Pengenalan Sensor MQ-2
MQ2 Gas Sensor
Sensor MQ2 adalah salah satu sensor yang paling populer dalam keluarga MQ. Ini adalah jenis sensor MOS (Metal Oxide Semiconductor). Sensor jenis ini juga disebut chemiresistor karena bekerja dengan mengubah hambatan listrik ketika bersentuhan dengan gas tertentu.
Sensor gas MQ2 bekerja dengan daya DC 5 volt dan menggunakan energi sekitar 800 miliwatt. Sensor ini dapat mendeteksi beberapa jenis gas, termasuk LPG (gas minyak cair), asap, alkohol, propana, hidrogen, metana, dan karbon monoksida. Sensor ini dapat mendeteksi gas-gas ini ketika konsentrasinya antara 200 dan 10.000 bagian per juta (ppm).
Penting untuk diketahui bahwa meskipun sensor MQ2 dapat mendeteksi berbagai macam gas, sensor ini tidak dapat memberi tahu Anda dengan tepat gas apa yang dirasakannya. Hal ini mungkin terdengar aneh, tetapi sebenarnya inilah cara kerja sebagian besar sensor gas. Karena keterbatasan ini, MQ2 bekerja paling baik saat Anda melacak perubahan jumlah gas yang sudah Anda ketahui keberadaannya, daripada mencoba mencari tahu jenis gas apa yang berubah.
Struktur internal Sensor Gas MQ2 MQ2 adalah sensor yang digerakkan oleh pemanas, yang berarti sensor ini menggunakan panas untuk mendeteksi gas. Karena berurusan dengan gas yang mudah terbakar, keamanan sangat penting. Itulah mengapa sensor ini memiliki dua lapisan jaring baja tahan karat yang sangat halus yang melilitnya, yang dikenal sebagai “jaringan anti-ledakan.” Jaring ini mencegah pemanas di dalam sensor menyebabkan kebakaran atau ledakan jika ada gas yang mudah terbakar.
Selain memberikan keamanan, jaring ini juga berfungsi sebagai filter pelindung. Jaring ini menghalangi masuknya debu dan partikel padat, sehingga hanya gas yang bisa masuk ke area penginderaan. Jaring dipegang teguh di tempatnya oleh cincin berlapis tembaga yang menjepit di sekelilingnya dan terhubung ke seluruh bodi sensor.
Jika Anda melepas jaring luar secara hati-hati, Anda dapat melihat bagian dalam sensor. Pada intinya, terdapat elemen penginderaan yang melekat pada enam kaki logam yang menonjol keluar dari alas bundar yang terbuat dari Bakelite (sejenis plastik keras). Kaki-kaki ini disusun dalam pola bintang.
Dari keenam kaki tersebut, dua di antaranya (berlabel H) digunakan untuk memanaskan elemen penginderaan. Kedua kaki ini dihubungkan oleh kumparan yang terbuat dari paduan Nikel-Kromium. Campuran logam khusus ini bagus dalam menghantarkan listrik dan dapat menahan suhu yang sangat tinggi tanpa meleleh atau rusak.
Empat kaki lainnya (berlabel A dan B) bertanggung jawab untuk membawa sinyal listrik dari elemen penginderaan ke elektronik eksternal. Keempat kaki ini terhubung ke elemen penginderaan menggunakan kabel platinum. Platinum digunakan karena konduktivitas listrik yang sangat baik dan sensitivitasnya terhadap perubahan listrik kecil yang terjadi ketika tingkat gas berubah di sekitar sensor.
Elemen penginderaan itu sendiri terlihat seperti tabung kecil. Terbuat dari keramik Aluminium Oksida (Al₂O₃) dengan lapisan tipis Timah Dioksida (SnO₂) di atasnya.
Tin Dioksida adalah bahan utama di sini karena bereaksi secara kimiawi dengan gas yang mudah terbakar (mudah terbakar), menyebabkan perubahan resistensi yang dapat diukur oleh sensor.
Dasar keramik juga memiliki tujuan yang penting. Ini memastikan distribusi panas yang merata dan menjaga sensor pada suhu operasi yang tepat.
Rangkuman:
Jaring Luar (Jaringan anti-ledakan): Lapisan jaring baja tahan karat untuk keamanan dan penyaringan. Sistem Pemanas: Kumparan Nikel-Kromium dan tabung keramik Aluminium Oksida untuk menghasilkan dan mendistribusikan panas. Sistem Penginderaan: Kabel platinum dan lapisan Tin Dioksida untuk mendeteksi gas dan mengukur perubahan resistansi.
Bagaimana Cara Kerja Sensor Gas?
Saat Anda menyalakan sensor gas MQ2, sensor ini mulai memanaskan lapisan semikonduktor Tin Dioxide (SnO₂) internalnya hingga mencapai suhu tinggi. Pada suhu tinggi ini, molekul oksigen dari udara menempel (atau menyerap, jika Anda lebih suka istilah teknisnya) ke permukaan Timah Dioksida. Molekul oksigen yang teradsorpsi ini menarik elektron bebas dari Timah Dioksida, yang menciptakan “daerah penipisan elektron” di dekat permukaan. Hal ini membuat Timah Dioksida sangat tahan terhadap aliran listrik, sehingga hanya sedikit arus listrik yang dapat melewatinya.
Ketika gas yang mudah terbakar memasuki sensor, gas tersebut bereaksi dengan molekul oksigen yang menempel pada permukaan Tin Dioxide. Reaksi kimia ini melepaskan elektron yang ditahan oleh oksigen. Saat elektron-elektron ini kembali ke Timah Dioksida, daerah penipisan elektron menjadi lebih kecil. Hal ini mengurangi hambatan, sehingga listrik dapat mengalir dengan lebih mudah melalui sensor.
Sensor MQ2 bekerja dengan mendeteksi perubahan hambatan listrik ini. Semakin banyak gas yang mudah terbakar, semakin banyak molekul oksigen yang bereaksi, dan semakin banyak resistensi yang berkurang. Hal ini memudahkan mikrokontroler yang terhubung ke sensor untuk mendeteksi keberadaan dan konsentrasi gas di udara.
MQ2 Gas Sensor Module Hardware Overview
Sensor gas MQ2 mudah digunakan dan menyediakan output digital (yang menunjukkan ada tidaknya gas) dan output analog (yang menunjukkan konsentrasi gas di udara).
Modul Sensor Gas MQ2 Output analog (dari pin AO) berubah berdasarkan konsentrasi gas. Ketika ada lebih banyak gas di udara, tegangan output meningkat. Ketika ada lebih sedikit gas, tegangan output menurun. Animasi di bawah ini menunjukkan hubungan antara konsentrasi gas dan tegangan output.
Sinyal analog ini juga masuk ke komparator LM393, yang membandingkannya dengan tegangan referensi yang ditetapkan oleh potensiometer pada modul.
Ketika konsentrasi gas naik di atas level yang Anda tetapkan, komparator mengeluarkan sinyal digital RENDAH pada pin digital (DO). Ketika konsentrasi gas tetap di bawah level yang Anda tetapkan, pembanding akan mengeluarkan sinyal digital TINGGI sebagai gantinya. Ezoik Anda dapat menggunakan output digital ini untuk memicu tindakan-seperti membunyikan alarm, atau mengirim peringatan ke ponsel Anda.
Untuk menyesuaikan seberapa sensitif sensor, cukup putar potensiometer. Memutarnya searah jarum jam akan meningkatkan ambang batas (yang berarti lebih banyak gas yang diperlukan untuk memicu alarm), sementara memutarnya berlawanan arah jarum jam akan menurunkan ambang batas (sehingga akan memicu dengan lebih sedikit gas yang ada).
Modul ini juga memiliki dua LED indikator:
- LED Daya menyala ketika modul menerima daya
- LED Status menyala ketika konsentrasi gas melebihi ambang batas yang telah Anda tetapkan
Spesifikasi Teknis
Berikut ini adalah spesifikasinya:
| Component | Description |
|---|---|
| Operating voltage | 5V |
| Load resistance | 20 KΩ |
| Heater resistance | 33Ω ± 5% |
| Heating consumption | < 800 mw |
| Sensing Resistance | 10 KΩ – 60 KΩ |
| Concentration Range | 200 – 10000 ppm |
| Preheat Time | Over 24 hour |
MQ2 Gas Sensor Module Pinout
Sensor gas MQ2 sangat mudah digunakan dan hanya memerlukan empat pin untuk menghubungkannya.
VCC provides power to the sensor. Connect it to the 5V output on your Arduino. GND is the ground pin.
AO (Analog Output) memberikan tegangan variabel yang sesuai dengan konsentrasi gas. Semakin banyak gas di udara, semakin tinggi tegangan output, dan semakin sedikit gas, semakin rendah tegangan. Anda menghubungkan pin ini ke input analog pada Arduino Anda (seperti A0).
DO (Digital Output) mengeluarkan sinyal RENDAH ketika konsentrasi gas berada di atas ambang batas yang ditetapkan oleh potensiometer dan sinyal TINGGI ketika berada di bawahnya. Anda menghubungkan ini ke pin input digital pada Arduino.
Mengkalibrasi Sensor Gas MQ2
Karena sensor MQ2 adalah sensor yang digerakkan oleh pemanas, maka diperlukan persiapan khusus sebelum dapat bekerja dengan benar.
Jika Anda tidak menggunakan sensor MQ2 selama lebih dari sebulan, Anda harus menghangatkannya selama 24 hingga 48 jam. Periode pemanasan yang lama ini diperlukan karena sensor memerlukan waktu untuk mencapai kondisi kerja normalnya setelah tidak digunakan dalam waktu yang lama.
Namun demikian, jika Anda baru saja menggunakan sensor, Anda hanya perlu menghangatkannya selama 5 hingga 10 menit sebelum menggunakannya lagi Apabila Anda pertama kali menyalakan sensor selama waktu pemanasan, mungkin akan memberikan pembacaan yang salah. Jangan khawatir! Saat sensor memanas dan menjadi stabil, pembacaan akan menjadi lebih akurat.