smoke sensor

SMOKE SENSOR

a. Pengertian

Smoke Detector, atau detektor asap adalah alat yang berfungsi mendeteksi asap.

Ketika detektor mendeteksi asap maka detektor

akan segera mengirimkan sinyal sehingga fire

alarm berbunyi. Nah, prinsip umumnya sensor

asap berfungsi untuk mendeteksi keberadaan

asap di udara. Namun, dalam perkembangannya

aplikasi yang tidak menggunakan komponen

sensor asap pun juga bisa dikatakan sebagai

sensor asap. Walaupun dengan kemampuan yang

berbeda. Sensor ini dapat mengenali perubahan

udara yang disebabkan khususnya oleh asap. Dimana untuk jenis sensor asap

tertentu juga dapat mendeteksi kandungan apa saja yang terdapat dalam asap

tersebut.

b. Jenis Jenis Smoke Sensor

1) Photo Sensor

Prinsip kerja photoelectric sensor adalah bekerja berdasarkan perubahan cahaya di

dalam ruang detector disebabakan oleh adanya asap dengan kepadatan tertentu.

Secara umum prinsisp kerja dari photoelectrik sensor dijelaskan seperti pada

gambar berikut :

(http://didietelektronika.blogspot.com/2012/12/sensor-asap.html)

Photoelectric sensor akan terus memancarkan cahaya ke sebuah dioda penerima,

apabila kekuatan cahaya berkurang sampai nilai tertentu maka photo detector akan

mendeteksi adanya asap.


Apabila ada asap yang seperti ditunjukan gambar di atas dengan jumlah kepadatan

tertentu maka cahaya dari sensor akan dialirkan menuju photo detector sehingga

membaca sinyal berupa bahaya karena adanya asap.

Berdasarkan cara kerjanya, photoelectric sensor dibagi kedalam dua jenis yaitu :

Light Scattering

Metoda ini yang paling banyak digunakan untuk saat ini. Prinsip kerja dari

light scattering adalah menggunakan light emitting diode (LED) yang

diarahkan ke area yang tidak terlihat oleh photodioda. Jika ada asap yang

masuk maka cahaya akan dipantulkan ke photodiode sehingga membuat

detector bereaksi.

(http://www.bromindo.com/prinsip-kerja-fire-alarm-smoke-detector/)

Light Obscuration

Metoda light obscuration hampir sama dengan metoda sebelumnya. Prinsip

kerja dari light obscuration adalah menggunakan sinar infra merah yang

diarahkan ke reflektor, apabila sinar tersebut terhalang oleh asap menyebabkan

detektor bereaksi.


2) Ionization Sensor

Prinsip kerja dari ionization sensor adalah bekerja berdasarkan proses ionisasi

molekul udara oleh unsur radioaktif Am (americium 241). Bahan ini digunakan

sebagai pembangkit ion di dalam ruang detektor (figure 1). Dalam detektor

terdapat dua plat yang masing masing bermuatan positif dan negatif. Ion

bermuatan positif akan tertarik ke plat negatif, sedangkan ion negatif tertarik ke

plat positif. Proses ini akan menghasilkan sedikit arus listrik yang dikatakan

normal (figure 2). Manakala asapa kebakaran masuk, terjadilah tumbukan antara

partikel asap dengan molekul udara (yang terionisasi tadi). Sebagian partikel asap

akan dimuati lebih besar dan sebagian lagi oleh ion negatif. Oleh karena ukuran

partikel asap lebih besar dan jumlahnya lebih banyak daripada molekul udara

(yang terionisasi), maka arus ion yang sebelumnya normal kini mengecil akibat

terhalang oleh partikel asap. Jika telah sampai ambang batasnya maka terjadilah

alarm (figure 3).


