @ 0,29 maka
Rgas/Rair @ 0,29
Rair = 7857W
Rgas = Rair x (Rgas/Rair)
= 7857W x 0,29
= 2279W
= 7857W x 0,29
= 2279W
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh nilai Rgas pada saat konsentrasi gas Hydrogen 10ppm. Karena Rgas adalah sama dengan resistansi sensor (RS), maka berdasarkan nilai Rgas yang diperoleh tersebut, maka dari rumus mencari nilai RS, nilai Vout pada saat konsentrasi Hydrogen 10ppm dapat diperoleh:
Rgas = 2279W
Vc = 5V
RL = 10KW
Maka, dapat dihitung dengan meggunakan
Jadi nilai Vout pada saat sensor mendeteksi nilai konsentrasi Hydrogen 10ppm adalah sebesar 4,072V.
Jadi nilai Vout pada saat sensor mendeteksi nilai konsentrasi Hydrogen 10ppm adalah sebesar 4,072V.
C. KARAKTERISTIK
v Tegangan konstan 5V
v Sensitivitas yang tinggi
Sensor AF 30 terbuat dari bahan thick film element, lebih sedikit ketergantungan pada temperature, perlawanan getaran dan goncangan superior, rangkaian pengarah sederahan. Target gas dari sensor ini adalah gas-gas yang di anggap mewakili asap, diantaranya yaitu hydrogen dan ethanol.
For MQ6 Sensor Module
| ||
1
|
Vcc
|
This pin powers the module, typically the operating voltage is +5V
|
2
|
Ground
|
Used to connect the module to system ground
|
3
|
Digital Out
|
You can also use this sensor to get digital output from this pin, by setting a threshold value using the potentiometer
|
4
|
Analog Out
|
This pin outputs 0-5V analog voltage based on the intensity of the gas
|
For MQ6 Sensor
| ||
1
|
H -Pins
|
Out of the two H pins, one pin is connected to supply and the other to ground
|
2
|
A-Pins
|
The A pins and B pins are interchangeable. These pins will be tied to Supply voltage.
|
3
|
B-Pins
|
The A pins and B pins are interchangeable. One pin will act as output while the other will be pulled to ground.
|
Features of MQ6 Gas sensor
- Operating Voltage is +5V
- Can be used to detect LPG or Butane gas
- Analog output voltage: 0V to 5V
- Digital Output Voltage: 0V or 5V (TTL Logic)
- Preheat duration 20 seconds
- Can be used as a Digital or analog sensor
- The Sensitivity of Digital pin can be varied using the potentiometer
video rangkain :KEMBALI
- Rangkaian dan video klik disini
- Datasheet sensor api klik disini
- library sensor api klik disini
- Datasheet Sensor gas klik disini
- library sensor gas klik disini
- HTML klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar