TUGAS 6
Alat Pendeteksi Asap Menggunakan 
Sensor MQ-2


1. Tujuan[kembali]

    • Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor gas -Mampu mengaplikasikan sensor gas pada rangkaian
    • Membuat Rangkaian pendeteksi asap dengan menggunakan sensor mq-2
    [kembali]

    -Alat

    1. Alternator

    -Bahan
    1. Sensor MQ-2
    Sensor MQ-2
    Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 :
    1.      Catu daya pemanas (input pemanas): 5V AC/DC
    2.        Catu daya rangkaian (input rangkaian): 5VDC
    3.     Range pengukuran : 
    4.     200 - 5000ppm untuk LPG, propane
    5.     300 - 5000ppm untuk butane
    6.     5000 - 20000ppm untuk methane
    7.     300 - 5000ppm untuk  Hidrogen
    8.     Output : Tegangan analog antara (0-5V)
    9.     Resistansi Sensor (RS): 2KΩ - 10KΩ
      
    2. Resistor
     Resistor

    Spesifikasi :

    -   Resistance (Ohms) : 220 V

    -   Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

    -   Tolerance : ± 5%

    -   Packaging : Bulk

    -   Composition : Carbon Film

    -   Temperature Coefficient : 350ppm/°C

    -   Lead Free Status : Lead Free

    -   RoHS Status : RoHs Complient


    3. OP AMP
     OP AMP


    4. Transistor 

    Spesifikasi :
     • Low current (max. 100 mA)
     • Low voltage (max. 65 V).
    DESCRIPTION
    NPN transistor in a TO-92; 
    SOT54 plastic package. 
    PNP complements: BC556 and BC557.


    5. Relay
     Relay

    Spesifikasi :

    tipe relay: 5VDC-SL-C
    Tegangan coil: DC 5V
    Struktur: Sealed type
    Sensitivitas coil: 0.36W
    Tahanan coil: 60-70 ohm
    Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
    Ukuran: 196154155 mm
    Jumlah pin: 5

     


    6. Baterai 12V

    Sumber 12V


    7. Logicstate

     7 jenis gerbang logika :
    1. Gerbang AND : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan menjadi 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 1.
    2. Gerbang OR  : Apabila semua / salah satu input merupakan bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan menjadi 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 0.
    3. Gerbang NOT : Fungsi Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya.
    4. Gerbang NAND : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 0, maka outputnya akan berlogika 1. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 1, maka output akan berlogika 0.
    5. Gerbang NOR : Apabila semua / salah satu input bilangan biner (berlogika) 1, maka outputnya akan berlogika 0. Sedangkan jika semua input adalah bilangan biner (berlogika) 0, maka output akan berlogika 1.
    6. Gerbang XOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 1. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 0.
    7. Gerbang XNOR : Apabila input berbeda (contoh : input A=1, input B=0) maka output akan berlogika 0. Sedangakan jika input adalah sama, maka output akan berlogika 1. 





    3. Dasar Teori[kembali]

    1. Sensor MQ-2 umumnya  digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang bersifat 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 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 MQ-2 memiliki 2 input tegangan yakni VH dan Vcc. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vcc merupakan tegangan sumber serta memiliki output 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 = 5VDC.
    4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

    grafik respon sensor gas MQ-2 :
    Grafis Sensor MQ-2

    2. Resistor
             Resistor memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

    3.OP AMP

     pada prakteknya ,ada beberapa karakteristik OpAmp antara lain:

