Perangkat deteksi dini permasalahan pada mobil injeksi berbasis konsentrasi gas CO (karbon monoksida) - USD Repository

(1)

i

TUGAS AKHIR

PERANGKAT DETEKSI DINI

PERMASALAHAN PADA MOBIL INJEKSI

BERBASIS KONSENTRASI GAS CO (KARBON MONOKSIDA)

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

DAVID OKTA NUGRAHA NIM : 095114006

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

FINAL PROJECT

Device Early Detection

The Problem In The Injection Car

Based Concentration Gas CO ( Carbon Monoxide )

Presented as partial fulfillment of the requirements To obtain the sarjana teknik degree

In electrical engineering study program

DAVID OKTA NUGRAHA NIM : 095114006

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

PERANGKAT DETEKSI DINI

PERMASALAHAN PADA MOBIL INJEKSI

BERBASIS KONSENTRASI GAS CO (KARBON MONOKSIDA)

Oleh :

David Okta Nugraha

NIM : 095114006

telah disetujui oleh :

Pembimbing

(4)

iv

HALAMAN PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PERANGKAT DETEKSI DINI

PERMASALAHAN PADA MOBIL INJEKSI

BERBASIS KONSENTRASI GAS CO (KARBON MONOKSIDA)

Oleh:

David Okta Nugraha NIM: 095114006

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal 18 Desember 2013 Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : Martanto, S.T.,M.T. ………..

Sekretaris : Bernadeta Wuri Harini, ST., M.T. ……….. Anggota : Petrus Setyo Prabowo, S.T, M.T. ………...

Yogyakarta, 02 Januari 2014 Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Dekan,

(5)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, 11 Desember 2013

(6)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

Hidup Tidak Menghadiahkan Barang Sesuatupun

Kepada Manusia

Tanpa Bekerja Keras

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk...

Yesus Kristus Penuntun Hidupku,

Keluargaku tercinta,

Kekasihku tersayang,

Teman-teman seperjuanganku,

Dan semua orang yang mengasihiku

(7)

vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : David Okta Nugraha

Nomor Mahasiswa : 095114006

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

PERANGKAT DETEKSI DINI

PERMASALAHAN PADA MOBIL INJEKSI

BERBASIS KONSENTRASI GAS CO (KARBON MONOKSIDA)

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 11 Desember 2013

(8)

viii

INTISARI

Salah satu penyebab pencemaran udara yang kini dapat dilihat adalah bersumber dari emisi kendaraan bermotor. Penyumbang polutan gas CO terbesar bagi kota-kota besar berasal dari kendaraan pribadi, motor, dan angkutan umum. Konsentrasi gas CO yang tinggi tidak hanya berbahaya bagi manusia tetapi juga untuk mesin kendaraan. Kerusakan pada mesin yang bisa diprediksikan dari gas CO yang tidak normal meliputi kerusakan sistem injeksi hingga masalah sistem emisi. Maka dari itu perlu adanya perangkat deteksi dini untuk mengukur konsentrasi gas CO pada mesin sekaligus memberikan indikasi dan solusi apabila konsentrasi CO tidak normal.

Pada penelitian ini, perangkat deteksi dini permasalahan pada mobil injeksi berbasis konsentrasi gas CO menggunakan sensor gas CO seri TGS 5042. Sensor tersebut digunakan untuk melakukan pengukuran gas CO dengan konsentrasi 0%ppm hingga 1%ppm dan sebagai kontroler digunakan mikrokontroler ATmega8535. Hasil pengukuran, indikasi dan solusi ditampilkan pada LCD. Untuk mendapatkan hasil yang akurat pengujian dilakukan dengan melakukan perbandingan pengukuran alat dengan alat standar milik DISHUB dan pengujian alat pada mobil.

Perangkat deteksi dini permasalahan pada mobil injeksi berbasis konsentrasi gas CO telah selesai dibuat dan alat dapat bekerja dengan baik. Nilai rata-rata Error pengukuran menggunakan alat hasil perancangan dibandingkan dengan alat standar DISHUB adalah 3.34%. Alat yang dihasilkan sudah dapat melakukan pengukuran konsentrasi CO mulai dari 0% ppm hingga 0.98 % ppm dan alat juga dapat memberikan peringatan dari kondisi pengukuran, melalui tampilan INDIKASI dan SOLUSI yang disesuaikan dengan hasil wawancara dengan mekanik ahli.

(9)

ix

ABSTRACT

One of the factors air pollution can now be seen is taken from motor vehicle emissions. Contribute to the largest pollutants gas CO for big cities derived from private vehicles, motorcycle, and public transportation. The concentration of gas CO high not only harmful to humans but also to car machine. Damage to a machine that can be predicted of gas CO abnormal covering the injection of damage to the problem a system of emission. Therefore requires a device early detection for measuring the concentration gas CO in machines and giving indications and the concentration of a solution if CO not normal.

In this research, a device early detection the problem in the injection car based concentration gas CO means of sensors gas CO series TGS 5042. The sensor is used to make measurements gas CO by concentrations of 0 % ppm until 1 % ppm and as controller used mikrokontroler ATmega8535. Measurement result, indications and solutions displayed on LCD. To get accurate results testing did side-by-side comparisons measurement performed with a tool with the default device belonging to DISHUB and testing instrument in the car.

A device early detection the problem in the injection car based concentration gas co has been completed and tools can work well. Average value of error of measurement of using tools the result of design compared with the default device DISHUB is 3.34 %. The resulting tool can already perform the measurement of concentration CO from 0% ppm to 0.98% ppm and the tool also can provide warnings of conditions through measurements, through the appearance of an indication and solutions which were adapted to the results of an interview with mechanical expert.

(10)

x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa keberhasilan menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. B. Wuri Harini, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan

ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini.

4. Martanto, S.T.,M.T., dan Petrus Setyo Prabowo, S.T.,M.T. dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, dan saran dalam merevisi skripsi ini. 5. Kedua orang tua tercinta, Eddy Wahono dan Lusiana Sumarti atas perhatian, kasih

sayang, dukungan dan doa yang tiada henti.

6. Kakak dan Adik tercinta, Esther Rosita, Jimmy Efraim, dan Cindy Maria F atas dukungan, doa, perhatian, kasih sayang yang begitu besar kepada penulis.

7. Kekasih tercinta, Anis Budiningrum atas perhatian, kasih sayang, dan kesabarannya.

8. Staff sekretariat Teknik Elektro yang telah membantu dalam hal administrasi. 9. Teman-teman seperjuangan angkatan 2009 Teknik Elektro, Bernadus Juk, Adhipa

Tri Setiawan A, Rake Silverian, Yustinus Deddy, dan semua teman yang mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis

(11)

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

... i

HALAMAN PERSETUJUAN

... iii

HALAMAN PENGESAHAN

... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

... vii

INTISARI

... viii

ABSTRACT

... ix

KATA PENGANTAR

... x

DAFTAR ISI

... xi

DAFTAR GAMBAR

... xiv

DAFTAR TABEL

... xv

DAFTAR LAMPIRAN

... xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3. Manfaat ... 3

1.4. Batasan Masalah ... 3

1.5. Metodologi Penelitian... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler ATmega8535... 5

2.2 Proses Pembakaran Motor Bensin ... 5

2.3 Konversi Nilai ppm... 8

2.4 Gas Co (Karbon Monoksida) ... 8

2.5 GasAnalyzer... 8

(12)

xii

2.7 Mikrokontroler ATmega 8535... 12

2.7.1 Arsitektur dan KonfigurasiPinATmega 8535... 12

2.7.2 KonfigurasiPinATmega8535... 13

2.7.3 Fitur-fitur ATmega8535... 13

2.7.4Resetdan Osilator Eksternal ... 14

2.8 Analog to Digital Converter(ADC) ... 14

2.9 LCD (Liquid Crystal Display) 4x16 ... 15

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Perancangan Sistem ... 17

3.2. Proses Pengukuran ... 18

3.3 PerancanganHardware... 18

3.3.1 Desain PerancanganHardware... 18

3.3.2 PerancanganMinimum System... 19

3.3.3 PerancanganDriverSensor CO ... 21

3.3.4 PerancanganDriverLCD 4x16 ... 22

3.3.5 Perancangan TombolPush Button... 23

3.4 PerancanganSoftware... 24

3.4.1FlowchartUtama ... 24

3.4.2 Subrutin Pengambilan Data ... 26

3.4.3 Subrutin Pengambilan Keputusan... 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Bentuk Fisik Alat danHardwareElektronik ... 29

