LAMPIRAN PROGRAM LENGKAP
/*
AnalogReadSerial
Reads an analog input on pin 0, prints the result to the serial monitor.
Graphical representation is available using serial plotter (Tools > Serial Plotter menu)
Attach the center pin of a potentiometer to pin A0, and the outside pins to +5V and ground.
This example code is in the public domain. */
// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
// initialize digital pin 13 as an output. pinMode(13, OUTPUT);
} */
// the loop function runs over and over again forever void loop() {
delay(50) }
#include <LiquidCrystal.h>
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7);
void setup() {
// set up the LCD's number of columns and rows: lcd.begin(16, 2);
// the setup routine runs once when you press reset: // initialize serial communication at 9600 bits per second:
Serial.begin(9600); }
// the loop routine runs over and over again forever: void loop() {
void setup() {
Serial.begin(9600); }
void loop() {
lcd.clear ();
float data=analogRead (A0); lcd.setCursor (0,0);
lcd.print ("Out = ");
lcd.print(sensorValue * 0.4887); lcd.print (" mV");
lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Sen = ");
float tegangan=sensorValue * 0.4887;
float sensitivitas = ((tegangan-232.39)/tegangan)*100; if (sensitivitas <0) {sensitivitas = sensitivitas *-1;} lcd.print(sensitivitas);
lcd.print(" %") ; Serial.print("E0"); Serial.print(",");
Serial.print (sensorValue * 0.4887); Serial.print(",");
Serial.println (sensitivitas); delay(500);
DAFTAR PUSTAKA
Bejo, A. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroller ATMega8535, Edisi I. Yogyakarta : Graha Ilmu
Catur Edi Widodo & Retna Prasetia. 2004. Teori dan Praktek Interfacing Port Serial Komputer dengan VisualBasic 6.0. Yogyakarta: Andi
Andi, Nalwan Paulus.2004.Panduan Praktis Penggunaan dan Antarmuka Modul LCD M1632.Jakarta:PT.Alex Media Komputindo.
Wicaksono, Dedy Hermawan Bagus. 2009. Mengenal Arduino Nano
http://wwwstd.ryu.titech.ac.jp/~indonesia/tokodai/zoa/pdf/zoadedy,pdf
Hardiansyah,Jimmy.“Sensor MQ 138”.November 2011.
http://www.china-total.com/Product/meter/gas-sensor/MQ138.pdf
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Diagram Blok Sistem
Arduino Nano PSA
LCD
Bluetooth Sensor
Gas Aseton Gas Aseton
+ Nafas
Android
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
3.1.1. Fungsi-fungsi diagram blok
Fungsi-fungsi dari setiap diagram blok pada gambar 3.1 adalah:
1. Blok Sensor sebagai pendeteksi gas aseton
2. Blok Power Supply sebagai sumber tegangan ke arduino nano dan
sensor
3. Blok LCD sebagai output tampilan gas setoon
4. Block Arduino Nano sebagai otak dari sistem yang memproses data dari sensor dan dikirim ke mobile phone
3.2. Rangkaian Arduino Nano
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Nano
Arduino Nano adalah papan sirkuit berbasis Mikrokontroler ATmega328. IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM),
6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power
supply adaptor AC ke DC atau juga battery.
Arduino Nano berbeda dari semua board mikrokontrol diawal-awal yang
penerapan USB-to-serial adalah ATmega16U2 versi R2 (versi sebelumnya
ATmega8U2). Versi Arduino Nano Rev.2 dilengkapi resistor ke 8U2 ke garis ground yang lebih mudah diberikan ke mode DFU.
3.3. Rangkaian sensor asetoon
+ 5 V
GND
Gambar 3.3 Rangkaian sensor Asetoon
Pada sensor ini telah disediakan modul rangkaian, sehingga sangat mudah digunakan, pada modul rangkaian sensor ini tersedia dua output. Analog dan
digital, tegangan analog yaitu output dari sensor dan sedangkan output digital yaitu yang telah diberikan rangkaian pembanding atau disebut dengan komparator.
Pada rangkaian ini menggunakan output analog. Output analog di hubungkan ke pin A0, dan A4, pada arduino nano, kemudia arduino akan
mengubah sinyal analog menjadi digital.
Gambar 3.4 Rangkaian Bluetooth HC 05
Rangkaian modul Bluetooth ini menggunakan komunikasi serial sehingga sangat mudah digunakan. Untuk rangkaian RX pada Bluetooth di hubungkan ke TX Arduino begitu juga dengan TX pada Bluetooth di hubungkan ke RX
Arduino.
3.5. Rangkaian Power Supply
Gambar 3.4. Rangkaian Power Supply
Untuk mempermudah perancangan alat, pada rangkaian saya ini menggunakan power supply 12 Volt yang telah ada dipasaran. Tetapi Arduino
hanya membutuhkan tegangan 5 Volt. Jadi untuk menstabilkan tegangan yaitu menggunakan IC7805 yang berfungsi untuk menjaga tegangan 5 volt.
Gambar 3.5 Rangkaian LCD 16 x 2
Pada rangkaian ini LCD di hubungkan ke PORT arduino, RS LCD - D7 arduino, E LCD -D6 arduino, D4 LCD -D5 arduino, D5 LCD -D4 arduino,
3.7. Flowchart Sistem
Start
Inisialisasi Port
Arduino Nano memproses output dari sensor (ADC)
Tampil LCD
Selesai Sensor mendeteksi
Nafas yang sudah dikontaminasikan oleh gas aseton
Kirim ke android Bluetooth Pengirim data Pengeksposan
BAB 4
PENGUJIAN DAN HASIL
4.1. Pengujian Rangkaian Arduino Nano
Pengujian sistem arduino nano dilakukan dengan memprogram sistem arduino nano untuk membuat Pin.4 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang
diulang ulang dengan delay 100 ms. kemudian keluaran tegangan dari Pin.4 akan diukur dengan avometer. Pengujian sistem arduino nano ini untuk memastikan
bahwa sistem arduino yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada microcontroller mampu untuk mengontrol kadar asetoon seperti yang diharapkan.
Untuk pengujian arduino dapat digunaka program standar sebagai berikut void setup()
{
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
pada arduino, akan terlihat led akan hidup dan mati selama 1 detik dan berulang
ulang. Pengujian ini bertujuan untuk mengertahui arduino dapat digunakan dengan baik atau tidak.
4.2. Pengujian rangkaian LCD
Pengujian LCD menggunakan arduino nano sebagai alat untuk
memerintahkan LCD menampilkan beberapa karakter. Pada pengujian LCD ini arduino nano diberi program untuk menampilkan dan kadar asetoon
Pengujian LCD bertujuan untuk memastikan LCD nya dapat berjalan
dengan baik. Sehingga pada proses pemantuan kadar amonia dan kadar asetoon akan didapatkan data yang baik.
Berikut adalah program untuk pengujian LCD include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7);
int ulang=0;
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
}
void loop() {
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Hello World!");
}
Program di atas akan menampilkan kata "hello, world!" di baris
Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status
sensor dan pemberitahuan apabila menerima data.
Gambar 4.1 Pengujian LCD
4.3. Pengujian Sensor Aseton
Output dari sensor yang digunakan analog dan untuk membaca tegangan sensor di arduino, yaitu dengan cara membaca dan akan ditampilkan ke lcd dan
android adalah sebagai berikut: void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
float sensorValue = analogRead(A0);
lcd.clear ();
float data=analogRead (A0);
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print ("Out = ");
lcd.print(sensorValue * 0.4887);
lcd.print (" mV");
lcd.print ("Sen = ");
float tegangan=sensorValue * 0.4887;
float sensitivitas = ((tegangan-232.39)/tegangan)*100;
if (sensitivitas <0) {sensitivitas = sensitivitas *-1;}
lcd.print(sensitivitas);
lcd.print(" %") ;
Serial.print("E0");
Serial.print(",");
Serial.print (sensorValue * 0.4887);
Serial.print(",");
Serial.println (sensitivitas);
delay(500);
}
Program di atas adalah Program untuk adc (analog to digital converter) saat tekanan yang di terima sensor semakain tinggi kadar gas aseton yang diberikan maka semakin tinggi tegangan keluaran yang dihasilkan oleh sensor dan akan
terlihat Perubahannya di LCD, (Gambar 4.2) dan perubahan di android (Gambar 4.6)
Gambar 4.2 Tampilan lcd ketika Pengujian Sensor MQ-138
1. Diaktifkan Bluetooth pada Alat Sistem Pengukuran Konsentrasi Aseton
dengan Nafas
2. Dihubungkan Bluetooth pada Alat Sistem Pengukuran Konsentrasi Aseton
dengan Bluetooth pada Android. Dapat dilihat pada Gambar 4.3
Gambar 4.3 Menghubungkan Bluetooth Android dan Alat
3. Setelah dihubungkan Bluetooth pada alat dengan Android kemudian
Masukkan Kata Sandi untuk memberi akses ke kontak dan riwayat panggilan saat tersambung
4. Kemudian klik Oke. Dapat dilihat pada Gambar 4.4
5. Buka aplikasi Bluetooth terminal graphic.
6. Kemudian Connect Bluetooth HC-05 pada Select a device to connect. Dapat dilihat pada Gambar 4.5
Gambar 4.5 Select A Device To Device
7. Maka, grafik yang akan muncul seperti Gambar 4.6
4.4. Pengujian bluetooth HC05
Pengujian rangkaian Bluetooth ini menggunakan komunikasi serial dan dapat dilihat pada android. pada android dapat digunakan aplikasi Bluetooth
terminal, aplikasi tersebut dapat didownload diplaystore. Dibawah ini yaitu program unutuk pengujian Bluetooth. void setup() {
Untuk melihat datanya di android. kita terlebih dahulu harus mencocokan
antara device dengan android atau mensinkronisasi. Data hasil pengujian konsentrasi kadar gas aseton dengan nafas dapat dilihat pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Pengujian Konsentrasi Gas Aseton dengan Nafas
Konsentrasi Gas Aseton dengan Nafas
Hasil dari pengujian dari perbandingn konsentrasi gas aseton dengan sensitivitas (%) menunjukkan bahwa sensitivitas berbanding lurus terhadap konsentrasi gas aseton. Dan untuk mengetahui daerah linier pengukuran tegangan keluaran sensor, nafas yang dikontaminasikan dengan gas aseton diekspos ke dalam wadah penampung, sehingga nafas yang dikontaminasikan dengan gas aseton tersebut akan tersebar dalam wadah penampung kemudian akan dipompa agar tekanan udara yang bercampur dengan gas aseton dapat ditangkap oleh sensor MQ-138 yang peka terhadap gas organik yang mengandung kadar aseton tinggi. Pada Gambar 4.7 diperlihatkan hubungan sensitivitas terhadap konsentrasi gas aseton menghasilkan grafik yang cenderung linier. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pemberian konsentrasi nafas yang dikontaminasi dengan gas aseton meningkat maka semakin tinggi tegangan keluaran yang dihasilkan . Hasil dari sensitivitas dari sensor secara manual dapat menggunakan rumus sebagai berikut;
... (Persamaan 4.1)
Vo = Tegangan Keluaran Diudara sebelum dikontaminasikan Gas Aseton Sensor MQ-138 mempunyai daya kemampuan pengulangan yang baik yang di indikasikan oleh standar deviasi yang rendah untuk setiap variasi
konsentrasi. Selama pengukuran sensor MQ-138 menunjukkan pendektesian yang stabil, dan waktu respon yang cepat dan sensitivitas yang tinggi dengan demikian
sensor MQ-138 ini sangat effektif digunakan dan mempuyai kemampuan membaca keberadaan gas aseton di dalam nafas pada konsentrasi yang sangat rendah.
pengeksposan selama 3 kali pengulangan menunjukkan waktu pendeteksian
optimal sensor pada 1 menit untuk semua kadar gas aseton. Selama pengukuran, sensor menunjukkan pendeteksian yang stabil, waktu respon yang cepat
sensitivitas yang tinggi.
Gambar 4.7 Grafik linieritas sensitivitas sensor dengan nafas pada variasi beberapa konsentrasi aseton.
Dari hasil pengujian dan perbandingan dari grafik pada gambar di atas
didapat bahwa linieritas yang diperoleh bergantung pada nilai inputnya (konsentrasi gas). Linieritas sensor mempengaruhi sensitivitas sensor. Karena sensitivitas, secara teori merupakan ukuran seberapa jauh kepekaan sensor
terhadap kuantitas yang diukur dan dinyatakan dengan bilangan yang menunjukkan perubahan keluaran berbanding dengan masukannya.
Karakteristik respon sensor menyatakan seberapa cepat tanggapan sensor terhadap perubahan masukan (gas uji) yang diberikan. Pada pemberian konsentrasi nafas yang dikontaminasi dengan gas aseton pada konsentrasi yang
berbeda yaitu, 20µL, 40µL, 60µL, 80µL, 100µL, 120µL, 140µL, 160µL, 180µL dan 200µL memberikan perubahan tegangan listrik yang berbeda pula. Semakin
besar konsentrasi nafas yang dikontaminasikan dengan gas aseton yang diberikan
maka semakin besar pula perubahan nilai tegangan keluarannya. Terjadinya
kenaikan tegangan keluaran sensor sejalan dengan jumlah konsentrasi aseton yang diberikan selama proses pengujian berlangsung dengan range pengukuran untuk
masing - masing sensor pada tiap - tiap konsentrasi gas.
Karakteristik repeatability sensor menyatakan kemampuan sensor untuk memberikan hasil yang sama jika diuji pada kondisi dan metode yang sama
memberian keluaran yang relatif sama. Penentuan repeatability sensor dalam penelitian ini dilakukan dengan dengan mengekspos nafas dengan komposisi yang
berbeda pada variasi konsentrasi gas aseton, yakni pada 20µL, 40µL, 60µL, 80µL, 100µL, 120µL, 140µL, 160µL, 180µL dan 200µL dengan pengulangan sebanyak tiga kali.
Kebolehulangan sensor untuk menampilkan hasil pengukuran yang sama atau repeatability juga menyatakan stabilitas keluaran sensor. Kestabilan hasil
pengukuran ditunjukkan oleh tegangan keluaran sensor dengan konsentrasi gas aseton yang berarti adanya perbaikan pada karakteristik sensor MQ-138. Dimana sensor masih mampu menunjukkan hasil yang sama baik saat diekspos maupun
setelah direcovery meskipun telah dilakukan pengukuran berulang - ulang.
Pengujian dalam pendeteksi gas aseton di dalam nafas. Menggunakan Gas
aseton cair yang diuapkan ke dalam wadah penampung yang berisi 20µL sampai 200µ L. Maka konsentrasi gas aseton yang diuji diubah dari µ L ke ppm. Karenanya, konsentrasi gas aseton yang dideteksi dikonversi dari volume (acetone
liquid) ke ppm (acetone gas) menggunakan persamaan berikut:
Pada akhirnya didapat konsentrasi gas aseton untuk pengujian yang
divariasikan mulai dari 0,2 ppm; 0,4 ppm; 0,8 ppm; 1 ppm; 1,2 ppm; 1,4 ppm; 1.6 ppm; 1,8 ppm; 2 ppm serta udara normal. Nilai - nilai tersebut diperoleh dari
menguapkan aseton cair dengan volume masing - masing sebesar 20µL, 40µL, 60µL, 80µL, 100µL, 120µL, 140µL, 160µL, 180µL dan 200µL.
Tabel 4.2. Perhitungan Standar Deviasi dan Rata-Rata dari tiap-tiap konsentrasi dengan pengulangan sebanyak 3
Konsentrasi Gas Aseton dengan Nafas (ppm) Stabil Percobaan Nafas 189,56 234,42 232,57 229,89 232,2933333 2,277637665 2 ppm 189,56 475,51 473,62 470,64 473,2566667 2,455246084 1,8 ppm 189,56 468,93 466,51 465,56 467 1,737613306 1,6 ppm 189,56 456,09 453,63 451,56 453,76 2,267796287 1,4 ppm 189,56 450,74 448,32 446,88 448,6466667 1,950623832 1,2 ppm 189,56 443,45 440,57 437,7 440,5733333 2,875001449 1 ppm 189,56 434,3 430,42 428,51 431,0766667 2,950327665 0,8 ppm 189,56 424,15 420,22 418,55 420,9733333 2,875001449 0,6 ppm 189,56 410,43 404,58 398,32 404,4433333 6,056156647 0,4 ppm 189,56 395,77 392,83 389,39 392,6633333 3,193263743 0,2 ppm 189,56 383,92 380,29 377,15 380,4533333 3,387954152
Gambar 4.8 Grafik linieritas sensitivitas (%) sensor dengan nafas pada variasi beberapa konsentrasi aseton (ppm)
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian maka dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut :
1. Sensor MQ-138 dapat digunakan dengan baik untuk mendeteksi
konsentrasi gas aseton di dalam media nadas.
2. Hasil pengukuran ditunjukkan bahwa sensor mempunyai sensitivitas tinggi yang di indikasikan oleh kemampuan sensor membaca keberadaan
gas aseton di dalam nafas pada konsentrasi yang sangat rendah
3. Hasil dari pengukuran yang berulang-ulang menunjukkan sensor
mempunyai daya kemampuan penulangan yang baik yang diindikasikan oleh nilai standar deviasi yang rendah untuk semua konsetrasi.
5.2 Saran
Dengan memandang dari segi penggunaan dan sistem kerja suatu peralatan, maka penulis mempunyai beberapa saran untuk pengembangan alat yang di buat antara lain:
1. Untuk kedepannya alat ini dapat dikembangkan untuk dilakukan uji klinis dengan mengukur kadar aseton pada seseorang yang mempunyai penyakit Diabetes mellitus (DM).
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Arduino Nano
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat
open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat
pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile
menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang
berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard.Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih
memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack,
dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.
Gambar 2.2 Bagian Belakang Arduino Nano 2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano.
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.
2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.
3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan
dengan fungsi analogReference().
4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk
menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino
5. Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data
serial.
6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data
serial.
7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah,
meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.
10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED
padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga
memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analogReference().
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano
1 Digital Pin 1 (TX) 2 Digital Pin 0 (RX) 3 & 28 Reset 4 & 29 GND
Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano
14 Digitl Pin 11 (PWM-MOSI) 15 Digital Pin 12 (MISO) 16 Digital Pin 13 (SCK) 18 AREF
19 Analog Input 0 20 Analog Input 1 21 Analog Input 2 22 Analog Input 3 23 Analog Input 4 24 Analog Input 5 25 Analog Input 6 26 Analog Input 7 27 VCC 30 Vin
2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano
Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano: 1. MikrokontrolerAtmel ATmega168 atau ATmega328
2. 5 V Tegangan Operasi
3. 7-12VInput Voltage (disarankan) 4. 6-20VInput Voltage (limit)
5. Pin Digital I/O14 (6 pin digunakan sebagai output PWM) 6. 8 Pin Input Analog
7. 40 mA Arus DC per pin I/O
8. Flash Memory16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader
9. 1 KbyteSRAM (ATmega168) atau 2 Kbyte(ATmega328) 10. 512 ByteEEPROM (ATmega168) atau 1Kbyte (ATmega328)
11. 16 MHz Clock Speed 12. Ukuran1.85cm x 4.3cm
2.1.3 Sumber Daya Arduino Nano
Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melalui catu daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yang
dihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternal dengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akan
secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB, ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak
LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi
HIGH.
2.2 Bluetooth HC-05
Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara
garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis „industrial series‟ yaitu HC-03 dan
HC-04 serta „civil series‟ yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetooth serial, yang
selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth.Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan
Slave.
Gambar 2.4 Bluetooth HC-05
Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomer serinya genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau
master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC-06-S. Modul BT ini akan bekerja sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah menjadi Master,
demikian juga sebaliknya misalnya HC-04M. Default mode kerja untuk modul BT HC dengan seri genap adalah sebagai Slave.Sedangkan modul BT HC dengan nomer seri ganjil, misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave
Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06 atau
sejenisnya dan modul 05 dan sejenisnya. Perbedaan utama adalah modul HC-06 tidak bisa mengganti mode karena sudah diset oleh pabrik, selain itu tidak
banyak AT Command dan fungsi yang bisa dilakukan pada modul tersebut. Diantaranya hanya bisa mengganti nama, baud rate dan password saja.
Sedangkan untuk modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa
diubah mode kerjanya menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih banyak AT Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan
flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.
2.3 Sensor MQ-138
Sensor gas MQ138 adalah SnO2,yang dengan konduktivitas rendah di udara bersih. Kapantarget Uap Organik ada, konduktivitas Sensor ini lebih tinggi
bersama dengan gaskonsentrasi meningkat. Silakan gunakan electrocircuit sederhana, Mengkonversi perubahan konduktivitas untuk sesuaisinyal output konsentrasi gas.MQ138 sensor gas memiliki sensitity tinggi untuk Toluene,
Aseton, Ethanol dan Formaldehyde, juga untuk lainnyauap organik. Sensor dapat digunakan untuk mendeteksi uap organik yang berbeda, itu adalah dengan biaya
rendah dancocok untuk aplikasi yang berbeda
2.3.1 Karakter Sensor MQ-138
Berikut ini adalah Karakter yang dimiliki oleh Sensor MQ-138:
1. Sensitivitas yang baik untuk Steam Organik
3. Panjang hidup dan biaya rendah
4. Drive sirkuit Sederhana
2.3.2 Aplikasi Sensor MQ-138
Berikut ini adalah Aplikasi yang dimiliki oleh Sensor MQ-138:
1 Domestik detektor uap Organik
2 Detektor uap Industri Organik 3 Detektor gas portabel
Gambar 2.5 Konfigurasi Sensor MQ-138
2.3.3 Rangkaian Tes Dasar Sensor MQ-138
Di atas adalah rangkaian tes dasar sensor.Sensor perlu menempatkan 2
tegangan,tegangan heater (VH) dan tegangan uji (VC).VH digunakan untukmemasok kerja bersertifikatsuhu sensor, sedangkan VC digunakanuntuk
mendeteksi tegangan (VRL) dari tahanan beban(RL) yang merupakan seri dengan sensor. Itusensor memiliki polaritas cahaya, Vc perlu DCkekuasaan. VC dan VH bisa menggunakan kekuatan yang samasirkuit dengan prasyarat untuk
menjaminkinerja sensor. Dalam rangka untuk membuatsensor dengan kinerja yang lebih baik,nilai RL cocok diperlukan:
Kekuatan Sensitivitas tubuh (Ps): Ps = Vc2× Rs / (Rs + RL)2
Tabel 2.2 Data Teknis Sensor MQ-138
Model Nomor. MQ-138
Type Sensor Semikonduktor Standard Encapsulation Bakelite (Black Bakelite)
Deteksi Gas Toluena, Aseton, Etanol, H2 Konsentrasi 5 – 500 ppm
Rangkaian
Tegangan Lingkaran Vc ≤ 24 V DC
Tegangan Pemanas VH 5.0V ± 0.2V AC atau DC Beban Resistance RL Adjustable
Karakter
Pemanasan Resistance RH 31Ω ± 3Ω (Room Tem.) Pemanasan Consumption PH ≤900mW
Sensing Resistance RS 2KΩ-20KΩ (di 50ppm Toluene) Kepekaan S Rs (di udara) / Rs (50ppm
Toluene) ≥3
Slope α ≤0.6≤0.6 (R100ppm/ R50ppm toluene)
Kondisi
Kelembaban 20 ℃ ± 2 ℃; 65% ± 5% RH Rangkaian Tes Standart Vc: 5.0V ± 0.1V;
2.3.4 Karakteristik sensitivitas MQ – 138
Gambar 2.7 Karakteristik Sensitivitas MQ-138
Gambar 2.7 menunjukkankarakteristik sensitivitas khasyang MQ138, ordinat berarti rasio resistensi dari sensor(Rs / Ro),absis adalah konsentrasi
gas. Rs berartisensor (Rs / Ro), Rs berarti resistansi sensorresistensi dalam gas yang berbeda, Ro berarti ketahanandi 100ppm Toluene.Semua tes berada di
bawah standar kondisi pengujian.100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH
2.3.5 Pengaruh Suhu / Kelembaban
Gambar 2.8 menunjukkan suhu yang khas dan kelembaban
karakteristik. Ordinat berarti rasio resistensi (Rs / Ro),. Rs berarti resistansi sensor di 100ppm Toluenebawah tem berbeda. dan kelembaban.Ro berarti
perlawanan dari sensor di lingkungan100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH
2.3.6 Struktur dan konfigurasi MQ-138
Struktur dan konfigurasi sensor gas MQ138 ditampilkan sebagai Gambar 2.9 sensor disusun oleh mikro Al2O3 tabung keramik, TinDioksida (SnO2) lapisan sensitif, mengukur elektroda dan pemanas tetap menjadi kerak yang
dibuatoleh plastik dan stainless steelbersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. The terbungkus MQ-4
memiliki 6 pin, 4dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan lainnya 2 digunakan untuk memberikan pemanasan saat ini
Gambar 2.9 Struktur Dan Konfigurasi Sensor Gas MQ138
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
pun layar komputer.Pada postingan aplikasi LCD yangdugunakan ialah LCD dot
matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCDsangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untukmenampilkan status kerja alat.
Gambar 2.10 LCD 2×16
Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi
CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah
susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang
latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah.
Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data
dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan
instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah
utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan konfigurasi pin LCD
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD
Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom
hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
2.5 Bahasa Pemrograman Arduino Berbasis Bahasa C
Seperti yang telah dijelaskan diatas program Arduino sendiri
menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya. Walaupun demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap
memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:
1. Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah
2. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di
beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem
operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.
3. Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan
besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah.
4. Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan
program-program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.
5. Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language)
sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar muka) ke perangkat keras.
6. Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama,
yang bernama main (). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali pada saat proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi
lain selain fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil pada saat digunakan.
Oleh karena itu bahasa C merupakan bahasa prosedural yang menerapakan
konsep runtutan (program dieksekusi per baris dari atas ke bawah secara berurutan), maka apabila kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut dibawah
dimaksudkan untuk mengenalkan terlebih dahulu kepada kompiler daftar fungsi
yang akan digunakan di dalam program. Namun apabila kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut diatas atau sebelum fungsi-fungsi utama, maka kita tidak perlu lagi
untuk menuliskan bagian prototipe diatas.
Selain itu juga dalam bahasa C kita akan mengenal file header, biasa ditulis dengan ekstensi h(*.h), adalah file bantuan yang yang digunakan untuk
menyimpan daftar-daftar fungsi yang akan digunakan dalam program. Bagi anda yang sebelumnya pernah mempelajari bahasa pascal, file header ini serupa dengan
unit. Dalam bahasa C, file header standar yang untuk prosesinput/output adalah <stdio.h>. Perlu sekali untuk diperhatikan bahwa apabila kita menggunakan file
header yang telah disediakan oleh kompilator, maka kita harus menuliskannya
didalam tanda„<‟ dan „>‟ (misalnya <stdio.h>). Namun apabila menggunakan file
header yang kita buat sendiri, maka file tersebut ditulis diantara tanda “ dan ”
(misalnya “cobaheader.h”). perbedaan antara keduanya terletakpada saat
pencerian file tersebut. Apabila kita menggunakan tanda < >, maka file tersebut dianggap berada pada direktori deafault yang telah ditentukan oleh
kompilator.Sedangkan apabila kita menggunakan tanda “”, maka file header dapat
kita dapat tentukan sendiri lokasinya.
File header yang akan kita gunakan harus kita daftarkan dengan
menggunakan directive#include. Directive #include ini berfungsi untuk memberi tahu kepada kompilator bahwa program yang kita buat akan menggunakan
file-file yang didaftarkan. Berikut ini contoh penggunaan directive #include.
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
Setiap kita akan menggunakan fungsi tertentu yang disimpan dalam
sebuah file header, maka kita juga harus mendaftarkan file headernya dengan menggunakan directive #include. Sebagai contoh, kita akan menggunakan
fungsi getch( ) dalam program, maka kita harus mendaftarkan file
header<conio.h>.
2.6Aseton
Aseton, juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon,
propan-2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan
yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Ia merupakan keton yang paling sederhana. Aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil eter,dan lain-lain.
Ia sendiri juga merupakan pelarut yang penting. Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain
dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil.
Gas aseton dapat terdeteksi dalam pernafasan manusia sebagai aibat dari
peningkatan kadar glukosa dalam darah yang disebabkan adanya defisiensi insulin atau menurunnya kemampuan tubuh untuk menggunakan insulin. Aseton
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di dalam pernafasan manusia terdapat lebih dari 1000 jenis senyawa
organik yang mudah menguap (volatile organics compound). Dalam bidang spektroskopi laser, telah terdeteksi 14 jenis biomarker diantaranya gas aseton
sebagai biomarker penyakit diabetes melitus, gas amoniak untuk gagal ginjal, helicobacter pylori dan liver, gas etilen untuk kerusakan kulit manusia akibat radiasi UV dan peroksidasi lipid serta gas lainnya yang mempengaruhi
metaolisme tubuh manusia. Kelainan metabolisme dapat terdeteksi melalui pernafasan manusia, dimana adanya bau uap badan yang tidak seperti biasanya,
seperti bau manis buah-buahan untuk diabetes melitus, bau amis dan pengap untuk liver dan penyakit kronis lainnya. Aseton terdeteksi melalui kadar di hati dan paru-paru sehingga dapat dideteksi melalui pernafasan manusia.
Sensor MQ-138 merupakan suatu alat yang mendeteksi senyawa uap organik yang memiliki sensitivitas tinggi untuk toluene, aseton, ethanol dan
formaldehyde. Sensor MQ-138 ini lebih tinggi bersama dengan gas konsentrasi meningkat. Aseton merupakan keton yang paling sederhana. Aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil eter,dan lain-lain. Gas aseton
dapat terdeteksi dalam pernafasan manusia sebagai akibat dari peningkatan kadar glukosa dalam darah yang disebabkan adanya defisiensi insulin. Untuk mengukur konsentrasi gas aseton dengan cara mengekspos sensor MQ-138 dengan gas
lewat ujung alat yang berbentuk seperti pipa selama 7 detik. Maka udara yang
ditiup dan gas aseton kemudian masuk ke dalam wadah penampung. Selanjutnya udara dan gas aseton yang masuk ke dalam ruang uji napas itu akan dipompa agar
tekanan udara gas aseton dapat ditangkap oleh sensor MQ-138 yang peka terhadap gas organik yang mengandung kadar aseton tinggi. Prinsip kerja alat ini adalah diberikan variasi konsentrasi yang sudah ditentukan pada android.
Kemudian nafas yang sudah dikontaminasikan dengan gas aseton dan diberi tekanan udara oleh pompa selama 1 menit pada wadah penampung, sensor
MQ-138 akan menangkap dan mendeteksi udara yang sudah terkontaminasi oleh gas aseton, kemudian arduino nano akan memproses data dari sensor dan tampilan pada lcd akan menunjukkan output sensor dan sentivitas sensor, sedangkan data
yang sudah diproses dari sensor akan dikirim melalui bluetooth ke android dan
tampilannya akan berbentuk grafik pada software “Bluetooth Terminal Graphic”.
Berdasarkan dari penjelasan diatas, maka penulis mencoba merancang dan membuat “Sistem Pengukuran Konsentrasi Aseton Dengan Nafas Menggunakan Sensor MQ-138 Berbasis Arduino Nano Dengan Tampilan Android”
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Apakah sensor dapat membedakan berbagai konsentrasi gas aseton didalam nafas.
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun penulisan laporan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk menghasilkan alat pendeteksi konsentrasi gas aseton di dalam nafas
dengan tampilan android
2. Untuk menguji alat pendeteksi dalam membedakan berbagai konsentrasi gas aseton di dalam nafas
3. Untuk mengembangkan teknologi sensor di Indonesia.
1.4. Batasan Masalah
Dalam perencanaan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah dalam laporan tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Rangkaian Mikrokontroller yang digunakan adalah Arduino Nano
2. Sensor yang digunakan adalah Sensor MQ-138 sebagai pendeteksi
konsentrasi gas Aseton.
3. Menggunakan gas aseton sebatas bahan dari pengujian alat
4. Pembahasan hanya meliputi pengujian gas aseton dengan konsentrasi yang
bervarasi
5. Bluetooth HC-05 yang digunakan untuk mengirim hasil data ke Android.
6. Tidak membahas komunikasi tentang mobile phone
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman dalam penulisan laporan ini, maka penulis membuat susunan bab–bab yang membentuk laporan ini dalam
sistematika penulisan laporan tugas akhir dengan urutan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian dan bahasa program yang
digunakan, serta karakteristik dari komponen-komponen pendukung.
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Bab ini berisikan tentang proses perancangan dan pembuatan alat. Mulai dari perancangan dan pembuatan sistem secara hardware atau software
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai rangkaian-rangkaian yang digunakan, penjelasan mengenai program yang diisikan ke android.
BAB 5 PENUTUP
Dalam bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alat ataupun data yang
SISTEM PENGUKURAN KADAR ASETON DENGAN NAFAS BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN ANDROID
ABSTRAK
Alat pengukuran konsentrasi gas aseton dengan nafas menggunakan sensor MQ-138 berbasis Arduino Nano telah berhasil dirancang. Pengukuran dilakukan dengan mengekspos sensor MQ-138 dengan gas aseton dengan konsentrasi 20µL, 40µL, 60µL, 80µL, 100µL, 120µL, 140µL, 160µL, 180µL dan 200µL dan nafas manusia dengan cara meniupkan nafasnya lewat ujung alat yang berbentuk seperti pipa selam tujuh detik. Maka udara yang ditiup dan gas aseton kemudian masuk kealam satu ruang uji nafas atau “testing chamber”. Selanjutnya udara dan gas aseton yang masuk ke dalam ruang uji nafas itu akan dipompa agar tekanan udara yang bercampur dengan gas aseton dapat ditangkap oleh sensor MQ-138 yang peka terhadap gas organik yang mengandung kadar aseton tinggi. Hasil pengukuran menunjukkan semakin tinggi kadar aseton maka semakin tinggi tegangan keluaran sensor. Didapati juga pengeksposan selama 3 kali pengulangan menunjukkan waktu pendeteksian optimal sensor pada 1 menit untuk semua kadar gas aseton. Selama pengukuran, sensor menunjukkan pendeteksian yang stabil, waktu respon yang cepat dan kemampuan pengukurannya tinggi. Dengan demikian sensor MQ-138 ini sangat effektif digunakan untuk mendeteksi gas aseton dalam konsentrasi rendah.
SISTEM PENGUKURAN KADAR ASETON DENGAN NAFAS
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN
ANDROID
TUGAS AKHIR
SITI MALINDA PINEM
132408031
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
SISTEM PENGUKURAN KADAR ASETON DENGAN NAFAS
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN
ANDROID
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya
SITI MALINDA PINEM
132408031
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATRA UTARA
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul Sistem Pengukuran Kadar Aseton dengan Nafas Berbasis Arduino Nano Dengan Tampilan Android. Dan tidak lupa juga shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW, sebagai suri tauladan dan motivator sepanjang masa sehingga penulis tetap semangat dan sabar dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir. Semoga kita mendapatkan syafa‟at beliau di yaumil akhir kelak. Amin ya Rabbal a‟lamin.
Ucapan Terima kasih penulis sampaikan kepada beberapa pihak yang telah membantu penulis dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini kepada:
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Tulus Ikhsan Nasution, S.Si.,M.Sc selaku pembimbing saya yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Staf Pengajar / Pegawai program studi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
5. Ayahanda dan Ibunda Tercinta yang Telah memberikan Bantuan berupa dukungan moril dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
6. Senior Kami Fathurrahman dan Balian yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dan motivasi dalam meneyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
7. Terima kasih juga kepada teman-teman dikuliah FIN‟13, abang dan adik-adik seperjuangan di Ikatan Mahasiswa Instrumentasi atas bantuan, doa dan dukungannya
SISTEM PENGUKURAN KADAR ASETON DENGAN NAFAS BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN ANDROID
ABSTRAK
Alat pengukuran konsentrasi gas aseton dengan nafas menggunakan sensor MQ-138 berbasis Arduino Nano telah berhasil dirancang. Pengukuran dilakukan dengan mengekspos sensor MQ-138 dengan gas aseton dengan konsentrasi 20µL, 40µL, 60µL, 80µL, 100µL, 120µL, 140µL, 160µL, 180µL dan 200µL dan nafas manusia dengan cara meniupkan nafasnya lewat ujung alat yang berbentuk seperti pipa selam tujuh detik. Maka udara yang ditiup dan gas aseton kemudian masuk kealam satu ruang uji nafas atau “testing chamber”. Selanjutnya udara dan gas aseton yang masuk ke dalam ruang uji nafas itu akan dipompa agar tekanan udara yang bercampur dengan gas aseton dapat ditangkap oleh sensor MQ-138 yang peka terhadap gas organik yang mengandung kadar aseton tinggi. Hasil pengukuran menunjukkan semakin tinggi kadar aseton maka semakin tinggi tegangan keluaran sensor. Didapati juga pengeksposan selama 3 kali pengulangan menunjukkan waktu pendeteksian optimal sensor pada 1 menit untuk semua kadar gas aseton. Selama pengukuran, sensor menunjukkan pendeteksian yang stabil, waktu respon yang cepat dan kemampuan pengukurannya tinggi. Dengan demikian sensor MQ-138 ini sangat effektif digunakan untuk mendeteksi gas aseton dalam konsentrasi rendah.
DAFTAR ISI
1.1.LatarBelakangMasalah ... 11.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penulisan ... 3
1.4. Batasan Masalah ... 3
1.5. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Arduino Nano ... 5
2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano ...6
2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano ... .. 9
2.1.3 Sumber Daya Arduino Nano ... 9
2.2. Bluetooth ... . 10
2.3. Sensor MQ-138 ...11
2.3.1 Karakter Sensor MQ-138 ... .. 11
2.3.2 Aplikasi Sensor MQ-138 ... 12
2.3.3 Rangkaian Tes Dasar Sensor MQ-138 ...12
2.3.4 Karakteristik Sensitivitas MQ-138 ... 14
2.3.5 Pengaruh Suhu dan Kelembaban ... 14
2.3.6 Stuktur Konfigurasi MQ-138 ... 15
2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ... 15
2.5. Bahasa Pemrograman Arduino Berbasis Bahasa C ...18
2.6. Aseton ... 21
BAB III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1.Diagram Blok Sistem …... 22
3.1.1 Fungsi-Fungsi Diagram Blok ... 22
3.2. Rangkaian Arduino Nano ... 23
3.3. Rangkaian Sensor Aseton ... 24
3.4. Rangkaian Bluetooth HC05 ... 25
3.5. Rangkaian Power Supply ... 25
3.6. Rangkaian LCD ... 26
BAB IV. PENGUJIAN SISTEM
4.1.Pengujian Rangkaian Arduino Nano ... 28
4.2. Pengujian Rangkaian LCD ... 29
4.3. Pengujian Sensor Aseton ... 30
4.4. Pengujian Bluetooth HC-05 ... 34
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 39
5.2.Saran ... 39
DAFTAR TABEL
Halaman.
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino nano ... 8
Tabel 2.2 Data Teknis Sensor MQ-138 ... 13
Tabel 2.3 Tabel Konfigurasi LCD ... 17
Tabel 4.1 Pengujian Konsentrasi Gas Aseton dengan Nafas... 34
DAFTAR GAMBAR
Halaman.
Gambar 2.1. Bagian Depan Arduino Nano ... 5
Gambar 2.2. Bagian Belakang Arduino Nano ... 6
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano ... 8
Gambar2.4.Bluetooth HC05 ... 10
Gambar2.5.Konfigurasi Sensor MQ-138 ... 12
Gambar 2.6.Rangkaian Dasar Sensor MQ-138 ... 12
Gambar 2.7.Karakteristik Sensitivitas MQ-138 ... 14
Gambar 2.8.Pengaruh Suhu dan kelembaban ... 14
Gambar 2.9.Stuktur dan Konfigurasi Sensor Gas MQ-138 ... 15
Gambar 2.10.LCD 2 x 16 ... 16
Gambar 3.1.Diagram Blok Sistem ... 22
Gambar 3.2.RangkaianArduino Nano ... 23
Gambar 3.3.RangkaianSensor Aseton ... 24
Gambar 3.4.RangkaianBluetooth HC-05 ... 25
Gambar 3.5.RangkaianPower Supply ... 25
Gambar3.6.Rangkaian LCD 16 x 2 ... 26
Gambar 3.7.Flowchart Sistem ... 27
Gambar 4.1. Pengujian LCD ... 30
Gambar 4.2. Tampilan LCD ketika Pengujian Sensor MQ-138 ... 31
Gambar 4.3 Menghubungkan Bluetooth Android dan Alat ... 32
Gambar 4.4 Permintaan Penyanding Bluetooth ... 32
Gambar 4.5 Select A Device To Device ... 33
Gambar 4.6. Tampilan di Android ketika Pengujian Sensor MQ-138 ... 33
Gambar 4.7. Grafik linieritas sensitivitas sensor dengan nafas pada variasi beberapa konsentrasi aseton. ... 36
