Jurnal Coding, Sistem Komputer Untan Volume 03, No.1 (2015), hal 11-21
11
PENDETEKSI GAS LPG DAN METANA DENGAN SENSOR
TGS 2610 DAN SENSOR TGS 2611 BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328P
[1]Muhammad Isra Triyandana, [2]Abdul Muid, [3]
Tedy Rismawan
[1][3]Jurusan Sistem Komputer, Fakultas MIPA Universitas Tanjungpura [2]Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Tanjungpura
Jalan Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak Telp./Fax.: (0561) 577963
e-mail : [1]trianjuve@gmail.com, [2]muidssi@yahoo.com, [3]tedyrismawan@siskom.untan.ac.id
ABSTRAK
Gas mempunyai manfaat yang banyak bagi kehidupan manusia, akan tetapi gas dapat menyebabkan bahaya apabila terjadi kebocoran gas. Pada penelitian ini telah dibuat alat pendeteksi gas LPG dan metana untuk membantu manusia mendeteksi keberadaan gas LPG dan metana pada suatu ruangan. Penelitian ini menggunakan sensor gas TGS 2610 sebagai pendeteksi gas LPG dan TGS 2611 sebagai pendeteski gas metana. Sebagai indikator keberadaan gas maka digunakan Buzzer dan LCD Nokia 5110. Buzzer akan berbunyi dan LCD akan menampilkan tulisan terdapat gas sebagai tanda bahwa alat mendeteksi adanya gas di lingkungan sekitar alat. Berdasarkan pengujian yang dilakukan dengan memberikan stimulus berupa gas LPG dan metana, alat berhasil mendeteksi keberadaan gas dengan jarak terjauh 50cm dari sumber gas. Dalam penggunaannya alat dapat diatur tingkat sensitifitasnya, sehingga tingkat sensitifitas alat akan semakin tinggi jika pengaturan sensitifitas pada alat semakin rendah.
Kata Kunci : Gas LPG dan Metana, Sensor gas, Mikrokontroler 1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi yang dicipta-kan oleh manusia berguna untuk memudahdicipta-kan pekerjaan manusia dalam semua bidang, termasuk di bidang kimia. Contoh teknologi dibidang kimia adalah alat yang mampu mendeteksi kebocoran gas sehingga mencegah terjadinya kebakaran dan ledakan. Penelitian Bony (2011) tentang pendeteksi gas LPG (Butana) menggunakan sensor gas TGS 2610. Pemilihan sensor tersebut di-karenakan sensitifitas yang tinggi terhadap gas LPG (propana dan butana) dengan konsumsi daya rendah dan tahan lama. Pada kenyataannya belum ada alat yang dapat mendeteksi dua jenis gas sekaligus, misalnya LPG dan metana.
Pada penelitian ini dibuat alat menggunakan sensor gas TGS 2610 dan TGS 2611 dengan berbasis mikrokontroler Atmega-328p untuk mendeteksi keberadaan gas LPG dan metana. Alat pendeteksi gas ini dirancang dengan ukuran relatif kecil dan mudah dibawa kemana-mana
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gas
Gas alam merupakan gas yang diperoleh dari reservoir alami bawah tanah baik sebagai gas bebas maupun sebagai gas yang berkaitan dengan crude oil. Gas alam mengandung sebagian besar gas metana (CH4) dan
hidro-karbon lainnya dalam jumlah sedikit. Gas alam mengandung impuritas seperti H2S, N2, dan
CO2 yang bercampur dengan gas alam
tersebut.[1]
Gas alam adalah campuran hidrokarbon dan gas impurities pengotor (O2, N2, H2S,CO2)
dengan metana sebagai komponen hidrokarbon utama. Gas alam memiliki sifat mudah ter-bakar.[2]
