Laporan Akhir Modul 4
Pendeteksi Kebakaran Otomatis
1. Untuk
mendeteksi kebocoran gas di dapur
2.
Untuk mendeteksi kebakaran di dapur
3.
Untuk mendeteksi korban yang masih di dalam ruangan ketika terjadi kebakaran
1. Alternator
1. Arduino
2. Sensor MQ-2
3. Flame Sensor
· Kalibrasi
dalam satuan derajat celcius.
· Lineritas
+10 mV/ º C.
· Akurasi
0,5 º C pada suhu ruang.
· Range
+2 º C – 150 º C.
· Dioperasikan
pada catu daya 4 V – 30 V.
· Arus
yang mengalir kurang dari 60 μA.
13. Buzzer
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
1. Tegangan operasi 4-8V
DC
2. Arus <30mA
3. Frekuensi Resonansi
2300Hz
14. Dioda
15. Potensiometer
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit seria. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. Jarak komunikasi yg digunakan tidak lebih dari 15 meter dengan kecepatan 20 kb/s.
Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel arduino
yang menggunakan mikrokontroler ATMEGA328”. (Kadir, 2013:16). Memiliki 14 pin
input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai
output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack
power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat
digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan
menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai
untuk menjalankannya.
Bagian-bagian Arduino
Uno:
a. Soket USB
Soket
USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop.
Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi
serial.
b. Digital Pin I/O
Digital
Pin I/O adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau
rangkaian digital. Pada Arduino
Uno terdapat 14 digital pin yang berfungsi memberikan nilai logika (0 atau 1).
Pin berlabel “~” adalah pin PWM (Pulse Width Modulation).
c. Analog Pin
Analog
pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau
rangkaian analog, seperti dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dan
lainya lalu mengubahnya menjadi nilai digital. Pada arduino Uno terdapat 6
analog pin dari A0 sampai A5.
d. LED Power Indicator
LED
yang akan menyala dan menandakan Arduino telah mendapatkan supply listrik yang
sesuai.
e. Tombol RESET
Digunakan
untuk mereset atau mengulang program Arduino dari awal
f. Power Jack
Soket
baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari
baterai/adaptor 5V-12V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer.
Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB. Arduino mendapatkan
suplai tegangan dari USB. Sehingga tidak perlu memasang baterai/adaptor saat
memprogram Arduino.
|
Microcontroller |
Atmega328P |
|
Operating Voltage |
5V |
|
Input Voltage (recommended) |
7 – 12 V |
|
Input Voltage (limit) |
6 – 20 V |
|
Digital I/O Pins |
14 (of which 6 provide PWM output) |
|
PWM Digital I/O Pins |
6 |
|
Analog Input Pins |
6 |
|
DC Current per I/O Pin |
20mA |
|
DC Current for 3.3V Pin |
50mA |
|
Flash Memory |
32KB of which 0.5KB used by
bootloader |
|
SRAM |
2 KB |
|
EEPROM |
1 KB |
|
Clock Speed |
16 Hz |
Sensor
MQ-2 adalah salah satu sensor yang sensitif terhadap asap rokok. Bahan utama
sensor ini adalah SnO2 dengan konduktifitas rendah pada udara bersih. Jika
terdapat kebocoran gas konduktifitas sensor menjadi lebih tinggi, setiap
kenaikan konsentrasi gas maka konduktifitas sensor juga naik.
Bahan utama
sensor ini adalah SnO2 dengan konduktifitas rendah pada udara bersih. Jika
terdapat kebocoran gas konduktifitas sensor menjadi lebih tinggi, setiap
kenaikan konsentrasi gas maka konduktifitas sensor juga naik. Sensor MQ-2
sensitif terhadap gas LPG, Propana, Hidrogen, Karbon Monoksida, Metana dan
Alkohol serta gas mudah terbakar diudara lainnya.
Konfigurasi
Sensor MQ-2:
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-2:
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.
4. Pin
4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.
Prinsip Kerja MQ-2:
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 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.
Sensor
api digunakan untuk mendeteksi api atau radiasi. Sensor ini juga dapat
mendeteksi sumber cahaya yang memiliki panjang gelombang antara 760 nm hingga
1100 nm. Infa merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan panjang gelombang
700 nm sampai 1 mm.
