Aplikasi Pencegah Kebakaran (Flame Sensor)

 


sumber : terinspirasi dari gambar bab 13 pada halaman 562


  • Memahami tentang Flame sensor pada penggunaan aplikasi pendeteksi api.
  • Mampu memahami rangkaian.
  • Mampu menggunakan proteus dan mengaplikasikannya.
  • Mengetahui komponen-komponen apa saja yang di perlukan.


    1. Flame Sensor
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. Operational Amplifier (Op-Amp)

Pada rangkaian proteus, saya menggunakan Op-amp 1 buah komponen.

    3. 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

    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. Potensiometer HG
    Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

    7. Speaker
    Speaker atau pengeras suara memiliki fungsi untuk merubah gelombang elektrik atau listrik menjadi audio atau gelombang suara. Fungsi tersebut bisa berjalan normal selama komponen-komponen di dalamnya bekerja dengan baik dan sebagaimana mestinya.

    8. Baterai

    9. Ground

    1. Flame Sensor
    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. Operational Amplifier (Op-Amp)
    Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Simbol :
Karakteristik Op-Amp :
    Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • 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 I/O :
    3. 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.

    4. 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 :


    5. 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 :





    



    6. Potensiometer
    Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
Cara Kerja :

    Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Fungsi :
  1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
  2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
  3. Sebagai Pembagi Tegangan
  4. Aplikasi Switch TRIAC
  5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
  6. Sebagai Pengendali Level Sinyal
    7. Speaker
    Speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara. 
Simbol :


    8. 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 :











    a. Prosedur Percobaan
  1. Download sensor flame librari kemudiam masukan kedalam proteus
  2. Siapkan komponen berupa buzzer,flame sensor,resistor,opamp
  3. Setelah itu susun rangkain sesuai dengan gambar
  4. Jika rangkaian anda tersusun dan terhubung dengan benar maka buzzer akan berbunyi jika berlogika 1
    b. Gambar Rangkaian
    Prinsip Kerja :
    Saat berlogika 0 maka buzzer tidak akan berbunyi karna tidak mendekteksi adanya api.sedangkan berlogika 1 maka buzzer akan berbunyi berarti flame sensor tidak mendekteksi adanya api.

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)