LPG (Liquefied Petroleum Gas) adalah gas hidrokarbon yang dicairkan dengan tekanan untuk memudahkan penyimpanan, peng-angkutan, dan penanganannya yang pada dasarnya terdiri atas propana (C3H8), butana
(C4H10), atau campuran keduanya. LPG
digunakan sebagai pengganti freon, aerosol, bahan pendingin (refrigerant/cooling agent), kosmetika, dan bahan bakar.[3]
12 Metana adalah hidrokarbon paling
sederhana yang berbentuk gas dengan rumus kimia CH4. Metana murni tidak berbau, tapi jika digunakan untuk keperluan komersial, biasanya ditambahkan sedikit bau belerang untuk mendeteksi kebocoran yang mungkin terjadi. Metana termasuk salah satu gas atmosfir yang memberikan efek rumah kaca (green house gas). Komposisi metana di atmosfir lebih rendah dibandingkan dengan gas karbondioksida (CO2) yaitu hanya 0,5% dari jumlah CO2, namun koefisien daya tangkap panas metana jauh lebih tinggi, yaitu 25 kali gas CO2, sehingga 15% pemanasan global di-sumbang dari gas metana. [4]
2.2 Sensor Gas TGS 2610 dan TGS 2611 Sebagai pendeteksi keberadaan gas atau tidak di lingkungan sekitar alat digunakan dua sensor, yaitu TGS 2610 untuk mendeteksi LPG dan TGS 2611 untuk mendeteksi metana. Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi sinyal-sinyal energi fisika, energi kimia, maupun energi biologi dan mengubahnya menjadi tegangan dan arus listrik. Keluaran dari sensor yang berupa sinyal analog diubah menjadi sinyal digital oleh ADC yang kemudian diolah oleh mikrokontroler.[5]
Gambar 1 Sensor Ga
(a) (b) Gambar 1 (a) Sensor gas TGS 2610
(b) Sensor Gas TGS 2611 (Sumber: Datasheet TGS 2610)
Gambar 2 Sensitifitas Sensor TGS 2610 (Sumber: Datasheet TGS 2610)
Keterangan:
Rs: Resistansi sensor pada konsentrasi beberapa gas Ro: Resistansi sensor pada kadar 1800 ppm iso-butana Sumbu Y diindikasikan sebagasi rasio resistansi sensor (Rs/Ro)
Pada gambar 3 digambarkan grafik sensitifitas sensor TGS 2611 terhadap beberapa jenis gas.
Gambar 3 Sensitifitas Sensor TGS 2611 (Sumber: Datasheet TGS 2610) Keterangan:
Rs: Resistansi sensor terhadap beberapa gas Ro: Resistansi sensor pada 5.0000ppm metana Sumbu Y diindikasikan sebagasi rasio resis-tansi sensor (Rs/Ro)
2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali. Contoh aplikasi kendali motor, berperan seperti PLC (Programable Logic
Controller), pengaturan pengapian dan injeksi
bahan bakar pada kendaraan bermotor atau alat mengukur suau besaran, seperti suhu, tekanan, kelembaban dan lain–lain.[6]
Mikrokontroler Atmega328p digunakan sebagai pengolah data pada alat pendeteksi ini. Pemilihan jenis mikrokontroler yang berukuran 5x5mm ini dikarenakan fitur-fitur yang ada pada mikrokontroler Atmega328p sesuai dengan kebutuhan alat yang digunakan. Memiliki 32 pin, 8 ADC channels dan fitur-fitur lainnya.
2.4 Bahasa C
Bahasa C merupakan bahasa umum yang sering digunakan sebagai bahasa pemograman standar. Kelenturan bahasa C yang mudah untuk dimodifikasi dan dihubungkan dengan bahasa pemograman lainnya membuat bahasa C semakin cepat berkembang. Pada kenyataan-nya, C mengkombinasikan elemen dalam beraras tinggi dan bahasa beraras rendah. Kemudahan dalam membuat program yang ditawarkan pada bahasa aras tinggi dan ke-cepatan eksekusi dari bahasa beraras rendah
13 merupakan tujuan diwujudkannya C.
