Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 1
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI GAS LPG DENGAN SENSOR TGS
2610
Rommy Rusnur
Pembimbing
Dr. Wahyu Kusuma R
Bambang Dwinanto, ST., MT
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma,
Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788
Rommy Rusnur, 10406646
Rancang Bagun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610
Abstrak
Kata Kunci: TGS 2610, Komparator, Multivibrator Astable, Gate Nand, Optocoupler
Rancang bangun alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610 adalah
perancangan dan pembuatan alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610
dengan dua output. Pertama berupa buzzer dan output kedua, berupa motor AC (pompa
aquarium). Adapun rangkaian terdiri dari beberapa blok yaitu blok catu daya, blok
sensor, blok komparator, blok Multivibrator Astable, blok Gate Nand dan blok saklar
elektronis. Prinsip kerja dari alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610
adalah, saat tegangan pada sensor TGS 2610 mendeteksi gas LPG, maka tegangan
output dari sensor akan semakin naik karena nilai hambatan pada sensor berkurang dan
masuk ke dua buah komparator pada non inverting atau (+), dimana kedua komparator
tersebut diberikan tegangan referensi yang berbeda. Saat tegangan output dari sensor
TGS 2610 melebih tegangan referensi komparator satu, maka buzzer akan berbunyi dan
jika gas semakin banyak dideteksi oleh sensor TGS 2610 melebihi tegangan referensi
dari komparator dua, maka motor AC akan aktif/bekerja.
Daftar Pustaka (1994 – 2011)
1.1 Latar Belakang Masalah
Di alam banyak kandungan gas berbahaya yang dapat dimanfaatkan oleh
manusia untuk kesejahteraan contohnya gas metana, propana, dan butana yang
kemudian gas-gas tersebut telah diolah menjadi gas LPG. LPG merupakan
singkatan dari liquified petroleum gas, adalah campuran dari berbagai unsur
hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 2
menurunkan suhunya,
gas berubah menjadi cair. Gas
yang didominasi adalah
propana (C3H8) dan butana
(C4H10). Gas LPG juga
mengandung hidrokarbon
ringan lain dalam jumlah
kecil, misalnya etana (C2H6)
dan pentana (C5H12).
Pada akhir-akhir ini
sering terjadi ledakan tabung
gas LPG yang diberitakan
pada media cetak dan
elektronik mengakibatkan
terjadi kebakaran hingga
korban jiwa. Maka penulis
merancang dan menbangun
suatu alat pendeteksi gas LPG
yang menggunakan sensor
TGS 2610. Gunanya untuk
memperkecil terjadinya
kebakaran hingga korban jiwa
akibat terjadinya kebocoran
gas pada tabung gas LPG. Alat
pendeteksi ini dapat mencium
gas yang menggandung gas
propana dan butana dengan
output pertama berupa buzzer
untuk memberikan tanda
adanya kebocoran gas pada
tabung LPG, dan jika semakin
banyak gas tercium oleh
sensor TGS 2610, maka output
kedua akan berkerja yaitu
menyemprotkan air dengan
motor pompa air aquarium.
Output pertama (buzzer) dan
output kedua (pompa
aquarium) akan aktif
bersamaan jika tegangan dari
sensor TGS 2610 meningkat
melebih tegangan referensi
dari komparator 1 (buzzer) dan
komparator 2 (motor pompa
aquarium).
DASAR TEORI
2.1 Gas LPG (liquified petroleum gas)[4]
LPG (liquified petroleum gas)
adalah campuran dari berbagai unsur
hidrokarbon yang berasal dari gas
alam.Dengan menambah tekanan dan
menurunkan suhunya, gas berubah
menjadi cair. Komponennya didominasi
propana (C3H8) dan butana
(C4H10).LPG juga mengandung
hidrokarbon ringan lain dalam jumlah
kecil, misalnya etana (C2H6) dan
pentana (C5H12). Dalam kondisi
atmosfer, LPG akan berbentuk gas.
Volume LPG dalam bentuk cair lebih
kecil dibandingkan dalam bentuk gas
untuk berat yang sama, karena itu LPG
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 3
dipasarkan dalam bentuk cair dalam
tabung-tabung logam bertekanan. Untuk
memungkinkan terjadinya ekspansi
panas (thermal expansion) dari cairan
yang dikandungnya, tabung LPG tidak
diisi secara penuh, hanya sekitar 80-
85% dari kapasitasnya. Rasio antara
volume gas bila menguap dengan gas
dalam keadaan
cair bervariasi tergantung komposisi,
tekanan dan temperatur, tetapi biasaya
sekitar 250:1.
Tekanan LPG berbentuk cair
dinamakan tekanan uap, yang bervariasi
tergantung komposisi dan temperature
sebagai contoh dibutuhkan tekanan
sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi butana
murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair,
dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi
propana murni pada 55 °C
(131 °F).Menurut spesifikasinya, LPG
dibagi menjadi tiga jenis yaitu LPG
campuran, LPG propana dan LPG
butana. Spesifikasi masing-masing LPG
tercantum dalam keputusan Direktur
Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor:
25K/36/DDJM/1990. LPG yang
dipasarkan Pertamina adalah LPG
campuran. Penggunaan LPG di
Indonesia terutama adalah sebagai
bahan bakar alat dapur (terutama
kompor gas). Selain sebagai bahan
bakar alat dapur, LPG juga cukup
banyak digunakan sebagai bahan bakar
kendaraan bermotor (walaupun mesin
kendaraannya harus dimodifikasi
terlebih dahulu).
Salah satu risiko penggunaan
LPG adalah terjadinya kebocoran pada
tabung atau instalasi gas sehingga bila
terkena api dapat menyebabkan
kebakaran. Pada awalnya, gas LPG
tidak berbau, tapi bila demikian akan
sulit dideteksi apabila terjadi kebocoran
pada tabung gas. Menyadari itu
Pertamina menambahkan gas
mercaptan, yang baunya khas dan
menusuk hidung. Langkah itu sangat
berguna untuk mendeteksi bila terjadi
kebocoran tabung gas. Tekanan LPG
cukup besar (tekanan uap sekitar 120
psig), sehingga kebocoran LPG akan
membentuk gas secara cepat dan
mengubah volumenya menjadi lebih
besar.
Sifat Gas LPG terutama adalah sebagai
berikut:
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 4
Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar
Gas tidak beracun, tidak
berwarna dan biasanya
berbau menyengat
Gas dikirimkan sebagai
cairan yang bertekanan di
dalam tangki atau silinder.
