1106100034_PPT TA lely [Compatibility Mode]

Akuisisi Data Sistem Sensor Gas
Pada Produksi Biogas
Dosen Pembimbing
Dr. Melania Suweni Muntini,MT
PRESENTED BY:
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIAH
NRP 1106 100 034
JURUSAN FISIKA
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya
2010
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Latar belakang
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Tinjauan Pustaka
Dari kotoran hewan
Biogas
Penguraian material organik
secara an aerob oleh bakteri
metanogen.
Produksi aktif pada hari ke 4 - 21
Bekerja optimal dan hasil
maksimal, syarat ideal
mempercepat proses produksi
terpenuhi
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Kondisi
Konsisi yang bisa
diterima
Ideal
Rasio C/N
20:1 s/d 40:1
25 - 35:1
Kelembaban
40 – 65 %
45 – 62 % berat
Konsentrasi oksigen
tersedia
> 5%
> 10%
Ukuran partikel
1 inchi
bervariasi
Bulk Density
1000 lbs/cu yd
1000 lbs/cu yd
pH
5.5 – 9.0
6.5 – 8.0
Suhu
43 – 66oC
54 - 60oC
Prosentase
kandungan pada
biogas
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Kondisi ideal
Komponen
Prosentase (%)
Metana (CH4)
40 – 70
Karbondioksida (CO2)
30 – 60
Hidrogen (H2)
1,0
Nitrogen (N2)
0,5
Hidrogen Sulfida (H2S)
0,1
Oksigen (O2)
0,1
Karbonmonoksida (CO)
0,1
Sistem Sensor
NEXT
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Sensor KE-50, strukutur sama dengan baterai,
memiliki elektroda berupa anoda Pb dan katoda Au.
Oksigen yang masuk ke dalam sensor, direduksi
pada elektroda emas dengan reaksi elektrokimia.
Anoda dan katoda dihubungakan dengan sebuah
termistor dan resistor. Resistansi dua resistor ini
mengubah arus yang terjadi akibat reaksi
elektrokimia menjadi tegangan. Besar arus yang
mengalir pada dua resistor dipengaruhi oleh banyak
oksigen yang tertangkap oleh membran elektroda.
Tegangan resistan ini yang digunakan sebagai
keluaran sensor oksigen.
BACK
Bahan detektor gas metana adalah metal oksida, khususnya senyawa
paladium. Ketika bahan metal oksida dihangatkan pada temperatur tertentu,
maka oksigen akan diserap dari permukaan kristal, sehingga oksigen akan
bermuatan negatif. Hal ini dikarenakan permukaan kristas akan mendonorkan
elektron pada oksigen dari bahan metal. Di dalam sensor, arus listrik mengalir
melewati daerah sambungan (grain boundary) dari bahan metal oxida. Pada
daerah sambungan, penyerapan oksigen mencegah muatan untuk bergerak
bebas. Jika konsentrasi gas menurun, proses dioksidasi akan terjadi. Rapat
permukaan dari muatan negatif oksigen akan berkurang dan akan
mengakibatkan menurunnya ketinggian penghalang dari daerah sambungan.
Resistansi menurun saat gas metan terdeteksi. Jangkauan pengukuran sensor
TGS 2611 pendeteksi metana adalah 500ppm – 10000ppm.
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Sensor TGS4161 merupakan gabungan elemen sensor
karbondioksida dan sebuah termistor internal. Elemen sensor CO2
terdiri dari kation (Na+) yang berbentuk elektrolit padat diantara dua
elektroda dan elemen pemanas (Pt). Katoda (elemen sensor)
tersusun dari litium karbonat dan emas, sedangkan anoda
tersusun dari emas. Termistor ini mendeteksi temperatur
lingkungan dengan tujuan mengkompensasi dependensi sensor
dengan temperatur. Reaksi elektrokimia yang terjadi menghasilkan
EMF (Electromotive Force). Perubahan nilai EMF menunjukkan
perubahan konsentrasi CO2 yang mengenai sensor. Jangkauan
pengukuran sensor ini adalah 350ppm – 10000ppm.
BACK
Single chip SHT11 untuk kelembaban Terdapat hubungan antara uap air dengan lapisan
polimer yang digunakan sensor kelembaban kapasitif. Difusi dari bahan kimia kedalam
sebuah polimer menyebabakan pergeseran nilai kapasitif dan akan timbul sensitifitas. Sebab
zat gas yang terdapat dalam lingkungan menyebabkan percepatan dalam proses ini. Dari
perubahan nilai kapasitif terhadap bahan polimer dalam sensor SHT11, akan dirubah dalam
besaran lain yaitu besaran tegangan . Untuk Sensor Temperatur dalam singgle chip SHT11
menggunakan bandgap. Elektron pada pita konduksi yang minimum dapat berkombinasi
secara langsung dengan hole pada pita valensi maksimum, sementara terjadilah momentum
elektron. Energi dari salingnya kombinasi tadi membuat timbulnya emisi dalam bentuk foton.
Emisi tersebut sebenarnya diwujudkan dalam bentuk tegangan, sehingga apabila bandgap
tersebut diberikan sebuah suhu yang agak panas maka emisi ini akan terjadi semakin
meningkat.
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Prinsip kerja dari MPX2100 adalah dengan peizoresistif. Efek piezo
adalah efek yang dihasilkan oleh suatu bahan karena perubahan
bentuknya (deformasi). Piezoresistif merujuk pada perubahan nilai
resistansi bahan karena deformasi setelah mendapat gaya/tekanan.
Muatan yang tereksitasi karena deformasi oleh tekanan mengalir dalam
bentuk arus yang melewati strain gauge pada diafragma silikon yang
selanjutnya melewati jaringan resistor secara internal dan keluaran dari
sensor berupa tegangan. Semakin besar tekanan yang diaplikasikan
akan memperkecil diafragma silikon dan nilai resistansi dari strain
gauge semakin kecil sehingga tegangan keluaran yang dihasilkan
sensor akan makin besar.
BACK
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
1. PENDAHULUAN
5. KESIMPULAN
4. ANALISA DATA
DAN
PEMBAHASAN
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
2. TINJAUAN
PUSTAKA
3. METODOLOGI
PENELITIAN
Metodologi
Kalibrasi dan
Pengujian Alat
-Pembuatan software
database
AKUISISI DATA
Pengambilan Data
Analisis Data
Kesimpulan
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Pembuatan
Biogas
-Perancangan dan
peletakan sensor
-Delphi 7.0
-My SQL
TRANSMISI dan PRESENTASI DATA
µC
AVR ATMEGA8
kirim serial
Via RS-232
Untuk Perubahan level
SISTEM SENSOR
Tampilan dalam bahasa pemrograman
COM
simpan data
Data base
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
PC
1. PENDAHULUAN
5. KESIMPULAN
4. ANALISA DATA
DAN
PEMBAHASAN
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
2. TINJAUAN
PUSTAKA
3. METODOLOGI
PENELITIAN
Rangkaian Peralatan
SISTEM AKUISISI
DATA
Tabung
penampung
Sistem
sensor
Tampilan PC
reaktor
Gas
penampung
SISTEM BIOGAS
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Sistem
biogas
Peletakkan sensor
CH4
CO2
=> 40% - 70% => 55%
=> 30% - 60% => 45%
Mr CH4
Mr CO2
= 16,042
= 44,009
n=M.V
Ket :
n
BM
Volume tabung = 6lt = 6000cm3
BM = n .Mr
= jumlah mol
= berat massa
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
CH4
CO2
Jumlah
mol
3300 mol
2700
Berat
massa
52938
118824
Volume tabung penampung :
V= 6 liter dengan ketinggian 30cm
Posisi paling bawah adalah sensor
CO2 posisi sensor :
CO2 hmin = 30% x 30 = 9
hmax = 60% x 30 = 18
hCO2 = 18 – 9 = 9cm
CH4 hmin = 40% x 30 = 12
hmax
= 70% x 30 = 21
hCH4 = 21-12 = 9cm
CH4 21 cm dari batas 0 cm
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Peletakan Sensor
Sensor Suhu &
RH
Sensor O2
Penampung gas
30 cm
tekanan
Sensor CH4
20
21 cm
10cm
9 cm
0 cm
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Sensor CO2
Pembahasan
• Biogas dibuat dari kotoran sapi dengan air. Perbandingan antara
KS dgn air adalah 1:1
• Biogas diproduksi dengan metode digesti anaerob. Proses kerja
aktifnya adalah pada hari ke-4 smp ke-21.
• Tabung reaktor terbuat dari kaca dan tabung penampung gas
terbuat dari plastik karena menghindari adanya korosi.
• Sifat gas bergerak acak dan terjadi penumbukan sempurna
• Sensor diletakkan pada dua tempat karena Sensor tekanan,
sensor CO2 dan sensor CH4 diletakan pada tabung penampung
gas. Peletakkannya berdasarkan pada berat massa dengan
volume penampung yang tetap yaitu 6 lt dengan ketinggian 30
cm.
• Sensor O2,suhu dan kelembaban ditempatkan pada pada
reaktor untuk mengetahui kadar dr masing gas. Karena hal itu
mempengaruhi kinerja dr biogas
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Proses Akuisisi Data
Berlangsung tiap detik
CH4
CO2
Port serial
Database
MySQL
O2
suhu
kelembaban
waktu
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Diagram Alir Transmisi Data dengan DELPHI
START
Definisi Variabel Global
Inisial COM yang Dipakai
Baca
Port COM
tidak
ya
Tampung Data di Variabel Global
Record Data
Database
Tampilkan Data
ya
Ambil Data
tidak
FINISH
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Penampilan
Delphi
Penampilan
pada My SQL
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
1. PENDAHULUAN
5. KESIMPULAN
4. ANALISA DATA
DAN PEMBAHASAN
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
2. TINJAUAN
PUSTAKA
3. METODOLOGI
PENELITIAN
Kesimpulan
• Peletakan sensor ada pada 2 tempat
- pada reaktor sensor oksigen dan Sensor suhu dan
kelembaban
- pada penampung gas : $ sensor tekanan
$ CO2 = 9 cm dari batas bawah
$ CH4 = 21cm dari batas bawah
• Proses akuisisi data keluaran sensor ditampilakn melalui
PC dan disimpan dalam database My SQL
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034
Senin , 26 juli 2010
NANI LAILIL ISLAHAH MAULIDIA
1106 100 034