i
ALAT UKUR KUALITAS UDARA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
ANDREAS HUTAGALUNG 132411064
PROGRAM STUDI D-3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2016
ii
ALAT UKUR KUALITAS UDARA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuh isyarat memperoleh Ahli Madya
ANDREAS HUTAGALUNG 132411064
PROGRAM STUDI D-3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2016
iii
PERSETUJUAN
Judul : Alat Ukur Kualitas Udara Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Andreas Hutagalung
NIM : 132411064
Program Studi : D-3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, 26 Juli 2016
Disetujui Oleh
Ketua Program Studi Dosen Pembimbing
D-3 Metrologi dan Instrumentasi Tugas Akhir
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Dr. Diana Alemin Barus , M.Sc NIP. 195701121986011001 NIP. 195701121986011001
i
ALAT UKUR KUALITAS UDARA BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa Projek Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, 26 Juli 2016
ANDREAS HUTAGALUNG 132411064
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang Maha Menguasai dan Maha Menggerakkan hati serta anggota tubuh setiap makhluknya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Project Akhir 2 ini.
Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada program studi Metrologi dan Instrumentasi di Fakultas MIPA.
Penulis sangat menyadari keterbatasan yang dimiliki, karena terselesaikannya penyusunan laporan ini tidak terlepas dari bantuan serta dukungan dari berbagai pihak kepada Penulis. Untuk itu, izinkanlah Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MSi, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
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 FMIPA USU yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian laporan ini.
4. Orang Tua, keluarga, dan teman-teman, yang telah memberikan doa dan dukungannya kepada penulis.
Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa dengan keterbatasan ilmu dan kemampuan yang penulis miliki, penyusunan laporan ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu dengan senang hati penulis menerima segala saran dan kritik yang sifatnya membangun demi lebih baiknya laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 27 Juli 2016
Penulis
iii
ABSTRAK
Polusi udara menjadi masalah penting yang dapat mengancam kehidupan manusia. Banyak aktifitas-aktifitas manusia yang menyebabkan terjadinya polusi udara. Oleh sebab itu, diperlukan suatu monitoring tingkat polusi udara untuk mengetahui indeks polusi udara di kawasan tersebut dalam rangka mempertahankan kadar polutan di bawah nilai ambang batasnya. Untuk mengetahui kadar gas polutan dengan menggunakan sensor gas MQ-135 yang peka terhadap kualitas udara. Dan untuk tampilan indeks menggunakan LCD dan secara software dengan komunikasi serial yang sebelumnya di proses oleh mikrokontroller. Sistem ini diharapkan mampu memberikan solusi terhadap masalah pencemaran udara karena biaya yang diperlukan terjangkau dibanding dengan alat dari badan lingkungan hidup. Project Akhir 2 ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat monitoring polusi udara dengan sensor MQ-135 diimplementasikan pada sebuah miniplant berbasis mikrokontroller.
Kata Kunci : Sensor gas MQ-135, Mikrokontroler Arduino Uno, Komunikasi Serial.
iv ABSTRACT
Air pollution is an important problem that can threaten human life. Many human activities that cause air pollution. Therefore, we need a monitoring air pollution levels to determine the index of air pollution in the region in order to maintain the levels of pollutants below the threshold value. To determine levels of pollutant gases by using the MQ-135 gas sensors are sensitive to air quality. And to the LCD display using the previous index in the process by the microcontroller. The system is expected to provide a solution to the problem of air pollution due to the cost of the required affordable compared by means of the environmental agency.
Final Project 1 is to design and manufacture of air pollution monitoring with sensor MQ-135 is implemented in a microcontroller-based miniplant.
Keyword: Gas Sensor MQ-135, Microcontroller Arduino Uno.
1
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ... i
Pernyataan ... ii
Kata Pengantar ... iii
Abstrak ... v
Abstract ... vi
DaftarIsi ... vii
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... x
Daftar Lampiran ... xi
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang ... 1
1.2 RumusanMasalah ... 1
1.3 Tujuanpenulisan ... 1
1.4 BatasanMasalah ... 2
1.5 SistematikaPenulisan ... 2
BAB II.LANDASAN TEORI 2.1 Pencemaran Lingkungan ... 4
2.2Sumber Daya Udara ... 5
2.3 Sensor Gas MQ-135 ... 6
2.3.1Konektor dan Pengatran Jumper ... 7
2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Gas MQ-135 ... 7
2.4Mikrokontroler Arduino Uno ... 9
2.5LCD (Liquid display) ... 9
2.5.1Cara Kerja LCD ... 11
2.6 Bluetooth HC-06 ... 12
2.7 Bluetooth Electronic Android ... 12
2.8 IC LM78xx (IC Regulator Tegangan) ... 13
2.9 Kapasitor ... 13
2.10 Dioda ... 14
2.11 Kristal ... 14
2
2.12 Bahasa C ... 15
2.13 Code Vision AVR ... 16
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1Diagram Blok Rangkaian ... 18
3.1.1 Fungsi Diagram Blok ... 19
3.1.2 Rangkaian Arduino Uno ... 19
3.1.2 RangkaianvSensor MQ-135 ... 20
3.1.3 Rangkaian Bluetooth HC-05 ... 21
3.1.4 Rangkaian Power Supply ... 21
3.1.5 Rangkaian LCD ... 22
3.2 Flowchart Sistem ... 23
BAB IV.PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM 4.1 Pengujian Rangkaian Arduino Uno ... 24
4.2 Pengujian Sensor MQ-135 ... 25
4.3 Pengujian Bluetooth HC-05 ... 25
4.4 Pengujian Rangkaian LCD ... 26
4.5 Pengujian Rangkaian Regulator (power suplly) ... 27
4.6 Pengujian Keseluruhan ... 27
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 29
5.2 Saran ... 29 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
3 DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1Komposisi Udara Bersih ... 5 Tabel 2.2Konektor dan Pengaturan Jumper ... 7 Tabel 2.3 Deskripsi Pin pada LCD ... 12
4 DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sensor MQ-135 ... 6
Gambar 2.2 Cara Kerja Kendali ON/OFF sensor Gas ... 8
Gambar 2.3 Mikrokontroler Arduino Uno ... 9
Gambar 2.4 LCD ... 10
Gambar 2.5 Bluetooth HC-05 ... 12
Gambar 2.6 Bluetooth Electronic ... 13
Gambar 2.7 IC LM78xx ... 13
Gambar 2.8 Kapasitor ... 14
Gambar2.9 Dioda ... 14
Gambar 2.10 Kristal ... 14
Gambar 2.11 Code Vision AVR ... 17
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem... 18
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Uno ... 19
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor MQ-135 ... 20
Gambar 3.4 Rangkaian Bluetooth HC-05 ... 21
Gambar 3.5 Rangkaian Power supply ... 21
Gambar 3.6 Rangkaian LCD 26x2 ... 22
Gambar 3.7 Flowchart Sistem ... 23
5 DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Referensi ... 31 Lampiran 2 Gambar Alat ... 34 Lampiran 3 Gambar Rangkaian ... 35
6
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pencemaran udara dewasa ini semakin menampakkan kondisi yang sangat memprihatinkan. Sumber pencemaran udara dapat berasal dari berbagai kegiatan antara lain industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan. Berbagai kegiatan tersebut merupakan kontribusi terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas. Sumber pencemaran udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung meletus, gas alam beracun, dan lain-lain. Dampak dari pencemaran udara tersebut adalah menyebabkan penurunan kualitas udara, yang berdampak negatif terhadap kesehatan manusia.
Pertumbuhan pembangunan seperti industri, transportasi, dan lain-lain disamping memberikan dampak positif namun disisi lain akan memberikan dampak negatif dimana salah satunya berupa pencemaran udara dan kebisingan baik yang terjadi didalam ruangan (indoor) maupun di luar ruangan (outdoor) yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan terjadinya penularan penyakit. Udara sendiri adalah salah satu kebutuhan manusia, selain makanan, sandang, rumah, dan sebagainya. Udara sangat berpengaruh pada kesehatan manusia, terutama udara di luar ruangan; kualitas udara yang buruk dapat menyebabkan penyakit pada manusia. Kualitas udara yang buruk dapat ditemui di kawasan industri atau jalan raya yang padat. Oleh karena itu, diperlukan kegiatan yaitu pengukuran kualitas udara.
1.2 Rumusan Masalah
Pada laporan project ini membahas tentang pendeteksian kadar udara yang terdiri sensor gas MQ-135, Mikrokontroler Arduino Uno sebagai pengontrolnya beserta software pemrogramannnya, LCD sebagai display hasil pengukuran dan display GUI dengan komputer.
1.3 Tujuan Penulisan
Penulisan laporan proyek ini adalah untuk :
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan 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 yang diketahui.
7 3. Merancang suatu alat pengukuran kualitas udara dan kemudian ditampilkan pada LCD
dengan menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno.
4. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur kualitas udara menggunakan sensor gas MQ-135 yang Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno.
1.4 Batasan Masalah
Dalam penulisan Laporan Project Akhir 2 ini, dibuat suatu batasan-batasan dengan maksud memudahkan analisis yng dibutuhkan dalam rangka pemecahan masalah. Adapun batasannya yaitu sebagai berikut :
1. Sensor gas MQ-135 hanya digunakan untuk mendeteksi kualitas udara.
2. Perancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari mikrokontroler Arduin0 uno, sensor gas MQ-135, dan LCD 16x2 karakter.
3. Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroler adalah bahasa C.
4. Display atau penampil nilai data menggunakan LCD (liquid crystal display) dan GUI.
5. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino uno.
1.5 Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan Laporan Project Akhir 2 ini, pembahasan mengenai sistem alat yang dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan laporan ini.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler Arduino uno, sensor gas MQ-135 dan prinsip kerjanya, software pendukung dan bahasa program yang digunakan.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.
8 BAB IV : ANALISIS DAN PENGUJIAN
Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.
BAB V : PENUTUP
KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan laporan project akhir 2 ini dan saran-saran untuk pengembangannya.
DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan dalam pembutan laporan project akhir 2 ini.
9
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pencemaran Lingkungan
Polusi atau pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (Undang-undang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982).
Isu penting saat ini bagi sebagian besar masyarakat di dunia saat ini adalah perubahan iklim secara global yang disebabkan oleh pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan merupakan salah satu masalah penting yang sedang dihadapi oleh beberapa negara di dunia dan Indonesia saat ini, dimana permasalahan tersebut semakin meningkat sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi dan urbanisasi di kota-kota besar.
Beberapa isu global yang hingga saat ini menjadi pembicaraan hangat adalah adanya pemanasan global yang memicu terjadinya perubahan iklim yang disebabkan oleh cemaran dari gas rumah kaca.
Pencemaran udara, terutama di kota-kota besar di dunia dan Indonesia seperti Jakarta, Surabaya, Semarang, Bandung dan Medan telah menyebabkan menurunya kualitas udara sehingga mengganggu kenyaman bahkan telah menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan serta keseimbangan iklim global. Menurunnya kualitas udara tersebut terutama disebabkan karena penggunaan bahan bakar fosil untuk sarana transportasi dan industri yang umumnya terpusat di kota-kota besar, disamping kegiatan rumah tangga dan kebakaran hutan dan kebakaran lahan.