Cairan dapat menguap jika
dilepas dan menyebar
dengan cepat.
Gas ini lebih berat dibanding
udara sehingga akan banyak
menempati daerah yang
rendah.
2.5 Sensor TGS 2610 [7]
Sensor TGS 2610 adalah suatu
jenis semikonduktor oksida logam
film tebal yang menawarkan biaya
rendah, daya tahan yang lama,
sensitifitas yang bagus terhadap gas
(target) yang disensor dengan
menggunakan rangkaian elektronik
yang sederhana. Sensor ini
berfungsi untuk aplikasi dalam
mendeteksi kebocoran gas untuk
jenis gas beracun dan gas yang
mudah meledak. Gambar 2.4
merupakan gambar fisik dari sensor
TGS 2610.
Gambar 2.4 Gambar Sensor TGS 2610
Bahan yang digunakan untuk
sensor gas TGS 2610 adalah oksida
logam, secara umum kebanyakan
menggunakan SnO2. Pada saat suatu
Kristal oksida logam seperti SnO2
dipanaskan pada temperature yang
tinggi di udara, oksigen di tarik pada
permukaan Kristal dengan muatan
negative. Electron pendonor permukaan
Kristal pada oksigen yang ditarik,
hasilnya meninggalkan muatan positif
pada lapisan ruang muatan. Kemudian
potensial permukaan dibentuk sebagai
potensial barrier terhadap aliran
electron.
Didalam sensor arus elektrik
mengalir sepanjang bagian penghubung
(grain boundary) dari Kristal mikro
SnO2. Pada batas butir oksigen yang
ditarik, membentuk
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 5
potensial barrier yang mencegah
pembawa (carrier) bergerak bebas.
Hambatan dari sensor dihubungkan
dengan potensial barrier ini. Jika
terdapat gas deoxidizing kepadatan
permukaan dari muatan negative
oksigen berkurang, sehingga tingginya
barrier pada batas butiran dikurangi.
Pengurangan tingginya barrier
menyebabkan berkurangnya resistansi
sensor. Dibawah ini merupakan gambar
dimana oksigen di tarik pada
permukaan Kristal (heater)
Gambar 2.5 Proses penarikan oksigen
pada permukaan Kristal (heater)
Dari penjelasan halaman
sebelumnya dapat disimpulkan Prinsip
kerja dari sensor TGS 2610 adalah saat
kaki 4 dan 1 mendapatkan tegangan dari
catu daya sebesar 5 VDC, dimana kaki
4 dan 1 tersebut sebagai heater. Heater
berfungsi sebagai pengikat /penarik gas
LPG yang ada disekitarnya, karena suhu
heater lebih tinggi dibandingkan suhu
udara disekitarnya. Sehingga, gas LPG
yang menempel pada heater
mengakibatkan tahanan RS (kaki 3 – 2)
pada sensor menurun dan tegangan pada
VRL (antara kaki 2 dengan resisitor
1KΩ) akan meningkat. Dimana, VRL
sebagai tegangan yang dapat berubah-
ubah nilainya, tergantung dari besar
kecilnya tahanan pada RS (kaki 3 dan
2). Dibawah ini adalah gambar dari
rangkaian dalam sensor TGS 2610
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 6
Gambar 2.6 Rangkaian dalam Sensor
TGS 2610
2.6 Operational Amplifier ( Op-Amp )
[1]
Op-Amp adalah sebuah
amplifier diferensial dasar yang
memiliki gain voltage yang besar,
impedansi input yang sangat tinggi, dan
impedansi output yang rendah. Op-Amp
terdiri dari input "inverting" atau (-) dan
input "noninverting" atau (+), serta
sebuah output. OP-Amp biasanya diberi
dua polaritas tegangan, dengan range
dari +/- 5 volts sampai +/- 15 volts.
Contoh sederhana dari op-amp dengan
dua polaritas tegangan dapat dilihat
pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.7 Basic Op-amp
Pada perancangan ini,
penggunaan Omp-Amp bukan sebagai
penguat (amplifier) melainkan sebagai
komparator. Komparator berfungsi
sebagai pembanding tegangan, antara
kaki inverting dan non-inverting.
Berikut ini adalah rangkaian dasar dari
komparator:
R1
R2RL
Vout
Vcc
Vcc
V1
V2
Gambar 2.8 Rangkaian Komparator
sederhana
Komparator terdiri dari dua macam
yaitu:
1. Komparator Inverting (
Membalik)
2. Komparator Non – Inverting (
Tak Membalik)
Komparator Inverting
merupakan jenis komparator,
dimana tegangan input ( Vin )
dihubungkan ke inverting ( - )
dan tegangan referensinya
(Vref) pada non – inverting ( +
). Pada saat Vin < Vref , maka
tegangan keluaran (Vo) dari
komparator adalah 90 % * VCC
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 7
atau ( + Vsat), jika Vin > Vref,
maka tegangan keluar (Vo) dari
komparator adalah 90 % * -VCC
atau (–Vsat).
Komparator Non –
inverting merupakan jenis
komparator, dimana tegangan
input ( Vin ) dihubungkan ke
non – inverting ( + ) dan
tegangan
referensinya ( Vref )
pada inverting ( - ). Pada saat
Vin > Vref, maka tegangan
keluaran (Vo) dari komparator
adalah 90 % * VCC atau
(+Vsat), jika Vin < Vref, maka
tegangan output (Vo) dari
komparator adalah 90% * -VCC
atau (–Vsat).
2.8 Osilator[6]
Osilator adalah suatu rangkaian
yang menghasilkan keluaran yang
amplitudonya berubah-ubah secara
periodik dengan waktu. Keluarannya
bisa berupa gelombang sinusoida,
gelombang persegi, gelombang pulsa,
gelombang segitiga atau gelombang
gigi gergaji. Proses perancangan alat ini
hanya menggunakan Osilator RC
karena gelombang keluaran yang
diinginkan gelombang persegi.
Rangkaian osilator RC membutuhkan
tahanan (R) dan kapasitor (C). Osilator
ini sangat mudah untuk dibangun
namun memiliki ketelitian frekuensi
yang rendah. Rangkaian osilator RC
yang paling sederhana dapat dibangun
dengan menggunakan satu gerbang
NAND seperti yang diperlihatkan pada
Gambar dibawah ini:
U1A
4093BP_5V
C14F 50kΩ
Key=A
50%
VCC
5V
V in
Gambar 2.11 Rangkaian osilator
RC
Proses kerja dari osilator
RC adalah Pada awalnya,
kapasitor belum bermuatan
sehingga tegangan adalah nol.