Mikro-kontroler Atmega328p menggunakan
boot-loader arduino uno yang dapat diprogram
dengan bahasa C. Penggunaan bahasa C ini di-dukung oleh library-library arduino yang bisa didapat secara gratis. Melalui pemograman bahasa C yang telah diunggah dengan arduino maka alat dapat melakukan intruksi-intruksi sesuai dengan yang diinginkan.
2.5 Pemrograman Arduino Uno
Arduino adalah sebuah platform open
source yang terdiri dari dua bagian utama, yaitu
bagian papan sirkuit fisik dan perangkat lunak atau IDE. Dalam penelitian ini kita meng-gunakan bootloader arduino untuk memasuk-an data program kedalam mikrokontroler Atmega328p. Arduino Uno dapat diprogram dengan menggunakan software Arduino.
Software ini bisa didapatkan secara gratis dari website resmi Arduino. Software Arduino yang
akan digunakan adalah driver dan IDE.[7]
2.6 Liquid Crystal Display (LCD)
Sebagai alat penampil pada alat maka digunakan sebuah LCD. LCD merupakan kristal cair pada layar yang digunakan sebagai tampilan dengan memanfaatkan listrik untuk mengubah-ubah bentuk kristal-kristal cairnya sehingga membentuk tampilan angka dan atau huruf pada layar. Pada alat ini digunakan LCD Nokia 5110 dikarenakan kemampuan LCD yang mampu menampilkan lebih banyak karakter dan gambar yang menarik.[8]
3. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini memakai dua metode, yaitu metode studi literatur dan metode eksperimen. Metode studi literatur pada penilitian ini adalah mencari data, bahan dan penelitian sebelumnya mengenai pendeteksi gas. Metode eksperimen yang dimaksud adalah merancang, merakit dan menguji alat.
4. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM
4.1 Perancangan Sistem
Sistem pendeteksi gas LPG dan metana merupakan alat yang dirancang sedemikian rupa agar alat tersebut dapat mengidentifikasi suatu ruangan apakah terdapat gas LPG dan metana atau tidak. Sistem ini terdiri dari be-berapa bagian pendukung yakni, bagian display LCD, bagian mikrokontroler, bagian sensor, bagian regulator dan bagian indikator serta
saklar. Langkah pertama dalam membangun sistem pendeteksi gas ini adalah dengan mendesain blok diagram perangkat-perangkat tersebut. Melalui desain blok diagram ini kita dapat mengidentifikasi komponen-komponen yang akan digunakan pada sistem. Gambar 4
adalah diagram blok rancang bangun sistem
pendeteksi gas ini
Digital 5 Volt Skalar Push Button DIGITAL Mikrokontroler AVR ATMEGA 328P 5 Volt Analog GAS METANA ATMega 328P DC Regulator 78xx 5 Volt Buzzer 5V DIGITAL Analog GAS LPG Sensor TGS2610 Sensor TGS2611 LCD NOKIA 5110
Gambar 4 Diagram Blok Sistem
4.2 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras merupakan tahap kedua dari membangun sistem pendeteksi gas LPG dan metana. Adapun di dalam perancangan perangkat keras ini mengunakan acuan perancangan blok diagram sistem. Perancangan perangkat keras ini terdiri dari rangkaian mikrokontroler, rangkaian buzzer, rangkaian LCD, rangkaian sensor dan rang-kaian DC regulator. Pada penelitian ini di-gunakan satu papan PCB yang terdiri dari beberapa rangkaian. Tujuan dari penggabungan rangkaian menjadi satu PCB ini adalah untuk menekan terjadinya kesalahan-kesalahan per-kabelan. Gambar 5 adalah layout rangkaian keseluruhan.
Gambar 5 Layout Rangkaian Keseluruhan Regulator merupakan sumber tegangan dan arus ke setiap blok. Setiap blok akan mendapatkan konsumsi tegangan serta arus yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Langkah awal dalam merancang regulator adalah dengan mengetahui terlebih dahulu secara garis besar tegangan serta arus yang diperlukan
14 CC S Rl xV R R R V 1 1
setiap blok. Hal ini bertujuan supaya alat tidak mengalami tegangan yang drop.
