9 BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler
Soemarsono, dkk (2015) Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan sebuah komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Artinya bahwa di dalam sebuah IC mikrokontroler sebetulnya sudah terdapat kebutuhan minimal agar mikrokontroler dapat
bekerja, yaitu meliputi mikroprosesor, ROM, RAM, I/O dan clock seperti halnya yang dimiliki oleh sebuah PC (Personal Computer).
Mengingat kemasannya yang hanya berupa sebuah chip dengan ukuran yang relatif kecil tentu saja spesifikasi dan kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroler menjadi lebih rendah bila dibandingkan dengan sistem komputer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatann- ya, kapasitas memori maupun fitur-fitur yang dimilikinya. Perbedaan RAM dan ROM antara komputer dengan mikrokontroler adalah pada mikrokontroler ROM jauh lebih besar dibanding RAM, sedangkan dalam komputer RAM jauh lebih besar dibanding ROM.
2.2 Arduino
Menurut Muhammad Syahwil (2017) Arduino adalah sebuah pengendali mikro board tunggal yang memiliki sifat terbuka (open source) yang diturunkan dari platform berbasis Wiring. Pengendali ini dirancang untuk mempermudah penggunaan dalam berbagai bidang elektronik.
Hardware arduino mengandung prosesor jenis Atmel AVR, dan memiliki bahasa pemrograman tersendiri.
Hardware dalam arduino memiliki beberapa jenis, yang mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam setiap papannya. Penggunaan jenis arduino disesuaikan dengan kebutuhan, hal ini yang akan mempengaruhi dari jenis prosseror yang digunakan. Jika semakin kompleks perancangan
dan program yang dibuat, maka harus sesuai pula jenis kontroler yang
digunakan. Yang membedakan antara ardruino satu dengan yang lainya adalah penambahan fungsi dalam setiap boardnya dan jenis
mikrokontroler yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah arduino uno.
Gambar 2.1. Arduino Uno (Kadir, 2013) Hardware arduino uno memiliki spesifikasi sebagai berikut : a. 14 pin IO Digital (0-13 )
Sejumlah pin digital dengan nomor 0-13 dapat difungsikan sebagai input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.
b. 6 pin Input Analog (0-5)
Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka antara 0 dan 1023.
c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)
Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada IDE.
2.3 Arduino IDE
Menurut Muhammad Syahwil (2017) Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source.
Maksud dari platform bahwa Arduino bukan hanya sebagai alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, mengcompilemen jadi kode biner dan mengupload ke
dalam memory mikrokontroler. Software Arduino dapat di instal di beberapa Operating system diantaranya: Windows, Mac OS, dan Linux.
Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang
membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino
IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino.
2.4 Sensor MQ-2
Lowongan, dkk (2015) Sensor MQ-2 merupakan sensor yang dapat mendeteksi beberapa jenis gas yang mudah terbakar seperti butana, metana, LPG, propana, alkohol, hidrogen dan dapat mendeteksi PPM asap karbon.
Bahan utama sensor ini adalah SnO2 dengan konduktifitas rendah pada udara bersih. Jika terdapat kebocoran gas konduktifitas sensor menjadi lebih tinggi,setiap kenaikan konsentrasi gas maka konduktifitas sensor juga naik.
Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan tegangan sumber. Catu daya yang dibutuhkan pada sensor MQ-2 adalah Vc <24VDC dan VH= 5V ±0.2V tegangan AC atau DC.
Sensor gas dan asap ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada suhu dari -20 sampai 50 ° C dan mengkonsumsi kurangdari 150 mA pada 5V.
2.5 Flame Module
Yendri, dkk (2017) Flame module merulakan module yang terdiri dari sensor api, Sensor ini dapat mendeteksi nyala api dalam rentang
panjang gelombang 760 nm~1100 nm, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5. Sensor ini dapat mendeteksi suhu panas berkisar 25 °C –85 °C. Sensor ini dapat mendeteksi api dari jarak 100 cm dengan
keluaran tegangan sebesar 0,5 V, dan pada jarak 20 cm dengan ob- jek sensor ini dapat mengeluarkan keluaran tegangan sebesar 5 V.
