ELECTRICAL ENGINEERING

Mencegah Kebakaran di SPBU

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan

[kembali]

- merangkai rangkaian dengan menggunakan sensor flame atau api
- menguji rangkaian sensor api apabila mendeteksi api

2. Komponen

[kembali]

flame sensor

Gambar 2.1 Flame Sensor

- Led

Gambar 2.2 LED

- DC Power

Gambar 2.3 Dc power

- Buzzer DC [lebih lengkap]

Buzzer digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

- Resistor [lebih lengkap]

Resistor untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir

- Motor DC [lebih lengkap]

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion)

- Baterai 12V [lebih lengkap]

Sebagai sumber tenaga

- Transistor NPN [lebih lengkap]

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

- Ground

Hasil gambar untuk gambar ground

3. Dasar Teori

[kembali]

Kami mendapat ide untuk membuat sensor ini berdasarkan dari gambar 20.22. Gambar ini terdapat pada halaman 951 dan chapter 20,6 Sehingga disini saya ingin membuktikan bahwa api dapat dijadikan alat lacak atau biasa disebut sensor. berdasarkan suhu dan asapnya, sensor api diharapkan mampu dijadikan sebagai alat pendeteksi api yang dapat berbunyi jika terdapat kobaran api.

Pengertian Sensor

Flame detector sendiri digunakan untuk mendeteksi keberadaan api dengan memakai sensor optik. Pada prinsipnya api bisa dideteksi berdasar keberadaan spektrum cahaya infrared maupun ultra violet. Namun,ada sumber cahaya lain yang bukan api dan turut menyumbang emisi cahaya pada gelombang infrared ataupun ultraviolet,seperti kilatan petir,welding arc,metal grinding,hot turbine,reactor,dll. Sumber lain ini dapat mempengaruhi kinerja flame detector dan dapat menimbulkan alarm palsu. Untuk mencegah alarm palsu,produk flame detector saat ini menggunakan kombinasi antara pendeteksi gelombang infrared maupun ultra violet supaya tidak terjadi false alarm, biasanya orang nyebutnya UV/IR Flame Detector.

Gambar 3.1 Flame Sensor

- Detektor ultraviolet
Detektor ultraviolet (UV) bekerja dengan mendeteksi radiasi UV yang dipancarkan pada saat penyalaan. Sementara mampu mendeteksi kebakaran dan ledakan dalam 3-4 milidetik, penundaan waktu 2-3 detik sering dimasukkan untuk meminimalkan alarm palsu yang dapat dipicu oleh sumber UV lain seperti petir, pengelasan busur, radiasi, dan sinar matahari. Detektor UV biasanya beroperasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari 300 nm untuk meminimalkan efek radiasi latar belakang alami. Pita panjang gelombang UV surya buta juga mudah dibutakan oleh kontaminan berminyak.

- Near infrared (IR) array flame detector (0,7 hingga 1,1 μm), juga dikenal sebagai detektor nyala visual, menggunakan teknologi pengenalan api untuk mengkonfirmasi api dengan menganalisis radiasi IR dekat menggunakan perangkat charge-coupled device (CCD). Sensor near infrared (IR) khususnya dapat memantau fenomena nyala api, tanpa terlalu banyak hambatan dari air dan uap air. Sensor piroelektrik yang beroperasi pada panjang gelombang ini bisa relatif murah. Beberapa saluran atau sensor array pixel yang memantau api di pita IR dekat merupakan teknologi yang paling andal yang tersedia untuk mendeteksi kebakaran. Emisi cahaya dari api membentuk gambar nyala api pada saat tertentu. Pemrosesan gambar digital dapat dimanfaatkan untuk mengenali api melalui analisis video yang dibuat dari gambar IR yang dekat.

- Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.

Detektor api inframerah (IR) atau inframerah pita lebar (1,1 µm dan lebih tinggi) memantau pita spektrum inframerah untuk pola tertentu yang dilepaskan oleh gas panas. Ini dirasakan menggunakan kamera pencitraan api pemadam kebakaran khusus (TIC), sejenis kamera termografi. Alarm palsu dapat disebabkan oleh permukaan panas lainnya dan radiasi termal latar belakang di area tersebut. Air pada lensa detektor akan sangat mengurangi akurasi detektor, karena akan terkena sinar matahari langsung. Rentang frekuensi khusus adalah 4,3 hingga 4,4 μm. Ini adalah frekuensi resonansi CO2. Selama pembakaran hidrokarbon (misalnya, bahan bakar kayu atau fosil seperti minyak dan gas alam) banyak panas dan CO2 dilepaskan. CO2 panas memancarkan banyak energi pada frekuensi resonansinya 4,3 μm. Ini menyebabkan puncak dalam total emisi radiasi dan dapat dideteksi dengan baik. Selain itu, CO2 "dingin" di udara menjaga agar sinar matahari dan radiasi IR lainnya disaring. Ini membuat sensor dalam frekuensi ini "buta surya"; Namun, sensitivitas berkurang oleh sinar matahari. Dengan mengamati frekuensi kedipan api (1 hingga 20 Hz), detektor dibuat kurang sensitif terhadap alarm palsu yang disebabkan oleh radiasi panas, misalnya disebabkan oleh mesin panas.

Detektor api Triple-IR membandingkan tiga band panjang gelombang spesifik dalam wilayah spektral IR dan rasio mereka satu sama lain. Dalam hal ini satu sensor melihat rentang 4,4 mikrometer sedangkan sensor lainnya melihat panjang gelombang referensi baik di atas maupun di bawah 4,4. Ini memungkinkan detektor untuk membedakan antara sumber IR non-nyala dan nyala api aktual yang memancarkan CO2 panas dalam proses pembakaran. Akibatnya, jangkauan deteksi dan kekebalan terhadap alarm palsu dapat meningkat secara signifikan. Detektor IR3 dapat mendeteksi api panci bensin 0.1m2 (1 kaki2) hingga 65 m (215 kaki) dalam waktu kurang dari 5 detik. Triple IR, seperti jenis detektor IR lainnya, rentan terhadap pembutakan oleh lapisan air pada jendela detektor.

Kebanyakan detektor IR dirancang untuk mengabaikan radiasi IR latar belakang yang konstan, yang ada di semua lingkungan. Sebagai gantinya mereka dirancang untuk mendeteksi sumber radiasi yang tiba-tiba berubah atau meningkat. Ketika terkena perubahan pola radiasi IR non-api, detektor IR dan UV / IR menjadi lebih rentan terhadap alarm palsu, sementara detektor IR3 menjadi agak kurang sensitif tetapi lebih kebal terhadap alarm palsu.

Grafik Sensor Api

Gambar 3.2 Grafik Flame Sensor

4. Prinsip Rangkaian

[kembali]

Jika flame sensor mendeteksi adanya percikan api , maka keadaan ini dianalogikan dengan logigstate berlogika 1. Maka sumber Vcc akan mengalirkan arus dan akan menghidupkan lampu LED Red sebagai outputnya. Ketika sensor tidak mendeteksi adanya api maka dianalogikan dengan logicstate berlogika 0, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke lampu LED Red tidak akan menyala tidak mengeluarkan suara.