Rangkaian 9

Pendereksi Adanya Api menggunakan Sensor Flame

 (berdasarkan gambar pada hal. 562)

Tujuan

1. Mengetahuidan Memahami flame sensor

2. Memngetahui prinsip kerja flame sensor

Alat dan Bahan

Alat

Batrai DC

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik.^[1] Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda.

Bahan

Sensor Flame

Sensor Flame adalah sensor yang dirancang untuk mendeteksi dan merespons keberadaan nyala api, memungkinkan deteksi nyala api. Respons terhadap api yang terdeteksi tergantung pada instalasi, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar, dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran

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).

 Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir

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.

Dasar Teori

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik diantara keduakutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yangmengalir. Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dansirkuit elaktronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling seringdigunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film,bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggiseperti nikel-kronium)

Simbol Resistor

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :

1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Reley

Reley adalah saklar elektro magnetik yang menggunakan tegangan DC untuk menghidupkan dan Mematikansuatu alat atau suatu sistem yang terhubung dengan Tegangan DC  yang tinggi. susunan reley yang paling sederhana terdiri atas kumparan kawat penghantar yang digulung di inti besi

   

Flame Detector

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.   

 Flame Sensor

- Detektor ultraviolet
Detektor ultraviolet (UV) bekerja dengan mendeteksi radiasi UV yang dipancarkan pada saat penyalaan. Sementara mampu mendeteksi kebakaran dan ledakan dalam 3-4 milidetik, penundaan waktu 2-3 detik sering dimasukkan untuk meminimalkan alarm palsu yang dapat dipicu oleh sumber UV lain seperti petir, pengelasan busur, radiasi, dan sinar matahari. Detektor UV biasanya beroperasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari 300 nm untuk meminimalkan efek radiasi latar belakang alami. Pita panjang gelombang UV surya buta juga mudah dibutakan oleh kontaminan berminyak.

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.

Transistor

Rangkaian transistor adalah rangkaian komponen elektronika yang terbuat serta tersusun oleh bahan semikonduktor yang mempunyai tiga kaki yang biasa disimbolkan basis (B), emitor (E),dan Kolekto(K) 

Simbol Transistor NPN BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

V = (Vbat - Vled)

Rled = V / Iled

I_B = (V_BB - V_BE) / R_B

                                                                      V_CE = V_CC - I_CR_C 

                                                                         P_D = V_CE.I_C.

Prinsip Kerja Sensor Flame

Jika flame sensor mendeteksi adanya percikan api , maka keadaan ini dianalogikan dengan logigstate berlogika 1. Maka sumber Vcc akan mengalirkan arus dan akan menghidupkan Motor sebagai outputnya. Ketika sensor tidak mendeteksi adanya api maka dianalogikan dengan logicstate berlogika 0, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke  Motor tidak akan bergerak.

Prosedur Percobaan  

• Untuk membuat rangkaian sensor tegangan. Pertama, siapkan alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus 

• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian 

• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh  

• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka Rangkaian sudah berjalan

Link DOwnload

File                      download

Video                   download