Catalytic bead sensor

Catalytic bead sensor digunakan terutama untuk mendeteksi gas mudah terbakar. Mereka telah digunakan selama lebih dari 50 tahun. Awalnya, sensor ini digunakan untuk memantau gas di tambang batu bara, di mana mereka diganti kenari yang telah digunakan untuk waktu yang lama periode waktu. Sensor itu sendiri cukup sederhana dalam desain dan mudah untuk memproduksi. Dalam bentuk yang paling sederhana, seperti yang digunakan di desain asli, itu terdiri dari platinum tunggal kawat. sensor manik katalitik diproduksi semua seluruh dunia dengan sejumlah besar produsen yang berbeda, tetapi kinerja dan keandalan ini sensor bervariasi di antara berbagai produsen.

Prinsip operasi

campuran gas mudah terbakar tidak akan membakar sampai mereka mencapai suhu pengapian. Namun, di hadapan media kimia tertentu, gas akan mulai membakar atau menyala pada suhu rendah. Fenomena ini dikenal sebagai pembakaran katalitik. kebanyakan logam oksida dan senyawa mereka memiliki sifat-sifat katalitik.
Misalnya, batu vulkanik, yang terdiri berbagai oksida logam, sering ditempatkan di pembakaran gas
perapian. Hal ini tidak hanya dekoratif, tetapi juga membantu proses pembakaran dan hasil di bersih dan lebih pembakaran efisien di perapian. Platinum, paladium, dan thorium senyawa juga sangat baik katalis untuk pembakaran. Hal ini menjelaskan mengapa mobil sistem pembuangan diperlakukan dengan senyawa platinum dan disebut catalytic converter. Jenis ini sensor gas dibuat atas dasar prinsip katalitik, dan karena itu disebut sensor gas katalitik.

karakteristik

output sensor secara langsung sebanding dengan laju oksidasi. Output maksimum dari sinyal terjadi pada sekitar campuran stoikiometri gas, atau didasarkan pada pembakaran teoritis rumus reaksi. Metana, misalnya:
CH4 + 2O2 + 8N2 ® CO2 + 2H2O + 8N2

Dibutuhkan 10 mol udara untuk satu mol metana untuk menyelesaikan reaksi, dengan asumsi ada satu bagian oksigen dan empat bagian nitrogen di udara. Oleh karena itu, untuk pembakaran teoritis untuk mengambil tempat, salah satu bagian dari metana akan membutuhkan 10 bagian udara  Mengenai zat yang berada di proporsi yang tepat diperlukan untuk reaksi yang diberikan. untuk melengkapi pembakaran, atau secara teoritis 9.09% metana dalam campuran udara. Untuk sensor untuk mendeteksi metana, output sinyal akan merespon secara linear 0-5% dari metana. Sebagai mencapai konsentrasi dekat dengan nilai stoikiometri dari 9%, sinyal meningkat sangat cepat dan puncak pada sekitar 10%. Itu sinyal mulai drop perlahan karena konsentrasi gas melewati sekitar 20%; setelah 20% tetes lurus ke bawah ke tingkat yang mencerminkan tidak ada output sebagai konsentrasi gas mencapai 100%.

Breathalyzer

Breathalyzer adalah perangkat untuk memperkirakan kadar alkohol darah (BAC) dari sampel nafas. Breathalyzer adalah nama merek untuk instrumen yang menguji tingkat alkohol yang dikembangkan oleh penemu Robert Frank Borkenstein. Hal ini terdaftar sebagai merek dagang pada 13 Mei 1954. Alat ini sering digunakan aparat kepolisian di luar negeri untuk menentukan apakah seseorang dalam keadaan mabuk atau tidak. Breathalyzer mempunyai bentuk kurang lebih seperti pengendali jarak jauh dengan pipa diatasnya atau disamping, yang harus dilakukan hanya meniup pipa itu, lalu di layar alat tersebut akan muncul apakah anda dalam kategori mabuk atau tidak. Alat ini biasanya digunakan oleh beberapa instansi untuk membuktikan atau menguji bahwa seseorang sedang dalam pengaruh minuman ber-alkohol dan untuk mengukur kadar alkohol yang tersisa setelah seseorang itu meminum minuman beralkohol. Hal ini berguna untuk menentukan apakah orang tersebut boleh mengemudi atau tidak.analisis napas tidak langsung mengukur kadar alkohol darah atau konsentrasi, yang memerlukan analisis sampel darah. Sebaliknya, mereka memperkirakan BAC secara tidak langsung dengan mengukur jumlah alkohol dalam napas seseorang. Dua teknologi breathalyzer yang paling lazim. analisa Desktop umumnya menggunakan teknologi inframerah spektrofotometer, teknologi sel bahan bakar elektrokimia, atau kombinasi dari keduanya. bidang pengujian perangkat genggam umumnya didasarkan pada analisis sel bahan bakar elektrokimia platinum dan, tergantung pada yurisdiksi, dapat digunakan oleh petugas di lapangan sebagai bentuk "test lapangan ketenangan"

Prinsip Kerja Sistem

Secara garis besar, cara kerja sistem ini adalah :

· Sensor akan mengirimkan sinyal informasi kepada microcontroller, informasi tersebut adalah pemberitahuan bahwa sensor menangkap gas alcohol yang dihembuskan oleh mulut manusia.
· Sinyal tersebut kemudian diolah oleh mikrokontroler Arduino untuk
diproses sebagai input data.
· Setelah data tersebut diproses, kemudian microcontroller menghasilkan perintah untuk menampilkan besarnya uap alcohol yang terdeteksi.
· Jika alcohol terdeteksi, maka buzzer akan berbunyi.

Perancangan Perangkat Keras

Dalam pemilihan komponen pada sistem-sistem ini maka sangatlah penting untuk memperhatikan beberapa hal berikut ini :
1. Menggunakan microcontroller dengan platform Open Source sehingga untuk pengembangannya dapat di support oleh komunitas pengguna microcontroller ini.
2. Menggunakan komponen-komponen yang tersedia di pasaran, sehingga harganya murah dan mudah di dapat.
3. Rangkaian yang sederhana sehingga mudah untuk dilakukan penambahan untuk pengembangan lebih lanjut.

 Rangkaian Sensor
Pada sistem ini menggunakan sensor yang dikombinasikan dengan resistor sehingga dapat berfungsi sebagai pembagi tegangan yang akan masuk ke dalam input Arduino. Pertimbangan-pertimbangan yang digunakan untuk memilih sensor ini adalah sebagai berikut:
1. Harga komponen sangat murah.
2. Komponen tersedia di mana-mana
3. Berbentuk rangkaian sederhana sehingga mudah dilakukan penggantian apabila terjadi kerusakan.
4. Rangkaian dapat dibuat sangat kecil.
5. Menggunakan arus catu daya yang kecil.
6. Kehandalan sensor MQ3 yang tinggi.
7. Dapat dilakukan kalibrasi ulang apabila sensitifitasnya semakin rendah yang diakibatkan oleh berjalannya waktu.