Perancangan Alat Ukur Emisi Gas Buang Pada Kendaraan Bermotor Menggunakan Sensor Mq-7

PERANCANGANALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA

KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

TUGAS AKHIR

FAQIH HARSENO SABIL

112411046

PROGRAM STUDI DIPLOMA III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA

KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

PROGRAM STUDI DIPLOMA III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Faqih Harseno Sabil

NIM : 112411046

Program Studi : D-3 Metrologi Dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di Medan, Juli 2014

Diketahui/Disetujui oleh

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi Dan Instrumentasi Tugas Akhir

Dr. Diana A. Barus, M.Sc.

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA

KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

TUGAS AKHIR

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

Medan, Juli 2014

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan yang merupakan salah satu syarat dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi D-III Metrologi Dan instrumentasi.Tak lupa juga sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Demi kelancaran dalam penyelasaian laporan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak terutama kepada Ayahanda Hardi Sunoto, SE dan Ibunda Sri Uniaty beserta saudara kandung penulis Abangda Widagdo Harun Al Rasyid dan Adinda Jehan Safat Ningrat yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah

PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA KENDARAAN

BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.sc,selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Dra. Ratna Askiah S., M.Si,selaku Sekretaris Program Studi D-III Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh teman-teman D3 Metrologi dan Instrumentasi yang telah mendukung dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir.

7. Teman-teman seperjuangan Jepri,Fadhly, Cahya, Ivon, Ocak, Nuril, Anie, Vadhya, Iki, Nisa, Irfa, Dinda dan teman-teman yang lain.

8. Rhobby Maulana, Dwi Budi Prasetyo,Teguh Triantoro,Reza Al-Kautsar, Hamdan Hamid Siregar dan Bang Oki beserta pengurusanggota UKM Robotik SIKONEK Universitas Sumatera Utara.

9. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satuper satu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Juli 2014 Hormat Saya,

PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA

KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul"Perancangan Alat Ukur Emisi Gas Buang pada Kendaraan Bermotor dengan menggunakan Sensor MQ-7".Untuk mengetahui kadar konsentrasi gas karbon monoksida (CO), dibutuhkan alat yang dapat mengukur konsentrasi tersebut.Maka dalam hal ini dibuat alat ukur emisi gas buang, dengan studi kasus pengukuran gas karbon monoksida (CO).Alat ukur emisigas buang ini menggunakan sensor gas MQ-7 sebagai sensor gas karbon monoksida (CO). Sedangkan mikrokontroler ATmega16 sebagai kontroler dan pemroses sinyal, serta Liquid Crystal Display (LCD) dengan karakter 2x16 berfungsi untuk penampil data.

Alat ini berfungsi untuk mengukurkadar karbon monoksida pada kendaraan bermotor.Dalam hal ini digunakan kendaraan bermotor sebagai objek yang diatur.Pengukuran emisi gas buang ini menggunakan sensor MQ-7, Mikrokontroler ATMega16A dan LCD.MQ-7 adalah sensor yang dapat mengukur kadar karbon monoksida di kendaraan bermotor. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik.MQ-7 itu sendiri merupakan sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat.MQ-7 mempunyai input berbentuk sensor gas, sensor ini akan mendeteksi kadar karbon monoksida (CO) dan menampilkannya padaLCD. Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar kadar karbon monoksida yang dideteksi oleh sensor MQ-7, kemudian mikrokontroler memproses kadar karbon monoksida tersebut dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya. Hasil pengukuran ini kemudian ditampilkan pada LCD.