Dampak negatif akibat menurunnya kualitas udara cukup berat terhadap lingkungan terutama kesehatan manusia yaitu dengan menurunnya fungsi paru, peningkatan penyakit pernapasan, dampak karsinogen dan beberapa penyakit lainnya. Selain itu pencemaran udara dapat menimbulkan bau, kerusakan materi, gangguan penglihatan dan dapat menimbulkan hujan asam yang merusak lingkungan.
Untuk mengantisipasi dan menanggulangi dampak pencemaran udara terhadap kesehatan manusia maupun lingkungan perlu adanya upaya-upaya nyata dari semua pihak baik instansi pemerintah, swasta, perguruan tinggi dan masyarakat luas sesuai dengan bidang tugas masing-
10 masing. Upaya penanggulangan pencemaran udara pada dasarnya ditujukan untuk meningkatkan mutu udara untuk kehidupan. Upaya ini meliputi pencegahan dan penanggulangan pencemaran serta pemulihan mutu udara dengan melakukan inventarisasi mutu udara ambien, pencegahan sumber pencemar baik sumber pencemar bergerak maupun tidak bergerak dan gangguan serta penanggulangan keadaan darurat akibat pencemaran udara.
Pelaksanaan pencegahan Pencemaran udara terutama dilakukan untuk mencegah terjadinya pencemaran. Kegiatan ini dilaksanakan antara lain melalui penetapan baku mutu udara (ambien dan emisi). Sedangkan untuk mengetahui mutu udara dilakukan dengan melaksanakan pemantauan udara ambien dan dampaknya terhadap lingkungan.
2.2 Sumber Daya Udara
Udara merupakan salah satu unsur alam yang pokok bagi makhluk hidup yang ada di muka bumi terutama manusia. Tanpa udara yang bersih maka manusia akan terganggu terutama kesehatannya yang pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Udara dikatakan
“Normal” dan dapat mendukung kehidupan manusia apabila komposisinya seperti tersebut dalam table di bawah ini. Sedangkan apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang menimbulkan gangguan serta perubahan komposisi tersebut, maka dikatakan udara sudah tercemar/terpolusi.
Kualitas udara ambien dari suatu daerah ditentukan oleh daya dukung alam daerah tersebut serta jumlah sumber pencemaran atau beban pencemaran dari sumber yang ada di daerah tersebut. Zat-zat yang dikeluarkan oleh sumber pencemar ke udara dan dapat mempengaruhi kualitas udara antara lain gas Nitrogen Oksida (NOx), Sulfur Dioksida (SO2), debu serta kandungan Timah Hitam (Pb) dalam debu.
Tabel 2.1 Komposisi Udara Bersih Jenis gas Formula Konsentrasi
(% volume) Ppm
1. Nitrogen N2 78,08 780,800
2. Oksigen O2 20,95 209,500
3. Argon Ar 0,934 9,340
4. Carbon
Dioksida CO2 0,0314 314
5. Neon Ne 0,00812 18
6. Helium He 0,000524 5
7. Methana CH4 0,0002 2
8. Krypton Kr 0,000114 1
Sumber : Environmental Chemistry, Air and Water Pollution
11 2.3 Sensor Gas MQ-135
MQ-135 Air Quality Sensor adalah sensor yang memonitor kualitas udara untuk mendeteksi gas amonia (NH3), natrium-(di)oksida (NOx), alkohol / ethanol (C2H5OH), benzena (C6H6), karbondioksida (CO2), gas belerang / sulfur-hidroksida (H2S) dan asap / gas- gas lainnya di udara. Sensor ini melaporkan hasil deteksi kualitas udara berupa perubahan nilai resistensi analog di pin keluarannya. Pin keluaran ini bisa disambungkan dengan pin ADC (analog-to-digital converter) di mikrokontroler / pin analog input Arduino dengan menambahkan satu buah resistor saja (berfungsi sebagai pembagi tegangan / voltage divider).
(a) (b)
Gambar 2.1 (a) Sensor MQ-135 dan (b) Skematik Sensor MQ-135
Spesifikasi Sensor MQ-135 :
1. Sumber catu daya menggunakan tegangan 5 Volt.
2. Menggunakan ADC dengan resolusi 10 bit.
3. Tersedia 1 jalur output kendali ON/OFF.
4. Pin Input/Output kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.
5. Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
6. Signal instruksi indikator output;
7. Output Ganda sinyal (output analog, dan output tingkat TTL);
8. TTL output sinyal yang valid rendah; (output sinyal cahaya rendah, yang dapat diakses mikrokontroler IO port)
9. Analog Output dengan meningkatnya konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi, semakin tinggi tegangan;
10. Memiliki umur panjang dan stabilitas handal;
11. karakteristik pemulihan respon cepat;
12 2.3.1 Konektor dan Pengaturan Jumper
Tabel 2.2 Konektor dan Pengaturan Jumper
Pin Nama Fungsi
1 GND Titik referensi untuk catu daya input
2 VCC Terhubung ke catu daya (5 V)
3 RX TTL Input serial level TTL ke modul Sensor 4 TX Output serial level TTL ke modul Sensor 5 SDA I2C-bus data input / output
6 SCL I2C-bus clock input 2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Gas MQ-135
Pada modul sensor gas MQ-135 terdapat 2 buah LED indikator yaitu LED indikator merah dan LED indikator hijau. Pada saat power-up, LED merah akan berkedip sesuai dengan alamat I2C modul. Jika alamat I2C adalah 0xE0 maka LED indikator akan berkedip 1 kali. Jika alamat I2C adalah 0xE2 maka LED indikator akan berkedip 2 kali. Jika alamat I2C adalah 0xE4 maka LED indikator akan berkedip 3 kali dan demikian seterusnya sampai alamat I2C 0xEE maka LED indikator akan berkedip 8 kali.
