Sensor Ultraviolet dan Aplikasi

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

1. Tujuan [back]

   Untuk mendeteksi adanya flame dengan menjadikan gelombang sinar ultraviolet sebagai pemicu sensor Ultraviolet. Namun karena tidak ada pada library maka akan digunakan sensor ALS-PT19 sebagai pengganti

2. Alat dan Bahan [back]

• ·         LDR
  ·         Resistor
  ·         Potensiometer
  ·         Transistor NPN
  ·         Baterai
  ·         LED

3. Dasar Teori [back]

Alat dan Bahan

1. LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya dimana menggunakan gelombang sinar Ultraviolet sebagai pemicu.

2. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

3. Potensiometer

Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.

4. Transistor NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.

5. Baterai

Sebagai sumber arus DC. 

6. LED

LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya.

Led (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.

Sensor Ultraviolet

Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombang ultraviolet yang dipancarkan oleh api. Sensor ultraviolet UV tron dapat diaplikasikan dengan mikrokontroler , misalnya sensor ultraviolet UV Tron ini digunakan untuk keperluan mendeteksi sumber api pada robot dalam suatu kontes robot pemadam kebakaran. Akurasi sensor ultraviolet UV Tron ini sangat tinggi terhadap keberadaan sumber api, sehingga sangat cocok untuk keperluan lomba robot pemadam kebakaran yang sumber apinya kecil berupa lilin.

Gelombang Ultraviolet :

Ultraungu (sering disingkat UV, dari bahasa inggris: ultraviolet) adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil. Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380-200 nm) dan UV vakum (200-10 nm). Ketika mempertimbangkan pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380-315 nm), yang juga disebut Gelombang Panjang atau blacklight UVB (315-280 nm), yang juga disebut Gelombang Medium (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut Gelombang Pendek (Short Wave). Istilah ultraviolet berarti melebihi ungu (dari bahasa latin ultra, melebihi), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang gelombang paling pendek dari cahaya dari sinar tampak. Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai hampir UV. Banyak buah-buahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan warna manusia.

Karakteristik Sensor Ultraviolet

Sensor ultraviolet atau UV Tron ini adalah detektor ultraviolet yang terbuat dari efek metal photoelektrik yang digabung dengan efek gas campuran. Sensor jenis ini mampu mendeteksi api sebuah lilin kecil sampai sejauh 5 meter. Keunggulan sensor api UV Tron ini membutuhkan konsumsi arus yang rendah dan memiliki sensitifitas yang tinggi. Untuk mengakses data sensor ini sanagatlah mudah karena input outputnya hanya sinyal digital 0 atau 1.

Flame Sensor UVTRON R2868 

·         Spesifikasi:

•       Aplikasi

Flame detector untuk gas / oil lighter dan matches

Alarm api

Monitor pembakaran untuk alat pembakar

Inspeksi untuk kebocoran ultraviolet

Deteksi pelepasan

Penggantian Ultraviolet

4. Percobaan [back]
a. Susun rangkaian seperti pada gambar

b. Kemudian RUN rangkaian maka LED akan hidup saat sensor mendapatkan sinar dari matahari dan begitupun sebaliknya. Saat sensor tidak menangkap sinar matahari maka LED akan mati

Prinsip Kerja:

Saat sensor LDR menangkap adanya gelombang ultraviolet hingga batas tertentu, maka akan ada arus mengalir ke R1, R2 dan base Q2 . Arus yang mengalir ke Q2 mengakibatkan base Q2 akan aktif. Potensiometer digunakan untuk mengatur arus yang masuk ke base Q2. Arus yang melewati R1 akan masuk ke kolektor Q2 maka akan ada arus yang mengalir dari collector ke emitter Q2. Arus dari emitter Q2 akan masuk ke base Q1 dan mengaktifkan base Q1. Arus yang masuk ke R2 akan mengaktifkan LED. Arus dari baterai akan masuk ke R2 dan ikut membantu pengaktifan LED. 

  

5. Video [back]

6. Link Download [back]
File Html - Download
File Rangkaian Simulasi - Download
Video Rangkaian Simulasi - Download
Datasheet sensor - Download

Sensor Gas dan Aplikasi

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

1. Tujuan [back]

   Untuk memberikan peringatan berupa alarm apabila terdeteksi gas alkohol

2. Alat dan Bahan [back]

• Resistor
• Transistor NPN
• Logic State
• Relay
• Baterai
• Motor
• Sumber AC
• Transformator
• Dioda Bridge
• Kapasitor
• Voltage Regulator

3. Dasar Teori [back]
            Alat dan Bahan
1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

2. Transistor NPN

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor Cara kerja transistor NPN adalah jika kaki basis transistor diberi tegangan bias maka arus pda kolektor akan mengalir ke kaki emitor.

