Tag Archives: sensor

Last updated by at .

Memonitor gas buang pada mobil

Disini saya akan membahas bagaimana memonitor gas buang pada mobil dengan menggunakan lamda sensor seperti yang telah dibahas dalam 2 posting disini dan posting disini.

Saya memiliki sensor lengkap yaitu terdiri dari sensor, prosesor dan display. Alat ini bisa dipakai untuk keperluan aksesori mobil maupun untuk laboratorium. Untuk keperluan laboratorium alat ini menyediakan antar muka secara serial dan koneksi khusus untuk keperluaan data logger.

Alat ini dapat bekerja dengan sensor O2 keluaran BOSCH LSU-4.2, juga jenis keluaran baru 7052 maupun terbaru 7200. Dalam board terdapat fitur untuk membaca dua sinya analog 0-5V dan sinya RPM dari coil, disediakan khus untuk pengguna yang ingin membaca dua sensor analog seperti kecepatan, temperatur, sisanya adalah khusu untuk RPM yang dapat bekerja pada sinya coil 12V.

Alat ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:

  • Dapat membaca λ = 0.61 (AFR = 9.0) to free-air. Dengan ketelitian  +/- 0.1 terhadap AFR 11 to 17.
  • Terdapat tegangan keluaran 0-5V untuk lebar bidang Differential WBlin 
  • Menggunakan sensor Bosch LSU 4.2 7057/7200 sensor (juga 6066).
  • WBlin dapat dikonfigurasi (9.5 bit DAC) dari AFR=9.0 ke udara bebas.
  • Terdapat tombo Auto-call untuk kalibrasi sensor dalam udara bebas.
  • NBsim narrowband (7.5 bit configurable) output. Terdapat keluaran NBsim narrowband (7.5 bit/bisa dikonfigurasi)
  • Terdapat dua masukan analog 0-5V dengan rate sampling sampay 40/detik.
  • Terdapat masukan RPM yang diperoleh dari Tacho atau ECU untuk data logger.
  • PULSE input from VSS sensor or cruise control for logging. Terdapat masukan bentuk pulsa dari sensor VSS.
  • Bekerja pada tegangan aki mobil 10.5 to 19.5 Volt (sampai 3A)
  • Cover Fibreglass.
  • Memiliki keluaran serial RS232.

Posted in Sensor | Tagged , | 2 Comments

An easy way to see the responses of ENC-03 gyro chip

Chip Gyro of ENC-03 is often used as a sensor to stabilize the aircraft or multicopter using RC. To learn seriously need to know the workings and characteristics of this chip. Data sheet for this sensor can be downloaded here. Chip is famous for its resistance to vibration and is easy to use because it has an analog output. 

The sensor works because of the angular velocity, analog output voltage will depend on the angular velocity applied to the sensor.  Sensor output voltage will follow the following equation: 

V0 is the static output voltage at angular velocity = 0 deg/s. 

From datasheet . Thus the magnitude . Sv is scale factor in mV/deg/S = 0.67V. And .

Schematic 

This circuit is the simplest. Voltage source connected to the RC tap, 100 ohms and 47uF to eliminate the ripple in the voltage source.

Gyro output voltage tap connected to the RC, 6.8KOhm and 0.68uF, serves as a simple lowpass filter to eliminate the output voltage caused by vibration. 

Vref is the output that generates a voltage as a reference that may be required by the circuit on the outside. 

At Vref is necessary to add capacitors of 4.7uF.

Microcontroller

 To read the response of the output voltage of the gyro, so easy to do I use nano Arduino board. This board contains a microcontroller type ATMega 328p. Because it already has an internal ADC, it will be easy to record responses.

In my Arduino programming using A0 as the ADC to convert the voltage output come from the gyro into digital numbers. Hereinafter ADC conversion result is sent serially to be recorded by using hyperterminal on windows.  I decided to process the data and plotted using Scilab.

Board of ENC-03 Gyro

I got this gyro board by removing the yaw gyro on kkboard. However, it should be added 100ohm resistor and 47uF capacitor on the power supply VCC. And 0.68uF capacitor also needs to be added to the gyro output.

In accordance with the data sheet, this board is placed upright and moved radially. Can also be placed upright and inverted, but the gyro output voltage changes will be reversed as well.  

To be able to move freely in the radial, required a dish to put this gyro board. To connect with pin of the Arduino board, can be soldered directly  using  cables. 

Additional compenents of resistor and capasitor can be soldered into header pins of this board. 

Dish

 In order gyro board can be moved radially with ease, need a dish to put the gyro board. The dish is made using styrofoam plate. At the center of the dish, bamboo as a holder mounted to rotate the dish. Arduino board and gyro board placed on this dish.  Furthermore, the Arduino board is connected with usb cable to the computer to record the results of Gyro responses of the radial motions.

This method is the most inexpensive and easy to make because it uses materials easily obtained is styrofoam.

Other Dish

Because I can do the job using mechanical equipment such as lathes, milling machines, drilling machines, welding machines and so forth. I prefer this dish using iron material, because it is more robust and stable during use.

Cincopa WordPress plugin


YouTube Preview Image

Basic Recording

The basis of recording the response of the gyro output is done by reading through the adc conversion. I am using the Arduino programming with nano board. Arduino program as follows:

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
 int sensorValue = analogRead(A0);
 Serial.println(sensorValue);
 delay(50);
}

Recording steps:

  1. Turn on Arduino by plugging USB’s arduino board to the computer.
  2. Open hyperterminal, set baud to 115200 baud, 8bit, No parity, 1 stop bit.
  3. Connect communication by clicking “Call” icon. You must ensure that the serial channel selection is correct. You will see the data receive by hyperterminal
  4. Rotate the dish, you’ll see a change of data in hyperterminal.
  5. To record and stored in a file, select the “Transfer -> Capture Text”. Then asked to fill in your name and the file folder.
  6. Turn the dish as the fourth step in accordance with your wishes.
  7. Stop record by select the “Transfer->Capture Text->Stop”.

Processing of data

The file name of the data is capture5.txt. Further data will be read and processed using Scilab program. Use the console to process manually. Scilab commands as follow:

-->// read data file into sh matrix
sh=read_csv("D:\data_scilab\capture5.txt");  

// convert sh matrix string content into d matrix as numeric
-->d=evstr(sh);

// convert adc data (0-1024, 10bit) into analog voltage
-->analog=(d/1024)*5.0;

// how big is the size of data
-->size(analog)
 ans  =

    694.    1.  

// make t matrix as time (axis plot) 0 to 693
-->t=0:693;

// plot data
-->plot2d(t,analog,style=2)

The results of the graph are shown as follows.

 

Posted in aeromodelling research, Electronics, hobby, Multicopter, RC Model, Sensor | Tagged , , | 2 Comments

Sensor O2 gas buang hasil pembakaran pada mesin bakar: disain

Sensor oksigen dalam gambar berikut ini adalah sel yang mengkonsentrasikan oksigen secara galvanik dengan elektrolit padat. Elektrolit padat adalah keramik dioksida kedap zirkonium distabilkan dengan oksida itrium. Hal ini terbuka di satu ujung dan tertutup pada yang lain.

Kontruksi sambungan pada kedua permukaan dalam dan luar adalah  elektroda platinum permeabel dengan gas. Elektroda platinum pada bagian luar sebagai katalis miniatur untuk mendukung reaksi dalam gas buang yang masuk dan menjadikan ke keadaan keseimbangan stoikiometri. Sisi yang terkena gas buang juga memiliki lapisan keramik berpori (Spinell coating) untuk melindungi terhadap kontaminasi.

Sebuah tabung logam dengan slot yang banyak menjaga badan keramik tahan terhadap pukulan dan guncangan termal. Rongga dalam adalah terbuka terhadap atmosfir yang berfungsi untuk memberikan unit  gas referensi. Operasi dari dua sensor didasarkan pada prinsip Nernst. Sensor dari bahan keramik akan mengantarkan  ion oksigen pada suhu 350oC dan di atas. Disparitas tingkat oksigen di sisi masing-masing sensor akan menghasilkan dengan membangkitkan tegangan listrik diantara dua permukaan. Tegangan ini berfungsi memberikan indeks dari seberapa banyak kadar oksigen yang bervariasi pada
dua sisi sensor.

Sejumlah sisa oksigen dalam knalpot berfluktuasi secara tajam dalam menanggapi variasi dalam
induksi campuran dari udara/rasio bahan bakar. Oksigen peka dalam hal membangkitkan tegangan yang berkisar antara 800 sampai 1000 milivolt untuk campuran yang kaya, menurun sampai 100 milivolt untuk campuran miskin. Transisi dari campuran  kaya ke campuran miskin berada pada kisaran 450-500 milivolt. Penjelasan gambar disamping adalah:

  1. Lapisan keramik (Ceramic coatings).
  2. Elektroda (Electrodes).
  3. Kontak (Contacts).
  4. Rumah kontak (Housing contacts).
  5. Pipa knalpot (Exhaust pipe).
  6. Perisai keramik (Ceramic support shield)(porous).
  7. Gas buang (Exhaust gas).
  8. Udara ambien (Ambient air).
Posted in Sensor | Tagged , , | Leave a comment

Sensor O2 gas buang hasil pembakaran pada mesin bakar: teori

Sensor oksigen (O2) seperti yang diperlihatkan dalam gambar dibawah ini, saat ini semakin diperlukan karena semakin bertambahnya emisi gas buang yang dapat merusak lingkungan. Dan menyebabkan diperlukannya konverter katalik untuk mengusahakan emisi gas buang menjadi ramah lingkungan. Satu buah gas sensor O2 diletakkan pada percabangan sebelum konverter katalik biasaya sesudah katup buang pada mesin bakar. Selanjutnya sensor O2 kedua kadang diperlukan untuk diletakkan pada sistem saluran gas buang (exhaust system) sesudah konverter katalik dari mesin bakar untuk mendapatkan performansi yang optimum. Informasi yang diperoleh dari sensor menunjukkan seberapa sempurna dari proses pembakaran didalam ruang bakar pada mesin bakar yang sedang dihidupkan. Pembacaan yang omptimum diperoleh ketika perbandingan dari udara dan bahan bakar sebesar 14.7/1. Rasio stoichiometric antara “udara/bahan bakar”  adalah 14,7kg udara dengan 1kg gasoline secara teoritis adalah pembakaran yang paling sempurna.

Faktor kelebihan udara atau rasio udara (λ), menunjukkan deviasi dari rasio udara/bahan bakar yang sebenarnya dari
secara teoritis yang diperlukan rasio tersebut.  λ = (sebenarnya disebabkan massa udara)/(kebutuhan udara teoritis).

Salah satu sensor keluaran BOSCH tipe LSU4.2 dalam gambar atas, dapat digunakan untuk membaca membaca λ dari hasil pembakaran pada saluran gas buang dari mesin bakar. Saya memiliki sensor tersebut lengkap dengan kontroler dan penampilnya. Jika anda membutuhkan silakan kontak saya melalui email, dengan subyek “LAMDA SENSOR”.

Dalam gambar disamping diperlihatkan 3 kurva dari 3 skenario untuk menekan emisi gas buang yaitu:

  1. tidak menggunakan katalis.
  2. menggunakan katalis.
  3. menggunakan sensor λ.

Variasi dari hasil rasio yang optimal dalam berbagai tingkatan
emisi yaitu:

  1. Kelebihan bahan bakar akan menghasilkan pembentukan hidrokarbon (HC) dan karbon monoksida (CO).
  2. Udara berlebih dapat menyebabkan peningkatan kadar nitrogen oksida (NOx).

Sensor oksigen atau sensor λ dapat mengidentifikasi setiap variasi dari rasio ideal dari “udara/bahan bakar”
dan mengirim sinyal ke sistem manajemen mesin untuk
mengatur proses pengapian dan injeksi.
Catalytic converter mampu mengurangi HC, CO, NOx dan emisi lebih dari 98% yang memberikan mesin beroperasi dalam kisaran pencar sangat sempit (<1%) berpusat sekitar rasio udara/bahan bakar stoikiometri. Sebuah sistem kontrol loop tertutup yang bergantung pada sirkuit kontrol loop tertutup untuk menjaga agar campuran udara/bahan bakar yang optimal secara konsisten dalam rentang yang dikenal sebagai jendela katalis adalah strategi terbaik.

 

 

Posted in Sensor | Tagged , , | 4 Comments