Sedangkan
cahaya ultraviolet memancarkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 300 nm –
400 nm. Sensor ini bisa mendeteksi cahaya tampak, sinar infra merah dan sinar
ultraviolet. Prinsip kerja sensor api adalah dimulai dari bahwa api akan bisa
dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet, dan
dari situ semacam sensor dalam flame sensor akan bekerja untuk membedakan
spektrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut.(Irkam,
2014:76)
Sensor
ini memiliki karakteristik tegangan keluaran saat tidak ada api dan keluaran
rendah saat ada api dengan panjang gelombang rendah . Sensor ini dapat
mendeteksi gelombang infra merah yang dipancarkan oleh api, sehingga sensor
tersebut dapat digunakan sebagai pendeteksi kebakaran.
Sensor
ini juga bisa dikemas dalam bentuk modul. Sensor ini memiliki jarak pembacaan
(kurang lebih) 100 Cm dengan pembacaan secara garis lurus dari titik api ke
sensor. Lampu indikator LED mati atau logika Low (0) jika tidak medeteksi api,
sedangkan lampu indikator LED menyala atau logika High (1). Modul ini mempunyai
empat pin dan beberapa komponen yang melengkapinya, dengan fungsi masing-masing
seperti berikut:
1. VCC: pin ini dihubungkan
ke sumber tegangan antara 3,3V hingga 5V.
2. GND: pin ini dihubungkan
ke ground.
3. D0: pin ini dihubungkan
ke pin digital, dan memberikan keluaran berbentuk digital ( LOW atau HIGH)
4. A0: pin yang dihubungkan
ke pin analog input, dan memberikan nilai integer antar 0 dan 1023. 4
5. LM393: IC pendamping
atau biasa disebut IC komparator memiliki fungsi untuk membandingkan dua jenis
tegangan yang terdapat pada kedua input pada IC tersebut.
6. Photo NPN / Photo
Transistor: Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan
memiliki penguat (gain) Internal.
Prinsip Kerja Sensor Api:
Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared.
Sensor
Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya
infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared
sebagai pemancar dan fototransistor sebagai penerima cahaya infra merah.
(http://elektronika-dasar.web.id/infra-red-ir-detektor-sensor-infra-merah/) Led
infrared sebagai pemancar cahaya infra merah merupakan singkatan dari Light
Emitting Diode Infrared yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) dapat
memancarkan cahaya infra merah dan radiasi panas saat diberi energi listrik.
(M. Aksin. 2013).
Fototransistor
sebagai penerima cahaya infra merah merupakan tranduser yang dapat mengubah
energi cahaya infra merah menjadi arus listrik. (Petruzella, Frank : 2001, Hal
259). Fototransistor adalah sebuah penerima cahaya infra
merah yang merupakan kombinasi fotodioda dan penguatan transistor (Malcolm
Plant, Jan stuart. 1985).
Fototransistor
memiliki dengan sensitifitas yang lebih tinggi dibandingkan fotodioda, tetapi
dengan waktu respon yang secara umum akan lebih lambat daripada fotodioda.
Bentuk dan konfigurasi pin fototransistor.
Fototransistor memiliki karakteristik dan keunggulan, sebagai berikut:
1. Tegangan Output
merupakan tegangan digital atau sudah mempunyai logika 1 atau logika 0.
2. Tidak membutuh Pre-Amp
sebagai penguat sinyal.
3. Tegangan yang dibutuhkan
relatif rendah, yaitu cukup dengan 5 Volt DC.
4. Aplikasi Pembuatan
Proyek atau alat elektronika menggunakan fotoransistor lebih mudah.
5. Mendukung logika TTL dan
CMOS.
6. Pendeteksi jarak dekat.
7. Respon waktu cukup
cepat.
8. Dapat digunakan dalam
jarak lebar.
Pemberi
logika pada simulasi sensor. Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal
biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki
dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner
ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya
ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan
sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis
sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt.
Tingkat
tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan. Karena hanya dua
status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean
dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal
biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan
ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1
ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah. Lihat juga logika
multinilai.
LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 adalah jenis media
tampilan atau Display dari bahan cairan kristal sebagai penampil
utama.LCD 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris
dengan tiap baris menampilkan 16 karakter.Pada Arduino untuk mengendalikan LCD
Karakter 16x2 untuk librarynya secara default sudah ada librarynya yaitu LiquidCrystal.h. LCD
ada bermacam-macam ukuran 8x1, 16x1, 16x2, 16x4, 20x4. Untuk mengendalikan atau
mengontrol macam-macam LCD Karakter di atas dapat menggunakan Tutorial ini,
perbedaannya hanya pada inisialisasi jumlah kolom dan baris.
