Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI GAS LPG DENGAN SENSOR TGS 2610 Rommy Rusnur Pembimbing Dr. Wahyu Kusuma R Bambang Dwinanto, ST., MT Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788 Rommy Rusnur, 10406646 Rancang Bagun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Abstrak Kata Kunci: TGS 2610, Komparator, Multivibrator Astable, Gate Nand, Optocoupler Rancang bangun alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 adalah perancangan dan pembuatan alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 dengan dua output. Pertama berupa buzzer dan output kedua, berupa motor AC (pompa aquarium). Adapun rangkaian terdiri dari beberapa blok yaitu blok catu daya, blok sensor, blok komparator, blok Multivibrator Astable, blok Gate Nand dan blok saklar elektronis. Prinsip kerja dari alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 adalah, saat tegangan pada sensor TGS 2610 mendeteksi gas LPG, maka tegangan output dari sensor akan semakin naik karena nilai hambatan pada sensor berkurang dan masuk ke dua buah komparator pada non inverting atau (+), dimana kedua komparator tersebut diberikan tegangan referensi yang berbeda. Saat tegangan output dari sensor TGS 2610 melebih tegangan referensi komparator satu, maka buzzer akan berbunyi dan jika gas semakin banyak dideteksi oleh sensor TGS 2610 melebihi tegangan referensi dari komparator dua, maka motor AC akan aktif/bekerja. Daftar Pustaka (1994 – 2011) 1.1 Latar Belakang Masalah Di alam banyak kandungan gas berbahaya yang dapat dimanfaatkan oleh manusia untuk kesejahteraan contohnya gas metana, propana, dan butana yang kemudian gas-gas tersebut telah diolah menjadi gas LPG. LPG merupakan singkatan dari liquified petroleum gas, adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 1
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
menurunkan
NPM : 10406646
suhunya,
sensor TGS 2610, maka output
gas berubah menjadi cair. Gas
kedua akan berkerja yaitu
yang
menyemprotkan
didominasi
adalah
air
dengan
propana (C3H8) dan butana
motor pompa air aquarium.
(C4H10).
Output pertama (buzzer) dan
Gas
LPG
mengandung ringan
juga
hidrokarbon
lain
dalam
output
jumlah
kedua
aquarium)
(pompa
akan
aktif
kecil, misalnya etana (C2H6)
bersamaan jika tegangan dari
dan pentana (C5H12).
sensor TGS 2610 meningkat
Pada
akhir-akhir
ini
melebih
tegangan
referensi
sering terjadi ledakan tabung
dari komparator 1 (buzzer) dan
gas LPG yang
komparator 2 (motor pompa
pada
media
elektronik terjadi
diberitakan cetak
dan
aquarium).
mengakibatkan kebakaran
hingga
korban jiwa. Maka penulis merancang dan menbangun
DASAR TEORI 2.1 Gas LPG (liquified petroleum gas)[4]
suatu alat pendeteksi gas LPG yang
menggunakan
LPG (liquified petroleum gas)
sensor
adalah campuran dari berbagai unsur
TGS 2610. Gunanya untuk
hidrokarbon yang berasal dari gas
memperkecil
alam.Dengan menambah tekanan dan
terjadinya
kebakaran hingga korban jiwa
menurunkan
akibat terjadinya kebocoran
menjadi cair. Komponennya didominasi
gas pada tabung gas LPG. Alat
propana
pendeteksi ini dapat mencium
(C4H10).LPG
gas yang menggandung gas
hidrokarbon ringan lain dalam jumlah
propana dan butana dengan
kecil,
output pertama berupa buzzer
pentana
untuk
tanda
atmosfer, LPG akan berbentuk gas.
adanya kebocoran gas pada
Volume LPG dalam bentuk cair lebih
tabung LPG, dan jika semakin
kecil dibandingkan dalam bentuk gas
banyak
untuk berat yang sama, karena itu LPG
memberikan
gas
tercium
oleh
suhunya,
(C3H8)
(C5H12).
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
dan
juga
misalnya
gas
berubah
butana
mengandung
etana
(C2H6)
Dalam
dan
kondisi
Page 2
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
dipasarkan dalam bentuk cair dalam
diisi secara penuh, hanya sekitar 80-
tabung-tabung logam bertekanan. Untuk
85% dari kapasitasnya. Rasio antara
memungkinkan
volume gas bila menguap dengan gas
terjadinya
ekspansi
panas (thermal expansion) dari cairan
dalam
keadaan
yang dikandungnya, tabung LPG tidak cair bervariasi tergantung komposisi,
kendaraannya
harus
tekanan dan temperatur, tetapi biasaya
terlebih dahulu).
dimodifikasi
sekitar 250:1. Salah satu risiko penggunaan Tekanan LPG berbentuk cair
LPG adalah terjadinya kebocoran pada
dinamakan tekanan uap, yang bervariasi
tabung atau instalasi gas sehingga bila
tergantung komposisi dan temperature
terkena
sebagai contoh dibutuhkan tekanan
kebakaran. Pada awalnya, gas LPG
sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi butana
tidak berbau, tapi bila demikian akan
murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair,
sulit dideteksi apabila terjadi kebocoran
dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi
pada
propana
Pertamina
murni
pada
55 °C
api
dapat
tabung
gas.
menyebabkan
Menyadari
menambahkan
itu gas
(131 °F).Menurut spesifikasinya, LPG
mercaptan, yang baunya khas dan
dibagi menjadi tiga jenis yaitu LPG
menusuk hidung. Langkah itu sangat
campuran, LPG propana dan LPG
berguna untuk mendeteksi bila terjadi
butana. Spesifikasi masing-masing LPG
kebocoran tabung gas. Tekanan LPG
tercantum dalam keputusan Direktur
cukup besar (tekanan uap sekitar 120
Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor:
psig), sehingga kebocoran LPG akan
25K/36/DDJM/1990.
LPG
yang
membentuk
dipasarkan
Pertamina
adalah
LPG
mengubah volumenya menjadi lebih
campuran.
Penggunaan
Indonesia bahan
terutama
bakar
alat
LPG
adalah dapur
di
gas
secara
cepat
dan
besar.
sebagai (terutama
kompor gas). Selain sebagai bahan
Sifat Gas LPG terutama adalah sebagai berikut:
bakar alat dapur, LPG juga cukup banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 3
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
mudah terbakar
Cairan dan gasnya sangat Gas tidak beracun, tidak berwarna
dan
biasanya
berbau menyengat Gas
dikirimkan
sebagai
cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder. Cairan dapat menguap jika dilepas
dan
menyebar
dengan cepat. Gas ini lebih berat dibanding
Gambar 2.4 Gambar Sensor TGS 2610
udara sehingga akan banyak menempati
daerah
yang
rendah.
Bahan yang digunakan untuk sensor gas TGS 2610 adalah oksida logam,
secara
umum
kebanyakan
menggunakan SnO2. Pada saat suatu
2.5 Sensor TGS 2610 [7]
Kristal oksida logam seperti SnO2 Sensor TGS 2610 adalah suatu jenis semikonduktor oksida logam film tebal yang menawarkan biaya rendah, daya tahan yang lama, sensitifitas yang bagus terhadap gas (target)
yang
disensor
dengan
menggunakan rangkaian elektronik yang
sederhana.
berfungsi
untuk
Sensor aplikasi
ini dalam
mendeteksi kebocoran gas untuk
dipanaskan
meledak.
Gambar
2.4
merupakan gambar fisik dari sensor TGS 2610.
temperature
yang
tinggi di udara, oksigen di tarik pada permukaan
Kristal
dengan
muatan
negative. Electron pendonor permukaan Kristal pada oksigen yang ditarik, hasilnya meninggalkan muatan positif pada lapisan ruang muatan. Kemudian potensial permukaan dibentuk sebagai potensial
barrier
terhadap
aliran
electron.
jenis gas beracun dan gas yang mudah
pada
Didalam sensor arus elektrik mengalir sepanjang bagian penghubung (grain boundary) dari Kristal mikro SnO2. Pada batas butir oksigen yang ditarik,
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
membentuk
Page 4
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
potensial barrier yang mencegah pembawa
(carrier)
4 dan 1 tersebut sebagai heater. Heater
bebas.
berfungsi sebagai pengikat /penarik gas
Hambatan dari sensor dihubungkan
LPG yang ada disekitarnya, karena suhu
dengan
Jika
heater lebih tinggi dibandingkan suhu
terdapat gas deoxidizing kepadatan
udara disekitarnya. Sehingga, gas LPG
permukaan
yang
potensial
dari
bergerak
NPM : 10406646
barrier
muatan
ini.
negative
menempel
pada
heater
oksigen berkurang, sehingga tingginya
mengakibatkan tahanan RS (kaki 3 – 2)
barrier pada batas butiran dikurangi.
pada sensor menurun dan tegangan pada
Pengurangan
barrier
VRL (antara kaki 2 dengan resisitor
menyebabkan berkurangnya resistansi
1KΩ) akan meningkat. Dimana, VRL
sensor. Dibawah ini merupakan gambar
sebagai tegangan yang dapat berubah-
dimana
ubah nilainya, tergantung dari besar
tingginya
oksigen
di
tarik
pada
permukaan Kristal (heater)
kecilnya tahanan pada RS (kaki 3 dan 2). Dibawah ini adalah gambar dari rangkaian dalam sensor TGS 2610
Gambar 2.5 Proses penarikan oksigen pada permukaan Kristal (heater)
Dari
penjelasan
halaman
sebelumnya dapat disimpulkan Prinsip kerja dari sensor TGS 2610 adalah saat kaki 4 dan 1 mendapatkan tegangan dari catu daya sebesar 5 VDC, dimana kaki
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 5
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Pada
perancangan
ini,
penggunaan Omp-Amp bukan sebagai penguat (amplifier) melainkan sebagai komparator.
Komparator
berfungsi
sebagai pembanding tegangan, antara kaki
inverting
dan
non-inverting.
Berikut ini adalah rangkaian dasar dari komparator: Vcc
Gambar 2.6 Rangkaian dalam Sensor R1
TGS 2610
V1
Vout V2
RL
R2
2.6 Operational Amplifier ( Op-Amp )
Vcc
[1]
Op-Amp amplifier
adalah
diferensial
sebuah
dasar
Gambar 2.8 Rangkaian Komparator sederhana
yang
memiliki gain voltage yang besar,
Komparator terdiri dari dua macam
impedansi input yang sangat tinggi, dan
yaitu:
impedansi output yang rendah. Op-Amp terdiri dari input "inverting" atau (-) dan input "noninverting" atau (+), serta sebuah output. OP-Amp biasanya diberi
1. Komparator Inverting ( Membalik) 2. Komparator Non – Inverting ( Tak Membalik)
dua polaritas tegangan, dengan range dari +/- 5 volts sampai +/- 15 volts.
Komparator Inverting
Contoh sederhana dari op-amp dengan
merupakan jenis komparator,
dua polaritas tegangan dapat dilihat
dimana tegangan input ( Vin )
pada gambar dibawah ini:
dihubungkan ke inverting ( - ) dan tegangan referensinya (Vref) pada non – inverting ( + ). Pada saat Vin < Vref , maka tegangan keluaran (Vo) dari
Gambar 2.7 Basic Op-amp
komparator adalah 90 % * VCC
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 6
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
atau ( + Vsat), jika Vin > Vref,
komparator, dimana tegangan
maka tegangan keluar (Vo) dari
input ( Vin ) dihubungkan ke
komparator adalah 90 % * -VCC
non – inverting ( + ) dan
atau (–Vsat).
tegangan
Komparator Non – inverting merupakan jenis referensinya ( Vref )
yang paling sederhana dapat dibangun
pada inverting ( - ). Pada saat
dengan menggunakan satu gerbang
Vin > Vref, maka tegangan
NAND seperti yang diperlihatkan pada
keluaran (Vo) dari komparator
Gambar dibawah ini:
adalah 90 % * VCC atau (+Vsat), jika Vin < Vref, maka
VCC 5V
tegangan output (Vo) dari U1A
V in
komparator adalah 90% * -VCC
4093BP_5V
atau (–Vsat).
C1 4F
50kΩ 50% Key=A
2.8 Osilator[6]
yang
Osilator adalah suatu rangkaian
Gambar 2.11 Rangkaian osilator
menghasilkan
RC
amplitudonya
keluaran
berubah-ubah
yang
Proses kerja dari osilator
secara
periodik dengan waktu. Keluarannya
RC
bisa
kapasitor
berupa
gelombang
sinusoida,
adalah
Pada
belum
awalnya, bermuatan
gelombang persegi, gelombang pulsa,
sehingga tegangan adalah nol.
gelombang segitiga atau gelombang
Pada saat kaki pertama dari
gigi gergaji. Proses perancangan alat ini
osilator ada tegangan masuk
hanya
menggunakan
(Vin),
karena
gelombang
Osilator
RC
sehingga
tegangan
yang
keluaran dari osilator tersebut
persegi.
menjadi tinggi karena prinsif
Rangkaian osilator RC membutuhkan
dari gerbang NAND adalah, jika
tahanan (R) dan kapasitor (C). Osilator
kaki pertam tinggi dan kaki
ini sangat mudah untuk dibangun
kedua rendah (pada RC), maka
namun memiliki ketelitian frekuensi
keluaran yang dihasilkan adalah
yang rendah. Rangkaian osilator RC
tinggi.
diinginkan
keluaran
gelombang
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Karena
tegangan Page 7
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
keluaran tinggi, maka arus akan
Dibawah ini bentuk gelombang
mengalir
yang dihasilkan pada rangkaian
dari
menuju
ke
kapasitor C melalui tahanan R
osilator RC.
variabel. Arus ini akan mengisi kapasitor
sehingga
tegangan
akan naik perlahan-lahan secara eksponensial
hingga
dengan
tegangan
disebut
dengan
Vin
sama yang
pengisian
kapasitor. dimana pada kondisi tegangan kaki 1 (Vin) sama dengan kondisi kaki 2 pada osilator RC, maka tegangan Gambar 2.12 Bentuk gelombang
keluaran dari osilator ini dalam keadaan
rendah,
tegangan masuk dan keluar
Karena
dengan inverting
tegangan yang masuk melalui resistor rendah, sehingga tidak
2.8.1 Multivibrator Multivibrator
adanya arus masuk ke kapasitor maka
kapasitor
pengosongan.
mengalami
Proses
tidak
adanya arus yang masuk ke kapasitor karena tidak adanya tegangan
melalui
variable
ini
resistor dinamakan
pengosongan kapasitor. Proses pengisian kapasitor
dan ini
menerus
pengosongan berjalan
selama
terus adanya
tegangan pada kaki 1 yaitu sebagai tegangan control pada osilator RC.
sirkuit
elektronik
adalah yang
sebuah
digunakan
untuk bermacam macam sistem dua keadaan seperti osilator, pewaktu, dan register. Ini bercirikan dua peranti penguat (transistor, tabung hampa, opamp, dll) yang dikopel-silang oleh jaringan resistor dan kapasitor. Bentuk paling umum adalah tipe takstabil yang menghasilkan
gelombang
persegi.
Multivibrator berasal dari istilah yang digunakan oleh William Eccles dan F.W. Jordan pada tahun 1919 untuk sirkuit tabung hampa yang dibuatnya.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 8
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Ada tiga jenis sirkuit multivibrator,
Karena letaknya yang dekat
yaitu:
dengan katoda, bisa juga pin 1. Multivibrator astable
gate ini disebut pin gate katoda
2. Multivibrator bisable
(cathode gate). Dibawah ini
3. Multivinrator monostable
gambar simbol SCR.
Karena pada perancangan alat ini hanya menggunakan multivibrator astabil (astable multivibrator) yang sudah dalam satu paket IC maka pada bab dua ini hanya akan membahas multivibrator astable menggunakan IC 4093. Multivibrator
Astable
adalah
multivibrator yang tidak mempunyai keadaan
stabil.
Multivibrator
akan
Gambar 2.18 Struktur SCR
berada pada salah satu keadaan sesaat
Melalui kaki (pin) gate tersebut
dan kemudian berpindah ke keadaan
memungkinkan komponen ini di
lain selama sesaat pula. Keluaran
picu menjadi ON, yaitu dengan
berosilasi di antara dua keadaan tinggi
memberi arus gate.
dan rendah ditentukan oleh parameter
dengan memberi arus gate Ig
rangkaian dan tidak memerlukan pulsa
yang
masukan. Oleh karena itu, multivibrator
menurunkan tegangan breakover
astable disebut juga multivibrator yang
(Vbo)
bergerak bebas.
tegangan ini adalah tegangan
semakin
sebuah
Ternyata
besar
SCR.
dapat
Dimana
minimum yang diperlukan SCR
2.11 SCR[1]
untuk menjadi ON. Sampai pada SCR
dari
suatu besar arus gate tertentu,
Rectifier.
ternyata akan sangat mudah
SCR akan bekerja jika memberi
membuat SCR menjadi ON.
arus pemicu (gate) lapisan P
Bahkan
yang dekat dengan katoda. Yaitu
forward yang kecil sekalipun.
Silicon
singkatan
Controlled
dengan
tegangan
dengan membuat kaki gate pada PNPN seperti pada gambar 2.18. Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 9
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Misalnya 1 volt saja atau lebih
Perbedaan dari SCR dan TRIAC adalah
kecil lagi.
pada SCR, pada saat SCR ON, maka arus yang mengalir hanya satu arah
Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkan SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar 2.18, tegangan ini adalah tegangan Vbe pada transistor. VGT seperti halnya Vbe,
sedangkan pada TRIAC, arus yang mengalir ada dua arah yang berlawanan dan persamaan dari TRIAC dan SCR adalah, proses berkerjanya SCR dan TRIAC sama – sama berkerja saat adanya pemicu pada Gate. Berikut ini gambar simbol dari TRIAC.
besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar 2.19. Sebuah SCR diketahui memiliki IGT = 10 mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar : Gambar 2.20 Gambar simbol dari TRIAC 2.12 Optocoupler[10] Optocoupler penggabungan Gambar 2.19 Contoh rangkaian SCR Vin = Vr + VGT
dibentuk sebuah
dari sumber
cahaya dengan fototransistor. Dioda cahaya
sebagai
sumber
cahaya
dipasang langsung dengan sumber tegangan. Keluaran sumber cahaya
Vin = (10 mA * 420) + 0,7
akan
berbanding
tegangan Vin = 4,9 V Jika telah memahami prinsip
cahaya.
lurus
masukan Dioda
pada
cahaya
dengan dioda sebagai
masukan bisa terdiri atas satu atau
kerja dari SCR, maka kita dapat
beberapa
memahami prinsip kerja dari TRIAC.
menambah
buah
dioda
intensitas
untuk cahaya,
demikian pula dengan jenis cahaya
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 10
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
yang dipakai bisa cahaya infra
SCR,
merah atau cahaya tampak mata.
Kombinasi yang bermcam-macam dari
Bagian
optocoupler
elemen-elemen ini menghasilkan variasi
dengan
yang luas dari karakteristik input,
yang
karakteristik output dan karakteristik
fototransistor
kopel. Pada pembahasan ini hanya
keluaran
berkembang kemajuan semula
seiring aplikasi.
berupa
Dari
atau
NPM : 10406646
rangkaian
pada
foto
diode.
berkembang menjadi fotothyristor
dibatasi
optokopler
yang
dan optoisolator TRIAC.
menggunakan input IRED (infrared LED), LED yang memancarkan cahaya infra merah dan sebagai detektornya berupa foto triac. Pengaturan emitter dan detektor melalui medium terisolasi seperti yang telah diuraikan diatas mengizinkan
perpindahan
informasi
dari satu rangkaian yang mengandung emiter
ke
rangkaian
lain
yang
mengandung detektor. Karena informasi ini dilewatkan secara optic melintasi Gambar 2.21 Fototransistor Optocoupler Optokopler
atau
dalam satu arah sehingga detektor tidak optoisolator
adalah suatu piranti yang terdiri dari sedikitnya
satu
emitter
celah isolasi, maka perpindahan terjadi
(pemancar
cahaya) yang mengkopel secara optic terhadap foto-detektor melalui semacam medium terisolasi. Emiter atau piranti pemancar cahaya dapat berupa sebuah lampu pijar, lampu neon atau LED. Medium isolasi dapat berupa udara, gelas, plastik atau fiber optik. Detektor dapat berupa fotokonduktor, foto dioda, foto transistor, foto FET, foto triac, foto
dapat mempengaruhi rangkaian input. Hal
ini
penting
dikendalikan
karena
oleh
emitter rangkaian
bertegangan rendah yang menggunakan gerbang
logika,
sedangkan
output
fotodetektor boleh jadi bagian dari tegangan
tinggi
DC
atau
bahkan
rangkaian AC. Isolasi optik mencegah interaksi
atau
kerusakan
terhadap
rangkaian input yang disebabkan oleh perbedaan
relatif
rangkaian
output.Kemasan isolator yang paling
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 11
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
umum
memiliki
enam-pin.
Pada
berdasarkan
NPM : 10406646
pada
prinsip
dari
konfigurasi ini, pin 1 dan pin 2
pendeteksian cahaya ( Infra merah)
umumnya dihubungkan dengan emiter,
pada kaki 1 dan 2, cahaya yang
sedangkan pin 4 dan 6 dihubungkan ke
dipancarkan tersebut di terima oleh foto
detektor. Di antara emiter dan detektor
triac, cahaya yang diterima tersebut
terdapat medium isolasi sehingga dapat
sebagai pemicu atau penyulut dari gate
dikatakan
pembatas
triac tersebut sehingga triac aktif.
terhadap
tegangan
tegangan AC
DC
karena
perancangan ini, masukannya berupa
BAB III. PERANCANGAN
DC dan keluaranya berupa AC. Secara
ALAT
fungsional optokopler mirip dengan pasangan relay mekanik karena ia menawarkan tingkatan
suatu
tinggi
isolasi
diantara
3.1 Gambaran umum
dengan
Perancangan rangkaian
terminal-
pendeteksi gas dengan
terminal input dan output. Beberapa keunggulan dari optokopler adalah:
sensor TGS 2610 Perancangan alat pendeteksi gas
a. Kecepatan operasi lebih cepat
LPG
b. Tidak ada bounce (lambungan)
membutuhkan
c. Ukuran kecil
Dibutuhkan IC regulator 7805 yang
d. Tidak mudah terpengaruh oleh
bertujuan untuk menstabilkan tegangan
getaran dan goncangan e. Tidak
ada
bagian
dengan
sensor
TGS
tegangan
2610 5Vdc.
menjadi 5Vdc, masukan dua dioda yang
ditempelkan f. Kompatibel
dengan
penyearah
yang
tegangan
bolak
sebelumnya balik
dari
kumparan
banyak
sekunder trafo 12V. Sensor TGS 2610
rangkaian-rangkaian logika dan
mendapatkan tegangan dari catudaya,
mikroprosesor
pada kaki 4 dan kaki 1 sebagai heater
g. Respon frekuensi sampai dengan 100 KHz.
yang berfungsi saat adanya gas LPG berada disekitar heater, maka heater akan
mengikat/menarik
gas
LPG
Pada perancangan ini, optocoupler
tersebut, proses terjadinya penarikan
yang digunakan detektornya adalah foto
gas LPG disekitar heater karena suhu
triac.
heater lebih tinggi terhadap suhu udara
Cara
kerja
dari
optokopler
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 12
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
di sekitar heater. Dengan adanya gas
kaki 4 IC 4093 masuk ke kaki basis
LPG pada heater mengakibatkan pada
transistor
kaki
transistor
3
dan
2
(RS),
hambatanya
yang aktif,
mengakibatkan dengan
aktifnya
menurun. Pada kaki 3 dihubungkan ke
transistor yang sebelumnya pada kaki
5Vdc dan kaki 2 dihubungkan ke
kolektor dihubungkan pada buzzer dan
resistor 1K, titik antara kaki 2 dan kaki
kaki emitter dihubungkan ke ground
resistor tersebut
yang
dihubungkan pada
mengakibatkan
buzzer
masukan non inverting komparator 1
mendapatkan ground pada (-) dan (+)
dan komparator 2. Tegangan sebelum
dihubungkan
adanya gas antara kaki 2 dan resistor 1K
mengeluarkan bunyi putus-putus degan
adalah
mengalami
tempo yang sangat cepat pengaruh dari
peningkatan, jika hambatan pada kaki 3
pengisian dan pengosongan kapasitor
dan 2 (RS) mengalami penurun. Saat
yang melalui resistor variable. Saat
tegangan semakin lama semakin naik
kebocoran gas LPG semakin lama
melebihi dari tegangan referensi dari
semakin meningkat, tegangan pada
komparator
sebelumnya
output dari sensor TGS 2610 melebihi
diberikan tegangan referensi 0,56Vdc,
tegangan referensi dari komparator 2,
mengakibatkan komparator satu aktif,
yang sebelumnya tegangan referensi
aktifnya
yang
0.09Vdc,
akan
satu
yang
komparator
tegangan
sebesar
mengeluarkan
diberikan
VCC.
adalah
Buzzer
1,04
Vdc
yang
mengakibatkan komparator 2 aktif dan
mengaktifkan LED (merah 1) sebagai
output dari komparator 2 mendapatkan
indikator bahwa komparator satu aktif
tegangan sebesar 2,95 Vdc masuk ke
dan masuk ke kaki 1 pada IC 4093 dan
dua
IC 4093 kaki 2 diberikan rangkaian RC
bertujuan agar keluaran tegangan yang
yang
yang
dihasilkan kurang lebih dari tegangan
dihasilkan menjadi gelombang persegi
VCC, sehingga transistor aktif pada
(berdenyut).
terjadinya
tegangan 4.8 Vdc pada kaki basis yang
gelombang persegi adlah pada saat
sebelumnya melalui 100Ω dan LED
pengisian dan pengosongan kapasitor
(kuning) menyala sebagai indicator
4,7 uF dan diberikan resistor variable
bahwa komparator 2 aktif. Dengan
yang berfungsi untuk mencari frekuensi
tegangan
bertujaun
2,92Vdc
ke
agar
Proses
output
buah
gerbang
4,8Vdc
dari
NAND
basis
yang
yang
yang kita ingin. Setelah tegangan dari
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 13
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
melalui
100Ω,
akan
menjenuhkan
NPM : 10406646
transistor, sehingga dapat diperoleh arus
basis sebesar 41 mA dan tegangan pada kaki kolektor sebesar 4,9 melalui 10Ω sehingga didapat arus kolektor sebesar 440 mA. Berdasarkan teori penjenuhan keras, dimana arus kolektor 10:1 terhadap arus basis. tegangan yang diperoleh keluaran dari emitter sebesar 4.3 Vdc masuk melalui resistor 100Ω ke kaki 1 dari MOC 3041. Tegangan yang masuk ke kaki 1 pada MOC 4031, dan kaki 2 menuju ke anoda LED menyala yang bertujuan memberikan indikator bahwa led infra merah pada MOC 3041 tersebut aktif. Cahaya infa merah menyala sebagai transmitter dan diterima oleh foto triac. Foto triac dalam kondisi aktif karena Gate pada foto triac mendapatkan arus trigger dari cahaya yang dipancarkan pada infra merah. Sehingga tegangan +220 VAC melalui kaki resistor 390Ω menuju kaki 3 ke 2 dan melalui 330Ω, sehingga arus yang melalui 330Ω menyulut gate dari triac (Q4008LT) sehingga SCR aktif dan motor Ac mendapatkan + 220 VAC dan mendapatkan netral sehingga motor pompa air menyala, dan menyemprotkan air.
Dibawah ini adalah blok diagram dari rancang bangun alat pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610
CATU DAYA
KOMPARATOR I
MULTIVI BRATOR ASTABLE
KOMPARATOR II
NAND GATE
BUZZER
SENSOR TGS 2610
SAKLAR ELEKTRONIS
MOTOR AC
Gambar 3.1 Blok diagram rancang bangun Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 14
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
3.2 Blok rancangan kontruksi penempatan sensor, Dibawah ini merupakan rangkaian
rangkaian
pendeteksi
gas
LPG, motor pompa AC (aquarium).
sebagian dari rancang bangun pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610:
Dari
blok
rancangan
konstruksi penempatan sensor TGS VCC 5V
2610, rangkaian pendeteksi gas LPG
Buzzer 1kΩ
5
3
14
VR1
100Ω
3
2
R1 560Ω
12LM339AD
50kΩ
9013
1
560Ω
8
dan motor AC dibawah ini, dimana
4
6
R3
9
sensor TGS 2610 diletakkan terpisah dari rangkaian, yang bertujuan agar
50kΩ VR3
proses penciuman akan lebih akurat 4.7µF
Dari Sensor 4.7kΩ 1kΩ
diletakkan pada regulator. Daerah
10Ω
3 11
8
13
560Ω
10 12
10
9
12 13
100Ω
menggunakan kotak sebesar ukuranya
BD139
LM339AD MOC 3041
50kΩ VR2
disekitar regulator tersebut ditutup
11
100Ω
V2
560Ω
220 Vrms 60 Hz 0°
6 390Ω 4.7kΩ
Q4008LT
2
1
4 2
1
3
330Ω
bocor, dengan cepat terdeteksi oleh sensor TGS 2610 karena ruang gerak
S1 M
ZERO CROSS CIRCUIT
yang bertujuan jika ada gas LPG yang
dari gas yang bocor tersebut telah
MOTOR
dibatasai. Dibawah ini adalah blok diagram dari penempatan sensor, rangkaian sensor tgs 2610 dan motor
Gambar 3.2 Rangkaian sebagian
AC (pompa aquarium) dan wadah air.
dari rancang bangun alat pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 15
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Sensor TGS 2610
Tempat Sensor
Elpiji 3KG
Motor AC
Rangkaian pendeteksi gas
Gambar 3.3 Blok rancangan kontruksi penempatan sensor, rangkaian. pendeteksi gas LPG, motor pompa AC (aquarium) + wadah berisi air.
Berikut ini gambar fisik dari penempatan alat pendeteksi gas LPG dan penempatan sensor TGS 2610: 1.
Gambar 3.4 Penempatan secara fisik alat pendeteksi gas LPG.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 16
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Gambar 3.4 terdiri dari tabung gas LPG 3 KG, wadah air untuk penyedotan air pada motor AC (pompa aquarium), alat pendeteksi gas LPG dengan sensor terletak terpisah yang ditempatkan pada regulator tabung gas LPG.
2.
Gambar 3.5 Penempatan sensor TGS 2610 pada regulator. Gambar diatas merupakan penempatan sensor gas LPG pada regulator tabung gas 3 KG, dimana ditutupi oleh potongan tabung air minum yang bertujuan agar gas yang keluar akan cepat dideteksi oleh sensor TGS 2610 karena adanya pembatasan ruang saat gas LPG mengalami kebocoran.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 17
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
3.
Gambar 3.6 Paket kotak alat pendeteksi gas LPG. Pada gambar diatas merupakan paket kotak yang tediri dari PCB dari rangkaian alat pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610, Trafo 500 mA CT, switch On/Off , stop kontak. Panjang
=
26 cm
Lebar
=
19 cm
Tinggi
=
8.5 cm
4.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 18
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Gambar 3.7 Potongan tabung minuman penempatan sensor TGS 2610. Gambar 3.6 merupakan gambar potongan tabung minuman, dimana ditengahtengahnya diberikan lubang yang seukuran sensor TGS 2610. Panjang
= 9 cm
Lebar
= 9 cm
Tinggi
= 7cm
3.3 Rangkaian Catu Daya Rangkaian catu daya ini terdiri dari beberapa komponen yaitu trafo 500 mA CT, dua dioda (14N002), IC regulator 7805 dan dua kapasitor 1000 uF dan 4700 uF
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 19
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
MC78L05ACP LINE VOLTAGE
VREG
COMMON
220 Vrms 60 Hz 0° TS_POWER_VIRTUAL
1N4002 CT
1000µF
4700F
1N4002
F
Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya Dimana berdasarkan gambar
pada
kumparan
primer
akan
di
rangkaian diatas menerangkan bahwa
turunkan menjadi 12 V yang masih
pada saat trafo mendapat tegangan
dalam keadaan arus bolak balik pada
220 V dari sumber tegangan PLN
kumparan sekunder. Untuk mengubah
tegangan 12 V dari kumparan
Tegangan
dari
dua
dioda
sekunder ini, penulis menggunakan
tersebut di filter oleh kapasitor (1000
dua dioda untuk mengubah tegangan
uF)
AC dari kumparan sekunder tersebut
ripple yang kecil. Dalam perancangan
menjadi tegangan searah. Dimana
ini membutuhkan tegangan 5 Vdc,
prinsip kerja dari dioda tersebut
maka
menyearah tegangan dari kaki anoda
kapasitor tersebut di stabil dengan IC
menuju kaki katoda dan kaki CT
7805
sebagai commond ground. Diberikan
berfungsi
dua dioda pada saat penyearahan
tegangan menjadi 5Vdc. Tegangan
bertujuan
yang telah dihasilkan dari IC 7805
untuk
gelombang penuh.
memperoleh
untuk
tersebut
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
memperoleh
tegangan
tegangan
dikeluarkan
(voltage untuk
regulator)
dari
yang
menstabilkan
melewati
Page 20
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
kapasitor kembali (2200 uF), guna untuk menghasilkan tegangan ripple
kecil
karena
Dimana:
NPM : 10406646
RS
= Resistansi sensor
(0, 68 – 6, 8 KΩ)
rangkaian
VCC = Tegangan masuk
penyearah yang baik adalah rangkaian
VRL = Tegangan output
yang tegangan ripplenya kecil.
referensi dari sensor
3.4 Rangkaian Sensor TGS 2610
VH
= Tegangan heater
PH
= Daya heater
Dimana pada perancangan pendeteksi gas ini, menggunakan RL sebesar 1 KΩ, VCC sebesar 5 VDC. Prinsip kerja dari sensor ini adalah saat sensor mendeteksi gas LPG (propana dan butana), maka gas LPG yang disekitar heater di ikat, proses pengikatan gas LPG tersebut terjadi saat suhu udara disekitar heater lebih kecil dibandingkan Gambar 3.9 Rangkaian Sensor TGS 2610
suhu pada heater itu sendiri, maka terjadinya pengikatan gas LPG yang berada diheater tersebut, dengan adanya
Pada gambar 3.9 menjelaskan
gas LPG, mengakibatkan hambatan (RS)
dimana kaki 4 dan 1 sebagai heater dan
pada kaki 3 dan 2 menurun karena sesuai
kaki 3 dan 2 sebagai resistansi sensor
dari data sheet, semakin pekatnya gas
yang dapat diperoleh rumus:
LPG yang terdeteksi maka hambatan semakin menurun dan mengakibatkan tegangan antara kaki 2 dan resistor 1KΩ semakin meningkat.
3.5 Rangkaian komparator pada LM339 Pada LM339 terdiri dari 14 pin
dimana
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
masing
masing
pin Page 21
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
memiliki fungsi yang berbeda-beda.Pin input (+) antara lain: 5,7,9,11.pin (-) antara lain: 4,6,8,10.pin output antara lain: 1,2,13,14 dan pin VCC dan groundnya adalah 3, 12. Berikut ini adalah connection diagram dari LM339
Gambar 3.10 Connection Diagrams LM 339 Dibawah ini adalah rangkaian dari komparator 1 dan komparator 2 pada LM339.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 22
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
VCC 5V 3 9
560Ω
8
VR1
ke kaki 1 (4093)
R1
14
12LM339AD
50kΩ
R5 560Ω
Dari Sensor 4.7kΩ 3
U5D
11
R3
13
Ke kaki 8 ( 4093 )
560Ω
10 12
50kΩ VR2
LM339AD R4 560Ω
4.7kΩ
Gambar 3.11 Rangkaian komparator 1 dan 2 pada LM339. 3.5.1 Komparator 1 Perancangan ini menggunakan
komparator 1 yaitu pada kaki 6
LM339, terdapat 4 komparator di
sebesar
dalamnya, namun yang digunakan
mengaktifkan komparator 1 jika ada
hanya 2 komparator saja. Terlebih
kebocoran tabung gas LPG, dimana
dahulu
tegangan awal dari output sensor TGS
menentukan
tegangan
0,56Vdc,
agar
cepat
referensi pada input negatif pada 2610 adalah 0.09 Vdc. Untuk
5Vdc sehingga tegangan referensinya
menghasilkan tegangan referensi 0,56
dapat diatur melalui trimpot 50KΩ
Vdc, penulis memberikan 1 buah
sebesar 0,56 Vdc.
trimpot 50 KΩ dan resistor 4,7 KΩ, dimana trimpot diberikan tegangan
3.5.2 Komparator 2
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 23
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
Pada blok komparator 2 sama dengan
lain selama sesaat pula. Keluaran
komparator 1, yaitu mengatur tegangan
berosilasi di antara dua keadaan tinggi
referensi pada input negatif yaitu kaki
dan rendah ditentukan oleh parameter
8
rangkaian
LM339,
pada
dan kemudian berpindah ke keadaan
blok
pada
perancangan
NPM : 10406646
bedanya
pada
dan
tidak
memerlukan
komparator 1, tegangan referensinya
pulsa masukan. Oleh karena itu,
lebih besar daripada tegangan referensi
multivibrator astable disebut juga
komparator 1 yaitu 1,04 Vdc. Titik
multivibrator yang bergerak bebas.
tegangan refrensinya berada diantara
Pada blok ini, penulis menggunakan
trimpot 50KΩ dan resistor 1KΩ
rangkaian
dengan kondisi salah satu kaki trimpot
pembentuk
dihubungkan
sehingga output yang dihasilkan pada
pada
VCC
sehingga
dapat diatur melalui trimpot 50KΩ.
Osilator
RC
sebagai
gelombang
kotak
buzzer berbunyi putus-putus akibat dari pengisian dan pengosongan dari
3.6
Blok
multivibrator
astable
menggunakan rangkaian osilator RC Multivibrator
Astable
adalah
kapasitor.
Pada
Gambar
3.12
merupakan rangkaian osilator RC menggunakan IC 4093.
multivibrator yang tidak mempunyai keadaan stabil. Multivibrator akan berada pada salah satu keadaan sesaat
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 24
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
VCC 5V
Kontrol dari output komparator 1
1
U1A 3
2 4093BP_5V
50K C3 47µF
5
U1B
4
masuk menuju basis transistor 9013
6 4093BP_5V
50%
Gambar 3.12 Rangkaian blok osilator RC dengan kontrol dari komparator I Pada tahap perancangan osilator RC diharapkan mampu menghasilkan frekuensi yang dapat didengar oleh pendengaran manusia. Dimana, untuk memperoleh frekuensi yang diinginkan, maka penulis
keluaran dari kaki 3 dihubungkan
menggunakan trimpot 50KΩ dan
pada kaki 5 dan 6, sehingga saat
kapasitor 4,7 uF. Trimpot 50KΩ
kondisi pengisian (high), keluaran
berfungsi untuk mengatur banyak
pada kaki 4 dalam kondisi (low) dan
sedikitnya arus yang masuk pada
saat output kaki 3 pada kondisi
kapasitor 4,7uF saat pengisian dan
pengosongan kapasitor (low), maka
pengosongan. Rangkaian osilator RC
pada kaki 4 dalam kondisi (high).
akan
Proses
bekerja
saat
mendapatkan
pengisian
(high)
dan
tegangan dari output komparator I.
pengosongan (low) ini terjadi dengan
Kapasitor 4,7uF dan trimpot 50KΩ
waktu yang cepat, sesuai dari teori
dihubungkan pada kaki 2 IC 4093.
multivibrator astable, output yang
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 25
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
dihasilkan pada keadaan tinggi dan rendah tergantung dari suatu rangkaian RC.
3.7 Blok Rangkaian Saklar Elektronis
VCC 5V
Q1 Dari IC 4093 kaki 11 V2
BD139 MOC 3041 6
R3 100Ω
R2
220 Vrms 60 Hz 0°
390Ω
1
Q4008LT
LED2
MT 1
4R1 330Ω
T
MT 2
S1 +
_
M
2
MOTOR
ZERO CROSS CIRCUIT
Gambar 3.13 Blok rangkaian saklar elektronis Rangkaian saklar elektronis
infra merah, maka triac akan aktif
pada prinsipnya adalah penggabungan
akibat dari pemicu dari cahaya infra
antara rangkaian Optocoupler (MOC
merah. Triac pada optocoupler ini
3041) dengan TRIAC (Q4008LT).
sebagai driver untuk mengaktifkan
Pada
Triac
optocoupler
terdiri
dari
(Q4008LT).
Arus
yang
transmitter dan receiver berupa infra
dibutuhkan pada TRIAC Q4008LT
merah sebagai transmitter dan foto
hanya sebesar 0,05 mA.
triac sebagai receivernya. Dimana, saat foto triac menerima cahaya dari
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 26
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
DATA HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Bagian dari rangkaian pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 Berikut ini adalah bagian dari rangkaian pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 yang terdiri dari blok komparator, blok osilator dan blok sakl ar elektronis. VCC 5V Buzzer 1kΩ
5
3
14
100Ω
3
2
R1 560Ω
12LM339AD
50kΩ
9013
1
560Ω
8
VR1
4
6
R3
9
50kΩ VR3 4.7µF
Dari Sensor 4.7kΩ 1kΩ
10Ω
3 11
8
13
560Ω
10 12
10
9
12 13
11
MOC 3041 50kΩ VR2
100Ω BD139
LM339AD
100Ω
V2
560Ω 6
4.7kΩ
Q4008LT
2
1
220 Vrms 60 Hz 0°
390Ω
4 1
3
2
330Ω
S1 M
MOTOR
ZERO CROSS CIRCUIT
Gambar 4.1 Bagian dari rangkaian peneteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 4.2 Data hasil pengukuran Blok Catu Daya Pada blok catu daya, tegangan output yang diinginkan adalah sebesar 5 VDC yang terdiri dari beberapa komponen-komponen yaitu 1 buah transformator CT step down, 2 kapasitor elektronik yaitu 1000µF dan 4700µF , dua dioda 1N4002 dan buah
IC
regulator
7805.
Dibawah
ini adalah rangkaiannya.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 27
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
U1 MC78L05ACP LINE VOLTAGE
VREG
G
COMMON
C
V1
D1
A
220 Vrms 60 Hz 0° TS_POWER_VIRTUAL B
E
1N4002 CT
D
C1 1000µF
D2
C2 4700F
1N4002
F
Gambar 4.2 Rangkaian catu daya Tabel 4.1 Hasil pengukuran rangkaian catu daya NO
TITIK UKUR
NILAI PENGUKURAN (VOLT AC/DC)
1
A-B
217 VAC
2
C–D
24,4 VAC
3
G-F
4,9 Vdc
Persentase Kesalahan
DataPerhit ungan / fisik DataPengama tan x100% DataPerhit ungan / fisik
Pada titik A–B Persentase Kesalahan
220VAC 217VAC x100% 1,38% 220VAC
Pada titik G-F Persentase Kesalahan
5VDC 4,9VDC x100% 5VDC
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
2%
Page 28
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
4.3 Data hasil pengukuran tegangan pada sensor TGS 2610 Dibawah ini merupakan rangkaian dari sensor TGS 2610 dimana kaki 4 mendapat tegangan 4,89VDC dari titik G-F pada blok catu daya
Gambar 4.3 Rangkaian sensor TGS 2610
TABEL 4.2 Hasil pengukuran dari sensor TGS 2610 sebelum dan sesudah mencium gas LPG. NO
TITIK UKUR
NILAI PENGUKURAN (VDC) SEBELUM ADA
SESUDAH ADA
GAS
GAS
1
KAKI 4 - 1
4,9
4,9
2
KAKI 2 -
0,09
0,1- 4,33
Ground
Persentase Kesalahan
DataPerhit ungan / fisik DataPengama tan x100% DataPerhit ungan / fisik
Kaki 4-1 Persentase Kesalahan
5VDC 4,9VDC x100% 5VDC
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
2%
Page 29
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Tegangan VRL
Diket : Rs = 100KΩ R1KΩ = 1 KΩ Vcc = 5 Vdc
Persentase Kesalahan
DataPerhit ungan / fisik DataPengama tan x100% DataPerhit ungan / fisik
Persentase Kesalahan
0,05 0,09VDC x100% 1.75% 0,05VDC
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 30
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
4.4 Data hasil pengukuran blok Komparator dan Osilator Dibawah ini merupakan rangkaian antara blok Komparator (I, II) VCC 5V Buzzer 1kΩ
5
3
14
9013
100Ω
3
2
50kΩ VR3
B
A
H
R1 560Ω
12LM339AD
50kΩ
F1
560Ω
D
8
VR1
4
6
R3
9
4.7µF
Dari Sensor 4.7kΩ 1kΩ
10Ω
3
G
11
8
13
E 560Ω
10 12
10
9
12 13
100Ω BD139
LM339AD MOC 3041
50kΩ VR2
I
11
J
100Ω
V2
M
560Ω 6
C K
1
Q4008LT
2
4.7kΩ
220 Vrms 60 Hz 0°
390Ω
4 1
3
2
330Ω
S1 N M
L ZERO CROSS CIRCUIT
MOTOR
Gambar 4.4 Blok komparator, blok osilator dan blok salkar elektronis
Tabel 4.3 Hasil pengukuran dari blok komparator 1 dan komparator 2, blok saklar elektronis NO
TITIK UKUR
NILAI PENGUKURAN (VDC)
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 31
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
SEBELUM ADA
SESUDAH ADA
GAS
GAS
1
A
0,09
0,10 – 4,33
2
B
0,56
0,56
3
C
1,04
1,04
4
D
0
2,92
5
E
0
2,95
6
F
0
2,92
7
G
0
2,95
8
H
0
1,6
9
I
0
4,8
10
J
0
4,3
11
K
0
4,3
12
L
0
1,97
13
M - Netral
0
217 VAC
14
N - Netral
0
217 VAC
Blok Komparator Pada titik B dan C merupakan Vref dari komparator 1 dan komparator 2, sehingga harga dari hambatan variable pada komparator 1 dan komparaot 2 dapt di hitung dengan cara sebagai berikut: Komparator 1 Diket: Vref = 0,56VDC
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 32
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Komparator 2 Diket: Vref =1,04VDC
Blok Osilator Pada blok osilator ini terdiri dari rangkaian RC yang bertujuan memperoleh gelombang persegi dari pengisian dan pengosongan kapasitor yang diatur oleh hambatan variabelnya. Berikut ini gambar data yang diperoleh dari oscilloscope terbentuk nya gelombang persegi dari proses pengisian dan pengosongan kapasitor yang melalui hambatan variable.
Gambar 4.5 Gelombang persegi pada osilator astable multivibrator Untuk mencari frekuensi pada osilator RC, maka terlebih dahulu kita harus mengetahui waktu pengisian dan pengosongan kapasitor.
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 33
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
Berikut ini akan dibahas cara pencarian frekuensi osilator RC berdasarkan teori pada BAB II: Diket : R = 6KΩ C = 4,7 uF Vp = 2,9 Vdc Vn = 2,2 Vdc Dicari : t1, t2, T , dan F…?? Jawab : t1(pengisian)
= Rc ln (VDD-Vn) / (VDD – Vp) = 6000 * (4,7 * 10^-6) ln (5-2,2) / ( 5 – 2,9 ) = 7,3 mA
t2(pengosongan)
=
Rc ln (Vp/Vn)
= 6000 * (4,7 * 10^-6) (2,9-2.2) = 9 mA T = t1+t2 T = 7,3 mA + 9 mA T = 16,3 mA
Maka F = 1/T = 1/ (16* 10 ^ -3) = 61, 34 Hz Jadi frekuensi yang dihasilkan dari osilator RC pada saat adanya kebocoran gas LPG adalah 61,34 Hz kerja dari sensor TGS 2610 jika ada gas maka output buzzer berbunyi, setelah 2
PENUTUP 5.1 Kesimpulan
detik sedangkan pada output motor ac
Pada penelitian ini telah brhasil merancang
dan
membangun
alat
pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610. Dari pengujian menjelaskan hasil
(pompa aquarium) aktif setelah 4 detik 5.2 Saran Sensor jenis TGS 2610 mempunyai jarak penciuman yang kurang baik
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 34
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua
NPM : 10406646
dikarenakan sensor akan bisa bekerja
kemungkinannya ada kebocoran gas.
dengan baik, jika gas yang dideteksi
Disarankan memasang lebih darisatu
menyentuh atau menempel pada bahan
sensor pada daerah yang kemungkinan
semikonduktor yang ada pada sensor
adanya kebocoran.
tersebut,
sehingga
dianjurkan
untuk
sensor
ditempat
yang
memasang
[6]http://wahyukr.staff.gunadarma.ac.id/ DAFTAR PUSTAKA
Downloads/files/9613/5._Osilator.pdf, Maret, 2011
[1] Albert Paul Malvino, Ph.D., Diktat
[7] Tias Harfiansyah Akbar, Pendeteksi
kuliah Aproksimasi Rangkaian
Kebocoran
Semikonduktor Edisi ke empat, 1994
Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS
[2] Wasito S dan B hernawan Diktat
2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52
kuliah Teknik Digital, 1994
Maret, 2011
[3] Soepono Soeparlan dan Umar Yahdi,
[8]
Diktat kuliah Teknik Rangkaian Listrik
Maret, 2011
jilid 1, Jakarta, 1995
[9] Muhammad Muhsin, Elektronika
[4] http://id.wikipedia.org/wiki/Elpiji,
Digital, mei 2004
Maret, 2011
[10]http://elektronika-
[5]
elektronika.blogspot.com/2007/03/sensor-
http://yosmedia.blogspot.com/2002/02/tra
optocoupler.html, Maret 2011
Tabung
Gas
Dengan
http://www.datasheetcatalog.com/,
nsformator-center-tap-trafo-ct.html, Maret 2011
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Page 35