APLIKASI TUGAS BESAR

                                        [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

KONTROL KEBAKARAN DI DAPUR DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR FLAME, SENSOR PIR, SOUND SENSOR, NTC, DAN SENSOR MQ-2

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

 

 

1. TUJUAN 

• Mensimulasikan software proteus 

• Membuat rangkaian sederhana menggunakan sensor flame, sensor PIR, dan sensor vibrasi yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari

• Membuat aplikasi rangkaian kontrol kebakaran di kantor dengan sensor flame sensor PIR, dan sensor vibrasi

2. ALAT DAN BAHAN 

ALAT :

  1.        Battery

 

Berfungsi untuk mensuplai tegangan pada rangkaian.

    2.         Probe Voltage

 

Berfungsi untuk mendeteksi apakah pada sumber yang di uji terdapat tegangan atau tidak. Bisa menguji tegangan AC serta tegangan DC. 

3.         Voltmeter

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

 

4.         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.

BAHAN :

  1.        Resistor

 

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.

 

2.        Transistor NPN

              

 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Spesifikasi

1. DC current gain maksimal 800

2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA

3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V

4. Arus Base maksimal 5mA

3.          IC op-amp

 

  Berfungsi sebagai penguat tegangan pada rangkaian.

 

Komponen Input : 

4. Sensor MQ-2

Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H₂, LPG, CH₄, CO₂, Alkohol, Asap atau Propane. Karena sensitivitasnya yang tinggi dan waktu respon yang cepat, pengukuran dapat dilakukan dengan cepat.

Spesifikasi:

 Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

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)

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.

Konfigurasi pin dari sensor MQ-2 :

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.

Grafik Karakteristik Sensitivitas

5. Flame Sensor

Flame detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.

Pinout

Spesifikasi

 

 

6.         NTC

 

 

 

 Berfungsi sebagai penghitung suhu sehingga mempengaruhi resistansinya.

 

7.         Push button

 

 

Push Button adalah saklar yang berupa tombol dan berfungsi sebagai pemutus atau penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik.

 

 

 

Komponen Output : 

 

8.         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).

 

 

Konfigurasi Pin :

 

Spesifikasi:

 

 9.        Motor DC (Fan)

Motor DC digunakan sebagai actuator (output) dari rangkaian. Motor DC(Fan) ini berfungsi untuk mendingankan mesin yang melebihi suhu tertentu.

Pin 1 : Terminal 1

Pin 2: Terminal 2

 

Catatan: Masing masing terminal jika dipasang terbalik akan menghasilkan putaran yang terbalik juga

 

Spesifikasi : 

 

 

 10.       Led

LED berfungsi sebagai lampu indikator.

Datasheet LED 

11. Buzzer

Bel atau penyuara bip adalah perangkat sinyal audio, yang mungkin mekanis, elektromekanis, atau piezoelektrik.

 

 

 

12.       Selenoid Valve

Berfungsi sebagai keran yang digerakan oleh energi listrik

Spesifikasi :
Material: Metal + plastik
Variasi Voltage: AC 220V DAN AC/DC 12V (Optional)
Ukuran Inlet and outlet: 1/2 inchi
Operation mode: normally closed
Kegunaan: air dan fluida viskositas rendah

 

Komponen Lainnya : 

13.         Ground

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.

 

3. DASAR TEORI 

• Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).

 

 

 

 

 

• Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik 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. 

 

Rumus transistor NPN:

 

Grafik Titik Saturasi Pada Daerah Kerja Transistor

Grafik Titik Saturasi Pada Garis Beban Transistor

 

•  IC OP AMP
  

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Inverting Amplifier 
 

NonInverting

Komparator

Adder

    Rangkaian Dasar OpAmp

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Grafik input dan output op amp

 

• Sensor MQ-2
  

Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan 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 ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran dan lain lain.

Prinsip Kerja

 

Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog.

Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut.

Grafik Respon :

     

 

• Sensor Flame

 
merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm.  

alam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius.