Pada saat kaki pertama dari
osilator ada tegangan masuk
(Vin), sehingga tegangan
keluaran dari osilator tersebut
menjadi tinggi karena prinsif
dari gerbang NAND adalah, jika
kaki pertam tinggi dan kaki
kedua rendah (pada RC), maka
keluaran yang dihasilkan adalah
tinggi. Karena tegangan
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 8
keluaran tinggi, maka arus akan
mengalir dari menuju ke
kapasitor C melalui tahanan R
variabel. Arus ini akan mengisi
kapasitor sehingga tegangan
akan naik perlahan-lahan secara
eksponensial hingga sama
dengan tegangan Vin yang
disebut dengan pengisian
kapasitor. dimana pada kondisi
tegangan kaki 1 (Vin) sama
dengan kondisi kaki 2 pada
osilator RC, maka tegangan
keluaran dari osilator ini dalam
keadaan rendah, Karena
tegangan yang masuk melalui
resistor rendah, sehingga tidak
adanya arus masuk ke kapasitor
maka kapasitor mengalami
pengosongan. Proses tidak
adanya arus yang masuk ke
kapasitor karena tidak adanya
tegangan melalui resistor
variable ini dinamakan
pengosongan kapasitor. Proses
pengisian dan pengosongan
kapasitor ini berjalan terus
menerus selama adanya
tegangan pada kaki 1 yaitu
sebagai tegangan control pada
osilator RC.
Dibawah ini bentuk gelombang
yang dihasilkan pada rangkaian
osilator RC.
Gambar 2.12 Bentuk gelombang
tegangan masuk dan keluar
dengan inverting
2.8.1 Multivibrator
Multivibrator adalah sebuah
sirkuit elektronik yang digunakan
untuk bermacam macam sistem dua
keadaan seperti osilator, pewaktu, dan
register. Ini bercirikan dua peranti
penguat (transistor, tabung hampa, op-
amp, dll) yang dikopel-silang oleh
jaringan resistor dan kapasitor. Bentuk
paling umum adalah tipe takstabil yang
menghasilkan gelombang persegi.
Multivibrator berasal dari istilah yang
digunakan oleh William Eccles dan
F.W. Jordan pada tahun 1919 untuk
sirkuit tabung hampa yang dibuatnya.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 9
Ada tiga jenis sirkuit multivibrator,
yaitu:
1. Multivibrator astable
2. Multivibrator bisable
3. Multivinrator monostable
Karena pada perancangan alat
ini hanya menggunakan multivibrator
astabil (astable multivibrator) yang
sudah dalam satu paket IC maka pada
bab dua ini hanya akan membahas
multivibrator astable menggunakan IC
4093.
Multivibrator Astable adalah
multivibrator yang tidak mempunyai
keadaan stabil. Multivibrator akan
berada pada salah satu keadaan sesaat
dan kemudian berpindah ke keadaan
lain selama sesaat pula. Keluaran
berosilasi di antara dua keadaan tinggi
dan rendah ditentukan oleh parameter
rangkaian dan tidak memerlukan pulsa
masukan. Oleh karena itu, multivibrator
astable disebut juga multivibrator yang
bergerak bebas.
2.11 SCR[1]
SCR singkatan dari
Silicon Controlled Rectifier.
SCR akan bekerja jika memberi
arus pemicu (gate) lapisan P
yang dekat dengan katoda. Yaitu
dengan membuat kaki gate pada
PNPN seperti pada gambar 2.18.
Karena letaknya yang dekat
dengan katoda, bisa juga pin
gate ini disebut pin gate katoda
(cathode gate). Dibawah ini
gambar simbol SCR.
Gambar 2.18 Struktur SCR
Melalui kaki (pin) gate tersebut
memungkinkan komponen ini di
picu menjadi ON, yaitu dengan
memberi arus gate. Ternyata
dengan memberi arus gate Ig
yang semakin besar dapat
menurunkan tegangan breakover
(Vbo) sebuah SCR. Dimana
tegangan ini adalah tegangan
minimum yang diperlukan SCR
untuk menjadi ON. Sampai pada
suatu besar arus gate tertentu,
ternyata akan sangat mudah
membuat SCR menjadi ON.
Bahkan dengan tegangan
forward yang kecil sekalipun.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 10
Misalnya 1 volt saja atau lebih
kecil lagi.
Ada satu parameter penting lain
dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini
adalah tegangan trigger pada gate yang
menyebabkan SCR ON. Kalau dilihat
dari model thyristor pada gambar 2.18,
tegangan ini adalah tegangan Vbe pada
transistor. VGT seperti halnya Vbe,
besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti
contoh rangkaian gambar 2.19. Sebuah
SCR diketahui memiliki IGT = 10 mA
dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung
tegangan Vin yang diperlukan agar SCR
ini ON adalah sebesar :
Gambar 2.19 Contoh rangkaian SCR
Vin = Vr + VGT
Vin = (10 mA * 420) + 0,7
Vin = 4,9 V
Jika telah memahami prinsip
kerja dari SCR, maka kita dapat
memahami prinsip kerja dari TRIAC.
Perbedaan dari SCR dan TRIAC adalah
pada SCR, pada saat SCR ON, maka
arus yang mengalir hanya satu arah
sedangkan pada TRIAC, arus yang
mengalir ada dua arah yang berlawanan
dan persamaan dari TRIAC dan SCR
adalah, proses berkerjanya SCR dan
TRIAC sama – sama berkerja saat
adanya pemicu pada Gate. Berikut ini
gambar simbol dari TRIAC.
Gambar 2.20 Gambar simbol dari
TRIAC
2.12 Optocoupler[10]
Optocoupler dibentuk dari
penggabungan sebuah sumber
cahaya dengan fototransistor. Dioda
cahaya sebagai sumber cahaya
dipasang langsung dengan sumber
tegangan. Keluaran sumber cahaya
akan berbanding lurus dengan
tegangan masukan pada dioda
cahaya. Dioda cahaya sebagai
masukan bisa terdiri atas satu atau
beberapa buah dioda untuk
menambah intensitas cahaya,
demikian pula dengan jenis cahaya
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 11
yang dipakai bisa cahaya infra
merah atau cahaya tampak mata.
