Aplikasi Pemadam Kebakaran di Dapur
(Sensor Mq-2, Sensor Api, Sensor Hujan)
DAFTAR ISI
1) Mengetahui sensor gas MQ2, sensor hujan dan sensor api
2) Mengetahui cara kerja sensor gas MQ2, sensor hujan dan sensor api
3) Mampu menggunakan dua buah sensor atau lebih dalam satu rangkaian
4) Mengetahui penggunaan Sensor gas MQ2, Sensor Hujan dan Sensor Api dalam pengaplikasiannya di kehidupan.
2.1.1 Voltmeter
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik.
2.1.2 Ampermeter
Amperemeter adalah salah satu alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur seberapa besar kuat arus listrik yang terdapat pada sebuah rangkaian
2.1.3 Power supply
Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.
2.2.1 Sensor gas MQ2
Gambar 1.Sensor MQ2
2.2.2 Sensor Api
gambar 2.Sensor api
2.2.3 Sensor Hujan
Berfungsi untuk mendeteksi adanya air hujan.
Fitur:
1. Tegangan kerja 5V.
2. Anti-oxidation, anti-conductivity, with long use time.
3. Output format: Digital switching output (0 and 1), and analog voltage output AO.
4. Potentiometer adjust the sensitivity.
5. Uses a wide voltage LM393 comparator.
6. Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA
Datasheet Sensor Hujan
Fitur:
1. Tegangan kerja 5V.
2. Anti-oxidation, anti-conductivity, with long use time.
3. Output format: Digital switching output (0 and 1), and analog voltage output AO.
4. Potentiometer adjust the sensitivity.
5. Uses a wide voltage LM393 comparator.
6. Comparator output signal clean waveform is good, driving ability, over 15mA
Datasheet Sensor Hujan
2.2.4 Lm-741 (Op-Amp)
Konfigurasi Pin
Pin 1 : Offset Null
Pin 2 : Inverting i/p
Pin 3: Non-invering i/p
Pin 4: V-
Pin 5 : Offset Null
Pin 6 : Output
Pin 7: V+
Pin 8 : NC
Spesifikasi Bahan
2.2.5 Transistor NPN (BC-547)
Gambar 5.transitor
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.
Fitur:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA
Datasheet Transistor BC547
Fitur:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6V
4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA
Datasheet Transistor BC547
2.2.6 Relay
Gambar 6.Relay
Konfigurasi Pin
Spesifikasi
2.2.7 Battery 12V
Gambar 7.Battery 12V
2.2.8 Resistor
Gambar 8.Resistor
Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian.
Potensiometer merupakan jenis Variable Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah tuas.
Datasheet Resistor
ctt: SFR16S(biru muda); SFR25(hijau muda); SFR25H(merah kecoklatan).
Potensiometer merupakan jenis Variable Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah tuas.
Datasheet Resistor
ctt: SFR16S(biru muda); SFR25(hijau muda); SFR25H(merah kecoklatan).
2.2.9 LED-RED dan LED-Blue
Gambar 9.Led
Datasheet LED
2.2.10 Buzzer
gambar 10.bazzer
2.2.11 Optocoupler Triac (MOC3023)
Gambar 11.Optocoupler Triac (MOC3023)
2.2.12 Motor AC(Pompa Air)
Gambar 13.Motor AC(Pompa Air)
3.1 Resistor
3.2 LED
3.5 Transistor NPN (BC547)
Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.
*www.teknikelektronika.com
Cara membaca nilai resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.
Contoh pada resistor di atas nilai resistansi resistor adalah 134 Ohm.
Resistor Seri Resistor Paralel
*www.teknikelektronika.com
Cara membaca nilai resistor
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.
Resistor Seri Resistor Paralel
3.2 LED
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Tegangan Maju LED
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Tegangan Maju LED
3.3 Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Terdapat besi atau yang disebut dengan nama iron core dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga ketika kumparan coil diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik armature untuk pindah posisi dari normally close ke normally open. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru normally open yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normally close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
Terdapat besi atau yang disebut dengan nama iron core dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga ketika kumparan coil diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik armature untuk pindah posisi dari normally close ke normally open. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru normally open yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normally close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
3. 4 Rain Sensor
Prinsip kerja dari sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik. Pada sensor hujan ini terdapat ic komparator yang dimana output dari sensor ini dapat berupa logika high dan low. Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan analog. Sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun digital.
Alur tembaga pada pad sensor bertindak seperti potensiometer dimana resistansinya bervariasi berdasarkan jumlah air yang terdeteksi di permukaannya. Jika terdapat banyak air pada permukaan sensor maka konduktivitasnya akan meningkat sehingga resistansinya menurun. Sedangkan jik sedikit air yang terdeteksi pada permukaan sensor maka konduktivitasnya buruk sehingga resistansinya meningkat.
Gambar perubahan resistansi sensor.
Alur tembaga pada pad sensor bertindak seperti potensiometer dimana resistansinya bervariasi berdasarkan jumlah air yang terdeteksi di permukaannya. Jika terdapat banyak air pada permukaan sensor maka konduktivitasnya akan meningkat sehingga resistansinya menurun. Sedangkan jik sedikit air yang terdeteksi pada permukaan sensor maka konduktivitasnya buruk sehingga resistansinya meningkat.
Gambar perubahan resistansi sensor.
Transistor PNP
Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.
Transistor NPN
Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.
Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;
Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.
DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)
Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.
Transistor NPN
Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.
Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan;
Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base.
DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)
Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 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 gas MQ-2 ini digunakan untuk mengukur atau deteksi kebocoran gas di udara.
Sensor MQ-2 ini sangat sensitif terhadap gas polutan seperti LPG, iso butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen, dan asap.