Grafik :

•  NTC

Pengertian termistor NTC (Negative Temperature Coefisien) adalah resistor dengan koefisien temperatur negatif yang sangat tinggi. Termistor jenis ini dibuat dari oksida dari kelompok elemen transisi besi ( misalnya FE₂O₃, N_iO CoO dan bahan NTC yang lain). Oksida – oksida ini mempunyai resistivitas yang sangat tinggi dalam zat murni, tetapi bisa ditransformasikan kedalam semi konduktor dengan jalan menambahkan sedikit ion – ion lain yang valensinya berbeda. Harga nominal biasanya ditetapkan pada temperatur 25 ^oC. Perubahan resistansi yang diakibatkan oleh non linieritasnya ditunjukkan dalam bentuk diagram resistansi dengan temperatur, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

 

•  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

•  Motor (FAN)
  

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

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.Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

•  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

 

• Push Button
  

Push-Button termasuk momentary-contact switch karena mengandalkan pegas untuk terjadi posisi tekan ataupun lepas.

Simbol 

Terdapat dua konfigurasi pada Push-Button Switch (gambar 4.3) yaitu Normally open (NO) dan Normally Closed. Normally Open artinya switch akan tetap terbuka sampai di tekan, Normally Closed artinya pada kondisi tidak di tekan switch dalam keadaan tertutup jika ditekan baru akan terbuka.

 

• Buzzer

Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.

Simbol 

Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.

   Cara Kerja Buzzer

    Tegangan Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.

.

• Penguat Non-inverting (Op Amp)

Rangkaian untuk penguat non-inverting adalah seperti yang ditunjukkan gambar (3).

Gambar 3

Rangkaian Penguat Non-Inverting

Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op Amp. Tidak seperti penguat inverting, sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal masukannya. Seperti pada rangkaian penguat inverting syarat ideal sebuah penguat adalah tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. sehingga dari rangkaian tersebut dapat diperoleh rumus penguat adalah sebagai berikut :                                    

Substitusi persamaan (5) dan (6) ke persamaan (1) sehingga diperoleh 

Rangkaian penguat inverting maupun non-inverting biasanya menggunakan IC Op-Amp 741.

 

•  Pembagi Tegangan
  

Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan Output yang diperlukan oleh Komponen lainnya didalam Rangkaian. Hanya dengan menggunakan dua buah Resistor atau lebih dan Tegangan Input, kita telah mampu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana.Pada dasarnya, Rangkaian Pembagi Tegangan terdiri dari dua buah resistor yang dirangkai secara Seri.

 

 

•  Sound Sensor

• 
  

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.

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.

Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.

Prinsip kerja : 

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sinyal yang masuk akan di olah sehingga akan menghasilkan satu kondisi yaitu kondisi 1 atau 0. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, Contoh Pengaplikasian sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.

Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Jika sinyal tersebut diterima oleh mikro kontroler maka akan diolah sesuai dengan program yang dibuat, apakah robot akan berjalan atau berhenti.

Suara yang masuk direkam oleh komponen kemudian akan disimpan oleh memory. Sebagai contoh jika kita bertepuk tangan 1 kali maka akan dikenali sebagai kondisi 1 atau on sehingga robot dapat berjalan. Jika bertepuk tangan 2 kali maka robot akan mati atau mendapat sinyal kondisi 0. Penggunaan sinyal tergantung dari user bagaimana dia menggunakannya.

Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak condensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.

•    Sensor PIR

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

• Fresnel Lens -->Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. 
• IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.
• Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.
• Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.
• Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Blok Diagram sensor PIR 

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

 

Jangkauan Sensor PIR

Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.

grafik respon sensor

Grafik Respon :

4. PERCOBAAN 

a. Prosedur percobaan

1)   Buka aplikasi proteus

2)   Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen led, Battery, flame sensor, NTC, sensor MQ-2, OPAMP, Relay, Motor, transistor NPN, resistor, DC Fan, Selenoid Valve, opamp, buzzer

3)   Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

4)   Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

5)   Jalankan simulasi rangkaian.

