Proteksi Water Tube Boiler

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

   2.1. Alat

   2.2. Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

   4.1. Prosedur Percobaan

   4.2. Rangkaian Simulasi

   4.3. Prinsip Kerja

   4.4. Video

   4.5. Download File

1. Tujuan [Daftar] 

    1. Mengetahui apa itu sensor thermocouple.

    2. Mengetahui prinsip kerja thermocouple.

    3. Mengetahui aplikasi dari sensor thermocouple.

2. Alat dan Bahan [Daftar]
    2.1. Alat [Daftar] 

       1. Powe Supply DC

 Berfungsi untuk mensuplai tegangan DC pada rangkaian.

  2. Oscilloscope

alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika.

3. Sumber tegangan AC (VSINE)

      Berfungsi sebagai sumber tegangan AC pada rangkaian.  

2.2. Bahan [Daftar] 

       1. Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.

 

Datasheet Resistor

 

 

     2. Relay

 

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan  komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

 

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V

4. Maksimum beban DC 10A @ 30?28V

5. Switching maksimum 300 operasi/menit

 

 Datasheet Relay

 

3. Dioda 1N4001

Berfungsi untuk penyearah arus pada rangkaian. Pada rangkaian ini dioda digunakan untuk mencegah arus balik masuk ke output sensor dan opamp, serta untuk mencegah tegangan yang tinggi akibat arus balik kumparan relay.

Fitur:

1. Arus maju rata-rata 1A

2. Arus puncak non-repetitif 30A

3. Arus balik 5uA

4.Tegangan balik RMS 35V

5. Tegangan balik repetitif 50V

Datasheet Dioda 1N4001

 

4. LED

    Berfungsi untuk lampu indikator penanda ada arus pada rangkaian.

 

    Datasheet LED

5. Buzzer

    

 Berfungsi sebagai indikator yang hidup jika suhu berlebih pada pipa boiler.

 

 Fitur:

1. Tegangan operasi 4-8V DC

2. Arus <30mA

3. Frekuensi resonansi 2300Hz

 

6. Transistor NPN (BC548/BC547)

Berfungsi sebagai penguat, sebagai pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

Fitur:

 1. DC Current gain(hfe) maksimal 800

 2. Arus Collector kontinu(lc) 100mA 

 3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6v 

 4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA

 

Datasheet Transistor

 

7. Sensor Thermocouple

Termokopel adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran pengendalian.

Datasheet Thermocouple (TCK)

 8. OP AMP

Operational Amplifier atau Op-Amp adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal input baik DC maupun AC.

 Datasheet OP AMP LM741

 

9. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya.

 

3. Dasar Teori [Daftar]  

   1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:

V = I R

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. 

 

Cara membaca nilai resistor

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna 

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama. 

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua. 

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga. 

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n). 

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.

 

Contohnya sebagai berikut :

 

 

 

     2. Relay

 Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

 

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.  

 

Fitur: 

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V 

2. Arus pemicu 70mA 

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V 

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V 

5. Switching maksimum
 

3. Dioda IN4001 

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer. 

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

 

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

 

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis: 

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC. 

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan. 3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu 

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya. 5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

.

Karakteristik arus dan tegangan dioda

 

Di kuadran pertama dioda beroperasi dalam mode Forward Biased dan di kuadran ketiga dioda beroperasi dalam mode Reverse Biased dan Break Down. Sumbu X dari grafik menunjukkan tegangan melintasi dioda dan sumbu Y menunjukkan arus melalui Dioda, Selama mode bias maju dioda melewatkan arus hanya ketika tegangan yang melintasi dioda (VD) lebih besar dari 0.5V, ini adalah nilai tegangan maju Dioda untuk dioda silikon dan tegangan bisa sampai 0.7V seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas. 

 

Selama Reverse bias, tegangan melintasi dioda berada dalam potensial negatif sehingga arus juga ditampilkan dalam arah negatif. Di sini dioda tidak melewatkan arus atau bernilai kecil mengalir melewatinya sampai tegangan rusaknya (VBD) tercapai.

4. LED

 

 

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Tegangan maju LED

5. Transistor

 

Transistor PNP

Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

 

Transistor NPN

Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor. 

 

Transistor sebagai saklar 

Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor- emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan; Rb = Vbe / Ib

 

Transistor sebagai penguat 

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base. DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)

 

Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base. DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib) 

 

6. Thermocouple 

 

 

Termokopel adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. 

 

Thermocouple merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dimana sensor ini dibuat dari sambungan dua bahan metallie yang berlainan jenis. Sambungan ini dikomposisikan dengan campuran kimia tertentu, sehingga dihasilkan beda potensial antar sambungan yang akan berubah terhadap suhu yang dideteksi. 

 

Thermocouple didasarkan pada efek Seebeck, sebuah fenomena di mana tegangan yang sebanding dengan suhu dapat dihasilkan dari rangkaian yang terdiri dari dua kawat logam yang berbeda.

 

 Tipe-tipe Thermocouple

 

a. Thermocouple Tipe E

    Bahan Logam Positif : Nickel Chromium

    Bahan Logam Negatif : Constantan

    Rentang Suhu : -200˚C sampai dengan 900˚C

b. Thermocouple Tipe J

    Bahan Logam Positif : Iron (Besi)

    Bahan Logam Negatif : Constantan

    Rentang Suhu : 0˚C sampai dengan 750˚C

c. Thermocouple Tipe K

    Bahan Logam Positif : Nickel Chromium

    Bahan Logam Negatif : Nickel Aluminium

    Rentang Suhu : -200˚C sampai dengan 1250˚C

d. Thermocouple Tipe N

    Bahan Logam Positif : Nicrosil

    Bahan Logam Negatif : Nisil

    Rentang Suhu : 0˚C sampai dengan 1250˚C

e. Thermocouple Tipe T

    Bahan Logam Positif : Copper (Tembaga)

    Bahan Logam Negatif : Constantan

    Rentang Suhu : -200˚C sampai dengan 350˚C

f. Thermocouple Tipe U

    Bahan Logam Positif : Copper (Tembaga)

    Bahan Logam Negatif : Copper Nickel

    Rentang Suhu : 0˚C sampai dengan 1450˚C

Prinsip kerja :

Pada dasarnya Termocouple hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

 

 

Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk mengolah sinyal dari transduser termokopel berupa tegangan yang cukup kecil menjadi tegangan yang lebih besar, sehingga output dari rangkaian ini dapat dibaca oleh untai Analog Digital Converter (ADC).

Prinsip kerja dari thermocouple menggunakan efek seebeck ( Efek Seebeck adalah konversi energi panas menjadi energi listrik).

 

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas. Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “0” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius,dan kemudian akan dikonversikan sesuai dengan  reference table yang telah ada (table ini sesuai dengan tipe dari thermocoupe yang dipakai).

Efek Seebeck:

Sebuah rangkaian termokopel sederhana dibentuk oleh 2 buah penghantar yang berbeda jenis (besi dan konstantan), dililit bersama-sama. Salah satu ujung T merupakan measuring junction dan ujung yang lain sebagai reference junction. Reference junction dijaga pada suhu konstan 320F (00C atau 680F (200C). Bila ujung T dipanasi hingga terjadi perbedaan suhu terhadap ujung Tr, maka pada kedua ujung penghantar besi dan konstantan pada pangkal Tr terbangkit beda potensial (electro motive force/emf) sehingga mengalir arus listrik pada rangkaian tersebut.

Kombinasi jenis logam penghantar yang digunakan menentukan karakteristik linier suhu terhadap tegangan.

Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel:

a.    Tipe E (kromel-konstantan)

b.    Tipe J (besi-konstantan)

c.    Tipe K (kromel-alumel)

d.    Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)

e.    Tipe T (tembaga-konstantan)

Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu jika ukntuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi makaa akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet).

Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus:

Vnet = Vh - Vc

Keterangan :

Vnet = tegangan keluaran thermokopel

Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi

Vc = tegangan referensi

Gambar grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R :

Kelebihan dan Kekurangan Termokopel

Kelebihan :

·   Mudah dibaca karena memiliki layar yang tidak mudah keruh dan skala yang jelas.

·   Respon cepat untuk setiap perubahan suhu.

·   Akurasi yang tepat dalam pengukuran suhu.

·   Baik untuk pengukuran variasi suhu dengan jarak kurang dari 1cm.

·   Tidak mudah rusak dan tahan lama.

Kekurangan :

·   Hubungan temperature dan tegangan tidak linear penuh.

·  Sensitivitas rendah, umumnya 50 μV/°C (28 μV/°F) atau lebih rendah (tegangan rendah rentan dengan noise.

·  Accuracy pada umumnya tidak lebih baik dari pada 0.5 °C (0.9°F), tidak cukup tinggi untuk beberapa aplikasi.

·   Memerlukan suatu acuan temperatur yang dikenal, umumnya temperature air es 0°C (32°F).

·   Hanya dapat digunakan untuk mengukur perbedaan suhu.

·  Kalibrasi yang sulit,saat thermocouples dinyalakan suhun yang tertera adalah suhu pada ruangan tersebut.

Aplikasi Termokopel

   

Pengukuran Temperatur Pada Pipa Boiler

 

Pada pengoperasian boiler, sangat penting bagi operator untuk mengontrol temperatur metal pipa boiler di setiap bagian. Bagian-bagian tersebut termasuk pipa dinding furnace yang didinginkan oleh air dan uap air pada temperatur saturasi, pipa economizer yang didinginkan oleh air pada temperatur di bawah titik saturasi, serta pipa-pipa superheater dan reheater yang didinginkan oleh uap air pada temperatur di atas titik saturasinya. Pengukuran temperatur-temperatur tersebut berfungsi untuk menjaga agar pipa-pipa boiler tetap bekerja pada temperatur amannya, mengetahui keseragaman temperatur pipa-pipa yang tersusun secara paralel, atau untuk mengetahui kenaikan temperatur fluida antara sisi inlet dengan sisi outlet pipa.

Ketika akurasi tinggi dibutuhkan, kawat thermocouple harus dibuat lebih panjang hingga ke instrumen display temperatur, hal ini akan mengeliminasi kesalahan yang mungkin ada akibat penggunaan kawat ekstensi yang tidak memiliki karakteristik temperature-emf identik dengan thermocouple-nya. Jika koneksi langsung tidak dimungkinkan kawat ekstensi dapat digunakan. Kabel ekstensi harus mempunyai temperature-emf yang ekuivalen dengan range temperature yang akan diukur. Untuk kabel ekstensi thermocouple W3Re25 padatungku sinter dapat digunakan paduan logam dengan grade temperatur 0 – 260 oC (32
– 500oF).
Semua saklar yang digunakan dengan thermocouple harus memiliki kontruksikuat (dalam hal koneksi) dan di disain untuk menghubungkan dua kawat thermocoupleke rangkaian berikutnya. Saklar harus ditempatkan pada lokasi yang tidak dimungkinkan terjadinya fluktuasi temperatur yang disebabkan oleh udara atau radiasisumber panas. Analisa unjuk kerja thermocouple dilakukan dengan mengukur emf (mV) yang dibangkitkan dan membandingkannya dengan
temperatur yang ditunjukan oleh rekorder. Rekorder diasumsikan sudah memiliki factor konversi yang standar (olehpabrik pembuat) yang diperuntukan untuk thermocouple jenis W3Re25. Pengukuran emf dilakukan pada lead thermocouple ( titik sambung antara kawat thermocouple dengan kabel ekstensi yang menghubungkannya dengan switching ) Tungku 2 dengan menggunakan pengukur milivolt digital, pada setiap kenaikantemperatur 100oC emf yang dibangkitkan dicatat beserta parameter arus dan tegangan auto trafo selanjutnya data tersebut di tabelkan. Rangkaian pengukuran emf pada lead thermocouple tungku 2 diperlihatkan pada Gambar. Pengukuran dilakukan pada dua kali proses penyinteran dengan suhu puncak yang sama yaitu 1500oC saat penaikan temperatur ( increasing ) dan pada saatpenurunan temperatur ( decreasing ). Hal ini dilakukan untuk mengetahui pola keduanyadan mencari lonjakan-lonjakan atau anomali yang terjadi pada pembangkitan emf

 

 

Flame sensor

Flame Detector merupakan salah satu alat instrument berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai intensitas dan frekuensi api dengan panjang gelombang antara 760 nm ~ 1100 nm. Flame detector merupakan salah satu alat instrumen berupa sensor yang dapat mendeteksi nilai instensitas dan frekuensi api dalam suatu proses pembakaran, dalam hal ini pembakaran dalam boiler pada pembangkit listrik tenaga uap. Flame detector dapat mendeteksi kedua hal tersebut dikarenakan oleh komponen-komponen pendukung dari flame detector tersebut. Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran. cara kerja flame detector 1 Kebanyakan cara kerja flame detector untuk mengidentifikasi / mendeteksi api dengan menggunakan metode optik seperti ultraviolet (UV), infrared (IR) spectroscopy dan pencitraan visual flame. Cara kerja flame detector dirancang untuk mendeteksi penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu, yang memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dan sumber alarm palsu. Alarm palsu yang dimaksud yang disebabkan oleh adanya petir, radiasi dan panas matahari yang memungkinakan mengaktifkan flame detector. Namun dengan berkembangnya teknologi cara kerja flame detector lebih pandai dalam menangkap percikan api yang dapat menyebabkan kebakaran. Cara kerja Flame detector abad ini dirancang dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

 

4. Percobaan [Daftar]
4.1. Prosedur Percobaan [Daftar] 

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agara membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus

4. Pasang Sensor Thermocouple(TCK), resistor , relay, lamp, potensiometer dan power suply sesuai gambar   rangkaian dibawah

5.Buat rangkaian pengkondisi sinyal 

6. Atur nilai resistor

7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup(Buzzer) maka rangkaian bisa digunakan

4.2. Rangkaian Simulasi [Daftar] 

4.3. Prinsip Kerja [Daftar] 

Pada pengoperasian boiler, sangat penting bagi operator untuk mengontrol temperatur metal pipa boiler di setiap bagian. Bagian-bagian tersebut termasuk pipa dinding furnace yang didinginkan oleh air dan uap air pada temperatur saturasi, pipa economizer yang didinginkan oleh air pada temperatur di bawah titik saturasi, serta pipa-pipa superheater dan reheater yang didinginkan oleh uap air pada temperatur di atas titik saturasinya. Pengukuran temperatur-temperatur tersebut berfungsi untuk menjaga agar pipa-pipa boiler tetap bekerja pada temperatur amannya, mengetahui keseragaman temperatur pipa-pipa yang tersusun secara paralel, atau untuk mengetahui kenaikan temperatur fluida antara sisi inlet dengan sisi outlet pipa.

Pada rangkaian proteksi water tube boiler ini menggunakan thermocouple type-k, thermocouple tipe-k berfungsi sebagai sensor thermal dimana suhu akan terdeteksi oleh thermocouple type-k yang dipasangkan pada pipa boiler agar pipa terjaga kondisinya. pada rangkain proteksi boiler ini dimana skala yang saya buat ketika suhu mencapai >=460'C pada pipa boiler maka tegangan menjadi 5,6 Volt disebabkan adanya 2 penguat yaitu penguat non-inverting dan inverting sehingga Relay dalam kondisi aktif maka buzzer dan led dalam kondisi aktif juga.  

Dan saya pasangkan flame sensor untuk mendeteksi terjadi pembakaran pada boiler ,sensor ini dipasang pada ignitor boiler ketika ada percikan apa maka sensor ini mendeteksi dan mengirim sinyal listrik ke rangkaian inverting sehingga relay aktif dan relay dalam keadaan normally close maka lampu akan aktif

4.4. Video [Daftar] 

Video Simulasi Proteksi Water Tube Boiler

4.5. Download File [Daftar]
Html             disini
Rangkaian             disini
Video            disini
Datasheet Resistor             disini
Datasheet Relay                 disini
Datasheet Buzzer               disini
Datasheet LED                   disini
Datasheet Dioda 1N4001    disini
Datasheet Potensiometer   disini
Datasheet Transistor          disini
Datasheet OP AMP            disini