Pengertian Sensor Gas 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. Sensor AF 30 dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Sensor AF 30

prinsip kerja Sensor Gas AF-30

Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor AF-30 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 dari sensor AF-30 ini, maka dapat mendeteksi adanya asap di suatu ruangan. Sensor ini dapat mendeteksi secara akurat gas dengan merasakan unsur yang terkena untuk satu sisi suatu keramik substrate. Didalamnya mempunyai sejumlah suatu penyerap keramik untuk perlindungan melawan terhadap debu atau gas yang tidak diketahui. Rangkaian dasar sensor Gas AF30 dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian Dasar Sensor AF-30

Heater pada sensor ini berfungsi sebagai pemicu sensor untuk dapat mendeteksi target gas yang diharapkan setelah diberi tegangan 5V. Sehingga dua element logam (2 dan 4) akan bekerja. Dan diantara dua elemen 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 atau mengecil. Saat tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dari 2 ke 4 sehinga output tegangan sensor akan besar.

Karakteristik Sensor AF-30

Gambar 3. Grafik Tingkat Sensitifitas Sensor AF-30 Terhadap Gas

Dari grafik pada gambar 3 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 1K ohm maka resistansi sensor (RS) pada saat udara bersih adalah 10K ohm.

Rgas/Rair = 1000Ω / 10000Ω = 0,1Ω

Dari perhitungan diatas serta menurut grafik pada gambar 3, jika Rgas/Rair=0.1 maka konsentrasi gas Hydrogen pada udara adalah sekitar 10ppm. Untuk mengetahui besarnya resistansi sensor (RS) saat udara bersih dapat dihitung menggunakan:

RS = (Vc−Vout / Vout) x RL

Sebagai contoh jika Vout pada saat udara bersih adalah 2,8V dan RL yang digunakan adalah 10K ohm, maka dengan rumus diatas diperoleh RS saat udara bersih (Rair) adalah

RS= (5𝑣−2,8𝑣 / 2,8𝑣) x 10Kohm = 7857,14 ohm

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh RL=10Kohm, RS saat udara bersih (Rair) adalah 7857 ohm dengan Vout saat udara bersih = 2,8V. Dengan melihat grafik gambar 3dan 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 3 Rgas/Rair = 0,29 maka:

Rgas/Rair = 0,29
Rair = 7857ohm
Rgas = Rair x (Rgas/Rair)
= 7857ohm x 0,29
= 2279ohm

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 = 2279 ohm
Vc = 5V
RL = 10Kohm
Vout = 𝑅𝐿 / (𝑅𝑔𝑎𝑠 + 𝑅𝐿) x Vc
= 10𝐾𝑜ℎ𝑚 / (2279𝑜ℎ𝑚 + 10𝐾𝑜ℎ𝑚) x 5v
= 4,072v

Jadi nilai Vout pada saat sensor mendeteksi nilai konsentrasi Hydrogen 10ppm adalah sebesar 4,072V. Sensor AF 30 terbuat dari bahan thick film element, lebih sedikit ketergantungan pada temperatur, 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.

Gambar 4. Sensitifity characteristics

Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor DC

Gambar 5. Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor DC

Pada Gambar 5 sensor Gas AF30 berfungsi sebagai penggerak motor DC. Prinsip kerja Gambar 5 adalah output dari sensor Gas AF30 di masukkan rangkaian driver motor DC, sehingga jika sensor Gas AF30 mendeteksi adanya gas karbon dioksida maka motor DC akan berputar. Semakin lama sensor Gas AF30 mendeteksi adanya gas karbon dioksida maka output-nya semakin besar dan putaran motor DC semakin cepat.

Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor servo

Gambar 6. Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor servo

Pada Gambar 6 sensor Gas AF30 berfungsi sebagai penggerak motor servo. Prinsip kerja Gambar 6 adalah output dari sensor Gas AF30 di masukkan ke multivibrator astabil yang berfungsi sebagai penggerak motor servo dengan mengatur kapasitansi pada IC 555. Sehingga jika sensor Gas AF30 mendeteksi adanya gas karbon dioksida maka motor servo akan berputar beberapa derajat. Semakin lama sensor Gas AF30 mendeteksi adanya gas karbon dioksida maka outputnya semakin besar dan kapasitansi pada multivibrator astabil akan semakin besar.

Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor stepper

Gamabr 7. Implementasi sensor Gas AF30 dengan motor stepper

Pada Gambar 7 sensor Gas AF30 berfungsi untuk menggerakan motor stepper. Prinsip kerja Gambar 7 adalah output dari sensor Gas AF30 dimasukkan multivibrator astabil yang berfungsi menggerakkan motor stepper dengan mengatur nilai kapasitansi. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari driver motor stepper yang berupa dua D flip-flop yang nantinya akan mengatur perputaran motor stepper

Implementasi Sensor Gas dengan Sistem Kendali ON/OFF dan Analog

Gambar 8a. Implementasi sensor Gas AF30 dengan sistem kendali analog

Pada Gambar 8 (a) sensor Gas AF30 berfungsi untuk menyalakan buzzer. Prinsip kerja Gambar 8 (a) adalah output dari sensor Gas AF30 dimasukkan ke rangkaian buzzer sehingga buzzer akan berbunyi.

Gambar 8b Implementasi sensor Gas AF30 dengan sistem kendali ON/OFF

Pada Gambar 8 (b) sensor Gas AF30 berfungsi untuk menyalakan buzzer. Prinsip kerja Gambar 8 (a) adalah output dari sensor Gas AF30 dimasukkan ke rangkaian komparator yang berfungsi sebagai pembanding. Output dari rangkaian komparator selanjutnya dimasukkan ke driver relay yang berfungsi sebagai saklar sehingga buzzer akan berbunyi. Jika output sensor Gas AF30 lebih besar dari rangkaian komparator maka buzzer akan berbunyi dan sebaliknya.

Abdurrahman Rasyid, S.Pd.

Lulusan Teknik Elektro yang hobi ngoprek komputer, gadget, dan traveling

Pengertian Sensor Gas AF-30