Alat Kontrol Pemadam Kebakaran
Tujuan
- Memahami konsep dan prinsip kerja dari sensor MQ-5 (sensor gas) dan Flame Sensor (sensor api)
- Dapat membuat rangkaian sederhana dari alat pengontrol pemadam kebakaran otomatis
Alat dan Bahan
a. Motor DC
b. Buzzer
c. Transistor
d. Resistor
e. IC 7805
f. Sensor MQ-5
g. Flame Sensor
i. Logicstate
j. Ground
Dasar Teori
a) flame sensor
Pengertian Sensor
Flame detector sendiri digunakan untuk mendeteksi keberadaan api dengan memakai sensor optik. Pada prinsipnya api bisa dideteksi berdasar keberadaan spektrum cahaya infrared maupun ultra violet. Namun,ada sumber cahaya lain yang bukan api dan turut menyumbang emisi cahaya pada gelombang infrared ataupun ultraviolet, seperti kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dll. Sumber lain ini dapat mempengaruhi kinerja flame detector dan dapat menimbulkan alarm palsu. Untuk mencegah alarm palsu,produk flame detector saat ini menggunakan kombinasi antara pendeteksi gelombang infrared maupun ultra violet supaya tidak terjadi false alarm, biasanya orang nyebutnya UV/IR Flame Detector.
- Detektor ultraviolet
- Near infrared (IR) array flame detector (0,7 hingga 1,1 μm), juga dikenal sebagai detektor nyala visual, menggunakan teknologi pengenalan api untuk mengkonfirmasi api dengan menganalisis radiasi IR dekat menggunakan perangkat charge-coupled device (CCD). Sensor near infrared (IR) khususnya dapat memantau fenomena nyala api, tanpa terlalu banyak hambatan dari air dan uap air. Sensor piroelektrik yang beroperasi pada panjang gelombang ini bisa relatif murah. Beberapa saluran atau sensor array pixel yang memantau api di pita IR dekat merupakan teknologi yang paling andal yang tersedia untuk mendeteksi kebakaran. Emisi cahaya dari api membentuk gambar nyala api pada saat tertentu. Pemrosesan gambar digital dapat dimanfaatkan untuk mengenali api melalui analisis video yang dibuat dari gambar IR yang dekat.
- Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.
- Detektor api Triple-IR membandingkan tiga band panjang gelombang spesifik dalam wilayah spektral IR dan rasio mereka satu sama lain. Dalam hal ini satu sensor melihat rentang 4,4 mikrometer sedangkan sensor lainnya melihat panjang gelombang referensi baik di atas maupun di bawah 4,4. Ini memungkinkan detektor untuk membedakan antara sumber IR non-nyala dan nyala api aktual yang memancarkan CO2 panas dalam proses pembakaran. Akibatnya, jangkauan deteksi dan kekebalan terhadap alarm palsu dapat meningkat secara signifikan. Detektor IR3 dapat mendeteksi api panci bensin 0.1m2 (1 kaki2) hingga 65 m (215 kaki) dalam waktu kurang dari 5 detik. Triple IR, seperti jenis detektor IR lainnya, rentan terhadap pembutakan oleh lapisan air pada jendela detektor.
- Kebanyakan detektor IR dirancang untuk mengabaikan radiasi IR latar belakang yang konstan, yang ada di semua lingkungan. Sebagai gantinya mereka dirancang untuk mendeteksi sumber radiasi yang tiba-tiba berubah atau meningkat. Ketika terkena perubahan pola radiasi IR non-api, detektor IR dan UV / IR menjadi lebih rentan terhadap alarm palsu, sementara detektor IR3 menjadi agak kurang sensitif tetapi lebih kebal terhadap alarm palsu.
Grafik Sensor Api
Terdeteksinya panas api maka akan semakin kecil resistansi pada sensor Flame Sensor sehingga memungkinkan arus untuk mengalir dan sensor ON.
b. Sensor MQ-5
Sensor MQ5 terbuat dari bahan peka gas metana, butan, LPG, Sensor gas asap MQ-5 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2. Spesifikasi pada sensor gas MQ-5 sebagai berikut :
1. Input pemanas : 5 VDC/VAC
2. Input rangkaian : 5 VDC
3. Range Pengukuran : 200 - 5000ppm (LPG), 300 - 5000ppm (Butane), 5000 - 20000ppm (methane)
4. Output : Tegangan analog ( 0 - 5V)
5. Resistansi Sensor (RS) : 2KΩ - 10KΩ
Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.
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 kristal SnO2 menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-5 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-5 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 MQ5 terbuat dari bahan peka gas metana, butan, LPG, Sensor gas asap MQ-5 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2. Spesifikasi pada sensor gas MQ-5 sebagai berikut :
1. Input pemanas : 5 VDC/VAC
2. Input rangkaian : 5 VDC
3. Range Pengukuran : 200 - 5000ppm (LPG), 300 - 5000ppm (Butane), 5000 - 20000ppm (methane)
4. Output : Tegangan analog ( 0 - 5V)
5. Resistansi Sensor (RS) : 2KΩ - 10KΩ
Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V.
Prinsip Kerja MQ-5
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 kristal SnO2 menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-5 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-5 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.
Gambar 3.2 Grafic sensor MQ-5
Rangkaian dan Prinsip Kerja
Prinsip Kerja Alat Kontrol Pemadam Kebakaran
Prinsip kerja dari rangkain alat kontrol pemadam kebakaran adalah, ketike sensor gas MQ-5 mendeteksi gas pada ruangan maka Buzzer (sirine) akan berbunyi atau hidup. Jika sensor gas mq-5 mendeteksi gas dan Flame Sensor mendeteksi adanya api maka Buzzer (sirine) akan berbunyi dan Motor DC (pompa air) akan menyala. Sedangkan jika sensor gas MQ-5 tidak mendeteksi adanya gas dan Flame Sensor (Sensor Api )tidak mendeteksi adanya api maka Motor DC (pompa air) dan Buzzer (sirine) tidak akan menyala.