Alat Pendeteksi Getaran/Gempa dan Percikan Api ( Vibration Sensor SW420 dan Flame Sensor )

1. Tujuan 

•  Mengetahui dan memahami sensor vibrasi SW420

•  Mengetahui prinsip kerja sensor vibrasi SW420

•  Mampu membuat rancangan sensor lm35 di Proteus
•  Mengaplikasikan sensor vibrasi SW420 dalam peringatan keamanan gedung

2. Alat dan Bahan 

    a. Resistor

            

Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya. 

Cara menghitung nilai resistansi resistor dari gelang warna:

        1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama

        2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua

        3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga

        4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke 4 atau pangkatkan angka tersebut               

 

Datasheet Resistor

    b. Sensor Vibrasi SW420

         Sensor vibrasi atau sensor getaran adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran  dan akan diubah dalam ke dalam sinyal listrik.

Datasheet sensor vibrasi SW420

    c. flame sensor

    Flame sensor adalah sensor yang dirancang untuk mendeteksi dan menanggapi keberadaan api dan memungkinkan mendeteksi api. yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm.

Spesifikasi Flame sensor:

    a.Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc

    b.Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan

    c.Sudah terpackage dalam bentuk modul

    d.Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor dalam mensensing

 Konfigurasi pin flame sensor:

                Datasheet flame sensor :

    d. Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya

    e. Relay

    Relay adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar dengan menggunakan kendali listrik arus kecil. Relay memiliki fungsi sebagai saklar atau elektromagnetik switch yang mana dikendalikan oleh magnet listrik

        Konfigurasi pin relay :

        spesifikasi relay

    f. Motor DC

    Digunakan untuk output dari rangkaian dan berjalan jika sensor infrared berlogika 1

            Grafik motor DC :

    g. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

    h. Buzzer

             Buzzer listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.

Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi kisaran 1-5 KHz hingga 100 KHz untuk aplikasi ultrasound. Tegangan operasional buzzer yang umumnya berkisar 3-12 V.

   Cara Kerja Buzzer

    Tegangabn Listrik yang mengalir ke buzzer akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut akan diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh manusia.

3. Dasar Teori

    

   a) Sensor Vibrasi SW420

        Sensor vibrasi SW420 adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendteksi adanya getaran dan akan diubah ke sinyal listrik. cara kerja sensor ini dengan menggunakan satu buah pelampung logam yang akan bergetar di tabung yang berisi 2 elektroda ketika sensor menerima getaran. Terdapat 2 output digital (0 dan 1) dan analog output.

Karakteristik Sensor Vibrasi SW420

    - Tegangan operasi 3,3 V hinggan 5V DC

    - LED menunjukkan keluaran dan daya

    - Desain berbasis LM393

    - Mudah digunakan dengan mikrokontroler atau IC digital/analog normal

    - Dengan lubang baut untuk memudahkan pemasangan

Grafik Respon

        b) flame sensor

                Sensor ini sensitiv terhadap api dan radiasi. Biasanya digunakan pada rangkaian alarm kebakaran atau kejuaraan robot pendeteksi kebakaran. Dapat mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang dalam jarak tertentu

Spesifikasi:

a. Mendeteksi cahaya dengan rentang panjang gelombang 760-1100 nm

b. Jarak deteksi : 20cm (4.8V) hingga 100 cm (1V)

c. Sudut deteksi : 60°

d. Tegangan operasi : 3.3-5V

e. Tegangan keluaran : analog

            Respons terhadap nyala api yang terdeteksi bergantung pada pemasangan, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar (seperti propana atau saluran gas alam), dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran. Ketika digunakan dalam aplikasi seperti tungku industri, perannya adalah untuk memberikan konfirmasi bahwa tungku bekerja dengan benar; dalam hal ini mereka tidak melakukan tindakan langsung di luar memberi tahu operator atau sistem kontrol. Detektor api seringkali dapat merespon lebih cepat dan lebih akurat daripada detektor asap atau panas karena mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi nyala api.