Bagian keluaran optocoupler
berkembang seiring dengan
kemajuan aplikasi. Dari yang
semula berupa fototransistor
berkembang menjadi fotothyristor
dan optoisolator TRIAC.
Gambar 2.21 Fototransistor
Optocoupler
Optokopler atau optoisolator
adalah suatu piranti yang terdiri dari
sedikitnya satu emitter (pemancar
cahaya) yang mengkopel secara optic
terhadap foto-detektor melalui semacam
medium terisolasi. Emiter atau piranti
pemancar cahaya dapat berupa sebuah
lampu pijar, lampu neon atau LED.
Medium isolasi dapat berupa udara,
gelas, plastik atau fiber optik. Detektor
dapat berupa fotokonduktor, foto dioda,
foto transistor, foto FET, foto triac, foto
SCR, atau rangkaian foto diode.
Kombinasi yang bermcam-macam dari
elemen-elemen ini menghasilkan variasi
yang luas dari karakteristik input,
karakteristik output dan karakteristik
kopel. Pada pembahasan ini hanya
dibatasi pada optokopler yang
menggunakan input IRED (infrared
LED), LED yang memancarkan cahaya
infra merah dan sebagai detektornya
berupa foto triac. Pengaturan emitter
dan detektor melalui medium terisolasi
seperti yang telah diuraikan diatas
mengizinkan perpindahan informasi
dari satu rangkaian yang mengandung
emiter ke rangkaian lain yang
mengandung detektor. Karena informasi
ini dilewatkan secara optic melintasi
celah isolasi, maka perpindahan terjadi
dalam satu arah sehingga detektor tidak
dapat mempengaruhi rangkaian input.
Hal ini penting karena emitter
dikendalikan oleh rangkaian
bertegangan rendah yang menggunakan
gerbang logika, sedangkan output
fotodetektor boleh jadi bagian dari
tegangan tinggi DC atau bahkan
rangkaian AC. Isolasi optik mencegah
interaksi atau kerusakan terhadap
rangkaian input yang disebabkan oleh
perbedaan relatif rangkaian
output.Kemasan isolator yang paling
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 12
umum memiliki enam-pin. Pada
konfigurasi ini, pin 1 dan pin 2
umumnya dihubungkan dengan emiter,
sedangkan pin 4 dan 6 dihubungkan ke
detektor. Di antara emiter dan detektor
terdapat medium isolasi sehingga dapat
dikatakan pembatas tegangan DC
terhadap tegangan AC karena
perancangan ini, masukannya berupa
DC dan keluaranya berupa AC. Secara
fungsional optokopler mirip dengan
pasangan relay mekanik karena ia
menawarkan suatu isolasi dengan
tingkatan tinggi diantara terminal-
terminal input dan output. Beberapa
keunggulan dari optokopler adalah:
a. Kecepatan operasi lebih cepat
b. Tidak ada bounce (lambungan)
c. Ukuran kecil
d. Tidak mudah terpengaruh oleh
getaran dan goncangan
e. Tidak ada bagian yang
ditempelkan
f. Kompatibel dengan banyak
rangkaian-rangkaian logika dan
mikroprosesor
g. Respon frekuensi sampai dengan
100 KHz.
Pada perancangan ini, optocoupler
yang digunakan detektornya adalah foto
triac. Cara kerja dari optokopler
berdasarkan pada prinsip dari
pendeteksian cahaya ( Infra merah)
pada kaki 1 dan 2, cahaya yang
dipancarkan tersebut di terima oleh foto
triac, cahaya yang diterima tersebut
sebagai pemicu atau penyulut dari gate
triac tersebut sehingga triac aktif.
BAB III. PERANCANGAN
ALAT
3.1 Gambaran umum
Perancangan rangkaian
pendeteksi gas dengan
sensor TGS 2610
Perancangan alat pendeteksi gas
LPG dengan sensor TGS 2610
membutuhkan tegangan 5Vdc.
Dibutuhkan IC regulator 7805 yang
bertujuan untuk menstabilkan tegangan
menjadi 5Vdc, masukan dua dioda
penyearah yang sebelumnya dari
tegangan bolak balik kumparan
sekunder trafo 12V. Sensor TGS 2610
mendapatkan tegangan dari catudaya,
pada kaki 4 dan kaki 1 sebagai heater
yang berfungsi saat adanya gas LPG
berada disekitar heater, maka heater
akan mengikat/menarik gas LPG
tersebut, proses terjadinya penarikan
gas LPG disekitar heater karena suhu
heater lebih tinggi terhadap suhu udara
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 13
di sekitar heater. Dengan adanya gas
LPG pada heater mengakibatkan pada
kaki 3 dan 2 (RS), hambatanya
menurun. Pada kaki 3 dihubungkan ke
5Vdc dan kaki 2 dihubungkan ke
resistor 1K, titik antara kaki 2 dan kaki
resistor tersebut dihubungkan pada
masukan non inverting komparator 1
dan komparator 2. Tegangan sebelum
adanya gas antara kaki 2 dan resistor 1K
adalah 0.09Vdc, akan mengalami
peningkatan, jika hambatan pada kaki 3
dan 2 (RS) mengalami penurun. Saat
tegangan semakin lama semakin naik
melebihi dari tegangan referensi dari
komparator satu yang sebelumnya
diberikan tegangan referensi 0,56Vdc,
mengakibatkan komparator satu aktif,
aktifnya komparator mengeluarkan
tegangan sebesar 2,92Vdc yang
mengaktifkan LED (merah 1) sebagai
indikator bahwa komparator satu aktif
dan masuk ke kaki 1 pada IC 4093 dan
IC 4093 kaki 2 diberikan rangkaian RC
yang bertujaun agar output yang
dihasilkan menjadi gelombang persegi
(berdenyut). Proses terjadinya
gelombang persegi adlah pada saat
pengisian dan pengosongan kapasitor
4,7 uF dan diberikan resistor variable
yang berfungsi untuk mencari frekuensi
yang kita ingin. Setelah tegangan dari
kaki 4 IC 4093 masuk ke kaki basis
transistor yang mengakibatkan
transistor aktif, dengan aktifnya
transistor yang sebelumnya pada kaki
kolektor dihubungkan pada buzzer dan
kaki emitter dihubungkan ke ground
yang mengakibatkan buzzer
mendapatkan ground pada (-) dan (+)
dihubungkan ke VCC. Buzzer
mengeluarkan bunyi putus-putus degan
tempo yang sangat cepat pengaruh dari
pengisian dan pengosongan kapasitor
yang melalui resistor variable. Saat
kebocoran gas LPG semakin lama
semakin meningkat, tegangan pada
output dari sensor TGS 2610 melebihi
tegangan referensi dari komparator 2,
yang sebelumnya tegangan referensi
yang diberikan adalah 1,04 Vdc
mengakibatkan komparator 2 aktif dan
output dari komparator 2 mendapatkan
tegangan sebesar 2,95 Vdc masuk ke
dua buah gerbang NAND yang
bertujuan agar keluaran tegangan yang
dihasilkan kurang lebih dari tegangan
VCC, sehingga transistor aktif pada
tegangan 4.8 Vdc pada kaki basis yang
sebelumnya melalui 100Ω dan LED
(kuning) menyala sebagai indicator
bahwa komparator 2 aktif. Dengan
tegangan 4,8Vdc dari basis yang
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 14
melalui 100Ω, akan menjenuhkan transistor, sehingga dapat diperoleh arus
basis sebesar 41 mA dan tegangan pada kaki kolektor sebesar 4,9 melalui 10Ω
sehingga didapat arus kolektor sebesar 440 mA. Berdasarkan teori penjenuhan keras,
dimana arus kolektor 10:1 terhadap arus basis.
tegangan yang diperoleh keluaran dari emitter sebesar 4.3 Vdc masuk melalui resistor
100Ω ke kaki 1 dari MOC 3041. Tegangan yang masuk ke kaki 1 pada MOC 4031, dan
kaki 2 menuju ke anoda LED menyala yang bertujuan memberikan indikator bahwa led
infra merah pada MOC 3041 tersebut aktif. Cahaya infa merah menyala sebagai
transmitter dan diterima oleh foto triac. Foto triac dalam kondisi aktif karena Gate pada
foto triac mendapatkan arus trigger dari cahaya yang dipancarkan pada infra merah.
Sehingga tegangan +220 VAC melalui kaki resistor 390Ω menuju kaki 3 ke 2 dan
melalui 330Ω, sehingga arus yang melalui 330Ω menyulut gate dari triac (Q4008LT)
sehingga SCR aktif dan motor Ac mendapatkan + 220 VAC dan mendapatkan netral
sehingga motor pompa air menyala, dan menyemprotkan air.
Dibawah ini adalah blok diagram dari rancang bangun alat pendeteksi gas LPG
dengan sensor TGS 2610
Gambar 3.1 Blok diagram rancang bangun Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor
TGS 2610.
BUZZER
SENSOR
TGS 2610
MULTIVI
BRATOR
ASTABLE
KOMP-ARATOR
II
MOTOR
AC
SAKLAR ELEK-
TRONIS
KOMP-
ARATOR I
CATU
DAYA
NAND
GATE
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 15
Dibawah ini merupakan rangkaian
sebagian dari rancang bangun pendeteksi
gas LPG dengan sensor TGS 2610:
VCC
5V
1kΩ
4.7µF
3
1
2
4
5
6
4.7kΩ
BD139
LM339AD
9
8
3
14
12
LM339AD
11
10
3
13
12
R1560Ω
R3
560Ω
Dari Sensor
560Ω
560Ω
100Ω
390Ω
ZERO CROSS CIRCUIT
21
3
S1
MOTOR
M
4
Q4008LT
6
MOC 3041V2
220 Vrms
60 Hz
0°
4.7kΩ
50kΩ
VR1
50kΩ VR2
50kΩ VR3
10
8
9
11
12
13
1kΩ
9013
Buzzer
330Ω
1
2
100Ω
100Ω
10Ω
Gambar 3.2 Rangkaian sebagian
dari rancang bangun alat
pendeteksi gas LPG dengan
sensor TGS 2610
3.2 Blok rancangan kontruksi penempatan
sensor, rangkaian pendeteksi gas
LPG, motor pompa AC (aquarium).
Dari blok rancangan
konstruksi penempatan sensor TGS
2610, rangkaian pendeteksi gas LPG
dan motor AC dibawah ini, dimana
sensor TGS 2610 diletakkan terpisah
dari rangkaian, yang bertujuan agar
proses penciuman akan lebih akurat
diletakkan pada regulator. Daerah
disekitar regulator tersebut ditutup
menggunakan kotak sebesar ukuranya
yang bertujuan jika ada gas LPG yang
bocor, dengan cepat terdeteksi oleh
sensor TGS 2610 karena ruang gerak
dari gas yang bocor tersebut telah
dibatasai. Dibawah ini adalah blok
diagram dari penempatan sensor,
rangkaian sensor tgs 2610 dan motor
AC (pompa aquarium) dan wadah air.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 16
Gambar 3.3 Blok rancangan kontruksi
penempatan sensor, rangkaian. pendeteksi
gas LPG, motor pompa AC (aquarium) +
wadah berisi air.
Berikut ini gambar fisik dari penempatan alat pendeteksi gas LPG dan penempatan sensor
TGS 2610:
1.
Gambar 3.4 Penempatan secara fisik alat pendeteksi gas LPG.
Elpiji
3KG
Tempat
Sensor
Sensor
TGS 2610
Rangkaian
pendeteksi
gas
Motor
AC
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 17
Gambar 3.4 terdiri dari tabung gas LPG 3 KG, wadah air untuk penyedotan air pada
motor AC (pompa aquarium), alat pendeteksi gas LPG dengan sensor terletak
terpisah yang ditempatkan pada regulator tabung gas LPG.
2.
Gambar 3.5 Penempatan sensor TGS 2610 pada regulator.
Gambar diatas merupakan penempatan sensor gas LPG pada regulator tabung gas 3
KG, dimana ditutupi oleh potongan tabung air minum yang bertujuan agar gas yang
keluar akan cepat dideteksi oleh sensor TGS 2610 karena adanya pembatasan ruang
saat gas LPG mengalami kebocoran.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 18
3.
Gambar 3.6 Paket kotak alat pendeteksi gas LPG.
Pada gambar diatas merupakan paket kotak yang tediri dari PCB dari rangkaian alat
pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS 2610, Trafo 500 mA CT, switch On/Off , stop
kontak.
Panjang = 26 cm
Lebar = 19 cm
Tinggi = 8.5 cm
4.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 19
Gambar 3.7 Potongan tabung minuman penempatan sensor TGS 2610.