4.1.1 Bentuk Fisik Alat ... 29

4.1.2HardwareElektronik... 30

4.2 Cara penggunaan Alat... 32

4.3 Pengujian Alat... 32

4.3.1 Pengujian Kestabilan Alat... 32

4.3.2 Pengukuran Alat... 33

4.3.2 Pengujian Alat pada Mobil ... 35

4.4 PengujianHardware... 37

4.4.1 PengujianMinimum System... 37

(13)

xiii

4.5 Pengujian Software ... 38

4.5.1 Pengujian Program Pengambilan Data ... 38

4.5.2 Pengujian Program Pengambilan Keputusan... 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ... 46

5.2 Saran ... 46

DAFTAR PUSTAKA

... 46

(14)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram blok perancangan ... 4

Gambar 2.1. GasAnalyzerMULLER BEM 8690 ... 9

Gambar 2.2. Struktur Sensor Gas CO... 10

Gambar 2.3. Gas tidak terdeteksi... 10

Gambar 2.4. Gas terdeteksi... 11

Gambar 2.5. Karakteristik sensitifitas sensor TGS 5042... 11

Gambar 2.6. Driver standar TGS 5042 ... 12

Gambar 2.7. KonfigurasipinATmega 8535 ... 12

Gambar 2.8. Rangkaianreset... 14

Gambar 2.9. LCDcharacter... 15

Gambar 3.1. Diagram blok perancangan ... 17

Gambar 3.2. Desain perancangan hardware A.Bagian Luar B.Bagian dalam ... 18

Gambar 3.3. Rangkaian osilator ATmega8535... 19

Gambar 3.4. RangkaianresetATmega8535... 20

Gambar 3.5. Rangkaianminimum systemATmega8535 ... 20

Gambar 3.6. RangakainDriverSensor CO ... 22

Gambar 3.7. RangkaianDriverLCD... 23

Gambar 3.8. RangkaianDrivertombolpush button... 23

Gambar 3.9. Flowchartutama ... 24

Gambar 3.10. Subrutin Pengambilan Data ... 26

Gambar 3.11. Simulasi pengambilan data dan konversi data ... 26

Gambar 3.12. Subrutin Pengambilan Keputusan... 28

Gambar 4.1. Hasil Perancangan Alat A.Bagian Depan B.Bagian dalam... 29

Gambar 4.2. Hasil PerancanganMinimum System... 30

Gambar 4.3. Hasil PerancanganDriverSensor CO TGS 5042 ... 31

Gambar 4.4. Hasil perancanganDriverLCD ... 31

Gambar 4.5. Hasil PerancanganDriver Pushbutton... 31

Gambar 4.6 Pengujian Kestabilan Alat... 33

Gambar 4.7 Modifikasi Pegangan Sensor... 34

Gambar 4.8. Grafik hubungan antara %ppm alat dengan %ppm standar ... 35

Gambar 4.9. Tampilan Pengujian I/Ominimum system... 37

(15)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. FungsipinLCD 4x16character... 16

Tabel 3.1. Penggunaan port pada mikrokontroler ... 21

Tabel 3.2. Hasil wawancara Bengkel Option Purwokerto ... 25

Tabel 3.3. Hasil wawancara Bengkel Grand Prix Rawalo ... 25

Tabel 3.4. Pembagian Kondisi Pengukuran ... 27

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kestabilan Alat ... 33

Tabel 4.2. Data Pengukuran Alat ... 34

Tabel 4.3. Pengukuran Suzuki APV ARENA 2010... 36

Tabel 4.4. Pengukuran Daihatsu Xenia DELUXE 2012 ... 36

Tabel 4.5. PengukuranNegative Voltage Converter... 38

(16)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

(17)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era modern saat ini sarana transportasi sangat dibutuhkan, khususnya sarana transportasi kendaraan bermotor. Kebutuhan akan kendaraan bermotor kian tahun kian meningkat, sehingga konsumsi bahan bakar juga mengalami peningkatan yang berujung pada bertambahnya jumlah pencemaran yang dilepaskan ke udara bebas. Salah satu penyebab pencemaran udara yang kini dapat dilihat adalah bersumber dari emisi kendaraan bermotor. Kendaraan bermotor mengeluarkan zat-zat berbahaya yang dapat menimbulkan dampak negatif, baik terhadap kesehatan manusia maupun terhadap lingkungan, seperti nitrogen oksida (NOX), timbal (Pb), karbon monoksida (CO), dan hidro karbon (HC).

Penyumbang polutan CO terbesar bagi kota-kota besar berasal dari kendaraan pribadi, motor, dan angkutan umum. CO yang dihasilkan dari pembakaran tak sempurna dari senyawa karbon, sering terjadi pada mesin pembakaran dalam. Karbon monoksida terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran [1]. Sumber CO antara lain dari kendaraan bermotor, terutama yang menggunakan bahan bakar bensin. Berdasarkan estimasi, jumlah CO diperkirakan mendekati 60 juta ton per tahun. Separuh dari jumlah ini berasal dari kendaraan bermotor yang menggunakan bakan bakar bensin dan sepertiganya berasal dari sumber tidak bergerak seperti pembakaran batubara dan minyak dari industri dan pembakaran sampah domestik. Dalam laporan World Health Organization (WHO) pada tahun 1992 dinyatakan paling tidak 90% dari CO di udara perkotaan berasal dari emisi kendaraan bermotor [2].

Dampak terhadap kesehatan yang disebabkan oleh pencemaran udara akan terakumulasi dari hari ke hari. Dalam jangka waktu lama apabila melebihi ambang batas yang ditentukan akan berakibat pada berbagai gangguan kesehatan pada manusia, seperti bronchitis, emphysema, dan kanker paru-paru serta gangguan kesehatan lainnya. Kerugian

(18)

permasalahan kadar CO yang tidak normal, mulai sistem injeksi hingga masalah sistem emisi. Dan untuk bagian ini hanya mekanik yang terlatih dan berpengalaman yang dapat memprediksikan kerusakan kendaraan. Di sisi lain alat uji emisi gas buang sangatlah mahal harganya sehingga tidak semua bengkel memiliki alat uji emisi gas buang tersebut.

Oleh karena pentingnya pengukuran akan kadar CO pada kendaraan dan dampak negatif yang ditimbulkan dari gas CO sangat besar pengaruhnya bagi manusia dan mesin, maka diperlukan suatu sitem pengukuran tingkat polusi udara untuk mengetahui konsentrasi gas polutan khususnya CO. Dengan rancangan yang akan dibuat diharapkan dapat memberikan keunggulan yaitu berupa kemudahan bagi pemilik kendaraan ataupun mekanik dalam melakukan pengecekan dan analisa mengenai kerusakan ataupun masalah yang terjadi pada sistem injeksi dan sitem emisi gas buang kendaraan secara digitalisasi. Alat ini memberikan kemudahan bagi user untuk pengukuran gas CO dengan kadar 0 sampai dengan 10.000 ppm atau sama dengan 0% ppm sampai dengan 1% ppm serta dilengkapi fitur indikasi dan solusi kerusakan ataupun masalah yang berhubungan dengan sistem injeksi dan emisi kendaraan. Alat ini dapat memberikan solusi untuk mengembalikan konsentrasi CO sesuai standar yang telah ditentukan. Alat yang ada di pasaran yang hanya memberikan data pengukuran kadar emisi sedangkan untuk analisa gangguan harus dilakukan oleh mekanik ahli dengan tindakan secara langsung terhadap kendaraan. Keunggulan yang lain adalah alat ini didesain agar lebih ekonomis dan praktis karena berbentuk portable tetapi memiliki kemampuan yang tidak kalah dengan alat pengujian gas buang standar pabrikan.

Berdasarkan uraian di atas, penulis ingin membuat perangkat pengukuran konsentrasi gas CO pada gas buang khususnya mobil injeksi berbahan bakar bensin(premium). Keluaran dari alat akan menampilkan jumlah kadar gas CO (karbon monoksida) dan menampilkan deteksi dini serta solusi permasalahan sistem injeksi dan emisi gas buang pada mobil yang ditampilkan pada LCD. Alat ini menggunakan sensor TGS 5042 untuk pendeteksian gas CO dan mikrokontroller ATmega8535 sebagai tempat pemrosesan data serta program bahasa C++ yang dapat mengendalikan kerja alat tersebut.

1.2 Tujuan

(19)

1.3 Manfaat

1. Untuk mengetahui kelayakan kendaraan bermotor khususnya mobil injeksi berbahan bakar bensin melalui uji emisi gas buang.

2. Menekan pencemaran udara, khususnya pencemaran gas CO (karbon monoksida).

3. Tersedianya alat pengukur konsentrasi CO (karbon monoksida) yang ekonomis dan praktis menggunakan mikrokontroler ATmega8535.

4. Melakukan pendeteksian dini kerusakan ataupun permasalahan pada sistem injeksi dan emisi gas buang pada kendaraan bermotor berbahan bakar bensin(premium).

5. Alat ini diharapkan mampu memberikan solusi dari kerusakan sistem injeksi dan sistem emisi pada kendaraan.

1.4 Batasan Masalah

1. Gas uji diukur padaExhaustmobil standar.

2. Menggunakan Mikrokontroler ATmega8535 sebagai kontroler.

3. Menggunakan Sensor Gas CO seri TGS 5042 dengan jangkauan 0 sampai dengan 10.000 ppm.

4. Pengujian hanya dilakukan pada mobil injeksi berbahan bakar bensin (Premium).

5. Pengujian dilakukan pada mobil dalam kondisi pemakaian standar dengan umur pemakaian≤ 5 tahun.

6. Pengujian dilakukan pada mobil dengan mesin dalam keadaaanidle.

1.5 Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode :

1. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku, jurnal ilmiah, dan wawancara ke bengkel.

2. Perancangan subsistem hardware dan software dengan mempertimbangkan berbagai faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah diperoleh sebelumnya.

(20)

yang benar. Mikrokontroler akan mengolah data hasil pengecekan konsentrasi CO yang telah di lakukan kemudian data disajikan pada LCD sebagai sebuah informasi.

Gambar 1.1 Diagram Blok Perancangan

4. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara melakukan uji coba alat pada sistem exhaust kendaraan. Nilai tegangan output dari alat yang dirancang akan dikalibrasi terlebih dahulu dengan alat standar milik DISHUB. Kemudian data kalibrasi dibuat grafik untuk mendapatkan persamaan guna menghitung nilai tegangan ke nilai %ppm pada alat.

(21)

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mesin Injeksi

Sistem injeksi bukan lagi teknologi baru, tetapi sudah digunakan hampir semua mobil yang diproduksi di Indonesia saat ini. Mesin injeksi berbeda dengan mesin karburator. Secara prinsip perbedaan antara mesin mobil dengan sistem injeksi dan karburator adalah terletak pada cara atau metode pasokan bahan bakar ke ruang bakar mesin. Pada sistem karburator, bahan bakar masuk keruang bakar karena terdapat hisapan dari mesin, sedangkan pada mobil injeksi bahan bakar masuk ke ruang bakar karena di semprotkan oleh injektor, bahan bakar di tekan olehfuel pumpdan saat penyemprotan serta volumenya di atur oleh ECU(Electronic Control Unit). ECU berfungsi sebagai pusat pengolah data kontrol yang mendapat masukan data dari sensor yang ada di mesin untuk mengontrol waktu penyemprotan bahan bakar, jumlah bahan bakar yang dikeluarkan, dan saat pengapian. Sistem Injeksi mempunyai keunggulan dalam hal pengaturan bahan bakar yang lebih hemat daripada mesin karburator[4]. Untuk mendapat performa yang baik maka mesin injeksi harus dirawat secara rutin. Perawatan mesin injeksi dilakukan untuk setiap jarak tempuh 5.000 km. Bagian-bagian sistem innjeksi yang memerlukan pengecekkan adalah:

1. Saringan Bahan Bakar (Fuel Filter)

komponen ini terdapat di ruang mesin dan terbuat dari logam. Saringan bensin yang kotor sebaiknya dibersihkan dengan bantuan angin bertekanan tinggi. Namun jika terlalu kotor sebaiknya ganti dengan yang baru. Karena jika dibiarkan saja dapat terjadi kerusakan pompa bensin ditandai dengan timbulnya suara berisik yang bernada tidak stabil.

2. Saringan udara(Air Filter)

(22)

3. Throttle Body

Komponen ini rentan terhadap kotoran yang mengakibatkan akselerasi menjadi kurangresponsive. Jika kotoran sudah menumpuk di bagianthrottle positionsensor maka bisa menyebabkan putaran mesin menjadi pincang dalam keadaan stationer. Kebersihan throttle body berhubungan dengan kebersihan saringan udara karena sumber kotoran berasal dari udara yang terhisap ke ruang bakar.

4. Nosel Injektor

Lubang nosel yang kecil ukurannya dapat juga tersumbat kotoran ataupun kerak. Sehingga semprotan bensin jadi kacau dan debitnya menjadi berkurang. Hal itu berakibat putaran mesin menjadi pincang dan akselerasi mesin menjadi kurang responsive.

5. Penyetelan CO

Penyetelan ulang di system pasokan bensin, udara dan pengapian diperlukan untuk mendapat performa mesin yang tepat. Pengukuran CO dilakukan untuk mengetahui tingkat efisiensi proses pembakaran di mesin. Idealnya nilai CO harus di bawah 1% ppm[5].

2.2 Proses Pembakaran Motor Bensin

Pembakaran sebagai reaksi kimia atau reaksi persenyawaan bahan bakar dengan oksigen dengan diikuti cahaya atau panas. Mekanisme pembakaran sangat dipengaruhi oleh keadaan dari keseluruhan proses pembakaran dimana atom-atom dari komponen yang dapat bereaksi dengan oksigen dan membentuk produk yang berupa gas. Bila oksigen dan hidrokarbon tidak bercampur dengan baik, maka akan terjadi proses crackingdimana pada pembakaran akan timbul asap. Pembakaran seperti ini dinamakan pembakaran tidak sempurna[6].

(23)

dan suhunya naik secara mendadak, maka torak terdorong menuju titik mati bawah Pembakaran tidak sempurna (tidak normal), adalah pembakaran dimana nyala api dari pembakaran ini tidak menyebar secara teratur dan merata sehingga menimbulkan masalah atau bahkan kerusakan pada bagian-bagian motor. Pembakaran yang tidak sesuai dengan yang dikehendaki sehingga tekanan di dalam silinder tidak bisa dikontrol, sering disebut dengan autoignition. Autoignition adalah proses pembakaran dimana campuran bahan bakar tidak terbakar karena nyala api yang dihasilkan oleh busi melainkan oleh panas yang lain, misalnya panas akibat kompresi atau panas akibat arang yang membara dan sebagainya. Pembakaran tidak sempurna dapat mengakibatkan seperti knocking dan pre-ignitionyang memungkinkan timbulnya gangguan dan kerusakan dalam motor bensin[7].

Pada pembakaran yang tidak sempurna sering pula terjadi pembakaran yang tidak lengkap. Pembakaran yang normal pada motor bensin adalah dimulai pada saat terjadinya loncatan api pada busi dan membakar semua hidrogen dan oksigen yang terkandung dalam campuran bahan bakar. Dalam pembakaran normal semua atom karbon dan hidrogen bereaksi sempurna dengan udara yaitu oksigen.

Berikut adalah contoh pembakaran normal CH4:

CH4+2O2-->CO2+2H2O (2.1)

Tetapi dalam pembakaran yang tidak lengkap yaitu pembakaran pada kondisi kelebihan atau kekurangan oksigen.

Contoh reaksi kelebihan oksigen :

CH4+3O2-->CO2+2H2O+O2 (2.2)

Jadi di dalam persamaan reaksi di atas jelas ada kelebihan O2(Oksigen).

Contoh reaksi kekurangan oksigen :

2CH4+3,5O2-->CO2+CO+4H2O (2.3)

jadi di dalam persamaan reaksi di atas masih ada CO yang tidak terbakar dan keluar bersama-sama dengan gas buang. Hal tersebut disebabkan karena kekurangan oksigen[8].