Pada saat power-up, LED hijau akan berkedip dengan cepat sampai kondisi pemanasan sensor dan hasil pembacaan sensor sudah stabil. Waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi stabil berbeda-beda untuk tiap sensor yang digunakan tergantung pada kecepatan respon sensor dan kondisi heater pada sensor. Jika kondisi stabil sudah tercapai, maka LED hijau akan menyala tanpa berkedip. Pada kondisi operasi normal (setelah kondisi power-up), LED merah akan menyala atau padam sesuai dengan hasil pembacaan sensor dan mode operasi yang dipilih. Sedangkan selama hasil pembacaan sensor stabil, LED hijau akan tetap menyala dan hanya berkedip pelan (tiap 1 detik) jika ada perubahan konsentrasi gas.
Modul sensor juga memiliki 1 pin output open collector yang status logikanya akan berubah-ubah, sesuai dengan hasil pembacaan sensor gas dan batas atas serta batas bawah yang telah ditentukan. Pin output ini dapat dihubungkan dengan aktuator (exhaust atau alarm) sehingga modul ini dapat berfungsi sebagai pemonitor konsentrasi gas secara mandiri. Modul ini akan membaca nilai konsentrasi gas secara otomatis, membandingkan dengan batas-batas nilai yang telah diatur dan kemudian mengubah status logika pin output kendali ON/OFF sesuai dengan mode operasi yang digunakan.
Ada 2 mode operasi yang dapat tersedia, yaitu mode operasi Hysterisis :
1. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih kecil dari pada batas bawah, maka pin output akan Off (Transistor Open Collector berada pada keadaan Cut-off dan LED indikator merah tidak menyala).
13 2. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih besar dari pada batas atas, maka pin output akan On (Transistor Open Collector berada pada keadaan Saturasi dan LED indikator merah menyala).
3. Jika nilai sensor hasil konversi ADC sama dengan atau berada di antara batas atas dan batas bawah, maka logika pin output tidak berubah (jika sebelumnya Off, maka akan tetap Off atau jika sebelumnya On akan tetap On).
Pada mode operasi Window:
1. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih kecil dari pada batas bawah, maka pin output akan On (Transistor Open Collector berada pada keadaan Saturasi dan LED indikator merah menyala).
2. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih besar dari pada batas atas, maka pin output akan On (Transistor Open Collector berada pada keadaan Saturasi dan LED indikator merah menyala).
3. Jika nilai sensor hasil konversi ADC sama dengan atau berada di antara batas atas dan batas bawah, maka logika pin output akan Off (Transistor Open Collector berada pada keadaan Cut-off dan LED indikator merah tidak menyala).
Jika sumber nilai batas yang dipilih adalah menggunakan variabel resistor pada modul sensor, maka mode operasi yang bisa berlaku hanya mode operasi Hysterisis. Nilai variabel resistor akan digunakan sebagai nilai batas atas. Sedangkan nilai batas bawah akan selalu bernilai 50 poin di bawah nilai batas atas. Jika sumber nilai batas yang dipilih adalah menggunakan nilai yang tersimpan pada EEPROM modul sensor, maka mode operasi yang bisa berlaku adalah mode operasi Hysterisis dan modeoperasi Window. Nilai batas atas, nilai batas bawah, dan mode operasi, dapat diatur melalui antarmuka UART TTL atau I2C dengan menggunakan bahasa pemrograman.
Berikut ini ilustrasi cara kerja kendali ON/OFF menggunakan modul sensor gas dengan nilai batas atas sebesar 450 dan nilai batas bawah sebesar 350.
Gambar 2.2 Cara Kerja Kendali ON/OFF Sensor Gas
14 2.4 Mikrokontroler Arduino Uno
Arduino adalah hardware dan software perusahaan, proyek, dan komunitas pengguna yang mendesain dan memproduksi komputer hardware open-source , software open-source , dan mikrokontroler berbasis kit untuk membangun perangkat digital dan objek interaktif yang dapat merasakan dan mengontrol perangkat fisik.
Proyek ini didasarkan pada desain papan mikrokontroler, yang diproduksi oleh beberapa vendor, menggunakan berbagai mikrokontroler. Sistem ini menyediakan set digital dan analog input / output pin (I / O) yang dapat antarmuka ke berbagai papan ekspansi (disebut perisai ) dan sirkuit lainnya. Papan fitur antarmuka komunikasi serial, termasuk Universal Serial Bus ( USB ) pada beberapa model, untuk program loading dari komputer pribadi. Untuk
pemrograman mikrokontroler, proyek Arduino menyediakan lingkungan pengembangan terpadu (IDE) berdasarkan pada bahasa pemrograman bernama Processing , yang juga mendukung bahasa C dan C ++ .
Arduino pertama diperkenalkan pada tahun 2005, yang bertujuan untuk memberikan biaya rendah, cara mudah bagi pemula dan profesional untuk membuat perangkat yang berinteraksi dengan lingkungan mereka menggunakan sensor dan aktuator . Contoh umum dari perangkat tersebut ditujukan untuk penggemar pemula termasuk sederhana robot , termostat , dan detektor gerakan.