Sensor MQ-2 ini sangat sensitif terhadap gas polutan seperti LPG, iso butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen, dan asap.
- Sensitivitas tinggi dengan area deteksi luas
- Long life
- Detection gas : LPG, i-butane, Propane, Methane, Alkohol, Hidrogen
- Concentration : 200 - 5000 ppm (LPG dan Propane), 300 - 5000 ppm (Butane), 5000 - 20000 ppm (Methane), 300 - 5000 ppm (Hidrogen), 100 - 2000 ppm (Alkohol)
- Circuit Voltage (Vc) : 5V
- Heating Voltage (Vh) : 1.4V-5V
- Heating Time Th (High) : 60s
- Heating Time Th (Low) : 90s
- Load Resistence (RL) : Adjustable
- Heater resistance (Rh) : 33 ohm
- Heater Consumption : <800 mW
- Sensing resistance : 3K ohm - 30K ohm (pada 1000 ppm iso Butane)
- Preheat time : >24 jam
Gambar 14.Gambar grafik sensitivitas sensor MQ2
Sensor api atau flame ini digunakan untuk mendeteksi keberadaan api atau bara api dengan mendeteksi panjang gelombang 760 nm hingga 1100 nm yang dihasilkan oleh api
- Tegangan kerja 3.3V - 5V
- Sudut deteksi sekitar 60 derajat
- Output berupa nilai digital ( 0 atau 1)
- Ukuran board : 32 mm x 14 mm
- Tegangan kerja 3.3V - 5V
- Sudut deteksi sekitar 60 derajat
- Output berupa nilai digital ( 0 atau 1)
- Ukuran board : 32 mm x 14 mm
Penguat Tak-Membalik (Non-Inverting Amplifier) merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Rangkain penguat tak-membalik ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya
Transistor NPN, arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Optocoupler adalah sebuah komponen semi konduktor atau alat yang terdiri dari LED ( Ligh Emitting Diode ) dan Komponen yang sensitif terhadapat cahaya. Biasa nya digunakan untuk isolasi rangkaian satu ke rangkaian yang lain nya. Optocoupler juga sering di kenal dengan nama Optical coupler dan opto isolator. Di sebut sebagai Opto isolator karena LED dengan komponen sensitive cahaya terpisah oleh udara, namun dua komponen ini biasa nya di package dalam satu tempat. Untuk lebih jelas nya bisa di lihat pada gambar di bawah ini.
Biasanya LED ini di hubungkan ke sistem controller atau rangkaian elektronik dengan tegangan rendah dan sensitive terhadap beban tegangan besar. Jadi untuk memproteksi adanya gangguan tegangan feedback maka di gunakan lah isolator ini. Komponen Sensive cahaya ini ( biasanya photo transistor dan photo triac ) dihubungkan untuk mengendalikan beban beban besar seprti Motor DC, Motor AC, Kontaktor, dan lain lain. Contoh komponen yang termasuk sebagai optocoupler adalah ic 4n25, 4n25, MOC3023, PC817 dan lain-lain.
Gambar 15.Optocoupler
1) Buka aplikasi proteus
2) Ambil komponen yang dibutuhkan seperti yang alat dan bahan diatas
3) Rangkai setiap komponen
4) Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
5) Tambahkan Voltmeter pada rangkaian untuk mengetahui besar tegangan di rangkaian
6) Jalankan rangkaian
A. Kondisi saat tidak ada gas dan tidak ada api
Gambar 16. Kondisi saat tidak ada gas dan tidak ada api
B. Kondisi saat ada gas terdeteksi
Gambar 17.Kondisi saat ada gas terdeteksi
C. Kondisi saat ada gas terdeteksi dan api juga terdeteksi
Gambar 18.Kondisi saat ada gas terdeteksi dan api juga terdeteksi
Gambar 19.Kondisi saat adanya air yang keluar dari pompa air dan dideteksi oleh sensor hujan
Prinsip Kerja :
Pada saat ada gas lpg terdeteksi oleh sensor MQ2 pada rangkaian akan berlogika 1 sehingga sensor MQ2 mengeluarkan tegangan sebesar 5 volt. Pada rangkaian terdapat Op-Amp yang dirangkai secara non-inverting dengan penguatan tegangan 2x, op amp ini memiliki tegangan input yang berasal dari sensor MQ2 sebesar 5V lalu diperkuat 2x sehingga tegangan keluaran op amp sebesar 10V dengan begitu akan menghidupkan LED-Red dan Buzzer. Apabila pada kejadian tersebut terdapat api, maka sensor api akan mendeteksinya sehingga akan ada tegangan yang keluar dari sensor api. Dengan tegangan tersebut akan mengalir arus menuju basis Q1, karna adanya arus yang mengalir di basis Q1, memicu mengalirnya arus dari tegangan baterai 9V, lalu melalui relay dan kolektor Q1, karna ada arus yang mengalir di relay, relay akan aktif dan arus dari tegangan baterai 12V akan mengalir ke optocoupler triac, sehingga motor(pompa air) hidup dengan sumber AC dari Vsine. Air tersebut akan memadamkan api. Air yang keluar dideteksi oleh sensor hujan, sehingga ada output 5V dan menghidupkan LED-Blue sebagai Indikator
Download datasheet sensor MQ2
Download datasheet sensor api
Download datasheet sensor Hujan
Download Library Sensor MQ2
Download Library Sensor Api
Download Library Sensor Hujan
Download datasheet sensor api
Download datasheet sensor Hujan
Download Library Sensor MQ2
Download Library Sensor Api
Download Library Sensor Hujan