DAFTAR ISI

Daftar Singkatan viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang 1

1.2Rumusan Masalah 2

1.3Tujuan Penulisan 2

1.4Batasan Masalah 3

1.5Metode Penelitian 3

1.6Sistematika Penulisan 4

BAB IILANDASAN TEORI

2.1Sensor MQ-7 6

2.2Mikrokontroler ATMega 16 7

2.2.1 Konfigurasi PIN ATMega 16 8

2.3Liquid Crystal Display (LCD) 10

BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1Perancangan Sistem 12

3.1.1 Prinsip Kerja Alat 12

3.1.2 Cara Kerja Alat 14

3.2Perancangan Rangkaian Minimum Sistem 14

3.2.1 Sensor MQ-7 14

3.2.2 Mikrokontroler ATMega 16 15

3.2.3 Rangkaian Liquid CrystalDisplay (LCD) 16

3.3Perancangan Rangkaian Keseluruhan 17

3.4Flowchart Sistem 18

BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN

4.1Data Pengujian Alat 19

4.2Grafik Data Pengujian 21

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan 22

DAFTAR GAMBAR

No. Gambar Judul Halaman

2.1 Sensor MQ-7 6

2.2 Mikrokontroler ATMega16 8

2.3 Pin-Pin Mikrokontroler ATMega16 8 2.4 Liquid Crystal Display (LCD) Character 2x16 9

3.1 Konsep Dasar Sistem 11

3.2 Blok Diagram 12

3.3 Struktur Sensor MQ-7 13

3.4 Rangkaian Minimum Sistem ATMega16 14

3.5 Rangkaian Konektor Dari Mikrokontroler Ke LCD 15

3.6 Skema Rangkaian Keseluruhan 16

3.7 Diagram Alir (Flowchart) 17

DAFTAR TABEL

No. Tabel Judul Halaman

DAFTAR SINGKATAN

LDR = Light Dependent Resistor AVR = Alf Vegard and RISC

EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ALU = Arithmetic LogicUnit

BLD = BitLoad

BST =BitStore

PCB = Printed Circuit Board LCD = Liquid Crystal Display ADC = Analog Digital to Converter

CO

=

Carbon Monoxide

PERANCANGAN ALAT UKUR EMISI GAS BUANG PADA

KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7

ABSTRAK

Pada Tugas Akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul"Perancangan Alat Ukur Emisi Gas Buang pada Kendaraan Bermotor dengan menggunakan Sensor MQ-7".Untuk mengetahui kadar konsentrasi gas karbon monoksida (CO), dibutuhkan alat yang dapat mengukur konsentrasi tersebut.Maka dalam hal ini dibuat alat ukur emisi gas buang, dengan studi kasus pengukuran gas karbon monoksida (CO).Alat ukur emisigas buang ini menggunakan sensor gas MQ-7 sebagai sensor gas karbon monoksida (CO). Sedangkan mikrokontroler ATmega16 sebagai kontroler dan pemroses sinyal, serta Liquid Crystal Display (LCD) dengan karakter 2x16 berfungsi untuk penampil data.

Alat ini berfungsi untuk mengukurkadar karbon monoksida pada kendaraan bermotor.Dalam hal ini digunakan kendaraan bermotor sebagai objek yang diatur.Pengukuran emisi gas buang ini menggunakan sensor MQ-7, Mikrokontroler ATMega16A dan LCD.MQ-7 adalah sensor yang dapat mengukur kadar karbon monoksida di kendaraan bermotor. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik.MQ-7 itu sendiri merupakan sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat.MQ-7 mempunyai input berbentuk sensor gas, sensor ini akan mendeteksi kadar karbon monoksida (CO) dan menampilkannya padaLCD. Alat ini bekerja secara otomatis dengan merespon berapa besar kadar karbon monoksida yang dideteksi oleh sensor MQ-7, kemudian mikrokontroler memproses kadar karbon monoksida tersebut dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya. Hasil pengukuran ini kemudian ditampilkan pada LCD.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Udara merupakan campuran beberapa kandungan gas. Tetapi terdapat juga gas yang berdampak negatif bagi manusia dan lingkungan. Gas yang berdampak negatif ini diakibatkan adanya pencemaran udara dari industri maupun transpotasi, seperti asap cerobong pabrik maupun asap kendaraan.

Gas buang kendaraan merupakan salah satu polutan atau sumber pencemaran udara yang relatif besar.Udara polutan ini mengandung racun yang berbahaya bagi kesehatan manusia, terutama gas karbon monoksida (CO).Gas karbon monoksida (CO) ini merupakan salah satu sebab utama keracunan yang paling umum bagi kesehatan manusia. Standar emisi gas buang yang sering diukur dan dipantau dengan kandungan gas tertentu, yaitu senyawa hidrokarbon (HC), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), oksigen (O2) dan nitrogen dioksida (NO2).

