Mengenai Saya

Foto saya
jember, jember, Indonesia
Alumni fisika MIPA Universitas Jember

BAB  1. PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Di zaman sekarang, kompor gas merupakan peralatan yang penting bagi kehidupan sehari-hari. Selain mudah digunakan dibandingkan kompor yang berbahan bakar minyak atau sejenisnya. Kompor gas yang berbahan bakar elpiji menjadi peralatan memasak yang praktis. Sifat elpiji yang mudah terbakar menjadi masalah penting yang harus diperhatikan, yaitu bila elpiji tersebut bocor maka keberadaannya akan menjadi berbahaya. Tindakan-tindakan pun banyak dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut, memasang regulator yang khusus, mengganti selang yang anti jamur atau tikus, dan lainnya. Tetapi hal tersebut belum terlalu efektif, karena kekhawatiran akan kebocoran elpiji masih ada dibenak pengguna / konsumen.
Oleh karena itu dapat digunakan alat pendeteksi kebocoran elpiji yang menggunakan prinsip rangkaian penyearah gelombang.Rangkaian penyearah gelombang adalah rangkaian yang berfungsi mengubah arus listrik bolak-balik menjadi searah. Pada rangkaian ini digunakan dioda yang berperan sebagai piranti dua terminal yang hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja.  Rangkaian penyearah gelombang terdiri dari 2 jenis, yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh. Perbedaan dari kedua jenis itu hanya pada jumlah pemakaian komponen diode pada rangkaiannya dan pada gelombang yang dihasilkan.
Rangkaian ini disusun sedemikian rupa sehingga didapat gelombang masukan dan keluaran. Setelah didapat gelombangnya maka alat ini dapat bekerja. Saat tegangan keluaran kurang dari tegangan masukan maka sensor yang dipasang pada alat ini dapat mencium kebocoran elpiji. tegangan yang masuk pada kaki 3 akan lebih tinggi dari tegangan referensinya maka tegangan keluarannya akan positif dan transistor (T1) akan menyulut atau on dan arus mengalir pada relai Re1 dan LED. Kontak NO relai akan bekerja (menutup) sehingga buzzer akan berbunyi memberikan tanda bahaya kebocoran elpiji.
Oleh karena itu diperlukan praktikum tentang rangkaian penyearah gelombang agar dapat mengetahui prinsip kerja rangkaiannya. Sehingga dapat diaplikasikan dalam pembuatan alat alat elektronik. Salah satu contoh alat yang menggunakan prinsip rangkaian penyearah adalah alat pendeteksi kebocoran elpiji dengan menggunakan sensor TGS2610-D00.

1.2  Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang ditimbulkan dari penggunaan alat ini adalah bagaimana cara kerja alat jika terjadi kebocoran elpiji dalam suatu ruangan dan akan memberikan peringatan bahaya untuk diambil tindakan pengamanannya ?

1.3  Tujuan

Adapun tujuan yang dicapai adalah sebagai berikut:
1.Untuk mengetahui aplikasi dari penyearah gelombang.
2.Untuk mengetahui cara kerja alat yang menggunakan prinsip penyearah gelombang.

1.4  Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh adalah permasalahan yang timbul akibat kebocoran elpiji misalnya kebakaran atau sesak napas dapat dihindari. Karena saat elpiji bocor, alat ini akan memberikan sinyal tanda bahaya, sehingga dapat dilakukan tindakan pengamanan terlebih dahulu.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
A. Resistor
Resistor adalah salah satu komponen elektronika yang dapat menghasilkan hambatan. Resistor dapat digunakan sebagai pembatas arus, pembagi arus maupun sebagai pembagi tegangan dalam sebuah rangkaian elektronika. Dalam suatu rangkaian elektronika, resistor sering ditulis dengan kode “R”. Resistor mempunyai satuan Ohm ( Ω ) yang menunjukkan besar kecilnya hambatan yang dihasilkan dan satuan watt untuk menunjukkan rating daya maksimum yang boleh digunakan tanpa menimbulkan panas yang berlebihan. Nilai hambatan dari suatu resistor dapat diketahui dengan membaca kode warna, yaitu nilai hambatan yang ditunjukkan oleh gelang warna yang melingkar pada badan resistor. Dalam pembacaan gelang-gelang tersebut dilakukan mulai dari ujung menuju ke tengah-tengah resistor atau dari gelang petama menuju ke gelang keempat (Malvino,2003: 50).






B. Dioda
Dioda dibuat dari dua jenis bahan-bahan semikonduktor, bahan P (positif) dan bahan N (negatif). Bahan P dinamakan anoda (A) dan bahan N dinamakan katoda (K).



1. Bias Maju Dioda
Jika anoda dihubungkan pada polaritas positif batere, sedangkan katoda pada polaritas negatif seperti gambar, maka keadaan dioda disebut arah maju (forward-bias) aliran arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan rangkaian tertutup.



2. Bias Mundur Dioda
Jika katoda dihubungkan pada polaritas positif batere, sedangkan anoda pada polaritas negatif seperti gambar, maka keadaan dioda disebut arah mundur (reverse-bias) dan aksinya sama dengan rangkaian terbuka.
Sebagai sifat dioda, pada saat reverse, nilai tahanan dioda relatif sangat besar dan dioda ini tidak dapat menghantarkan arus. Harga-harga nominal baik arus maupun tegangan tidak boleh dilampaui, karena akan mengakibatkan rusaknya diode (Sutrisno,1986:93).
Pada rangkaian elektronik dioda umumnya dipakai sebagai penyearah gelombang yaitu, proses pengubahan arus bolak-balik menjadi arus searah. Penyearah dibagi dua yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

1.      Penyearah Setengah Gelombang
           Penyearah setengah gelombang ini, selama setengah siklus positif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah positif. Dioda kemudian diberi bias maju,memungkinkan dioda menghantarkan arus mengalir pada beban. Sebab dioda bertindak sebagai saklar tertutup selama waktu tersebut, siklus setengah positif dibangkitkan pada beban. Selama setengah siklus negatif gelombang ac input, sisi anoda dari dioda adalah negatif. Dioda kemudian diberi bias mundur, akibatnya tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Dioda bertindak sebagai saklar terbuka selama waktu tersebut, sehingga tidak ada tegangan yang dihasilkan pada beban (Frank D. Petruzella, 2001)
  Penyearah Gelombang Penuh (Model Jembatan)
Rangkaian penyearah gelombang penuh dapat diperoleh dengan dua cara. Cara pertama memerlukan transformator sadapan pusat (Centre Tap-CT). Cara yang lain untuk mendapatkan keluaran (output) gelombang penuh adalah dengan menggunakan empat dioda disebut penyearah jembatan (rectifier bridge). Penyearah gelombang penuh model jembatan ditunjukkan seperti gambar:
Penyerah gelombang penuh ini, selama setengah siklus positif, anoda D1 dan D2 adalah positif (bias maju). Sedangkan anoda D3 dan D4 adalah negatif (bias mundur). Elektron mengalir dari sisi negatif dari lin, melalui D1 ke beban kemudian melalui D2 dan kembali pada sisi lin yang lain. Selama setengah siklus berikutnya, polaritas tegangan lin ac berubah. Sebagai akibatnya dioda D3 dan D4 diberikan bias maju. Elektron sekarang mengalir dari sisi negatif lin melalui D3 ke beban dan melalui D4 dan kembali ke sisi lin yang lain (Sudhirham,2002:109).

C. Transistor

Transistor adalah komponen semi konduktor yang mempunyai tiga kaki sehingga daya dapat diperkuat. Fungsi transistor sebagai penguat atau amplifier dari sinyal listrik, tahanan variabel atau sebagai saklar. Transistor yang akan digunakan dalam rangkaian pendeteksi kebocoran gas elpiji adalah transistor sambungan bipolar atau bipolar-junction transistor (BJT), transistor jenis ini memiliki dua variabel yaitu tipe NPN dan PNP  (Frank D. Pretuzela, 2001: 246).
Transistor merupakan salah satu komponen aktif, yang dapat difungsikan sebagai sistem digital yang bekerja dalam satu daerah keadaan, yaitu on dan off. Syarat transistor dapat difungsikan sebagai saklar adalah harus tegangan antara kolektor-emitor dapat mendekati nol saat transistor dalam keadaan jenuh dan keadaan tersumbat. Sebuah transistor dapat digunakan sebagai saklar yang dapat mengontrol beban dengan kemampuan melewatkan arus cukup besar tergantung pada jenis transistor yang digunakan. Prinsip pengoperasian transistor sebagai saklar dengan mengoperasikan dalam 2 keadaan, yaitu pada keadaan jenuh dan keadaan mati (Bishop, 2002:17).

D. Integrated Circuit (IC)

IC sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen (Blocher, 2004:189).
IC LM7805 merupakan komponen yang digunakan untuk meregulasi tegangan untuk memperoleh keluaran sebesar ± 5 volt. IC ini memiliki 3 buah kaki yaitu kaki input, common, dan output. Keluaran tegangan dari IC ini akan digunakan untuk suplai rangkaian sensor dan rangkaian pembanding.


E. Relai

Relai adalah suatu sakelar otomatis yang digerakkan oleh prinsip elektromagnet. Relai memiliki beberapa kontak yaitu kontak kumparan, kontak normaly open (NO), kontak normaly close (NC), dan kontak com.

Cara kerja dari relai adalah bila ada arus yang mengalir pada kumparan relai (kontak 1 dan 2), maka kumparan akan bertindak seperti magnet. Sehingga meyebabkan kontak NO (kontak 3) bekerja untuk menutup atau on. Kemudian saat tidak ada arus yang mengalir pada kumparan, maka kontak NO akan membuka kembali atau of f (Daryanto, 2004: 34).
BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat Dan Bahan

Untuk pembuatan alat pendeteksi kebocoran gas elpiji dibutuhkan beberapa peralatan dan bahan sebagai berikut :
Tabel 1. Peralatan yang digunakan dalam pembuatan alat detektor elpiji dengan sensor TGS2610-D00
No
1
2














3
4
5
6

7

Nama alat Jumah
Bor PCB
Mata bor PCB














Obeng (+)
Obeng (-)
Solder listrik
Gergaji besi

Multi meter

 Jumlah
1 buah
1 set














2 buah
2 buah
1 buah
1 buah

1 buah



Keterangan

- Mata bor 0,8 mili untuk kaki IC
- Mata bor 1 mili untuk pad yang lebih
besar, header, atau yang sejenis
- Mata bor 1,5 mili untuk kaki relay,
switch, dan yang sejenisnya
- Mata bor 3 mili untuk pemasangan
spacer atau tempat baut
Ukuran 4” dan 2”
Ukuran 4” dan 2”
220 V ac dengan daya 40 watt
Ukuran panjang 50 cm
Tipe SUNWA YX-360TRD dan alat
dalam keadaan normal


Tabel 2. Bahan yang digunakan untuk pembuatan alat pendeteksi kebocoran elpiji dengan sensor TGS2610-D00
No
1
2
3
4
5
6
7





8


9
10
11
12
13
14
15
16

Nama Bahan
Sensor gas TGS 2610-D00
IC tipe CA3130
IC tipe LM 7805
Transformator step down 300 mA/ 6 V
Dioda 1N4001
Dioda 1N4148
Resistor
a. 1K
b. 4K7
c. 390
d. 22K
e. 4K7
Kapasitor
a. 100 μF/10 V
b. 330 nF
Relai 12 V
Buzzer 9-12 V
Sekering 315 mA Push-on
Sakelar
Papan PCB (Printed Circuit Board)
Larutan Ferry Chloride (Fecl3)
Timah solder
Kabel
Jumlah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
4 buah
2 buah
3 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah

2 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
secukupnya
secukupnya
secukupnya
secukupnya
Keterangan
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Resistor variabel
Resistor variabel
-
-
-
5 kaki
-
-
-
-
-
-
Ukuran 1 mm

3.2 Desain Rangkaian Alat Pendeteksi Kebocoran Elpiji dengan Sensor TGS2610-D00

Pada rangkaian alat pendeteksi kebocoran gas elpiji ini dibagi menjadi beberapa bagian yaitu rangkaian catu daya, rangkaian sensor, rangkaian comparator, dan rangkaian output.
a.      Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya dari alat pendeteksi kebocoran elpiji dapat dilihat pada gambar 11.