 

b. rangkaian simulasi

• gambar rangkaian simulasi

Saat flame sensor mendeteksi api (kebakaran)

• prinsip kerja rangkaian simulasi

Saat sensor flame mendeteksi api

Prinsip :

Saat flame sensor mendeteksi api (logika 1) maka tegangan pada output flame sensor sebesar 5V diumpankan ke sebuah resistor (R1) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada resistor kemudian menuju transistor. dimana tegangan tersebut akan mengalir dan mengaktifkan transistor Q1 dengan transistor on maka ada arus dari supply melewati relay RL2 kemudian ke kaki  kolektor Q2 melewati emitor Q2 lalu ke ground dengan adanya arus di relay maka switch dari relay akan bergerak ke kiri (on), yang menyebabkan terhubungnya arus dari supply ke LED, buzzer, dan motor, motor disini digunakan sebagai pompa air,  lalu ke ground. Sehingga LED, buzzer, dan pompa air hidup. 

 

Saat sound sensor mendeteksi adanya bunyi ledakan akibat kebakaran

Saat sound sensor mendeteksi bunyi ledakan (logika 1) maka tegangan pada output sound sensor sebesar 5V diumpankan ke sebuah resistor (R13) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada resistor kemudian menuju transistor. dimana tegangan tersebut akan mengalir dan mengaktifkan transistor Q4 dengan transistor on maka ada arus dari supply melewati relay RL4 kemudian ke kaki  kolektor Q2 melewati emitor Q2 lalu ke ground dengan adanya arus di relay maka switch dari relay akan bergerak ke kiri (on), yang menyebabkan terhubungnya arus dari supply ke motor dimana motor disini digunakan sebagai pompa air Sehingga pompa air hidup. 

Saat flame sensor tidak mendeteksi api, tetapi MQ2 mendeteksi gas atau asap

Prinsip :

Di flame sensor

Saat flame sensor tidak mendeteksi api (logika 0)  maka tidak ada tegangan yang masuk ke R7 sehingga tidak adanya tegangan di R29 menyebabkan tidak aktifnya transistor Q2 karena tidak ada tegangan untuk mengkatifkan VBE transistor Q2 sehingga transistor off, dengan transistor off maka arus dari 5v supply ke relay RL2 namun tertahan di kolektor Q2 sehingga relay off dan switch dari relay tetap di kanan (off).

Karena switch yang berada di kanan maka akan menghubungkan supply ke NTC dan kaki switch kiri RL1 

Kondisi Di NTC

Saat suhu di NTC >32 C 

Saat suhu pada NTC besar dari 32 derajat celcius, maka tegangan output dari NTC akan diumpankan ke sebuah resistor R5, lalu tegangan (0.56 V) diumpankan kekaki input non inverting amplifier U2 yang akan menyebabkan tegangan output U2 4,5 kali tegangan input U2, selanjutnya  tegangan output U2 ( 2.54 V) lalu dihambat oleh R12 yang membuat tegangan menjadi 2.47 V yang selanjutnya menjadi basis transistor yang akan mengaktifkan VBE Q3, karena transistor on maka arus dari supply akan mengalir ke relay lalu ke kolektor Q3 lalu ke emitor Q3 lalu ke groud, karena ada arus yang mengalir ke relay maka switch dari relay akan berpindah ke kiri (on), yang akan menghungkan baterai ke sebuah motor dimana motor disini sebagai kipas angin, sehingga motor hidup.

 

 

Saat suhu di NTC kecil dari 33 derjat C     

Saat suhu pada NTC kecil dari 33 derajat celcius, maka tegangan output dari NTC akan diumpankan ke sebuah resistor R5, selanjutnya  tegangan output U2 ( 0.52 V) lalu dihambat oleh R12 yang selanjutnya menjadi basis transistor Q3, yang mana tegangan base Q3 tidak akan cukup untuk mengaktifkan  VBE transistor Q3 sehingga transistor Q3 mati, karena transistor Q3 mati maka arus dari supply ke relay RL3 tertahan di kolektor Q3 sehingga relay RL3 off. Akibat relay off maka switch tetap di kanan yang akan menghungkan kutup positif baterai ke resistor ke LED lalu ke kutup negatif batrai, sehingga LED hidup.  