Untuk mengetahui konsentrasi emisi gas buang maka diperlukan alat ukur emisi gas, tetapi alat ini kebanyakan tidak efisien dalam penggunaannya karena bentuk dari alat yang terlalu besar dan harganya sangat mahal.Oleh karena itu dalam penelitian ini dibuat alat yang lebih sederhana, portable dan murah, yaitu alat ukur emisi gas buang yang berbasis mikrokontroler.Sehingga dengan alat ini dapat mengetahui tingkat atau konsentrasi emisi gas buang dengan mudah.

1.2Rumusan Masalah

Tugas Akhir ini membahas tentang perancangan yang terdiri dari sensor gas karbon monoksida yaitu MQ-7, Mikrokontroler ATMega16A sebagai pusat kendalinya beserta software pemrogramannya dan LCD sebagai tampilannya.

1.3Tujuan Penulisan

Penulisan laporan projek ini adalah untuk:

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikanTugas akhir pada program Diploma Tiga (D-III) Metrologi Dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.

3. Merancang suatu alat pengukuran karbon monoksida dengan menggunakan sensor MQ-7untuk kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega16A.

1.4Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas PenulisPerancangan Alat Ukur Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Menggunakan SensorMQ-7, dengan batasan-batasan sebagai berikut:

1. Sensorkarbon monoksidayang digunakan merupakan sensor MQ-7. 2. Sensor yang digunakan hanya mampu mengukur karbon monoksida. 3. Pengujian yang dilakukan hanya menggunakan gas pembuangan kendaraan

bermotor.

4. Pengujian hanya membandingkan kondisi perputaran mesin saat normal dengan menaikkan rotation per minute (rpm) kendaraan bermotor.

1.5 Metode Penelitian

1. Study literatur

Merupakan metode yang dilakukan oleh penulis dengan mengunjungi tempat dan mempelajari website ataupun buku-buku yang berkaitan dengan pembuatan alat ukur emisi gas buang pada kendaraan bermotor dengan menggunakan sensor MQ-7

2. Persiapan pembuatan konsep alat ukur

Merupakan suatu tahap awal dalam merumuskan masalah dan membuat rancangan konsep dalam menyelesaikan suatu masalah. Bentuknya adalah konsep tertulis dan tergambarkan dalam bentuk diagram blok.

3. Perancangan dan pembuatan alat ukur

4. Menguji mekanika dari alat ukur

Merupakan tahap menguji mekanika dari alat ukur, untuk dilanjutkan agar bisa di program.

5. Proses pembuatan pemrograman

Kegiatan dimana mencari algoritma yang menjadi suatu program untuk alat ukur emisi gas buang dengan menggunakan mikrokontroler ATMega16. 6. Uji tahap awal

Proses menguji alat ukur emisi gas buang pada kendaraan bermotorini, agar bisa dikalibrasi/dibandingkan dengan standar yang ada.

7. Membuat kesimpulan dari hasil alat ukur emisi gas buang dengan menggunakan sensor MQ-7.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun Sistematika Penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini membahas tentang latar belakang projek akhir, identifikasi masalah, maksud dan tujuan, metode penelitan, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan dalam pembahasan sistem perancangan alat ukur ini.

BAB III : METODE PENELITIAN

BAB IV : HASIL DAN DATA PENGUJIAN

Pada bab ini berisi uraian hasil pengujian alat ukur emisi gas buang pada kendaraan bermotor

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

BAB II

LANDASAN TEORI

Karbon monoksida adalah zat pencemar dengan rumus CO yang merupakan jumlah karbon monoksida yang dihasilkan dari proses pembakaran dalam ruang bakar mesin kendaraan yang dikeluarkan melalui pipa gas buang. Landasan teori sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem.Selain dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu sistem.Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka landasan teori merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya.Pengetahuan yang mendukung perancangan alat meliputi sensor MQ-7, Mikrokontroler ATMega16A dan LCD (Liquid Crystal Display).

2.1Sensor MQ-7

Untuk mendeteksi karbon monoksida digunakan sebuah sensor yaitu MQ-7 yang dapat dikalibrasikan langsung, MQ-7 ini mempunyai sensitivitas yang tinggi dan tahan lama seperti pada gambar 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor MQ-7

Catu Daya Heater 5V AC/DC

Catu Daya Rangkaian 5V DC

Range Pengukuran 20 – 2000 ppm

Gas yang diukur Karbon Monoksida(CO)

Aplikasi yang bisa digunakan oleh sensor yaitu di lingkungan rumah tangga, industri dan kendaraan bermotor.

Sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih.Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. MQ-7 memiliki 6 pin, 4 pin yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 pin lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.

Sensor MQ-7 memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat.Output sensor adalah resistansi analog. Rangkaian yang sangat sederhana ini memiliki daya kumparan pemanas sebesar 5V dengan menambahkan tahanan beban, dan menghubungkan outputnya ke ADC mikrokontroler.

2.3Mikrokontroler ATMega16A

bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah atau pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi.

Gambar 2.2 Mikrokontroler ATmega16A

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega16

Konfigurasi Pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40 pin dapat dilihat pada Gambar 2.3. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pin untuk masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.

Adapun kegunaan dari port-port tersebut yaitu • Port A (PA7..PA0)

• Port B (PB7..PB0)

Pin B adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, Pin B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

• Port C (PC7..PC0)

Pin C adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

• Port D (PD7..PD0)

Pin D adalah suatu pin I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pin D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin D yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

•XTAL2 (Output Oscillator)

•AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan Konverter A/D. •AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D.

Gambar 2.3 Pin-Pin Mikrokontroler ATmega16

2.4Liquid Crystal Display (LCD)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi

Gambar 2.4 Liquid Crystal Display (LCD)Character 2x16

LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang.

Tabel 2.2 Pin-Pin Liquid Crystal Display (LCD)

Pin Symbols and functions

1 GND

2 VCC (+5) 3 Contrast Adjust

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Perancangan Sistem

Dalam bab ini akan dibahas mengenai pembuatan rangkaian dan program. Seperti pengambilan data pada pengujian emisi gas buang dengan mengukur kadar karbon monoksida yang di deteksioleh sensor MQ-7 kemudian mikrokontroler mengolah data.Perangkat keras yang digunakan terdiri dari sensor, minimum sistem ATMega16, dan LCD.Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah software program CodeVisionAVR.

3.1.1 Prinsip Kerja Alat

Sistem ini dibangun untuk mengukur emisikarbon monoksida pada kendaraan bermotor yang ada sehingga output-nya menghasilkan nilai melalui sensor MQ-7, yang nilai tersebut akan diolah dalam AVR ATMega16. Parameter yang digunakan adalah kadar karbon monoksida hasil pendeteksian dari sensor yang telah diolah sebelumnya kedalam AVR ATMega16 melalui port B. Kemudian hasil itu akan ditampilkan melalui LCD 16x2. Adapun konsep dasar sistem adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem

Penjelasannya sebagai berikut:

1. Input data berupa hasil pembacaan dari sensor MQ-7 dengan mendeteksi emisi karbon monoksida.

2. Proses pengolahan data karbon monoksida dari sensor diolah kedalam program pada mikrokontroler kemudian ditampilkan keLCD 16x2 ketika dalam kondisikarbon monoksida tertentu.

3. Output adalah hasil data yag sudah diolah mikrokontroler akan ditampilkan pada layar LCD.

Gambar 3.2 Blok Diagram

Berdasarkan blok diagram pada Gambar 3.2 di atas, terdapat beberapa komponen, adapun fungsi dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut:

1. Sensor Heating atau pemanasan sensor selama 60 detik. 2. Sensor mendeteksi gas emisi

3.1.2 Cara Kerja Alat

Cara Kerja Alat dijelaskan sebagai berikut: 1. Proses Heating (pemanasan) pada sensor MQ-7

2. Alat mendeteksi kadar karbon monoksida melalui sensor MQ-7.

3. Karbon monoksida yang telah diukur lalu diolah oleh mikrokontroler dan data yang sudah diolah akan di tampilkan pada LCD.