2.6 Buzzer
Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang masuk dalam keluarga transduser, dimana dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran
suara. Nama lain dari komponen ini disebut dengan beeper. Dalam kehidupan sehari – hari, umumnya digunakan untuk rangkaian alarm pada
jam, bel rumah, perangkat peringatan bahaya, dan lain sebagainya. Jenis buzzer yang sering ditemukan dipasaran yaitu tipe piezoelectric. Dikanakan tipe ini memiliki kelebihan seperti harganya yang relatif murah, mudah dalikasikan ke dalam rangkaian elektronika.
Pada saat ada aliran catu daya atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoelectric, maka akan terjadi
pergerakan mekanis pada piezoelectric tersebut, dimana gerakan tersebut mengubah energi listrik menjadi energi suara yang dapat didengar oleh telinga manusia.
Piezoelectric buzzer menghasilkan frekuensi di range kisaran antara 1 – 5 kHz hingga 100 kHz yang diaplikasikan ke Ultrasound.
Tegangan operasional piezoelectric pada umumnya yaitu berkisar antara 3Vdc hingga 12 Vdc. (Egal,2017)
2.7 Relay
Menurut Muhammad Syahwil (2017) Relay adalah saklar (switch)
yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama
yakni Elektro magnet (coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil ( low power) dapat
menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan relay yang menggunakan electromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan armature relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A. Sebuah relay tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik ( normally close dan normally open ).
Pada dasarnya, di sebuah relay sederhana terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
a. Electromagnet(Coil) b. Armature
c. Switch Contact Point (Saklar) d. Spring
Kontak Poin (Contact Point) relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
a. Normally close(NC) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka.
b. Normally open(NO) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup
2.8 LCD 16x2
Menurut Muhammad Syahwil (2017) LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai
penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer.
Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
c. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
d. Dilengkapi dengan back light.
2.9 Water Pump
Wikikomponen (2018) Water Pump merupakan alat elektronika yang berfungsi menyedot air, pompa bekerja dengan cara memindahkan sejumlah volume air melalui ruang suction menuju ruang outlet dengan menggunakan impeller, sehingga seluruh ruang udara terisi oleh air dan menimbulkan tekanan fluida untuk terus didorong keluar menuju pipa penyaluran.
Terdapat bagian-bagian penting dari water pump yaitu : a. Motor
Bagian ini merupakan bagian utama dari sebuah pompa air, dengan menggunakan motor tersebut sebuah pompa dapat berfungsi
b. Valve
Bagian ini berfungsi untuk memisahkan bagian isap dan bagian pompa, sehingga terjadi perbedaan tekanan dan pemisahan air.
c. Kapasitor
Terdapat sebuah kapasitor yang bertugas membantu start motor penggerak.
2.10 Resistor
Menurut Muhammad Syahwil (2017) Fungsi resistor pada rangkaian elektronika adalah sebagai penahan tegangan dan arus. Sesuai dengan namanya resist arti nya adalah tahanan. Kita buat contohnya menghidupkan LED, jika kita menghubungkan LED secara langsung dengan power supplay maka LED akan rusak karena nilai arus yang terlalu besar. Untuk mengurangi arus pada LED maka digunakan lah resistor sebagai penahan Arus, sehingga LED bisa menyala tapi tida merusak karena kelebihan Arus.
Nilai Tahanan Resistor adalah Ohm. Makin besar nilai Ohm suatu resistor maka makin besar nilai tahanan nya. Kita buat lagi contoh misalnya untuk LED. Jika kita beri nilai tahanan 220 Ohm pada LED dan dilalui tegangan 5V maka nyala LED akan terang. Namun jika kita beri nilai tahanan lebih tinggi seperti 1K Ohm, maka LED akan lebih redup. Dari gejala Terang redup nya LED ini dapat disimpulkan bahwa nilai Tahanan pada resistor memang berpengaruh kepada besar nya arus yang di lewati.
Untuk menghitung nilai tahanan atau resistor pembatas dari LED dihunakan rumus :
R = (Vs-Vf) ÷ I Dimana :
R : Besaran nilai tahanan pembatas (ohm)
Vs : Tegangan supli ( tegangan output Arduino, 5 V) Vf : Tegangan Bias maju LED (missal 1,7 V)
I : Aus yang dibutuhkan atau arus bias maju LED ( missal I = 20Ma = 0,02 A)
Maka, besar nilai R dapat dihitung :
R=(Vs – Vf) ÷ I =(5V-1,7V) ÷0.02 = 165Ω
Dengan demikian kita dapat memilih restor yang besarnya 220Ω dengan minimal daya 1 watt dimana daya P=12R.
2.11 LED (Light Emitting Diode)
Menurut Muhammad Syahwil (2017) LED (Light Emitting Diode) atau juga dikenal dengan istilah Dioda Pemancar Cahaya akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indicator dan peraga display. Lampu LED terbuat dari plastic dan diode semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tenaga listrik rendah (sekitar 1,8 volt DC). Terdapat macam- macam warna dan bentuk dari lampu LED yang disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.
2.12 Kabel Jumper
Belajariot (2018) Kabel jumper adalah kabel elektrik untuk menghubungkan antar komponen di breadboard tanpa memerlukan solder.
Kabel jumper umumnya memiliki connector atau pin di masing-masing ujungnya. Connector untuk menusuk disebut male connector, dan connector untuk ditusuk disebut female connector.kabel jumper dibagi menjadi 3 yaitu :
a. Male to Male
b. Male to Female c. Female to Female
2.13 LPG (Liquified Petroleum Gas)
2.13.1 Pengertian LPG (Liquified Petroleum Gas)
Menurut Studylibi (2018) Liquified Petrolieum Gas adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi propana (C3H8) dan butana (C4H10). Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana(C2H6) dan pentana(C5H12).
Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasanya sekitar 250:1.
Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana.pesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 5K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarkan oleh Pertamina dalah elpiji campuran.
2.13.2 Sifat LPG
Berikut merupakan sifat LPG:
a. Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar.
b. Gas tidak beracun, tidak berwarna.
c. Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat.
d. Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang rendah.
LPG dapat terbakar /meledak harus memenuhi 3 unsur yaitu : a. Hydrocarbon (BBM atau BBG)
b. Oxigen (Terdapat dalam udara yang kita hirup untuk bernafas)
c. Panas (Korek api, pematik, loncatan bunga api, elektrik statis dll.)
Ketiga unsur ini yang disebut segitiga api, dari ketiga unsur tersebut akan terjadi reaksi kimia yang menyebabkan timbulnya api. Jika salah satu unsur dihilangkan maka api dapat dipadamkan.
Gambar 2.2. Segitiga Api (www.pemadamapi.id)
2.13.3 Pengguna LPG
Penggunaan LPG di Indonesia terutama adalah sebagai bahan bakar alat dapur (kompor gas). Selain sebagai bahan bakar alat dapur, LPG juga cukup banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu menggunakan converter kit) dan juga untuk proses suatu industri moderen.
2.13.4 Bahaya LPG
Salah satu resiko penggunaan LPG adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas sehingga bila terkena api dapat menyebabkan kebakaran. Tekanan LPG cukup besar sehingga kebocoran LPG akan membentuk gas secara cepat dan merubah volumenya menjadi lebih besar.
2.13.5 Tabung Gas LPG
Menurut Dedi Darmawan (2014) Tabung baja LPG adalah tabung bertekanan yang dibuat dari plat baja karbon canai panas, digunakan untuk menyimpan gas LPG (liquefied petroleum gas) dengan kapasitas pengisian 3 kg (7,3 liter) dan memiliki tekanan rancang bangun minimum 18,6 kg/cm2. Bahan baku yang digunakan untuk badan tabung gas LPG 3 kg sesuai dengan SNI 07-3018-2006, “Baja lembaran pelat dan gulungan canai panas untuk tabung gas (Bj TG)” atau JIS G 3116 SG 30 (SG 295).