Gambar 6 Skematik Rangkaian DC Regulator Minimum sistem mikrokontroler Atmeg328p berfungsi untuk mengolah data. Alat ini membutuhkan sebuah perangkat yang memiliki fitur yang lengkap serta dapat menjalankan sistem yang dirancang. Pada penelitian ini mengunakan mikrokontroler seri AVR (Alf and Vegard’s Risc Processor) Atmega328p untuk menjalankan fungsi tersebut. Pemilihan Atmega328p pada tugas akhir ini dikarenakan Atmega328p merupakan mikrokontroler dengan fitur yang cukup lengkap, memiliki ADC internal, kecepatan proses eksekusi yang tinggi 16Mhz, dilengkapi I2C, SPI, PWM dan fitur lainnya. Atmega328p juga dapat diprogram menggunakan beberapa bahasa seperti assembler, basic, pascal maupun C. Selain itu, mikrokontroler ATMega328p dipatok dengan harga yang cukup terjangkau serta mudah didapat dipasaran.
Mikrokontroler membutuhkan sumber
clock serta sistem reset pada pin reset di
mikrokontroler Atmega328p. Sumber clock yang digunakan adalah cristal clock sebesar 16Mhz sebagai sumber clok external dari
cristal osilator. Sistem reset mikrokontroler
Atmega328p akan bekerja jika pin nomor 3 dan 5 mendapatkan tegangan 0V. Pin 29 pada mikrokontroler ditambahkan resistor sebesar 10KΩ agar mikrokontroler dapat bekerja, karena sistem reset mikrokontroler akan aktif jika pin 29 (reset) berlogika 0.
Gambar 7 Rangkaian Minimum Sistem Atmega328p
Pada alat pendeteksi gas ini terdapat dua buah sensor yakni sensor LPG (TGS 2610) dan sensor metana (TGS 2611). Kedua sensor ini memiliki karakteristik yang sama, baik dari susunan pin maupun dari cara kerjanya.
TGS 2610 adalah sensor yang dapat mendeteksi besarnya kadar kandungan gas LPG di udara yang kemampuan deteksi kadar LPG di udara sebesar 500-10.000ppm. Adapun konsumsi daya yang dibutuhkan oleh sensor sebesar 280mW dengan nilai tegangan kerja sebesar 5V. Untuk memicu lempengan metal agar mudah bereaksi dengan gas LPG maka dibutuhkan pemanas pada sensor tersebut. Sedangkan untuk sensor TGS 2611 mampu mendeteksi kadar gas kontaminasi seperti gas (hydrogen, etanol ) dengan jarak pembacaan 1-50Cm dari sumber metana.
Gambar 8 Ilustrasi Rangkaian Sensor TGS 2610 dan TGS 2600
Pada gambar 9 terlihat bagian dalam sensor yang terdapat elemen pemanas yang terhubung dengan pin 1 dan pin 4 serta resistor (RS) yang terbuat dari lempengan metal. Sensor
ini dapat bekerja dengan baik apabila VCC
(sumber tegangan) diberi tegangan 5V sedang-kan R1 sebesar 10KΩ ini mengacu pada
datasheet dari sensor tersebut, sedangkan untuk menentukan besarnya tegangan VRL dapat
mengunakan rumus pembagi tegangan seperti pada persamaan (1) berikut ini:
(1) Data keluaran sudah tidak memerlukan driver lagi karena besarnya tegangan serta arus yang mengalir pada Vrl dapat dibaca oleh ADC oleh
Atmega328p. Lebih jelas dapat dilihat pada gambar 10. GAS (+) (-) 2 1 4 3 (+) (-) VCC VH H eat er R1 VRL RS
15 CC R
xV
R
R
R
V
2 1 2 2
Gambar 9 Rangkaian Sensor TGS 2610 dan TGS 2611
Keluaran dari sensor TGS 2610 dan TGS 2611 merupakan tegangan analog sehingga diperlukan ADC didalam proses konversi dari data analog ke digital. Bentuk tegangan analog sangat rentan terhadap gangguan atau noise baik itu dari baterai maupun dari komponen sensor sendiri. Gangguan atau noise ini akan menganggu hasil pembacaan data digital sensor karena nilai tegangan keluaran sensor yang tidak stabil. Oleh sebab itu maka untuk mendapatkan sinyal tegangan analog yang stabil maka diperlukan sebuah filter. Saat ini
filter terdiri dari filter hardware (elektronika)
dan filter software (program). Pada penelitian ini digunakan filter software untuk mengurangi
noise dari keluaran sensor yang tidak stabil.