Gambar 20. Rangkaian catu daya
Rangkaian catu daya ini akan mengeluarkan tegangan keluaran sebesar ± 5
volt yang nanti akan digunakan untuk input tegangan pada rangkaian
pendeteksi kebocoran elpiji.
b. Rangkaian Sensor dan Rangkaian Comparator
Rangkaian sensor dan rangkaian comparator pada alat pendeteksi
kebocoran elpiji dapat dilihat pada gambar 21.

b.      Rangkaian Sensor dan Rangkaian Comparator

Rangkaian sensor dan rangkaian comparator pada alat pendeteksi kebocoran elpiji dapat dilihat pada gambar 12.
c.       Rangkaian Output

Rangkaian output dari alat pendeteksi kebocoran elpiji adalah LED berwarna merah dan buzzer. Rangkaian dapat dilihat pada gambar 13. Rangkaian lengkap dari alat pendeteksi kebocoran elpiji dalam ruangan dengan sensor TGS2610-D00 dapat dilihat pada gambar 14.

3.3 Langkah Percobaan
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan alat pendeteksi kebocoran gas elpiji dengan sensor gas TGS2610-D00 adalah sebagai berikut :
a. Pembuatan Alat
1) Buat lay out rangkaian berdasarkan gambar rangkaian yang ditunjukan pada gambar 15.

2) Salin gambar lay out pada papan PCB, kemudian dilarutkan dengan larutan ferric chloride (FeCl3)
3) Proses pelarutan papan PCB dilakukan dalam wadah plastik atau wadah yang tidak terbuat dari logam. PCB di rendam hingga bagian tembaga yang tidak terlapisi hilang
4) Setelah itu bilas dengan air, kemudian gosok PCB dengan thiner atau bensin untuk membersihkan sisa residu tinta yang masih menempel
5) Setelah bersih, PCB kemudian dibor menggunakan bor dengan mata bor yang sesuai dengan kaki-kaki komponen yang akan dipasang
6) Pasang komponen sesuai gambar rangkaian.

