PENDETEKSI KEBOCORAN AIR DAN PENDETEKSI KEBOCORAN GAS

(ALAT PENGAMAN RUANGAN)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja

5. Gambar Rangkaian

6. Video

7. Link Download

1. Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja dari sensor yang digunakan

2. Mengetahui prinsip kerja pada rangkaian pendeteksi kebocoran air dan pendeteksi kebocoran gas

2. Komponen

1. Rain Sensor

Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan  dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. 

2. Sensor Gas (MQ2)

Sensor MQ-2 adalah sensor 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. 

3. Battery

Batterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

 

4. Alternator Current (AC)

Alternator adalah peralatan elektromekanis yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik.

5. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus . Resistor 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.

Cara membaca resistor:

6. Transistor

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

 

7. Relay 

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.

8. SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Silicon Controlled Rectifier ( SCR ) adalah salah satu komponen yang mirip dengan transistor karena memiliki tiga buah kaki. Tapi kaki pada SCR tidak sama dengan kaki yang terdapat pada transistor.

9. Motor DC

Motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik.

10. Led

Komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

11. LogicState

Push button switch (saklar tombol dorong) adalah jenis saklar dua posisi yang dapat menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

12. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara

13. Op amp

Operasional amplifier atau yang lebih sering disebut op amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC op amp.

3. Dasar  Teori

   Sensor hujan adalah jenis sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya hujan atau tidak, yang dapat difungsikan  dalam segala macam aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Dipasaran sensor ini dijual dalam bentuk module sehingga hanya perlu menyediakan kabel jumper untuk dihubungkan ke mikrokontroler atau Arduino. Prinsip kerja dari module sensor ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan 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 (on atau off). Serta pada modul sensor ini terdapat output yang berupa tegangan pula. Sehingga dapat dikoneksikan ke pin khusus Arduino yaitu Analog Digital Converter. Dengan singkat kata, sensor ini dapat digunakan untuk memantau kondisi ada tidaknya hujan di lingkungan luar yang dimana output dari sensor ini dapat berupa sinyal analog maupun sinyal digital.

Spesifikasi sensor hujan :

1.    Sensor ini bermaterial dari FR-04 dengan dimensi 5cm x 4cm berlapis nikel dan dengan kualitas tinggi pada kedua sisinya

2.      Pada lapisan module mempunyai sifat anti oksidasi sehingga tahan terhadap korosi

3.      Tegangan kerja masukan sensor 3.3V – 5V

4.      Menggunakan IC comparator LM393 yang stabil

5.      Output dari modul comparator dengan kualitas sinyal bagus lebih dari 15mA

6.      Dilengkapi lubang baut untuk instalasi dengan modul lainnya

7.      Terdapat potensiometer yang berfungsi untuk mengatur sensitifitas sensor

8.      Terdapat 2 Output yaitu digital (0 dan 1) dan analog (tegangan)

9.      Dimensi PCB yaitu 3.2 cm x 1.4 cm.

Grafik Sensor

 

Sensor Gas (MQ2)

          Sensor MQ-2 adalah sensor 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.

           Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2, dengan sifat conductivity rendah pada udara yang bersih, atau sifat penghantar yang tidak baik. Sifat conductivity semakin naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. 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 .

           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 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan tegangan sumber serta memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :

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 = 5   VDC.

4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

Grafik sensitivitas sensor gas terhadap beberapa gas

SCR (SILICON CONTROLLED RECTIFIER)

    Silicon controlled rectifier (SCR) atau thyristor merupakan device semikonduktor yang mempunyai perilaku cenderung tetap on setelah diaktifkan dan cenderung tetap off setelah dimatikan (bersifat histeresis) dan biasa digunakan sebagai saklar elektronik, protektor, dan lain sebagainya. Sebelum kita mengetahui lebih dalam tentang pengertian dan prinsip kerja dasar dari Silicon controlled rectifier (SCR), sebaiknya kita tahu terlebih dulu tentang definisi dari dioda shockley. Karena SCR itu sendiri memang device yang dikembangkan dari sebuah dioda shockley, yaitu dioda yang terdiri dari empat lapisan bahan semikonduktor, atau yang juga biasa disebut sebagai dioda PNPN.

   

 

4. Prinsip Kerja

Rain Sensor (Sensor Hujan)

Sensor hujan berfungsi mendeteksi adanya kebocoran air, ketika air dideteksi oleh sensor (pada simulasi ditandai dengan logic 1) maka sensor akan mengeluarkan output 1 berupa adanya tegangan. Kemudian arus mengalir ke opamp untuk dikuatkan sehingga buzzer berbunyi(sebagai penanda adanya kebocoran). Arus juga mengalir ke SCR sebagai trigger, saat SCR on maka arus mengalir pada optocoupler dan menyalakan led sebagai penanda kebocoran.

Sensor Gas (MQ2)

Ketika sensor gas mendeteksi adanya keberadaan gas, maka sensor gas MQ2 akan memberikan tegangan sinyal melalui tegangan outputnya dan akan memberikan tegangan pada base transistor yang terhubung dengannya, sehingga base tersebut akan mengalami bias positif dan arus lsitrik pada emitor mengalir menuju collector, dan berdampak pada relay yang menjadi ON, sehingga switch relay tersebut akan berpindah ke kanan dan menyalakan Buzzer. Arus juga mengalir ke optocoupler  dan motor sebagai exhaust fentilasi udara (untuk mengeluarkan gas yang bocor) serta LED menyala sebagai penanda.

5. Gambar Rangkaian

6. Video

7. Link Download

materi: disini
file rangkaian: disini
video: disini
data sheet sensor rain: disini
data sheet sensor MQ GAS: disini
data sheet scr: disini
data sheet opamp: disini

Data sheet trans 2N2905: disini

library sensor rain: disini
library sensor MQ GAS: disini