Akbar Alhaqi Hidayat (1810953002)

APLIKASI UTS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

TUJUAN

Memahami kegunaan sensor Flame Detector dan MQ-2 dalam kehidupan sehari-hari
Mengetahui cara kerja Flame Detector terhadap api dan MQ-2 terhadap gas melalui rangkaian
Melatih keterampilan menggunakan aplikasi proteus.

KOMPONEN

Flame Detector (Flame Sensor)

1. Flame Detector

Gambar 2. Bentuk Flame Detector di Proteus

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.

Dalam suatu proses pembakaran pada pembangkit listrik tenaga uap, flame detector dapat mendeteksi hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan sebesar 60 derajat, dan beroperasi normal pada suhu 25 – 85 derajat Celcius.

Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

MQ-2 (MQ-2 GAS SENSOR)

Gambar 3. MQ-2

Gambar 4. Bentuk MQ-2 di Proteus

Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann 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.

Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran :

200 - 5000ppm untuk LPG, propane
300 - 5000ppm untuk butane
5000 - 20000ppm untuk methane
300 - 5000ppm untuk Hidrogen

Luaran : analog (perubahan tegangan)

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.

Gerbang Or (OR)

Gambar 5. Bentuk Gerbang AND di Proteus

Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.

LED (LED-...)

Gambar 6. LED

Gambar 7. Bentuk L298 di Proteus

Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tempat, seperti pada remote TV. Bentuk dari LED sendiri mirip dengan lampu bohlam. Dengan bentuknya yang kecil, sehingga dapat dipasangkan dengan mudah ke berbagai perangkat elektronika. Tak seperti lampu pijar, LED tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Hal tersebut dikarenakan LED tidak memerlukan pembakaran filamen. Oleh karena itu LED saat ini banyak digunakan dalam perangkat elektronik, seperti sebagai lampu penerangan pada LCD TV.

Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga 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 ke Katoda. LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang di dopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktor yang murni, sehingga dapat menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju yaitu dari Anoda (P) menuju Katoda (N), kelebihan elektron pada N- type material akan berpindah ke wilayah yang memiliki lubang lebih banyak yaitu pada wilayah bermuatan positif (P- type material). Saat elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan proton dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

Dikarenakan teknologi LED yang dapat menghasilkan cahaya tanpa menimbulkan panas, sehingga banyak digunakan dalam berbagai perangkat elektronik. Terdapat juga kelebihan LED lainnya yaitu tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil. LED sangat popular dalam bidang pencahayaan. Terutama pada era digital saat ini, media advertising mulai menggunakan teknologi LED. Salah satunya yaitu Videotron atau Megatron. Bisa juga disebut LED Videotron merupakan sebuah media advertising digital yang dapat menyampaikan informasi (iklan) dengan tampilan yang berbeda dengan media advertising konvensional lainnya. Jangkauan pengelihatan yang dapat dijangkau oleh Videotron jauh lebih canggih dan menarik dengan tampilan yang lebar dan memiliki jarak pandang maupun sudut pandang yang cukup baik dari jarak 40 hingga 200 meter. Saat ini kita bisa menemui beberapa Videotron terpampang di jalan-jalan utama kota besar, di Mall, Bandara,Rumah Sakit menggunakan Modul dengan 3 Type Pixel Pitch : 10 mm, 12.5 mm dan 16 mm. Dengan LED Full Color (RGB) modul-modul LED disusun menjadi satu kesatuan dalam 1 Kabinet. Dengan penggunaan Outdoor, Videotron mempunyai Visibility Range antara 15 – 270 meter. Brightness yang dihasilkan sangat tinggi sehingga mampu menampilkan gambar pada siang hari, karena Brightness atau kecerahannya bisa mencapai 10,000 Candela.

Speaker

Gambar 8. Speaker

Gambar 9. Bentuk Speaker di Proteus

Sebelum kita membahas lebih lanjut mengenai Loadspeaker (Pengeras Suara), sebaiknya kita mengetahui bagaimana suara dapat dihasilkan. Yang dimaksud dengan “Suara” sebenarnya adalah Frekuensi yang dapat didengar oleh Telinga Manusia yaitu Frekuensi yang berkisar di antara 20Hz – 20.000Hz. Timbulnya suara dikarenakan adanya fluktuasi tekanan udara yang disebabkan oleh gerakan atau getaran suatu objek tertentu. Ketika Objek tersebut bergerak atau bergetar, Obyek tersebut akan mengirimkan Energi Kinetik untuk partikel udara disekitarnya. Hal ini dapat di-anologi-kan seperti terjadinya gelombang pada air. Sedangkan yang dimaksud dengan Frekuensi adalah jumlah getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Frekuensi dipengaruhi oleh kecepatan getaran pada objek yang menimbulkan suara, semakin cepat getarannya makin tinggi pula frekuensinya.

