Aplikasi Ruangan Bebas Rokok (Sensor Flame, Sound, dan MQ-7)

 


  • Memahami tentang sensor Sensor Flame, Sound, dan MQ-7 pada penggunaan ruangan bebas rokok.
  • Mampu memahami rangkaian.
  • Mampu menggunakan proteus dan mengaplikasikannya.
  • Mengetahui komponen-komponen apa saja yang di perlukan.

    1. Sensor Flame
Spesifikasi :
- Using LM393 comparator
- Output= Digital (D0)
- Working voltage: 3.3V to 5V
- Output format: Digital output (HIGH/LOW)
- Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
- Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
- Lighter flame detect distance 80cm
- Adjustable sensitivity (potentiometer adjustment)
- The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15mA
- With fixed bolt hole for easy installation
- Can widely be used in Arduino DIY project.tduino
- The flame sensor is most sensitive to flame, and reacts to ordinary light, is generally used in flame alarm etc.
- The sensor and the flame should maintain a certain distance, in order to avoid high temperatures damage

    2. Sensor Sound

Spefikasi:
    Sensor suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan listrik untuk merasakan tingkat suara. Proses ini memerlukan beberapa sirkuit, dan menggunakan mikrokontroler bersama dengan Mikrofon untuk menghasilkan sinyal output analog.
    3. Sensor MQ-7
Spesifikasi :
  1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
  2. Catu daya rangkaian : 5VDC
  3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
  4.  Keluaran : analog (perubahan tegangan)
Konfigurasi Pin :
  1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
  2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
  3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
  4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.


    4. Resistor
    Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 :  (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor.
    
    5. Transistor
Spesifikasi
  • Bi-Polar NPN Transistor
  • DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
  • Continuous Collector current (IC) is 100mA
  • Emitter Base Voltage (VBE) is 6V
  • Base Current(IB) is 5mA maximum
  • Available in To-92 Package
    6. Relay
Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin Relay 
  • dihubungkan ke 5V
  • GND dihubungkan ke GND
  • IN1/Data dihubungkan ke pin 2
    7. Ground
    8. Voltmeter
Spesifikasi :
  1. Angka rangkuman masukan biasanya di mulai dari ± 1,000000 V hingga s/d ± 1000, 000 V (Metode pemilihan rangkuman dilakukan dengan cara otomatis dan indikasi beban lebih).
  2. Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
  3. Angka stabilitas untuk jangka pendek sebesar 0,002 persen dari pembacaan (periode 24 jam). Sedangkan untuk jangka panjang sebesar 0,008 persen pembacaan (periode 6 bulan).
  4. Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
  5. Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
  6. Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
  7. Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak.
    9. Motor DC

Spesifikasi :

  • Built-in gearbox
  • Vsuplai : Dc 12V
  • Arus : 2 A
  • Speed : 400 rpm
  • Torsi : 6.5 Kg.cm
  • Ratio gear : 1:21
  • Dimensi body : panjang 5 cm x diameter 2,5 cm
  • Dimensi shaft : panjang 1 cm x diameter 4 mm
  • Berat : 0,2 Kg
    10. Battery Cell
Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi  energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya. 
    11. Lampu

Lampu adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.


    1. Sensor Flame
Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm. Transducer yang digunakan dalam mendeteksi nyala api adalah infrared.
    Sensor api ini biasa digunakan pada ruangan di perkantokan, apartemen, atau perhotelan. Namun, sering juga digunakan dalam pertandingan robot. Fungsi  sensor ini adalah sebagai mata dari robot untuk mendeteksi nyala api. Diharapkan dengan meletakkan sensor api sebagai mata, robot dapat menemukan posisi lilin yang menyala.
Grafik :


    Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.
    2. Sensor Sound
    Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya. 