3.2 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem

3.2.1 Sensor MQ-7

Ukuran sensor ini tergolong kecil,sehingga mudah dalam pengaturan tata letak sensor. Dibawah ini adalah gambar dimensi dan struktur sensor MQ-7:

3.2.2 Mikrokontroler ATMega16

Port yang digunakan pada rangkaian minimum sistem yaitu pada tabel 3.1 dibawah ini:

Tabel 3.1 Port Rangkaian Minimum Sistem

PORT Pin Yang Digunakan Fungsinya

A �0 Baca Data Analog

B �₀ Mengendalikan atau

mengontrol tegangan yang diberikan ke heater C �₀,�₁,�₂,�₃,�₄,�₅,�₇ Dihubungkan ke LCD

3.2.3 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD)

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.5 Rangkaian skematik konektor dari Mikrokontrolerke LCD

Liquid crystal display (LCD) merupakan sejenis crystal yang akan berpendar

yang digunakan dalam penelitian tugasakhir ini adalah menggunakan liquid crystal display (LCD)dengan banyak baris dan karakter adalah 2x16 seperti padagambar 2.4.

3.3 Perancangan Rangkaian Keseluruhan

Pada rangkaian ini menggambarkan keseluruhan program yang dirancang dari sensor MQ-7, mikrokontroler dan LCD.

3.4 Flowchart Sistem

BAB IV

ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT

Pada bab ini dilakukan pengujian alat dengan membandingkan antara emisi pada saat idle dengan pada saat menaikkan rpm kendaraan bermotor, adapun tempat pelaksanaan pengujian tersebut dilakukan di:

Tempat : Pusdiklat LPPM USU Tanggal : 17 Juli 2014

Pukul : 20.00 – 21.30 WIB Merk Motor : Suzuki

Tahun : 2006

4.1Data Pengujian

Pengujian dilakukan dengan dua cara untuk mengambil data pengukuran yaitu sebagai berikut:

1. Dilakukan dengan keadaan gas normal (idle) pada kendaraan bermotor

Tabel 4.1 Data pengujian kendaraan bermotor pada saat keadaan idle

2. Dilakukan dengan keadaan menaikkan gas pada kendaraan bermotor

Pada tabel dibawah ini menunjukkan pengujian gas emisi karbon monoksida terhadap kecepatan gas (rpm) kendaraan bermotor.

Tabel 4.2 Data pengujian kendaraan bermotor pada saat keadaan menaikkan rpm

4.2 Grafik Data Pengujian

Gambar 4.1 Perbandingan antara kondisi idle dengan rpm dinaikkan

1 2 3 4 5

Gas Normal 18 17 18 19 19

Gas dinaikkan 21 22 22 22 21

0 5 10 15 20 25

Em

is

i

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran, dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Berdasarkan hasil pengujian sensor dan pengujian alat ukur emisi gas buang yang dibuat, pengukuran gas karbon monoksida (CO) dapat bekerja dengan baik. 2. Perbandinganantara emisi pada saat idle dengan pada saat menaikkan rpm dapat disimpulkan bahwa emisi gas buang pada saat menaikkan rpm lebih besar emisi karbon monoksida dari pada emisi pada saat idle karena pembakaran lebih banyak membakar bahan bakar sehingga emisi karbon monoksida yang dihasilkan lebih besar.

4.2Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1.

Dalam segi peletakan sensor terhadap aliran gas buang. Sehingga bisa mendeteksi gas dengan baik dan tidak merusak sensor.

2.

Dengan beberapa pengembangan aplikasi dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan mendapatkan hasil yang lebih baik lagi.

Daftar Pustaka

Malvino, A. P. 1992. Prinsip-prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Suhata.2005.Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronika. Jakarta: Elex Media Komputindo.

Setiawan, Sulhan.2006.Mudah Dan Menyenangkan Belajar Mikrokontroler Yogyakarta:Andi

Petruzella, Frank D,.1996.Elektronik Industri. Yogyakarta: Andi

Rahmat, Rafiudin.2007.Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR seri AT Mega 8535, Yogyakarta:Andi Yogyakarta

CODING PROGRAM

• Program CodeVision AVR Mikrokontroler ATMega16 Chip type : ATmega16A

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 16,000000 MHz Memory model : Small

// Alphanumeric LCD functions #include <alcd.h>

int currTime = 0; int prevTime = 0;

int currCoPwrTimer = 1; //0.5 S int CoPwrState = 0;

// Timer1 output compare A interrupt service routine interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void) { // Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

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

ADCSRA|=0x10;

// Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00;

DDRB=0x01;

// Port C initialization

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 2000,000 kHz // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: On // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x10;

// USART initialization // USART disabled UCSRB=0x00;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;

SFIOR=0x00; // ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz // ADC Voltage Reference: AVCC pin // ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

// Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 5