Pembuatan Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Minuman Menggunakan Sensor TGS822 Berbasis Mikrokontroler AVR ATMEGA8535.

(1)

SKRIPSI

AFNIZA

080821001

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana sains

AFNIZA

080821001

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

(4)

PERSETUJUAN

Judul :PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL PADA MINUMAN MENGGUNAKAN

SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA8535

Kategori : SKRIPSI

Nama : AFNIZA

Nomor Induk Mahasiswa : 080821001

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas :MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

Disetujui oleh

Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Marhaposan Situmoran

(5)

PERNYATAAN

PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR TGS822 BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega8535

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2010

(6)

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah Nya, juga yang telah memberikan kesehatan, pengetahuan serta pengalaman pada penulis, sehingga penulisan tugas akhir ini selesai pada waktunya.

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku ketua Departemen Fisika F-MIPA USU sekaligus sebagai pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberi masukan serta koreksi kepada saya dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga saya ajukan kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, Bapak Prof. Dr. M. Zarlis, M.Sc, Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku dosen pembanding yang banyak memberikan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Ibu Dra. Justinon,MS selaku sekretaris Departemen Fisika. Dekan dan Pembantu Dekan F-MIPA USU, serta semua dosen dan staf pada departemen Fisika F-MIPA USU. Kakanda Alpert Dalimunte,ST yang telah memberikan dukungan. Rekan-rekan Fisika Ekstensi seperjuangan Steffi, Sahlel, Ellis dan angkatan 2008 seluruhnya. Bang Akhyansyah Putra Siregar, S.Si yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan skripsi.

(7)

Alkohol di Indonesia sudah lazim dan diterima dalam pergaulan sosial. Namun sering dikonsumsi secara berlebihan. Untuk itu perlu suatu alat untuk menguji kadar alkohol secara cepat dan tepat. Program Alat Pengukur Konsentrasi Alkohol pada Cairan Menggunakan Sensor TGS822 Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega 8535 cocok untuk pengujian tersebut. Sistem ini dilakukan dengan cara merubah data analog dari sensor TGS 822 menjadi digital kemudian mentransmisikan data tersebut ke mikrokontroler AVR ATMega 8535 dan ditampilkan lewat LCD (Liquid Crystal

Display) M1632, dimana di dalam mikrokontroler di program melalui program bahasa

(8)

USING TGS822 AND BASED ON AVR ATMEGA 8535

ABSTRACT

Alcohol in Indonesia have been common and socially acceptable. But often in excessive consumption. For that we need a tool to test the alcohol content quickly and accurately. Alcohol Concentration Measuring Tool Using AVR Microcontroller-Based Sensor TGS822 ATMega 8535 suitable for the test. This system is done by changing the analog data from sensors TGS 822 into digital and then transmit the data to the AVR microcontroller ATMega 8535 and displayed via the LCD (Liquid Crystal Display) M1632, which in the microcontroller is programmed through a BASIC language called BASCOM-AVR. Sensor TGS822 have parameters Vc = 5 V DC, Vh = 5 V DC, RL = 1 K Ohm, the output DC voltage with an arbitrary value according to the concentration of alcohol vapor from the environment sensor that is connected to ADC input of the microcontroller and displayed in LCD. Each data collection will be noted that ADC values displayed by the LCD with an interval of 30, 60, 90, and 120 seconds. Before performing the required data acquisition sensor needs warming around - / + 1 minute and ADC value procured 20 in LCD view. The output value of the sensor is not always the same so that in each measurement is necessary to take data on the second threshold about 60 (sixty seconds) to be used as reference for identification.

(9)

DAFTAR ISI

1.6Tempat/lokasi Penelitian 4

1.7Sistematika Penulisan 4

Bab 2 Landasan Teori 6

2.1Perangkat Keras 6

2.1.1 Pengelolaan Data Mikrokontroler ATMega8535 6 2.1.1.1Arsitektur ATMega8535 7 2.1.1.2Status Register (SREG) ATMega8535 10 2.1.1.3Peta Memori ATMega8535 11 2.1.1.4Port I/O ATMega8535 11

2.1.2 Sensor TGS822 12

2.1.3 Modul LCD (Liquid Crystal Display) 17

2.1.3.1Kaki-kaki Modul M1632 17 2.1.3.2Struktur Memori LCD 18

2.2Perangkat Lunak 19

2.2.1 Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-8051 19

2.2.1.1Kontrol Program 19

2.2.1.2Compiler Directive 22

(10)

Bab 3 Rancangan Sistem 26

3.1Diagram Blok Rangkaian 26

3.2Algoritma Perancangan 27

3.3Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 28

3.4Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 29

3.5Rangkaian Power Supply 29

3.6Rangkaian Sensor dan Pengkondisi Sinyal 30

3.7Diagram Alir Pemrograman 31

Bab 4 Pengujian Rangkaian 34

4.1Pengujian Mikrokontroler 34

4.2Pengujian Sensor 36

4.3Pengujian Interface pada LCD (Liquid Crystal Sistem) 38 4.4Hasil Pembacaan Data Sensor TGS822 dengan ATMega8535 dan display

LCD 40

4.5Pembahasan 44

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 47

5.1Kesimpulan 47

5.2Saran 47

Daftar Pustaka 48

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Konfigurasi Setting untuk Port I/O 12

Tabel 2.2 Kondisi standar rangkaian 16

Tabel 2.3 Karakteristik Listrik 16

Tabel 2.4 Operator Relasi 23

Tabel 4.1 Kondisi Standar Rangkaian 37

Tabel 4.2 Data output sensor dengan voltmeter digital 38

Tabel 4.3 Pengambilan Data TGS822 43

(12)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Blok Diagram Fungsional ATMega8535 8

Gambar 2.2 Pin ATMega8535 9

Gambar 2.3 Status Register ATMega8535 10

Gambar 2.4 Sensitivitas Karakteristik 13

Gambar 2.5 Suhu/kelembaban Depedensi 14

Gambar 2.6 Struktur dan Dimensi 14

Gambar 2.7 Pengukuran rangkaian dasar 15

Gambar 2.8 ISP-Flash Programmer 3.a 24

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 26

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 28 Gambar 3.3 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ke

Mikrokontroler 29 Gambar 3.4 Rangkaian skematik power supply 30

Gambar 3.5 Skema rangkaian untuk memfungsikan TGS822 31

Gambar 3.6 Diagram alir pemrograman 32

Gambar 4.1 Rangkaian uji Mikrokontroler dengan LED 34 Gambar 4.2 Bentuk fisik dari sensor FIGARO TGS822 36 Gambar 4.3 Rangkaian standar untuk mengoperasikan sensor TGS822 36 Gambar 4.4 Gambar rangkaian uji mikrokontroler dengan LCD 39 Gambar 4.5 Gambar rangkaian hubungan mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor

TGS822 dan LCD 41

(13)

Alkohol di Indonesia sudah lazim dan diterima dalam pergaulan sosial. Namun sering dikonsumsi secara berlebihan. Untuk itu perlu suatu alat untuk menguji kadar alkohol secara cepat dan tepat. Program Alat Pengukur Konsentrasi Alkohol pada Cairan Menggunakan Sensor TGS822 Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega 8535 cocok untuk pengujian tersebut. Sistem ini dilakukan dengan cara merubah data analog dari sensor TGS 822 menjadi digital kemudian mentransmisikan data tersebut ke mikrokontroler AVR ATMega 8535 dan ditampilkan lewat LCD (Liquid Crystal

Display) M1632, dimana di dalam mikrokontroler di program melalui program bahasa

(14)

USING TGS822 AND BASED ON AVR ATMEGA 8535

ABSTRACT

Alcohol in Indonesia have been common and socially acceptable. But often in excessive consumption. For that we need a tool to test the alcohol content quickly and accurately. Alcohol Concentration Measuring Tool Using AVR Microcontroller-Based Sensor TGS822 ATMega 8535 suitable for the test. This system is done by changing the analog data from sensors TGS 822 into digital and then transmit the data to the AVR microcontroller ATMega 8535 and displayed via the LCD (Liquid Crystal Display) M1632, which in the microcontroller is programmed through a BASIC language called BASCOM-AVR. Sensor TGS822 have parameters Vc = 5 V DC, Vh = 5 V DC, RL = 1 K Ohm, the output DC voltage with an arbitrary value according to the concentration of alcohol vapor from the environment sensor that is connected to ADC input of the microcontroller and displayed in LCD. Each data collection will be noted that ADC values displayed by the LCD with an interval of 30, 60, 90, and 120 seconds. Before performing the required data acquisition sensor needs warming around - / + 1 minute and ADC value procured 20 in LCD view. The output value of the sensor is not always the same so that in each measurement is necessary to take data on the second threshold about 60 (sixty seconds) to be used as reference for identification.

(15)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Perkembangan teknologi sekarang ini mengalami kemajuan yang sangat pesat. Alat alat dengan teknologi canggih telah banyak ditemukan seiring dengan kebutuhan manusia yang semakin kompleks. Khususnya dibidang elekronika, segala aspek kehidupan manusia saat ini dan mendatang tidak akan lepas dari perkembangan teknologi ini. Penggunaan etanol atau alkohol sebagai minuman sudah dikenal luas.

Karena jumlah pemakaian etanol dalam minuman sangat banyak, maka tidak mengherankan keracunan akut maupun kronis akibat etanol sering terjadi. Alkohol di Indonesia sudah menjadi lazim dan diterima dalam pergaulan sosial. Namun seringkali dikonsumsi berlebihan sehingga menjadi penyebab utama kecelakaan lalulintas yang fatal. Alkohol jelas banyak digunakan dalam industri minuman beralkohol, yaitu minuman yang mengandung alkohol (etanol) yang dibuat secara fermentasi dari jenis bahan baku nabati yang mengandung karbohidrat, misalnya: biji-bijian, buah-buahan, nira dan sebagainya, atau yang dibuat dengan cara distilasi hasil fermentasi termasuk di dalamnya adalah minuman keras klasifikasi A, B dan C. Menurut MENKES No.86/1977 itu, minuman beralkohol dibedakan menjadi 3 (tiga) golongan:

1. Golongan A dengan kadar alkohol 1-5% 2. Golongan B dengan kadar alkohol 5-20% 3. Golongan C dengan kadar alkohol 20-55%

(16)

dalam kelas-kelas tertentu. Seiring banyaknya minuman beralkohol yang memiliki kadar alkohol yang sangat tinggi (melebihi 55%) dan tidak memiliki izin beredar maka BPOM (Badan Pengawas Obat dan Makanan) melakukan operasi langsung ke lapangan. Dalam melakukan operasi minuman alkohol BPOM tidak bisa mengetahui langsung kadar alkohol yang terkandung di dalamnya.

Minuman tersebut diuji di Laboratorium kemudian baru bisa diketahui apakah minuman tersebut layak beredar atau tidak. Proses uji Laboratorium membutuhkan waktu yang cukup lama, sehingga bagi para pedagang tidak bisa langsung mengetahui apakah minuman yang dia jual layak beredar atau tidak. Dalam penelitian ini dirancang suatu alat yang efektif dan efisien dalam mengukur kadar alkohol pada minuman beralkohol.

Proses perencanaan sistem ini dilakukan dengan cara merubah data analog dari sensor menjadi digital kemudian mentransmisikan data tersebut ke mikrokontroler dan ditampilkan lewat LCD (Liquid Cristal Display). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merealisasikan suatu sistem elektronik yang mampu mengukur kadar alkohol pada minuman, dengan merubah data analog dari sensor menjadi digital kemudian mentransmisikan data tersebut ke mikrokontroler dan ditampilkan lewat LCD (Liquid Crystal Display).

1.2Perumusan Masalah

Dalam menyusun skripsi ini penulis merumuskan permasalahan yang ada dalam beberapa bagian yaitu :

1. Sensor TGS822, bagaimana cara menggunakan sensor tersebut.

2. Mikrokontroler ATMega8535, bagaimana hubungan antara sensor dan penampil LCD (Liquid Crystal Display) dengan mikrokontroler ATMega8535. 3. Pemrograman, bagaimana cara memprogram mikrokontroler AVR

(17)

1.3Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah dalam skripsi ini hanya mencakup masalah-masalah sebagai berikut:

1. Dalam skripsi ini pembahasan lebih difokuskan bagaimana cara menggunakan dan mengkalibrasi sensor TGS822.

2. Perancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari sistem minimum ATMega8535, rangkaian minimum sensor TGS822, rangkaian catu daya dan rangkaian minimum untuk LCD (Liquid Crystal Display).

3. Alkohol yang dijadikan sampel untuk kalibrasi hanya alkohol dengan persentase yang mewakili kadar alkohol pada minuman.

1.4Tujuan Penelitian

Skripsi ini disusun untuk memenuhi beberapa tujuan yang diharapkan yaitu :

1. Dapat membuat sebuah program yang dapat mengaplikasikan sensor alkohol sehingga mempunyai output yang dapat langsung diamati manusia.

2. Mengaplikasikan ilmu yang diperoleh di perkuliahan dalam kehidupan sehari-hari.

3. Memahami bagaimana cara mengintegrasikan program dalam sebuah sistem mikroprosesor terpadu untuk menghasilkan sebuah alat yang sederhana dan tepat guna.

4. Meneliti batasan-batasan sensor dalam mendeteksi konsentrasi alkohol.

1.5Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dapat diambil dari penyusunan skripsi ini adalah :

(18)

mudah secara visual.

2. Dengan adanya prototip pengukur alkohol yang penulis rancang ini nantinya diharapakan dapat dikembangkan dengan memadukannya dengan kemampuan yang lainnya.

1.6Tempat / Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di lingkungan Laboratorium Instrumentasi Digital Departemen Fisika Jl. Bioteknologi No. 1 kampus USU Medan.

1.7Sistematika penulisan

Untuk penulisan Skripsi ini lebih sistematika, penulis menyusunnya menjadi beberapa Bab, yaitu :

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisi uraian tentang Latar Belakang Masalah, Tujuan Penelitian, Batasan Masalah, Lokasi Penelitian dan Sistematika Penulisan. BAB 2 LANDASAN TEORI

Tinjaun Pustaka yang menguraikan teori-teori yang mendukung dalam penelitian ini.

BAB 3 RANCANGAN SISTEM

Menguraikan tentang perancangan alat dan rangkaian-rangkaian yang mendukung alat.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Menguraikan hasil eksperimen dan pembahasan yang mencakup hasil kerja alat dan analisanya.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

(19)

(20)

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Perangkat Keras

Perangkat keras merupakan bentuk fisik dari pengukur konsentrasi alkohol yang terdiri dari modul power supply, sistem minimum ATMega8535, pengkondisi sinyal, LCD interface, LCD display.

2.1.1 Pengolahan Data Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler dengan arsitektur RISC kini semakin berkembang pesat dan semakin banyak diminati dalam aplikasi sistem kendali. Salah satu jenis mikrokontroler RISC yang banyak beredar di pasaran adalah mikrokontroler jenis AVR dari Atmel. Mikrokontroler AVR memiliki konsep yang hampir sama dengan mikrokontroler PICmikro dari Microchip Inc.yang memiliki arsitektur RISC 8-bit.

ATMega8535 adalah mikrokontroler AVR (alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur RISC 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Ini terjadi karena AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing) atau memiliki set instruksi yang lebih sederhana, sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing) atau set instruksi yang kompleks.

(21)

AVR memiliki register keperluan umum (General Purpose Register – GPR) sebanyak 32 register. Semua operasi aritmatika dan logika dilakukan pada GPR. Memori data yang tersedia pada AVR ada yang mencapai 64 KB dan dapat dialamati baik secara langsung maupun tidak langsung menggunakan instruksi Load/Store. Pada pengalamatan tidak langsung, bagian lain GPR digunakan sebagai pointer (petunjuk) pengalamatan tidak langsung. GPR dan register I/O juga dipetakan pada bagian bawah memori data dan dapat diakses menggunakan intruksi-instriksi Load/Store.

Mikrokontroler AVR memiliki jenis memori program flash yang dapat diprogram ulang. Selain itu, hampir semua mikrokontroler AVR memiliki memori EEPROM yang terintegrasi dalam perangkat AVR tersebut. Pemograman AVR tergolong mudah karena pemograman AVR menggunakan teknik ISP (In- System

Programing), yaitu kode hasil kompilasi berupa file HEX dapat langsung

didownload pada mikrokontroler di dalam rangkaian aplikasi. Pada pemrograman ISP, jalur yang dibutuhkan untuk pemrograman hanya tiga jalur untuk sinyal pemrograman.

2.1.1.1Arsitektur ATMega8535

Kemampuan umum dari ATMega8535 adalah sebagai berikut :

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimum 16 MHz.

2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SPAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

3. ADC internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 channel

(22)

Gambar 2.1 Diagram Blok Fungsional ATMega8535

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 saluran, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

(23)

9. Port antarmuka SPI.

10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11.Antarmuka komparator analog.

12.Port USART untuk komunikasi serial.

Gambar 2.2 Pin ATMega8535

(24)

2.1.1.2Status Register (SREG) ATMega8535

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.3 Status Register ATMega8535

1. Bit 7-I : Global Interrupt Enable

Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI.

2. Bit 6-T : Bit Copy Storage

Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.

3. Bit 5-H : half Carry Flag 4. Bit 4-S : Sigh Bit

Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).

5. Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika. 6. Bit 2-N : Negative Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan di-set. 7. Bit 1-Z : Zero Flag

(25)

8. Bit 0-C : Carry Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set.

2.1.1.3Peta Memori ATMega8535

AVR ATMega 8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM internal.

