Sensor Gas

SENSOR GAS

Gambar 1. Bentuk Sensor Gas

Assalamualaikum Wr.Wb

Hallo sobat Gudang-Faisal. Apa kabar ? semoga sehat selalu dan selalu dalam lindungan Allah SWT. Aamiin. Kali ini saya akan memposting tentang Sensor Gas. Langsung saja…

Apa itu Sensor Gas ?

Sensor gas adalah sensor yang befungsi untuk mengukur senyawa gas polutan yang ada di udara,seperti karbonmonoksida, hidrokarbon, nitrooksida, dan lain-lain. Sudah semakin banyak dipasaran telah beredar pengindra ga semikonduktor. Tentunya dibedakan oleh sensitivitas sensor tersebut, semakin mahal maka sensitivitas semakin bagus. Pengindra gas tersebut bekerja dengan semakin tinggi konsentrasi gas maka resistansinya semakin rendah. Banyak sekali type sensor gas yang digunakan dan tersedia dipasaran, seperti sensor gas untuk mendeteksi gas LPG yaitu type TGS 2610 dan sensor gas untuk mendeteksi asap rokok yaitu type AF 30. Pada pembahsan ini yang di bahas adalah Sensor Gas Type AF 30.
Sensor AF 30 adalah sensor yang dapat mendeteksi asap rokok. Jenis sensor asap secara umum dibagi menjadi 3 macam yaitu ionization smoke detector, photoelectric smoke detector, dan air-sampling smoke detector. Perbedaan dari ketiga jenis smoke detector tersebut hanyalah pada metode deteksinya.

Prinsip Kerja

Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol. Sensor AF-30 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dsri sensor AF 30 ini, maka dapat mendeteksi adanya asap di suatu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi secara akurat gas dengan merasakan unsure yang terkena untuk satu sisi suatu keramik substrate. Didalamnya mempunyai sejumlah suatu penyerap keramik untuk perlindungan melawan terhadap debu atau gas yang tidak diketahui.

 

Gambar 2. Sensor Gas

Gambar 3. Skematik Sensor Gas

Heater pada sensor ini berfungsi sebagai pemicu sensor untuk dapat mendeteksi target gas ang diharapkan setelah di beri tegangan 5V. Sehingga dua element logam (2 dan 4) akan bekerja. Dan di antara dua element logam tersebut, terdapat ruang yang jarakya telah ditentukan. Apabila ada sensor mendeteksi gas, maka kerapatan ruang yang terdapat antara logam 2 dan 4 akan membesar / mengecil. Saat tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dari 2 ke 4 sehinga output tegangan sensor akan besar.

Gambar 4. Grafik tingkat sensitifitas sensor AF-30 terhadap gas

 

Dari grafik pada gambar diatas dapat dilihat bahwa dengan mengukur perbandingan antara resistansi sensor pada saat terdapat gas dan resistansi sensor pada udara bersih atau tidak mengandung gas tersebut (Rgas/Rair), dapat diketahui kadar gas tersebut. Sebagai contoh jika resistansi sensor (RS) pada saat terdapat gas Hydrogen adalah 1KW  maka resistansi sensor (RS) pada saat udara bersih adalah 10KW.
Rgas/Rair=1000ohm/10000ohm=0,1
Dari perhitungan diatas serta menurut grafik pada gambar 1, jika Rgas/Rair=0.1 maka konsentrasi gas Hydrogen pada udara adalah sekitar 100ppm. Untuk mengetahui besarnya resistansi sensor (RS) saat udara bersih dapat dihitung menggunakan
Sebagai contoh jika Vout pada saat udara bersih adalah 2,8V dan RL yang  digunakan adalah 10KW, maka dengan rumus diatas diperoleh RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857,14W atau 7857W. Dari hasil perhitungan diatas diperoleh RL=10KW, RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857W dengan Vout saat. udara bersih =2,8V.
Dengan melihat grafik gambar 1 dan hasil perhitungan diatas, maka nilai Vout untuk tiap-tiap nilai perbandingan Rgas/Rair dapat diketahui sehingga tingkat konsentrasi dari gas tersebut juga diketahui pula. Misalnya untuk gas Hydrogen dengan tingkat konsentrasi 10ppm, dari grafik gambar 1 Rgas/Rair @ 0,29 maka
Rgas/Rair        @ 0,29
Rair                 = 7857W
Rgas                = Rair x (Rgas/Rair)
= 7857W x 0,29
= 2279W
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh nilai Rgas pada saat konsentrasi gas Hydrogen 10ppm. Karena Rgas adalah sama dengan resistansi sensor (RS), maka berdasarkan nilai Rgas yang diperoleh tersebut, maka dari rumus mencari nilai RS, nilai Vout pada saat konsentrasi Hydrogen 10ppm dapat diperoleh:
Rgas    = 2279W
Vc       = 5V
RL       = 10KW
Maka, dapat dihitung dengan meggunakan
Jadi nilai Vout pada saat sensor mendeteksi nilai konsentrasi Hydrogen 10ppm adalah sebesar 4,072V.
KARAKTERISTIK
v  Tegangan konstan 5V
v  Sensitivitas yang tinggi

Tabel 1. karakteristik sensifitas sensor Gas

Gambar 5. Tipikal Sensitifitas Gas

Sensor AF 30 terbuat dari bahan thick film element, lebih sedikit ketergantungan pada temperature, perlawanan getaran dan goncangan superior, rangkaian pengarah sederahan. Target gas dari sensor ini adalah gas-gas yang di anggap mewakili asap, diantaranya yaitu hydrogen dan ethanol.

IMPLEMENTASI
v Dapat kita jumpai di Industri  Kimia
v Smooking area

ANALISA :

Jika Anda hendak menggunakan salah satu jenis sensor MQ ini, maka pertama, cobalah untuk membuka datasheet yang kami lampirkan pada setiap produk. Mengapa ini penting? Karena ini berhubungan dengan bagaimana sensor ini diaktifkan, dan bagaimana korelasi data keluaran dengan besaran gas yang akan Anda ukur.

Berhati-hatilah saat menghubungkannya, karena jika salah, maka sensor akan mempengaruhi keluaran sensor, atau bahkan bisa rusak seketika. Perhatikan kembali datasheet dan cara menghubungkannya dengan mikrokontroler Arduino.

Yang terpenting kedua adalah mengenai tegangan untuk mensuply internal heater. Sebagian sensor memerlukan tegangan 5V terus menerus untuk memanaskan heaternya, sebagian lagi memerlukan 2V, dan yang sebagian lagi memerlukan tegangan 5V dan 1.4V secara bergantian. Tegangan 2V dan 1.4V bisa didapat dengan menggunakan analogWrite pada pin PWM Arduino. Namun perlu diperhatikan pula (di datasheet) jumlah arus yang diperlukan untuk pemanasan tersebut. Jika lebih besar dari 40mA, maka sebaiknya menggunakan mosfet atau switching transistor, karena jika memaksakan menggunakan Arduino maka akan kelebihan beban, dan bisa membuat Arduino Anda overheating.

Sensor yang menggunakan tegangan 5V untuk supply internal heaternya, biasanya sangat cepat untuk mencapai 50-60 derajat celcius. Setelah "burn-in-time" , internal heater umumnya memerlukan waktu 3 menit untuk mencapai pembacaan yang stabil (contohnya pada MQ2). Beberapa datasheet menggunakan istilah "preheat", atau sebuah prasyarat untuk membuat pembacaan sensor lebih stabil. "burn-in-time" atau "preheat" biasanya dalam 12 hingga 48 jam. Lihat kembali datasheet untuk sensor yang bersangkutan.

MODEL	TARGET GAS	INTERNAL HEATER	DATASHEET
MQ-2	Methane, Buthane, LPG, Asap Rokok	5 Volt	Klik di sini
MQ-3	Alkohol	5 Volt	Klik di sini
MQ-4	Methane	5 Volt	Klik di sini
MQ-5	Natural Gas, LPG	5 Volt	Klik di sini
MQ-6	LPG, Propane	5 Volt	Klik di sini
MQ-7	Karbon Monoksida	5 Volt dan 1.4 Volt	Klik di sini
MQ-8	Hidrogen	5 Volt	Klik di sini
MQ-9	CO dan Gas mudah terbakar lain	5 Volt dan 1.5 Volt	Klik di sini
MQ-306	LPG, Propane	0.9 Volt	Klik di sini
MQ-307	Karbon Monoksida	0.2 Volt dan 0.9 Volt	Klik di sini
MQ-303	Alkohol	0.9 volt	Klik di sini
MQ-131	Ozone	6 Volt	Klik di sini
MQ-135	Bensol, Alkohol, Asap Rokok	5 Volt	Klik di sini
MQ-136	Hidrogen Sulfida	5 Volt	Klik di sini
MQ-137	Amonia	5 Volt	Klik di sini
MQ-138	VOC (Mellow, Benzene, Aldehyde, Ketone, Ester )	5 Volt	Klik di sini
MQ-309	CO dan Gas mudah terbakar lain	0.2 Volt dan 0.9 Volt	Klik di sini

Sekian postingan saya tentang Sensor Gas. Mohon Maaf apabila terjadi banyak kesalahan dalam penulisan karena saya masih dalam tahap belajar. Semoga apa yang saya sampaikan bermanfaat untuk pembaca khususnya sobat Gudang-Faisal. Terimakasih

Wassalamualaikum Wr.Wb

Daftar Pustaka

https://herlinawati.wordpress.com/2010/12/12/sensor-gas/

http://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors
http://english.hwsensor.com/ewebeditor/uploadfile/20110124131043217.pdf
http://calibration-gas.com/mall/co.asp