Grafik respon sensor : 

Temperatur terus naik akibat proses perpindahan kalor melalui udeara sehingga sensor dapat menyerap kalor yang di pancarkan oleh api sehingga semakin lama api menyala semakin panas temperatur pada ruangan tersebut . dan disini semakin dekat jarak sensor dengan api maka semakin tinggi yang dibaca oleh alat ukur sensor begitu sebaliknya jika semakin jauh sensor dengan jarak api maka pembacaan oleh alat ukur maka kecil .

4. Prosedur Percobaan

• Buka aplikasi proteus
• Siapkan alat dan bahan pada library proteus
• Pilih komponen yang dibutuhkan komponen dioda, resistor, sensor vibrasi sw420, ground, buzzer, logicstate, flame sensor
• Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan 
• Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
• Jalankan simulai rangkaian

5. Rangkaian Simulasi 

Ketika sensor tidak mendeteksi objek

Jika sensor vibrasi mendeteksi getaran maka sensor berlogika 1 dan jika flame sensor tidak mendeteksi percikan api maka sensor berlogika 0.

Ketika sensor vibrasi mendeteksi getaran dan flame sensor mendeteksi percikan api maka kedua sensor berlogika 1.

    Prinsip Kerja

        

        Ketika logicstate bernilai 1, maka sensor akan mendeteksi getaran dan arus mengalir. Arus  mengalir dari vcc menuju control voltage yang terhubung dengan kapasitor (c1). Output dari sensor terhubung ke Resistor (R1) dan lalu menuju ke Resistor (R2) dan menuju ke threshold yang mengatur agar tidak terjadinya logika low, karena jika logika low maka flip flop akan tereset. Kaki output flip flop terhubung dengan trigger yang berfungsi untuk membangkitkan gelombang kotak lalu menuju ke diode LED di kaki anoda menuju katoda untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya yang kemudian ditampilkan melalui LED. Ketika logicstate bernilai 0 maka tidak terjadi getaran dan arus tidak mengalir sehungga LED tidak menyala,

     Vibration Sensor/sensor getar  merupakan sensor yang mendeteksi getaran dan mengubahnya ke dalam betuk sinyal listrik. Dimana cara kerja sensor ini adalah dengan menggunakan 1 buah pelampung logam yang akan bergetar didalam tabung yang berisi 2 elektroda ketika modul sensor menerima getaran / guncangan. Ketika logicstate bernilai 1, maka sensor akan mendeteksi getaran dan arus mengalir. Arus  mengalir dari vcc sensor ke Output sensor yang terhubung terhubung ke Resistor (R1) dan lalu menuju ke Transistor NPN. Terukur tegangan pada output sensor sebesa 4,83V dan dari kaki Vce transistor arus mengalir menuju relay yang menyebabkan motor dc berputar sedangkan kaki vee transistor akan mengalir ke ground. Terukur tegangan pada transistor sebesar 0,87V. Jika sensor berlogika 0 maka arus listrik tidak mengalir yang mana artinya sensor tidak mendeteksi geteran pada kasus ini yaitu gempa bumi.

     Selanjutnya jika setelah terjadi gempa apabila ada timbul percikan api atau kebakaran maka sensor flame akan mendeteksinya. Pada kasus terdeteksi api oleh sensor flame maka sensor akan berlogika 1 yang mana arus akan mengalir dari output sensor menuju R2 yang mana terukur tegangan output sensor sebesar 4.12V lalu arus akan masuk ke transistor NPN.terukur tegangan di transistor sebesar 0,87V. Kaki vce pada transistor akan mengalir ke relay sebesar 12V dan arus akan masuk ke kutub negative baterai lalu menuju buzzer sehingga buzzer berbunyi. Jika tidak terdeteksi percikan api maka sensor akan berlogika 0.

6. Video 

7. Link Download

    

    Download HTML

    Download File Rangkaian Proteus klik disini

    Download Datasheet klik disini

    Library Sensor Vibrasi klik disini

    Library flame sensor klik disni 

    Download Vidio klik disini