Dalam organisasi memori AVR, 32 register keperluan umum (GPR) menempati space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan register-register khusus, untuk penanganan I/O dan kontrol terhadap mokrokontroler, menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register-register ini merupakan register yang khusus digunakan untuk melakukan pengaturan fungsi terhadap berbagai periperal mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori dapat dilihat pada datasheet ATMega8535 yang terdapat pada lampiran dua. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.

AVR ATMega8535 memiliki 4Kbyte x 16 bit Flash Perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12-bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati ini Flash. Selain itu AVR ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

2.1.1.4Port I/O ATMega8535

Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port. Berikut tabel pengaturan port I/O.

(26)

Tabel 2.1 Konfigurasi Setting untuk Port I/O

DDR bit = 1 DDR bit = 0

Port bit = 1 Output High Input pull-up

Port bit = 0 Output Low Input Floating

Dari tabel di atas, menyeting input/output adalah : 1. Input ; DDr bit 0 dan Port bit 1

2. Output High ; DDR bit 1 dan Port bit 1 3. Output Low ; DDR bit 1 dan Port bit 0

Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.

Port I/O sebagai output hanya memberikan arus sourcing sebesar 20mA sehingga untuk menggerakkan motor atau kendali alat elektronis yang lain, perlu diberikan penguat tambahan atau dapat juga dengan konfigurasi port sebagai sinking

current, seperti pada port yang digunakan untuk menyalakan LED, yang akan

menyala saat port diberikan logika low dan mati saat port logika high.

2.1.2 Sensor TGS 822

(27)

keramik yang sangat tahan terhadap lingkungan yang ekstrim setinggi 200 ° C (untuk model TGS 823).

Gambar di bawah ini merepresentasikan karakteristik dari sensitifitasnya, semua data yang telah dikumpulkan sesuai dengan kondisi tes standar (lihat sisi balik lembar ini). Sumbu-Y menunjukkan perbandingan resistansi dari sensor (Rs / Ro) yang didefinisikan sebagai berikut:

Rs = resistansi sensor yang ditampilkan di berbagai konsentrasi Ro = hambatan sensor pada 300 ppm etanol

Sensitivitas Karakteristik

Gambar 2.4 Sensitivitas karakteristik

Gambar di bawah ini merepresentasikan karakteristik ketergantungan berdasarkan suhu dan kelembaban. Sekali lagi, sumbu-Y menunjukkan perbandingan resistensi dari sensor (Rs / Ro), yang didefinisikan sebagai berikut:

(28)

Suhu / Kelembaban Dependensi:

Gambar 2.5 Suhu/kelembaban depedensi

Struktur dan Dimensi:

Gambar 2.6 Struktur dan dimensi

Elemen Sensor:

1. SnO2 disedimentasi untuk membentuk sebuah film tebal di atas permukaan tabung keramik alumina berisi pemanas internal.

2. Cap : Nylon 66.

(29)

4. Flame Arrestor: 316 SUS mesh kasa ganda. Koneksi Pin dan Cara Pengukuran Rangkaian Dasar:

Angka-angka yang ditampilkan di sekitar simbol sensor di diagram sirkuit di sebelah bawah sesuai dengan nomor pin ditunjukkan pada gambar struktur sensor (di atas). Ketika sensor terhubung seperti yang ditunjukkan pada rangkaian dasar, output di Resistor Beban (VRL) meningkat sesuai dengan resistansi sensor (Rs) yang menurun, tergantung pada konsentrasi gas.

Pengukuran Rangkaian Dasar:

Gambar 2.7 Pengukuran rangkaian dasar

(30)

Dengan:

VC = Tegangan input sensor, Volt VRL = Tegangan output sensor, Volt RS = Tahanan sensor, Ohm

RL = Tahanan beban, Ohm

Sedangkan disipasi daya pada elektroda sensor (PS) dirumuskan sebagai berikut :

Tabel 2.2 Standar Circuit Kondisi

(31)

2.1.3 Modul LCD (Liquid Crystal Display) M1632

M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor). HD44780 ini sudah tersedia dalam Modul M1632 yang dikeluarkan oleh Hitachi, Hyundai dan modul-modul M1632 lainnya.

HD44780 sebetulnya merupakan mikrokontroler yang dirancang khusus untuk mengendalikan LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses

scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga

mikrokontroler /perangkat yang mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur proses scanning pada layar LCD. Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja.

2.1.3.1Kaki-kaki Modul M1632

Untuk keperluan antarmuka suatu komponen elektronik dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut.

1. Kaki 1 (GND)

Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya dari HD44780 (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah VCC).

2. Kaki 2 (VCC)

Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (ground) dan modul LCD (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah GND).

3. Kaki 3 (VEE/VLCD)

(32)

4. Kaki 4 (RS)

Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logika dari kaki ini adalah 0.

5. Kaki 5 (R/W)

Logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke ground.

6. Kaki 6 (E)

Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini

diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data. 7. Kaki 7-14 (D0-D7)

Data bus, kedelapan kaki modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data sebanyak 4 bit atau 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.

8. Kaki 15 (Anoda)

Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight).

9. Kaki 16 (Katoda)

Tegangna negatif backlight modul LCD sebesar 0 volt (hanya untuk M1632 yang memiliki backlight).

2.1.3.2Struktur Memori LCD

Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri.

1. DDRAM

(33)

ditulis di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.

2. CGRAM

CGRAM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. 3. CGROM

CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif.

2.2 Perangkat Lunak

Perangkat lunak merupakan program yang meliputi bahasa pemrograman BASCOM-AVR untuk pemrograman mikrokontroler ATMega8535 dan Eagle untuk perancangan gambar skematik dari rangkaian.

2.2.1 Bahasa BASIC Menggunakan BASCOM-AVR

BASCOM-AVR adalah program BASIC compiler berbasis Windows untuk mikrokontroler keluarga AVR seperti ATMega8535, ATMega16, dan yang lainnya. BASCOM-AVR merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi BASIC yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS Elektronik.