2.3 Konversi Niiai ppm

(24)

2.4 Gas CO (Karbon monoksida)

Karbon monoksida atau CO adalah suatu gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan juga tidak berasa. Gas CO dapat berbentuk cairan pada suhu dibawah -129OC. Gas CO sebagian besar berasal dari pembakaran bahan fosil dengan udara, berupa gas buang. Di kota besar yang padat lalu lintasnya akan banyak menghasilkan gas CO sehingga kadar CO dalam udara relatif tinggi dibandingkan dengan daerah pedesaan [10]. CO terbentuk dari pembakaran bensin yang tidak sempurna pada ruang bakar, karena perbandinganfuel ratio (AFR) udara dengan bensin lebih kaya bensin daripada udara. Ketika perbandingan besin lebih kaya dari udara maka konsumsi bahan bakar boros ataupun tidak efektif. Saat mesin bekerja dengan AFR yang tepat, untuk ,mesin dengan sitem injeksi emisi CO pada ujung knalpot berkisar 0.5% sampai 1% ppm. Sistem injeksi pada mobil dirancang untuk menekan gas polutan yang dihasilkan dari hasil pembakaran. Dengan dilengkapi Catalytic converter emisi gas CO dapat dibuat menjadi mendekati 0% ppm. Kerugian yang ditimbulkan dari CO yang tidak normal bagi mesin adalah performa berkurang dan umur mesin menjadi lebih pendek[11].

2.5 Gas

Analyzer

Berikut adalah data analisa manual mengenai indikasi kerusakan dari pengukuran konsentrasi gas CO menggunakanGas Analyzer.

a. EMISI CO TINGGI

Konsentrasi gas CO lebih dari 1% ppm pada sistem injeksi ataupun lebih dari 2,5% ppm untuk mesin dengan karburator menunjukkan kondisi dimana Air Fuel Ratio (AFR) terlalu kaya (lambda < 1,00). Secara umum CO menunjukkan angka efisiensi dari pembakaran di ruang bakar. Tingginya emisi CO disebabkan karena kurangnya oksigen untuk menghasilkan pembakaran yang tuntas dan sempurna. Hal-hal yang menyebabkan AFR terlalu kaya antara lain :

•Idle speedterlalu rendah.

•Setelan pelampung karburator yang tidak tepat menyebabkan bensin terlalu banyak

•Air filteryang kotor.

•Pelumas mesin yang terlalu kotor atau terkontaminasi berat. •Charcoal Canisteryang jenuh.

(25)

•Kinerjafuel delivery systemyang tidak normal. •Air intaketemperature sensor yang tidak normal. •Coolant temperaturesensor yang tidak normal. •Catalytic Converteryang tidak bekerja.

b. NORMAL CO

Apabila AFR berada dekat atau tepat pada titik ideal (AFR 14,7 atau lambda = 1,00) maka emisi CO tidak akan lebih dari 1% ppm pada mesin dengan sistem injeksi atau 2,5% ppm pada mesin dengan karburator.

c. CO TERLALU RENDAH

Sebenarnya tidak ada batasan dimana CO dikatakan terlalu rendah. Konsentrasi CO

terkadang masih terlihat “normal” walaupun mesin sudah bekerjadengan campuran yang amat kurus[12].

Alat standar Gas Analyzer hanya dapat menampilkan jumlah konsentrasi gas polutan pada kendaraaan sehingga analisa mengenai tingkat kenormalan gas CO dan indikasi permasalahan pada mesin harus dilakukan manual oleh mekanik ahli. Berikut gambar alat standarGas AnalyzerMULLER BEM 8690.

Gambar 2.1.Gas AnalyzerMULLER BEM 8690

2.6 Sensor Gas CO TGS 5042

Sensor gas CO mempunyai struktur sensor yang berlapis-lapis. Sebuah lapisan kaca digunakan untuk menahan panas ditempatkan di antara pemanas berbahan RuO2 dan

(26)

sensor terdapat arang aktif y digunakan untuk mengurang

Ga

Secara umum cara kerja sensor Bahan detektor gas Ketika kristal metal oksida diserap pada permukaan kr karena permukaan kristal m luar, sehingga oksigen aka permukaan luar kristal. Tega elektron seperti tampak pada

Di dalam sensor, boundary) dari kristal SnO muatan untuk bergerak be

if yang disisipkan di antara penutup dalam dan l angi pengaruh dari berbagai gas lain selain gas C

Gambar 2.2. Struktur Sensor Gas CO

sensor adalah sebagai berikut:

gas dari sensor adalah metal oksida, khususny ida (SnO2) dipanaskan pada temperatur terte

kristal dan oksigen akan bermuatan negatif. H l mendonorkan elektron pada oksigen yang ter

kan bermuatan negatif dan muatan positif aka egangan permukaan yang terbentuk akan mengha ada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Gas tidak terdeteksi

nsor, arus elektrik mengalir melewati daerah sa nO2. Pada daerah sambungan, penyerapan o bebas. Pada gambar 2.4 jika konsentrasi gas

n luar, arang aktif ini as CO.

khususnya senyawa SnO2.

rtentu, oksigen akan f. Hal ini disebabkan terdapat pada lapisan akan terbentuk pada enghambat laju aliran

(27)

deoksidasi akan terjadi, rapa mengakibatkan menurunnya

Sensor TGS 5042 memiliki Pada gambar 2.5 menunjuka

Gambar 2.5

Keterangan gambar:

I = Arusoutputsensor pada Io = Arusoutputsensor pada Untuk mengaktifkan sensor direkomendasikan dari pr komponen yang direkomenda

rapat permukaan dari muatan negatif oksigen a nya ketinggian penghalang dari daerah sambung

Gambar 2.4. Gas Terdeteksi

liki kemampuan deteksi gas CO mulai dari 0 hi ukan karakteristik sensitifitas sensor pada uji sta

2.5. Karakteristik sensitifitas sensor TGS 5042

pada CO 400ppm dengan berbagai macam varia pada CO 400ppm dengan suhu 20°C

ensor TGS 5042 diperlukan driver. Driv produsen sensor Figaro pada gambar 2.6.. endasikan:

R1 = 1KΩ

R2 = 100KΩ

n akan berkurang dan bungan[13].

0 hingga 10.000ppm. standar.

5042

riasi suhu

(28)

R3 = 1KΩ

C1 = 22µF

IC = AD708Ultralow offset voltage dual op amp

Gambar 2.6. Driver standar TGS 5042 [14]

2.7 Mikrokontroler ATmega8535 [15]

2.7.1 Arsitektur dan Konfigurasi

Pin

ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 adalah mikrokontroler berjenis RISC 8 bit dengan delapankilobyte flash memori, high performancedan low power. Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000 kali baca / tulis di dalam sistem. Gambar 2.6 menunjukkkan konfigurasi pin dan blok diagram ATmega8535.

(29)

2.7.2 Konfigurasi

pin

ATmega8535 sebagai berikut :

1. VCC merupakan kaki masukan catu daya positif.

2. GND merupakan kaki masukan catu daya negatif(ground). 3. AVCC merupakan kaki masukan tegangan untuk ADC.

4. AREF merupakan kaki masukan tegangan referensi untuk ADC. 5. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan kaki masukan untuk kristal luar. 6. RESETmerupakan kaki untuk me-resetmikrokontroler.

7. PORTA merupakan kaki saluran I/O dua arah dan kaki masukan ADC.

8. PORT B merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer / counter,dan SPI.

9. PORT C merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer oscillator, dan TWI.

10. PORT D merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.

2.7.3 Fitur-fitur ATmega8535

1. Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah(low power) 2. FiturPeripheral

a. Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur) danModepembanding

b. Satu Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding danCapture Mode

c. Real Time Counterdengan sumber osilator terpisah

d. Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluhbitADC e. Empat saluranPulse Width Modulation(PWM)

f. TerdapatTwo Serial Interface g. Programmable serialUSART h. Master/SerialSPISerial Interface

i. Programmable Watchdog TimerdenganOn-Chip Oscillator j. On-Chip Analog Comparator

3. I/O dan kemasan

a. 32programmablesaluran I/O

(30)

4. Tegangan Kerja

a. 2,7–5,5V untuk ATmega8535L b. 4,5–5,5V untuk ATmega8535 5. Kelas Kecepatan

a. 0–8 Mhz untuk ATmega8535L b. 0–16 Mhz untuk ATmega8535

2.7.4

Reset

dan Osilator Eksternal

Chipakanreset jika tegangan catu nol ataupin RST dipaksa 0. Jika membutuhkan tombolreset, dapat ditambah dengan rangkaianresetseperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.8. Rangkaianreset

Tegangan dan frekuensi kerja pada mikrokontroler ATmega. Tegangan kerja chip tipe L dapat beroperasi 2,7V–5,5V.