    • Arus bias input (Input bias current). Pada prakteknya akan ada aliran arus yang mengalir ke dalam kedua input opamp. Arus ini adalah arus bias mundur transistor. Arus bias input didefinisikan sebagai:
      I bias =  (I1 + I2 ) / 2.
    • Arus Offset input (Input offset current). Arus offset input merupakan perbedaan arus bias input dari kedua terminal input. I os = │ I1 – I2│
    • Tegangan offset input ( Input offset voltage). Bila V1 dan V2 berada pada tegangan yang sama, tegangan output idealnya harus nol, karena Vo = Ad ( V2 – V1). Tetapi pada prakteknya akan ada tegangan pada output. Tegangan offset input didefinisikan sebagai perbedaan tegangan yang harus disupplaykan pada kedua terminal input agar tegangan output sama dengan nol.
    • Differensial voltage gain ( Ad ). Merupakan gain bila perbedaan sinyal tegangan input disupplaykan pada kedua terminal input.
    • Common mode voltage gain ( Ac ). Merupakan gain bila suatu sinyal input yang sama disupplaykan pada kedua termi nal input opamp.
    • Common mode rejection ratio ( CMRR ). Merupakan perbandingan antara Ad dan Ac dalam satuan dB. CMRR = Ad / Ac.
    • Supply voltage rejection ratio ( SVRR ). SVRR = Perubahan  dalam  tegangan  supplay. Perubahan dalam tegangan offset input
    • Slew Rate. Merupakan ukuran waktu yang dibutuhkan untuk mensaklarkan output dari minimum tegangan negatip ke maximum tegangan positip. SR = ∆V / ∆T.
    • Full power bandwidth ( f FPBW ). f FPBW merupakan frekwensi terbesar dari tegangan sinus penuh yang dapat di outputkan opamp tanpa terjadinya efek slew rate. Jika output,Vo = Vom sin (2πft), maka gradinnya: dVo/ dt = 2πf Vom cos (2πft). Gradien akan maximum bila cos (2πft) = 1. Maka │ dVo/ dt │= 2πf Vom, dimana f adalah f FPBW. Jadi SR = 2π f FPBW Vom. Dan  f FPBW = SR / (2π Vom).

    4.Transistor
        Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC548C bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor  atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

    5. 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. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :
    1. Electromagnet (Coil)
    2. Armature
    3. Switch Contact Point (Saklar)
    4. Spring
    6. Baterai
       Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

    7. Logicstate
         Logicstate berfungsi sebagai input dari gerbang logika dimana ini saya memakai sensor inframerah, logicstate berfungsi sebagai inputnya dari sensor ini.



    a.) Prosedur  Percobaan
    • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
    • Susunlah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini
    • Jika rangkaian benar, maka sensor MQ2 akan merangsang sounder untuk berbunyi.
    • Jika logicstate tidak dijalankan maka soundernya  tidak berbunyi.

    b.) Rangkaian Simulasi
     Rangkaian Aplikasi Sensor MQ-2
    Ketika sensor mq 2 mendeteksi asap maka logicstate berlogika 1 outputnya alirkan tegangan ke op amp dan ke RV1 lalu dialrikan ke R1 maka tegangan mengalir ke R2 op amp disini sebagai penguat tegangan terjadi 10x penguatan. selanjutnya tegangan dialirkan ke Q1 sehingga transistor ON saat ada arus yang mengalir melewati basis , arus juga melewati emiter ke ground sehingga saat Q1 on maka arus akan mengalir colector lalu di alirkan dan dihasilkan tersebut akan menginduksi kumparan pada RL1 relay sehingga switch akan berubah posisi. Perubahan posisi switch menyebabkan rangkaian menjadi tertutup sehingga arus mengalir menuju Fan-Dc bergerak dan Buzzer berbunyi .Jika logicstate berlogika 0 maka tidak ada arus yang di aliri sehingga Q1 transistor OFF dan switch tidak akan berubah posisi maka Fan-Dc tidak bergerak dan buzzer tidak berbunyi. 

    c.) Video







    d.) Download File

        Video KLIK DI SINI
        Rangkaian Simulasi KLIK DI SINI
        DataSheet mq-2 KLIK DI SINI
        DataSheet Transistor NPN KLIK DISINI
        Library Sensor MQ-2 KLIK DISINI

    Tidak ada komentar:

    Posting Komentar

    Langganan: Postingan (Atom)

    Bahan Presentasi  Mata Kuliah Elektronika 2021 O L E H Nadya utari 2010951021 Dosen pengampu : Dr.Darwison,M.T Program studi : Teknik Elektr...

    • (tanpa judul)
      Bahan Presentasi  Mata Kuliah Elektronika 2021 O L E H Nadya utari 2010951021 Dosen pengampu : Dr.Darwison,M.T Program studi : Teknik Elektr...