b. Pembuatan Kotak Panel

1) Buat kotak panel dan dilubangi sesuai dengan gambar 17

2) Kemudian pasang rangkaian dalam kotak panel
BAB 4. PEMBAHASAN
Alat pendeteksi kebocoran gas elpiji ini bekerja pada jala-jala PLN 220 volt. Pada rangkaian catu daya, trafo Tr1 bekerja menurunkan tegangan yang masuk melalui jala-jala pln dari 220 volt ac menjadi 6 volt ac, selanjutnya dioda D1, D2, D3, D4 membentuk dioda jembatan untuk mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc, keempat dioda tersebut bekerja sebagai penyearah. Untuk memperoleh tegangan dc yang rata dipasang kapasitor 100μF / 16V secara paralel diantara kedua polaritasnya. IC LM7805 di sini digunakan untuk meregulasi tegangan tadi untuk memperoleh tegangan keluaran sebesar ± 5 volt yang nantinya akan digunakan untuk suplai tegangan sensor TGS2610-D00. Pada rangkaian catu daya ini dipasang LED1 sebagai indikator bahwa rangkaian catu daya bekerja.
Kemudian masuk pada rangkaian sensor, yaitu TGS2610-D00. Sensor ini akan bekerja bila mendapat suplai tegangan 5 ± 0,2 V. Tegangan tersebut dihubungkan pada ke-4 pin kakinya, yaitu pemanas pada kaki 1 dan 4 dan elektrode sensor pada kaki 2 dan 3. Sensor mulai bekerja saat mendapat rangsangan elpiji yang menyebabkan terjadi perubahan tegangan karena hambatan dalam sensor berubah. Tegangan keluaran dari sensor akan diatur dengan resisitor variabel P1. Tegangan tersebut kemudian akan menjadi masukan IC CA3130 pada kaki 3 (non-inverting input).
IC CA3130 di sini dimanfaatkan sebagai comparator yaitu rangkaian yang membandingkan sinyal masukan dengan sinyal referensi atau acuan. Pada IC CA3130, tegangan masukan merupakan hasil pembagian tegangan antara hambatan sensor (RS) dengan resistor variabel P1. Sedangkan yang menjadi tegangan referensi adalah hasil pembagian tegangan antara R4 dengan P2 yang masuk pada kaki 2 (inverting input). Untuk keluaran dari IC CA3130 adalah kaki 6 yang dihubungkan dengan kaki basis Transistor (T1) dan diode 1N4148 yang difungsikan untuk switching ke grounding. Tegangan kerja IC disuplai dari kaki 4 dan 7 yaitu sebesar ± 5 V dc. Prinsip dari comparator adalah saat tegangan masukan berada di atas tegangan referensinya, maka tegangan keluarannya akan menyamai tegangan saturasinya (positif) dan bila tegangan masukan berada dibawah tegangan referensinya, maka tegangan keluarannya kurang dari tegangan saturasinya (negatif). Jadi aplikasi komparator pada alat pendeteksi kebocoran elpiji adalah saat sensor TGS2610-D00 ‘mencium’ adanya elpiji, tegangan yang masuk pada kaki 3 akan lebih tinggi dari tegangan referensinya maka tegangan keluarannya akan positif dan transistor (T1) akan menyulut atau on dan arus mengalir pada relai Re1 dan LED. Kontak NO relai akan bekerja (menutup) sehingga buzzer akan berbunyi memberikan tanda bahaya kebocoran elpiji.
Adapun kelebihan dan kekurangan dari alat pendeteksi kebocoran elpiji dengan sensor TGS2610-D00 adalah:
a. Kelebihan
Alat ini akan bekerja bila terdapat kebocoran elpiji yang mengenai sensor dengan konsentrasi sedang, yaitu dengan memberikan sinyal peringatan berupa lampu dan suara. Sehingga dari sinyal tersebut, konsumen dapat mengetahui dengan pasti apakah ada atau tidak kebocoran elpiji pada tempat itu.
b. Kekurangan
Alat ini memiliki kekurangan yaitu dalam hal sensitivitas atau kepekaan. Kepekaan dari alat ini belum dapat ditentukan dengan pasti, yaitu nilai konsentrasi minimal elpiji yang dapat membuat alat ini akan bekerja belum dapat ditentukan. Jadi kepekaan dari alat ini dilakukan dengan cara memperkirakan konsentrasi elpiji yang dapat membuat alat bekerja.
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan tentang alat pendeteksi kebocoran elpiji dalam ruangan dengan sensor TGS 2610-D00, dapat disimpulkan:
1. Alat ini bekerja bila terdapat kebocoran elpiji dengan konsentrasi tertentu yaitu dengan memberikan sinyal bahaya berupa suara dari buzzer dan cahaya merah dari LED
2. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip pembandingan (comparator) yaitu membandingkan suatu input tegangan dengan suatu tegangan referensi yang telah diatur besarnya
3. Kepekaan alat ini belum dapat ditentukan dengan pasti, yaitu berapa nilai konsentrasi elpiji yang dapat membuat alat bekerja.

5.2 Saran
Saran untuk alat pendeteksi kebocoran elpiji dalam ruangan dengan sensor TGS2610-D00 adalah alat ini perlu dikembangkan lagi, yaitu masalah kepekaan dan nilai konsentrasi yang belum dapat dipastikan jumlahnya. Misalnya dengan menambah display untuk menapilkan nilai konsentrasi elpiji pada sensor sehingga dapat diketahui dengan pasti konsentrasi elpiji yang dapat membuat alat ini bekerja
DAFTAR PUSTAKA
Bishop, Owen. 2002. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta: Andi.

Daryanto. 2004. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta: PT Bumi Aksara.

Frank D Petruzzela. 2001. Elektronika Industri. Yogyakarta: Andi.

Malvino, Albert Paul. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Salemba Teknika.

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung : ITB.
Sudhirham, Sudaryatno.2002. Analisis Rangkaian Listrik. Bandung : ITB.











4 komentar:

Radi mengatakan...

salam... tulisan diatas hasil siapa yah dan tahun berapa saia membutuhkan karya yang membuatnya buat dijadikan acuan skripsi saia, tolong dikirim ke radi_tr@yahoo.co.id "terima kasih"

iseng bolg mengatakan...

gambarnya mana ya ?

rizqi diaz mengatakan...

maaf mas..saya dapet dari perpus di kampus..hehe

rizqi diaz mengatakan...

maaf gambarnya ga bs muncul.hehe

Poskan Komentar

About