BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Analisis Pembahasan
4.2.1 Pengkalibrasian sensor MQ-7
Gambar 4.1 CO-Meter Standard
4.2 Analisis Pembahasan
Pada pembahasan atau analisis dilakukan untuk mengetahui bagaimana proses nilai dari pada alat detektor keluar saat pengkalibrasian dan mendetekati nilai standard.
4.2.1 Pengkalibrasian Sensor MQ-7
Pada pengujian,alat detektor yang menggunakan sensor MQ-7 terlebih dahulu dikalibrasi dan membandingkan dengan memperhatikan sistematis dari nilai datasheet . Nilai untuk konsentrasi dari ppm didapat, ketika mengambil nilai setiap
Universitas Sumatera Utara
data Rs, dimana akan berhubungan dengan nilai dari Rs/Ro,Vout, dan ADC sehingga memperoleh nilai ppm sesuai dengan CO-Meter konvensional. Untuk mencari nilai Rs digunakan persamaan :
Rs = ( Vc * RL / VRL ) – RL
Pada persamaan tersebut, Vc menggunakan tegangan ± 5 volt, dan pada sensor MQ-7 menggunakan resistansi (RL) 1kΩ. Selanjutnya pada VRL(Vout) dapat dicari dengan menggunakan fungsi ADC pada pembacaan data sensor.
Ro adalah nilai yang akan digunakan sebagai acuan dalam menentukan nilai ppm di program Arduino, karena Ro/Rs = 1 ketika diudara dengan nilai 100 ppm (sesuai dengan datasheet).
Gambar 4.2 Baris program untuk menentukan nilai Vout dan Rs
Pada tabel 4.5 dapat dilihat bahwa pada saat konsentrasi carbon monoksida bernilai 100 ppm nilai Rs adalah 4.69 dan Rs/Ro dengan nilai 1. Dengan begitu dapat disimpulkan bahwa nilai dari Ro adalah 4.69 .
Dan untuk mendapatkan nilai ppm menggunakan fungsi pow pada program arduino, dapat menggunakan persamaan grafik dengan bantuan microsoft excel, dimana persamaan y dan x dapat digunakan sebagai acuan menentukan kadar zat CO.
30 Tabel 4.5 Pengujian menentukan nilai Rs/Ro
PPM Rata-rata Gambar 4.3 Grafik trendline untuk persamaan ppm dan Rs/Ro
Dari data grafik hubungan antara ppm dan Rs/Ro didapat persamaan : y = 100.6 .x^-1.227
bilangan pangkat dari persamaan (-1.227), sedangkan untuk y dari persamaan grafik trendline adalah nilai ppm yang diukur sensor nantinya.
Maka setelah menetukan nilai pow, dapat dicari nilai ppm untuk kadar zat CO yang terdeteksi dalam ruangan. Untuk nilai ppm pada alat detektor, selain fungsi pow digunakan pembacaan ADC dari sensor MQ-7 dan dapat disesuaikan dengan data CO-Meter.
Gambar 4.4 Baris Program kalibrasi kadar CO dengan sensor MQ-7
4.2.2 Menentukan ralat/error detektor untuk sensor MQ-7
Dalam melakukan pengujian untuk menentukan nilai dari kadar zat CO, terdapat perbedaan nilai antara alat detektor dari sensor MQ-7 dengan CO-Meter konvensional. Perbedaan tersebut dinamakan error, dimana standard ukur untuk perbandingan berdasarkan alat konvensional adalah ≤ 10 % sebagai nilai ditoleransi.
Dalam persamaannya sebagai berikut.
x 100%
Setelah mendapatkan hasil nilai error, maka nilai error disederhanakan ke nilai absolut untuk mendapatkan nilai positif.
Nilai absolut = | (- Error/Ralat) = Error/Ralat
Pada detektor kadar zat CO ini, nilai untuk error terjadi pada setiap pengukuran atau pengujian. Hal itu dikarenakan dalam pengujiannya nilai keluaran
32 berupa ADC dan Vout tidak konstan, dimana sangat berhubungan dengan nilai ppm jika dibandingkan nilai CO-Meter konvensional. Yang dalam beberapa percobaan CO-Meter konvensional selalu konstan, sedangkan nilai ppm pada alat detektor menggunakan sensor MQ-7 selalu berubah, dan untuk hasil terakhir ditentukan dengan nilai modusnya.
Gambar 4.5 Alat detektor CO dengan sensor MQ-7 saat proses heating
Pada proses pengujian kadar zat CO diudara, detektor CO yang menggunakan sensor MQ-7 menggunakan miniatur berbentuk menyerupai ruangan sebagai wadah untuk mempermudah pengujian kadar zat carbon monoksida.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari perancangan dan pengujian alat dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut.
1. Pada sistem kerjanya, sensor MQ-7 yang telah dirancang akan mendeteksi kandungan zat carbon monoksida dari aktivitas didalam ruangan maupun peralatan yang otomatis banyak mengandung zat carbon monoksida.
2. Dalam proses kerja pada alat detektor, ketika sensor mendeteksi zat CO yang tinggi maka buzzer dan led merah akan hidup, saat itu juga ditampilkan ppm di LCD.
3. Arduino Uno yang merupakan sistem minimum dari mikrokontroller ATMega 328, berfungsi sebagai sistem pengendali dalam menjalankan perintah pada perancangan alat.
4. Setelah dilakukan pengujian pada beberapa benda ataupun kondisi ruangan yang mengandung zat carbon monoksida, sensor MQ-7 yang menggunakan pengontrol mikrokontroller ATMega 328 bekerja dengan baik mendeteksi kadar CO pada ruangan, dengan pengkalibrasian yang disesuaikan dari perbandingan CO-Meter konvensional.
5.2 Saran
Dalam pengembangan selanjutnya perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut.
1. Agar sensor memiliki akurasi yang lebih tepat atau konsisten dalam menentukan jumlah yang sesuai standard pada suatu percobaan dari datasheet sensor dan CO-Meter konvensional.
2. Pada perancangan selanjutnya sistem detektor agar lebih peka dalam mendeteksi kadar zat CO dalam lingkup ruangan yang luas.
34 DAFTAR PUSTAKA
Petruzella Frank D, 2001.Elektronik Industri.ANDI.Yogyakarta.
Sarungallo Semuel Kete,Agung I Gusti Putu Raka,Jasa Lie,2017.Rancang Bangun Alat Ukur Uji Emisi Gas Karbon Monoksida (CO) Berbasis Mikrokontroller.Journal Electrical Engineering.16: 141-145.
Susanto Indra, 2018.Microcontroller Menguasai Arduino.Teknosain.Yogyakarta.
Syahwil Muhammad, 2013.Panduan Mudah Simulasi dan Praktik Mikrokontroller Arduino.ANDI.Yogyakarta.
……….,2017.Panduan Mudah Belajar Arduino Menggunakan Simulasi Proteus.
ANDI.Yogyakarta.
Syam Rafiuddin, 2013.Seri Buku Ajar Dasar-Dasar Teknik Sensor.Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.Makassar.
Gerai Cerdas,2015.Panduan Memilih Sensor Gas.
Diakses : 30 Juli 2019
https://www.geraicerdas.com/Blog/panduan-memilih-sensor-gas.html
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN
1. Kode Program ArduinoDetektor Kadar Zat Carbon MonoksidaPadaRuangan
#include <Wire.h> // i2C Conection Library
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //Memanggil i2C LCD Library
#define pinSensor A0 // mendefinisikan bahwa pin yang digunakan
#define ON 0 // Relay ON
#define OFF 1 //Relay OFF
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
const int PWM_Input = A1; // Input tes PWM const int WarningPin = 9; //lampudarurat CO const int TestPin = A2; //Tombol Test const int BuzzerPin = 12; //Aktif Buzzer
const int LEDPin = 13; //LED Indikator Sensor const int Relay =11; //Relay (kipas)
const int PWMControl=3; // Output PWM
float ppm; //CO dalam perkiraan
const int COMax = 85; //Kadar Maksimal COberbahaya unsigned long previousMillis = 0; // mulai led indikator sensor String gasKondisi; // status kadar CO terbacaolehdetektor
int PWM_Value = 0;
int ledState = LOW;
unsigned long previousMillis2 = 0;
long interval = 1000;
void setup() {
pinMode (A2,INPUT_PULLUP);
delay (3000);
lcd.clear();
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print(F(" Universitas "));
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print(F(" Sumatera Utara "));
delay (1000);
lcd.clear();
}
long RL = 1.00; // 1000 Ohmnilairesistansipadamodul sensor long Ro = 4.69; // 4690 ohm nilaihasilperhitunganRs/Ro=1
void loop (){
int sensorvalue = analogRead(pinSensor); // membaca nilai ADC dari sensor
float VRL = sensorvalue*5.00/1024.00 ; // mengubah nilai ADC ( 0 - 1023 ) //menjadi nilai voltage ( 0 - 5.00 volt )
Serial.print("VRL : ");
Serial.print(VRL);
Serial.println(" volt");
float Rs = ( 5.00 * RL / VRL)-RL; // nilairesistansiberbedasaat ppm terbaca Serial.print("Rs : ");
Serial.print(Rs);
Serial.println(" k.Ohm");
float ppm = sensorvalue* pow(Rs / Ro,-1.22); // ppm = 100 * ((rs/ro)^-1.227);
Serial.print("CO : ");
Serial.print(ppm);
Serial.println("ppm ");
Serial.print ("ADC : ");
Serial.print (sensorvalue);
Serial.println ("bit");
interval = (analogRead(pinSensor)* 10.0) / 1023.0;
lcd.setCursor (0,0);
if( ppm>COMax || digitalRead(TestPin) == LOW ){ // mengontrolsaat CO tinggi digitalWrite(BuzzerPin,HIGH);
lcd.print (" CO BERBAHAYA!!! ");
delay(1000);
lcd.clear();
}
else { // mengontroldetektorsaatkadar CO yang disesuaikan digitalWrite(BuzzerPin,LOW);
void blinkingLed (long in ) {
unsigned long currentMillis2 = millis();
if (currentMillis2 - previousMillis2 >= in) { previousMillis2 = currentMillis2;
LAMPIRAN
2. Penghitungan Sederhana Nilai Rs Untuk Mendapatkan Nilai Kadar PPM CO Untuk Rs adalah nilai resistansi sementara atau berubah-ubah tergantung setiap pembacaan kadar CO diudara oleh sensor MQ-7. Nilai ppm CO yang didapat sangat berkaitan erat dengan nilai Rs. Dalam menentukan nilai Rs, program yang diolah dimikrokontroller berperan penting. Didalam program nantinya akan memuat beberapa penghitungan penting demi mendapatkan nilai Rs sebagai bagian dari nilai utama menentukan kadar CO yang dibaca. Untuk rangkaian elektronika juga penting pada Rs. Setiap pembacaan dari sensor sangat berhubungan berapa nilai Rs nantinya.Dan dijelaskan sebelumnya, bahwa untuk mendukung keakuratan pembacaan agar sesuai alat ukur konvensional, ditambahkan transistor sebagai penguat arus untuk pembacaaan sensor dan kapasitor jenis keramik sebagai filter, untuk menyaring arus yang dihasilkan transistor dan digunakan secukupnya oleh sensor (180 mA) . Untuk menentukan Rs disesuaikan dengan acuan dari datasheet, dimana :
Rs = ( Vc * Rl/VRl) – Rl
Apa hubungan Rs dengan nilai zat CO yang dibaca sensor MQ-7 ? Jawab : Vc = 5V misal : analogRead = 20 bit
Rl = 1000 Ω = 1 kΩ
1) Menentukan nilai Vout dari sensor MQ-7 VRl = analogRead * Vc / ADC 10 bit
VRl = 20 * 5 / 1024 =100 / 1024 = 0,097 v
2) Menentukan nilai Rs dari rumus sesuai datasheet sensor MQ-7 Rs = ( Vc * Rl/VRl) – Rl = ( 5 * 1 / 0,097 ) – 1
Rs =51,54 – 1 = 50,54 kΩ
3) Menentukan nilai kalibrasi dari sensor MQ-7 PPM = analogRead * pow (Rs/Ro,-1,22)
Universitas Sumatera Utara
pow merupakan variabel dari program bahasa C untuk menaikkan kedaya dengan menghitung nilai angka, biasa berguna untuk menghasilkan perbandingan dari kurva. Dan untuk kurva sudah dibuat sebelumnya, dimana terdapat perbandingan nilai ppm alat konvensional dengan Rs/Ro yang berfungsi menentukan pembacaan kadar CO oleh sensor MQ-7. Ro merupakan nilai tetapan dalam pembacaan kadar CO, saat kadar CO 100 ppm Rs / Ro =1, sehingga dapat disimpulkan nilai Rs = Ro.
Ro = 4,69 ( ketika 100 ppm terbaca dan nilai Rs = 4,69)
PPM = 20 * pow ( 50,54/4,69,-1,22)
PPM = 20 *pow (10,77,-1,22) = 20 * (10,77 ^-1,22) PPM = 20 * ( 1/18,16) = 20 * 0,05
PPM = 1
Kesimpulan dari perhitungan sederhana tersebut , bahwa nilai Rs sangat penting dalam menentukan nilai kadar kalibrasi zat CO . Bahwa pada penghitungannya , Rs akan dibagi dengan Ro lalu dipangkat negatifkan dari hasil persamaan eksponensial dari grafik lalu dikali dengan nilai ADC.