Gambar 3.6 merupakan gambar potongan tabung minuman, dimana ditengah-
tengahnya
diberikan lubang yang seukuran sensor TGS 2610.
Panjang = 9 cm
Lebar = 9 cm
Tinggi = 7cm
3.3 Rangkaian Catu Daya
Rangkaian catu daya ini terdiri dari beberapa komponen yaitu trafo 500 mA CT, dua
dioda (14N002), IC regulator 7805 dan dua kapasitor 1000 uF dan 4700 uF
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 20
1N4002
1N4002
1000µF
MC78L05ACP
LINE VREG
COMMON
VOLTAGE
4700FCT
F
TS_POWER_VIRTUAL
220 Vrms
60 Hz
0°
Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya
Dimana berdasarkan gambar
rangkaian diatas menerangkan bahwa
pada saat trafo mendapat tegangan
220 V dari sumber tegangan PLN
pada kumparan primer akan di
turunkan menjadi 12 V yang masih
dalam keadaan arus bolak balik pada
kumparan sekunder. Untuk mengubah
tegangan 12 V dari kumparan
sekunder ini, penulis menggunakan
dua dioda untuk mengubah tegangan
AC dari kumparan sekunder tersebut
menjadi tegangan searah. Dimana
prinsip kerja dari dioda tersebut
menyearah tegangan dari kaki anoda
menuju kaki katoda dan kaki CT
sebagai commond ground. Diberikan
dua dioda pada saat penyearahan
bertujuan untuk memperoleh
gelombang penuh.
Tegangan dari dua dioda
tersebut di filter oleh kapasitor (1000
uF) untuk memperoleh tegangan
ripple yang kecil. Dalam perancangan
ini membutuhkan tegangan 5 Vdc,
maka tegangan dikeluarkan dari
kapasitor tersebut di stabil dengan IC
7805 (voltage regulator) yang
berfungsi untuk menstabilkan
tegangan menjadi 5Vdc. Tegangan
yang telah dihasilkan dari IC 7805
tersebut melewati
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 21
kapasitor kembali (2200 uF),
guna untuk menghasilkan tegangan
ripple kecil karena rangkaian
penyearah yang baik adalah rangkaian
yang tegangan ripplenya kecil.
3.4 Rangkaian Sensor TGS 2610
Gambar 3.9 Rangkaian Sensor TGS
2610
Pada gambar 3.9 menjelaskan
dimana kaki 4 dan 1 sebagai heater dan
kaki 3 dan 2 sebagai resistansi sensor
yang dapat diperoleh rumus:
Dimana: RS = Resistansi sensor
(0, 68 – 6, 8 KΩ)
VCC = Tegangan masuk
VRL = Tegangan output
referensi dari sensor
VH = Tegangan heater
PH = Daya heater
Dimana pada perancangan pendeteksi gas
ini, menggunakan RL sebesar 1 KΩ,
VCC sebesar 5 VDC.
Prinsip kerja dari sensor ini adalah
saat sensor mendeteksi gas LPG (propana
dan butana), maka gas LPG yang
disekitar heater di ikat, proses pengikatan
gas LPG tersebut terjadi saat suhu udara
disekitar heater lebih kecil dibandingkan
suhu pada heater itu sendiri, maka
terjadinya pengikatan gas LPG yang
berada diheater tersebut, dengan adanya
gas LPG, mengakibatkan hambatan (RS)
pada kaki 3 dan 2 menurun karena sesuai
dari data sheet, semakin pekatnya gas
LPG yang terdeteksi maka hambatan
semakin menurun dan mengakibatkan
tegangan antara kaki 2 dan resistor 1KΩ
semakin meningkat.
3.5 Rangkaian komparator pada LM339
Pada LM339 terdiri dari 14
pin dimana masing masing pin
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 22
memiliki fungsi yang berbeda-beda.Pin input (+) antara lain: 5,7,9,11.pin (-)
antara lain: 4,6,8,10.pin output antara lain: 1,2,13,14 dan pin VCC dan groundnya
adalah 3, 12. Berikut ini adalah connection diagram dari LM339
Gambar 3.10 Connection Diagrams LM 339
Dibawah ini adalah rangkaian dari komparator 1 dan komparator 2 pada LM339.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 23
VCC
5V
4.7kΩ
LM339AD
9
8
3
14
12
U5D
LM339AD
11
10
3
13
12
Dari Sensor4.7kΩ
50kΩ
VR1
50kΩ VR2
R1
560Ω
R3
560Ω
R4560Ω
R5560Ω
ke kaki 1 (4093)
Ke kaki 8 ( 4093 )
Gambar 3.11 Rangkaian komparator 1 dan 2 pada LM339.
3.5.1 Komparator 1
Perancangan ini menggunakan
LM339, terdapat 4 komparator di
dalamnya, namun yang digunakan
hanya 2 komparator saja. Terlebih
dahulu menentukan tegangan
referensi pada input negatif pada
komparator 1 yaitu pada kaki 6
sebesar 0,56Vdc, agar cepat
mengaktifkan komparator 1 jika ada
kebocoran tabung gas LPG, dimana
tegangan awal dari output sensor TGS
2610 adalah 0.09 Vdc. Untuk
menghasilkan tegangan referensi 0,56
Vdc, penulis memberikan 1 buah
trimpot 50 KΩ dan resistor 4,7 KΩ,
dimana trimpot diberikan tegangan
5Vdc sehingga tegangan referensinya
dapat diatur melalui trimpot 50KΩ
sebesar 0,56 Vdc.
3.5.2 Komparator 2
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 24
Pada blok komparator 2 sama
dengan perancangan pada blok
komparator 1, yaitu mengatur tegangan
referensi pada input negatif yaitu kaki
8 pada LM339, bedanya pada
komparator 1, tegangan referensinya
lebih besar daripada tegangan referensi
komparator 1 yaitu 1,04 Vdc. Titik
tegangan refrensinya berada diantara
trimpot 50KΩ dan resistor 1KΩ
dengan kondisi salah satu kaki trimpot
dihubungkan pada VCC sehingga
dapat diatur melalui trimpot 50KΩ.
3.6 Blok multivibrator astable
menggunakan rangkaian osilator RC
Multivibrator Astable adalah
multivibrator yang tidak mempunyai
keadaan stabil. Multivibrator akan
berada pada salah satu keadaan sesaat
dan kemudian berpindah ke keadaan
lain selama sesaat pula. Keluaran
berosilasi di antara dua keadaan tinggi
dan rendah ditentukan oleh parameter
rangkaian dan tidak memerlukan
pulsa masukan. Oleh karena itu,
multivibrator astable disebut juga
multivibrator yang bergerak bebas.
Pada blok ini, penulis menggunakan
rangkaian Osilator RC sebagai
pembentuk gelombang kotak
sehingga output yang dihasilkan pada
buzzer berbunyi putus-putus akibat
dari pengisian dan pengosongan dari
kapasitor. Pada Gambar 3.12
merupakan rangkaian osilator RC
menggunakan IC 4093.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 25
U1A
4093BP_5V
U1B
4093BP_5V
C347µF
1
2
3 45
6
50%
VCC
5V
50K
Kontrol dari output komparator 1
masuk menuju basis transistor 9013
Gambar 3.12 Rangkaian blok osilator RC dengan kontrol dari komparator I
Pada tahap perancangan osilator RC diharapkan mampu menghasilkan
frekuensi yang dapat didengar oleh pendengaran manusia. Dimana, untuk memperoleh
frekuensi
yang diinginkan, maka penulis
menggunakan trimpot 50KΩ dan
kapasitor 4,7 uF. Trimpot 50KΩ
berfungsi untuk mengatur banyak
sedikitnya arus yang masuk pada
kapasitor 4,7uF saat pengisian dan
pengosongan. Rangkaian osilator RC
akan bekerja saat mendapatkan
tegangan dari output komparator I.
Kapasitor 4,7uF dan trimpot 50KΩ
dihubungkan pada kaki 2 IC 4093.
keluaran dari kaki 3 dihubungkan
pada kaki 5 dan 6, sehingga saat
kondisi pengisian (high), keluaran
pada kaki 4 dalam kondisi (low) dan
saat output kaki 3 pada kondisi
pengosongan kapasitor (low), maka
pada kaki 4 dalam kondisi (high).
Proses pengisian (high) dan
pengosongan (low) ini terjadi dengan
waktu yang cepat, sesuai dari teori
multivibrator astable, output yang
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 26
dihasilkan pada keadaan tinggi dan rendah tergantung dari suatu rangkaian RC.
3.7 Blok Rangkaian Saklar Elektronis
Q1
BD139
R2
390Ω
R3100Ω
ZERO CROSS CIRCUIT
VCC
5V
S1
MOTOR
M
1
2
4
Q4008LT
6
Dari IC 4093 kaki 11
MOC 3041
V2
220 Vrms
60 Hz
0°
LED2 MT 1
MT 2T_
+
R1
330Ω
Gambar 3.13 Blok rangkaian saklar elektronis
Rangkaian saklar elektronis
pada prinsipnya adalah penggabungan
antara rangkaian Optocoupler (MOC
3041) dengan TRIAC (Q4008LT).
Pada optocoupler terdiri dari
transmitter dan receiver berupa infra
merah sebagai transmitter dan foto
triac sebagai receivernya. Dimana,
saat foto triac menerima cahaya dari
infra merah, maka triac akan aktif
akibat dari pemicu dari cahaya infra
merah. Triac pada optocoupler ini
sebagai driver untuk mengaktifkan
Triac (Q4008LT). Arus yang
dibutuhkan pada TRIAC Q4008LT
hanya sebesar 0,05 mA.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 27
DATA HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Bagian dari rangkaian pendeteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610
Berikut ini adalah bagian dari rangkaian pendeteksi gas LPG menggunakan sensor
TGS 2610 yang terdiri dari blok komparator, blok osilator dan blok sakl
ar elektronis.
VCC
5V
1kΩ
4.7µF
3
1
2
4
5
6
4.7kΩ
BD139
LM339AD
9
8
3
14
12
LM339AD
11
10
3
13
12
R1560Ω
R3
560Ω
Dari Sensor
560Ω
560Ω
100Ω
390Ω
ZERO CROSS CIRCUIT
21
3
S1
MOTOR
M
4
Q4008LT
6
MOC 3041V2
220 Vrms
60 Hz
0°
4.7kΩ
50kΩ
VR1
50kΩ VR2
50kΩ VR3
10
8
9
11
12
13
1kΩ
9013
Buzzer
330Ω
1
2
100Ω
100Ω
10Ω
Gambar 4.1 Bagian dari rangkaian peneteksi gas LPG menggunakan sensor TGS 2610
4.2 Data hasil pengukuran Blok Catu Daya
Pada blok catu daya, tegangan output yang diinginkan adalah sebesar 5 VDC yang
terdiri dari beberapa komponen-komponen yaitu 1 buah transformator CT step
down, 2 kapasitor elektronik yaitu 1000µF dan 4700µF , dua dioda 1N4002 dan
buah IC regulator 7805. Dibawah
ini adalah rangkaiannya.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 28
D1
1N4002
D2
1N4002
C11000µF
U1MC78L05ACP
LINE VREG
COMMON
VOLTAGE
C24700F
CT
A
B
C
D
E
G
F
TS_POWER_VIRTUAL
V1
220 Vrms
60 Hz
0°
Gambar 4.2 Rangkaian catu daya
Tabel 4.1 Hasil pengukuran rangkaian catu daya
NO TITIK UKUR NILAI PENGUKURAN (VOLT AC/DC)
1 A-B 217 VAC
2 C – D 24,4 VAC
3 G-F 4,9 Vdc
%100/
tan/x
fisikunganDataPerhit
aDataPengamfisikunganDataPerhitKesalahanPersentase
Pada titik A–B
%38,1%100220
217220x
VAC
VACVACKesalahanPersentase
Pada titik G-F
%2%1005
9,45x
VDC
VDCVDCKesalahanPersentase
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 29
4.3
Data hasil pengukuran tegangan pada sensor TGS 2610
Dibawah ini merupakan rangkaian dari sensor TGS 2610 dimana kaki 4 mendapat
tegangan 4,89VDC dari titik G-F pada blok catu daya
Gambar 4.3 Rangkaian sensor TGS 2610
TABEL 4.2 Hasil pengukuran dari sensor TGS 2610 sebelum dan sesudah
mencium gas LPG.