1. Pin out diagram LCD
16X2:
2. Pin1 (Ground / Source
Pin): Ini adalah pin tampilan GND, digunakan untuk menghubungkan terminal GND
unit mikrokontroler atau sumber daya.
3. Pin2 (VCC /
Source Pin): Ini adalah pin catu tegangan pada layar, digunakan untuk
menghubungkan pin catu daya dari sumber listrik.
4. Pin3 (V0 / VEE
/ Control Pin): Pin ini mengatur perbedaan tampilan, yang digunakan untuk
menghubungkan POT yang dapat diubah yang dapat memasok 0 hingga 5V.
5. Pin4 (Register
Select / Control Pin): Pin ini berganti-ganti antara perintah atau data
register, digunakan untuk menghubungkan pin unit mikrokontroler dan mendapatkan
0 atau 1 (0 = mode data, dan 1 = mode perintah).
6. Pin5 (Pin Baca
/ Tulis / Kontrol): Pin ini mengaktifkan tampilan di antara operasi baca atau
tulis, dan terhubung ke pin unit mikrokontroler untuk mendapatkan 0 atau 1 (0 =
Operasi Tulis, dan 1 = Operasi Baca).
7. Pin 6
(Mengaktifkan / Mengontrol Pin): Pin ini harus dipegang tinggi untuk
menjalankan proses Baca / Tulis, dan terhubung ke unit mikrokontroler &
terus-menerus dipegang tinggi.
8. Pin 7-14 (Pin
Data): Pin ini digunakan untuk mengirim data ke layar. Pin ini terhubung dalam
mode dua-kawat seperti mode 4-kawat dan mode 8-kawat. Dalam mode 4-kawat, hanya
empat pin yang terhubung ke unit mikrokontroler seperti 0 hingga 3, sedangkan
dalam mode 8-kawat, 8-pin terhubung ke unit mikrokontroler seperti 0 hingga 7.
9. Pin15 (+ve pin
LED): Pin ini terhubung ke +5V
10. Pin 16 (-ve pin
LED): Pin ini terhubung ke GND.
LED (Light
Emitting Diode) atau sering disingkat dengan LED adalah 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. Pada praktikum ini digunakan LED berwarna hijau yang terbuat
dari bahan semikonduktor Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) dengan wavelength
550-570 nm dan LED merah dengan panjang gelombang 620-740 nm. Bentuk LED mirip
dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah
ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak
memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam
menghasilkan cahaya.
Cara kerja
dari LED, seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang
terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang
memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya
akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda
menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping
sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam
semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada
semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang
diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda
(P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan
berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan
positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan
photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light
Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga
dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi
Energi Cahaya.
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.
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
berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub
kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik.
Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan
kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub
tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan
magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet.
Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan
bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan
selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang
mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya
perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada
kumparan diputuskan.
Resistor
merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian
Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau
hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik
dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering
disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”.
Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω).
Cara menghitung nilai
resistor:
a. Nilai Resistor yang
berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body)
Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh
Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
b. Gelang warna Emas
dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda
gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada
nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini
adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor:
Perhitungan:
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. Sebagai contoh, dengan Relay yang
menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang
berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.
Fungsi Relay:
Seperti yang telah di
jelaskan tadi bahwa relay memiliki fungsi sebagai saklar elektrik, namun jika
di aplikasikan ke dalam rangkaian elektronika, relay memiliki beberapa fungsi
yang cukup unik. Berikut beberapa fungsi saat di aplikasikan ke dalam sebuah
rangkaian elektronika.
1. Mengendalikan sirkuit tegangan tinggi
dengan menggunakan bantuan signal tegangan rendah.
2. Menjalankan logic function atau fungsi
logika.
3. Memberikan
time delay function atau fungsi penundaan waktu.
4. Melindungi
motor atau komponen lainnya dari korsleting atau kelebihan tegangan.
Prinsip Kerja Relay:
Setelah mengetahui
pengertian serta fungsi dari relay, anda juga harus mengetahui cara kerja atau
prinsip kerja dari relay. Namun sebelumnya anda perlu mengetahui bahwa pada
sebuah relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature,
Switch Contact Point (saklar) dan spring. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat
gambar di bawah ini
Kontak point
relay terdiri dari 2 jenis yaitu:
1. Normally
Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi
close (tertutup).
2. Normally
Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berapa pada posisi
open (terbuka).
Pada
transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P.
Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda
sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base
foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari
emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan
kolektor.
Pada
transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor
NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base
dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor
karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.
Transistor sebagai
saklar
Jika
ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh
(saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum
dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan
kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan
saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga
tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb)
dapat dihitung dengan;
Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai
penguat
Transistor
sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat
diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector,
dan common base.
Adaptor
adalah sebuah rangkaian listrik yang berguna untuk mengubah tegangan listrik
tipe arus bolak-balik dengan nilai yang tinggi menjadi tegangan listrik tipe
arus searah dengan nilai yang rendah. Adaptor merupakan sebuah alternatif
pengganti dari sumber tegangan arus searah seperti baterai listrik dan
akumulator, karena penggunaan tegangan arus bolak-balik lebih lama dan setiap
orang dapat menggunakannya asalkan ada arus listrik di tempat tersebut.
Adaptor
juga banyak di gunakan dalam alat sebagai pencatu daya, layaknya amplifier,
radio, pesawat televisi mini dan perangkat elektronik lainnya. Adaptor
sangatlah mudah untuk dibuat karena banyak dari komponennya yang banyak dijual
di pasar. Bagian dari sebuah adaptor meliputi tegangan masukan, penurun
tegangan, penyearah, penyaring arus listrik, dan keluaran tegangan.
Buzzer
adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara dalam bentuk
gelombang bunyi. Buzzer lebih sering digunakan karena ukuran penggunaan dayanya
yang minim.
Cara Kerja Buzzer
Tegangan Listrik yang mengalir ke buzzer akan
menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau
bunyi yang dapat didengar oleh manusia.
14. Dioda
Dioda adalah
komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan
arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing
diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material
konduktor untuk mengalirkan listrik.
Karakteristik dioda:
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.
Pada
dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah:
1. Penyapu
atau disebut juga dengan Wiper
2. Element
Resistif
3. Terminal
Prinsip
Kerja Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah
elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya.
Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper)
yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif
(Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang
mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer. Elemen Resistif
pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan
Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen
resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu
Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik
(Logarithmic Potentiometer).
Fungsi
Potensiometer:
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi
atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan
Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
1. Sebagai
pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape
Mobil, DVD Player.
2. Sebagai
Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
3. Sebagai
Pembagi Tegangan
4. Aplikasi
Switch TRIAC
5. Digunakan
sebagai Joystick pada Tranduser
6. Sebagai
Pengendali Level Sinyal
Untuk
membuat rangkaian pendeteksi kebakaran otomatis, langkah-langkah yang dilakukan
adalah:
1. Cari
semua komponen yang dibutuhkan
2. Menyusun
semua komponen yang di butuhkan pada proteus
3. Setelah
semua rangkaian tersusun, sambungkan rangkaian
4. Setelah
semua rangkaian tersusun, jalankan rangkaian.
5. Setelah
semua rangkaian di proteus berjalan, buat prototipe nya
6. Susun
semua komponen sesuai dengan rangkaian yang dibuat pada proteus
Prinsip
Kerja:
Rangkaian
pendeteksi kebakaran otomatis menggunakan input berupa satu buah sensor MQ-2,
satu buah flame sensor, dan satu buah sensor infrared. Output berupa 3 buah LED
berwarna merah, kuning, dan hijau sebagai lampu indikator keamanan ruangan,
satu buah relay sebagai saklar atau pemutus rangkaian, satu buah buzzer sebagai
indikator adanya korban di dapur, satu buah motor DC yang berfungsi sebagai
penyemprot air, dan tampilan di LCD yang menampilkan kadar gas dan kondisi
keamanan ruangan. Rangkaian ini menggunakan 2 buah arduino yang bertindak
sebagai master dan slave dengan komunikasi secara UART. Data dikirimkan secara
paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit,
dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan
secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan
menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus
penerima. Komunikasi ini dapat dilakukan dengan jarak tidak lebih dari 15 meter
dan kecepatan hingga 20 kb/s. Dimana pin Tx master dihubungkan dengan pin Rx
slave. Begitu pula sebaliknya, pin Tx slave dihubungkan dengan pin Rx master.