Gamba 2.3 Mikrokontroler Arduino Uno
15 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
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, ataupun layar komputer. Pada bab ini 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 :
1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris 2. Mempunyai 192 karakter tersimpan 3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit 5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC.
9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem mikrokontroler/mikroprosesor lain.
Gambar 2.4 LCD (Liquid Crystal Display) Tabel 2.3 Deskripsi Pin Pada LCD
Pin Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
4 “RS” Instruction/Register Select 5 “R/W” Read/Write LCD Registers
6 “EN” Enable
7-14 Data I/O Pins
15 Vcc
16 Ground
16 2.5.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display)
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit.
Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD.
Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu.
Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya).
Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1”
dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.
Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD.
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk data).Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7-bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
17 2.6 Bluetoot HC-05
Bluetooth Module HC-05 merupakan module komunikasi nirkabel pada frekuensi 2.4GHz dengan default koneksi hanya sebagai SLAVE. Sangat mudah digunakan dengan mikrokontroler untuk membuat aplikasi wireless. Interface yang digunakan adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND. Built in LED sebagai indikator koneksi bluetooth.
Tegangan input antara 3.6 ~ 6V, jangan menghubungkan dengan sumber daya lebih dari 7V. Arus saat unpaired sekitar 30mA, dan saat paired (terhubung) sebesar 10mA. 4 pin interface 3.3V dapat langsung dihubungkan ke berbagai macam mikrokontroler (khusus Arduino, 8051, 8535, AVR, PIC, ARM, MSP430, etc.). Jarak efektif jangkauan sebesar 10 meter, meskipun dapat mencapai lebih dari 10 meter, namun kualitas koneksi makin berkurang.
Gambar 2.5 Bluetooth HC-05
2.7 Bluetooth Electronic Android
Mengontrol proyek elektronik dengan perangkat Android. Aplikasi ini berkomunikasi menggunakan Bluetooth ke HC-06 atau modul HC-05 Bluetooth dalam proyek Anda.
Aplikasi ini dilengkapi dengan sebuah perpustakaan yang berisi 10 contoh Bluetooth untuk Arduino. Lihat elektronik halaman untuk contoh. Hal ini juga dapat digunakan dengan Raspberry Pi atau sistem prototipe cepat lain di mana Anda telah memasukkan modul Bluetooth yang cocok untuk proyek Anda. • Ideal untuk belajar elektronik dengan cara yang menyenangkan. • Ideal untuk cepat prototyping suatu ide baru. • Ideal untuk memamerkan proyek Anda. Beberapa keterampilan elektronik diperlukan. Membutuhkan perangkat Android dengan kemampuan Bluetooth diaktifkan. TIDAK bekerja dengan modul Bluetooth Energi Rendah. Banyak pilihan kontrol yang tersedia termasuk tombol, switch, slider,
bantalan, lampu, alat pengukur, terminal, accelerometers dan grafik, Drag dan drop mereka ke grid panel. Kemudian mengedit properti mereka. 20 panel disesuaikan tersedia. Panel Impor / Ekspor untuk berbagi mereka. Temukan, pasangan dan menghubungkan ke perangkat
18 Bluetooth. Kemudian klik Run untuk menggunakan panel. Perpustakaan 10 Contoh Arduino untuk Anda mulai:
Gambar 2.6 Bluetooth Electronic
2.8 IC LM78xx (IC Regulator Tegangan)
Seperti diperlihatkan gambar II.18, IC ini mempunyai tiga kaki yang digunakan sebagai komponen pendukung dari Vcc untuk menghasilkan tegangan 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 Volt. Simbol ‘xx’ pada gambar di bawah ini menandakan besar tegangan yang dihasilkan seperti untuk menghasilkan tegangan keluaran 5 Volt maka nilai untuk menandakan simbol
‘xx’ tersebut adalah 05, yang berarti IC yang digunakan adalah LM7805. IC regulator ini berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Penerapan IC ini mengharuskan Vi > Vo. IC regulator yang digunakan yaitu LM7805 untuk menghasilkan tegangan keluaran 5 Volt.
Gambar 2.7 IC LM78xx 2.9 Kapasitor
Kapasitor disebut juga Kondensator, yaitu komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan/tegangan listrik atau menahan arus searah. Kapasitor ELCO (Electrolit Capasitor) terbuat dari keping aluminium dan elektrolit yang dikandung dalam lembaran kertas berpori.
Plat aluminium bersifat sebagai isolator dan elektrolit berfungsi sebagai konduktor. Kapasitor ELCO memiliki kekutuban atau polaritas yaitu tanda positif dan tanda negatif. Jika dalam pemasangan kutub-kutub ELCO terbalik maka kapasitor akan rusak. Karena tidak terlalu akurat dan bersifat elektronik marginal properties, maka kapasitor jenis ini tidak baik digunakan dalam rangkaian yang berhubungan dengan transmisi sinyal HF. Jadi, kapasitor ELCO ini lebih baik digunakan untuk filter ripple, timing circuit. Kapasitor keramik secara internal tidak dibangun sebagai koil, sehingga cocok untuk penggunaan aplikasi tinggi.
19 Kapasitor ini bersifat non-polaritas atau tidak memiliki tanda positif dan tanda negatif sehingga dapat dipasang bolak-balik. Metalized polyester capasitor dibuat dari film dielectric dan biasa disebut dengan Kapasitor Milar. Mempunyai kualitas yang baik, low drift, temperaturnya stabil. Secara fungsional, kapasitor milar ini sama dengan kapasitor non polaritas lain.