3.   Logic State

Digunakan sebagai indikator ada atau tidaknya gas alkohol, dengan nilai benar (1) atau salah (0).

4.  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.

5. Battery

Sebagai sumber arus DC. 

6. Motor

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

7.   Sumber AC

Sebagai sumber penghasil tegangan AC

8. Transformator

fungsi dari transformator atau trafo ini adalah untuk menaikkan dan menurunkan tegangan bolak-balik atau tegangan AC.

9. Dioda Bridge

Fungsi utama dari diode bridge adalah penyearah arus bolak-balik atau arus AC. Dengan menggunakan empat diode bridge, maka tegangan DC yang dihasilkan akan semakin maksimal. 

10. Kapasitor

Berfungsi untuk menghilangkan riak yang tersisa setelah gelombang disearahkan oleh diode bridge

11.  Voltage Regulator

 Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur tegangan sehingga tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter.

Jenis-jenis sensor gas

1. MQ-3 (Datasheet)

Sensor MQ-3 adalah sensor yang diproduksi oleh Hanwei Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi konsentrasi alkohol di udara secara langsung. Keluaran dari sensor berupa teganggan analog yang sebanding dengan alkohol yang diterima. Spesifikasi dari sensor MQ-3 adalah sebagai berikut:

1.        Mampu mendeteksi konsentrasi alkohol dengan jangkauan pengukuran 0,04 mg/L – 4 mg/L.

2.        Mampu bekerja pada rentang temperatur -10°C - 50°C.

3.        Memiliki tegangan sirkuit dan tegangan pemanas 5VDC dengan konsumsi daya kurang dari 750 mW.

4.        Memiliki hambatan beban dan hambatan pemanas masing-masing 200 KΩ dan 33 Ω.

5.        Memiliki kondisi deteksi standar pada temperatur 40°C ± 2°C dan kelembaban relatif 65% ± 5%.

6.        Memiliki keluaran data analog berupa perubahan tegangan listrik sensor.

Elemen sensor MQ-3  terdiri atas lapisan kristal metaloksida (SnO₂) dengan konduktivitas yang kecil dalam udara bersih. Resistansi sensor akan berubah-ubah seiring dengan terdeteksinya keadaan gas alkohol (etanol). Jika konsentasi etanol tinggi, maka resistansi sensor akan berkurang sehingga tegangan keluaran meningkat.

Kurva diatas menunjukkan sensitivitas sensor MQ-137 terhadap beberapa gas pada:

Temperatur : 20℃
Kelembapan : 65%
Konsentrasi O₂ : 21%
RL : 200 kΩ
Ro : resistansi sensor saat 0.4 mg/L alkohol di udara bersih
Rs : resistansi sensor pada bermacam – macam konsentrasi gas

Ro : Resistansi sensor pada 0.4 mg/L di udara saat 33% RH dan 20℃ suhu
Rs : Resistansi sensor pada 0.4 mg/L alkohol saat temperature dan kelembapan berubah-ubah

2. MQ-7 (Datasheet)

Sensor MQ 7 merupakan sensor yang memiliki kepekaan tinggi terhadap gas CO dan hasil kalibrasinya stabil serta tahan lama. Sensor MQ-7 tersusun oleh tabung keramik mikro Al₂O_3, lapisan sensitive timah dioksida (SnO₂), elektroda pengukur dan pemanas sebagai lapisan kulit yang terbuat dari plastik dan permukaan jarring stainless steel. Alat pemanas (heater) menyediakan kondisi kerja yang diperlukan agar komponen sensitive dapat bekerja

Fitur

·         Memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap Karbon Monoksida

·         Stabil dan tahan lama

Aplikasi
   Digunakan dalam peralatan pendeteksi Karbon Monoxida

Spesifikasi
a. Kondisi standar saat bekerja

b. Kondisi Lingkungan

c. Karakteristik Sensitivitas

Sensor ini memiliki  6 pin, dimana 4 diantaranya digunakan untuk menangkap sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus untuk penghangat

Rangkain pengukur standar dari sensor MQ-7 terdiri dari 2 bagian, yang satu adalah rangkaian penghangat yang memiliki fungsi pengkontrol waktu (Tegangan tinggi dan tegangan rendah bekerja secara sirkuler). Yang kedua adalah rangkaian output sinyal yang dapat merespon secara akurat perubahan resistansi permukaan dari sensor.