Arduino yang bertindak sebagai master dihubungkan dengan sensor MQ-2, sensor
api, sensor infrared dan LCD 16×2. Sedangkan Arduino lain yang bertindak
sebagai slave dihubungkan dengan beberapa LED, buzzer, relay pemutus tegangan,
dan motor DC.
Pada
rangkaian ini juga menggunakan beberapa komponen lainnya seperti logicstate,
resistor, transistor NPN, dioda, dan potensiometer. Sensor gas MQ-2 digunakan
pada rangkaian ini sebagai input untuk mendeteksi gas LPG, i-butana, alkohol,
hidrogen dan asap dengan keluaran berupa tegangan analog. Sensor ini dapat
mendeteksi gas LPG dengan kadar dari 200 sampai 5000 ppm. Nilai analog pada
rangkaian ini didapat menggunakan resistor variabel 1K. Dimana pada program
master, nilai analog yang terbaca akan diolah dengan rumus analogRead(Gas)-1.
Jika nilai yang terbaca lebih dari 199 atau saat nilai tahanan resistor
disetting lebih dari 19% dari nilai tahanan total maka sensor MQ-2 akan
mendeteksinya sebagai kebocoran gas LPG dan pada LCD akan ditampilkan informasi
berapa kadar gas LPG yang terdeteksi tersebut. Rangkaian ini menggunakan flame
sensor atau sensor api yang dapat mendeteksi nyala api untuk mencegah kebakaran
dengan cara mengidentifikasi nyala api yang dideteksi oleh keberadaan spectrum
cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optik dengan
jarak deteksi 80 cm. Output yang dihasilkan sensor ini berupa nilai digital LOW
atau HIGH. Sensor api pada rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi adanya
nyala api dan berdasarkan program, jika terdeteksi adanya nyala api maka motor
driver akan menyuplai tegangan yang berbeda menuju kedua kaki motor DC sehingga
motor DC dapat berputar. Selanjutnya sensor infrared digunakan untuk mendeteksi
korban, dimana untuk prinsip kerja dari sensor infrared yaitu sensor infra
merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data
antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah
yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra
merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Ketika sensor infrared
terhalangi oleh objek seperti korban saat terjadinya kebakaran maka buzzer
nantinya akan berbunyi. Tampilan di LCD akan menampilkan tulisan ada korban.
Jika
gas MQ-2 mendeteksi adanya kebocoran gas yaitu kadar gas LPG lebih dari 200
ppm, maka kadar gas di dalam ruangan akan ditampilkan pada layar LCD. Jika
tidak dideteksi adanya kebocoran gas LPG maka LED hijau akan menyala yang
menandakan ruangan dalam kondisi aman. Jika terdeteksi adanya kebocoran gas LPG
maka LED kuning akan menyala. Sedangkan
jika flame sensor mendeteksi adanya nyala api di dalam ruangan tersebut maka
LED merah akan menyala. Relay sebagai pemutus teganan akan bekerja jika
terdeteksi kebocoran gas LPG maupun adanya nyala api. Karena gas LPG dengan
konsentrasi tertentu dapat menimbulkan ledakan jika tersulut sedikit saja
percikan api dari alat elektronik yang masih terhubung dengan sumber listrik.
Lampu yang dihubungkan ke relay berfungsi sebagai indikator saklar telah
terputus atau masih terhubung. Dimana lampu akan hidup ketika relay atau saklar
masih terhubung, dan sebaliknya lampu akan mati ketika relay atau saklar telah
terputus. Sedangkan motor DC pada rangkaian ini berfungsi sebagai penyemprot
air untuk memadamkan api jika terdeteksi adanya kebakaran atay nyala api di
dalam dapur.
Rangkaian
ini menggunakan 2 arduino dengan komunikasi secara UART. Komunikasi ini dapat
dilakukan dengan jarak tidak lebih dari 15 meter dan kecepatan hingga 20 kb/s.
Dimana pin Tx master dihubungkan dengan pin Rx slave. Begitu pula sebaliknya,
pin Tx slave dihubungkan dengan pin Rx master. Arduino yang bertindak sebagai
master dihubungkan dengan sensor MQ-2, sensor api, dan LCD 16×2. Sedangkan
Arduino lain yang bertindak sebagai slave dihubungkan dengan beberapa LED yaitu
berwarna hijau,kuning,dan merah. Kemudian relay pemutus tegangan, dan motor
driver. Input rangkaian berupa sensor MQ-2, sensor api dan sensor infrared.