Gambar 2.8 (a) ELCO, (b) Kapasitor Keramik dan (c) Kapasitor Milar
2.10 Dioda
Dioda ialah suatu komponen semikonduktor yang memiliki sifat yang unik. Dioda hanya mengizinkan arus mengalir dalam satu arah saja, jika dipakai sebagai penyearah dengan kata lain dioda dapat mengubah sinyal AC menjadi sinyal DC.
Gambar 2.9 Dioda (a).Fisik, (b).Simbol
2.11 Kristal
Kristal merupakan pembangkit clock internal yang menentukan rentetan kondisi-kondisi (state) yang membentuk sebuah siklus mesin mikrokontroler. Siklus mesin tersebut diberi nomor S1 hingga S6, masing-masing kondisi panjangnya 2 periode osilator, dengan demikian satu siklus mesin paling lama dikerjakan dalam 12 periode osilator. Satuan kristal biasanya dalam skala mega yaitu antara 4MHz sampai 24MHz dengan bentuk dan simbol seperti yang diperlihatkan oleh gambar 2.11. Pada perancangan pengukur tingkat curah hujan dengan menggunakan pengiriman data wireless ini menggunakan kristal dengan frekuensi 20MHz.
Gambar 2.10 Kristal
20 2.12 Bahasa C
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok.
Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin.
Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok.
Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI ( American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.
Kelebihan Bahasa C:
- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.
- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.
- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci.
- Proses executable program bahasa C lebih cepat - Dukungan pustaka yang banyak.
- C adalah bahasa yang terstruktur
- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah
Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.
Kekurangan Bahasa C:
21 - Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang
membingungkan pemakai.
- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.
2.13 CodeVisionAVR
CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio. IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan kompilasi/asembli secara otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards.
Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial, IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal. Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai library tertentu untuk:
Modul LCD alphanumeric
Bus I2C dari Philips
Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor
Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307 dari Maxim/Dallas Semiconductor
Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor
Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas Semiconductor
Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor
EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor
SPI
Power Management
22
Delay
Konversi ke Kode Gray
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:
Set-up akses memori eksternal
Inisialisasi port input/output
Inisialisasi interupsi eksternal
Inisialisasi Timer/Counter
Inisialisasi Watchdog-Timer
Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi
Inisialisasi Pembanding Analog
Inisialisasi ADC
Inisialisasi Antarmuka SPI
Inisialisasi Antarmuka Two-Wire
Inisialisasi Antarmuka CAN\
Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real- Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
Inisialisasi modul LCD
Gambar 2.11 CodeVisionAVR
23 BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Arduino uno Sensor MQ-135
Power Supply
LCD
Bluetooth
Gambar 3.1 Diagram blok system
24 3.1.1. Fungsi-fungsi diagram blok
1. Blok Sensor MQ-135sebagai pendeteksi pencemaran udara
2. Blok Supply sebagai sumber tegangan ke mikrokontroler dan sensor 3. Blok LCD sebagai output tampilan konsentrasi pencemaran udara
4. Block mikronontroler sebagai otak dari system yang memproses data dari sensor dan dikrim ke mobile phone
5. Blok Bluetooth sebagai media pengirim informasi kepada android
3.1.2. Rangkaian Arduino uno
Gambar 3.2 rangkaian arduino uno
Arduino Uno adalah papan sirkuit berbasis mikrokontroler ATmega328. IC (integrated circuit) ini memiliki 14 input/output digital (6 output untuk PWM), 6 analog input, resonator kristal keramik 16 MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin header ICSP, dan tombol reset. Hal
25 inilah yang dibutuhkan untuk mensupport mikrokontrol secara mudah terhubung dengan kabel power USB atau kabel power supply adaptor AC ke DC atau juga battery.
Arduino Uno berbeda dari semua board mikrokontrol diawal-awal yang tidak menggunakan chip khusus driver FTDI USB-to-serial. Sebagai penggantinya penerapan USB- to-serial adalah ATmega16U2 versi R2 (versi sebelumnya ATmega8U2). Versi Arduino Uno Rev.2 dilengkapi resistor ke 8U2 ke garis ground yang lebih mudah diberikan ke mode DFU.
3.1.3.Rangkaian sensor MQ-135
Gambar 3.3 Rangkaian sensor MQ-135
Pada sensor ini telah disediakan modul rangkaian, sehingga sangat mudah digunakan, pada modul rangkaian sensor ini tersedia dua output. Analog dan digital, tegangan analog yaitu output dari sensor dan sedangkan output digital yaitu yang telah diberikan rangkaian pembanding atau disebut dengan komparator.
Pada rangkaian ini menggunakan output analog. Output analog di hubungkan ke pin A0, dan A4, pada arduino uno, kemudia arduino akan mengubah sinyal analog menjadi digital.
26 3.1.4.Rangkaian Bluetooth HC05
Gambar 3.4 Rangkaian Bluetooth HC 05
Rangkaian modul Bluetooth ini menggunakan komunikasi serial sehingga sangat mudah digunakan. Untuk rangkaian rx pada Bluetooth di hubungkan ke tx arduino begitu juga dengan tx Bluetooth di hubungkan ke rx arduino.
3.1.5. Rangkaian Power Supply
Gambar 3.5. rangkaian Power supply
Untuk mempermudah perancangan alat, pada rangkaian saya ini menggunakan power supply 12 volt yang telah ada dipasaran. Tetapi mikrokontroler hanya membutuhkan tegangan
27 5 volt. Jadi untuk menstabilkan tegangan yaitu menggunakan IC7805 yang berfungsi untuk menjaga tegangan 5 volt.