Komponen dasar dari sensor tegangan yaitu pembagi tegangan resistor. Jumlah resistor yang aman dalam alat ini adalah dua buah resistor yang disusun secara seri, hasil tegangan yang disusun secara seri lalu dihubungkan kedalam pin 24 yang merupakan
channel ADC pada mikrokontroler
Atmega-328p. Gambar 11 adalah rangkaian sensor tegangan baterai.
Gambar 10 Skematik Sensor Tegangan Baterai
Cara untuk menghitung nilai resistansi R1 dan R2 pada rangkaian tersebut, dapat dicari
dengan persamaan (2) berikut ini.
(2) Nilai R1 telah ditentukan sebelumnya
yakni 47KΩ sedangkan tegangan keluaran diatur sebesar 3Volt. Hal ini bertujuan agar ketika sumber tegangan yang diukur telah melebihi ambang batas maka tegangan keluaran masih dibawah 5Volt. Nilai dari tegangan masukan baterai sebesar 7,4Volt.
( (3)
( (4)
Dari persamaan (3) dan (4) maka didapat nilai R2 pada resistor pembagi tegangan bernilai
33KΩ.
Model keypad yang akan digunakan pada alat adalah model saklar yang digunakan sebagai pemberi informasi kepada unit mikrokontroler sehingga data-data penekanan saklar akan diolah oleh mikrokontroler atmega328p. Saklar keypad yang digunakan sebanyak dua buah, yakni saklar keypad untuk menu atau ok dan saklar yang digunakan untuk mengatur sensitifitas dari sistem tehadap konsentrat gas LPG dan metana. Rangkaian kedua saklar tersebut terhubung pada portB.3 dan portB.4. Perhatikan gambar 12 rangkaian saklar keypad berikut.
Gambar 11 Rangkaian Saklar Keypad Saklar keypad bekerja dengan model konsep aktif LOW artinya jika tombol ditekan
Volt
x
R
R
V
7
.
4
47000
3
2 2
CC R xV R R R V 2 1 2 2 16 maka port atau pin mikrokontroler yang
sebelumnya berlogika 1 menjadi berlogika 0 dan jika tombol di lepas kembali maka pin atau
port tersebut kembali berlogika 1.
Buzzer yang digunakan adalah buzzer
Piezo dengan tegangan kerja sebesar 5Volt. Agar mikrokontroler dapat menghidupkan atau mematikan buzzer tersebut maka diperlukan
driver sebagai penghubung antara buzzer ke
mikrokontroler. Solusi dari permasalahan tersebut, maka digunakan IC MIC4424 sebagai driver buzzer. IC MIC4424 ini akan menye-suaikan tegangan masukan dengan tegangan keluaran, sedangkan tegangan kontrol berasal dari pin mikrokontroler Atmega328p. Pada dasarnya IC MIC4424 merupakan IC buffer yang mampu menghantarkan arus sebesar 3A dengan tegangan kerja maksimum 18Volt. Gambar 4.10 adalah skematik driver buzzer menggunakan IC MIC4424.
