DAFFA ERDINSYAH PUTRA: Rangkaian Untuk Mendeteksi Adanya Kebakaran Pada Gedung Menggunakan Sensor Flame

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.TUJUAN

2.ALAT DAN BAHAN

4.3.DOWNLOAD FILE

Rangkaian Untuk Mendeteksi Adanya

Kebakaran Pada Gedung Menggunakan Sensor Flame

berdasarkan gambar pada halaman 936

1.TUJUAN [KEMBALI]

-Untuk mengetahui apa itu Sensor Flame

-Untuk mengetahui grafik respon Sensor Flame

-dapat membuat rangkaian aplikasi Sensor Flame untuk mendeteksi kebakaran gedung

2.ALAT DAN BAHAN [KEMBALI]

ALAT

- Batrai 12V

Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.

-DC Voltmeter

Jual Digital DC Voltmeter FT72-VDC MERK FORT - Kota Surabaya - Mama Computer | Tokopedia

untuk mengetahui beda potensial tegangan DC

-power supply

Power Supply berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyuplai tegangan atau arus listrik pada rangkaian

BAHAN

-Flame sensor

flame sensor memiliki fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760 nm - 110 nm.

-Resistor

Resistor - Wikipedia

sebagai tahanan dan komponen pasif

- Motor DC

alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran

- Transistor NPN BC-547

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya

- Relay

Memiliki fungsi sebagai kontrol saklar (pemutus atau penghubung arus)

-buzzer

sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran

suara

-op amp

berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik

3.DASAR TEORI [KEMBALI]

Flame sensor

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

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.

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infra red (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

Spesifikasi Flame sensor :

Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393 comparator
Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame detect distance 80cm

Data teknis

Photodiode yang terhubung, peka terhadap rentang spektrum cahaya, yang dihasilkan oleh nyala api terbuka. Digital Out: Setelah mendeteksi nyala api, sinyal akan dikeluarkan. Analoger Ausgang: Pengukuran langsung dari unit sensor

Sensor memiliki 3 komponen utama pada papan sirkuitnya. Pertama, unit sensor di bagian depan modul yang mengukur area secara fisik dan mengirimkan sinyal analog ke unit kedua, amplifier. Penguat memperkuat sinyal, sesuai dengan nilai resistansi potensiometer, dan mengirimkan sinyal ke keluaran analog dari modul. Komponen ketiga adalah komparator yang mematikan digital dan LED jika sinyal berada di bawah nilai tertentu. Anda dapat mengontrol sensitivitas dengan menyesuaikan potensiometer.

Sinyal akan dibalik; itu berarti bahwa jika Anda mengukur nilai tinggi, nilai tersebut akan ditampilkan sebagai nilai rendah

Jenis Flame Sensor/detektor

UV Flame Detektor

Flame Detector dengan teknologi ultraviolet mampu merespon radiasi dengan kisaran spektral mulai dari 180 hingga 260 nanometer. Kemampuan respon teknologi UV tergolong sangat cepat, begitu pula tingkat sensitivitas yang sangat baik dalam range 0 sampai 50 kaki. Teknologi UV memiliki respon sensitif terhadap lampu halogen, busur pengelasan, serta petir dan muatan-muatan listrik lainnya.

Multi-Spectrum IR Flame sensor (MSIR)

sensor api dengan teknologi MSIR memanfaatkan secara multipel daerah spektral IR dengan tujuan meningkatkan tingkat difeensiasi dari radiasi sumber api maupun sumber non api. teknologi sensor api dengan MSIR ini sangat tepat untuk area atau lokasi lokasi yang memungkinkan terjadi resiko kebakaran yang menimbulkan asap. teknologi ini memiliki sistem operasi berkecapatn sedang karena memiliki kemampuan menjangkau jarak sampai dengan 200 kaki dari sumber percikan api, indoor ataupun outdoor. Multi-Spectrum IR memiliki tingkat kekebalan yang cenderung tinggi terhadap radiasi yang berasal dari IR akibat adanya sengatan panas matahari, percikan akibat aktivitas pengelasan, adanya muatan listrik, hingga pemicu berupa material bersifat panas lainnya.

Visual Flame Imaging Detektor

Teknologi Flame Detektor yang terakhir ini memanfaatkan beberapa perangkat CCD image sensor

yang umumnya diaplikasikan pada kamera sirkuit tertutup, serta algoritma pendeteksi api untuk

menentukan keberadaan percikan api kebakaran sungguhan. Dengan adanya algoritma, maka

gambar video yang didapat dari komponen CCD mampu diproses dan akan dihasilkan analisis mengenai bentuk serta perkembangan api kebakaran sehingga akan dapat dibedakan sumber api dan sumber non api. Teknologi tidak sama bila dibandingkan dengan tiga teknologi yang sebelumnya. Visual Flame Imaging juga bekerja dengan tidak bergantung terhadap gejala yang mendeteksi terjadinya kebakaran seperti adanya cahaya api, emisi karbondioksida, dan sebagainya. Mengingat karakteristik tersebut, teknologi ini akan mungkin digunakan hanya pada lokasi-lokasi yang di dalamnya memang telah biasa terdapat aktivitas pembakaran demi menghindari terjadinya isu alarm palsu atau keliru.

UV/IR Flame Detektor

Kelebihannya

Dapat mengetahui zone kebakaran lebih akurat.
Dapat meringankan tugas pemadam kebakaran dalam mengatasi api.
Lebih cocok diinstalasi di gedung bertingkat dan luas, seperti pusat perbelanjaan, perkantoran, dan hotel.
Lebih mudah dalam melakukan proteksi diri terhadap kebakaran.
Kemampuan proteksi kebakarannya lebih aman dan lebih teliti.

Kekurangannya

Dibandingkan dengan penginstalasian sistem fire alarm convensional, harga penginstalasian sistem addressable jauh lebih mahal.

Satu module hanya dapat digunakan untuk 1 detektor. Jika dalam 1 gedung bertingkat membutuhkan detektor dalam jumlah yang banyak, teknisi harus menginstalasi module yang jumlahnya harus sesuai dengan jumlah detektor. Hal ini tentu saja berpengaruh pada harga yang harus dibayarkan.

Selain itu, proses penginstalasian sistem addressable juga lebih kompleks dan membutuhkan waktu yang cukup lama. Meskipun demikian, kedua hal tersebut sesuai dengan kinerja dan hasil yang akan didapat.

Relay

RELAY adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.

Transistor NPN

Simbol Transistor NPN BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

V = (Vbat - Vled)

Rled = V / Iled

I_B = (V_BB - V_BE) / R_B

V_CE = V_CC - I_CR_C

P_D = V_CE.I_C

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

Namun meskipun misalnya kita menyusun rangkaian listrik tanpa resistor, bukan berarti tidak ada hambatan listrik didalamnya. Karena setiap konduktor pasti memiliki nilai hambatan, meskipun relatif kecil. Namun dalam perhitungan matematis, biasanya kita abaikan nilai hambatan pada konduktor tersebut, dan kita anggap konduktor dalam kondisi ideal. Itu berarti besar resistansi konduktor adalah nol.

Simbol dari resistor merupakan sebagai berikut :

MOTOR LISTRIK

Motor Listrik DC atau 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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Bentuk dan Simbol Motor DC :

Prinsip Kerja Motor DC

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

Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Konsep yang digunakan dalam sebuah volt meter DC hampir sama dengan konsep pada ampere meter. Pada volt meter arus searah atau DC volt meter tahanan shunt atau shunt resistor dipasang seri dengan kumparan putar magnet permanen (permanent magnet moving coil) PMMC yang berfungsi sebagai pengali (multiplier).

Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti handphone, laptop, dan maianan remote control menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, sehingga tidak perlu menyambungkan kabel listrik ke terimanal untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery). Baterai yang dibahas pada proposal ini yang dapat diisi ulang dan biasa digunakan pada kendaraan listrik yaitu baterai Lithium ion dan Lithium Polymer.

4.PERCOBAAN [KEMBALI]

GAMBAR RANGKAIAN

PRINSIP KERJA

Rangkaian Flame Sensor menggunakan logicstate sebagai logikanya. saat logicstate berlogika 1 yaitu Flame sensor mendeteksi adanya kebakaran, maka arus akan mengalir dari power sebesar 5 volt menuju input vibration sensor dan keluar di ouputnya menuju op amp dan mengalami penguat sinyal. lalu menuju ke resistor sebesar 10k kemudian ke basis transistor dan menyebabkan aktifnya transistor. Karena transistor aktif maka arus akan mengalir dari power melalui relay menuju kolektor dan emitor transistor dan ke ground. Akibatnya relay menjadi aktif dan menyebabkan rangkaian loop terhubung. Sehingga mengaktifkan motor dc dan buzzer yang dirangkai paralel. dimana motor dc sebagai penanda adanya kebakran dan buzzer sebgai alarmnya.

Prosedur percobaan:

-Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus

-Letakkan semua alat dan bahan pada proteus

-Lalu tekan tombol jalankan

-Rangkaian Flame Sensor menggunakan logicstate sebagai logikanya.

-saat logicstate berlogika 1 yaitu Flame sensor mendeteksi adanya kebakaran

-maka arus akan mengalir dari power sebesar 5 volt menuju input vibration sensor dan keluar di ouputnya menuju op amp dan mengalami penguat sinyal.

-lalu menuju ke resistor sebesar 10k kemudian ke basis transistor dan menyebabkan aktifnya transistor.

-Karena transistor aktif maka arus akan mengalir dari power melalui relay menuju kolektor dan emitor transistor dan ke ground.

DAFFA ERDINSYAH PUTRA

Rangkaian Untuk Mendeteksi Adanya Kebakaran Pada Gedung Menggunakan Sensor Flame

Karakteristik Input

Bentuk dan Simbol Motor DC :

Prinsip Kerja Motor DC

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Laporkan Penyalahgunaan