[menuju akhir]
Kontrol saat terjadi kebakaran dengan sensor MQ-3
berdasarkan gambar pada halaman 595
1.TUJUAN[KEMBALI]
-Mengetahui jenis-jenis sensor gas, fungsi, dan aplikasinya.
-Mensimulasi rangkain menggunakan software proteus
-Terinspirasi dari gambar bom meletus dan mengluarkan asap halaman 362
2.ALAT DAN BAHAN[KEMBALI]
ALAT
- Batrai
Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.
-DC Voltmeter
untuk mengetahui beda potensial tegangan DC
BAHAN
- Sensor MQ-3
sensor
yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di
udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog-Resistor
sebagai tahanan dan komponen pasif-RELAY
berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil-Motor Listrik
alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik
-Transistor NPN
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 -Dioda Bridge
penyearah arus bolak-balik atau arus AC
-Capacitor
komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang
terdiri dari dua konduktor dan di pisahkan oleh bahan penyekat (bahan
dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Seperti juga halnya
resistor, kapasitor adalah termasuk salah satu komponen pasif yang
banyak digunakan dalam membuat rangkaian elektronika 3.DASAR TEORI[KEMBALI]
Sensor MQ-3
Sensor adalah suatu alat yang mampu mendeteksi fenomena fisika
atau kimia. Sensor MQ3 memiliki nilai resistansi Rs, yang nilainya dapat
berubah bila mendeteksi gas metana dan alkohol di udara. Rangkaian
minimum sensor MQ-3 ini sangat sederhana seperti tampak pada Gambar 2.1.
Rangkaian terdiri dari 1 buah variabel resistor dan pin H yang
dihubungkan dengan tegangan sebesar 5 V.
Elemen
sensor MQ-3 terdiri atas lapisan kristal metaloksida (SnO2) dengan
konduktivitas yang kecil dalam udara bersih. Resistansi sensor akan
berubah-rubah seiring dengan terdeteksinya keberadaan gas alkohol
(etanol) oleh elemen sensor. Jika konsentrasi etanol tinggi, maka
resistansi sensor akan berkurang sehingga tegangan keluaran akan
meningkat. Ketika kristal metal oksida (SnO2) pada kondisi normal yaitu
pada suhu kamar, permukaan bahan metal oksida (SnO2) berinteraksi dengan
molekul-molekul oksigen yang ada di udara. Atom-atom oksigen akan
terabsorpsi dan mengikat elektron bebas yang terdapat pada permukaan
metal oksida (SnO2).
Di dalam sensor gas, arus listrik mengalir melewati daerah sambungan (grain boundary) dari kristal SnO2. Pada daerah sambungan, penyerapan oksigen mencegah muatan untuk bergerak bebas.
Jika
konsentrasi gas menurun, proses dioksidasi akan terjadi. Rapat
permukaan dari muatan negatif oksigen akan berkurang dan akan
mengakibatkan menurunnya ketinggian penghalang dari daerah sambungan.
Dengan menurunnya penghalang maka resistansi sensor juga akan ikut
menurun.
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.
Simbol Relay :
Cara kerja relay adalah sebagai berikut :
- Saat Coil mendapatkan energi listrik (energized) akan menimbulkan gaya elektromanetik
- Gaya
magnet yang ditimbulkan akan menarik plat/lengan kontak (armature)
berpegas (bersifat berlawanan), sehingga menghubungkan 2 titik contact
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 berhen
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 :
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.
Dioda Bridge (Bridge Diode)
atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Jembatan adalah jenis
dioda yang berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (Alternating Current/AC) menjadi arus searah (Direct Current/DC). Dioda Bridge pada dasarnya merupakan susunan dari empat buah Dioda yang dirangkai dalam konfigurasi rangkaian jembatan (bridge)
yang dikemas menjadi satu perangkat komponen yang berkaki empat. Dua
kaki Terminal dipergunakan sebagai Input untuk tegangan/arus listrik AC
(bolak balik) sedangkan dua kaki terminalnya lagi adalah terminal Output
yaitu Terminal Output Positif (+) dan Terminal Output Negatif (-).
Diode Bridge yang merupakan komponen untuk penyearah gelombang penuh (full wave rectifier) ini adalah penyearah yang sering digunakan dalam rangkaian Pencatu Daya (Power Supply)
karena kinerjanya yang lebih baik dengan ukuran yang lebih kecil dan
juga biaya yang relatif murah dibanding dengan penyearah gelombang penuh
yang dihubungkan dengan transformator center tap (trafo CT).
Prinsip kerja :
Prinsip
Kerja Dioda Bridge pada dasarnya sama dengan 4 buah dioda penyearah
biasa yang disusun dalam rangkaian jembatan. Cara kerjanya pun sama
dengan cara kerja Penyearah Gelombang Penuh (Full Wave Rectifier). Untuk
lebih jelas mengenai cara kerja bridge diode, kita dapat melihat gambar
dibawah ini :
Seperti
yang kita lihat pada gambar diatas, keempat Dioda yang diberi label D1,
D2, D3 dan D4 disusun secara “seri berpasangan” dengan hanya dua dioda
saja yang melewatkan arus satu sisi sinyal atau arus setengah siklus
gelombang (half cycle).