Kurva Sensitivitas

Kurva diatas menunjukkan sensitivitas sensor MQ-7 terhadap beberapa gas pada:

Temperatur : 20℃
Kelembapan : 65%
Konsentrasi O₂ : 21%
RL : 21 kΩ
Ro : resistansi sensor pada saat CO 110 ppm di udara
Rs : resistansi sensor pada bermacam – macam konsentrasi gas

Berikut adalah kurva ketergantungan sensor MQ-7 terhadap temperstur dan kelembapan.Dimana,

Ro : Resistansi sensor pada 100 ppm CO di udara saat 33% RH dan 20℃ suhu
Rs : Resistansi sensor pada 110 ppm CO di udara saat temperature dan kelembapan berubah-ubah

Pengaturan sensitivitas sensor MQ-7

Resistansi sensor MQ-7 berbeda – beda untuk setiap mecam gas. Oleh karena itu, pengaturan sensitivitas sangat diperlukan. Direkomendasikan untuk mengkalibrasi detector pada 200ppm CO di udara dengan  RL : 10 KΩ(5KΩ to 47 KΩ).

Ketika sedang mengukur, titik alarm yang tepat harus ditentukan setelah mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembapan

3. MQ-137 (Datasheet)

Sensor MQ 137 merupakan sensor yang memiliki kepekaan tinggi terhadap gas amonia. Memiliki respon yang cepat, stabil, dan tahan lama.

Fitur
   Respon cepat dan sensitivitas tinggi
   Stabil dan tahan LAMA
   Rangkaian sederhana

Aplikasi
   Biasa digunakan dalam peralatan kontrol kualitas udara untuk bangunan/pabrik, cocok untuk mendeteksi ammonia.

Spesifikasi

a. Kondisi standar saat bekerja

b. Kondisi Lingkungan

c. Karakteristik Sensitivitas

d. Struktur dan konfigurasi
Rangkaian pengukuran dasar

Sensor ini terbuat dari tabung keramik, lapisan sensitif, elektrode pengukur dan pemanas yang diubah menjadi sebuah kepingan yang terbuat dari plastik dan stainless steel. Sensor MQ-137 memiliki 6 pin, dimana 4 diantaranya digunakan untuk menangkap sinyal, dan 2 lainnya digunakan sebagai penyedia arus pemanas.

Kurva Karakteristik Sensitivitas

Kurva diatas menunjukkan sensitivitas sensor MQ-137 terhadap beberapa gas pada:

Temperatur : 20℃
Kelembapan : 65%
Konsentrasi O₂ : 21%
RL : 47 kΩ
Ro : resistansi sensor di udara bersih
Rs : resistansi sensor pada bermacam – macam konsentrasi gas

 Berikut adalah kurva ketergantungan sensor MQ-137 terhadap temperatur dan kelembapan.Dimana,

Ro : Resistansi sensor pada 10 ppm NH₃  di udara saat 33% RH dan 20℃ suhu
Rs : Resistansi sensor pada 20 ppm CO di udara saat temperature dan kelembapan berubah-ubah

4. Percobaan [back]

a. Susun rangkaian seperti pada gambar

            b.Setelah itu tekan Run dan Buzzer akan ON apabila logic state bernilai 1, dan Buzzer akan

              OFF saat logic state bernilai 0

Ketika tidak ada gas alkohol yang terdeteksi (logic sate = 0), maka sensor tidak akan aktif, sehingga tidak ada tegangan yang akan mengaktifkan relay.

Keika gas alkohol terdeteksi (logic state = 1) maka sensor akan aktif. Rangkaian Regulator tegangan berfungsi untuk menyuplai tegangan pada relay dan kaki emitor transistor. Pada regulator tegangan, tegangan AC yang masuk akan dinaikkan pada transformator kemudian disearahkan pada dioda bridge. Tegangan yang telah disearahkan ini akan di filter untuk menghilangkan riak. Kemudian Voltage regulator akan mengatur agar tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter.

Tegangan hasil dari voltage regulator ini akan masuk sebagai sumber pada kaki emitor transistor.

Dengan aktifnya sensor, maka akan ada arus yang masuk ke kaki basis transistor, sehinggan transistor akan aktif.

Dengan aktifnya transistor, maka akan ada tegangan yang masuk pada relay maka relay akan aktif, sehingga akan tebentuk rangkian tertutup pada buzzer. Baterai dan motor yang ada pada rangkaina tertutup ini akan mendorong buzzer untuk aktif dan mengeluarkan bunyi.

  

5. Video [back]

6. Link Download [back]
File Html - Download
File Rangkaian Simulasi - Download
Library Sensor Gas - Download
Datasheet Sensor Gas - Download
Video Rangkaian Simulasi - Download