    3. Sensor MQ-7
 Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yangmudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-7 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.
Simbol :
Grafik :
    4. Transistor
    Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.
Simbol :


Rumus :









Gambar Gelombang Input dan Output :






    


    5. Relay
Relay adalah sebuah komponen elektronik yang difungsikan sebagai sakelar elektrik. Relay berfungsi dengan adanya arus listrik. Adanya relay juga akan membuat komponen dapat mengendalikan arus listrik yang besar. Selain itu relay merupakan salah satu bagian komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan Logical Switching.
Simbol Relay :










Cara Kerja :
  1. Apabila coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnetik yang dapat menarik armature untuk merubah switch contact point.
  2. Apabila coil tersebut sudah tidak dialiri arus listrik, maka Armature akan kembali lagi ke posisi Normally Close.
  3. Umumnya, coil yang digunakan oleh relay untuk mengubah switch contact point ke posisi NC hanya membutuhkan arus listrik yang kecil.
    6. Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
Simbol Resistor :






Cara menghitung nilai resistor :
  • Membaca Kode Warna Resistor
  • Membaca Resistor SMD
  • Menggunakan Multimeter Analog/Digital
Rumus :

    
    1. Jika rangkaian seri, maka :
    2. Jika rangkaian paralel, maka :



    7. Ground
Grounding listrik adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde.
Simbol :





    

    


    8. Voltmeter
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik. Susunannya paralel sesuai dengan lokasi komponen yang diukur. Ada tiga lempengan tembaga yang ada di dalamnya. Semua lempengan itu terpasang pada Bakelit yang sudah terangkai dalam sebuah tabung plastik maupun kaca. Lempengan luarnya dinamakan anode, sedangkan lempengan tengahnya dinamakan katode. Ukuran tabung yang dimaksud biasanya sekitar 15 x 10 cm (tinggi x diameter).
Simbol :
Cara Menggunakan :
  • Rangkai komponen yang memiliki potensial berbeda secara paralel.
  • Sesuaikan rangkaian arus yang mana harus searah dengan pemasangan kutub-kutub voltmeter.
  • Pastikan bahwa kutub positif dan negatif memiliki potensial yang berbeda. Dari keduanya, kutub positif memiliki potensial yang tinggi.
  • Periksa kabel hitam, biru, dan merah, jika ada penyimpangan mengarah ke kiri berarti pemasangannya terbalik. Namun, hal itu tidak akan menjadi masalah untuk rangkaian arus bolak balik.
     9. Motor DC
DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.
Simbol DC Motor :










Cara Kerja DC Motor :
        Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

    a. Prosedur Percobaan
1.    Buka aplikasi proteus
2.    Siapkan alat dan bahan pada library proteus, pada rangkaian ini yaitu berupa resistor, baterai, transistor NPN, DC voltmeter, relay, lampu, opamp, ground, motor DC, sensor Sound, MQ-7 dan sensor Flame.
3.    Rangkai setiap komponen
4.    Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5.    Jalankan simulasi rangkaian

    b. Rangkaian


    Prinsip Kerja :
    Ketika Flame Sensor berlogika 0 atau tidak mendeteksi adanya api maka tidak ada arus yang keluar dari Vout sehingga tegangan yang keluar adalah 0 Volt. Karena tegangan 0 maka transistor tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay sehingga switch relay tidak bergeser dan tidak adanya arus yang mengalir sehingga output tidak menyala.
    Ketika Sensor MQ-7 berlogika 0 atau tidak mendeteksi adanya asap rokok maka tidak ada arus yang keluar dari Vout sehingga tegangan yang keluar adalah 0 Volt. Karena tegangan 0 maka transistor tidak aktif dan tidak ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay sehingga switch relay tidak bergeser dan tidak adanya arus yang mengalir sehingga output tidak menyala.
    Ketika Flame sensor belogika 1 atau mendeteksi adanya api (seperti ujung rokok yang dibakar) maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga output dapat menyala.
    Ketika MQ-7 mendeteksi adanya asap rokok maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga output dapat menyala.
    Saat mendeteksi adanya api atau asap, maka buzzer akan berbunyi lalu dideteksi oleh sound sensor yang berlogika 1 maka ada arus keluar dari Vout dan tegangan yang terukur sebesar 4,99 volt melewati resistor menjadi 0,82 volt karena disebabkan arus dihambat oleh resistor sehingga transistor aktif, karena transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply melewati relay menuju kaki kolektor ke kaki emitor dan diteruskan ke ground karena ada arus yang melewati relay maka switch relay berpindah ke kiri dan rangkaian menjadi tertutup sehingga motor bergerak dan membuka jendela. 




File HTML : Klik Disini...
File Rangkaian Proteus : Klik Disini...
File Video Rangkaian : Klik Disini...
Data sheets :
File Library : 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)