Gambar 12 Rangkaian Buzzer Bagian ini berfungsi sebagai display atau penampil dari alat yang dibuat. Pengunaan LCD Nokia 5110 bertujuan agar tampilan alat yang dibuat lebih menarik dan memiliki ukuran yang minimalis. LCD Nokia 5110 membutuh-kan tegangan kerja sebesar 3,3Volt. LCD nokia 5110 telah dilengkapi dengan modul driver-nya sehingga cukup dengan memberikan tegangan kerja 5Volt saja maka LCD sudah dapat digunakan. Sistem interface antara mikro-kontroler dengan LCD membutuhkan 5 jalur data sedangkan untuk jenis komunikasi yang digunakan tidak diketahui, karena LCD nokia 5110 mengunakan jenis protokol atau komunikasi data tersendiri sesuai dengan data
sheet LCD tersebut. LCD nokia 5110
mem-butuhkan 5 jalur perkabelan, dapat lebih jelas dilihat pada gambar 13.
Gambar 13 Rangkaian
Interface LCD Nokia 5110
LCD nokia 5110 adalah perangkat tampilan dengan ukuran layar 84x48 pixel yang cocok dengan alat yang yang dibuat sehingga alat tersebut dapat membuat tulisan maupun angka serta gambar dengan format monocrom (hitam dan putih).
4.3 Desain Template Dan Icon Sistem
Sistem menggunakan LCD Nokia 5110 dengan ukuran 84x48 pixel, menyebabkan desain tampilan GUI (grafik user interface) sistem harus terintegrasi dengan layar berukuran 84x48 pixel. Tampilan LCD dengan GUI diperlukan beberapa icon agar tampilan lebih menarik dan mudah dipahami. Proses pembuatan icon gambar membutuhkan be-berapa aplikasi pendukung seperti aplikasi
grafik editor dan Bipmp Convert.
4.4 Flowchart Sistem
Flowchart merupakan alur dari kode
program yang dibuat berdasarkan referensi atau acuan dari proses alur kerja sistem. Flowchart ini merupakan alur kerja secara umum untuk mempermudah didalam proses pembuatan kode program. Gambar 15 adalah gambar flowchart dari sistem deteksi gas LPG dan metana dengan menggunakan mikrokontroler. Sistem yang dibangun ini memiliki GUI tersendiri maka diperlukan flow template consep (FTC). FTC ini akan mempermudahkan di dalam proses pembuatan program berbasis grafik.
17 Gambar 14 Flowchart Sistem Detektor gas LPG dan Metana
50% Buzzer ON FOUND 50% Buzzer ON FOUND 50% Buzzer ON FOUND 50% Buzzer OFF SCAN Button 2
KLIK Button 2 KLIK
Button 2 KLIK Button 1 KLIK Button 1 KLIK MENU SETTING Sensit ifita s
55
% Bu tto n 1 KL IK MENU SETTING Sensit ifitas75
% Button 2 KLIK Button 2 KLIK Button 1 KLIK MENU SETTING Menyimpan Data Berhasil Kembali Si stem Akan Nonaktif Dalam Detik 10 Button 1 KLIK Idle sistem Button 1 KLIK Bateri 0% Terdeteksi gas Metana Terdeteksi Gas LPG18 5. PENGUJIAN DAN ANALISA
Proses pengujian sistem dilakukan pada tiap bagian sesuai dengan blok diagram sistem. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengetahui apakah sistem yang telah dirancang berjalan dengan baik atau belum. Pengujian dibagi menjadi dua bagian yakni pengujian hardware (perangkat keras) dan pengujian sistem keseluruhan. Pengujian bagian perangkat keras lebih menekankan terhadap pengukuran tegangan pada titik-titik tertentu pada setiap blok. Pengujian sistem secara keselurahan dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja sistem secara keseluruhan, sehingga diperoleh parameter-parameter uji sistem. Gambar 17 adalah gambar alat yang akan diuji.
Gambar 16 Gambar Alat Keseluruhan 5.1. Pengujian Bagian Perangkat Elektronik
Pengujian blok regulator adalah pe-ngujian yang dilakukan untuk mengetahui bagian sistem yang berperan sebagai pengatur tingkat kestabilan tegangan. Pengujian blok regulator ini sebagai langkah awal didalam pengujian rangkaian elektonika karena blok regulator berperanan sebagai sumber tegangan dan arus untuk bagian-bagian perangkat elektronik yang lainnya. Apabila blok ini bermasalah maka dapat dipastikan blok lain tidak mendapatkan sumber arus dan tegangan yang diinginkan.