2.2.1.1Kontrol program

(34)

program yang sering digunakan untuk menguji sebuah kondisi, perulangan, dan pertimbangan sebuah keputusan berikut adalah beberapa kontrol program yang sering digunakan dalam pemrograman dengan BASCOM.

1. IF...THEN

Dengan pernyataan If...Then, kita dapat mengetes kondisi tertentu, kemudian menentukan tindakan yang sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Sintaksis penulisannya sebagai berikut :

IF <syarat kondisi>THEN<pernyataan>

Sintaksis diatas digunakan jika hanya ada satu kondisi yang diuji dan hanya melakukan satu tindakan. Jika melakukan lebih dari satu tindakan, maka sintaksisnya adalah :

IF < Syarat kondisi> THEN

Jika ada dua kondisi atau lebih yang akan diuji, maka sintaksisnya menjadi :

IF <syarat kondisi 1> THEN

ELSEIF <syarat kondisi 2> THEN

<blok pernyataan ke 2> .

.

ELSEIF <syarat kondisi ke n>THEN

ELSE

END IF

2. SELECT...CASE

(35)

SELECT CASE variabel CASE test1 : Statements CASE test2 : Statements CASE ELSE : Statements END SELECT

3. WHILE...WEND

Perintah While...Wend akan mengeksekusi sebuah pernyataan secara berulang ketika masih menemukan kondisi yang sama. Perintah akan berhenti jika ada perubahan kondisi dan melakukan perintah selanjutnya. Sintaksisnya sebagai berikut :

WHILE <syarat kondisi>

WEND

4. EXIT

Perintah Exit digunakan untuk keluar secara langsung dari blok program For...Next, Do...Loop, Sub...Endsub, While...Wend. sintaksisnya sebagai berikut:

EXIT <Do> <For> <While> <Sub>

5. GOSUB

Dengan Gosub, program akan melompat ke sebuah label dan akan menjalankan program yang ada dalam subrutin sampai menemui perintah Return. Perintah Return akan mengembalikan program ke titik setelah Gosub. Sintaksisnya sebagai berikut :

Print ”coba rutin”

(36)

sehingga programnya tidak akan kembali ke titik dimana perintah GOTO berada. Berikut adalah sintaksisnya :

GOTO label

Lebel :

2.2.1.2Compiler Directive

Compiler directive adalah statemen yang menunjukkan kondisi tertentu program yang

harus diperhatikan oleh kompiler atau memberi tahu compiler hardware yang akan kita gunakan.

1. $CRYSTAL

Statemen untuk menentukan kristal yang digunakan dalam sistem minimum mikrokontroler.

Contoh : $crystal = 4000000 2. $FRAMESIZE

Statemen untuk menentukan ukuran frame. Contoh : $framesize = 40

3. $HWSTACK

Statemen menentukan tempat yang tersedia untuk hardwere Contoh : $hwstack = 32

4. $REGFILE

Statemen memerintahkan kompiler untuk menggunakan file register tertentu Contoh : $regfile = ”m8535.dat”

Pernyataan harus diletakkan pada posisi paling awal program. 5. $SWSTACK

(37)

2.2.1.3 Operasi dalam BASCOM

Pada bagian ini akan dibahas tentang cara menggabungkan, memodifikasi, membandingkan, atau mendapatkan informasi tentang sebuah pernyataan dengan menggunakan operator-operator yang tersedia di BASCOM dan bagaimana sebuah pernyataan terbentuk dan dihasilkan dari operator-operator berikut:

1. Operator Aritmatika

Operator digunakan dalam perhitungan. Operator aritmatika meliputi + (tambah), - (kurang), / (bagi), dan * (kali).

2. Operator Relasi

Operator berfungsi membandingkan nilai sebuah angka. Hasilnya dapat digunakan untuk membuat keputusan sesuai dengan program yang kita buat. Operator relasi meliputi:

Tabel 2.4 Tabel Operator Relasi

Operator Relasi Pernyataan

= Sama dengan X = Y

3. Operator Logika

Operator digunakan untuk menguji sebuah kondisi atau memanipulasi bit dan operasi bolean. Dalam BASCOM, ada empat buah operator logika, yaitu AND, OR, NOT, dan XOR.

Operator logika bisa pula digunakan untuk menguji sebuah byte dengan pola bit tertentu, sebagai contoh:

Dim A As Byte A = 63 And 19 PRINT A

(38)

PRINT A Output 16 11

4. Operator Fungsi

Operasi fungsi digunakan untuk melengkapi operator yang sederhana.

2.2.2 Software Downloader (Avr-Osp II)

Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan

software Avr-Osp II yang dapat di download dari internet. Tampilannya seperti

gambar 2.8 di bawah ini :

(39)

Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Auto Detect untuk pertama kali identifikasi mikrokontroler ATMega8535, dan jika berhasil maka akan terseleksi secara otomatis ATMega8535 pada bagian device. Kemudian klik Browse pada bagian

FLASH untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi BASCOM-AVR,

(40)

BAB 3

RANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan

pada gambar 3.1 berikut ini:

TGS 822 Mikrokontroler ATMEGA8535

LCD (Liquid Crystal Display) Cairan Ber-alkohol

Pengkondisi Sinyal

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Diagram di atas dapat dijabarkan sebagai berikut :

1. Sensor gas TGS 822 berfungsi untuk mendeteksi dan memperkirakan

konsentrasi alkohol dengan cara mendeteksi uap dari alkohol yang berada

dalam suatu ruangan tertentu.

2. Pengkondisi sinyal, pada bagian ini penulis merancang rangkaian minimum

untuk dapat membuat rangkaian bekerja dengan baik dan apabila diperlukan

penulis akan menambahkan penguat sinyal dari output sensor yang akan

(41)

3. Mikrokontroler ATMega8535, adalah komponen utama yang berfungsi

sebagai pusat kendali berbagai macam periferal yang terhubung dalam sistem

ini yaitu sensor gas TGS 822 dan LCD. Komponen ini juga berfungsi sebagai

tempat pengolahan data yang akan diproses.

4. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data yang diperoleh

dari sensor agar kita langsung dapat melihat hasilnya secara visual.

3.2 Algoritma Perancangan

Dalam membuat perangkat ini penulis menyusun sebuah algoritma perancangan

dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Pembuatan rangkaian minimum sensor TGS822, dalam pembuatan rangkaian

minimum ini perlu diperhatikan tegangan kerja sensor dan tegangan kerja

heater (tegangan harus sebesar 5V DC) serta diperhatikan pula pemberian

hambatan beban (RL) yang akan diberikan.

2. Output sensor dihubungkan dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroler

ATMega8535 pada input ADC.

3. Penampil LCD (Liquid Crystal Display) dihubungkan ke port mikrokontroler

yang telah ditentukan.

4. Kemudian mikrokontroler diprogram untuk membaca nilai tegangan analog

dari sensor agar ditampilkan ke LCD (Liquid Crystal Display).

5. Untuk kalibrasi sistem, diambil sampel dari masing-masing cairan ber-alkohol

dan kemudian dibaca dan dicatat nilai dari hasil konversi ADC yang tampil di

LCD (Liquid Crystal Display).

6. Setelah data terkumpul selanjutnya mikrokontroler diprogram sesuai dengan

parameter yang didapat dari data tersebut untuk penggolongan cairan

beralkohol.

(42)

3.2 Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

PortA0 digunakan sebagai input dari sensor TGS 822.

Port B0-B5 digunakan untuk mengendalikan LCD( Liquid Crystal Display).

Jenis mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535, yang memiliki flash

memori 8 kilobyte, sangat cukup untuk menampung seluruh rutin pemrograman yang

ada. Port A adalah port yang memiliki kemampuan sebagai ADC (Analog to Digital

Converter) dengan ketelitian 10-bit dan memiliki 8-channnel untuk input analog.

Semua port yang ada pada ATMega8535 memiliki internal pull-up, jadi tidak

(43)

(44)

regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang

cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.

Rangkaian skematik power supply dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini:

Gambar 3.4 Rangkaian skematik power supply

3.5 Rangkaian Sensor & Pengkondisi Sinyal

Pada prinsipnya penggunaan sensor TGS822 menggunakan prinsip pembagi tegangan

untuk tegangan outputnya, ini dikarenakan sensor TGS822 merespon kadar dari uap

alkohol dengan perubahan tahanan yang terjadi pada sensor. Oleh sebab itu rangkaian

pengkondisi sinyal harus berpegang pada prinsip tahanan sebagai pembagi tegangan.

Berikut adalah skema rangkaian yang penulis buat dan juga merupakan rangkaian

(45)

Gambar 3.5 Skema rangkaian untuk memfungsikan TGS822

Pada gambar di atas dapat kita lihat terdapat beberapa titik hubungan yaitu VC,

VH, GND, VRL. Titik-titik tersebut adalah titik yang akan dihubungkan ke sistem.

1. VC, merupkan suplai tegangan untuk sirkuit sensor dan membutuhkan

tegangan DC maksimum 24 volt, penulis menggunakan 5 Volt DC.

2. VH, merupakan suplai tegangan untuk heater dan membutuhkan DC stabil

sebesar 5 Volt DC atau AC dengan toleransi tegangan ± 0,2 Volt.

3. GND, (Ground) merupakan koneksi grounding ke catu daya.

4. VRL, merupakan titik output tegangan analaog dari sensor.

3.6 Diagram Alir Pemrograman

Pemrograman menggunakan software Bascom. Bascom menggunakan bahasa BASIC

yang merupakan bahasa tingkat tinggi dengan syntax yang mudah dipelajari. Berikut

ini adalah diagram alir pemrograman yang penulis rancang untuk alat pengukur

(46)

START

Inisiasi Port & ADC

Baca Output Sensor TGS8822 untuk warming up sensor

Jika nilai ADC < 20

Tidak

Masukkan masukkan sampel minuman ber-alkohol ke dalam wadah

Ya

Tunggu +/- 1 menit

TGS822 >= 570

Alkohol Rendah atau Tutup wadah terbuka Ya

Ya Tampilkan ke LCD

Buka Tutup Wadah & Reset Sensor ADC < 15

Tidak

TGS822 < 20 Ya Tidak ADA ALKOHOL Tampilkan ke LCD

(47)

Diagram alir program di atas memiliki keterangan sebagai berikut :

1. Inisiasi port & ADC, inisiasi port bertujuan untuk menentukan port mana saja yang akan digunakan pada mikrokontroler baik itu sebagai input maupun output sedangkan inisiasi ADC adalah penentuan mode ADC yang akan digunakan.

2. Baca sensor TGS822 untuk warming up sensor, untuk pertama kali dihidupkan sensor TGS822 perlu waktu untuk memanaskan elemen sensornya agar dapat berfungsi dengan baik.

3. Sembari pemanasan berlangsung sensor akan mengeluarkan tegangan output, tegangan inilah yang akan terus dipantau ADC untuk mengindikasikan apakah sensor sudah layak atau belum untuk melakukan deteksi alkohol, nilai pantauan ADC yang digunakan untuk indikasi sensor telah siap ialah jika nilai ADC lebih kecil dari 20.

4. Setelah sensor siap melakukan deteksi cairan beralkohol, maka sampel harus dipantau dengan sensor selama +/- 1 menit untuk mendapatkan hasil yang baik.

5. Untuk pemantauan yang dilakukan selama +/- 1 (satu) menit maka apabila, a. Nilai ADC < 20, maka tidak ada alkohol / tidak terkandung alkohol. b. Nilai ADC >= 570, maka cairan beralkohol termasuk golongan C. c. Nilai ADC >= 440, maka cairan berlakohol termasuk golongan B. d. Nilai ADC >= 50, maka cairan beralkohol termasuk golongan A.

e. Nilai ADC < 50, maka cairan berkadar alkohol rendah atau tutup wadah terbuka.

(48)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Mikrokontroller

Pengujian mikrokontroler ATMega 8535 ialah dengan cara menghubungkan sistem minimum ATMega8535 dengan catudaya 5 Volt dan menghidupkan rangkaiannya, dan apabila sistem minimum aktif maka pengujian selanjutnya ialah menghubungkan pin-pin mikrokontroler dengan sebuah LED.

Penulis tidak menghubungkan semua pin dengan LED tetapi hanya mengambil sebagian pin untuk menguji apakah port berjalan sesuai dengan program uji untuk menghidupkan LED yang penulis program ke mikrokontroler.

(49)

Berikut adalah program yang penulis berikan ke mikrokontroler dan berhasil untuk membuat LED berkedip dengan selang waktu mati 1 (satu) detik dan selang waktu hidup 1 (satu) detik.

$regfile = "8535def.dat" $crystal = 16000000 Config Porta = Output Config Portb = Output Config Portc = Output Config Portd = Output Do

Program di atas adalah program yang memerintahkan seluruh port mikrokontroler (Port A, Port B, Port C, Port D) agar memberikan logika High (5 Volt) dan logika Low (0 Volt) setiap satu detik. Sehingga yang terjadi pada LED adalah kedipan (hidup dan mati) dengan selang waktu setiap satu detik.

(50)

4.2 Pengujian Sensor

Dalam melakukan pengujian sensor TGS822 dibutuhkan rangkaian tambahan yang digunakan sebagai syarat bekerjanya sensor tersebut, sesuai datasheet yang diperoleh dari pabrik yang memproduksinya (Figaro Inc.).

Gambar 4.2 Bentuk fisik dari sensor FIGARO TGS822

Gambar 4.3 Rangkaian standar untuk mengoperasikan sensor TGS822

(51)

Tabel 4.1 Kondisi standar rangkaian

Dengan persyaratan di atas penulis membuat sebuah rangkaian yang dapat memfungsikan sensor dengan spesifikasi sebagai berikut:

VH = 5V DC VC = 5V DC RL = 1 K Ohm

Dari spesifikasi yang diberikan di atas maka output yang dikeluarkan oleh sensor ialah berupa tegangan DC dengan nilai yang berubah-ubah sesuai dengan konsentrasi uap alkohol dari lingkungan sekitar sensor TGS822. Output dari sensor penulis hubungkan dengan input ADC dari mikrokontroler ATMega8535, yang kemudian ditampilkan ke Liquid Crystal Display (LCD).

(52)

Tabel 4.2 Data output sensor dengan voltmeter digital

Cairan Ber‐alkohol Output Sensor (Volt)

Alkohol 5% 1,87

Alkohol 8% 2,35

Alkohol 20% 2,73

Alkohol 30% 3,00

Alkohol 40% 3,14

4.3 Pengujian Interface pada LCD (Liquid Crystal Display)

Pengujian interfacing mikrokontroler dengan LCD penulis lakukan dengan menghubungkan pin-pin pada PORTB mikrokontroler dengan urutan sebagai berikut:

1. Reset dihubungkan dengan PORTB.5 2. Enable dihubungkan dengan PORTB.4

(53)

Gambar 4.4 Gambar rangkaian uji mikrokontroler dengan LCD

Program untuk menguji apakah koneksi antara mikrokontroler dengan LCD telah benar ialah dengan memberikan sebuah program yang menampilkan teks sebagai berikut :

**A F N I Z A** FISIKA EKSTENSI

Program yang penulis rancang berhasil membuat teks tersebut tampil di LCD dengan tampilan yang berkedip dengan selang waktu tampil sekitar 1 (satu) detik dan mati sekitar 500 (lima ratus) mili detik, berikut adalah programnya

$regfile = "m8535.dat" $crystal = 16000000

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.3 , Db5 = Portb.2 , Db6 = Portb.1 , Db7 = Portb.0 , E = Portb.4 , Rs = Portb.5

Config Lcd = 16 * 2 Cls

Do

Lcd "**A F N I Z A**" Lowerline

(54)

Wait 1 Cls

Waitms 500 Loop

End 'end program

4.4 Hasil Pembacaan Data Sensor TGS822 dengan ATMega8535 dan display LCD

Pengujian ini menggunakan perangkat mikrokontroler ATMega8535, sensor TGS822 dan LCD sebagai penampil. Pengujian ini juga sebagai pengujian perangkat secara keseluruhan, mengingat semua perangkat yang digunakan telah digunakan secara sepenuhnya.

Dalam pengujian ini sumber catu daya harus diperiksa dulu agar tepat menyuplai tegangan sebesar 5 Volt DC ke seluruh rangkaian mikrokontroler ATMega8535, TGS822 dan LCD (Liquid Crystal Display). Setelah itu rangkaian disusun seperti gambar dibawah ini:

Rangkaian di bawah memiliki nilai komponen R1, R2 dan C1 sebagai berikut : 1. R1 = 4700 Ohm

2. R2 = 1000 Ohm 3. C1 = 10 nF

(55)

Gambar 4.5 Gambar rangkaian hubungan mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor TGS822 dan LCD

Pengambilan data dilakukan dengan cara melihat hasil output sensor TGS822 yang ditampilkan melalui LCD (Liquid Crystal Display). Hasil yang ditampilkan merupakan bilangan bulat positif (bertipe integer).

ADC internal menggunakan resolusi / ketelitian 10 bit dengan tegangan referensi 5 Volt. Dengan konfigurasi tersebut maka ketelitian ADC adalah :

Resolusi 10 bit = 210 = 1024 level (dalam bilangan desimal) Tegangan Referensi = 5 Volt

Maka tegangan 0 Volt ~ 5 Volt tersebut dapat direpresentasikan oleh ADC dalam 1024 level yang berarti :

, 88

(56)

0,00488 Volt = 0000000001b = 1d

0,00976 Volt = 0000000010b = 2d , dan seterusnya hingga 0,00488 x 1023 = 4,99224 Volt = 1111111111b = 1024d

Untuk membuat rangkaian di atas berfungsi maka penulis membuat sebuah program yang akan diaplikasikan ke dalam mikrokontroler. Program penulis buat dengan bahasa BASIC untuk mikrokontroler AVR yang menggunakan software BASCOM-AVR.

Berikut adalah program yang penulis aplikasikan untuk pembacaan sensor TGS822 dengan memanfaatkan ADC internal ATMega8535.

‘================================================================== $regfile = "m8535.dat"

$crystal = 16000000

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.3 , Db5 = Portb.2 , Db6 = Portb.1 , Db7 = Portb.0 , E = Portb.4 , Rs = Portb.5

Config Lcd = 16 * 2

Dim C As Integer , D As Integer

Config Adc = Single , Prescaler = Auto Start Adc ‘ Mengaktifkan ADC

Utama: Do

C = Getadc(0) 'Ambil data ADC pada chnnel 0 dan simpan di variabel C Cls

Lcd "Nilai = " , C ‘Tampilkan nilai ADC ke LCD Wait 100ms ‘ Delay selama 100ms

Loop

End 'end program

(57)

diambil dengan selang waktu yang telah ditentukan yaitu 60 detik. Berikut adalah data yang diperoleh untuk masing-masing sampel.

Tabel 4.3 Tabel Pengambilan Data TGS822

Cairan Ber‐alkohol Nilai Konversi ADC

Alkohol 5% 390

Alkohol 8% 489

Alkohol 20% 569

Alkohol 30% 624

Alkohol 40% 654

Untuk pertama kali memulai pengambilan data diperlukan waktu pemanasan untuk sensor agar dapat bekerja dengan baik. Waktu pemanasan sensor ini cukup lama dibutuhkan sekitar +/- 1 menit atau lebih, sensor dapat digunakan apabila nilai yang ditunjukkan ADC pada LCD berkisar 20 (dua puluh).

Dari pengambilan data tersebut penulis memutuskan untuk mengambil ambang data pada detik ke 60 (enam puluh), karena pada detik ke 60 (enam puluh) data sudah penulis anggap cukup stabil untuk dijadikan acuan identifikasi.

(58)

4.5. Pembahasan

Dari serangkaian pengambilan data yang penulis lakukan, penulis melihat adanya ketidakstabilan data pada setiap pengambilan data, terdapat simpangan data pada setiap pengulangan. Simpangan data ini tidak terlalu jauh hanya memenuhi batasan (range) yang kecil.

Penulis berkesimpulan bahwa hal ini terjadi akibat reaksi kimia yang terjadi pada sensor saat mendeteksi alkohol, karena pada setiap pengulangan pengukuran tanpa mematikan sensor, maka sensor sudah mengalami reaksi pada elemennya. Oleh sebab itu agar kembali dapat mendeteksi secara baik sensor perlu dimatikan (non-aktifkan) untuk pendinginan sensor agar kembali ke kondisi (state) awal. Pendinginan ini diperlukan hanya untuk mendeteksi alkohol dengan konsentrasi yang lebih rendah.

Selain reaksi kimia yang terjadi pada sensor, penulis juga berkesimpulan bahwa setiap pengukuran mungkin perbandingan konsentrasi (volume) udara pada wadah berbeda-beda pada setiap pengukuran. Penulis mengambil kesimpulan ini mengingat wadah terbuat dari plastik dan pada saat menutup ada perpindahan volume udara yang tidak sama karena tekanan pada penutup wadah yang tidak selalu sama setiap saat menutup wadah. Untuk mengatasi kelemahan ini maka diusahakan agar pola menutup wadah harus sama pada setiap pengukuran untuk menjaga kestabilan perbandingan konsentrasi (volume) udara pada wadah.

(59)

alkohol sebelumnya maka dari percobaan yang dilakukan sering terjadi kesalahan perhitungan, untuk mendeteksi kadar alkohol yang lebih rendah diperlukan penonaktifan (mematikan) sensor selama beberapa saat hingga elemen tidak panas akibat pengaruh heater.

Untuk membuktikan dari uji alat ukur alkohol ini maka dilakukan sebuah tes terhadap masing-masing cairan dan dilihat hasil yang ditunjukkan dari alat ukur alkohol ini. Berikut adalah tabel dari hasil yang penulis dapatkan ketika mengukur masing-masing kadar alkohol dengan mengguanakan alat ini.

Tabel 4.4. Data yang tampil pada LCD

Minuman Tampilan Pada LCD

Carlsberg GOLONGAN A

KADAR 1% ‐ 5%

Tuak GOLONGAN A

KADAR 1% ‐ 5%

(60)

(61)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Alat pengukur alkohol menggunakan sensor TGS822 yang mengukur konsentrasi alkohol berdasarkan uap alkohol yang diterima, dan hasilnya direpresentasikan dalam skala persen sesuai dengan program yang dirancang. 2. Penunjukan persentase kadar alkohol adalah berdasar golongan kadar

alkohol yang terdiri dari golongan A, golongan B dan golongan C. 5.2. Saran

1. Alat pengukur konsentrasi alkohol ini sudah cukup praktis dan sederhana untuk aplikasi sebenarnya, tetapi penulis harapkan ada pengembangan lebih lanjut agar alat baik dan mempunyai fungsi lebih.

2. Alat pengukur konsentrasi alkohol ini adalah sebagai salah satu model dari berbagai jenis alat pengukur konsentrasi alkohol yang ada.

(62)

DAFTAR PUSTAKA

Andi, Nalwan Paulus. 2004. Panduan Praktis Penggunaan dan Antarmuka Modul

LCD M1632. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta : Penerbit ANDI.

Malvino, Albert paul. 2004 . Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2, Edisi Keempat, Jakarta : Salemba Teknika.

Pratamo, Andi. 2005. Panduan Praktis Pemograman AVR Mikrokontroler. Yogyakarta: Penerbit ANDI.

Winoto, Ardi. 2006. Belajar Mikrokontroler Atmel AVR ATTiny2313 step by step. Edisi Pertama, Yogyakarta : Gava Media.

(63)

(64)

(65)