Sedangkan Output rangkaian ditampilkan oleh LCD untuk menampilkan kadar gas dan
tulisan kondisi keamanan ruangan dan tulisan mendeteksi korban, beberapa LED
sebagai lampu indikator keamanan ruangan,buzzer, relay pemutus rangkaian, dan
motor DC yang diibaratkan sebagai penyemptor air .
Sensor
gas MQ-2 merupakan sensor yang dapat mendeteksi gas LPG, i-butana, alkohol,
hidrogen dan asap dengan keluaran berupa tegangan analog. Sensor ini dapat
mendeteksi gas LPG dengan kadar dari 200 sampai 5000 ppm. Nilai analog pada
rangkaian ini didapat menggunakan resistor variabel 1K. Dimana pada program
master, nilai analog yang terbaca akan diolah dengan rumus analogRead(Gas)-1.
Jika nilai yang terbaca lebih dari 199 atau saat nilai tahanan resistor
disetting lebih dari 19% dari nilai tahanan total maka sensor MQ-2 akan
mendeteksinya sebagai kebocoran gas LPG dan pada LCD akan ditampilkan informasi
berapa kadar gas LPG yang terdeteksi tersebut.
Sensor
api merupakan sensor yang dapat mendeteksi nyala api untuk mencegah kebakaran
dengan cara mengidentifikasi nyala api yang dideteksi oleh keberadaan spectrum
cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optik dengan
jarak deteksi 80 cm. Output yang dihasilkan sensor ini berupa nilai digital LOW
atau HIGH. Sensor api pada rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi adanya
nyala api dan berdasarkan program, jika terdeteksi adanya nyala api maka motor
driver akan menyuplai tegangan yang berbeda menuju kedua kaki motor DC sehingga
motor DC dapat berputar. Sedangkan sensor infrared merupakan sensor yang dapat
mendeteksi adanya korban.
LCD
pada rangkaian ini berfungsi untuk menampilkan tulisan informasi kondisi
keamanan ruangan. Jika dideteksi adanya kebocoran gas (kadar gas LPG lebih dari
200 ppm) maka akan ditampilkan kadar gas di dalam ruangan yang terdeteksi pada
LCD. LED pada rangkaian ini berfungsi sebagai lampu indikator keamanan ruangan.
Jika tidak dideteksi adanya kebocoran gas LPG maka LED hijau yang menandakan
ruangan aman akan menyala. Jika terdeteksi adanya kebocoran gas LPG maka LED
kuning akan menyala. Sedangkan jika terdeteksi adanya nyala api di dalam
ruangan tersebut maka LED merah akan menyala. Dan jika terdeteksi adanya korban
saat kebakaran didalam ruangan maka LCD akan menampilkan tulisan ada korban dan
buzzer berbunyi.
Relay
pada rangkaian ini berfungsi sebagai pemutus sumber listrik pada ruangan
tersebut. Relay akan bekerja jika terdeteksi minimal salah satu dari kebocoran
gas LPG maupun adanya nyala api. Karena gas LPG dengan konsentrasi tertentu
dapat menimbulkan ledakan jika tersulut sedikit saja percikan api dari alat
elektronik yang masih terhubung dengan sumber listrik. Sedangkan Motor DC pada
rangkaian ini diibaratkan sebagai penyemprot air guna memadamkan kebakaran jika
terdeteksi adanya nyala api di dalam ruangan tersebut.
Berdasarkan
rangkaian simulasi yang telah dibuat dapat disimpulkan bahwa rangkaian pendeteksi
kebakaran otomatis memakai 2 arduino yang berkomunikasi secara UART. Dan
menggunakan 3 buah sensor yaitu sensor mq2 sebagai pendeteksi gas, flame sensor
sebagai pendeteksi api dan sensor infrared sebagai pendeteksi korban. Kemudian
pada rangkaian menggunakan beberapa indikator sebagai output yaitu 3 bauh LED
berwarna hijau,kuning dan merah, buzzer, dan motor DC yang dianalogikan sebagai
penyemprot air.
Pada
rangkaian ini, jika tidak terdeteksi gas LPG dengan kadar besar dari 200 ppm
dan tidak terdeteksi adanya api maka hanya LED hijau yang menandakan ruangan
aman akan menyala an pada LCD ditampilkan tulisan aman. Jika terdeteksi gas LPG
dengan kadar besar dari 200 ppm dan tidak terdeteksi adanya api maka LED kuning
yang menandakan waspada akan menyala dan relay akan memutus sambungan listrik
ang ditandai dengan matinya lampu yang terhubung pada relay untuk ruangan
tersebut dan akan tampil tulisan pada lcd deteksi gas yes dan segera kelur.
