Peranti Pemadam Kebakaran Automatik Kenderaan.
I
PERANTI PEMADAM KEBAKARAN AUTOMATIK KENDERAAN
AHMAD SYAUQI BIN HANAS
This Report Is Submitted In Partial Fulfillment of Requirements for the
Bachelor Degree of Electronic Engineering (Industrial Electronic)
Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer
Universiti Teknikal Malaysia Melaka
Jun 2013
II
III
IV
V
DEDIKASI
Assalamualaikum dan selamat sejahtera, syukur kehadrat Ilahi dengan limpahan
nikmat dan rahmat kurniaan-Nya memberi saya peluang untuk bernafas dan
menikmati keindahan ciptaan-Nya. Di kesempatan ini saya ingin merakamkan
penghargaan buat insan yang telah melahir dan membesarkan saya dengan penuh
dedikasi dan kasih sayang.
Jutaan terima kasih saya ucapkan kepada ibunda dan ayahanda tercinta Hjh
Zahedah bt. Hussain dan Hj Hanas b. Mat Desa. Merekalah yang banyak memberi
sokongan dan dorongan dari segi moral, tenaga, masa dan wang ringgit tanpa kenal
erti penat dan jemu demi melihat kejayaan anak-anak mereka. Jika kejayaan yang
saya peroleh harini maka itulah kejayaan ibunda dan ayahanda mendidik saya dari
kecil sehingga hari ini.
Kesempatan ini juga saya ingin mengucapkan terima kasih kepada keluarga
yang sata kasihi, guru-guru atau pensyarah yang saya hormati serta rakan-rakan yang
banyak memberi tunjuk ajar, sokongan dan nasihat yang berguna kepada saya samada
secara lansung atau tidak lansung. Jasa baik anda amat saya hargai dan tak mungkin
dapat saya balas dengan kata-kata pujian di ruangan ini.
Dengan rasa kesyukuran dan rendah diri saya panjatkan doa kehadrat Ilahi
semoga ibunda, ayahanda tercinta, rakan-rakan yang dikasihi, serta anda semua
dirahmati, diberkati dan dipermudahkan urusan di dunia mahupun urusan di akhirat.
Akhir kata dari saya, Assalamualaikum Warahmatullah.
VI
PENGHARGAAN
Syukur kehadrat Ilahi kerana dengan limpah kurnianya dapat saya
menyempurnakan projek PSM1 semester 1 dan PSM2 pada semester 2, setelah
bertungkus lumus dari awal semester 1 untuk menyiapkan proposal, sorotan kajian
dan pembentangan projek PSM1. Usaha diteruskan lagi dengan menyiapkan simulasi
litar, pemasangan komponen pada litar dan sehinggalah menjadi produk akhir sebuah
peranti pemadam kebakaran automatik kenderaan. Assalamualaikum dan selamat
sejahtera saya ucapkan kepada semua pensyarah terutama kepada pensyarah yang
menjadi penyelia projek saya Pn. Izadora bt. Mustaffa dan Dr Mohd Shakir b. Md
Saat. Saya ingin merakamkan ribuan terima kasih kepada beliau kerana telah banyak
memberi pendapat, nasihat dan tunjuk ajar kepada saya sehingga saya dapat
menyiapkan projek keseluruhan projek PSM1 dan PSM2.
Diakhir penghargaan ini saya juga ingin mengucapkan terima kasih yang tidak
terhingga juga kepada ibu dan bapa saya Pn. Hjh. Zahedah Binti Hussain Dan Tn. Hj.
Hanas Bin Mat Desa kerana telah banyak memberi sokongan mental dan moral serta
membantu saya dari sudut kewangan dan metarial selama saya masih dibawah
tanggungan mereka. Dengan sokongan dan bantuan mereka dapat saya menyiapkan
keseluruhan projek PSM1 dan PSM2 sekaligus membolehkan saya menamatkan
pelajaran saya diperingkat ijazah sarjana muda.
Terima Kasih.
VII
ABSTRAK
Projek ini bertujuan membina sistem pemadam kebakaran kenderaan secara
automatik. Statistik kebakaran yang dikeluarkan oleh jabatan bomba dan penyelamat
Malaysia pada tahun 2011 hingga jun 2012 menunjukan kebakaran kenderaan antara
jumlah kes tertinggi selepas kebakaran banggunan dan lading/lalang. Jsteru itu satu
sistem pemadam kebakaran automatik dicadangkan di dalam tesis ini. Melalui
pemadam kebakaran automatik ini, kehadiran api dapat dipadamkan secara
automatik. Secara terperinci, pemadam kebakaran ini mengandungi peranti elektronik
yang menggunakan litar penguat pembanding, pengesan suhu dan pengesan cahaya
yang ditempatkan di bahagian enjin kenderaan. Sebab utama pemadam kebakaran
automatik ini diletakan di bahagian enjin kerana, bahagian enjin kenderaan
merupakan bahagian yang berisiko tinggi mengalami kebakaran akibat dari
kemalangan, penyengaraan kenderaan yang tidak sempurna dan pengubahsuaian
kenderaan. Kajian menunjukan bahawa api wujud melalui kombinasi tiga faktor iaitu
bahan api, oksigen dan haba. Tanpa kombinasi tiga faktor tersebut, api tidak akan
wujud. Apabila pengesan suhu dan pengesan cahaya pada litar tersebut dapat
mengesan kenaikan suhu dan pertambahan cahaya di bahagian enjin kenderaan, litar
penguat pembanding akan mengaktifkan injap solenoid yang dipasangkan pada tangki
pemadam kebakaran jenis debu kering. Debu kering akan disemburkan pada bahagian
enjin yang mengalami kebakaran. Pemadam kebakaran berunsur debu kering
merupakan pemadam kebakaran universal yang mampu memadamkan semua jenis
kebakaran.
VIII
ABSTRACT
This project aims to build a vehicle fire extinguishing system automatically.