Dalam rangka menerjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker. Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar. Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.

Berdasarkan Frekuensi yang dihasilkan, Speaker dapat dibagi menjadi :

Speaker Tweeter, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Tinggi (sekitar 2kHz – 20kHz)
Speaker Mid-range, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Menengah (sekitar 300Hz – 5kHz)
Speaker Woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Rendah (sekitar 40Hz – 1kHz)
Speaker Sub-woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi sangat rendah yaitu sekitar 20Hz – 200Hz.
Speaker Full Range, yaitu speaker yang dapat menghasilkan Frekuensi Rendah hingga Frekuensi Tinggi.

Berdasarkan Fungsi dan bentuknya, Speaker juga dapat dibedakan menjadi :

Speaker Corong
Speaker Hi-fi
Speaker Handphone
Headphone
Earphone
Speaker Televisi
Speaker Sound System (Home Theater)
Speaker Laptop

Motor DC (MOTOR)\

Gambar 14. Motor DC

Gambar 15. Motor DC di Proteus

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 menggerakan-nya. 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.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabila tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

DASAR TEORI

Untuk meminimalkan resiko kebakaran yang terjadi, perlu dipasang Alat Pemadam Kebakaran Otomatis sehingga penanganan terhadap api dapat segera dilakukan. pencegahan ini sangat penting karena jika sampai terjadi kebakaran dan melihat sifat api yang akan semakin membesar jika ada media dan udara maka dampak kerugian akan besar. baik secara materi bahkan korban jiwa bisa terancam. Alat pemadam kebakaran otomatis adalah sebuah rangkaian alat untuk pencegahan api yang berkobar di sebuah tempat dengan memutus siklus oksigen. secara gambaran awam jika alat ini bekerja terjadi reaksi kimia yang akan secara otomatis memadamkan api di area tersebut. selain bekerja secara otomatis, alat ini bisa juga difungsikan secara manual dengan dilemparkan atau dicampur terlebih dahulu dengan air kemudian disiram ke sumber api.

Sistem pemadam ini bekerja jika pada detektor mengalami pecah karena sudah mencapai titik suhu tertentu, bahan yang ada didalam tabung mengembang karena panas kemudian dari daya tekan tersebut tabung akan memecahkan kaca yang melindungi bagian luar tabung dan mengeluarkan media untuk memadamkan api. Diluar tabung, karena sifat media lebih ringan dari udara maka proses pemadaman memadamkan api dari area bawah, seiring bahan tersebut naik keatas maka api di bagian atas juga akan dipadamkan dengan baik. Dan dalam waktu 3-5 menit setelah api padam, gas tersebut akan menghilang dengan sendirinya. Dalam satu alat pemadam kebakaran otomatis setidaknya ada sepuluh bahan pembentuk gas, diantaranya amonium sulfat, urea, dan zat lainnya yang dipastikan tidak berbahaya bagi kesehatan manusia saat alat bekerja.

Alat akan bekerja secara efektif pada jarak 7-8 m² dari sekitar lingkungan pemasangan, jadi jika ruangan yang diproteksi lebih besar. Maka disarankan untuk memasang alat pemadam lebih banyak agar semua bagian dalam ruangan dapat diproteksi dengan baik. Pengaturan jarak yang satu dengan lainnya menyesuaikan desain ruangan tersebut. Alat ini bekerja biasanya pada suhu 90 C – 110 C, umumnya penggunaan alat pemadam kebakaran otomatis ini akan bekerja dengan efektif dan baik untuk dalam ruangan. Contoh Alat pemadam kebakaran otomatis adalah thermatic fire extinguisher yang berbentuk seperti tabung dan dipasang pada plafon ruangan. tempat penggunaannya beragam, seperti pada ruang data center, dapur, ruang generator dan mesin dan sebagainya. untuk perkiraan harganya alat pemadam kebakaran otomatis ini adalah berkisar diantara 3 juta rupiah.

APLIKASI

Pengukur Suhu dan Kelembaban

Di rangkaian di bawah, prinsip kerjanya jikalau sensor api mendeteksi api (pengganti api disini yaitu logicstate) dan sensor gas mendeteksi gas (pengganti gas disini yaitu logicstate), maka arus dari sensor diteruskan ke kaki gerbang or, di goierbang or, akan menerima arus dari sensor api atau sensor atau bisa keduanya dan dari gerbang or, di terus kan ke led dan menghidupkan led, dan di teruskan ke motor (perumpamaan pompa air) dan speaker, dan menghidupkan pompa air dan speaker.