Tugas Proyek Komponen Sistem Kontrol

Kelompok 1 :

Henry Rahardjo (1022006)

Kristian Hernowo (1022022)

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

2012

SENSOR GAS CO

FIGARO TGS 2201

Prinsip Kerja Figaro TGS 2201

Figaro TGS 2201 merupakan sensor gas pembuangan

kendaraan bermotor.Terbagi menjadi 2 yaitu diesel dan bensin. Sisa

gas pembuangan diesel yang terdiri dari NO dan NO₂ dan dari bensin

CO, H₂, dan HC. yang konduktivitasnya berubah-ubah tergantung

pada konsentrasi gas di udara. Konduktivitas dari sensor berubah

sesuai dengan konsentrasi di udara.Rangkaian sederhana mengubah

perubahan konduktivitas menjadi sebuah sinyal keluaran (tegangan).

TGS 2201 memiliki dua elemen sensor yang tidak saling bergantung. Setiap elemen

sensor mengeluarkan output terpisah satu keluaran untuk diesel dan keluaran kedua untuk

bensin. Elemen sensor ini terbuat dari semiconductor metal oxida berlapis yang terbuat dari

bahan dasar alumina yang bekerjanya bersama dengan elemen pemanas.

GAMBAR RANGKAIAN DASAR dan FISIK SENSOR

Rangkaian dasar di atas menunjukkan elemen satu pada kaki satu yang berguna untuk

mendeteksi sinyal keluaran dari diesel (Vrl1) dan kaki ketiga yang mendeteksi sinyal

keluaran bensin (Vrl2). Sensor TGS 2201 bekerja dengan dua input tegangan yaitu tegangan

pemanas (Vh) dan tegangan rangkaian (Vc). Tegangan pemanas berguna untuk mengaktifkan

pemanas dalam rangkaian.Pemanas ini berguna untuk mengoptimalkan pengukuran dari

elemen sensor serta membersihkan sensor.Tegangan rangkaian berguna untuk mengaktifkan

rangkaian dasar sehingga sinyal keluaran Vrl1 dan Vrl2 dapat diukur melalui Rl1 dan Rl2.

Setiap resistansi ini terhubung dengan setiap kaki keluaran elemen sensor.

KARAKTERISTIK FIGARO TGS 2201

Gambar tersebut menunjukkan respon karakteristik dari Figaro TGS 2201 untuk

elemen gas buang bensin yang didalamnya terdiri dari CO, H2, dan hidrokarbon pada keadaan

test standar. Dimana :

APLIKASI FIGARO TGS 2201

Sensor Figaro TGS 2201 ini dapat digunakan untuk mengatur saluran pembuangan

kendaraan bermotor dan uji kelayakan emisi gas kendaraan bermotor.

DESAIN PROYEK

Pada kondisi rangkaian standar, digunakan RL sebesar 10 kOhm dan Vc sebesar 5

Volt. Pada keadaan standar di udara bebas didapat VRL sebesar 0.66 Volt, sehingga :

hm

Pada kondisi rangkaian di atas, di dapat VRL minimum sebesar 0 Volt dan VRL

maksimum sebesar 4.12 Volt. Pada rangkaian di atas, Voutput menunjukkan besarnya gas

concentration dalam satuan ppm dengan menggunakan skala 1:50. Gas concentration bernilai

minimum 10 ppm dan bernilai maksimum 1000 ppm. Sehingga Voutput minimum bernilai

sebesar 0 Volt dan Voutput maksimum bernilai sebesar 20 Volt.

Untuk mengkonversi nilai VRL menjadi Voutput maka digunakan Non-Inverting

Amplifier dengan perhitungan penguatan sebagai berikut :

Berdasarkan penguatan yang telah kita perhitungkan, maka kita dapat mencari nilai Rf

dan Rg dengan rumus penguatan Non-Inverting Amplifier sebagai berikut :

Berdasarkan perhitungan perbandingan Rf dan Rg diatas, maka dalam rangkaian ini

kita menggunakan Rf sebesar 4700 Ohm dan Rg sebesar 1200 Ohm.

HASIL PERCOBAAN

No. VRL VOutput Rs Rs/Ro Gas Concentration

1 2.57 V 12.34 V 9.46 kOhm 0.144 617 ppm

2 2.73 V 13.10 V 8.32 kOhm 0.126 655 ppm

3 2.89 V 13.29 V 7.3 kOhm 0.111 664.5 ppm

4 3.21 V 14.77 V 5.58 kOhm 0.085 738.5 ppm

5 3.36 V 15.46 V 4.88 kOhm 0.074 773 ppm

6 3.44 V 16.16 V 4.53 kOhm 0.069 808 ppm

7 3.56 V 17.09 V 4.04 kOhm 0.061 854.5 ppm

8 3.74 V 17.20 V 3.37 kOhm 0.051 860 ppm

9 3.87 V 18.19 V 2.92 kOhm 0.044 909.5 ppm

10 4.12 V 19.36 V 2.14 kOhm 0.033 968 ppm

Grafik Karakteristik VRL terhadap Rs

Grafik Karakteristik Sensor Resistance terhadap Gas Concentration

KESIMPULAN

Pada rangkaian sensor gas CO seperti diatas diperoleh beberapa hal yang dapat

disimpulkan sebagai berikut :

- Semakin besar nilai VRL, maka nilai RS akan semakin kecil (berbanding terbalik).

- Semakin besar nilai Sensor Resistance, maka nilai Gas Concentration akan

semakin kecil (berbanding terbalik).

- Dengan menggunakan Rf sebesar 4.7 kOhm dan Rg sebesar 1.2 kOhm, kita bisa

mendapatkan penguatan sebesar 4.85 kali sehingga mempermudah pembacaan

ppm dengan skala 1:50.

- Nilai tegangan output maksimum yang kita peroleh adalah sebesar 20 Volt yang

mengindikasikan kadar CO sebesar 1000 ppm.

- Karakteristik yang kami peroleh berdasarkan percobaan dengan rangkaian tersebut

mendekati karakteristik yang digambarkan pada datasheet sensor.