Sensor Photodiode Sensor Asap Figaro TGS 2600

Septian Putra : Prototype Pendeteksi Kebakaran Pada Gedung Dengan Pusat Kendali Mikrokontroler ATMega 8535, 2009.

2.4 Sensor Photodiode

Photodiode merupakan piranti semikonduktor dengan struktur p-n dan biasanya terdapat lapisan instrinsik antara lapisan n dan p. piranti yang memiliki lapisan interinsik disebut p-i-n atau PIN photodiode. Cahaya diserap di daerah yang terdapat cahaya inframerah atau daerah interinsik yang menimbulkan pasangan electron- hole,kebayakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya. Mode operasi photodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda, yaitu : 1. mode votovoltatik : seperti solarsel, penyerapan pada photodiode menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun tegangan yang dihasilkan dari tenaga cahaya ini sedikit tidak linier dan range perubahannya sangat kecil. 2. mode potokonduktivitas : disini photodiode dioperasikan sebagai tegangan revers tegangan balik dari sebuah dioda yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan mengahntarkan tanpa terkena cahaya dan pengukuran menghasilkan arus poto hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol . Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier. Septian Putra : Prototype Pendeteksi Kebakaran Pada Gedung Dengan Pusat Kendali Mikrokontroler ATMega 8535, 2009. Karakteristik bahan photodiode : 1. silicon si : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400nm sampai 1000nm terbaik antara 800nm – 900nm. 2. germanium Ge : arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600nm sampai 1800nm terbaik antara 1400 – 1500nm 3. Indium Galium Arsenida InGaAs : mahal, arus kecil saat gelap, kecepatran tinggi, sensitivitas baik pada jarak 800nm sampai 1700nm terbaik antara 1300nm -1600nm. Gambar 2.10 photodiode

2.5 Sensor Asap Figaro TGS 2600

Figaro TGS 2600 adalah transducer utama yang digunakan dalam rangkaian ini, yang merupakan sebuah sensor kimia atau gas sensor. Sensor ini mempunyai nilai resistansi Rs yang akan berubah bila terkena gas dan juga mempunyai sebuah pemanas heater yang digunakan untuk membersihkan ruangan sensor dari kontaminasiudara luar. Struktur dari sensor terdapat pada Gambar 1. Septian Putra : Prototype Pendeteksi Kebakaran Pada Gedung Dengan Pusat Kendali Mikrokontroler ATMega 8535, 2009. Gambar 2.11 Sensor Figaro TGS 2600 Output tegangan pada hambatan RL Vout digunakan sebagai masukan pada mikroprosesor. Nilai resistansi RL dipilih agar konsumsi daya dari sensor PS di bawah batas 15 mW, Nilai PS akan meningkat pada waktu nilai resistansi sensor RS sama dengan resistansi RL. Nilai Ps dapat dicari berdasarkan persamaan berikut ini. ……. 1 …… 2 Keterangan : Ps = Daya Sensor Vc = Tegangan comulatif V out = Tegangan keluaran Rs = Resitansi Sensor RL = Resitansi Linier Bahan detektor gas dari sensor adalah metal oksida, khususnya senyawa SnO2. Ketika kristal metal oksida SnO2 dihangatkan pada temperatur tertentu, oksigen akan diserap pada permukaan kristal dan oksigen akan bermuatan negatif, proses penyerapan oksigen oleh sensor dapat dilihat dari persamaan kimia berikut ini. Hal ini disebabkan karena permukaan kristal mendonorkan elektron pada oksigen yang terdapat pada lapisan luar, sehingga oksigen akan bermuatan negatif dan muatan positif akan terbentuk pada permukaan luar kristal. Tegangan permukaan yang terbentuk akan menghambat laju aliran elektron seperti tampak pada ilustrasi gambar Septian Putra : Prototype Pendeteksi Kebakaran Pada Gedung Dengan Pusat Kendali Mikrokontroler ATMega 8535, 2009. Gambar 2.12 Ilustrasi penyerapan O2 oleh sensor. Di dalam sensor, arus elektrik mengalir melewati daerah sambungan grain boundary dari kristal SnO2. Pada daerah sambungan, penyerapan oksigen mencegah muatan untuk bergerak bebas. Jika konsentrasi gas menurun, proses deoksidasi akan terjadi, rapat permukaan dari muatan negatif oksigen akan berkurang, dan mengakibatkan menurunnya ketinggian penghalang dari daerah sambungan, misal terdapat adanya gas CO yang terdeteksi makapersamaan kimianya dapat digambarkan seperti tampak pada persamaan berikut ini. Dengan menurunnya penghalang maka resistansi sensor akan juga ikut menurun .

2.6 Perangkat Lunak