Gambar 17 Tampilan Blok Regulator
Pengujian rangkaian mikrokontroler ber-tujuan untuk mengetahui apakah kode program yang telah dibuat dapat dijalankan oleh mikrokontroler atau tidak dan proses peng-unduhan program berhasil dengan ditandai indikator tulisan “Done uploading”.
Proses pengujian rangkaian ini terbagi
menjadi dua tahap yakni tahap pengukuran tegangan dan tahap pembacaan data digital dari tegangan analog tersebut.Gambar 18 Gas LPG dan gas Metana Tabel 1 Hasil Pengujian Sensor Gas TGS 2610
No. Kondisi Data ADC
1. Tidak Ada GAS LPG 130
2. Ada Gas LPG 590
Data ADC yang terdapat pada tabel 1 dan 2 sesuai dengan rumus:
ADC = (Vin / Vref) x 1024 (5)
Tabel 2 Hasil pengujian sensor gas TGS 2611
No. Kondisi Data
ADC 1. Tidak Ada GAS METANA 240
2. Ada Gas METANA 800
Dimana Vin adalah tegangan keluaran sensor, Vref adalah tegangan referensi (5Volt) dan 1024 adalah jumlah total bit pada ADC atmega328p yaitu 10bit. Pada penelitian ini, pengujian kedua sensor gas ini hanya menggunakan referensi pembanding gas seperti LPG dan metana dengan kondisi ruangan saat itu serta level indikator juga dibagi hanya 2 (ada gas dan tidak ada gas). Penggunaan level indikator ini dikarenakan saat ini panel instrumentasi untuk mengukur kadar gas LPG dan metana dalam satuan ppm sulit ditemukan di wilayah Kalimantan Barat.
Tabung Gas LPG
Rangkaian
Gas Metana
Blok Regulator
19 Adapun algoritma dari pendeteksian
gas adalah dengan membandingkan satuan persentase. Cara ini digunakan untuk me-mudahkan dalam pembuatan koding program. Alasan mengubah nilai pembacaan sensor menjadi nilai persentase dikarenakan nilai pembacaan ADC kedua sensor tidak sama. TGS 2610 mempunyai rentang pembacaan ADC dari 130 sampai 590 sedangkan sensor TGS 2611 memiliki rentang pembacaan ADC dari 240 sampai 800. Perbedaan rentang pembacaan ADC inilah yang menyulitkan di dalam mem-bandingkan data sensor dengan data sensitifitas. Sehingga untuk memudahkan proses pembandingan data ADC ini maka rentang kedua sensor dijadikan dalam satuan persentase. Perhatikan gambar 20 konversi nilai ADC menjadi persentase.
Gambar 19 Konversi Nilai ADC Menjadi Persentase
Gambar 20 Letak Sensor Tegangan Baterai Pada tahap pengujian blok ini digunakan sumber tegangan adaptor yang dapat diatur nilai keluaran tegangannya. Caranya dengan meng-atur tegangan keluaran adaptor sebesar 7.4Volt (menyerupai tegangan baterai lipo), kemudian tegangan keluaran yang ada pada rangkaian sensor baterai tersebut diukur. Hasil pe-ngukuran tegangan keluaran yang telah dikonversi dari analog ke digital diambil se-bagai data dan dibuat dalam satuan persentase. Pengujian rangkaian interface LCD Nokia 5110 adalah bertujuan untuk memastikan bahwa rangkaian yang dibuat dapat berjalan
dengan baik. Indikator keberhasil dari pengujian LCD 5110 adalah cukup dengan menampilkan sebuah tulisan sesuai dengan yang dinginkan pada layar LCD.