Di MQ-2

Saat MQ2 mendeteksi gas atau asap (logika 1) maka tegangan pada output sensor gas sebesar 5V diumpankan ke sebuah resistor (R8) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali sehingga tegangan outputnya menjadi 10 volt. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada resistor kemudian menuju transistor. dimana tegangan tersebut akan mengalir dan mengaktifkan transistor Q1 dengan transistor on maka ada arus dari supply melewati relay RL1 kemudian ke kaki  kolektor Q21 melewati emitor Q1 lalu ke ground dengan adanya arus di relay maka switch dari relay akan bergerak ke kiri (on),.yang menyebabkan terhubungnya arus dari supply 12V (karena kondisi off pada relay flame sensor atau switch RL2 di kanan) ke kipas penyedot udara dan ke resistor kemudian ke LED lalu ke ground. Sehingga LED dan kipas penyedot udara hidup.

Saat flame sensor tidak mendeteksi api dan MQ2 tidak mendeteksi gas atau asap 

 

Prinsip :

Di flame sensor

Saat flame sensor tidak mendeteksi api (logika 0) maka tidak ada tegangan yang masuk ke R7 sehingga tidak adanya tegangan di R29 menyebabkan tidak aktifnya transistor Q2 karena tidak ada tegangan untuk mengkatifkan VBE transistor Q2 sehingga transistor off, dengan transistor off maka arus dari 5v supply ke relay RL2 namun tertahan di kolektor Q2 sehingga switch dari relay tetap berada di kanan (off).

Karena switch yang berada di kanan maka akan menghubungkan supply ke NTC dan kaki switch kiri RL1 

Di NTC 

 

Di MQ-2

Saat MQ2 tidak mendeteksi gas atau asap (logika 0) maka  tidak ada tegangan yang masuk ke R8 sehingga tidak adanya tegangan di R11 menyebabkan tidak aktifnya transistor Q1 karena tidak ada tegangan untuk mengkatifkan VBE transistor Q1 sehingga transistor off, dengan transistor off maka arus dari 5v supply ke relay RL1 namun tertahan di kolektor Q1 sehingga switch dari relay tetap berada di kanan (off). Karena switch yang berada di kanan maka kipas penyedot tidak hidup.

 

Saat sensor PIR mendeteksi adanya orang di dalam dapur

Saat PIR sensor tidak mendeteksi api (logika 0)  maka tidak ada tegangan yang masuk ke R19 sehingga tidak adanya tegangan di R22 yang menyebabkan tidak aktifnya transistor Q2 karena tidak ada tegangan untuk mengkatifkan kaki gate mosfet sehingga mosfet off, maka arus dari  supply ke relay RL5 namun tertahan di drain Q2 sehingga relay off dan switch dari relay tetap di kanan (off) dan pintu dalam keadaan tertutup.

Saat sensor PIR mendeteksi adanya orang (logika 1) maka tegangan pada output PIR sensor sebesar 5V diumpankan ke sebuah resistor (R19) dan diteruskan menuju kaki non inverting dari opamp. Kemudian terjadi penguatan di kaki inverting sebanyak 2 kali. Tegangan tersebut kemudian diumpankan lagi pada resistor kemudian menuju mosfet. dimana tegangan tersebut akan mengalir dan mengaktifkan mosfet dengan on-nya mosfet ini maka ada arus dari supply melewati relay RL5 kemudian ke kaki  drain Q2 melewati source Q2 lalu ke ground dengan adanya arus di relay maka switch dari relay akan bergerak ke kiri (on), yang menyebabkan terhubungnya arus dari supply ke motor dimana motor disini menandakan bahwa pintu terbuka

 

 c. Video

 

d. Download file 

• Download rangkaian simulasi [Rangkaian PROTEUS]
• Download video [VIDEO]
• Download gambar rangkaian klik disini
• Download Datasheet LED klik disini 
• Download Datasheet Buzzer klik disini
• Download Datasheet Motor DC klik disini 
• Download [DATA SHEET RESISTOR] 
• Download DATASHEET FLAME SENSOR 
• Download DATA SHEET MQ-2 
• Download LIBRARY FLAME SENSOR
• Download LIBRARY SENSOR MQ2
• Download Datasheet Sensor PIRklik disini
• Download Datasheet Bateraiklik disini
• Download Datasheet Relayklik disini
• Download Datasheet Transistor BC547klik disini
• Download Datasheet OPAMPklik disini
• Download Library Sensor PIRklik disini
• Download Datasheet Diode 1N4007klik disini