2.8 Analog to Digital Converter

(ADC)

ADC pada AVR ATmega8535 merupakan ADC 10-bit tipe Successive Approximation, yang terhubung ke sebuah multiplekser analog yang akan memilih satu dari delapan kanal. Terdapat 8 kanal ADC masing-masing selebar 10 bit. ADC dapat digunakan dengan memberikan masukan tegangan padaportADC yaituportA.

ADC memiliki dua jenis mode yang dapat digunakan yaitu single conversion dan free running.Padamode single conversion, pengguna harus mengaktifkan setiap kali ADC akan digunakan, sedangkan padamode free running, pengguna cukup sekali mengaktifkan, sehingga ADC akan terus mengkonversi tanpa henti.

(31)

Untuk resolusi 10bit(1024):

Kode Digital = x 1024 (2.4)

Untuk mencari nilai :

V = x V (2.5)

2.9 LCD (Liquid Crystal Display) 4x16 [16]

LCD (Liquid Crystal Display) adalah komponen yang berfungsi untuk menampilkan suatucharacterpada suatu tampilan(display)dengan bahan utama yang digunakan berupa Liquid Crystal. Apabila diberi arus listrik sesuai dengan jalur yang telah dirancang pada

konstruksi LCD, Liquid Crystal akan berpendar menghasilkan suatu cahaya dan cahaya tersebut akan membentuk suatucharactertertentu.

LCD yang digunakan adalah jenis LCD dengan tampilan 4x16 (4 baris, 16 kolom) Seri CA1604A dengan konsumsi daya rendah. LCD character ditunjukkan pada gambar 2.8 .

Gambar 2.9. LCD character

(32)

Tabel 2.1. FungsipinLCD 4x16character[16]

Nopin Simbol Fungsi

1 VSS Ground Voltage

2 VCC 5Volt

3 V0 Negative Supply ForLCD

4 RS

Register Select

0 =Instruction Register 1 =Data Register

5 R/W

Read/Write

0 =write mode 1 =read mode

6 E Enable trigger

7 DB0 Databit0 (LSB)

8 DB1 Databit1

9 DB2 Databit2

10 DB3 Databit3

11 DB4 Databit4

12 DB5 Databit5

13 DB6 Databit6

14 DB7 Databit7 (MSB)

15 LED Anode + Back Light Positive

(33)

17

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Perancangan Sistem

Perancangan perangkat deteksi dini permasalahan pada mobil injeksi berbasis konsentrasi gas CO dibagi menjadi dua subsitem, yaitu subsistem software dan subsistem hardware. Subsistem software berhubungan dengan perancangan program yang akan digunakan untuk menjalankan perangkat yang akan dibuat, sedangkan subsistemhardware terdiri dari minimum system mikrokontroler AVR ATmega8535, LCD character, tombol push button menu, dan driver sensor gas CO. Diagram blok perancangan sistem ditunjukkan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram Blok Perancangan

(34)

3.2 Proses Pengukuran

Proses pengukuran akan dilakukan dalam dua tahap, yaitu : 1. Pengukuran awal

Pada saat tombol on-off ditekan, sistem alat ukur akan aktif dan melakukan pengukuran awal dalam kondisi tidak ada gas CO. Tahap ini berfungsi untuk memastikan kondisi awal sensor.

2. Pengukuran kadar CO.

Ketika sensor didekatkan dengan sumber gas CO, maka sistem akan melakukan pengukuran. Pengukuran ini akan mendapatkan nilai kadar gas dari sumber gas CO. Data hasil pengukuran akan disimpan di dalam mikrokontroler ATmega8535. Nilai tersebut akan ditampilkan sebagai nilai ppm pada LCDcharacter.

3.3 Perancangan

Hardware

3.3.1 Desain Perancangan

Hardware

Hardware dirancang menggunakan bahan acrylic dan didesain dengan ukuran portable. Dimensihardwareyang akan dibuat adalah 20cm x 13cm x 8cm. Gambar desain perancanganhardwareditunjukkan oleh gambar 3.2.

(35)

Keterangan Gambar:

1. LCD 4x16

2. Pushbutton next, previous, reset

3. Tongkat Pegangan 4. Sensor CO

5. DriverSensor

6. Minimum SystemATmega8535

3.3.2 Perancangan

Minimum System

AT mega 8535

Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai I/O untuk mengolah data dari sensor CO sehingga data pengukuran gas CO dapat ditampilkan pada LCD. Mikrokontroler membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu, rangkaian osilator dan rangkaianreset.

Rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 3.3 perancangan rangkaian osilator menggunakan kristal dengan frekuensi 12Mhz dan menggunakan kapasitor 22pF (datasheet) padapinXTAL1dan XTAL2di mikrokontroler.

Gambar 3.3. Rangkaian osilator ATmega8535

(36)

Gambar 3.4. Rangkaianpin resetATmega8535

Secara keseluruhan rangkaianminimun system mikrokontroler ATmega 8535 ditunjukkan pada gambar 3.5.

(37)

Perancangan pengunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan.Port yang akan digunakan adalah port A, port B danport C. Port A digunakan sebagai port output sensor. Port A.0 digunakan sebagai port ADC sensor.Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan portB.4,portB.5 danportB.6 digunakan sebagai portpengaturinterfaceLCD. Pada port C digunakan sebagai port tombol input . Port C.0 digunakan sebagai port tombol Next, port C.1 digunakan untuk port tombol previous dan port C.2 digunakan sebagai port tombol reset. Tabel 3.1 menunjukkan pengunaan port-port yang akan digunakan pada mikrokontroler ATmega8535.

Tabel 3.1. Penggunaanport pada mikrokontroler

No NamaPort Keterangan

1 PortA.0 ADC 0

2 PortB.0 DB 7 LCD

6 PortB.4 EnableLCD

7 PortB.5 R/W LCD

8 PortB.6 RS LCD

9 PortC.0 TombolNext

10 PortC.1 TombolPrevious

11 PortC.2 TombolReset

3.3.3 Perancangan

Driver

Sensor CO

(38)

Gambar 3.6. Rangkaian Driver Sensor CO[14]

Driver berfungsi untuk membatasi tegangan kerja pada sensor agar kurang dari ±10mV. Kondisi ini diperlukan agar sensor tidak rusak saat diaktifkan.

Daridatasheetdiatas diharapkan teganganOutput(Vout) maksimum pada saat 10.000 ppm atau 1% ppm adalah 4 volt, makadriverperlu dirancang ulang dengan perhitungan berikut.

= 1.473 ⁄ (3.1)

= 1.473 / × 1 Ω = 0.01473 (3.2)

= = 4

0.01473 = 271,55 (3.3)

= × 1 × (1 + 2⁄ 3) (3.4)

4 = 1.473 × 1 Ω × (1 + 2 1 Ω)⁄

2 = 270.55 Ω

Sehingga nilai resistor R3 yang digunakan pada perancangan adalah 270.55KΩ

menggantikan nilai resistor R3 sebelumnya yang menggunakan 100KΩ .

3.3.4 Perancangan

Driver

LCD 4x16

LCD yang digunakan untuk menampilkan data adalah LCD 16x4 yang memiliki tipe CA1604A. Dalam perancangan ini mode yang digunakan untuk menuliskan data ke LCD digunakan sebanyak 4 bit (mode nibble). Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagaiportdata, sedangkanportB.4,portB.5 danportB.6 digunakan sebagai portpengaturinterfaceLCD.

Berdasarkan datasheet tegangan kontras (Vcc LCD) maksimum sebesar 5VDC,

(39)

berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin Vcc LCD. Rangkaian LCD denganmode4bitditunjukkan pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Rangkaian driver LCD

3.3.5 Perancangan Tombol

Push button

Tombol pushbutton berfungsi sebagai tombol masukan Next, Previous dan Reset frametampilan LCD. Rangkaiandriver pushbuttonditunjukan pada gambar 3.8.

(40)

3.4 Perancangan

Software

3.4.1 Flowchart

Utama

Flowchart utama ditunjukkan pada gambar 3.9 yang menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Setelahstart, program melakukan inisialisasi terhadap port-port mikrokontroler yang digunakan. Langkah selanjutnya sistem akan melakukan pengecekkan nilai ADC. Dari nilai ADC yang didapat, sistem akan mengkonversikan nilai tersebut menjadi nilai pengukuran dalam satuan % ppm dan kondisi mesin.

Gambar 3.9.Flowchartutama

(41)

Tabel 3.2 Hasil wawancara Bengkel Option Purwokerto [17]

Tabel 3.3 Hasil wawancara Bengkel Grand Prix Rawalo[18] No Tingkat

1 Ringan 0.5 % s.d 0.75% Bahan bakar oktan tidak sesuai

Ganti bahan bakar

2 Ringan 0.5% s.d 0.75% Air filterkotor Bersihkan atau ganti 3 Berat 0.75% s.d 1.0% Throttle bodydan

IACV (Idle Air Control Valve) kotor

Bongkar dan bersihkan

4 Berat 0.75% s.d 1.0% Kompresi Mesin

-keausan blok silinder

Ganti bahan bakar

2 Ringan 0.5 % s.d 0.75% Fuel filterbermasalah kotor atau mampet

Bersihkan atau Ganti

IACV (Idle Air Control Valve) kotor atau

berkerak

5 Berat 0.75% s.d 1.0% Ruang bakar berkerak Cek danTune up

-keausan blok silinder -keausan piston -keausan ring piston -keausan payung klep

(42)

3.4.2 Subrutin Pengambilan Data

Pada subrutin Pengambilan data pada gambar 3.10, sensor diaktifkan dan pengambilan data ADC dilakukan. Tegangan referensi yang digunakan adalah Avcc. Data yang telah diambil akan diolah dengan ADC 10 bit kemudian dikonversikan menjadi nilai kadar gas CO dalam % ppm. Proses konversi dilakukan dengan membandingkan nilai ADC sensor dengan nilai % ppm dari alat standar DISHUB. Dari nilai perbandingan tersebut akan dibuat grafik liniear untuk mendapat persamaan konversi ADC ke dalam nilai % ppm.

Gambar 3.10. Subrutin Pengambilan Data

Proses konversi data dilakukan dengan simulasi gambar 3.11.

Gambar 3.11. Simulasi pengambilan data dan konversi data

Dari grafik liniear pengambilan data di atas, nilai hasil pengambilan data dimasukan ke dalam persamaan berikut.

−

− =

−

− (3.6)

(43)

= + (3.7)

Dengan menggunakan data ADC 10 bit 0 s.d 1024 dan Avcc 5 volt maka diketahui nilai satu poin ADC adalah 5mV.

5

270 Ω= 18.00 (3.8)

18

1,473 / = 12.30 (3.9)

Dari perhitungan diatas diketahui setiap kenaikan satu poin ADC sama dengan kenaikan nilai kadar CO sebesar 12.30 ppm atau 0.001% ppm.

3.4.3 Subrutin Pengambilan Keputusan

Dalam subrutin pengambilan keputusan pada gambar 3.12 data nilai konversi ADC menjadi ppm akan diproses kembali oleh sistem. Proses pada subrutin ini dilakukan dengan membandingkan nilai ppm yang telah diukur dengan tiga kondisi yang ditelah ditetapkan pada sistem. Tiga kondisi yang ditetapkan pada sistem adalah normal, sedang, dan tinggi. Indikasi dan solusi hanya ditampilkan pada kondisi sedang dan tinggi. Sedangkan pada kondisi normal hanya berisi nilai pengukuran.

Tiap kondisi memiliki nilai pengukuran yang berbeda-beda sesuai dengan hasil wawancara yang telah dilakukan. Pembagian kondisi pengukuran akan ditunjukan tabel 3.4.

Tabel 3.4 Pembagian kondisi pengukuran

NO Nilai Kadar CO

(% ppm)

Kondisi

1 0.0% s.d 0.5% NORMAL

2 0.5% s.d 0.75 % SEDANG

(44)

(45)

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi pembahasan tentang hardware dan software yang dibuat sesuai dengan perancangan pada bab III. Untuk mengetahuihardwaredansoftwaredapat bekerja dengan baik, diperlukan pengujian terhadap hardware atau software tersebut. Melalui pengujian tersebut, akan diperoleh hasil berupa data-data yang dapat memperlihatkan bahwa alat yang telah dirancang dapat bekerja dengan baik atau tidak. Berdasarkan data-data yang diperoleh dapat dilakukan analisa terhadap proses kerja alat yang telah dibuat.

4.1 Bentuk Fisik Alat dan

Hardware

Elektronik

4.1.1 Bentuk Fisik Alat

Hasil perancangan alat secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 4.1. Gambar 4.1 menunjukkan hasil perancangan alat bagian depan dan bagian dalam.

Gambar 4.1 Hasil Perancangan Alat A. Bagian depan B. Bagian dalam

(46)

5. Tongkat Pegangan Sensor 6. Baterai 10V 1500mAh

7. Minimum systemATmega8535 8. Driversensor TGS5042

4.1.2 Hardware

Elektronik

Hardware pada alat ukur yang dirancang terdiri dari 1. Minimum systemATmega8535

2. Driversensor CO TGS5042 3. DriverLCD

4. Driver Pushbutton

Hasil perancangan akan ditunjukkan oleh gambar 4.2, gambar 4.3, gambar 4.4, dan gambar 4.5.

Gambar 4.2 Hasil Perancangan Minimum System

Keterangan gambar 4.2 : 1. DCInput

2. PORT D 3. PORT B 4. PORT C 5. PORT A

6. Mikrokontroler ATmega8535

1

6

2 3

(47)

Gambar 4.3 Hasil Perancangan Driver Sensor CO TGS 5042

Keterangan gambar 4.3 :

1. RangkaianNegative Voltage ConverterICL 7660 2. Pin Sensor CO

Gambar 4.4 Hasil Perancangan Driver LCD

Keterangan gambar 4.4 :

1. Kontrol Kontras LCD

Gambar 4.5 Hasil Perancangan Driver Pushbutton 1

2

1

2

3

(48)

Keterangan gambar 4.5 : 1. TombolReset 2. TombolNext 3. TombolPrevious

4.2 Cara Penggunaan Alat

Cara menggunakan alat ini adalah pertama tombolON/OFFdiposisikan pada posisi ON. Setelah tombol pada posisi ON maka Mikrokontroler ATmega8535 akan melakukan inisialisasi port. Setelah inisialisasi port selesai maka alat siap untuk digunakan. Untuk pengukuran konsentrasi gas CO pada mobil, tongkat pegangan harus dimasukkan kedalam knalpot kendaraan. Perlakuan mesin kendaraan pada saat pengukuran adalah pada kondisi idle. Pengukuran dilakukan dengan membaca data nilai ADC sensor . Data nilai ADC yang

diperoleh akan diolah menjadi nilai rata-rata ADC. Kemudian dari data tersebut akan diperoleh nilai error. Pengambilan data akan dilakukan sebanyak 100 kali apabila kondisi nilai error kurang dari 5% (lima persen). Sebaliknya apabila nilai error pada saat pengukuran lebih dari 5% (lima persen) maka pengambilan data diulangi lagi dari 0. Selanjutnya data nilai rata-rata ADC dikonversikan dalam satuan %ppm. Setelah selesai melakukan pengukuran maka kondisi pengukuran akan ditampilkan berupa nilai rata-rata ADC, error, nilai %ppm dan kondisi mesin. Ada tiga kondisi yang dapat disajikan yaitu NORMAL, SEDANG dan TINGGI. Untuk kondisi SEDANG dan TINGGI user dapat melihat INDIKASI dan SOLUSI permasalahan pada mesin dengan menekan tombolNEXT atau PREVIOUS. User dapat menekan tombol RESET untuk melakukan pengukuran kembali. Untuk mendapatkan data yang akurat, pengukuran konsentrasi gas CO dapat dilakukan sebanyak dua kali. Periode waktu untuk setiap pengukuran adalah satu menit.

4.3 Pengujian Alat

4.3.1 Pengujian Kestabilan Alat

(49)

dengan jeda setiap pengukuran adalah 1 menit. Proses pengujian ditunjukan pada gambar 4.6.

Gambar 4.6 Pengujian Kestabilan Alat

Hasil pengujian kestabilan alat ditunjukan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kestabilan alat

Dari data diatas ditunjukkan bahwa untuk pengukuran secara kontinyu dengan jeda tiap pengukuran adalah 1 menit didapatkan nilai rata-rata pengukuran sebesar 0.68% ppm dan nilai rata-rata error pengukuran sebesar 0.59% yang dihasilkan dari nilai rata-rata pengukuran berbanding dengan nilai setiap pengukuran.

4.3.2 Pengukuran Alat

Sebelum melakukan pengukuran, sensor harus diamankan terlebih dahulu dengan cara bagian pegangan sensor diberikan tambahan busa. Hal ini diperlukan untuk mengurangi pengaruh dari uap mesin yang bersifat panas dan lembab yang dapat membuat kerusakan pada sensor CO TGS 5042. Penambahan busa pada pegangan sensor ditunjukan gambar 4.7.

NO Hasil Pengukuran (%ppm)

Error

1 0.68 0

2 0.68 0

3 068 0

4 0.67 1.47%

5 0.67 1.47%

(50)

Gambar 4.7 Modifikasi Pegangan Sensor

Proses pengukuran alat bertujuan untuk medapatkan nilai pengukuran yang akurat dari alat yang dirancang agar sesuai dengan nilai alat standar. Proses dilakukan dengan membandingkan data hasil pengukuran alat dengan alat standar milik DISHUB dengan seri MULLER BEM 8690. Dari data pengukuran tersebut akan ditemukan nilai errordari alat. Data hasil pengukuran alat ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data Pengukuran Alat

NO Nilai ADC

(51)

=

% − %

% × 100%

Dari data tabel 4.2 maka dapat dianalisa nilai rata-rata error pada alat adalah sebesar 3.34%. Nilai tersebut menunjukkan bahwa alat sudah bekerja dengan baik. Berdasarkan data pada tabel 4.2 maka dapat dibuat grafik hubungan dari nilai %ppm alat dengan nilai %ppm standar DISHUB. Grafik ditunjukkan pada gambar 4.8.

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara %ppm alat dengan %ppm standar DISHUB

Dari grafik gambar 4.8 diperoleh nilai kelinieritasan dari grafik tersebut sebesar R2=0.998. Pada grafik tersebut diperoleh persamaan

= 1.030

Persamaan tersebut menunjukan tingkat keakuratan data pengukuran yang dilakukan oleh alat dibandingkan dengan alat standar sudah menunjukkan hasil yang baik.

Bila dibandingkan dengan alat standar DISHUB, proses setiap pengukuran untuk mendapatkan nilai yang stabil sesuai Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.05/Th.2006 mengenai ambang batas gas buang kendaraan bermotor adalah 20 detik[19]. Namun pada alat hasil perancangan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang stabil proses pengukuran dilakukan selama 60 detik(1 menit). Hal ini menunjukan respon dan sensitifitas sensor TGS 5042 pada alat hasil perancangan lebih rendah dibandingkan dengan alat standar.

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

(52)

4.3.3 Pengujian Alat pada Mobil

Proses pengukuran pada mobil bertujuan untuk menguji kerja alat untuk pengukuran dan deteksi dini kerusakan mobil. Proses pengukuran pada mobil dilakukan pada dua varian mobil. Mobil yang digunakan sebagai objek pengukuran adalah mobil Suzuki APV Arena tahun 2010 dan Daihatsu Xenia Deluxe tahun 2012. Proses pengukuran dilakukan dengan melakukan pengujian terhadap kedua mobil dengan perlakuan pembersihan filter udara, pergantian filter udara dan pergantian bahan bakar oktan tinggi. Hasil dari pengukuran dan pengujian ditunjukkan pada tabel 4.3 dan tabel 4.4.

Tabel 4.3 Pengukuran Suzuki APV Arena 2010

NO Perlakuan Pengukuran

(% ppm)

Kondisi

1 Tanpa perlakuan 0.78 TINGGI

2 Pergantian Filter Udara 0.52 SEDANG

3 Pergantian Filter Udara & Bahan bakar oktan tinggi

0.25 NORMAL

Hasil pengukuran pada setiap perlakuan pada mobil Suzuki APV Arena 2010 menunjukan adanya perubahan kondisi yang ditunjukkan dari penurunan nilai % ppm konsentrasi gas CO. Kondisi yang mula-mula TINGGI dengan nilai pengukuran konsentrasi gas CO sebesar 0.78% ppm kemudian berubah dengan perlakuan sesuai INDIKASI dan SOLUSI yang ditunjukan oleh alat. Hasil akhir pengukuran konsentrasi gas CO pada mobil Suzuki APV Arena 2010 adalah 0.25% ppm dan kondisi emisi mobil berubah dari TINGGI ke kondisi NORMAL.

Tabel 4.4 Pengukuran Daihatsu Xenia Deluxe 2012

(% ppm)

Kondisi

1 Tanpa perlakuan 0.52 SEDANG

2 Pembersihan Filter Udara & Penggantian bakar oktan tinggi

0.49 NORMAL

(53)

konsentrasi gas CO sebesar 0.52% ppm kemudian berubah dengan perlakuan sesuai INDIKASI dan SOLUSI yang ditunjukan oleh alat. Hasil akhir pengukuran konsentrasi gas CO pada mobil Daihatsu Xenia 2012 adalah 0.49% ppm dan kondisi emisi mobil berubah dari SEDANG ke kondisi NORMAL.

Dari data hasil pengujian pada kedua varian mobil, dapat disimpulkan bahwa perlakuan pada mesin sesuai dengan INDIKASI dan SOLUSI yang ditampilkan oleh alat dapat memberikan efek positif. Dengan perlakuan yang sesuai, nilai pengukuran kadar gas CO pada mesin dapat berkurang dan emisi mesin dapat kembali pada kondisi emisi NORMAL. Data Proses pengukuran pada mobil secara lengkap ditunjukkan pada Lampiran B.

4.4 Pengujian

Hardware

4.4.1 Pengujian

Minimum System

Pengujianminimum systemdilakukan untuk mengetahui I/O padaminimum system, dengan cara men-download program yang telah dibuat ke dalam mikrokontroler ATmega8535. Jika I/O minimum sistem ini bekerja dengan benar maka hasil penulisan program yang telah dibuat akan ditampilkan pada LCD. Gambar 4.9 menunjukkan tampilan hasil pengujian I/Ominimum system.

Gambar 4.9 Tampilan Pengujian I/OMinimum System

4.4.2 Pengujian

Driver

Sensor

(54)

Tabel 4.5 PengukuranNegative Voltage Converter nilai tersebut disimpulkan bahwa Vout ICL 7660 masih belum simetris dengan nilai Vin dan didapatkan nilaierrorsebesar 1.97%. Meskipun demikian hal ini tidak mempengaruhi kinerja driver sensor pada alat dan alat tetap berjalan dengan baik.

4.5 Pengujian

Software

Pengujian software bertujuan untuk memastikan program yang telah dibuat dapat bekerja sesuai dengan perancangan pada bab III. Pengujian program dibagi menjadi pengujian program pengambilan data dan pengujian program pengambilan keputusan. Pada tugas akhir ini,softwareyang digunakan adalahCodeVision AVR Compiler.

4.5.1 Pengujian Program Pengambilan Data

Listing program pengambilan data pada alat yang dirancang digunakan untuk melakukan pembacaan ADC, perhitunganerror, konversi nilai ADC ke nilai %ppm. Data tersebut kemudian di tampilkan pada LCD. Berikut adalah listing program pengambilan data.

(55)

Sensor=baca_adc(0); //ambil data disini rata=(rata+Sensor)/2;

eror=(Sensor-rata)/rata*100; eror=fabs(eror);

ppm= rata*0.00123; //resolusi kenaikan 1 poin ADC 12.3ppm atau sama dengan 0.00123%ppm

Tampilan awal proses pengambilan data ditunjukkan pada gambar 4.10. Sebelum pengambilan data dimulai maka semua nilai indikator harus nol. Apabila tampilan LCD sudah sesuai dengan gambar maka proses pengukuran dapat dilakukan.

Gambar 4.10 Tampilan Proses Pengambilan Data

(56)

5% diharapkan data pengukuran dapat mencapai titik stabil, sehingga data yang ditampilkan dapat akurat.

4.5.2 Pengujian Program Pengambilan Keputusan

Listing program pengambilan keputusan digunakan untuk menentukan kondisi mesin sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan sesuai data dari hasil wawancara tabel 3.2 dan tabel 3.3. Didalam program pengambilan keputusan pada kondisi SEDANG dan TINGGI apabila user menekan tombol NEXT atau PREVIUOS maka akan muncul tampilan INDIKASI dan SOLUSI pada LCD. Kemudian untuk melakukan pengukuran kembali user dapat menekan tombol RESET. Listing program pengambilan keputusan secara lengkap ditunjukan pada Lampiran C. Berikut adalah listing pengambilan keputusan untuk kondisi SEDANG.

/************** PENGAMBILAN KEPUTUSAAN ****************/ while (1)

{ // Pengambilan Keputusan CEK_ADC();

else if((ppm>=0.5)&&(ppm<=0.75)) //Kondisi Sedang {

lcd_clear(); sekali=1; while(1) {

if((PINC.0==1)&&(PINC.1==0)&&(PINC.2==0)) //Tombol Next ditekan (PINC.0) {

delay_ms(500); lcd_clear(); while(1) {

if((PINC.0==1)&&(PINC.1==0)&&(PINC.2==0)) //Tombol Next ditekan (PINC.0)

(57)

{

if((PINC.0==0)&&(PINC.1==0)&&(PINC.2==1)) //Tombol Reset Di Tekan (PINC.2) {

if((PINC.0==0)&&(PINC.1==1)&&(PINC.2==0)) //Tombol Prev ditekan (PINC.1) { //Tombol Prev ditekan (PINC.1)

{ //Tombol Reset Di Tekan (PINC.2)

(58)

lcd_putsf("SOLUSI2");

else if ((PINC.0==0)&&(PINC.1==1)&&(PINC.2==0)) //Tombol Prev ditekan (PINC.1)

else if((PINC.0==0)&&(PINC.1==0)&&(PINC.2==1)) //Tombol Reset Di Tekan (PINC.2)

{

else if((PINC.0==0)&&(PINC.1==1)&&(PINC.2==0)) //Tombol Prev ditekan (PINC.1)

else if((PINC.0==0)&&(PINC.1==0)&&(PINC.2==1)) //Tombol Reset Di Tekan (PINC.2)

{

(59)

}

(60)

Tabel 4.6 Hasil Tampilan Program Pengambilan Keputusan

No Tampilan LCD Kondisi Keterangan

1 NORMAL Tampilan disamping

adalah tampilan untuk hasil pengukuran dengan kondisi NORMAL.

2 SEDANG Tampilan disamping

adalah tampilan untuk hasil pengukuran dengan kondisi SEDANG.

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

ditampilkan sebelumnya.

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

(61)

Tabel 4.6 (Lanjutan) Hasil Tampilan Program Pengambilan Keputusan

NO Tampilan LCD Kondisi Keterangan

7 TINGGI Tampilan disamping

adalah tampilan untuk hasil pengukuran dengan kondisi TINGGI.

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

adalah tampilan

SOLUSI dari

INDIKASI yang

(62)

46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian dan analisa data yang diperoleh dari pengujian “Perangkat

Deteksi Dini Permasalahan Pada Mobil Injeksi Berbasis Konsentrasi Gas CO( Karbon

Monoksida)” maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Alat yang dihasilkan dari perancangan dapat melakukan proses pengukuran dengan baik.

2. Rata-rata error pengukuran menggunakan alat hasil perancangan dibandingkan dengan alat standar DISHUB adalah 3.34%.

3. Alat yang dihasilkan dapat melakukan pengukuran konsentrasi gas CO mulai dari 0% ppm hingga 0.98 % ppm.

4. Respon dan sensitifitas sensor TGS 5042 yang digunakan pada perancangan lebih rendah dibandingkan dengan sensor gas CO pada alat standar. Sensor TGS 5042 membutuhkan waktu 60 detik(1menit) untuk mencapai kestabilan dalam satu kali pengukuran sedangkan sensor pada alat standar hanya membutuhkan waktu 20 detik. 5. Alat yang dihasilkan dapat memberikan peringatan dari kondisi pengukuran, melalui

tampilan INDIKASI dan SOLUSI yang disesuaikan dengan hasil wawancara dengan mekanik ahli.

5.2 Saran

Perangkat Deteksi Dini Permasalahan Pada Mobil Injeksi Berbasis Konsentrasi Gas CO ( Karbon Monoksida) yang telah dibuat masih jauh dari kata sempurna. Maka dari itu penulis ingin memberikan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut.

1. Perlu ditambahkan sensor kelembaban sebelum sensor CO melakukan pengukuran, karena uap dari mesin yang bersifat panas dan lembab dapat membuat error pengukuran dari sensor CO dan dapat merusak sensor tersebut.

2. Penambahan busa untuk mengurangi kelembaban pada sensor CO dirasa masih kurang efektif.

(63)

47

4. Untuk mendapatkan nilai pengukuran yang lebih akurat pengukuran gas CO dapat dilakukan lebih dari satu kali pengukuran. Sehingga user dapat mengetahui selisih nilai hasil pengukuran dan nilai pengukuran yang stabil dari alat.

(64)

48

DAFTAR PUSTAKA

[1] Arends, BPM. dan H. Berenschot, 1980,Motor Bensin, Erlangga, Jakarta.

[2] ---, 2010, Karbon Monoksida, http://jurnalingkungan.wordpress.com/karbon-monoksida/, diakses tanggal 11 Agustus 2013

[3] ---, 2012, Kerugian CO tidak normal pada kendaraan,

http://astraworld.com//showthread.php?p=16870diakses tanggal 11 Agustus 2013 [4] Hidayat, Wahyu, 2012, Motor Bensin Modern, Rineka Cipta, Jakarta.

[5] ---, 2012, Tips merawat sistem injkesi pada mobil, http://boobrok.com/tips-merawat-mesin-injeksi-pada-mobildiakses tanggal 14 Agustus 2013.

[6] New Step 2 Training Manual, 1995, PT Toyota Astra Motor, Jakarta.

[7] Suyanto,Wardan, 1989, Teori Motor Bensin, Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan, Jakarta.

[8] ---, 2011, Proses pembakaran motor bensin, http://id.shvoong.com/ proses-pembakaran-motor-bensin/diakses tanggal 20 Agustus 2013

[9] ---, 2013, ppm to percent converter, http://miniwebtool.com/ppmtopercent -converter/diakses tanggal 28 Oktober 2013

[10] ----, 2010, Karbonmonoksida dan dampaknya terhadap kesehatan,

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_lingkungan/karbonmonoksida-dan-dampaknya-terhadap-kesehatan/, diakses tanggal 21 Agustus 2013

[11] ---, 2013, Menganalaisa sendiri hasil test emisi gas buang,

http://www.saft7.com/menganalisa-sendiri-hasil-test-emisi-gas-buang/ diakses tanggal 07 September 2013

[12] ---, 2013, menganalisa hasil test uji emisi,

http://forum.otomotifnet.com/otoforum/menganalisa-hasil-test-uji-emisi diakses tanggal 07 September 2013

[13] ---, 2007,Data Sheet Operation principle of Figaro Gas Sensors,Figaro. [14] ---, 2013,Data SheetTGS 5042for the detection of carbon monoxide,Figaro. [15] Winoto, Ardi, 2008, Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan pemrograman

dengan Bahasa C pada WinAVR, Informatika, Bandung.

[16] ---,2008,Data sheetCA1604A 16x4characterLCDmodule,MMTELEC

(65)

49

[18] Wawancara dengan Sdr.Tayunmekanik bengkel Grand Prix Rawalo, pada tanggal 25 Oktober 2013.

(66)