SENSOR GAS TGS 2610 UNTUK DETEKSI KEBOCORAN GAS
Dicky Apdilah
dicky@nusa.net.id
Abstrak
Bila terjadi kebocoran gas maka sensor akan beraksi dan akan mengaktifkan alarm sebagai tanda telah terjadi kebocoran. Sensor TGS2610 selalu ditandai dengan nomor ID yang menandakan klasifikasi pabrik yang digolongkan sesuai dengan batasan-batasan tahanan sensor. Pada saat ID sensor digunakan, proses kalibrasi bisa menjadi sangat mudah. Mempersingkat kondisi waktu yang lama dan kesulitan dalam menangani kalibrasi gas. TGS 2610 memiliki sensitifitas yang tinggi untuk mendeteksi propana dan butana, sehingga sensor ini ideal untuk digunakan oleh banyak orang untuk memasang gas alarm.
Kata kunci : Kebocoran gas, sensorTGS 2610, LPG Dan Butana
1. Latar Belakang
Sensor tipe TGS 2610 sudah lama digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas. Sensor ini sensitif terhadap beberapa jenis gas, antara lain LPG dan butana. Salah satu ciri khas terjadinya kebocoran gas adalah ditandai adanya bau gas. Gas yang bocor dapat dengan mudah menyulut terjadinya kebakaran yang berakibat fatal. Untuk menghindari terjadinya hal ini maka kita dapat membuat rangkaian pendeteksi kebocoran gas menggunakan sensor TGS 2610. Bila terjadi kebocoran gas maka sensor akan beraksi dan akan mengaktifkan alarm sebagai tanda telah terjadi kebocoran.
Sensor TGS2610 selalu ditandai dengan nomor ID yang menandakan klasifikasi pabrik yang digolongkan sesuai dengan batasan-batasan tahanan sensor. Pada saat ID sensor digunakan, proses kalibrasi bisa menjadi sangat mudah. Mempersingkat kondisi waktu yang lama dan kesulitan dalam menangani kalibrasi gas.
Campuran gas terbakar tidak akan terbakar hingga mencapai suhu memanas. Tetapi, dalam media bahan kimia tertentu, gas tidak akan mulai membakar atau menyala pada suhu lebih rendah. Peristiwa ini dikenal dengan katalitis pembakaran. Kebanyakan, oxida metal dan campurannya memiliki bagian katalitik ini sebagai contoh, batu vulkanik, yang terdiri atas berbagai oksida metal, sering ditempatkan dalam perapian pembakaran gas. Bukan hanya untuk hiasan tapi juga untuk membantu proses pembakaran dan hasilnya lebih bersih dan lebih efisien membakar dalam perapian. Molekul gas mengoksidasi pada permukaan yang mengkatalisasi sensor pada suhu yang jauh lebih rendah daripada suhu penyala normalnya. Setiap bahan konduktif listrik berubah konduktifitasnya berdasarkan perubahan suhu.
Keseluruhan teknologi pembuatan sebuah sensor untuk menjual lebih dari satu seni dibanding peristiwa ilmiah yang diperkirakan. Hal ini dipilih, dipersiapkan dan diproses seluruhnya yang dibutuhkan bahan kimia untuk membuat sensor akhir. Ada banyak variable dalam proses yang menghambat pembuatan
dari perkiraan produksi akhir. Lagipula, kebanyakan pengguna sensor katalitis memilih sensor mereka berdasarkan reputasi pabriknya.
2. DASAR TEORI 2.1. Sensor gas TGS 2610
Unsur perasa yang terdiri dari lapisan semikonduktor metal oksida terbentuk pada substrasi alumunium dari lempengan perasa bersamaan dengan pemanas yang terintegrasi. Dalam pendeteksian gas, konduktivitas sensor bergantung pada kepekatan gas di udara. Rangkaian sederhana dapat dikonversikan dalam perubahan konduktivitas hingga sinyal output yang sesuai dengan kepekatan gas.
TGS 2610 memiliki sensitifitas yang tinggi untuk mendeteksi propana dan butana, sehingga sensor ini ideal untuk digunakan oleh banyak orang untuk memasang gas alarm.
Dalam sensitifitasnya TGS 2610 memerlukan arus pemanas sebesar 56 mA. Sensor gas berinteraksi dengan gas untuk memulai pengukuran kepekatan gas. Sensor gas lalu menyediakan keluaran untuk peralatan gas yang menunjukkan pengukuran. Umumnya gas diukur oleh sensor gas adalah ammonia, aerosol, arsine, sulfida hidrogen hidrokarbon dan masih banyak lagi.
Pengukuran yang penting dapat dipertimbangkan ketika melihat sensor gas untuk respon waktu, jarak dan laju aliran. Respon waktu adalah sejumlah waktu yang dibutuhkan dari kontak awal dengan gas hingga sensor memproses sinyalnya. Jarak adalah jarak maksimum dari sumber gas atau kebocoran gas hingga sensor dapat mendeteksi gas. Laju alir adalah laju alir yang diperlukan udara atau sensor gas untuk menghasilkan sinyal.
Sensor TGS2610 selalu ditandai dengan nomor ID seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.2 yang menandakan klasifikasi pabrik yang digolongkan sesuai dengan batasan-batasan tahanan sensor. Pada saat ID sensor digunakan, proses kalibrasi bisa menjadi
sangat mudah. Mempersingkat kondisi waktu yang lama dan kesulitan dalam menangani kalibrasi gas.
Gambar 1.ID Sensor
Untuk mengoptimalkan resolusi dari sinyal output pada konsentrasi alarm yang digunakan, diperlukan untuk menyesuaikan tahanan beban (Load Resistor RL). Hal ini menunjukkan bahwa RL dipilih
pada nilai yang sesuai dengan tahanan sensor (Sensor Resistance RS) pada konsentrasi alarm. Karena nomor ID bersesuaian untuk tahanan sensor dalam gas isobutana yang dapat ditandai pada penutup sensor, nilai tahanan beban dapat dipilih berdasar pada tabel 1.
Tabel 1. Tahanan RL yang sesuai dengan ID Sensor.
2.2. Karakteristik
Setelah mengumpulkan seluruh data dan melakukan pengujian dalam keadaan normal. Rs/Ro menyatakan rasio tahanan sensor. Dimana Rs adalah tahanan sensor yang menunjukkan jenis-jenis kepekatan gas, Ro adalah tahanan sensor dalam 1800 ppm iso-butana. Gambar karakteristik sensitifitas sensor gas dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2 Karakteristik sensitifitas Sensor Gas TGS 2610
Pada gambar 2.5, dapat dilihat bahwa Rs/Ro dinyatakan sebagai hasil tahanan sensor, dimana Rs adalah tahanan sensor pada 1800 ppm iso-butana pada berbagai macam suhu, Ro adalah tahanan sensor pada 1800 ppm iso-butana pada suhu 200 C.
Gambar 3 Karakteristik Ketergantungan Suhu
2.3. Spesifikasi Dan Struktur Sensor TGS 2610 Dalam tabel 2 dapat dilihat spesifikasi dari sensor TGS 2610
Tabel 2. Spesifikasi sensor gas TGS 2610
Dalam gambar 4 dapat dilihat struktur dan dimensi dari sensor gas TGS 2610.
Gambar 4 Struktur Sensor Gas TGS 2610
3. Komponen-Komponen Detektor Gas 3.1. Rangkaian Catu Daya :
Komponen Jumlah
IC Regulator L7805 1 buah IC Regulator TIP 42C. 1 buah Kapasitor 25 V 100 µF 1 buah Kapasitor 35V 10 µF 1 buah Kapasitor Kramik 104 3 buah
Resistor 10 1 buah
Resistor 1 K 2 buah
Led 1,5 V 2 buah
Saklar geser 1 buah
Baterai Kering 9 V 1 buah
3.2. Rangkaian Buzzer (Alarm)
Komponen Jumlah
Transistor C945PW45 1 buah
Buzzer MPB14A 1 buah
Kapasitor 104 2 buah
Resistor 10 K 2 buah
Resistor 330 2 buah
Led 1,5 V 2 buah
Saklar Tekan 1 buah
3.3. Rangkaian Sensor
Komponen Jumlah
TGS 2610 472JB#12 1 buah
Trinput 1 buah
OP-AMP LM31INKOB142 2 buah
Dioda Zener 1 buah
Transistor A733K11C 1 buah
Kapasitor 25V 100µF 1 buah Kapasitor 16V 1µF 1 buah Kapasitor 35V 10µF 1 buah Resistor 330 2 buah Resistor 10 K 6 buah Resistor 4 K 2 buah Resistor 1 K 2 buah Led 2 buah
3.4. Rangkaian Mikrokontroller AT89C52
Komponen Jumlah
Mikrokontroller AT89C52 1 buah
Kapasitor Kramik 30 2 buah
Resistor 10 K 2 buah
Transistor A733K95C 1 buah
Kristal 1 buah
Pull-up 1 buah
Led 2 buah
4. Sensor Gas TGS 2610
Sensor ini bekerja untuk mendeteksi gas yang terdapat dilingkungan sekitar sensor tersebut. Adapun gas yang dapat dideteksinya adalah LPG dan butana. Data sheet TGS 2610 dapat dilihat pada tabel 4 : 4.1. Rangkaian Alarm
Ketika konsentrasi gas berubah-ubah tepat disaat yang mengkhawatirkan, penurunan dan kenaikan, detektor dapat mengkedip-kedipkan alarm dalam waktu singkat. Dengan menambah RD,
rangkaian trigger Shmidt yang termasuk kedalam pembanding yang dapat dibuat, nilai RD dapat diatur
pada 20 – 30 kali dari nilai RC. Hasilnya range alarm
dibuat. Alarm lalu dibuat ketika range yang lebih besar dari range yang mengkhawatirkan dilampaui dan sinyal alarm akan berhenti setelah sinyal turun hingga nilai range turun.
Gambar 3.5 Rangkaian Alarm
4.2. Pengujian Gas LPG (Liquefied Petroleum Gas) 1. Hubungkan power supply atau baterai pada
rangkaian.
Sensor TGS 2610 akan memanaskan diri (self heating). Setelah cukup panas maka detektor gas siap untuk digunakan. Selama masa pemanasan sensor yang terjadi di kaki 1 dan 4, alarm (Buzzer) hidup. Yang
harus dilakukan adalah menekan saklar reset untuk menormalkan sensor TGS 2610. Jika mencapai pemanasan yang normal, besar tahanan yang terdapat di TGS 2610 normalnya adalah 56. Jika terkena gas maka besar tahanan yang terdapat di TGS 2610 akan turun, sehingga arus yang melewati TGS 2610 akan naik dan akan membunyikan alarm. Dalam sensitifitasnya TGS 2610 memerlukan arus pemanas sebesar 56 mA.
2. Mengatur sensitivitas detektor gas, dengan memutar trinput untuk mengatur sensitifitasnya hingga buzzer hidup, berarti detektor gas siap untuk digunakan.
3. Dekatkan ke sumber gas yang mudah terbakar, contohnya gas elpiji. Jarak antara gas dengan sensor adalah 10 – 20 cm. Buka penutup (kran) gas perlahan-lahan. Sebaiknya disekitar tempat pengujian tidak terdapat api yang menyala, karena dapat menyebabkan kebakaran. Sewaktu gas mulai bercampur dengan udara. Dan mencapai kepekatan yang dapat dideteksi, sensor akan mendeteksi dan melewatkan arus seiring dengan mengecilnya tahanan yang terdapat pada sensor tersebut. Tetapi besarnya arus yang dilewati masih terlalu kecil, sehingga memerlukan penguatan yang mana penguatannya adalah OP-AMP. Setelah dikuatkan maka diirimkan ke mikrokontroller untuk memerintahkan buzzer untuk bunyi. Setelah melakukan pengujian dalam jarak 10 cm antara sumber gas dengan sensor maka waktu yang dibutuhkan untuk mendeteksi gas tersebut selama 16 detik. Pada saat jarak 5 cm maka waktu pendeteksian gas tersebut selama 5 detik.
4. Untuk menormalkan kembali sensor maka dilakukan reset.
5. Waktu yang dibutuhkan sensor untuk kembali kekondisi normal dari saat pendeteksian gas berlangsung adalah 24 detik.
6. Bila akumulasi gas mencapai jumlah tertentu maka sensor gas TGS 2610 akan menyala. Sensor gas ini sensitif untuk gas yang mudah terbakar (Combustible gas).
KESIMPULAN
Dari pembahasan yang dilakukan pada bab-bab sebelumnya maka dapatlah ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Rangkaian detektor gas yang dirancang, sensitif untuk gas-gas yang mudah terbakar (Combustible Gas).
2. Penempatan detektor gas untuk dapat mendeteksi kebocoran gas dengan baik, sebaiknya ditempatkan dekat dengan gas yang akan dideteksi, kira-kira 10 cm. Penempatan ini sangat perlu, sebab jika terlalu jauh pendeteksian akan lama oleh detektor gas. 3. Semakin dekat jarak antara sensor dengan gas
maka akan semakin cepat sensor memberi respon.
4. Penggunaan detektor gas baik di pabrik maupun dirumah-rumah yang menggunakan
atau menyimpan gas yang mudah terbakar sangat diperlukan. Karena detektor gas merupakan alat proteksi sebelum terjadinya ledakan yang diakibatkan kebocoran gas. DAFTAR PUSTAKA
1. Albert Paul Malvino, “Elektronics Principles”, Mc Graw Hill, 1984. 2. Denton, J Dailey, “OP-AMP and Linier
Integrated Circuits, Theory and Application”, Mc Graw Hill, 1989.
3. David L Trell, “OP-AMPS, Second Edition, Design Application and Troubleshooting”, Butterworth – Heinemann, 1996.
4. M. H Rashid, “Power Elektronic, Circuit Devices and System”, Prentice Hall International, 1999.
