komputer atau televisi, serta gerakan pada lift adalah contoh mudah sensor secara luas.
Sedangkan sensor semikondutor adalah sejumlah komponen elektronik yang menggunakaan sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu Silikon, Germanium dan
Gallium Arsenide. Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat solid state, bukannya bentuk hampa vacuum state atau bentuk
gas gaseous state. Elemen sensing yang digunakan adalah material Tin oksida SnO
2
. Sensor ini tidak mahal, kecil, sudah tersedia luas dan memiliki sensitifitas tinggi. Mekanisme utama untuk reaksi gas dengan metal oksida terjadi pada
temperatur tinggi yaitu 200 C – 600
C.
2.4.1 Cara Kerja Sensor Gas Secara Umum
Ketika sebuah logam oksida seperti Tin oksida SnO
2
dipanaskan pada temperatur tinggi di udara, oksigen akan diserap pada permukaan kristal menghasilkan muatan
listrik negatif. Kemudian elektron donor pada permukaan kristal akan ditransfer ke oksigen penyerapan sehingga dihasilkan listrik bermuatan negatif. Didalam sensor,
arus listrik mengalir melewati daerah sambungan grain boundary dari kristal SnO
2
. Pada daerah sambungan penyerapan oksigen mencegah muatan untuk bergerak bebas.
Jika konsentrasi gas menurun, proses deoksidasi akan terjadi, kerapatan permukaan dan muatan negatif oksigen akan berkurang dan mengakibatkan menurunnya
ketinggian penghalang dari daerah sambungan, misalnya terdapat adanya gas CO
Universitas Sumatera Utara
yang terdeteksi. Ilustrasi gambar ketika terjadi penyerapan gas O
2
oleh sensor, dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 2.1. Ilustrasi gambar penyerapan gas O
2
oleh sensor
Persamaan reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut: ½ O
2
+ SnO
2 x
Æ O
-
ad SnO
2x
CO + O
-
ad SnO
2x
Æ CO
2
+ SnO
2x
= elektron bebas Dengan menurunnya penghalang maka resistansi sensor juga akan turut menurun.
Skema reaksi antara gas CO dan oksigen penyerapan pada permukaan SnO
2
sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Gas Pereduksi CO
eVs didalam gas pereduksi
Daerah Sambungan •
Elektron
Gambar 2.2.Ilustrasi gambar ketika terdeteksi adanya gas Sensor Gas TGS 2201
Sensor gas TGS 2201 merupakan salah satu sensor yang dipakai dalam penelitian ini. Sensor ini adalah sebuah sensor kimia atau sensor gas yang mempunyai nilai
resistansi Rs yang akan berubah bila terkena emisi gas buang kenderaan bermotor di udara. Sensor gas TGS 2201 memiliki keistimewaan, karena dapat digunakan untuk
mendeteksi emisi gas buang dari bahan bakar bensin maupun solar. htpp:visi- tech.blogspot.com200911tgs-2201-sensur-gasoline-pembuangan.html.
Alat ini memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap emisi gas buang berupa gas CO, NO, NO
2
, H
2
, dan senyawa hidrokarbon. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan salah satu komponen gas diudara, misalnya gas CO dengan tingkat konsentrasi
tertentu maka resistansi elektrik sensor tersebut akan menurun. Sehingga akan
Universitas Sumatera Utara
menyebabkab tegangan yang dihasilkan oleh output sensor akan semakin besar. Selain itu, sensor TGS 2201 juga mempunyai sebuah pemanas heater yang
digunakan untuk membersihkan ruangan sensor dari kontaminasi udara luar, agar sensor dapat bekerja kembali secara efektif. Secara umum bentuk dari sensor gas Gas
CO jenis TGS 2201 dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut:
Gambar 2.3. Ilustrasi gambar komponen sensor TGS 2201
Untuk mengukur karakteristik sensitivitas dari gas buang kendaraan bermotor, semua data diuji pada kondisi standar.
Sumbu Y axis menunjukkan rasio resistansi sensor R
s
R , dengan ketentuan :
R
s
= sensor perlawanan dari gas dengan berbagai konsentrasi.
R =
resistansi sensor dalam udara bersih
Universitas Sumatera Utara
Berikut ini dapat dilihat karakteristik sensitivitas dari emisi gas buang kenderaan bermotor berbahan bakar bensin :
otor berbahan bakar bensin :
Konsentrasi Gas Rasio Resistansi Senso
r
Gambar2.4 . Karakteristik Sensitifitas dari Emisi Gas Buang Gambar2.4 . Karakteristik Sensitifitas dari Emisi Gas Buang
Berbahan Bakar Bensin Berbahan Bakar Bensin
Universitas Sumatera Utara
Pengukuran Dasar Sirkuit
Sensor memerlukan dua imput tegangan yaitu tegangan pemanas V
H
dan tegangan sirkuit V
C
tegangan pemanas V
H
diletakkan ke pemanas yang terintegrasi untuk menjaga elemen sensing pada suhu tertentu yang optimal untuk sensing atau
penginderaan. Tegangan sirkuit diaplikasikan untuk mengukur tegangan keluaran VRL1 dan VRL2 yang masing–masing disilangkan dengan RL1 dengan RL2.
Masing–masing beban resistor dihubungkan secara seri dengan komponen–komponen yang berhubungan dengan sensing.
Umumnya sirkuit listrik dapat digunakan untuk kedua tegangan sirkuit dan tegangan pemanas guna pemenuhan kebutuhan listrik sensor. Beban nilai resistor untuk
mengoptimalkan nilai ambang alarm, untuk menjaga dissipasi daya dari semi konduktor dibawah 15 mW. Dissipasi daya tertinggi Ps ketika nilai dari RS adalah
untuk RL pada penyerapan gas nilai daya dissipasi Ps dapat dihitung dengan rumus.
Ps = RS
VRL Vc
2
− .
Universitas Sumatera Utara
Gambar sirkuit seonsornya dapat dilihat dibawah ini
Gambar 2.5 Sirkuit Sensor 2.5. Mikrokontroler At Mega-8535.
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis da dihapus
dengan cara khusus. Alat ini dihubungkan ke rangkaian sensor untuk mengambil data yang akan dikirim ke komputer. htpp:Mikrokontroler.Tripod.com6805 bab1.html.
Mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mengandung beberapa peripheral yang langsung dimanfaatkan. Misalnya port paralel,
port serial, komparator, konversi digital ke analog ADC, konversi analog ke digital dan sebagainya. Secara teknis mikrokontroler ada 2 jenis yaitu :
¾ Mikrokontroler berbasis RISC Reduced Instruction Set Computer.
¾ Mikrokontroler berbasis CISC Compleks Instruction Set Computer.
Universitas Sumatera Utara
Untuk penelitian ini digunakan mikrokontroler jenis AT Mega-8535 yang berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Dengan ukuran memori flash 8 KB,
SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte. Dilengkapi dengan fitur ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel, port komunitas serial USART
dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. Mikrokotroler AT Mega-8535 memiliki mode sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik.
Gambar mikrokontroler ATMega 8535 dapat dilihat dibawah ini:
Gambar2.6 Alat Mikrokontoler AT Mega 8535
2.6. Alat Uji Emisi Dengan Sensor IR
