KONTROL PEMADAM KEBAKARAN
- memahami konsep dan prinsip kerja dari sensor mq 5 dan flame sensor
- untuk membuat rangkaian sederhana dari aplikasi kontrol pemadam kebakaran
2. Alat dan Bahan
a. Motor DC
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.
b. Buzzer
c. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor NPN adalah tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emittor menuju kolektor.
d. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalirpada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada sebuah resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V = IR).
e. IC 7805
IC Regulator tegangan 5 volt 7805 biasanya digunakan untuk meregulasi tegangan masukan 7-8 volt.
f. Sensor mq 5
g. flame sensor
a. Motor DC
b. Buzzer
Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
c. Transistor
d. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalirpada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada sebuah resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V = IR).
e. IC 7805
f. Sensor mq 5
Sensor gas MQ-5 adalah sensor semikonduktor yang digunakan untuk mendeteksi jenis gas butane yang banyak terkandung pada Liquid Premium Gas (LPG).
g. 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.
h. Battery 12v
Baterai digunakan untuk menyuplai arus pada kendaraan yang digunakan untuk menyalakan dinamo Starter, Audio, dan Air Conditioner (AC).
i. logicstate
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya
j. ground
i. logicstate
j. ground
a) flame sensor
Pengertian Sensor
Flame detector sendiri digunakan untuk mendeteksi keberadaan api dengan memakai sensor optik. Pada prinsipnya api bisa dideteksi berdasar keberadaan spektrum cahaya infrared maupun ultra violet. Namun,ada sumber cahaya lain yang bukan api dan turut menyumbang emisi cahaya pada gelombang infrared ataupun ultraviolet,seperti kilatan petir,welding arc,metal grinding,hot turbine,reactor,dll. Sumber lain ini dapat mempengaruhi kinerja flame detector dan dapat menimbulkan alarm palsu. Untuk mencegah alarm palsu,produk flame detector saat ini menggunakan kombinasi antara pendeteksi gelombang infrared maupun ultra violet supaya tidak terjadi false alarm, biasanya orang nyebutnya UV/IR Flame Detector.
-Detektor ultraviolet
Detektor ultraviolet (UV) bekerja dengan mendeteksi radiasi UV yang dipancarkan pada saat penyalaan. Sementara mampu mendeteksi kebakaran dan ledakan dalam 3-4 milidetik, penundaan waktu 2-3 detik sering dimasukkan untuk meminimalkan alarm palsu yang dapat dipicu oleh sumber UV lain seperti petir, pengelasan busur, radiasi, dan sinar matahari. Detektor UV biasanya beroperasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari 300 nm untuk meminimalkan efek radiasi latar belakang alami. Pita panjang gelombang UV surya buta juga mudah dibutakan oleh kontaminan berminyak.
-Near infrared (IR) array flame detector (0,7 hingga 1,1 μm), juga dikenal sebagai detektor nyala visual, menggunakan teknologi pengenalan api untuk mengkonfirmasi api dengan menganalisis radiasi IR dekat menggunakan perangkat charge-coupled device (CCD). Sensor near infrared (IR) khususnya dapat memantau fenomena nyala api, tanpa terlalu banyak hambatan dari air dan uap air. Sensor piroelektrik yang beroperasi pada panjang gelombang ini bisa relatif murah. Beberapa saluran atau sensor array pixel yang memantau api di pita IR dekat merupakan teknologi yang paling andal yang tersedia untuk mendeteksi kebakaran. Emisi cahaya dari api membentuk gambar nyala api pada saat tertentu. Pemrosesan gambar digital dapat dimanfaatkan untuk mengenali api melalui analisis video yang dibuat dari gambar IR yang dekat.
-Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
Detektor api Triple-IR membandingkan tiga band panjang gelombang spesifik dalam wilayah spektral IR dan rasio mereka satu sama lain. Dalam hal ini satu sensor melihat rentang 4,4 mikrometer sedangkan sensor lainnya melihat panjang gelombang referensi baik di atas maupun di bawah 4,4. Ini memungkinkan detektor untuk membedakan antara sumber IR non-nyala dan nyala api aktual yang memancarkan CO2 panas dalam proses pembakaran. Akibatnya, jangkauan deteksi dan kekebalan terhadap alarm palsu dapat meningkat secara signifikan. Detektor IR3 dapat mendeteksi api panci bensin 0.1m2 (1 kaki2) hingga 65 m (215 kaki) dalam waktu kurang dari 5 detik. Triple IR, seperti jenis detektor IR lainnya, rentan terhadap pembutakan oleh lapisan air pada jendela detektor.
Kebanyakan detektor IR dirancang untuk mengabaikan radiasi IR latar belakang yang konstan, yang ada di semua lingkungan. Sebagai gantinya mereka dirancang untuk mendeteksi sumber radiasi yang tiba-tiba berubah atau meningkat. Ketika terkena perubahan pola radiasi IR non-api, detektor IR dan UV / IR menjadi lebih rentan terhadap alarm palsu, sementara detektor IR3 menjadi agak kurang sensitif tetapi lebih kebal terhadap alarm palsu.
Flame detector sendiri digunakan untuk mendeteksi keberadaan api dengan memakai sensor optik. Pada prinsipnya api bisa dideteksi berdasar keberadaan spektrum cahaya infrared maupun ultra violet. Namun,ada sumber cahaya lain yang bukan api dan turut menyumbang emisi cahaya pada gelombang infrared ataupun ultraviolet,seperti kilatan petir,welding arc,metal grinding,hot turbine,reactor,dll. Sumber lain ini dapat mempengaruhi kinerja flame detector dan dapat menimbulkan alarm palsu. Untuk mencegah alarm palsu,produk flame detector saat ini menggunakan kombinasi antara pendeteksi gelombang infrared maupun ultra violet supaya tidak terjadi false alarm, biasanya orang nyebutnya UV/IR Flame Detector.
-Detektor ultraviolet
Detektor ultraviolet (UV) bekerja dengan mendeteksi radiasi UV yang dipancarkan pada saat penyalaan. Sementara mampu mendeteksi kebakaran dan ledakan dalam 3-4 milidetik, penundaan waktu 2-3 detik sering dimasukkan untuk meminimalkan alarm palsu yang dapat dipicu oleh sumber UV lain seperti petir, pengelasan busur, radiasi, dan sinar matahari. Detektor UV biasanya beroperasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari 300 nm untuk meminimalkan efek radiasi latar belakang alami. Pita panjang gelombang UV surya buta juga mudah dibutakan oleh kontaminan berminyak.
-Near infrared (IR) array flame detector (0,7 hingga 1,1 μm), juga dikenal sebagai detektor nyala visual, menggunakan teknologi pengenalan api untuk mengkonfirmasi api dengan menganalisis radiasi IR dekat menggunakan perangkat charge-coupled device (CCD). Sensor near infrared (IR) khususnya dapat memantau fenomena nyala api, tanpa terlalu banyak hambatan dari air dan uap air. Sensor piroelektrik yang beroperasi pada panjang gelombang ini bisa relatif murah. Beberapa saluran atau sensor array pixel yang memantau api di pita IR dekat merupakan teknologi yang paling andal yang tersedia untuk mendeteksi kebakaran. Emisi cahaya dari api membentuk gambar nyala api pada saat tertentu. Pemrosesan gambar digital dapat dimanfaatkan untuk mengenali api melalui analisis video yang dibuat dari gambar IR yang dekat.
-Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
Detektor api Triple-IR membandingkan tiga band panjang gelombang spesifik dalam wilayah spektral IR dan rasio mereka satu sama lain. Dalam hal ini satu sensor melihat rentang 4,4 mikrometer sedangkan sensor lainnya melihat panjang gelombang referensi baik di atas maupun di bawah 4,4. Ini memungkinkan detektor untuk membedakan antara sumber IR non-nyala dan nyala api aktual yang memancarkan CO2 panas dalam proses pembakaran. Akibatnya, jangkauan deteksi dan kekebalan terhadap alarm palsu dapat meningkat secara signifikan. Detektor IR3 dapat mendeteksi api panci bensin 0.1m2 (1 kaki2) hingga 65 m (215 kaki) dalam waktu kurang dari 5 detik. Triple IR, seperti jenis detektor IR lainnya, rentan terhadap pembutakan oleh lapisan air pada jendela detektor.
Kebanyakan detektor IR dirancang untuk mengabaikan radiasi IR latar belakang yang konstan, yang ada di semua lingkungan. Sebagai gantinya mereka dirancang untuk mendeteksi sumber radiasi yang tiba-tiba berubah atau meningkat. Ketika terkena perubahan pola radiasi IR non-api, detektor IR dan UV / IR menjadi lebih rentan terhadap alarm palsu, sementara detektor IR3 menjadi agak kurang sensitif tetapi lebih kebal terhadap alarm palsu.
Grafik Sensor Api
b. sensor MQ-5
Sensor MQ5 terbuat dari bahan peka gas metana, butan, LPG, Sensor gas asap MQ-5 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2. Spesifikasi pada sensor gas MQ-5 sebagai berikut :
1. Input pemanas : 5 VDC/VAC
2. Input rangkaian : 5 VDC
3. Range Pengukuran : 200 - 5000ppm (LPG), 300 - 5000ppm (Butane), 5000 - 20000ppm (methane)
4. Output : Tegangan analog ( 0 - 5V)
5. Resistansi Sensor (RS) : 2KΩ - 10KΩ
Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.
Prinsip Kerja MQ-5
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 kristal SnO2 menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-5 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-5 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 sensor MQ5
Sensor MQ5 terbuat dari bahan peka gas metana, butan, LPG, Sensor gas asap MQ-5 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2. Spesifikasi pada sensor gas MQ-5 sebagai berikut :
1. Input pemanas : 5 VDC/VAC
2. Input rangkaian : 5 VDC
3. Range Pengukuran : 200 - 5000ppm (LPG), 300 - 5000ppm (Butane), 5000 - 20000ppm (methane)
4. Output : Tegangan analog ( 0 - 5V)
5. Resistansi Sensor (RS) : 2KΩ - 10KΩ
Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.
Prinsip Kerja MQ-5
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 kristal SnO2 menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-5 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-5 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 sensor MQ5
- Buka aplikasi proteus
- Siapkan alat dan bahan pada library proteus
- Pilih komponen yang dibutuhkan komponen motor dc, buzzer, resistor, transistor, IC 7805, sensor MQ-5, flame sensor, battery 12v, logicstate dan ground
- Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan
- Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
- Jalankan simulai rangkaian
5. Rangkaian Simulasi
Gambar 4.1 Rangkaian Kontrol Pemadam Api Otomatis
Prinsip Kerja kontrol pemadam api otomatis :
Prinsip kerja dari rangkain aplikasi kontrol pemadam kebakaran adalah jika sensor gas mq-5 mendeteksi gas pada ruangan maka buzzer ( sirine ) akan berbunyi atau hidup. jika sensor gas mq-5 mendeteksi gas dan flame sensor mendeteksi adanya api maka buzzer ( sirine ) akan berbunyi dan motor DC ( pompa air ) akan menyala. Sedangkan jika sensor gas mq-5 tidak mendeteksi adanya gas dan flame sensor tidak mendeteksi adanya api maka motor DC ( pompa air ) dan buzzer ( sirine ) tidak akan menyala.
6. Video
7. Download File
Download HTML klik disini
Download vidio simulasi klik disini
Download datasheet flame sensor klik disini
Download datasheet resistor klik disini
Download datasheet transistor klik disini
Download datasheet ic7805 klik disini
Download datasheet sensor mq5 klik disini
Download datasheet buzzer klik disini
Download datasheet motor dc klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar