SIMULATOR MONITORING DAN PEMBERSIH GAS KARBON MONOKSIDA PADA RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

(1)

SIMULATOR

MONITORING DAN

PEMBERSIH GAS KARBON MONOKSIDA PADA

RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

TUGAS AKHIR

Oleh

DELIYANA HARUN

20133010047

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(2)

i

TUGAS AKHIR

Oleh

DELIYANA HARUN

20133010047

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(3)

ii

SIMULATOR

MONITORING DAN

PEMBERSIH GAS KARBON MONOKSIDA PADA

RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.)

Program Studi D3 Teknik Elektromedik

Oleh

DELIYANA HARUN 20133010047

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(4)

iii

yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat profesi ahli madya atau gelar kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta diterbitkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 25 Agustus 2016 Yang menyatakan,

(5)

iv

KATA PENGANTAR

Segala syukur kami panjatkan kepada Allah SWT serta junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayahnya kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “ Simulator Monitoring dan Pembersih Gas Karbon Monoksida Pada Ruangan Berbasis Mikrokontroler ATMega8535”

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu selama proses penyelesaian penulisan naskah tugas akhir. Ucapan terimakasih ini penulis tujukan kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta kasih sayang-NYA sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaian dengan baik.

2. Kedua orang tua yang selalu mendoakan, memberikan semangat dan dukungan baik secara moral maupun material.

3. Bapak Sukamta S.T, M.T. selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.

4. Bapak Tatiya Padang Tunggal S.T, M.T. selaku Kaprodi Program Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.

5. Bapak Bambang Giri Admaja S.ST. dan Ibu Inda Rusdia Sofiani S.T., M.Sc. selaku dosen pembimbing yang sangat sabar dalam memberikan ilmu, saran serta bimbingan terbaik kepada penulis.

6. Para Dosen dan Staf Pengajar Program Studi Teknik Ektromedik yang telah memberikan banyak ilmu kepada penulis.

7. Para Karyawan/wati Program Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta yang telah banyak membantu penulisa selama proses belajar.

8. Teman-teman TEM angkatan 2013 yang selalu memberi semangat dan dukungan selama proses perkuliahan.

(6)

v

rekan Mahasiswa PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROMEDIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA .

Yogyakarta, Agustus 2016

(7)

vi

PERSEMBAHAN

Mini karya ini ku persembahkan kepada:

Allah SWT, tempat aku berlindung, pemberi petunjuk, yang memudahkan jalanku, yang sangat menyayangiku dan yang aku syukuri karna aku terlahir sebagai seorang muslim.

Solvian, Urianto Harun (Mama Papaku Tercinta). yang selalu ada disisiku, yang sebar mendidikku, yang sangat aku sayangi, penyamangat nomer satu, aku bangga dan besyukur menjadi anak kalian.

Devianti Harun & Sintia Rizky Harun (Kakak dan Adik tersayang), teman berantem, teman hidup, orang-orang yang sangat aku sayangi, yang aku syukuri karna terlahir sebagai saudari mereka.

Sahabatku dunia akhirat Ainun Rahmat yang telah menjadi seorang ibu, sahabat yang selalu mengajak dalam kebaikan, yang aku syukuri karna menjadi sahabatnya.

Sahabat-sahabatku tersayang lutfi dan diah, sahabat yang di takdirkan satu kosan dan satu jurusan.

Sahabat-sahabatku tercinta ayu, hasti, eva, ika, nova, ines, memy, dina, kiky, fajar, rul, haris, bayu, mas angger, bambang, deni, jaja. Kalian patner terbaik yang pernah kutemui. Terimakasih untuk canda tawa, tangis dan pelajaran hidup yang kalian ajarkan selama 3 tahun ini. The best buat kalian.

Teman-teman kos(kos tak bernama) endah, mba nala, mba ismi, mba iin, mba andin terimakasih untuk setahun yang indah bersama kalian. Love you all. Untuk teman-teman Elektromedik angkatan 2013 terimakasih untuk semua kontribusi yang kalian berikan, semoga kita sukses bersama.

Untuk semua tangan yang membantu penyelesaian karya ini, bos mikro mas ahmad yang selalu aku repotkan untuk masalah program, bos hardware mas wisnu dan mas tyar, terimakasih banyak untuk saran dan bantuan kalian.

(8)

vii

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Penelitian Terdahulu ... 6

2.2 Asap Rokok ... 8

2.3 Karbon Monoksida (CO) ... 10

2.4 Ventilasi Udara ... 13

2.5 Sensor ... 15

1. Sensor Gas Karbon Monoksida (CO) ... 15

2. Prinsip Kerja Sensor Karbon Monoksida (CO) ... 16

2.6 Microcontroller Atmega8535 ... 18

2.7 ADC Microcontroller ... 21

2.8 PWM (Pulse Width Modulation) ... 23

2.9 Driver Fan DC IC ULN2803 ... 24

2.10 LCD (Liquid Cristal Display) ... 25

2.11 Buzzer ... 27

2.12 LED ... 27

(9)

viii

BAB III METODE PENELITIAN ... 30

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 30

3.2 Jenis Penelitian ... 30

3.3 Alat dan Bahan ... 30

3.4 Perancangan dan Pembuatan ... 31

3.4.1 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) ... 31

3.4.2 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ... 36

3.5 Sistematika Pengukuran ... 37

3.5.1 Rata-rata ... 37

3.5.2 Standar Devisiasi ... 37

3.5.3 Nilai Eror ... 37

3.6 Pengujian Rangakaian Sistem ... 38

3.6.1 Pengujian Rangkaian Sensor Gas CO ... 38

3.6.2 Pengujian Rangkaian LCD ... 39

3.6.3 Pengujian Rangkaian Diver Fan DC... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 42

4.1 Hasil dan Pembahsan ... 42

4.1.1 Hasil dan Pengujian Keakurantan Data ADC... 42

4.2 Hasil Pengujian Sensor TGS2442 ... 44

4.2.1 Hasil Pengukuran Kadar CO Simulator ... 44

4.2.2 Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran pada Sensor TGS2442 ... 47

4.2.3 Hasil Pengukuran Kestabilan Sensor TGS2442 ... 53

4.2.4 Hasil Pengujian Sistem Output ... 54

4.2.5 Hasil Pengukuran Waktu Pembersihan Gas CO ... 54

4.3 Hasil dan Pembahsan Pengujian LCD ... 57

4.4 Pembahasan Perangkat Lunak ... 58

4.4 Pembahasan Keseluruhan Sistem ... 58

4.3 Hasil dan Pembahsan Pengujian LCD ... 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60

5.1 Kesimpulan ... 60

5.2 Saran ... 60

(10)

(11)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik gas CO..………... 10

Tabel 2.2 Pengaruh Konsentrasi CO di Udara Terhadap Kesehatan Manusia….. 12

Tabel 2.3 Standar udara ambien dari CO Negara Amerika Serikat. ... 13

Tabel 2.4 Kebutuhan Udara Penyegaran ... 15

Tabel 2.5 Penjelasan pin pada mikrokontroler ATMega8535 . ... 21

Tabel 3.1 Konfigurasi yang Digunakan dalam Mikrokontroler Atmega8535….. 34

Tabel 4.1 Pengujian Keakuratan Data ADC . ... 43

Tabel 4.2 Pengukuran Kadar CO 10-20ppm . ... 44

Tabel 4.3 Pengukuran Kadar CO 40-50ppm . ... 44

Tabel 4.4 Pengukuran Kadar CO 60-70ppm. ... 45

Tabel 4.5 Pengukuran Kadar CO 90-100ppm. ... 46

Tabel 4.6 Pengukuran Tegangan Pada Kadar CO 10-20ppm ... 47

Tabel 4.7 Pengukuran Tegangan Pada Kadar CO 30-40ppm. ... 47

Tabel 4.14 Hasil pengukuran Kestabilan Sensor TGS2442 selama 1 menit... 53

Tabel 4.15 Hasil Pengujian Sistem Output . ... 54

Tabel 4.16 Pembersihan pada kadar CO 50ppm. ... 55

(12)

xi

Gambar 2.2 Bahaya Dalam Asap Rokok ... 9

Gambar 2.3 Sensor TGS2442 ... . 16

Gambar 2.4 Rangkaian Dasar Sensor TGS2442 ... 17

Gambar 2.5 Grafik karakteristik sensor TGS2442 ... 18

Gambar 2.6 Blok Diagram Atmega8535 ... 20

Gambar 2.7 Fitur ADC pada Mikrokontroler ATmega8535 ... 22

Gambar 2.8 Duty Cycle PWM ... 23

Gambar 2.9 Konfigurasi Pin IC ULN2803 ... 24

Gambar 2.10 LCD Karakter ... 26

Gambar 2.11 Buzzer ... 27

Gambar 2.12 LED ... 28

Gambar 2.13 Fan DC ... 29

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 31

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor TGS2442 ... 34

Gambar 3.3 Rangkaian Minsis Mikrokontroler ATmega8535 ... 34

Gambar 3.4 Rangkaian LCD ... 35

Gambar 3.5 Visual 3D Driver Fan DC ... 35

Gambar 3.6 Diagram Alir Program ... 36

Gambar 3.7 Pengujian Sensor TGS2442 ... 39

(13)

(14)

(15)

i

Simulator Monitoring dan Pembersih Gas Karbon Monoksida Pada Ruangan Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

Deliyana Harun (20133010047)

ABSTRAK

Pencemaran udara menjadi masalah penting yang dapat mengancam kehidupan manusia. Banyak aktifitas-aktifitas manusia yang menyebabkan terjadinya pencemaran udara. Dalam tugas akhir ini dibuat prototype pembersih dan monitoring gas karbon monoksida pada ruang tertutup berbasis mikrokontroler ATMega8535. Cara yang digunakan adalah dengan mengolah data yang dideteksi oleh sensor gas karbon monoksida TGS 2442, kemudian dikeluarkan dalam bentuk output suara, nyala led, tampilan pada lcd dan berputarnya fan untuk menghisap gas karbon monoksida. Perbandingan perubahan nilai pada sensor akan diproses dengan mikrokontroller ATMega8535 kemudian akan diinputkan pada system untuk mengendalikan kinerja fan DC sebagai respons pembuangan udara pada ventilasi ruangan.

Hasil yang didapatkan dari pelaksanaan tugas akhir ini adalah dapat mendeteksi keadaan asap atau gas karbon monoksida pada ruang simulator dari pencemaran asap rokok dan CO dari 0% hingga 100% dan pencemaran tersebut dapat dikurangi dengan cara mengatur debit udara pada ventilasi ruangan.

Dengan perancangan alat ini diharapkan dapat membantu mengatur sirkulasi udara, mendeteksi adanya bahaya gas karbon monoksida dalam asap rokok disebuah ruangan, dan meminimalisir bahaya yang ditimbulkan bagi kesehatan manusia.

(16)

ii

ABSTRACT

Air pollution becomes a significant problem that can threaten human

life. Many human activities that cause air pollution. In this final project was

made a prototype cleaning and monitoring carbon monoxide gas in the enclosed

space based of microcontroller ATMega8535. The method used is to process

data detected by carbon monoxide gas sensor TGS 2442, then issued a voice

output , led , display on lcd and turning the fan to remove the carbon monoxide

gas. comparison of the value changes on the sensor , will be processed by the

microcontroller ATMega8535 then be entered in the system to control a DC fan

performance in response to the air exhaust ventilation of the room .

The results obtained from the implementation of this thesis is

can detect the smoke or carbon monoxide gas in the space simulator of smoke

pollution and CO from 0 % to 100 % and the pollution can be reduced by

controlling the air flow in ventilation of the room .

With the design tool is expected to help regulate air circulation,

detect the dangers of carbon monoxide in cigarette smoke in a room , and

reduce the dangers posed to human health .

Keywords : Carbon Monoxide , TGS2442 sensor , microcontroller ATMega8535

(17)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pencemaran udara adalah suatu kondisi di mana kualitas udara menjadi rusak dan terkontaminasi oleh zat-zat, baik yang tidak berbahaya maupun yang membahayakan kesehatan tubuh manusia. Pencemaran udara biasanya terjadi di kota-kota besar dan juga daerah padat industri yang menghasilkan gas-gas yang mengandung zat di atas batas kewajaran. Pada umumnya bahan pencemar udara adalah berupa gas-gas beracun (hampir 90 %) dan partikel-partikel zat padat. Gas-gas beracun ini berasal dari pembakaran bahan bakar kendaraan, dari industri dan dari rumah tangga. Selain gas-gas beracun di atas, pembakaran bahan bakar kendaraan juga menghasilkan partikel-partikel karbon dan timah hitam yang beterbangan mencemari udara. Sumber pencemaran udara dapat berasal dari berbagai kegiatan antara lain industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan.

Sumber pencemaran udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung meletus, gas alam beracun, dan lain-lain yang mengandung senyawa berbahaya, salah satunya adalah gas karbon monoksida(Weebly;2016).

(18)

pada orang.

Gas CO yang dihasilkan dari asap kendaraan, asap dapur dan rokok terhisap oleh manusia melalui proses pernafasan, kemudian gas CO tersebut akan ikut dalam aliran darah termasuk aliran darah jantung. Bila di dalam darah terdapat gas CO, maka hemoglobin akan lebih banyak terikat dengan CO, karena daya ikat CO dengan hemoglobin 200-250 kali lebih kuat dari daya ikat oksigen dengan hemoglobin. Bila terdapat kadar CO yang berlebihan dalam darah, maka pada akhirnya kadar oksigen dalam darah akan turun dengan drastis . Pada tubuh yang kekurangan oksigen dapat menimbulkan terjadinya hipoksia. Akibatnya jaringan tubuh juga akan kekurangan oksigen. Bila hipoksia menyerang otak, maka akan menimbulkan gangguan susunan syaraf pusat yang disebut ensefalopati. Apabila mengenai jantung dan darah disebut gangguan kardiovaskuler.

(19)

bersama anggota keluarganya. Data Susenas tahun 2001 juga menunjukan sebanyak 43 juta anak Indonesia usia 0-14 tahun yang sama dengan 70% populasi kelompok umur tersebut terpapar asap rokok di dalam rumah(Kesra;2014).

Salah satu upaya untuk mengurangi bahaya pencemaran gas CO dibuatlah alat pendeteksi dan monitoring keberadaan gas CO. Sistem deteksi gas CO ini dibuat memakai sensor karbon monoksida TGS2442, pada sensor tersebut akan membandingkan antara udara dalam keadaan normal dengan udara yang mengandung karbon monoksida. Pada sistem juga menggunakan pengatur sirkulasi udara yang akan dibuat dengan memasang dua buah Fan DC. Fan DC akan bekerja dengan sistem menghembuskan udara dan menghisap udara yang mengandung karbon monoksida melalui saluran ventilasi keluar ruangan.

1.2Rumusan Masalah

1. Membuat alat simulasi ruangan untuk memonitor dan membersihkan gas CO.

2. Dibuthkan alat yang mampu mendeteksi keberadaan asap (sumber gas CO) pada sebuah ruangan untuk mengurangi bahaya yang ditimbulkan bagi kesehatan.

1.3Batasan Masalah

(20)

sensor;

3. Kadar CO yang dideteksi berkisar 30-100 ppm;

1.4Tujuan Penelitian

1.4.1 Tujuan umum

Membuat “Simulator Monitoring dan Pembersih Gas Karbon Monoksida Pada Ruangan Berbasis Microcontroller

ATMega8535”

1.4.2 Tujuan khusus

1. Membuat desain alat dengan menggunakan sensor karbon monoksida TGS2442

2. Membuat software pada microcontroller ATMega8535 untuk mengatur program pendeteksi karbon monoksida pada asap rokok dan menggerakan kipas.

1.5Manfaat Penelitian

1. Sebagai Bentuk Tanggungjawab seorang calon Teknisi Elektromedik dalam meningkatkan kualitas kehidupan masarakat di lingkungan sekitarnya khususnya dalam bidang kesehatan;

(21)

(22)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Penelitian Terdahulu

Karbon monoksida (CO) lebih dikenal karena sifatnya yang beracun daripada kegunaannya. Gas ini merupakan salah satu polutan yang sering dijumpai dalam udara di sekitar aktivitas manusia dan biota global. Gas CO tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Oleh karena itu, tidak ada tanda keberadaannya dan tidak segera dapat disadari.

Pada penelitian sebelumnya sudah dibuat sebuah sistem pendeteksi kadar CO yang dirancang oleh Anggit Perdana Mahasiswa Program Studi Sistem Komputer Fakultas Teknik Universitas Diponegoro yang berjudul “PURWARUPA SISTEM PEMANTAU DAN PERINGATAN KADAR GAS

KARBON MONOKSIDA (CO) PADA KABIN MOBIL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8” penelitian serupa juga pernah dibuat

oleh ASTRID APRILIA HRP mahasiswi Program Studi D3 Metrologi Instrumentasi Departement Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara Medan dengan judul “ALAT UKUR

(23)

2

kurang memberikan pengaruh bagi orang lain untuk waspada terhadap keberadaan gas CO.

Atas dasar inilah penulis membuat sebuah alat simulasi monitoring dan pembersih gas CO yang berfungsi tidak hanya mendeteksi keberadaan gas CO tapi juga dapat memberi peringatan menggunakan nyala led dan bunyi buzzer yang dapat menarik perhatian orang-orang disekitar sehingga mereka lebih waspada terhadap keberadaan gas CO. Penulis juga membuat sebuah sistem pengendalian gas CO yang tetdeteksi dengan cara mengalirkan gas CO tersebut keluar ruangan. Diharapkan sistem ini dapat lebih meminimalisir bahaya yang ditimbulkan gas CO. Untuk mendapatkan hasil yang baik penulis menggunakan sebuah alat pembanding yang digunakan untuk melihat tingkat keakuratan pendeteksian keberadaan gas CO pada modul dengan cara membandingkan hasil pengukuran modul dengan alat pembanding. Dalam hal ini penulis menggunakan CO Meter Merk CRISBOW Type KW06-292 alat ini berfungsi untuk mengukur kadar CO di udara dengan rentang 0-1000 ppm.

(24)

2.2Asap rokok

Asap rokok mengandung ribuan bahan kimia beracun dan bahan-bahan yang dapat menimbulkan kanker (karsinogen). Bahan berbahaya dan racun dalam rokok tidak hanya mengakibatkan gangguan kesehatan pada orang yang merokok (perokok aktif), namun juga pada orang-orang disekitarnya yang tidak merokok (perokok pasif), yang sebagian besar adalah bayi, anak-anak dan ibu-ibu, yang terpaksa menjadi perokok pasif karena ayah atau suami mereka merokok di rumah.

Ada dua macam asap rokok yang mengganggu kesehatan, yaitu asap utama (main stream) dan asap sampingan (side stream). Asap utama (main stream) adalah asap yang dihisap oleh si perokok. Asap sampingan (side stream) adalah asap yang merupakan pembakaran dari ujung rokok yang kemudian menyebar ke udara. Asap sampingan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi, karena tidak melalui proses penyaringan yang cukup, dengan demikian pengisap asap sampingan memiliki resiko yang lebih tinggi untuk menderita gangguan kesehatan akibat rokok (Basha, Adnil.2012).

Beberapa zat utama yang berbahaya bagi kesehatan dalam asap rokok sebagai berikut:

1. Tar, mengandung bahan kimia beracun yang berbahaya yang dapat merusak sel paru-paru.

(25)

4

3. Fenol, merupakan campuran dari Kristal yang dihasilkan dari distlasi dari hasil zat organik seperti kayu, tar arang yang di peroleh dari arang, zat ini beracun dan membahayakan, karena fenol ini terikat pada protein dan menghalangi aktivitas enzim.

4. Metanol, sejenis cairan ringan yang mudah menguap dan mudah terbakar. Meminum atau menghisap metanol dapat menyebabkan kebutaan bahkan kematian.

5. Hidrogen Sianida (HCN), merupakan sejenis gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak memiliki rasa. Zat ini merupakan zat yang paling ringan, mudah terbakar dan sangat efisien untuk menghalangi pernapasan dan merusak saluran pernapasan. Sianida adalah salah satu zat yang mengandung racun yang sangat berbahaya. Sedikit saja sianida dimasukkan langsung ke dalam tubuh dapat mengakibatkan kematian.

(26)

2.3Karbon Monoksida (CO)

Karbon monoksida (CO) adalah gas tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak mengiritasi, mudah terbakar dan sangat beracun. Gas Karbon monoksida merupakan bahan yang umum ditemui di industri. Gas ini merupakan hasil pembakaran tidak sempurna dari kendaraan bermotor, alat pemanas, peralatan yang menggunakan bahan api berasaskan karbon dan nyala api (seperti tungku kayu), asap dari kereta api, pembakaran gas, asap tembakau. Namun sumber yang paling umum berupa residu pembakaran mesin(Handayani, Murti;2006).

Tabel 2.1 Karakteristik gas CO

Nama IUPAC Karbon monoksida

Nama lain Karbonat oksida

Nomor CAS 630-08-0

Rumus molekul CO

Massa molar 28.010 g mol-1

Penampilan Tak berwarna, gas tak berbau

Densitas 0,789 g/cm3 , cair 1,250 g/L pada 250C, 1 atm. 1,145 g/L pada 250C, 1 atm (lebih ringan dari udara) Sumber : http://efendybloger.blogspot.co.id/2010/10/co-co2.html

(27)

6

pemanas air, alat pembuangan hasil pembakaran dan lain-lain yang dapat menghasilkan karbon monoksida. Pembuangan asap mobil mengandung 9% karbon monoksida. Asap rokok juga mengandun gas CO, pada orang dewasa yang tidak merokok biasanya terbentuk karboksi haemoglobin tidak lebih dari 1 % tetapi pada perokok berat biasanya lebih tinggi yaitu 5 – 10 %. Pada wanita hamil yang merokok, kemungkinan dapat membahayakan janinnya(Handayari, Murti;2006).

Karbon Monoksida (CO) apabila terhisap ke dalam paru-paru akan ikut peredaran darah dan akan menghalangi masuknya ogsigen yang dibutuhkan oleh tubuh. Hal ini dapat terjadi karena gas CO bersifat racun metabolis, ikut bereaksi secara metabolis dengan darah. Seperti halnya Oksigen, gas CO mudah bereaksi dengan darah (hemoglobin).

(28)

menjadi kurang efektif. Terakhir, CO dapat berikatan secara langsung dengan sel otot jantung dan tulang. Efek paling serius adalah terjadi keracunan secara langsung terhadap sel-sel tersebut, juga menyebabkan gangguan pada sistem saraf(Basha;Adnil. 2012).

Bahaya utama terhadap kesehatan adalah mengakibatkan gangguan pada darah, Batas pemaparan karbon monoksida yang diperbolehkan oleh OSHA (Occupational Safety and Health Administration) adalah 35 ppm untuk waktu 8 jam/hari kerja, sedangkan yang diperbolehkan oleh ACGIH TLV-TWV adalah 25 ppm untuk waktu 8 jam. Kadar yang dianggap langsung berbahaya terhadap kehidupan atau kesehatan adalah 1500 ppm (0,15%). Paparan dari 1000 ppm (0,1%) selama beberapa menit dapat menyebabkan 50% kejenuhan dari karboksi hemoglobin dan dapat berakibat fatal.

Hemoglobin + O2  O2Hb (Oksihemoglobin)

Hemoglobin + O2  COHb (Karboksihemoglobin)

Konsentrasi gas karbon monoksida (CO) di udara secara langsung akan mempengaruhi konsentrasi karboksihemoglobin (COHb). Bila konsentrasi gas CO di udara tetap maka konsentrasi COHb di dalam darah akan mencapai keseimbangan tertentu dan akan tetap bertahan lama selama tidak ada perubahan pada konsentrasi CO di udara(Wardana;2001).

Tabel 2.2 Pengaruh Konsentrasi CO di Udara Terhadap Kesehatan Manusia.

Konsentrasi CO di udara (ppm)

Konsentrasi COHb

dalam darah(%) Gangguan pada tubuh

3 0,98 Tidak ada

4 1,3 Belum begitu terasa

(29)

8

Konsentrasi CO di udara (ppm)

Konsentrasi COHb

dalam darah(%) Gangguan pada tubuh

20 3,7 Panca Indra

40 6,9 Fungsi jantung

60 10,1 Sakit kepala

80 13,3 Sulit bernafas

100 16,5 Pingsan – kematian

Sumber : Wardhana, 2001 : 118-120

Standar utama WHO untuk udara ambien dari CO: 1. 100 mg/m [pangkat 3] (87 ppm) selama 15 menit; 2. 60 mg/m [pangkat 3] (52 ppm) selama 30 menit; 3. 30mg/m [pangkat 3] (26 ppm) selama 1 jam;

4. 10 mg/m [pangkat 3] (9 ppm) selama 8 jam(Efendi;2010). Kriteria kualitas udara:

1. Kualitas udara baik, kandungan CO kurang dari 9 ppm; 2. Kualitas udara sedang, kandungan CO 9-15 ppm;

3. Kualitas udara buruk, kandungan CO lebih dari 15 ppm(Satwiko;2004). Tabel 2.3 Standar udara ambien dari CO Negara Amerika Serikat

Jenis Polutan

Jenis Dampak

Waktu

Pengukuran Baku Mutu Keterangan

Karbon

Monoksida Primer

8 Jam

9 ppm _{Tidak bole terlampaui} lebih dari sekali di setiap tahun

1 jam 35ppm Sumber: http://epa.gov/air/criteria.html

2.4Ventilasi udara

(30)

Ventilasi udara dibutuhkan agar udara di dalam ruangan tetap sehat dan nyaman.

Tujuan ventilasi udara yaitu:

1. Menghilangkan uap air yang timbul oleh keringat dan gas-gas pembakaran yang ditimbulkan oleh proses-proses pembakaran.

2. Menghilangkan uap air yang timbul sewaktu memasak, mandi dan sebagainya.

3. Menghilangkan kalor yang berlebihan.

Ventilasi udara yang berlangsung secara alami tanpa bantuan alat mekanis disebut dengan ventilasi alami. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam ventilasi alami yaitu:

1. Tersedianya udara luar yang sehat (bebas dari bau, debu, dan polutan lain yang mengganggu).

2. Suhu udara luar tidak terlalu tinggi (maksimal 290C).

3. Tidak banyak bangunan di sekitar yang menghalangi aliran udara. 4. Lingkungan tidak bising.

Jika persyaratan tersebut tidak terpenuhi, ventilasi alami justru akan merugikan(Satwiko;2004).

(31)

10

Tabel 2.4 Kebutuhan Udara Penyegaran.

Jenis ruangan Contoh ruangan Kebutuhan ruangan per orang (m3/jam)

Ruangan tanpa perokok Toserba, gedung pertunjukan, ruang

1. Sensor Gas Karbon Monoksida (CO)

Sensor TGS2442 menggunakan struktur multilayer sensor. Menampilkan TGS2442 baik selektivitas untuk karbon monoksida, sehingga ideal untuk memonitoring kandungan CO. Dengan keberadaan CO, sensor konduktivitas meningkat tergantung pada konsentrasi gas di udara.

(32)

Gambar 2.3Sensor TGS2442 2. Prinsip Kerja Sensor Karbon Monoksida (CO)

(33)

12

Gambar 2.4Rangkaian Dasar Sensor TGS 2442 Hambatan sensor (Rs) dihitung dengan persamaan berikut :

RS =((Vcc x RL) / Vout) – RL (2-1) Tegangan keluaran (Vout) dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Vout=(Rl / Rs + Rl) x Vin (2-2) Dimana : RL = Hambatan antara kedua elektroda sensor (Ohm)

Vcc = Tegangan Rangkaian (Volt) Vout = Tegangan Keluaran (Volt) Rs = Hambatan Variabel Sensor (Ohm)

(34)

Rs = Resistansi sensor gas yang ditampilkan pada berbagai konsentrasi Ro = Resistansi sensor pada udara bersih.

Gambar 2.5 Grafik karakteristik sensor TGS2442 2.6Microcontroller ATMega8535

ATMega8535 adalah microcontroller CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah. Microcontroller ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain:

(35)

14

2. ADC (Analog to Digital Converter);

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan; 4. CPU yang terdiri atas 32 register;

5. Watchdog Timer dengan osilator internal; 6. SRAM sebesar 512 byte;

7. Memori Flash sebesar 8kb dengan kemampuan read while write; 8. Unit Interupsi Internal dan External;

9. Port antar muka SPI untuk men-download program ke flash; 10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi; 11.Antarmuka komparator analog;

(36)

(37)

16

Tabel 2.5 Penjelasan pin pada microcontroller ATMega8535 Vcc Tegangan suplai (5 Volt)

GND Ground

RESET Input reset level rendah, pada pin ini selama lebih dari panjang pulsa minimum akan menghasilkan reset walaupun clock sedang berjalan. RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka sistem akan di-reset.

XTAL 1 Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock internal.

XTAL 2 Output dari penguat osilator inverting.

Avcc Pin tegangan suplai untuk port A dan ADC. Pin ini harus dihubungkan ke Vcc walaupun ADC tidak digunakan, maka pin ini harus dihubungkan ke Vcc melalui low pass filter. Aref pin referensi tegangan analog untuk ADC

AGND pin untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah.

Sumber: http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=ATMEGA8535

2.7ADC Microcontroller

(38)

Gambar 2.7 Fitur ADC pada Microcontroller ATmega8535

Atmega8535 memiliki 8 channel ADC yang ber-resolusi 8 bit dan 10 bit. Yang dimaksud 8 channel adalah pada PORTA, PORT0 sampai PORT 7 (8 PORT). Jadi rentang nilai pada 8 bit sebesar 2^8 = 256 dan pada 10 bit sebesar 2^10 = 1024. Nilai analog yang digunakan untuk acuan konversi dari microcontroller sebesar 5V. Nilai ini juga dapat diubah tergantung dengan kebutuhan dari referensi analog yang kita gunakan. Pada microcontroller ATMega8535 tegangan referensi dapat diaktifkan melalui pin AREF dan AVCC yang sebelumnya telah diberikan tegangan. Jadi jika nilai konversi ADC ke digital seperti berikut :

(39)

18

2.8PWM (Pulse Width Modulation)

PWM ( Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high dalam suatu periode sinyal dan di nyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0% sampai 100%, sebagai contoh jika sinyal berada dalam kondisi high terus menerus artinya memiliki duty cycle sebesar 100%. Jika waktu sinyal keadaan high sama dengan keadaan low maka sinyal mempunyai duty cycle sebesar 50%. Aplikasi penggunaan PWM biasanya ditemui untuk pengaturan kecepatan motor DC, pengaturan cerah/redup LED, dan pengendalian sudut pada motor servo(Iswanto dan Raharja;2014). Berikut cara perhitungan Duty cicle

(2-3)

(40)

Pada modul ini PWM digunakan sebagai pulsa pengatur tegangan yang akan menyuplai rangkaian sensor. PWM dihubungkan pada kaki 4(Vh) dan kaki 2(Rl) pada sensor. Pemberian pulsa bertujuan untuk mencegah perpindahan panas dari elemen heater ke bagian sensor, Pada kondisi suhu dan kelembaban yang sangat tinggi panas dari heater akan menyebabkan pergeseran nilai Rs yang cukup jauh dan mempengaruhi kerja sensor dengan kata lain pemberian pulsa bertujuan agar sensor tidak overheat.

2.9Driver Fan DC IC ULN2803

ULN2803 adalah chip Integreted Circuit (IC) berupa rangkaian transistor

Darlington dengan tegangan tinggi. Hal ini memungkinkan untuk membuat

antarmuka sinyal TTL dengan beban tegangan tinggi. Chip mengambil sinyal

tingkat rendah (TTL, CMOS, PMOS, NMOS yang beroprasi pada tegangan

rendah dan arus rendah) dan bertindak sebagai relay, menyalakan atau

mematikan tingkat sinyal yang lebih tinggi di sisi yang berlawanan.

(41)

20

Sebuah sinyal TTL beroprasi dalam selang 0-5V, dengan segala sesuatu antara 0,0 dan 0,8 dianggap “rendah” (off), dan 2,2 sampai 5.0V dianggap “tinggi” (on). Daya maksimum yang tersedia pada TTL tergantung pada

jenisnya, tetapi umumnya tidak melebohi 25mW (~5mA 5V), sehingga tidak cukup untuk sesuatu seperti kumparan relay. Di sisi output ULN2803 umumnya berada pada selang nilai 50V/500mA, sehingga dapat mengoprasikan beban kecil secara langsung. Pada aplikasi lain, sering digunakan untuk daya kumparan dari satu atau lebih relay, yang memungkinkan tegangan yang lebih tinggi atau arus yang lebih kuat, dikontrol oleh sinyal tingkat rendah.

Secara fisik ULN2803 adalah konfigurasi IC 18-pin dan berisi delapan transistor NPN. Pin 1-8 menerima sinyal tingkat rendah, pin ( sebagai grounding (untuk referensi tingkat sinyal rendah). Pin 10 adalah COM pada sisi yang lebih tinggi dan umumnya akan dihubungkan ke tegangan positif. Pin 11-18 adalah output (Pin 1 untuk Pin 18, Pin 2untuk Pin 17, dan seterusnya)(Lareno,Bambang;2013).

2.10 LCD (Liquid Cristal Display)

(42)

back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik(http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/).

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah : Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti microcontroller dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. Pin LCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 KOhm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt(http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display).

(43)

22

2.11 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alaram) ( http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007/04/buzzer.html).

Gambar 2.11 Buzzer 2.12LED

(44)

Emitting Dioda) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis dopping yang berbeda diata dapat menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED (Light Emitting Dioda) merupakann salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED (Light Emitting Dioda) dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebgai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED (Light Emitting Dioda) dapat dilihat pada gambar berikut(http://elektronika-dasar.web.id/led-light-emitting-dioda/).

Gambar 2.12 LED (Light Emitting Dioda) 2.13Fan DC

(45)

24

pada fan DC pada dasarnya adalah sama dengan prinsip kerja motor DC umumnya(http://elektronika-dasar.web.id/motor-dc/prinsip-kerja-motor-dc/).

(46)

(47)

1

BAB III

METODE PENELITIAN

Penyusunan naskah tugas akhir ini berdasarkan pada masalah yang bersifat aplikatif, yaitu perencanaan dan realisasi alat agar dapat bekerja sesuai dengan perancangan dengan mengacu pada rumusan masalah. Data dan spesifikasi komponen yang digunakan dalam perencanaan merupakan data sekunder yang diambil dari buku data komponen elektronika.

3.1Tempat dan Waktu Penelitian

Pembuatan Simulator Monitoring dan Pembersih Gas Karbon Monoksida Berbasis Microcontroller Atmega8535 ini di lakukan di Laboratorium Elektronika Program Studi Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, pada tanggal 01 Juni 2016 sampai 10 Agustus 2016.

3.2Jenis Penelitian

Jenis penelitian adalah rancang bangun alat dengan menguji coba sistem kerja alat simulator monitoring dan pembersih gas karbon monoksida berbasis microcontroller ATmega8535. Keluaran dari alat ini berupa tampilan LCD yang menampilkan banyaknya kadar CO di ruangan, fan, buzzer dan led sebagai sistem alaram.

3.3Alat dan Bahan

(48)

 Sensor gas CO TGS2442

 Minimum sistem dengan microcontroller Atmega8535

 Driver Fan DC (ULN2803)

 LCD 16 x 2

 Buzzer

 LED

3.4Perancangan dan Pembuatan

1.4.1 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

1. Perancangan Sistem Keseluruhan

Sistem yang dirancang bertujuan uantuk mendeteksi adanya gas karbon monoksida dari asap rokok serta menampilkan banyaknya kadar gas yang terdeteksi. Adapun perancangan alat yang akan digunakan dalam penelitian ini seperti pada gambar dibawah ini:

(49)

3

Alat ini bekerja berdasarkan ada tidaknya gas karbon monoksida yang terdapat pada suatu ruangan yang berasal dari asap rokok. Secara singkat prinsip kerja alat secara keseluruhan adalah sebagai berikut.

Tegangan dari jala-jala PLN akan memberikan input pada power supply. Rangkaian power supply berfungsi untuk menyuplay tegangan DC yang dibutuhkan rangkaian sensor, microcontroller dan seluruh rangkaian. Saat sensor mendeteksi gas karbon monoksida dalam asap rokok resistansi sensor akan menurun sehingga tegangan output akan meningkat, perubahan inilah yang kemuadian dijadikan cara untuk mendeteksi adanya gas karbon monoksida dalam asap rokok di dalam sebuah ruangan. output dari sensor yang masih berupa tegangan analog diubah menjadi sinyal digital oleh ADC microcontroller ATMega8535. Penulis menggunakan driver ULN2803 untuk mengendalikan perputaran fan yang berfungsi sebagai penghisap asap rokok. Output dari Simulasi ini berupa tampilan pada lcd, led, buzzer dan fan dc.

2. Perancangan Rangkaian Sensor Gas CO

(50)

Rangkaian dasar sensor terdiri dari Vc (kaki 3 dan 4) yang dihubungkan dengan sumber tegangan 5 Volt, Vh (kaki 1 dan 2) yang dihubungkan ke ground. Pada kaki 1 sebelum dihubungkan ke ground terlebih dahulu dihubungkan ke resitor (Rl 20K ohm). Output sensor diukur pada kaki no 1. Sinyal sensor diukur secara tidak langsung melalui perubahan tegangan yang melewati hambata Rl. Nilai hambatan sensor (Rs) diperoleh dari persamaan berikut:

(3-1)

Dimana:

Vcc = tegangan sumber (Volt) Vout = tegangan keluaran (Volt)

Rl = hambatan antara kedua elektroda pada sensor (Ohm) Rs = hambatan variabel sensor (Ohm).

(51)

5

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor TGS2442

3. Perancangan Minimum Sistem Microcontroller Atmega8535

Microcontroller Atmega8535 digunakan sebagai pengendali sinyal yang akan diolah dan dikeluarkan pada lcd, buzzer, fan dan led.

Tabel 3.1 Konfigurasi yang Digunakan dalam Microcontroller Atmega8535

Port Fungsi

PC.0 – PC.7 Digunakan sebagai keluaran data tampilan pada

LCD

PA.0 Digunakan sebagai masukan untuk ADC

PB.0 – PB.7 Digunakan sebagai keluaran (tegangan masukan untuk mengaktifkan driver fan DC).

PD.0 – PD.7 Digunakan sebagai keluaran untuk menyalakan

buzzer dan led.

(52)

4. Perancangan LCD

Perancangan LCD ini berfungsi untuk menampilkan karakter. Dalam pengoprasiannya terlebih dahulu ditentukan format penulisan dan pengoprasiannya. Selanjutnya adalah proses penulisan karakter yang diinginkan dan disertai dengan posisi baris dan kolom. Pengiriman data ke LCD cukup dilakukan satu kali.

Gambar 3.4 Rangkaian LCD 5. Perancangan Driver Fan DC

Driver digunakan untuk mengaktifkan fan DC, pada rangkaian ini driver menggunakan IC ULN2803 dan Relay 12Volt Dc. Berikut visual 3D driver fanDC.

(53)

7

1.4.2 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Perancangan perangkat lunak adalah inti dari alat ini. Fungsi dari perangkat lunak ini sebagai pengendali untuk mengendalikan semua proses yang ada dalam seluruh sistem dan mengaturnya. Perangkat lunak ini akan dimasukan dalam microcontroller. Bahasa yang digunakan adalaha Bahasa C Codevision AVR. Untuk penulisan program dapat dilihat pada lampiran hal.1

(54)

1.5Sistematika Pengukuran

1.5.1 Rata-rata

Rata–rata adalah bilangan yang di dapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut.

(3-2)

Rumus rata – rata adalah :

Dimana X’ = rata-rata X1,..,Xn = nilai data N = banyak data

1.5.2 Standar Devisiasi

Adalah suatu nilai yang menunjukkan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standard penyimpangan dari rata-ratanya. Jika standard deviasi semakin kecil maka data tersebut semakin presisi. Rumus Standar Deviasi adalah :

√ (3-3)

Dimana SD = standart deviasi X’ = rata-rata

X1,..,Xn = nilai data N = banyak data

1.5.3 Nilai Eror

(55)

9

Rumus Error adalah :

(3-4)

1.6Pengujian Rangkaian Sistem

Setelah komponen dipasang ke PCB dan perangkat lunak selesai dibuat selanjutnya pengujian dan hasilnya dianalisa untuk masing-masing blok yang telah dibuat sehingga keakuratan dari sistem yang telah dirancang dapat diketahui. Metode pengujian alat adalah sebahai berikut:

1. Menguji sistem pada tiap-tiap blok.

2. Menggabungkan sistem dari beberapa blok menjadi keseluruhan sistem. 3. Mengadakan pengujian rangkaian secara keseluruhan.

4. Mengevaluasi hasil pengujian keseluruhan sistem.

1.6.1 Pengujian Rangkaian Sensor Gas CO

Tujuan pengujian sensor gas adalah untuk meliahat adanya perubahan tegangan saat sensor berada dalam dua kondisi yaitu terpapar asap rokok dan saat tidak terpapar.

(56)

 Sensor Gas TGS2442

 Power supply

 Multimeter digital

 Sumber asap

b. Prosedur Pengujian

 Menyusun rangkaian seperti pada gambar 3.2

 Menghubungkan tegangan masukan sensor pada power supply

keluaran +5Volt

 Menghubungkan ground rangkaian pada ground power supply

 Memberikan sumber asap

 Mengukur tegangan keluaran sensor saat kondisi terpapar asap

dan saat tidak terpapar asap.

 Mencatat hasil pengujian.

Gambar 3.7 Pengujian Sensor TGS2442 1.6.2 Pengujian Rangkaian LCD

Tujuan pengujian LCD adalah untuk menhetahuai apakah rangkaian LCD dapat menampilkan data atau karakter sesuai dengan perancangan.

a. Peralatan Pengujian

 Microcontroller

Sensor TGS2442 Power

(57)

11

 Rangkaian LCD

 Power Supply

b. Prosedur Pengujian

 Menghubungkan rangakaian LCD ke microcontroller seperti

pada gambar 3.4

 Memprogram microcontroller untuk menampilkan tulisan

(angka/huruf)

 Menghubungkan rangkaian dengan power supply

 Mengamati tampilan LCD

 Mencatat hasil pengujian.

Gambar 3.8 Pengujian Rangkaian LCD 1.6.3 Pengujian Rangkaian Driver Fan DC

(58)

 Menghubungkan rangkaian pada power supply dan

microcontroller

 Menghubungkan rangkaian driver dengan fan DC

 Memprogram microcontroller

 Mengamati hasil pengujian (fan dapat berputar atau tidak)

 Mencatat hasil pengujaian

Gambar 3.9 Pengujian Driver Fan

Mikro kontroler Power

(59)

1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHSAN

1.1Hasil dan Pembahasan

Secara umum, hasil pengujian ini untuk mengetahui apakah alat yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan perancangan yang telah ditentukan. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kerja perangkat keras pada masing-masing blok rangkaian penyusun sistem, antara laian pengujian Power supply, sensor TGS2442, Driver Fan, rangkaian LCD dan keseluruhan sistem yang diperoleh yang nantinya akan dibahas untuk dijadikan dalam pengambilan kesimpulan.

1.1.1 Hasil dan Pembahasan Pengujian Keakuratan Data ADC

Untuk mengetahui bagaimana cara agar didapat kadar PPM dalam udara, yang harus dilakukan adalah mengetahui tegangan output sensor TGS2442 terlebih dahulu, sehingga akan didapat nilai Rs dan Ro nya yang kemudian akan diolah kedalam bentuk PPM. Cara agar bisa menampilkan tegangan output sensor TGS2442 pada LCD yaitu dengan menggunakan rumus berikut pada program Codevision-AVR.

Output

**sensor *Vref /1024**

(4-1)

Jadi tegangan output dari port ADC dibagi dengan nilai 1024 karena microcontroller sebelum menampilkan data ke layar LCD dari port ADC, ADC mengalikan cacahan dengan 1024, cacahan yang dilakukan microcontroller lebih detailnya dari 0 sampai 1023, maka

(60)

harus dibagi dengan nilai 1024 agar diketahui nilai yang sebenarnya dari ADC tanpa dikali dengan pencacah. Data yang telah dibagi kemudian dikalikan tegangan ADC yaitu tegangan AREF, biasanya tegangan AREF ini berkisar antara 4,9 V sampai 5,20 V tergantung dari regulator yang dipakai, jadi akan didapat nilai tegangan output dari suatu sensor, namun perlu dilakukan kalibrasi terlebih dahulu terhadap data tegangan ini dengan membandingkan antara tampilan tegangan output pada LCD dengan multimeter, berikut tebel perbandingan data yang telah diambil dengan menggunakan rumus tegangan diatas.

Tabel 4.1 Pengujian Keakuratan Data ADC

Kalibrasi ADC (Volt)

Tegangan ADC Tegangan Multimeter

0,52 0,51

0,60 0,60

0,74 0,74

0,95 0,96

1,20 1,20

(61)

3

1.2Hasil Pengujian Sensor TGS2442

4.2.1 Hasil Pengukuran Kadar CO Simulator

Tabel 4.2 Pengukuran Kadar CO 10-20ppm

Pengukuran PPM SMPCO PPM CO

Ket : SMPCO (simulator Monitoring dan Pembersih Gas CO)

(62)

(63)

5

(64)

batas toleransi pengukuran yaitu < 2%. Sehinnga dapat disimpulkan modul (SMPCO) bekerja dengan baik.

4.2.2 Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran pada Sensor TGS2442

dan Pembacaan ADC

Tabel 4.6 Pengukuran Tegangan Pada Kadar CO 10-20ppm

Pengujian Keluaran

Pengujian Keluaran TGS2442 Pembacaan ADC Selisih

Pengukuran % Error

1 0.6 0.62 0.02 0.032

2 0.6 0.62 0.02 0.032

(65)

7

Pengukuran % Error

(66)

(67)

9

(68)

(69)

11

(70)

4.2.3 Hasil Pengukuran Kestabilan Sensor TGS2442

Pengambilan data pada sensor karbon monoksida dilakukan selama 1 menit (60 detik) sebanyak 30 kali untuk menguji kestabilan sensor saat pengukuran. Data hasil pengukuran disajikan pada tabel dibawah ini: Tabel 4.14 Hasil pengukuran Kestabilan Sensor TGS2442 selama 1 menit

Pengukuran Tegangan Ppm

(71)

13

Pengukuran Tegangan Ppm

28 0.58 18

29 0.59 20

30 0.59 19

Rata-Rata 0.587 19.53

Hasil pengukuran tegangan output sensor pada Tabel diatas dapat diketahui bahwa output sensor relatif stabil.

4.2.4 Hasil Pengujian Sistem Output SMPCO (Simulator Monitoring

dan Pembersih gas CO)

Tabel 4.15 Hasil Pengujian Sistem Output SMPCO

(72)

Pengukuran Kadar CO

Penguujian sistem pembersih gas CO dilakukan dengan menempatkan alat dalam sebuah plant model ruang simulasi yang dilengkapi dengan sebuah kipas, alarm buzzer, dan indikator LED.

Proses pembersihan gas CO dilakukan dengan memberikan gas CO yang berasal dari asap kertas yang dibakar. Pada pengujian ini ambang batas yang diberikan sebesar 30 ppm karena pada kadar 30 ppm manusia yang berada dalam sebuah ruangan akan mulai merasakan dampak dari gas CO.

4.2.5 Hasil Pengukuran Waktu Pembersihan Gas CO

Tabel 4.16 Pembersihan pada kadar CO 50ppm

Pengujian Nilai ppm akhir Waktu pembersihan (detik)

1 29 8.4

(73)

15

3 29 8.22

Tabel 4.17 Pembersihan pada kadar CO 65ppm

16 29 9

(74)

26 29 10.43

27 29 10.6

28 29 11

29 29 11.2

30 29 10.56

Rata-rata 10.758

Pengukuran waktu pembersihan dilakukan dengan cara memberikan gas CO dengan kosentrasi tertentu pada ruang simulasi. Kemudian amati modul saat buzzer, fan dan led aktif (kadar CO melampaui standar) nyalakan penghitung waktu sampai kadar CO dalam ruang menunjukan kadar normal (led, buzzer dan fan mati). Dari data grafik dan tabel diatas dapat diketahui bahwa waktu pembersihan ruangan Sistem ini baik digunakan untuk meminimalisir bahaya gas CO pada suatu ruangan.

1.3Hasil dan Pembahasan Pengujian LCD

Tabel 4.19 Hasil Pengujian Rangkaian LCD

Kadar CO (ppm) Keluaran LCD

<30 “Ruangan Bersih”

>30 “Ruangan Kotor”

Rangkaian penampil LCD bekerja dengan baik karena dapat menampilkan karakter sesuai dengan perencanaan.

(75)

17

Pengendali utama dalam sistem ini adalah microcontroller Atmega8535. Bahasa program yang digunakan adalah bahasa C Codevision AVR. Program ini bertujuan untuk menjalankan suatu alat untuk mendeteksi adanya gas karbon monoksida (CO) yang akan memberikan informasi kepada semua orang yang berada dalam satu ruangan tentang konsentrasi gas CO dalam ruangan tersebut.

Terlebih dahulu kita pasang semua rangkaian sesuai skema. Pada sistem ini microcontroller terlebih dahulu mendeteksi keadaan sensor gas setelah itu sinyal keluaran sensor gas dikonversi oleh ADC kemudian diteruskan ke microcontroller. Pengendalian seistem seluruhnya dikendalikan oleh microcontroller. Program utama untuk menjalankan sistem menggunakan bahasa pemrograman Codevision AVR.

Dalam program ini setelah sensor gas mendeteksi adanya kandungan CO di udara yang melebihi batas normal maka microcontroller akan memerintahkan driver fan untuk menjalankan fan , led dan buzzer menyala, dan konsentrasi kadar CO ditamplkan pada LCD.

1.5Pembahasan Keseluruhan Sistem

(76)

(77)

1

BAB V

PENUTUP

Dari hasil pengujian alat pada tugas akhir ini, dapat ditarik kesimpulan dan saran yang nantinua dapat berguna untuk pengembangan alat ini secara lebih baik lagi.

5.1Kesimpulan

Berdasarkan uraian dan analisa yang telah dikemukakan pada bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Simulator monitoring dan pembersih gas karbon monoksida ini berhasil, berjalan dengan baik dan dapat mencapai tujuan yang diinginkan yaitu dapat mendeteksi gas karbon monoksida pada asap rokok yang digunakan sebagai sumber gas karbon monoksida pada uji coba alat dengan nilai error < 2%.

2. Keluarnya output pada layar LCD hasil dari pendeteksian gas CO sesuai dengan apa yng diinginkan, pengendalian dan penggunaan lampu LED, BUZZER dan FAN dapat tercapai sesuai dengan perancangan sistem.

3. Waktu pembersihan ruang simulasi dengan kadar CO tertinggi (85ppm) adalah 10,76 detik.

5.2Saran

(78)

1. Karena karakteristik sensor yang peka terhadap suhu lingkungan dan panas dari heater sensor alangkah baiknya sistem ditambah program cooling secara otomatis setelah 15 detik karena setelah 15 detik ruangan sudah dianggap bersih dari gas CO hal ini perlu dilakukan untuk mengontrol suhu berlebih dan mencegah kerusakan sensor.

2. Alat ini dapat dikembangkan dengan menambahkan filter udara agar udara yang dialirkan keluar tidak mencemari lingkungan.

(79)

1

DAFTAR PUSTAKA

Aditama, Tjandra Yoga. 1992. Rokok dan Kesehatan. Jakarta: UI Press. Basha, Adnil. 2012. Risalah Atas Rokok. [Online] tersedia: http://yandisangdebu.blogspot.co.id/2012/05/risalah-atas-rokok-dr-adnil-basha-spjp.html [diakses pada Kamis, 19 Mei 2016]

Efendi, Phen. 2010. CO dan CO2. [online] tersedia : http://efendybloger.blogspot.co.id/2010/10/co-co2.html [diakses pada Senin, 30 Mei 2016]

Eliezer, I Putu Giovanni. 2013. ADC Mikrokontroler. [online] tersedia: http://www.geyosoft.com/2013/adc-mikrokontroler [diakses pada Rabu, 20 Januari 2016]

Fitzgerald, A.E dkk.2006. Dasar-dasar Elektronik Jilid 1, Terjemahan Pantur Silaban Ph.D. Jakarta:Erlangga

http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/ [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007/04/buzzer.html [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

http://elektronika-dasar.web.id/led-light-emitting-dioda/ [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

http://elektronika-dasar.web.id/motor-dc/prinsip-kerja-motor-dc/ [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

http://www.forumsains.com/mikrokontroler-dan-robotika/konversi-adc-pada-mikrokontroler/ [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

https://www.epa.gov/criteria-air-pollutants/naaqs-table.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/144246/ETC1/TGS2442.html [diakses pada Selasa, 19 Januari 2016]

(80)

http://serilmu.blogspot.co.id/2015/02/pengertian-flowchart-dan-simbol.html. [diakses pada 12 Juli 2016]

Hadiyani, Murti. 2006. Keracunan Karbon Monoksida. [online] tersedia: www.pom.go.id/racun_karbonmonoksida/pdf [diakses pada Jumat 29 Juli 2016]

HRP, Astrid Aprilia. 2014. Alat Ukur Konsentrasi Karbon Monoksida Pada Ruangan Menggunakan Sensor MQ-7, Karya Tulis Ilmiah. Program Studi D3 Metrologi Instrumentasi Departement Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara, Medan

Iswanto. dan Raharja, Nia Maharani.2014. Mikrokontroller Teori dan Praktek Atmega16 dengan Bahasa C. Yogyakarta: Deepublish

Keputusan Mentri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 371/MENKES/SK/III/2007 Tentang Standar Profesi Teknik Elektromedik.

Kesra. 2014. Jumlah Perokok Tinggi, Bonus Demografi Terancam Gagal Diraih. [Online] tersedia: http://www.beritasatu.com/kesra/210070-jumlah-perokok-tinggi-bonus-demografi-terancam-gagal-diraih.html [diakses pada Selasa, 12 Juli 2016].

Lareno, Bambang. 2013. Integrated Circuit ULN2803. [Online] tersedia: http://larenoweb.blogspot.co.id/2013/03/integrated-circuit-uln2803.html [diakses pada Kamis 21 Januari 2016]

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2003 Tentang Pengamanan Rokok Bagi Kesehatan Presiden Republik Indonesia. Perdana, Anggit. 2013. Purwarupa Sistem Pemantau Dan Peringatan Kadar Gas

Karbon Monoksida (Co) Pada Kabin Mobil Berbasis Mikrokontroler Atmega8. Karya Tulis Ilmiyah Program Studi Sistem Komputer Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.

Satwiko, Prasasto. 2004. Fisika Bangunan 1. Yogyakarta: ANDI

Saito, Heizo. Dan Arismunandar, Wiranto. 1991. Penyegaran Udara. Cetakan ke-4.Jakarta: Pradnya Paramita.

Setiawan, Haviz. Berbagi pengetahuan. Sensor gas karbon monoksida TGS 2442. [online] tersedia: http://ilmubawang.blogspot.co.id/2012/02/sensor-gas-karbonmonoksida-tgs-2442.html [diakses pada Selasa, 19 Januari 2016]

(81)

3

Suprapto, M.T. 2012. Aplikasi dan Pemrograman Mikrokontroler AVR. Yogyakarta: Unypress

Syahrul. 2014. Pemrograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembly dan C. Bandung: Informatika

Weebly. Pollution on my earth. [Online] Tersedia : http://www.pollutiononmyearth.weebly.com/pencemaran-udara.html [diakses pada Selasa, 12 Juli 2016]

Wardhana, Wisnu Arya. 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta: ANDI

(82)

Author : DELIYANA HARUN

Company : UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 1.000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

Penulisan Header Program, Baris yang berisi deklarasi fungsi atau variabel. File ini digunakan semacam perputakaan bagi pernyataan yang ada di tubuh program

Pendeklarasian Tipe Data yang digunakan dalam program

Deklarasi ADC float data, tegangan, Ppm, rata;

unsigned char temp[6], temp2[6];

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);

// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);

(83)

Deklarasi Timer0 Untuk PWM

Deklarasi Fungsi/Program Utama (Rumus pembacaan ADC,PWM dan Sensor) // Timer 0 overflow interrupt service routine