NO TITIK UKUR NILAI PENGUKURAN (VDC)
SEBELUM ADA
GAS
SESUDAH ADA
GAS
1 KAKI 4 - 1 4,9 4,9
2 KAKI 2 -
Ground
0,09 0,1- 4,33
%100/
tan/x
fisikunganDataPerhit
aDataPengamfisikunganDataPerhitKesalahanPersentase
Kaki 4-1
%2%1005
9,45x
VDC
VDCVDCKesalahanPersentase
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 30
Tegangan VRL
Diket : Rs = 100KΩ
R1KΩ = 1 KΩ
Vcc = 5 Vdc
%100/
tan/x
fisikunganDataPerhit
aDataPengamfisikunganDataPerhitKesalahanPersentase
%75.1%10005,0
09,005,0x
VDC
VDCKesalahanPersentase
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 31
4.4 Data hasil pengukuran blok Komparator dan Osilator
Dibawah ini merupakan rangkaian antara blok Komparator (I, II)
VCC
5V
1kΩ
4.7µF
3
1
2
4
5
6
4.7kΩ
BD139
LM339AD
9
8
3
14
12
LM339AD
11
10
3
13
12
R1560Ω
R3
560Ω
Dari Sensor
560Ω
560Ω
100Ω
390Ω
ZERO CROSS CIRCUIT
21
3
S1
MOTOR
M
4
Q4008LT
6
MOC 3041V2
220 Vrms
60 Hz
0°
4.7kΩ
50kΩ
VR1
50kΩ VR2
50kΩ VR3
10
8
9
11
12
13
1kΩ
9013
Buzzer
330Ω
1
2
100Ω
100Ω
10Ω
AB
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
Gambar 4.4 Blok komparator, blok osilator dan blok salkar elektronis
Tabel 4.3 Hasil pengukuran dari blok komparator 1 dan komparator 2, blok saklar
elektronis
NO TITIK UKUR NILAI PENGUKURAN (VDC)
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 32
SEBELUM ADA
GAS
SESUDAH ADA
GAS
1 A 0,09 0,10 – 4,33
2 B 0,56 0,56
3 C 1,04 1,04
4 D 0 2,92
5 E 0 2,95
6 F 0 2,92
7 G 0 2,95
8 H 0 1,6
9 I 0 4,8
10 J 0 4,3
11 K 0 4,3
12 L 0 1,97
13 M - Netral 0 217 VAC
14 N - Netral 0 217 VAC
Blok Komparator
Pada titik B dan C merupakan Vref dari komparator 1 dan
komparator 2, sehingga harga dari hambatan variable pada
komparator 1 dan komparaot 2 dapt di hitung dengan cara sebagai
berikut:
Komparator 1
Diket: Vref = 0,56VDC
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 33
Komparator 2
Diket: Vref =1,04VDC
Blok Osilator
Pada blok osilator ini terdiri dari rangkaian RC yang bertujuan
memperoleh gelombang persegi dari pengisian dan pengosongan
kapasitor yang diatur oleh hambatan variabelnya.
Berikut ini gambar data yang diperoleh dari oscilloscope terbentuk
nya gelombang persegi dari proses pengisian dan pengosongan
kapasitor yang melalui hambatan variable.
Gambar 4.5 Gelombang persegi pada osilator astable multivibrator
Untuk mencari frekuensi pada osilator RC, maka terlebih dahulu kita
harus mengetahui waktu pengisian dan pengosongan kapasitor.
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 34
Berikut ini akan dibahas cara pencarian frekuensi osilator RC
berdasarkan teori pada BAB II:
Diket : R = 6KΩ
C = 4,7 uF
Vp = 2,9 Vdc
Vn = 2,2 Vdc
Dicari : t1, t2, T , dan F…??
Jawab : t1(pengisian) = Rc ln (VDD-Vn) / (VDD – Vp)
= 6000 * (4,7 * 10^-6) ln (5-2,2) / ( 5 – 2,9 )
= 7,3 mA
t2(pengosongan) = Rc ln (Vp/Vn)
= 6000 * (4,7 * 10^-6) (2,9-2.2)
= 9 mA
T = t1+t2
T = 7,3 mA + 9 mA
T = 16,3 mA
Maka F = 1/T
= 1/ (16* 10 ^ -3)
= 61, 34 Hz
Jadi frekuensi yang dihasilkan dari osilator RC pada saat adanya kebocoran gas LPG adalah
61,34 Hz
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Pada penelitian ini telah brhasil
merancang dan membangun alat
pendeteksi gas LPG dengan sensor TGS
2610. Dari pengujian menjelaskan hasil
kerja dari sensor TGS 2610 jika ada gas
maka output buzzer berbunyi, setelah 2
detik sedangkan pada output motor ac
(pompa aquarium) aktif setelah 4 detik
5.2 Saran
Sensor jenis TGS 2610 mempunyai
jarak penciuman yang kurang baik
Jurnal Skripsi ,Teknik Elektro, Universitas Gunadarma, Depok-Kelapa dua NPM : 10406646
Rancang Bangun Alat Pendeteksi Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Page 35
dikarenakan sensor akan bisa bekerja
dengan baik, jika gas yang dideteksi
menyentuh atau menempel pada bahan
semikonduktor yang ada pada sensor
tersebut, sehingga dianjurkan untuk
memasang sensor ditempat yang
kemungkinannya ada kebocoran gas.
Disarankan memasang lebih darisatu
sensor pada daerah yang kemungkinan
adanya kebocoran.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Albert Paul Malvino, Ph.D., Diktat
kuliah Aproksimasi Rangkaian
Semikonduktor Edisi ke empat, 1994
[2] Wasito S dan B hernawan Diktat
kuliah Teknik Digital, 1994
[3] Soepono Soeparlan dan Umar Yahdi,
Diktat kuliah Teknik Rangkaian Listrik
jilid 1, Jakarta, 1995
[4] http://id.wikipedia.org/wiki/Elpiji,
Maret, 2011
[5]
http://yosmedia.blogspot.com/2002/02/tra
nsformator-center-tap-trafo-ct.html,
Maret 2011
[6]http://wahyukr.staff.gunadarma.ac.id/
Downloads/files/9613/5._Osilator.pdf,
Maret, 2011
[7] Tias Harfiansyah Akbar, Pendeteksi
Kebocoran Tabung Gas Dengan
Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS
2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52
Maret, 2011
[8] http://www.datasheetcatalog.com/,
Maret, 2011
[9] Muhammad Muhsin, Elektronika
Digital, mei 2004
[10]http://elektronika-
elektronika.blogspot.com/2007/03/sensor-
optocoupler.html, Maret 2011