Proses yang berhubungan dengan pembuatan tabung gas LPG 3 kg yaitu dengan teknik pembentukan logam prinsip dasarnya yaitu melakukan perubahan bentuk dengan cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis pada benda kerja. Proses pembuatan tabung gas LPG berdasarkan temperatur termasuk proses cold working. Proses yang berhubugan dengan pembuatan tabung LPG 3 kg yaitu: Shearing, Blanking, Notching, Pierching, Bending, Deep Drawing, Edge Trimming, Welding, Jogling, Turning, Treading and marking.
Kemudian tabung LPG yang terdiri dari 4 bagian , yaitu pegangan tangan, tabung sisi atas, tabung sisi bawah dan kaki tabung dilakukan pengelasan.
2.13.6 Jenis Kapasitas Ukuran Tabung LPG
Tabung LPG memiliki beberapa jenis/varian berdasarkan kapasitas pengisiannya yakni antara ukuran 3 kg (7,3 liter) sampai dengan ukuran 50 kg.
Gambar 2.3. Tabung Gas LPG 12 Kg dan 3 Kg (www. geologi.co.id)
2.14 Flowchart
Flowchart adalah suatu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan antara suatu proses (instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Menurut Krismiaji (2010), flowchart adalah teknik analisis yang digunakan untuk
menjelaskan aspek-aspek informasi secara jelas, tepat dan logis.
Flowchart menggunakan serangkaian simbol standar untuk menguraikan prosedur pengolahan transaksi yang digunakan
oleh sebuah perusahaan, sekaligus menguraikan alur data dalam sebuah sistem.
Tabel 1 Tabel komponen simbol flowchart Sumber : Krismiaji, 2010
No. Nama Simbol Keterangan
1 Flow Direction Symbol
Simbol yang digunakan untuk menghubungkan antar simbol. Simbol ini disebut juga connecting line.
2 Connector Symbol
Simbol yang digunakan untuk keluar – masuk atau penyambungan proses pada halaman yang berbeda.
3 Connector Symbol
Simbol yang digunakan untuk keluar – masuk atau penyambungan proses
pada halaman yang sama.
4 Processing symbol
Simbol yang menunjukkan pengolahan yang dilakukan oleh komputer.
5 Decision symbol Simbol pemilihan
proses berdasarkan kondisi yang ada.
6 Disk and On- line storage symbol
Simbol yang menyatukan input yang berasal dari disk atau disimpan ke disk.
7. Display symbol Simbol yang
menyatakan peralatan output yang
digunakan yaitu layar, plotter dan
sebagainya.
8. Input-Output symbol
Simbol yang menyatakan proses input dan output tanpa tergantung dengan jenis peralatannya.
9. Manual input symbol
Simbol untuk pemasukan data secara manual on-line keyboard.
10. Manual operation symbol
Simbol yang menunjukkan
pengolahan yang tidak dilakukan oleh
komputer.
11. Predefine procces symbol
Simbol untuk pelaksanaan suatu bagian sub-program / procedure.
12. Preparation symbol
Simbol untuk mempersiapkan penyimpanan yang akan digunakan sebagai tempat pengolahan di dalam storage.
13. Communication link
Simbol yang
menyatakan transmisi data dari suatu lokasi ke lokasi lain.
14. Terminator symbol
Simbol yang digunakan untuk permulaan (start) atau
akhir (stop) dari suatu kegiatan.
15. Keying operation
Simbol yang menyatakan segala jenis operasi yang diproses dengan menggunakan suatu mesin yang
mempunyai keyboard.
16. Offline storage Menunjukkan bahwa
data dalam simbol ini akan disimpan ke suatu media tertentu.
17. Punched card Simbol yang
menyatakan input berasal dari kartu atau output di tulis ke kartu.
18. Magnetic tape Simbol yang
menyatakan input berasal dari pita magnetis atau output disimpan ke pita magnetis.
19. Document Simbol yang mencetak keluaran (output) dalam bentuk dokumen (cetak melalui printer).