Fire statistics released by the fire department and savior of Malaysia in 2011 to June
2012 showed that the numbers of cases of vehicle fire are higher after fire of the
buildings and plantations / weeds. It is thus an automatic fire extinguishing system
proposed in this thesis. Through automatic fire extinguisher, the presence of fire can
be turned off automatically. In detail, a fire extinguisher consists of electronic devices
that use the comparator amplifier circuits, temperature sensors and light sensors that
are placed in the vehicle's engine. The main reason for an automatic fire extinguisher
is placed on the engine because the engine of the vehicle is at high risk for fire due to
accident, improper vehicle maintenance and vehicle modification. Research has also
shown that fire exists through a combination of three factors: fuel, oxygen and heat.
Without the combination of these factors, the fire would not exist. When the
temperature sensor and light sensor at the circuit has detects the rise in temperature
and increase intensity light at vehicle engine parts, the comparator amplifier circuit
will activate a solenoid valve mounted on the tank dry powder type fire extinguisher.
Dry powder will be sprayed on the engine to fire. Characterized by dry powder fire
extinguisher is capable of universal firefighters extinguish all types of fires.
IX
KANDUNGAN
BAB PERKARA
1
HALAMAN
TAJUK PROJEK
i
BORANG PENGESAHAN
ii
PENGAKUAN
iii
PENGESAHAN PENYELIA
iv
DEDIKASI
v
PENGHARGAAN
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
ISI KANDUNGAN
ix
SENARAI JADUAL
xi
SENARAI RAJAH
xii
SENARAI SIMBOL /SINGKATAN/ ISTILAH
xiii
PENGENALAN
1
1.1
Pengenalan
1
1.2
Objektif Projek
2
1.3
Penyataan Masalah
3
1.4
Skop Kerja
3
1.5
Metodologi Projek
5
X
2
SOROTAN KAJIAN
2.1
Kepentingan Pemadam Kebakaran dan
Situasi Kecemasan
8
Kajian Mengenai Pemadam Kebakaran
Automatik Sedia Ada
13
Kajian Mengenai Faktor Kebakaran
Dan Jenis Kebakaran
15
Kajian Mengenai Jenis – Jenis
Pemadam Kebakaran
18
Kajian Keatas Litar Dan Komponen
Yang Digunakan
20
METODOLOGI SOROTAN KAJIAN
25
3.1
Analisis Dan Kajian Latar Belakang
25
3.2
Analisis Keatas Komponen Semasa
Situasi Kebakaran
27
Pengiraan Voltan Rujukan Dan Voltan Pelaras
28
2.2
2.3
2.4
2.5
3
3.3
4
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
4.1
4.2
5
8
30
Penempatan Peranti Elektronik
Dan Pemadam Kebakaran
30
Penempatan Peranti Elektronik Dan
Nozel Pada Model Prototaip
33
KESIMPULAN DAN CADANGAN
35
5.1
Kesimpulan
35
5.2
Cadangan
36
RUJUKAN
37
LAMPIRAN
38
XI
SENARAI JADUAL
NO
TAJUK
HALAMAN
1.1
Carta alir metodologi projek
6
1.2
Carta Gantt
7
2.1
Statistik kebakaran tahun 2011
9
2.2
Statistik kebakaran jun 2012
9
2.3
Jenis kebakaran dan kelas pemadam kebakaran
18
2.4
Komponen di dalam injap solenoid
24
3.1
Carta alir sorotan kajian
26
3.2
Graf rintangan melawan suhu thermister
27
3.3
Graf rintangan melawan luminan cahaya (LDR)
28
XII
SENARAI RAJAH
NO
TAJUK
2.1
Ulasan ketua cawangan operasi kebakaran
10
2.2
Keratan akhbar kosmo 28 september 2012
11
2.3
Keratan akhbar kosmo 23 september 2012
12
2.4
Model pemadam kebakaran automatik kenderaan
(mekanikal pneumatik)
15
2.5
Tindak balas berantai kebakaran
16
2.6
Litar simulasi penguat pembanding
20
2.7
Thermistor TC103
21
2.8
Light dependent resistor (LDR)
22
2.9
Operasi injap solenoid
23
2.10
Injap solenoid yang digunakan
24
3.1
Masukan voltan rujukan
29
3.2
Masukan voltan pelarasan
30
4.1
Penempatan pengesan suhu, nozel dan hos
33
4.2
Kedudukan pemadam kebakaran dan injap solenoid
33
4.3
Model prototaip untuk meletakan penderia suhu,
cahaya dan nozel
35
Blok diagaram peranti pemadam kebakaran
36
4.4
HALAMAN
XIII
SENARAI SIMBOL /SINGKATAN/ ISTILAH
NO
TAJUK
HALAMAN
1
Perintang peka haba (Thermistor)
1
2
Perintang peka cahaya (LDR)
2
3
Ion oksigen (O)
16
4
Ion hidrogen (H)
16
5
Tindak balas ion hidrogen dan oksigen (OH)
16
6
Penguat pembanding (op amp)
20
7
perintang boleh laras (VR)
20
8
perintang mewakili thermistor (Rthm)
28
9
voltan merentasi perintang R1 (VR1)
28
10
voltan merentasi preintang Radj (VR2)
30
11
perintang mewakili LDR (Rldr)
30
12
perintang pelaras (Radj)
30
1
BAB 1
PENGENALAN
1.1
Pengenalan Projek
Mengikut statistik kebakaran di seluruh Malaysia, yang dikeluarkan oleh
bahagian Operasi Kebombaan dan Penyelamat serta bahagian Penyiasatan Kebakaran
Jabatan Bomba dan Penyelamat Malaysia sehingga bulan Jun 2012, menunjukan
bahawa kebakaran kenderaan merupakan jumlah kedua tertinggi selepas kebakaran
banggunan dengan 1,488 kes. Pada tahun 2011 jumlah kes kebakaran kenderaan
direkodkan sebanyak 2,817 kes dan pada tahun 2008 kes kebakaran kenderaan yang
dicatatkan sebanyak 2,101. Statistik ini menunjukan jumlah peningkatan kes
kebakaran pelbagai jenis kenderaan di seluruh Malaysia. [1][2][3], kereta merupakan
jumlah tertinggi dalam statistik kebakaran kenderaan dengan 575 kes diikuti lori
/trailer sebanyak 143 dan motosikal sebanyak 110 kes. Jumlah kes ini nyata
membimbangkan kerana ianya melibatkan nyawa individu [4][5].
Pemadam kebakaran kenderaan automatik ialah suatu peranti keselamatan di
dalam kenderaan. Peranti ini berfungsi memadam kebakaran di bahagian enjin
kenderaan yang sentiasa terdedah kepada suhu tinggi dan berisiko tinggi untuk
berlakunya kebakaran. Peranti ini menggunakan penderia suhu (thermistor sensor )
2
dan penderia cahaya (light dependent resistor sensor ) (LDR) yang akan mengesan
kenaikan suhu dan kecerahan cahaya semasa berlakunya kebakaran pada bahagian
enjin kenderaan. Peranti pemadam kebakaran kenderaan automatik akan bertindak
menyemburkan debu kering di sekitar enjin kereta. Dengan adanya pemadam
kebakaran kenderaan automatik ini diharap dapat mengurangkan angka statistik yang
telah direkodkan [4][5].
1.2 Objektif Projek
Objektif- objektif projek adalah seperti berikut:
1. Merekabentuk peranti pemadam kebakaran automatik kenderaan yang dapat
memadamkan api secara automatik.
2. Menentukan spesifikasi dari segi jenis, reka bentuk, fungsi dan saiz alat
pemadam kebakaran yang sesuai digunakan didalam projek ini.
3. Menguji sistem pemadam kenbakaran automatik kenderaan tersebut pada model
prototaip bahagian enjin kereta yang dibuat.
1.3 Penyataan Masaalah
Kebakaran kenderaan boleh berlaku pada bila-bila masa. Antara faktor berlaku
kebakaran kenderaan ialah penyengaraan kenderaan yang tidak sempurna dan faktor
kemalangan [1][6]. Sebahagian daripada korban nyawa akibat kemalangan jalan raya
di Malaysia adalah disebabkan oleh kebakaran kenderaan [1]. Pihak Jabatan Bomba
3
dan Penyelamat Malaysia juga turut menasihati semua pemilik kenderan persendirian
menyimpan pemadam kebakaran didalam kenderaan sebagai langkah keselamatan,
namun dalam situasi kecemasan pemilik kenderaan mungkin berada dalam keadaan
cemas dan tidak mampu bertindak untuk memadamkan kebakaran tersebut. Peranti
pemadam kebakaran kenderaan automatik ini diharapkan dapat digunakan di dalam
situasi sebegini seterusnya mengurangkan statistik korban nyawa akibat kebakaran
kenderaan.
1.4 Skop Kerja
Projek sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan ini dibuat secara
berperingkat, maka skop kerja perlu diambil berat bagi memastikan objektif projek
tercapai. Setiap kerja yang dilakukan perlu mengikut urutan pada carta alir yang
dibuat dan perlu menepati waktu yang telah ditetapkan supaya projek ini berjalan
lancar serta siap dalam tempoh masa yang ditetapkan, sekaligus dapat mencapai
objektif projek. Dalam projek ini terdapat tiga skop kerja yang dititik beratkan:
1.4.1
Rekabentuk
Sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan menggunakan peranti
elektronik yang akan mengesan dan memadamkan kebakaran yang berlaku. Ia
menggunakan litar penguat operasi pembanding, yang akan membandingkan voltan
masukan daripada penderia suhu dan penderia cahaya serta pemadam api berunsur
debu kering. Penderia suhu akan bertindak mengesan suhu tinggi manakala penderia
cahaya akan bertindak mengesan cahaya, dan peranti pemadam kebakaran kenderaan
automatik akan bertindak menyembur debu kering. Pemadam kebakaran akan
berhenti selepas kebakaran berjaya dipadamkan.
4
1.4.2
Spesifikasi Pemadam Kebakaran
Sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan mengunakan unsur debu
kering untuk memadamkan kebakaran yang berlaku pada bahagian enjin kenderaan,
tangki yang digunakan pula berkapasiti 1 Kg dan mampu beroperasi dalam
lingkungan 2 meter padu kawasan dengan tekanan udara mampat 12 bar. Tangki
pemadam kebakaran akan dipasang bersama injap solenoid bagi membolehkan
pemadam kebakaran tersebut berfungsi apabila mendapat bekalan voltan 12 volt dari
peranti elektronik.
1.4.3
Model Kenderaan
Model kenderaan yang digunakan ialah kerata kancil, ia berdasarkan spesifikasi
pemadam kebakaran yang digunakan. Pengesan suhu akan dipasangkan di bahagian
enjin yang terdedah kepada suhu tinggi dan berisiko berlaku kebakaran [6]. Muncung
pemadam kebakaran diletakan di bahagian enjin kenderaan dan disambungkan
dengan injap solenoid pada tangki pemadam kebakaran yang dipasang dibahagian
dalam kenderaan.Tangki pemadam kebakaran berunsur debu kering akan diletakan di
bahagian dalam kenderaan dengan jarak 1-2 meter dari bahagian enjin.
1.5
Metodologi Projek
Dalam usaha untuk mencapai objektif projek, setiap aliran langkah kerja perlu
disusun mengikut turutan supaya setiap kerja yang dilakukan tersusun dan berjalan
lancar. Projek ini dibahagikan kepada dua segmen yang berasingan. Kerja-kerja pada
segmen yang berasingan ini dilakukan secara selari bagi memastikan aliran kerja
sentiasa berterusan dan tidak tergendala, sebelum ia digabungkan menjadi produk
akhir. Jadual 1.1 menunjukan carta alir yang memaparkan aliran kerja tersebut. Setiap
5
aturcara yang disusun didalam segmen tersebut akan dilakukan dalam tempoh masa
yang telah ditetapkan di dalam carta Gantt, rujuk Jadual 1.2. Kedua–dua jadual ini
sangat penting sebagai garis panduan bagi memulakan sesuatu kerja dan penanda aras
bagi memastikan kerja–kerja tersebut boleh disiapkan didalam tempoh yang
ditetapkan.
1.5.1
Jenis pemadam kebakaran
Pemilihan jenis pemadam kebakaran, saiz dan kuantiti yang akan digunakan
pada model prototaip kenderaan. Pemilihan ini dibuat berdasarkan kajian
keatas jenis kebakaran dan kelas pemadam kebakaran.
1.5.2
Model kenderaan
Pemilihan model kenderaan yang akan digunakan didalam projek ini,
bersesuaian dengan saiz dan kuantiti pemadam kebakaran yang akan
digunakan. Setelah mengkaji tentang kebakaran dan pemadam kebakaran,
pemilihan model kenderaan dibuat berdasarkan keupayaan pemadam
kebakaran untuk memadam kebakaran dalam kawasan kaki persegi.
1.5.3
Litar penderia kebakaran
Produk akhir, pemasangan litar pengesan kebakaran yang telah dibuat pada
pemadam kebakaran dan diuji pada model kenderaan yang telah dipilih. Ini
bertujuan untuk menguji tahap keberkesanan projek pemadam kebakaran
automatik kenderaan tersebut.
6
Jadual 1.1 Carta alir metodologi projek
7
Menyiapkan proposal projek
3.
Membuat penyelidikan
mengenai pemadam api dan
kebakaran kenderaan
4.
Klasifikasikan peralatan,
komponen dan sebut harga
barang
5.
Membeli peralatan dan
komponen yang diperlukan
6.
Memasang dan menyiapkan
peranti pemadam kebakaran
kenderaan automatik
7.
Menguji peranti pemadam
kebakaran kenderaan automatik
8.
Persediaan untuk pembentangan
INOTEK
9.
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
Jan
1
5
1
6
1
7
1
8
Feb
1
9
2
0
Selesaikan dan hantar laporan
Jadual 1.2 Carta Gant
2
1
2
2
2
3
Mar
1
2
3
4
Apr
5
6
7
8
Cuti Pertengahan
2.
3
Dec
Cuti Akhir Semesterr
Mencari maklumat mengenai
pemadam api dan punca
kebakaran kenderaan
2
Nov
Cuti Ulang Kaji
Peperiksaan Akhir Semester
1.
Taklimat PSM
1
Oct
Cuti Pertengahan Semester
Sep
Aktiviti projek
2013
9
May
1
0
1
1
1
2
1
3
Jun
1
4
1
5
1
6
1
7
Cuti Ulang Kaji
Peperiksaan Akhir Semester
2012
1
8
8
BAB 2
SOROTAN KAJIAN
Bab ini akan menceritakan mengenai sorotan kajian yang telah dibuat, ia
mengandungi maklumat yang dikumpul dan fakta yang diperolehi bertujuan untuk
menimba ilmu dan mencetus idea dalam menyiapkan projek ini. Terdapat beberapa
sumber yang telah diambil sebagai sumber rujukan seperti buku, tesis, jurnal dan
laman web yang berkaitan dengan projek ini. Ia termasuk operasi litar, perkakasan
dan komponen yang diguna dalam projek termasuk punca berlaku kebakaran dan
penggunaan pemadam kebakaran.
2.1 Kajian Mengenai Kepentingan Pemadam Kebakaran Dan Situasi Semasa
Kecemasan.
2.1.1
Statistik Kebakaran dari Jabatan Bomba Dan Penyelamat Malaysia Tahun
2011 Hingga Jun 2012.
Jadual 2.1 dan jadual 2.2 menunjukan statistik jenis kebakaran yang di
rekodkan oleh jabatan bomba dan penyelamat Malaysia pada tahun 2011 hingga
bulan Jun 2012.Statistik ini menunjukan kebakaran kenderaan antara jumlah kes yang
tertinggi selepas kebakaran belukar/lalang, banggunan dan lain-lain kebakaran, [7].
9
Statistik ini sangat membimbangkan kerana kebakaran yang berlaku melibatkan
korban nyawa. Dalam kenyataan lain rencana yang dipetik dari akhbar kosmo
bertarikh 28 september 2012, pihak bomba menyatakan kebimbangan terhadap kes
kebakaran kenderaan yang meningkat setiap tahun.
Jadual 2.1 Statistik kebakaran tahun 2011, [7].
Jadual 2.2 Statistik kebakaran Jun 2012, [7].
10
2.1.2 Keperluan Menyimpan Pemadam Kebakaran Didalam Kenderaan
Menurut Ketua Cawangan Pengurusan Operasi Jabatan Kebakaran, Jabatan
Bomba dan Penyelamat Malaysia, Yahaya Madis, kes yang melibatkan kereta
terbakar di negara ini meningkat setiap tahun padatahun 2006 sebanyak 1811 kes di
catatkan dan kes kebakaran kenderaan meningkat pada tahun berikut nya sebanyak
2052 kes, pada tahun 2008 kes meningkat lagi menjadi 2101 kes.
Beliau turut menjelaskan punca kebakaran kenderaan disebabkan oleh
kemalangan dan penyelengaraan yang kurang baik. Selain itu beliau turut menasihati
pengguna kenderaan persendirian menyimpan pemadam kebakaran didalam
kenderaan masing-masing sebagai langkah keselamatan. Beliau juga turut menasihati
kepada semua pemilik kenderaan supaya tidak cemas sekiranya berlaku kebakaran,
sebaliknya bertindak dengan pantas untuk menyelamatkan nyawa dan mengawal
kebakaran tersebut, [1].
Rajah 2.1 Ulasan ketua cawangan operasi kebakaran, [1].
11
2.1.3 Pengalaman Cemas Mangsa Kebakaran Kenderaan
Rajah 2.1 memaparkan nasihat yang diberikan oleh ketua cawangan operasi
bomba Malaysia supaya pemilik kenderaan menyimpan pemadam kebakaran di
dalam kenderaan masing-masing, beliau juga mengingatkan kepada semua pengguna
kenderaan supaya bertenang sekiranya berlaku kecemasan, kerana dalam keadaan
kecemasan mangsa yang terlibat akan berada dalam keadaan cemas dan sukar untuk
bertindak memadamkan kebakaran. Faktor ini dapat dilihat melalui laporan akhbar
mengenai kes kebakaran yang berlaku di Malaysia. Hasil dari sisatan dan temuramah
yang dibuat keatas mangsa yang terselamat yang melalui pengalaman ngeri dan
mencemaskan tersebut, kesimpulan yang boleh dibuat tindakan awal mampu
menyelamatkan nyawa dan harta benda. Kesimpulan tersebut menjadi faktor utama
projek pemadam kebakaran automatik kenderaan dibuat.
Rajah 2.2 Keratan akhbar kosmo 28 September 2012, [1].
PERANTI PEMADAM KEBAKARAN AUTOMATIK KENDERAAN
AHMAD SYAUQI BIN HANAS
This Report Is Submitted In Partial Fulfillment of Requirements for the
Bachelor Degree of Electronic Engineering (Industrial Electronic)
Fakulti Kejuruteraan Elektronik dan Kejuruteraan Komputer
Universiti Teknikal Malaysia Melaka
Jun 2013
II
III
IV
V
DEDIKASI
Assalamualaikum dan selamat sejahtera, syukur kehadrat Ilahi dengan limpahan
nikmat dan rahmat kurniaan-Nya memberi saya peluang untuk bernafas dan
menikmati keindahan ciptaan-Nya. Di kesempatan ini saya ingin merakamkan
penghargaan buat insan yang telah melahir dan membesarkan saya dengan penuh
dedikasi dan kasih sayang.
Jutaan terima kasih saya ucapkan kepada ibunda dan ayahanda tercinta Hjh
Zahedah bt. Hussain dan Hj Hanas b. Mat Desa. Merekalah yang banyak memberi
sokongan dan dorongan dari segi moral, tenaga, masa dan wang ringgit tanpa kenal
erti penat dan jemu demi melihat kejayaan anak-anak mereka. Jika kejayaan yang
saya peroleh harini maka itulah kejayaan ibunda dan ayahanda mendidik saya dari
kecil sehingga hari ini.
Kesempatan ini juga saya ingin mengucapkan terima kasih kepada keluarga
yang sata kasihi, guru-guru atau pensyarah yang saya hormati serta rakan-rakan yang
banyak memberi tunjuk ajar, sokongan dan nasihat yang berguna kepada saya samada
secara lansung atau tidak lansung. Jasa baik anda amat saya hargai dan tak mungkin
dapat saya balas dengan kata-kata pujian di ruangan ini.
Dengan rasa kesyukuran dan rendah diri saya panjatkan doa kehadrat Ilahi
semoga ibunda, ayahanda tercinta, rakan-rakan yang dikasihi, serta anda semua
dirahmati, diberkati dan dipermudahkan urusan di dunia mahupun urusan di akhirat.
Akhir kata dari saya, Assalamualaikum Warahmatullah.
VI
PENGHARGAAN
Syukur kehadrat Ilahi kerana dengan limpah kurnianya dapat saya
menyempurnakan projek PSM1 semester 1 dan PSM2 pada semester 2, setelah
bertungkus lumus dari awal semester 1 untuk menyiapkan proposal, sorotan kajian
dan pembentangan projek PSM1. Usaha diteruskan lagi dengan menyiapkan simulasi
litar, pemasangan komponen pada litar dan sehinggalah menjadi produk akhir sebuah
peranti pemadam kebakaran automatik kenderaan. Assalamualaikum dan selamat
sejahtera saya ucapkan kepada semua pensyarah terutama kepada pensyarah yang
menjadi penyelia projek saya Pn. Izadora bt. Mustaffa dan Dr Mohd Shakir b. Md
Saat. Saya ingin merakamkan ribuan terima kasih kepada beliau kerana telah banyak
memberi pendapat, nasihat dan tunjuk ajar kepada saya sehingga saya dapat
menyiapkan projek keseluruhan projek PSM1 dan PSM2.
Diakhir penghargaan ini saya juga ingin mengucapkan terima kasih yang tidak
terhingga juga kepada ibu dan bapa saya Pn. Hjh. Zahedah Binti Hussain Dan Tn. Hj.
Hanas Bin Mat Desa kerana telah banyak memberi sokongan mental dan moral serta
membantu saya dari sudut kewangan dan metarial selama saya masih dibawah
tanggungan mereka. Dengan sokongan dan bantuan mereka dapat saya menyiapkan
keseluruhan projek PSM1 dan PSM2 sekaligus membolehkan saya menamatkan
pelajaran saya diperingkat ijazah sarjana muda.
Terima Kasih.
VII
ABSTRAK
Projek ini bertujuan membina sistem pemadam kebakaran kenderaan secara
automatik. Statistik kebakaran yang dikeluarkan oleh jabatan bomba dan penyelamat
Malaysia pada tahun 2011 hingga jun 2012 menunjukan kebakaran kenderaan antara
jumlah kes tertinggi selepas kebakaran banggunan dan lading/lalang. Jsteru itu satu
sistem pemadam kebakaran automatik dicadangkan di dalam tesis ini. Melalui
pemadam kebakaran automatik ini, kehadiran api dapat dipadamkan secara
automatik. Secara terperinci, pemadam kebakaran ini mengandungi peranti elektronik
yang menggunakan litar penguat pembanding, pengesan suhu dan pengesan cahaya
yang ditempatkan di bahagian enjin kenderaan. Sebab utama pemadam kebakaran
automatik ini diletakan di bahagian enjin kerana, bahagian enjin kenderaan
merupakan bahagian yang berisiko tinggi mengalami kebakaran akibat dari
kemalangan, penyengaraan kenderaan yang tidak sempurna dan pengubahsuaian
kenderaan. Kajian menunjukan bahawa api wujud melalui kombinasi tiga faktor iaitu
bahan api, oksigen dan haba. Tanpa kombinasi tiga faktor tersebut, api tidak akan
wujud. Apabila pengesan suhu dan pengesan cahaya pada litar tersebut dapat
mengesan kenaikan suhu dan pertambahan cahaya di bahagian enjin kenderaan, litar
penguat pembanding akan mengaktifkan injap solenoid yang dipasangkan pada tangki
pemadam kebakaran jenis debu kering. Debu kering akan disemburkan pada bahagian
enjin yang mengalami kebakaran. Pemadam kebakaran berunsur debu kering
merupakan pemadam kebakaran universal yang mampu memadamkan semua jenis
kebakaran.
VIII
ABSTRACT
This project aims to build a vehicle fire extinguishing system automatically.
Fire statistics released by the fire department and savior of Malaysia in 2011 to June
2012 showed that the numbers of cases of vehicle fire are higher after fire of the
buildings and plantations / weeds. It is thus an automatic fire extinguishing system
proposed in this thesis. Through automatic fire extinguisher, the presence of fire can
be turned off automatically. In detail, a fire extinguisher consists of electronic devices
that use the comparator amplifier circuits, temperature sensors and light sensors that
are placed in the vehicle's engine. The main reason for an automatic fire extinguisher
is placed on the engine because the engine of the vehicle is at high risk for fire due to
accident, improper vehicle maintenance and vehicle modification. Research has also
shown that fire exists through a combination of three factors: fuel, oxygen and heat.
Without the combination of these factors, the fire would not exist. When the
temperature sensor and light sensor at the circuit has detects the rise in temperature
and increase intensity light at vehicle engine parts, the comparator amplifier circuit
will activate a solenoid valve mounted on the tank dry powder type fire extinguisher.
Dry powder will be sprayed on the engine to fire. Characterized by dry powder fire
extinguisher is capable of universal firefighters extinguish all types of fires.
IX
KANDUNGAN
BAB PERKARA
1
HALAMAN
TAJUK PROJEK
i
BORANG PENGESAHAN
ii
PENGAKUAN
iii
PENGESAHAN PENYELIA
iv
DEDIKASI
v
PENGHARGAAN
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
ISI KANDUNGAN
ix
SENARAI JADUAL
xi
SENARAI RAJAH
xii
SENARAI SIMBOL /SINGKATAN/ ISTILAH
xiii
PENGENALAN
1
1.1
Pengenalan
1
1.2
Objektif Projek
2
1.3
Penyataan Masalah
3
1.4
Skop Kerja
3
1.5
Metodologi Projek
5
X
2
SOROTAN KAJIAN
2.1
Kepentingan Pemadam Kebakaran dan
Situasi Kecemasan
8
Kajian Mengenai Pemadam Kebakaran
Automatik Sedia Ada
13
Kajian Mengenai Faktor Kebakaran
Dan Jenis Kebakaran
15
Kajian Mengenai Jenis – Jenis
Pemadam Kebakaran
18
Kajian Keatas Litar Dan Komponen
Yang Digunakan
20
METODOLOGI SOROTAN KAJIAN
25
3.1
Analisis Dan Kajian Latar Belakang
25
3.2
Analisis Keatas Komponen Semasa
Situasi Kebakaran
27
Pengiraan Voltan Rujukan Dan Voltan Pelaras
28
2.2
2.3
2.4
2.5
3
3.3
4
KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN
4.1
4.2
5
8
30
Penempatan Peranti Elektronik
Dan Pemadam Kebakaran
30
Penempatan Peranti Elektronik Dan
Nozel Pada Model Prototaip
33
KESIMPULAN DAN CADANGAN
35
5.1
Kesimpulan
35
5.2
Cadangan
36
RUJUKAN
37
LAMPIRAN
38
XI
SENARAI JADUAL
NO
TAJUK
HALAMAN
1.1
Carta alir metodologi projek
6
1.2
Carta Gantt
7
2.1
Statistik kebakaran tahun 2011
9
2.2
Statistik kebakaran jun 2012
9
2.3
Jenis kebakaran dan kelas pemadam kebakaran
18
2.4
Komponen di dalam injap solenoid
24
3.1
Carta alir sorotan kajian
26
3.2
Graf rintangan melawan suhu thermister
27
3.3
Graf rintangan melawan luminan cahaya (LDR)
28
XII
SENARAI RAJAH
NO
TAJUK
2.1
Ulasan ketua cawangan operasi kebakaran
10
2.2
Keratan akhbar kosmo 28 september 2012
11
2.3
Keratan akhbar kosmo 23 september 2012
12
2.4
Model pemadam kebakaran automatik kenderaan
(mekanikal pneumatik)
15
2.5
Tindak balas berantai kebakaran
16
2.6
Litar simulasi penguat pembanding
20
2.7
Thermistor TC103
21
2.8
Light dependent resistor (LDR)
22
2.9
Operasi injap solenoid
23
2.10
Injap solenoid yang digunakan
24
3.1
Masukan voltan rujukan
29
3.2
Masukan voltan pelarasan
30
4.1
Penempatan pengesan suhu, nozel dan hos
33
4.2
Kedudukan pemadam kebakaran dan injap solenoid
33
4.3
Model prototaip untuk meletakan penderia suhu,
cahaya dan nozel
35
Blok diagaram peranti pemadam kebakaran
36
4.4
HALAMAN
XIII
SENARAI SIMBOL /SINGKATAN/ ISTILAH
NO
TAJUK
HALAMAN
1
Perintang peka haba (Thermistor)
1
2
Perintang peka cahaya (LDR)
2
3
Ion oksigen (O)
16
4
Ion hidrogen (H)
16
5
Tindak balas ion hidrogen dan oksigen (OH)
16
6
Penguat pembanding (op amp)
20
7
perintang boleh laras (VR)
20
8
perintang mewakili thermistor (Rthm)
28
9
voltan merentasi perintang R1 (VR1)
28
10
voltan merentasi preintang Radj (VR2)
30
11
perintang mewakili LDR (Rldr)
30
12
perintang pelaras (Radj)
30
1
BAB 1
PENGENALAN
1.1
Pengenalan Projek
Mengikut statistik kebakaran di seluruh Malaysia, yang dikeluarkan oleh
bahagian Operasi Kebombaan dan Penyelamat serta bahagian Penyiasatan Kebakaran
Jabatan Bomba dan Penyelamat Malaysia sehingga bulan Jun 2012, menunjukan
bahawa kebakaran kenderaan merupakan jumlah kedua tertinggi selepas kebakaran
banggunan dengan 1,488 kes. Pada tahun 2011 jumlah kes kebakaran kenderaan
direkodkan sebanyak 2,817 kes dan pada tahun 2008 kes kebakaran kenderaan yang
dicatatkan sebanyak 2,101. Statistik ini menunjukan jumlah peningkatan kes
kebakaran pelbagai jenis kenderaan di seluruh Malaysia. [1][2][3], kereta merupakan
jumlah tertinggi dalam statistik kebakaran kenderaan dengan 575 kes diikuti lori
/trailer sebanyak 143 dan motosikal sebanyak 110 kes. Jumlah kes ini nyata
membimbangkan kerana ianya melibatkan nyawa individu [4][5].
Pemadam kebakaran kenderaan automatik ialah suatu peranti keselamatan di
dalam kenderaan. Peranti ini berfungsi memadam kebakaran di bahagian enjin
kenderaan yang sentiasa terdedah kepada suhu tinggi dan berisiko tinggi untuk
berlakunya kebakaran. Peranti ini menggunakan penderia suhu (thermistor sensor )
2
dan penderia cahaya (light dependent resistor sensor ) (LDR) yang akan mengesan
kenaikan suhu dan kecerahan cahaya semasa berlakunya kebakaran pada bahagian
enjin kenderaan. Peranti pemadam kebakaran kenderaan automatik akan bertindak
menyemburkan debu kering di sekitar enjin kereta. Dengan adanya pemadam
kebakaran kenderaan automatik ini diharap dapat mengurangkan angka statistik yang
telah direkodkan [4][5].
1.2 Objektif Projek
Objektif- objektif projek adalah seperti berikut:
1. Merekabentuk peranti pemadam kebakaran automatik kenderaan yang dapat
memadamkan api secara automatik.
2. Menentukan spesifikasi dari segi jenis, reka bentuk, fungsi dan saiz alat
pemadam kebakaran yang sesuai digunakan didalam projek ini.
3. Menguji sistem pemadam kenbakaran automatik kenderaan tersebut pada model
prototaip bahagian enjin kereta yang dibuat.
1.3 Penyataan Masaalah
Kebakaran kenderaan boleh berlaku pada bila-bila masa. Antara faktor berlaku
kebakaran kenderaan ialah penyengaraan kenderaan yang tidak sempurna dan faktor
kemalangan [1][6]. Sebahagian daripada korban nyawa akibat kemalangan jalan raya
di Malaysia adalah disebabkan oleh kebakaran kenderaan [1]. Pihak Jabatan Bomba
3
dan Penyelamat Malaysia juga turut menasihati semua pemilik kenderan persendirian
menyimpan pemadam kebakaran didalam kenderaan sebagai langkah keselamatan,
namun dalam situasi kecemasan pemilik kenderaan mungkin berada dalam keadaan
cemas dan tidak mampu bertindak untuk memadamkan kebakaran tersebut. Peranti
pemadam kebakaran kenderaan automatik ini diharapkan dapat digunakan di dalam
situasi sebegini seterusnya mengurangkan statistik korban nyawa akibat kebakaran
kenderaan.
1.4 Skop Kerja
Projek sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan ini dibuat secara
berperingkat, maka skop kerja perlu diambil berat bagi memastikan objektif projek
tercapai. Setiap kerja yang dilakukan perlu mengikut urutan pada carta alir yang
dibuat dan perlu menepati waktu yang telah ditetapkan supaya projek ini berjalan
lancar serta siap dalam tempoh masa yang ditetapkan, sekaligus dapat mencapai
objektif projek. Dalam projek ini terdapat tiga skop kerja yang dititik beratkan:
1.4.1
Rekabentuk
Sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan menggunakan peranti
elektronik yang akan mengesan dan memadamkan kebakaran yang berlaku. Ia
menggunakan litar penguat operasi pembanding, yang akan membandingkan voltan
masukan daripada penderia suhu dan penderia cahaya serta pemadam api berunsur
debu kering. Penderia suhu akan bertindak mengesan suhu tinggi manakala penderia
cahaya akan bertindak mengesan cahaya, dan peranti pemadam kebakaran kenderaan
automatik akan bertindak menyembur debu kering. Pemadam kebakaran akan
berhenti selepas kebakaran berjaya dipadamkan.
4
1.4.2
Spesifikasi Pemadam Kebakaran
Sistem pemadam kebakaran automatik kenderaan mengunakan unsur debu
kering untuk memadamkan kebakaran yang berlaku pada bahagian enjin kenderaan,
tangki yang digunakan pula berkapasiti 1 Kg dan mampu beroperasi dalam
lingkungan 2 meter padu kawasan dengan tekanan udara mampat 12 bar. Tangki
pemadam kebakaran akan dipasang bersama injap solenoid bagi membolehkan
pemadam kebakaran tersebut berfungsi apabila mendapat bekalan voltan 12 volt dari
peranti elektronik.
1.4.3
Model Kenderaan
Model kenderaan yang digunakan ialah kerata kancil, ia berdasarkan spesifikasi
pemadam kebakaran yang digunakan. Pengesan suhu akan dipasangkan di bahagian
enjin yang terdedah kepada suhu tinggi dan berisiko berlaku kebakaran [6]. Muncung
pemadam kebakaran diletakan di bahagian enjin kenderaan dan disambungkan
dengan injap solenoid pada tangki pemadam kebakaran yang dipasang dibahagian
dalam kenderaan.Tangki pemadam kebakaran berunsur debu kering akan diletakan di
bahagian dalam kenderaan dengan jarak 1-2 meter dari bahagian enjin.
1.5
Metodologi Projek
Dalam usaha untuk mencapai objektif projek, setiap aliran langkah kerja perlu
disusun mengikut turutan supaya setiap kerja yang dilakukan tersusun dan berjalan
lancar. Projek ini dibahagikan kepada dua segmen yang berasingan. Kerja-kerja pada
segmen yang berasingan ini dilakukan secara selari bagi memastikan aliran kerja
sentiasa berterusan dan tidak tergendala, sebelum ia digabungkan menjadi produk
akhir. Jadual 1.1 menunjukan carta alir yang memaparkan aliran kerja tersebut. Setiap
5
aturcara yang disusun didalam segmen tersebut akan dilakukan dalam tempoh masa
yang telah ditetapkan di dalam carta Gantt, rujuk Jadual 1.2. Kedua–dua jadual ini
sangat penting sebagai garis panduan bagi memulakan sesuatu kerja dan penanda aras
bagi memastikan kerja–kerja tersebut boleh disiapkan didalam tempoh yang
ditetapkan.
1.5.1
Jenis pemadam kebakaran
Pemilihan jenis pemadam kebakaran, saiz dan kuantiti yang akan digunakan
pada model prototaip kenderaan. Pemilihan ini dibuat berdasarkan kajian
keatas jenis kebakaran dan kelas pemadam kebakaran.
1.5.2
Model kenderaan
Pemilihan model kenderaan yang akan digunakan didalam projek ini,
bersesuaian dengan saiz dan kuantiti pemadam kebakaran yang akan
digunakan. Setelah mengkaji tentang kebakaran dan pemadam kebakaran,
pemilihan model kenderaan dibuat berdasarkan keupayaan pemadam
kebakaran untuk memadam kebakaran dalam kawasan kaki persegi.
1.5.3
Litar penderia kebakaran
Produk akhir, pemasangan litar pengesan kebakaran yang telah dibuat pada
pemadam kebakaran dan diuji pada model kenderaan yang telah dipilih. Ini
bertujuan untuk menguji tahap keberkesanan projek pemadam kebakaran
automatik kenderaan tersebut.
6
Jadual 1.1 Carta alir metodologi projek
7
Menyiapkan proposal projek
3.
Membuat penyelidikan
mengenai pemadam api dan
kebakaran kenderaan
4.
Klasifikasikan peralatan,
komponen dan sebut harga
barang
5.
Membeli peralatan dan
komponen yang diperlukan
6.
Memasang dan menyiapkan
peranti pemadam kebakaran
kenderaan automatik
7.
Menguji peranti pemadam
kebakaran kenderaan automatik
8.
Persediaan untuk pembentangan
INOTEK
9.
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
1
2
1
3
1
4
Jan
1
5
1
6
1
7
1
8
Feb
1
9
2
0
Selesaikan dan hantar laporan
Jadual 1.2 Carta Gant
2
1
2
2
2
3
Mar
1
2
3
4
Apr
5
6
7
8
Cuti Pertengahan
2.
3
Dec
Cuti Akhir Semesterr
Mencari maklumat mengenai
pemadam api dan punca
kebakaran kenderaan
2
Nov
Cuti Ulang Kaji
Peperiksaan Akhir Semester
1.
Taklimat PSM
1
Oct
Cuti Pertengahan Semester
Sep
Aktiviti projek
2013
9
May
1
0
1
1
1
2
1
3
Jun
1
4
1
5
1
6
1
7
Cuti Ulang Kaji
Peperiksaan Akhir Semester
2012
1
8
8
BAB 2
SOROTAN KAJIAN
Bab ini akan menceritakan mengenai sorotan kajian yang telah dibuat, ia
mengandungi maklumat yang dikumpul dan fakta yang diperolehi bertujuan untuk
menimba ilmu dan mencetus idea dalam menyiapkan projek ini. Terdapat beberapa
sumber yang telah diambil sebagai sumber rujukan seperti buku, tesis, jurnal dan
laman web yang berkaitan dengan projek ini. Ia termasuk operasi litar, perkakasan
dan komponen yang diguna dalam projek termasuk punca berlaku kebakaran dan
penggunaan pemadam kebakaran.
2.1 Kajian Mengenai Kepentingan Pemadam Kebakaran Dan Situasi Semasa
Kecemasan.
2.1.1
Statistik Kebakaran dari Jabatan Bomba Dan Penyelamat Malaysia Tahun
2011 Hingga Jun 2012.
Jadual 2.1 dan jadual 2.2 menunjukan statistik jenis kebakaran yang di
rekodkan oleh jabatan bomba dan penyelamat Malaysia pada tahun 2011 hingga
bulan Jun 2012.Statistik ini menunjukan kebakaran kenderaan antara jumlah kes yang
tertinggi selepas kebakaran belukar/lalang, banggunan dan lain-lain kebakaran, [7].
9
Statistik ini sangat membimbangkan kerana kebakaran yang berlaku melibatkan
korban nyawa. Dalam kenyataan lain rencana yang dipetik dari akhbar kosmo
bertarikh 28 september 2012, pihak bomba menyatakan kebimbangan terhadap kes
kebakaran kenderaan yang meningkat setiap tahun.
Jadual 2.1 Statistik kebakaran tahun 2011, [7].
Jadual 2.2 Statistik kebakaran Jun 2012, [7].
10
2.1.2 Keperluan Menyimpan Pemadam Kebakaran Didalam Kenderaan
Menurut Ketua Cawangan Pengurusan Operasi Jabatan Kebakaran, Jabatan
Bomba dan Penyelamat Malaysia, Yahaya Madis, kes yang melibatkan kereta
terbakar di negara ini meningkat setiap tahun padatahun 2006 sebanyak 1811 kes di
catatkan dan kes kebakaran kenderaan meningkat pada tahun berikut nya sebanyak
2052 kes, pada tahun 2008 kes meningkat lagi menjadi 2101 kes.
Beliau turut menjelaskan punca kebakaran kenderaan disebabkan oleh
kemalangan dan penyelengaraan yang kurang baik. Selain itu beliau turut menasihati
pengguna kenderaan persendirian menyimpan pemadam kebakaran didalam
kenderaan masing-masing sebagai langkah keselamatan. Beliau juga turut menasihati
kepada semua pemilik kenderaan supaya tidak cemas sekiranya berlaku kebakaran,
sebaliknya bertindak dengan pantas untuk menyelamatkan nyawa dan mengawal
kebakaran tersebut, [1].
Rajah 2.1 Ulasan ketua cawangan operasi kebakaran, [1].
11
2.1.3 Pengalaman Cemas Mangsa Kebakaran Kenderaan
Rajah 2.1 memaparkan nasihat yang diberikan oleh ketua cawangan operasi
bomba Malaysia supaya pemilik kenderaan menyimpan pemadam kebakaran di
dalam kenderaan masing-masing, beliau juga mengingatkan kepada semua pengguna
kenderaan supaya bertenang sekiranya berlaku kecemasan, kerana dalam keadaan
kecemasan mangsa yang terlibat akan berada dalam keadaan cemas dan sukar untuk
bertindak memadamkan kebakaran. Faktor ini dapat dilihat melalui laporan akhbar
mengenai kes kebakaran yang berlaku di Malaysia. Hasil dari sisatan dan temuramah
yang dibuat keatas mangsa yang terselamat yang melalui pengalaman ngeri dan
mencemaskan tersebut, kesimpulan yang boleh dibuat tindakan awal mampu
menyelamatkan nyawa dan harta benda. Kesimpulan tersebut menjadi faktor utama
projek pemadam kebakaran automatik kenderaan dibuat.
Rajah 2.2 Keratan akhbar kosmo 28 September 2012, [1].