3.1.6. Rangkaian LCD
Gambar 3.5 rangkaian LCD 26 x 2
Pada rangkaian ini LCD di hubungkan ke PORT arduino, RS LCD – D2 arduino, E LCD –D3 arduino, D4 LCD –D4 arduino, D5 LCD -D5 arduino, D6 LCD –D6 arduino, D7 LCD –D7 arduino. Rangkaian LCD ini disesuaikan dengna kebutuhan LCD dan kebutuhan pada sistem. Semua port LCD juga dapat langsung
dihubungkan ke PORT arduino, tetapu terlalu banyak memakan pin pada arduino.
28
Start
inisialisasi
Mikrokontroler memproses output dari sensor lanujut
ke ADC
Tampil LCD
Selesai Sensor deteksi gas
CO2
Kirim ke android
3.2 Flowchart Sistem
Gambar 3.7 Flowchart SSistem
29 BAB IV
ANALISIS DAN PENGUJIAN
4.1.Pengujian rangkaian Arduino uno
Pengujian sistem arduino uno dilakukan dengan memprogram sistem arduino uno untuk membuat Pin.4 menjadi nilai positif negative 0 dan 1 yang diulang ulang dengan delay 100 ms. kemudian keluaran tegangan dari Pin.4 akan diukur dengan avometer.
Pengujian sistem arduino uno ini untuk memastikan bahwa sistem arduino yang digunakan pada penelitian ini tidak rusak. Sehingga program yang ditanamkan pada microcontroller mampu untuk mengontrol suhu dan kelembaban ruang seperti yang diharapkan.
Untuk pengujian arduino dapat digunaka program standar sebagai berikut void setup() {
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(13, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(13, LOW);
delay(1000);
}
Dan kemudian untuk mengupload program, menggunakan tool upload pada arduino.
Apabila pin 13 atau bisa di lihat pada led yang telah disediakan pada arduino, akan terlihat led akan hidup dan mati selama 1 detik dan berulang ulang. Pengujian ini bertujuan untuk mengertahui arduino dapat digunakan dengan baik atau tidak.
30 4.2. Pengujian sensor MQ-135
Output dari sensor yang digunakan analog dan untuk membaca tegangan sensor di arduino, yaitu dengan cara membaca dan akan ditampilkan ke PC.
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
int sensorValue1 = analogRead(A4);
Serial.print(sensorValue);
Serial.println(sensorValue1);
delay(1);
}
Program diatas untuk menampilkan data diPC melalu komunikasi serial yang tersedia pada arduino
4.3. Pengujian bluetooth HC05
Pengujian rangkaian Bluetooth ini menggunakan komunikasi serial dan dapat dilihat pada android. pada android dapat digunakan aplikasi Bluetooth terminal, aplikasi tersebut dapat didownload diplaystore.
Dibawah ini yaitu program unutuk pengujian Bluetooth.
31 void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
Serial.println("tes serial");
delay(1);
}
Untuk melihat datanya di android. kita terlebih dahulu harus mencocokan antara device dengan android atau mensinkronisasi.
4.4. Pengujian rangkaian LCD
Pengujian LCD menggunakan arduino uno r3 sebagai alat untuk memerintahkan LCD menampilkan beberapa karakter. Pada pengujian LCD ini arduino uno r3 diberi program untuk menampilkan nilai suhu dan kelembaban.
Pengujian LCD bertujuan untuk memastikan LCD nya dapat berjalan dengan baik.
Sehingga pada proses pemantuan suhu dan kelembaban ruang pengering akan didapatkan data yang baik.
Berikut adalah program untuk pengujian LCD
include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
}
32 void loop() {
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("hello, world!");
}
Program diatas untuk menampilkan kata "hello, world!" pada LCD.
4.5. Pengujian rangkaian regulator (power supply)
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +5 Volt, tetapi +5.03Vol. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil.
4.6. Pengujian keseluruhan
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
pinMode(8,OUTPUT);
}
33 void loop() {
lcd.clear();
int sensorValue = analogRead(A0);
int persen = 100 - (sensorValue * 0.004887)/4.84*100;
int PPM = (((sensorValue*0.004887)*100)*2);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Udara = ");
lcd.print(persen);
lcd.print(" %");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Pncmrn= ");
lcd.print(PPM);
lcd.print(" ppm");
Serial.print("*B");
Serial.print(PPM);
Serial.print("*");
Serial.print("A");
Serial.print(persen);
Serial.print("*");
delay(500);
}
34 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran kualitas udara dengan sensor MQ-135, maka dapat diambil beberapa kesimpulan:
1. Rangkaian sensor kualitas udara ini dapat dimanfaatkan sebagai kontrol ventilasi ruangan dengan penggunaan yang mudah dan hasil yang baik.
2. Sistem memerlukan tegangan yang stabil.
3. Mikroprosesor mempunyai sistem pemrosesan sinyal yang baik sehingga tidak memerlukan rangkaian kompensasi untuk mengatasi gangguan sensor terhadap temperatur dan kelembaban udara luar.
4. Sensor ini hanya dapat mendeteksi perubahan kualitas udara
5. Perlu pendalaman lebih lanjut mengenai pemrosesan sinyal jika kita ingin membuat sendiri rangkaian sensor kualitas udara.
5.2. Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:
1. Diperlukannya pin kalibrasi untuk memulai pengukuran dari nol.
2. Pengembangan projek ini dapat diperluas menjadi pengukuran tinggi cairan, tinggi badan, dan aplikasi lainnya.
35
Daftar Pustaka
Bejo, Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler Arduino Uno . Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media.