Pada saat sisi sinyal positif (+) diberikan ke Input-1 dan sinyal
negatif (-) diberikan ke Input-2 Dioda bridge, rangkaian internal D1 dan
D2 akan berada dalam kondisi Forward Bias sehingga melewatkan sinyal
positif tersebut, sedangkan D3 dan D4 akan berada dalam kondisi Reverse
Bias yang menghambat sinyal sisi negatifnya (lihat gambar (a) diatas.
Kemudian
pada saat sinyal berubah menjadi sinyal negatif (-) yang diberikan ke
Input-1 dan sinyal positif (+) ke Input-2 Dioda bridge maka D3 dan D4
akan berubah juga menjadi kondisi Forward Bias yang melewatkan sedangkan
D1 dan D2-nya menjadi reverse bias yang menghambat sinyal sisi negatif
(lihat gambar (b) diatas). Hasil dari Penyearah gelombang penuh adalah
seperti yang dapat kita lihat di gambar c diatas.
Kapasitor
Komponen elektronika yang dapat menyimpan energi arus listrik itulah
kapasitor. Alessandro Volta adalah seorang ilmuwan dari negara Italia
pernah menyatakan bahwa "semua benda yang dapat menyimpan energi disebut condensatore".
Oleh karena itu kapasitor yang memiliki ukuran besar dalam
mikrofarad (uF), sering disebut kondensator. Kapasitor disebut komponen
pasif karena akan bekerja ketika diberi arus listrik, besar energi yang
disimpan oleh sebuah kapasitor ditentukan oleh besar nilai kapasitor dan
waktu pengisian kapasitor.
Konstruksi dasar dari sebuah kapasitor dibuat dari 2 lempengan plat
logam yang dipasang sejajar tetapi tidak saling berhubungan, lempengan
tersebut disekat/diisolasi oleh lapisan bahan dielektrik, Jenis bahan
dielektrik inilah yang menentukan spesifikasi dan juga nama dari jenis
kapasitor tersebut, seperti: mika, polyster, keramik, dan gel
cair seperti yang digunakan pada electrolit kapasitor (ELKO). Lempengan
plat logam dibentuk sesuai dengan model kapasitor, sedangkan besar nilai
kapasitansi dan rating tegangan kapasitor ditentukan oleh
konstruksi lempengan plat logam dan lapisan isolasi (Dielektrik).
Cara Kerja Kapasitor
Jika muatan positip (+) diberikan pada salah satu plat dan plat yang
lain diberi muatan negatip (-) maka sifat muatan pada kondisi ini akan
saling tarik menarik, tetapi karena adanya lapisan isolasi
elektron-elektron itu tertahan dan tidak akan pernah mengalir, sehingga
muatan listrik akan terjebak pada masing-masing plat dan terserap
keseluruh kepingan plat, kepingan plat membutuhkan waktu untuk
mengisi muatan (Charge) sehingga mencapai tegangan maksimum yang
diberikan, dan selama tidak ada rangkaian konduksi yang dapat
menarik atau mengeluarkan muatan listrik dari kapasitor, muatan listrik
akan terus tersimpan pada kapasitor.
4.PERCOBAAN[KEMBALI]
GAMBAR RANGKAIAN
PRINSIP KERJA
Pertama Kita sediakan semua komponen di library proteus, apabila semua
komponen telah ada di library, kita rangkai rangkaian seperti gambar
dibawah. Setelah gambar selesai dirangkai, kita jalankan rangkaian kita
tadi, apabila rangkaian masih nerlogika 0, maka sensor tidak akan aktif
dan rangkaian tidak akan berhjalan. Dan apabila berlogika 1, maka arus
akan mengalir, dan akan membuat relay aktif dan membuat motor akan
berbunyi.
Prosedur percobaan:
- Siapkan seluruh alat dan bahan yang
akan digunakan di Proteus
- Posisikan semua komponen seperti pada gambar berikut
- Hubungkan semua rangkaian dengan tepat dan benar
- Lalu tekan tombol jalankan - Pada
rangkaian sederhana sensor tekanan ini, sensor
MQ-3 sebagai sensor asap ketika ber logika 1
- maka akan mengaliri arus dari output ke resister menuju emitor
- Laluakan menuju relay
- dan maengakibatkan relay aktif dan arus terus berjalan menuju motor sehingga motor berbunyi
6.VIDEO[KEMBALI]
7.DOWNLOAD FILE [KEMBALI]
Link HTML DOWNLOAD
Rangkaian Proteus DOWNLOAD
Link Video DOWNLOAD
DataSheet MPXA6115A6U DOWNLOAD
[menuju awal]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar