Rangkaian Keamanan Ruangan dengan sensor Gas MQ2

1. Tujuan[Kembali] 

• Mengetahui bagaimana rangkaian sensor MQ2 bekerja
• Melatih kemampuan bekerja dengan proteus

2. Alat dan Bahan[Kembali] 

• Alat :
• Power supply (battery)

                    Battery dibutuhkan sebagai sumber daya energi agar rangkaian dapat bekerja.

• DC voltmeter

                    DC voltmeter digunakan untuk mengukur besar beda potensial pada rangkaian.

• Bahan :
• Sensor MQ2

        

Features:

• Operating Voltage is +5V
• Can be used to Measure or detect LPG, Alcohol, Propane, Hydrogen, CO and even methane
• Analog output voltage: 0V to 5V
• Digital Output Voltage: 0V or 5V (TTL Logic)
• Preheat duration 20 seconds
• Can be used as a Digital or analog sensor
• The Sensitivity of Digital pin can be varied using the potentiometer

   

• NPN Transistor



                    Spesifikasi:

*Bi-Polar NPN Transistor

*DC Current Gain (hFE) is 800 maximum

*Continuous Collector current (IC) is 100mA

*Emitter Base Voltage (VBE) is 6V

*Base Current(IB) is 5mA maximum

*Available in To-92 Package

Konfigurasi Pin :




*collector  Current flows in through collector

*base   Controls the biasing of transistor

*emitter  Current Drains out through emitter

• Resistor

                    Resistor ini digunakan pada sebagai hambatan yang resistansinya ditentukan untuk tiap-tiap cabang. Besaran yang dipakai ada 22 0hm, 500 ohm, dan 1k ohm.

• Op-Amp

                    Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

1. Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
2. Masukan pembalik (Inverting) –
3. Keluaran Vout
4. Catu daya positif +V
5. Catu daya negatif -V

• Relay




                    - Spesifikasi

* Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC

* Trigger Current (Nominal current) : 70mA

* Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC

* Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC

* Compact 5-pin configuration with plastic moulding

* Operating time: 10msec Release time: 5msec

* Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)

- Konfigurasi Pin

* Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.

* Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.

* Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.

* Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC the load remains connected before trigger.


* Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO the load remains disconnected before trigger.

• Ground

3. Dasar Teori[Kembali]

• Sensor MQ2

            Sensor MQ-2 umumnya  digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang bersifat 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:

1.      Catu daya pemanas (input pemanas): 5V AC/DC
2.        Catu daya rangkaian (input rangkaian): 5VDC
3.     Range pengukuran : 
4.     200 - 5000ppm untuk LPG, propane
5.     300 - 5000ppm untuk butane
6.     5000 - 20000ppm untuk methane
7.     300 - 5000ppm untuk  Hidrogen
8.     Output : Tegangan analog antara (0-5V)
9.     Resistansi Sensor (RS): 2KΩ - 10KΩ

 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.

Sensor MQ-2 memiliki 2 input tegangan yakni VH dan Vcc. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vcc merupakan tegangan sumber serta memiliki output yang menghasilkan tegangan berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :

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. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

• Op-Amp

            Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

            Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama.

            Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

            Pada dasarnya, kondisi Op-Amp ideal hanya merupakan teoritis dan hampir tidak mungkin dicapai dalam kondisi praktis. Namun produsen perangkat Op-Amp selalu berusaha untuk memproduksi Op-Amp yang mendekati kondisi idealnya ini. Oleh karena itu, sebuah Op-Amp yang baik adalah Op-Amp yang memiliki karakteristik yang hampir mendekati kondisi Op-Amp Ideal.

4. Percobaan[Kembali]

     - Prosedur percobaan

         1. Siapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan dari library

         2. Susun pada schematic capture

         3. Hubungkan seperti pada gambar

        4. Ubah besaran dc menjadi 5 volt, dan resistor 1 10 ohm, resistor 3 1k ohm dan pot-hg 10k ohm

         5. Run pada proteus

     - Foto Simulasi Rangkaian

Rangkaian saat logicstate berlogika 0, ditandai led mati

Rangkaian sat logicstate berlogika 1, ditandai led hidup

     - Prinsip kerja

        Ketika sensor mq 2 mendeteksi asap maka logicstate berlogika 1 outputnya alirkan tegangan ke op amp dan ke RV1 lalu dialrikan ke R1 maka tegangan mengalir ke R2 op amp disini sebagai penguat tegangan terjadi 10x penguatan. selanjutnya tegangan dialirkan ke Q1 sehingga transistor ON saat ada arus yang mengalir melewati basis , arus juga melewati emiter ke ground sehingga saat Q1 on maka arus akan mengalir colector lalu di alirkan dan dihasilkan tersebut akan menginduksi kumparan pada RL1 relay sehingga switch akan berubah posisi. Perubahan posisi switch menyebabkan rangkaian menjadi tertutup sehingga arus mengalir menuju Fan-Dc bergerak dan Buzzer berbunyi .Jika logicstate berlogika 0 maka tidak ada arus yang di aliri sehingga Q1 transistor OFF dan switch tidak akan berubah posisi maka Fan-Dc tidak bergerak dan buzzer tidak berbunyi. 

            

5. Video

    

6. Download File

         Download file HTML disini

Download file rangkaian disini

Download video disini

Download sensor MQ-2 datasheet disini

Download NPN datasheet disini

Download relay datasheet disini

Download resistor datasheet disini

Download LED datasheet disini 

Download library sensor MQ-2 disini