Sedangkan jika terdeteksi adanya api dan terdapat kebocoran gas LPG dengan
kadar lebih dari 200 ppm maupun tidak terdeteksi kebocoran gas LPG maka LED
merah yang menandakan bahaya akan
menyala, relay akan memutus sambungan listrik untuk ruangan tersebut dan akan
tampil pada LCD tulisan kebakaran dan segera keluar, dan Motor DC (penyemprot
air) akan bergerak untuk memadamkan api. Saat terdeteksi adanya kebocoran gas
dengan kadar lebih dari 200 ppm akan ditampilkan kadar gas yang bocor pada LCD.
Dan ketika terdeteksi adanya korban pada LCD nantinya akan tampil tulisan ada korban.
//Master
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);
int Gas = A1;
int Api = 9;
int ir = 8;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(Api, INPUT);
pinMode(Gas, INPUT);
pinMode (ir, INPUT);
lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(0,0);
}
void loop()
{
if(analogRead(Gas)<=199)
{
if(digitalRead(Api)==HIGH)
{
Serial.print("1");
lcd.print("Deteksi Gas:");
lcd.setCursor(13,0);lcd.print("No ");
lcd.setCursor(6,1);lcd.print(" Save ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Selamat bekerja");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
}
else if(digitalRead(Api)==LOW)
{
Serial.print("3");
lcd.print("Deteksi Gas:");
lcd.setCursor(13,0);lcd.print("No ");
lcd.setCursor(2,1);lcd.print(" Kebakaran ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" Segera Keluar ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
}
}
else
{
if(digitalRead(Api)==HIGH)
{
Serial.print("2");
lcd.print("Deteksi Gas:");
lcd.setCursor(13,0);lcd.print("Yes");
lcd.setCursor(7,1);lcd.print(analogRead(Gas)-1);
delay (200);
lcd.setCursor(1,1);lcd.print(" Kebocoran Gas ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" Segera Keluar ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
}
else if(digitalRead(Api)==LOW)
{
Serial.print("3");
lcd.print("Deteksi Gas:");
lcd.setCursor(13,0);lcd.print("Yes");
lcd.setCursor(7,1);lcd.print(analogRead(Gas)-1);
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Potensi Ledakan");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" Segera Keluar ");
delay (200);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay (10);
if (digitalRead(ir)==HIGH)
{
Serial.print("4");
lcd.print("Deteksi Gas:");
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(" ");
delay(100);
lcd.setCursor(0,2);lcd.print(" Ada Korban");
delay(100);
}
}
lcd.clear();
}
}
//Slave
#define ledRed 13
#define ledYellow 12
#define ledGreen 11
#define buzzer 7
#define Relay 8
#define Motor 10
void setup()
{
pinMode(ledGreen, OUTPUT);
pinMode(ledYellow, OUTPUT);
pinMode(ledRed, OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT) ;
pinMode(Relay, OUTPUT);
pinMode(Motor, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int data = Serial.read();
if(data == '1')
{
digitalWrite(ledGreen,HIGH);
digitalWrite(ledYellow,LOW);
digitalWrite(ledRed,LOW);
digitalWrite(Motor,LOW);
}
else if(data == '2')
{
digitalWrite(ledYellow,HIGH);
digitalWrite(ledGreen,LOW);
digitalWrite(ledRed,LOW);
digitalWrite(Relay,HIGH);
digitalWrite(Motor,LOW);
}
else if(data == '3')
{
digitalWrite(ledRed,HIGH);
digitalWrite(ledYellow,LOW);
digitalWrite(ledGreen,LOW);
digitalWrite(Relay,HIGH);
digitalWrite(Motor,HIGH);
}
else if(data =='4')
digitalWrite(buzzer, HIGH);
Download program arduino master klik disini
Download program arduino slave klik disini
Download library arduino klik disini
Download library sensor MQ-2 klik disini
Download library flame sensor klik disini
Download library sensor infrared klik disini
Download datasheet arduino klik disini
Download datasheet sensor MQ-2 klik disini
Download datasheet flame sensor klik disini
Download datasheet sensor infrared klik disini
Download datasheet relay klik disini
Download datasheet resistor klik disini
Download datasheet buzzer klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar