Pada modul sensor gas MQ-135 terdapat 2 buah LED indikator yaitu LED indikator merah dan LED indikator hijau. Pada saat power-up, LED merah akan berkedip sesuai dengan alamat I2C modul. Jika alamat I 2C adalah 0xE0 maka LED indikator akan berkedip 1 kali. Jika alamat I 2C adalah 0xE2 maka LED indikator akan berkedip 2 kali. Jika alamat I2C adalah 0xE4 maka LED indikator akan berkedip 3 kali dan demikian seterusnya sampai alamat I 2C 0xEE maka LED indikator akan berkedip 8 kali.(Nugroho, 2018)
Pada saat power-up, LED hijau akan berkedip dengan cepat sampai kondisi pemanasan sensor dan hasil pembacaan sensor sudah stabil. Waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi stabil berbeda-beda untuk tiap sensor yang digunakan tergantung pada kecepatan respon sensor dan kondisi heater pada sensor. Jika kondisi stabil sudah tercapai, maka LED hijau akan menyala tanpa berkedip. Pada kondisi operasi normal (setelah kondisi power-up), LED merah akan menyala atau padam sesuai dengan hasil pembacaan sensor dan mode operasi yang dipilih. Sedangkan selama hasil pembacaan sensor stabil, LED hijau akan tetap menyala dan hanya berkedip pelan (tiap 1 detik) jika ada perubahan konsentrasi gas. Modul sensor juga memiliki 1 pin output open collector yang status logikanya akan berubah-ubah, sesuai dengan hasil pembacaan sensor gas dan batas atas serta batas bawah yang telah ditentukan. Pin output ini dapat dihubungkan dengan aktuator (exhaust atau alarm) sehingga modul ini dapat berfungsi sebagai pemonitor konsentrasi gas secara mandiri. Modul ini akan membaca nilai konsentrasi gas secara otomatis, membandingkan dengan batas-batas nilai yang telah diatur dan kemudian mengubah status logika pin output kendali ON/OFF sesuai dengan mode operasi yang digunakan
Ada 2 mode operasi yang dapat tersedia, yaitu mode operasi Hysterisis :
1. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih kecil dari pada batas bawah, maka pin output akan Off (Transistor Open Collector berada pada keadaan Cut-off dan LED indikator merah tidak menyala).
2. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih besar dari pada batas atas, maka pin output akan On (Transistor Open Collector berada pada keadaan Saturasi dan LED indikator merah menyala). 3. Jika nilai sensor hasil konversi ADC sama dengan atau berada di antara batas atas dan batas bawah, maka logika pin output tidak berubah (jika sebelumnya Off, maka akan tetap Off atau jika sebelumnya On akan tetap On).
2.5. Sensor HC-SR04
Sensor jarak ultrasonic HC-SR04 adalah sensor 40 KHz. HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk mengukur jarak antara penghalang dan sensor. HC-SR04 memiliki 2 komponen utama sebagai penyusunnya yaitu ultrasonic transmitter dan ultrasonic receiver. Fungsi dari ultrasonic transmitter adalah memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz kemudian ultrasonic receiver menangkap hasil pantulan gelombang ultrasonik yang mengenai suatu objek. Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari pemancar hingga sampai ke penerima sebanding dengan 2 kali jarak antara sensor dan bidang pantul.
Prinsip pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 adalah, ketika pulsa trigger diberikan pada sensor, transmitter akan mulai memancarkan gelombang ultrasonik, pada saat yang sama sensor akan menghasilkan output TTL transisi naik menandakan sensor mulai menghitung waktu pengukuran, setelah receiver menerima pantulan yang dihasilkan oleh suatu objek maka pengukuran waktu akan dihentikan dengan menghasilkan output TTL transisi turun. Jika waktu pengukuran adalah t dan kecepatan suara adalah 340 m/s, maka jarak antara sensor dengan objek dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan:
s = 𝑡𝑥 340 𝑚/𝑠 2
Dimana : s = Jarak antara sensor dengan objek (m) t = Waktu tempuh gelombang ultrasonik dari transmitter ke receiver (s) Pemilihan HC-SR04 sebagai sensor jarak yang akan digunakan pada penelitian ini karena memiliki fitur sebagai berikut;
kinerja yang stabil, pengukuran jarak yang akurat dengan ketelitian 0,3 cm,
pengukuran maksimum dapat mencapai 4 meter dengan jarak minimum 2 cm, ukuran yang ringkas dan dapat beroperasi pada level tegangan TTL.
Prinsip pengoperasian sensor ultrasonik HC-SR04 adalah sebagai berikut ; awali dengan memberikan pulsa Low (0) ketika modul mulai dioperasikan, kemudian berikan pulsa High (1) pada trigger selama 10 µs sehingga modul mulai memancarkan 8 gelombang kotak dengan frekuensi 40 KHz, tunggu hingga transisi naik terjadi pada output dan mulai perhitungan waktu hingga transisi turun terjadi.Modul ultrasonik HC - SR04 menyediakan 2cm - 400cm non-kontak fungsi pengukuran, akurasi mulai bisa mencapai 3mm. Modul termasukpemancar ultrasonik, penerima dan rangkaian kontrol. (Ultrasonic-Elecfreaks)
Karakteristik HC-SR04:
Tegangan DC 5V
Kuat arus 15 Ma
Frekuensi Kerja 40 Hz
Kisaran Maksimum 4 cm
Rentang minimum 2 cm
Sudut pengukuran 15 derajat
sinyal input pemicu 10µS TTL dan kisaran waktu
sinyal output echo Input sinyal tuas TTL dan kisarandiproporsi
Dimensi 45 * 20* 25 mm
Tabel 2.1 Parameter Listrik HC-SR04
Diagram waktu ditunjukkan di bawah ini. Anda hanya perlu menyediakan 10µS singkat pulsa ke input pemicu untuk memulai rentang, dan kemudian modul akan mengirimkan ledakan 8 siklus ultrasound pada 40 kHz dan meningkatkan gema.
Echo adalah objek jarak yang lebar pulsa dan kisaran dalam proporsi.
HCSR04memiliki empat pin, VCC, GND, TRIG dan ECHO, semua pin ini memilikifungsi yang berbeda. Pin VCC dan GND adalah yang paling sederhananyalakan HCSR04.Pin ini harus dipasang masing-masing ke sumber +5 volt.
Gambar 2.4 HC-SR04 2.5. Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) merupakan perangkat display yang palingumum dipasangkan ke mikrokontroller, mengingat ukurannya yang kecil dankemampuan menampilkan karakter atau grafik yang lebih baik dibandingkan display7segment ataupun alphanumeric.Pada pengembangan sistem embedded, LCD mutlak diperlukan sebagaisumber pemberi informasi utama, misalnya alat pengukur kadar gula darah, penampiljam, penampil counter putaran motor industri dan lainnya.LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyakdigunakan karena tampilannya menarik.LCD yang paling banyak digunakan saat iniadalah LCD M1632 karena harganya cukup murah.LCD M1632 merupakan modulLCD dengan tampilan (2baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.
(Nugroho, 2008)
Gambar 2.5 Datasheet LCD
2.6. Relay
Relay merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang banyak diaplikasi di berbagai macam rangkaian elektronika mulai dari yang sederhana sampai dengan yang rumit. Perlu diketahui bahwa relay sebenarnya adalah sebuah saklar elektrik yang digerakkan oleh listrik. Cara kerja relay sebenarnya tak berbeda dibanding dengan saklar biasa. Perlu diketahui bahwa relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar. Jadi tanpa listrik komponen relay tidak dapat digunakan. Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.
Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki tegangan lebih tinggi. Berikut adalah gambar relay. Seperti yang telah dikatakan tadi bahwa relay memiliki fungsi sebagai saklar elektrik. Namun jika diaplikasikan ke dalam rangkaian elektronika, relay memiliki beberapa fungsi yang cukup unik. Berikut adalah beberapa fungsi komponen relay saat diaplikasikan ke dalam sebuah rangkaian elektronika. 1.
Mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan menggunakan bantuan signal tegangan rendah 2. Menjalankan fungsi logika alias logic function 3. Memberikan fungsi penundaan waktu alias time delay function 4. Melindungi motor atau komponen lainnya dari kelebihan tegangan atau korsleting Setelah mengetahui pengertian dan fungsi relay, berikut adalah cara kerja atau prinsip kerja relay yang juga harus anda ketahui. Namun sebelumnya anda perlu tahu bahwa dalam sebuah relay terdapat 4 buah bagian penting yakni Electromagnet (Coil), Armature, Switch Contact Point (Saklar), dan Spring. Sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh kumparan Coil, berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil dialiri arus listrik, maka akan muncul gaya elektromagnetik yang dapat menarik Armature sehingga dapat berpindah dari posisi sebelumnya tertutup (NC) menjadi posisi baru yakni terbuka (NO). (http://belajarelektronika.net/pengertian-fungsi-dan-cara-kerja-relay/)
Gambar 2.6 Rangkaian Relay 2.8. Mikrokontroler ATMega 328
Mikrokontroler adalah komputer yang ekonomis yang dikemas dalam satu chip tetapi sudah mempunyai pengolah mikro, memori, dan system I/O. Dengan demikian mikrokontroler dapat melakukan berbagai tugas sesuai perintah dan data yang diisikan pada memorinya (Situmorang, 2011).
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroller ini memiliki kapasitas flash (program memory) sebesar 32 Kb (32.768 bytes), memori (static RAM) 2 Kb (2.048 bytes), dan EEPROM (non-volatile memory) sebesar 1024 bytes. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai adalah 20 MHz.Rancangan khusus dari keluarga prosesor ini memungkinkan tercapainya kecepatan eksekusi hingga 1 cycle per instruksi untuk sebagian besar instruksinya, sehingga dapat dicapai kecepatan mendekati 20 juta instruksi per detik.
Gambar 2.7 Mikrokontroler ATMega328
ATmega328 adalah prosesor yang kaya fitur. Dalam chip yang dipaketkan dalam bentuk DIP-28 ini terdapat 20 pin Input/Output (21 pin bila pin reset tidak digunakan, 23 pin bila tidak menggunakan oskilator eksternal), dengan 6 di antaranya dapat berfungsi sebagai pin ADC (analog to digital converter), dan 6 lainnya memiliki fungsi PWM (pulse width modulation).
BAB III