Fahmizal. 2010. (http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/cara-kerja-lcd-secara-umum/).
Diakses pada 12 Juli 2016
Utma. 2009. (http://atmelmikrokontroler.wordpress.com/about/) Diakses pada tanggal 12 Juli 2016
Fisikanesia. 2013. (http://fisikanesia.blogspot.com/2013/02/besaran-panjang-dan-alal- ukurnya.html).
Diakses pada 13 Juli 2016
http://www2.ukdw.ac.id/kuliah/info/TI2023/Modul08A.pdf
Yasser, Fitrah. 2012. Perancangan inkubator telur otomatis memakai LM35 Berbaris Mikrontroler ATMega 16 secara software. Laporan Projek Akhir. Jurusan D-3 Fisika Instrumentasi Universitas Sumatera Utara
http://innovativeelectronics.com/innovative_electronics/download_files/manual/Manual_D T-Sense_Gas_Sensor.pdf
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28677/4/Chapter%20II.pdf
http://www.atmel.com/Images/doc2466.pdf
http://r0fqh1.blogspot.com/2012/04/microcontroller-atmega-16.html
http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/458/jbptunikompp-gdl-mochamadbo-22888-3-babii.pdf
http://thesis.binus.ac.id/ecolls/doc/Bab4/2012-1-01144-SK%20Bab4001.pdf http://sir.stikom.edu/569/5/BAB%20II.pdf
36 LAMPIRAN
Lampiran 1
PPM ( part per million )
PPM atau “Part per Million” jika dibahasa Indonesiakan akan menjadi “Bagian per Sejuta Bagian” adalah satuan konsentrasi yang sering dipergunakan dalam di cabang Kimia Analisa.
Satuan ini sering digunakan untuk menunjukkan kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan garam dalam air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan yodium dalam garam juga dinyatakan dalam ppm.
Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem. Sama halnya denngan
“prosentase” yang menunjukan bagian per seratus. Jadi rumus ppm adalah sebagai berikut;
37 ppm = jumlah bagian spesies / satu juta bagian sistem dimana spesies itu berada
Atau lebih gampangnya ppm adalah satuan konsentrasi yang dinyatakan dalam satuan mg/Kg, Kenapa? karena 1 Kg = 1.000.000 mg betul kan? Untuk satuan yang sering dipergunakan dalam larutan adalah mg/L, dengan ketentuan pelarutnya adalah air sebab dengan densitas air 1 g/mL maka 1 liter air memiliki masa 1 Kg betul kan? jadi satuannya akan kembali ke mg/Kg.
Contoh, kandungan Pb dalam air sungai adalah 20 ppm artinya dalam setiap Kg air sungai terdapat 20 mg Pb. Kandungan karbon dalam baja adalah 5 ppm artinya dalam 1 Kg baja terdapat 5 mg karbon. Air minum mengandung yodium sebesar 15 ppm, bisa diartikan bahwa setiap liter minum tersebut terdapat 5 mg yodium.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ppm (part-per-million) adalah salah satu satuan untuk densitas / massa jenis (massa/volume) / berat jenis (berat/volume). Satuan lainnya banyak, baik SI, English maupun Oilfield (kg/m3, gram/liter, gram/cm3, kg/liter, gr/gallon, lbm/gal atau SG).
Masing-masing punya faktor konversinya. Untuk mengetahui densitas suatu benda dalam ppm, gampangnya ukur dulu densitas benda tersebut lewat satuan yg lebih lazim, misalnya kg/liter untuk fluida. Masukkan fluida ke dalam kontainer 1 liter & ukur masa fluida tsb dalam kg. Setelah itu kalikan dgn faktor konversinya menjadi ppm.
Contoh: 1 liter air beratnya 1kg. Densitasnya: 1kg/liter atau = 999881 ppm.
Bila yang ditanyakan menyangkut numerical fraction, ppm kependekan dari part per million yang lengkap dengan notasi, ppm-v atau ppm-w. Bila tanpa notasi, dianggap ppm-v (by volume). Yang bisa tercampur pengertian weight dengan volume, seperti mg/L, dan hanya anggapan umum, hanya untuk zat induk dengan berat-jenis satuan bulat. Seperti air murni, yang berat-jenisnya 1kg/L.
2. PPB ( part per billion )
PPB atau “Part per Billion” jika dibahasa Indonesiakan akan menjadi “Bagian per Semiliar Bagian” Satuan ini sering digunakan untuk menunjukkan kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan garam dalam air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan yodium dalam garam juga dinyatakan dalam ppm.
Seperti halnya namanya yaitu ppm, maka konsentrasinya merupakan perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem. Sama halnya denngan
“prosentase” yang menunjukan bagian per seratus. Jadi rumus ppb adalah sebagai berikut;
ppb = jumlah bagian spesies / satu miliar bagian sistem dimana spesies itu berada.
Bila yang ditanyakan menyangkut numerical fraction, ppb kependekan dari part per billion.
Yang lengkap dengan notasi, ppb-v atau ppb-w. Bila tanpa notasi, dianggap ppm-v (by volume). Yang bisa tercampur pengertian weight dengan volume dan hanya anggapan umum, hanya untuk zat induk dengan berat-jenis satuan bulat. Seperti air murni, yang berat-jenisnya 1kg/L.
Untuk konversinya sebagai berikut :
1 micro-g/L = 0.001 ppm
1 micro-g/m3 = 0.000001 juta ppm = 1 ppb (part per billion) - Dimana : 1 m3 = 1000 L
38 Lampiran 2 Gambar Alat
39 Lampiran 3 Gambar Rangkaian