Untuk mengantisipasi kesalahan pembacaan sensor dikarenakan pengaruh dari

kelembaban udara dan tekanan udara, maka detektor menggunakan dua ruang

(dual chamber). Dual chamber terdiri dari dua ruang, reference chamber yang

berhubungan langsung dengan udara luar dan sensing chamber yang berhubungan

dengan reference chamber (figure 4). Rangkaian elektronik memonitor kondisi

kedua ruang tersebut. Jika arus ion di kedua ruang tersebut stabil, maka dikatakan

kondisi normal. Kelembaban dan tekanan udara hanya terjadi di reference

chamber saja. Jika asap masuk ke sensing chamber, maka arus ion menjadi tidak

seimbang sehingga menyebabkan alarm. Namun demikian, ada faktor yang bisa

membuat kerja dari dual chamber terganggu seperti debu, kelembaban berlebih

(kondensasi), aliran udara keras dan serangga kecil.


3) General Sensor

Adalah jenis sensor asap yang berwujud komponen. Berprinsip kerja seperti

variabel resistor dimana resistansinya berubah ubah mengikuti kadar asap di

udara tergantung sensitivitas sensor asap tersebut.

c. Aplikasi Smoke Sensor

1) Pengukur Konsentrasi Asap Rokok

Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas di udara maka resistansi elektrik suatu

sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja tersebut kita dapat

mengukur kandungan gas-gas yang ada di udara.


Dari grafik 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

1Kdan resistansi sensor (RS) pada saat udara bersih adalah 10K maka:

=1000

10000 = 0.1

Untuk mengetahui besarnya resistansi sensor (RS) saat udara bersih dapat dihitung

menggunakan rumus :

=

Sebagai contoh jika Vout pada saat udara bersih adalah 2,8V dan RL yang

digunakan adalah 10K maka dengan rumus diatas diperoleh RS saat udara bersih

(Rair) adalah 7857,14 atau 7857.

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

Mencari Vout :

2279 =5

10000

Vout = 4,072 volt

Jika Vout kita umpankan kemodul ADC0809 maka diperoleh nilai digital dari

Vout. Nilai keluaran dari ADC ini kemudian diolah menggunakan modul DST-52

untuk ditampilkan hasilnya pada modul LCD.

Pada saat kondisi udara bersih Vout telah menghasilkan tegangan sebesar 2,8V,

maka jika Vout ini kita umpankan langsung ke modul ADC, maka keluaran hasil

konversi kebentuk digital oleh modul ADC tidak bernilai 00H. Agar keluaran dari

modul ADC0809 bernilai 00H, maka sebelum Vout diumpankan kemodul

ADC0809, nilai Vout dikurangi dahulu sebesar 2,8V, menggunakan modul OP-

01, yaitu Op Amp sebagai substractor. Pengurangan ini bertujuan agar ketika

kondisi udara bersih nilai digital dari hasil konversi ADC0809 adalah 00H.

2) Pencegahan Kebakaran

Smoke Detector mendeteksi asap yang masuk ke dalamnya. Asap memiliki

partikel-partikel yang kian lama semakin memenuhi ruangan smoke (smoke

chamber) seiring dengan meningkatnya intensitas kebakaran. Jika kepadatan asap

ini (smoke density) telah melewati ambang batas (threshold), maka rangkaian

elektronik di dalamnya akan aktif. Oleh karena berisi rangkaian elektronik, maka

Smoke memerlukan tegangan. Pada tipe 2-Wire tegangan ini disupply dari panel

Fire bersamaan dengan sinyal, sehingga hanya menggunakan 2 kabel saja.

Sedangkan pada tipe 4-Wire (12VDC), maka tegangan plus minus 12VDC-nya

disupply dari panel alarm biasa sementara sinyalnya disalurkan pada dua kabel

sisanya. Area proteksinya mencapai 150m2 untuk ketinggian plafon 4m.

DAFTAR PUSTAKA

http://blog.arc-system.net/?p=317

http://didietelektronika.blogspot.com/2012/12/sensor-asap.html

http://www.bromindo.com/prinsip-kerja-fire-alarm-smoke-detector/

http://www.sharemyeyes.com/2013/05/sensor-gas.html

smoke sensor

Documents