Panduan Sistem Deteksi Kebakaran menggunakan Flame Sensor & Arduino

Sistem Deteksi Kebakaran menggunakan Flame Sensor & Arduino 

Fitur dan Spesifikasi

 Tipe Sensor: Menggunakan fototransistor silikon YG1006 NPN. 

 Sensitivitas: Sangat sensitif terhadap radiasi infra merah karena kemasan epoksi hitamnya. 

 Tegangan Pengoperasian: Berkisar dari 3,3V hingga 5V, membuatnya kompatibel dengan sebagian besar platform mikrokontroler. 

 Keluaran: Menyediakan keluaran analog dan digital untuk fleksibilitas dalam berinteraksi dengan sirkuit lain. 

 LED Indikator: Dilengkapi dengan indikator LED yang menyala ketika terdeteksi nyala api. 

 Ambang Batas yang Dapat Disesuaikan: Dilengkapi potensiometer untuk menyesuaikan ambang deteksi untuk intensitas api yang berbeda. 

 Jarak Deteksi: Mampu mendeteksi nyala api yang lebih ringan pada jarak hingga 0,8 meter; intensitas api yang lebih besar dapat meningkatkan kisaran ini. 

 Sudut Deteksi: Menawarkan sudut deteksi sekitar 60 derajat, memungkinkan jangkauan deteksi terfokus.

Flame sensor atau sensor api merupakan alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang muncul secara tiba-tiba. Besarnya nyala api yang terdeteksi yaitu nyala api dengan panjang gelombang 760 nm hingga 1.100 nm. Transduser yang digunakan dalam mendeteksi nyala api yaitu infrared. Biasanya sensor api ini digunakan pada ruangan di perkantoran, apartemen atau perhotelan. Namun sering juga digunakan dalam pertandingan robot. Sensor ini berfungsi sebagai mata dari robot untuk mendeteksi nyala api. Dengan meletakkan sensor api sebagai mata, diharapkan robot bisa menemukan posisi lilin yang menyala. Sensor api memiliki manfaat yang cukup besar. Salah satu diantaranya yaitu bisa meminimalisir adanya alarm palsu sebagai sebuah tanda akan terjadinya kebakaran. Sensor ini dirancang khusus untuk menemukan penyerapan cahaya pada gelombang tertentu. 

Jenis dan Cara Kerja Sensor Api

Prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung infrared, ultraviolet atau pencitraan visual api bisa mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared. Ada empat jenis sensor api, yaitu UV Flame Detector, UV/IR Flame Detector, Multi-Spectrum IR Flame Detector (MSIR) dan Visual Imaging Detector. Berikut ini penjelasan masing-masing dari jenis dan cara kerja sensor api :

1. UV Flame Detector

Sensor api menggunakan teknologi ultraviolet sehingga bisa menanggapi radiasi spectral antara 180 nm hingga 260 nm. Tingkat sensitivitas dan respon ultraviolet termasuk baik dan cepat dalam kisaran 0 hingga 50 kaki. Sensor ini sangat sensitif terhadap hal-hal yang bermuatan listrik seperti lampu halogen, busur pengelasan dan petir.

2. UV/IR Flame Detektor

Sensor api merupakan sensor yang menggabungkan atau mengintegrasikan sensor optik ultraviolet ke dalam sensor infrared. Pengintegrasian dual band ini diharapkan bisa membuat detektor ini jauh lebih sensitif terhadap radiasi yang bersifat ultraviolet maupun infrared yang dipancarkan oleh percikan api. Selain itu, teknologi ini juga memiliki tingkat kekebalan yang lebih tinggi dengan respon yang jauh lebih baik dari teknologi sebelumnya. Oleh karena itu, selain cocok diletakkan di dalam ruangan, sensor ini juga cocok digunakan di luar ruangan yang bersifat terbuka.

3. Multi-Spectrum IR Flame Detektor (MSIR)

Sensor api ini dibuat lebih canggih dari jenis sebelumnya karena bisa memanfaatkan daerah spectral infrared secara maksimal untuk mendeteksi radiasi sumber api. Sensor jni nemiliki sensitivitas yang tinggi karena bisa menjangkau radiasi sumber api hingga 200 kaki dari sumber percikan api, baik indoor atau pun outdoor. Selain itu, teknologi ini juga memiliki kekebalan yang tinggi terhadap radiasi yang berasal dari infrared. Radiasi ini dapat muncul karena adanya sengatan listrik, adanya percikan api, muatan listrik dan juga pemicu kebakaran yang lainnya seperti material yang bersifat panas.

4. Visual Flame Imaging Detektor

Sensor api ini tergolong lebih canggih jika dibandingkan dengan tiga teknologi sebelumnya. Hal ini dikarenakan oleh tiga faktor berikut :

Pertama, teknologi ini menggunakan beberapa perangkat CCD. Biasanya perangkat CCD ini digunakan dalam kamera sirkuit tertutup.

Kedua, teknologi ini menggunakan algoritma sebagai pendeteksi dini untuk menentukan letak percikan api sebagai penyebab kebakaran. Fungsi dari algoritma yaitu menganalisis bentuk dan perkembangan api berdasarkan video yang diperoleh dari komponen CCD. Hasil analisis inilah yang akan menentukan betul tidaknya sebuah kebakaran.

Ketiga, teknologi ini tidak mendeteksi adanya kebakaran melalui muatan listrik, radiasi panas, cahaya api atau sejenisnya seperti pada ketiga teknologi sebelumnya. Oleh karena itu, sensor api visual flame imaging detector sangat cocok digunakan pada ruangan yang di dalamnya terdapat aktivitas pembakaran agar tidak terjadi alarm palsu.

Sensor flame 5 Channel

Penjelasan singkat

Untuk sensor flame 5 channel ini merupakan kumpulan dari 5 sensor flame yang dipackage menjadi 1 seperti gambar dibawah ini.

Modul ini digunakan untuk mendeteksi nyala api dalam kisaran besar (> 120 derajat). Sensor ini mendeteksi api dengan 5 sensor nyala yang diatur dengan 30 derajat.

Invalid download ID.

Modul ini mengeluarkan sinyal analog dan juga sinyal digital yang akan mudah digunakan, serta dapat diatur akan sensitivitas keluaran digital dengan potensiometer on-board.

Prinsip Kerja Sensor:

Item tersebut mampu mendeteksi band flame masing-masing pada kisaran 700-1100 nm, gelombang pendek mendekati inframerah (SW-NIR), dan merupakan output melalui sinyal listrik (voltage signal).

Terdapat 5 indikator LED yang berguna sebagai indikator pendeteksian akan hal panas.

Spesifikasi

Tegangan catudaya 3.3V ~ 9V

Output analog & digital

Potensiometer dan indikator on-board

Resistor 1% untuk membuat modul ini lebih andal dan presisi.

Desain sensor fluks lima kanal, berbagai deteksi (kisaran deteksi dari sensor nyala tunggal biasa mungkin sekitar 30 ° C, karena jaraknya meningkat, kisarannya akan berkurang secara bertahap, kisaran deteksi produk lebih besar dari 120 ° C)

Digital output jarak deteksi adjustable.The analog output sensitivitas disesuaikan, desain lebih fleksibel

Dengan menggunakan desain resistor 1%, keluaran sinyal lebih akurat, cocok untuk kebutuhan pengukuran presisi tinggi

Lubang pemasangan onboard M3 untuk memudahkan pemasangan

Aplikasi:

– Semua kebutuhan deteksi flame

– Gunakan Case:

– Memerangi robot

– Alarm kebakaran

Komponen Modul Sensor Api

Modul sensor api hanya memiliki beberapa komponen, yang meliputi fotodioda IR, IC pembanding LM393, dan beberapa komponen pasif pelengkap. LED daya akan menyala saat modul diberi daya dan LED D0 akan mati saat api terdeteksi. Sensitivitas dapat disesuaikan dengan resistor pemangkas yang terpasang.

Komponen dan Komponen Modul Sensor Api

Pertanyaan Umum tentang Sensor Api

Bagaimana cara kerja sensor api?

Sensor api bekerja berdasarkan radiasi inframerah. Fotodioda IR akan mendeteksi radiasi IR dari benda panas. Nilai ini kemudian dibandingkan dengan nilai yang ditetapkan. Setelah radiasi mencapai nilai ambang batas, sensor akan mengubah outputnya sesuai dengan nilai tersebut.

Apa yang dideteksi oleh sensor api?

Sensor api jenis ini mendeteksi radiasi inframerah.

Di mana sensor api digunakan?

Sensor api digunakan di mana pun ada kemungkinan kebakaran. Terutama di area industri.

Bagaimana Cara Kerja Modul Sensor Api?

Cara Kerja Sensor Api

Cara kerja modul sensor api sederhana. Teori di baliknya adalah bahwa benda panas akan memancarkan radiasi inframerah. Dan untuk api, radiasi ini akan tinggi. Kami akan mendeteksi radiasi IR ini menggunakan fotodioda inframerah. Konduktivitas fotodioda akan bervariasi tergantung pada radiasi IR yang dideteksinya. Kami menggunakan LM393 untuk membandingkan radiasi ini dan ketika nilai ambang batas tercapai, keluaran digital berubah.

Modul Sensor Api

Kita juga dapat menggunakan keluaran analog untuk mengukur intensitas radiasi IR. Keluaran analog diambil langsung dari terminal fotodioda. LED D0 yang terpasang akan menunjukkan adanya api saat terdeteksi. Sensitivitas dapat diubah dengan menyesuaikan resistor variabel yang terpasang. Ini dapat digunakan untuk menghilangkan pemicu palsu.

Kode Sensor Api Arduino

Kode untuk menghubungkan sensor api sangat sederhana dan mudah dipahami. Kita hanya perlu menentukan pin yang akan digunakan untuk menghubungkan sensor dengan Arduino. Setelah itu, kita akan memantau status pin tersebut.

batalkan pengaturan()

{

  pinMode(2, INPUT); //inisialisasi pin keluaran sensor api yang terhubung sebagai pin input.

  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);// inisialisasi pin digital LED_BUILTIN sebagai keluaran.

  Serial.begin(9600);// inisialisasi komunikasi serial @ 9600 baud:

}

Dalam fungsi pengaturan , kami telah menginisialisasi pin digital 2 sebagai input. Pin ini digunakan untuk memantau output sensor api. Selanjutnya, kami telah menginisialisasi pin 13, yang terhubung dengan LED internal, sebagai output. Kami akan menggunakan LED internal ini sebagai indikator status. Kemudian kami menginisialisasi port serial pada baud rate 9600.

lingkaran kosong()

{

  jika (digitalRead(2) == 1 )

  {

    digitalWrite(LED_BUILTIN, TINGGI); // LED NYALA

    Serial.println("** Peringatan!!!! Kebakaran terdeteksi!!! **");

  }

  kalau tidak

  {

    digitalWrite(LED_BUILTIN, RENDAH); // LED MATI

    Serial.println("Tidak terdeteksi Kebakaran");

  }

  tunda(100);

}

Pada fungsi Loop , kita akan memantau status pin digital 2. Saat pin ini ditarik rendah atau tinggi oleh sensor api, kita akan mengubah status LED status dan akan mencetak pesan peringatan ke monitor serial.

GIF di bawah menunjukkan antarmuka sensor api saat beraksi.