Gambar 21 Foto Dokumentasi Pengujian interface LCD Nokia 5110
Pengujian rangkaian buzzer bertujuan
untuk mengetahui apakah rangkaian buzzer yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak. Proses pengujian rangkaian dapat mengunakan multimeter untuk melakukan pengukuran tegangan keluaran dari IC driverbuzzer tersebut. Indikasi dari keberhasilan
pengujian rangkaian buzzer adalah tegangan
buzzer mendekati nilai 5Volt dan buzzer
mengeluarkan suara ketika masukan rangkaian diberi trigger.
Gambar 22 letak Rangkaian Buzzer 5.2. Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian akhir dari alat yang dibuat adalah untuk melihat unjuk kerja dari sistem tersebut. Alat akan diberikan stimulus dalam bentuk gas LPG dan metana. Pemberian stimulus ini bertujuan untuk mengetahui bagian-bagian mana saja yang kerjanya kurang sempurna. Pengujian dilakukan secara bertahap untuk menentukan parameter-paramter dan indikator dari pengujian itu sendiri.
Rangkaian
Sensor Baterai Rangkaian
Buzzer 100% 0% 590 130 TGS2610 Da ta A DC N ila i K on ver si 100% 0% 800 240 TGS2611 Da ta A DC N ila i K on ver si
20
Tabel 3 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor
No. Pengujian Parameter Indikator Keterangan
1. Program untuk mengkonfigurasi perangkat keras
Perangkat keras seperti LCD dan sensor dapat terkonfigurasi oleh mikrokontroler
1. LCD menampilan tulisan sesuai dengan yang diinginkan
2. Buzzer aktif sesaat ketika tombol ditekan
Berhasil
2. Pengujian aplikasi GUI
Tombol menu dan Up ditekan
Display LCD menampilkan
tampilan sesuai dengan yang diprogram Berhasil 3. Pengujian sensor LPG Gas LPG dihembuskan pada sensor
Buzzer menyala dan tampilan
di LCD menampilkan bahwa terdeteksi gas LPG Berhasil 4. Pengujian sensor metana Gas metana dihembuskan pada sensor
Buzzer menyala dan tampilan
di LCD menampilkan bahwa terdeteksi gas Metana
Berhasil
5. Pengujian sensor LPG dan metana
Gas LPG dan metana dihembuskan pada sensor
Buzzer menyala dan tampilan
di LCD menampilkan bahwa terdeteksi gas Metana dan LPG Berhasil 6. Pengujian sensor baterai (Sistem dihidupkan terus menerus hingga baterai habis)
Baterai 100% Sistem tetap menyala Berhasil Baterai 50% Sistem tetap menyala Berhasil Baterai 10% Sistem tetap menyala Berhasil
Baterai 5% Sistem mati Berhasil
Baterai 1% Sistem mati Berhasil
7. Pengujian jarak deteksi sensor dengan sumber LPG
20cm Buzzer aktif Berhasil
50cm Buzzer aktif Berhasil
80cm Buzzer nonaktif Gagal
120cm Buzzer nonaktif Gagal
150cm Buzzer nonaktif Gagal
8. Pengujian jarak deteksi sensor dengan sumber metana
20cm Buzzer aktif Berhasil
50cm Buzzer aktif Berhasil
80cm Buzzer nonaktif Gagal
120cm Buzzer nonaktif Gagal
150cm Buzzer nonaktif Gagal
6. Kesimpulan
Setelah melalui beberapa pengujian pada alat maka dapat disimpulkan:
1. Alat dapat bekerja dengan baik. Hal ini ditunjukkan dengan berfungsinya alat saat diberikan dua jenis gas, yaitu gas LPG dan metana. Buzzer berbunyi dan layar me-nampilkan tulisan “Gas LPG FOUND” atau “Gas Metana FOUND”
2. Alat ini dapat mendeteksi gas dari sumber gas diradius kurang dari 50cm.
3. Tingkat sensitifitas alat akan semakin tinggi jika pengaturan sensitifitas pada alat se-makin rendah.
7. Saran
Adapun saran untuk perbaikan dan pe-ngembangan dari tugas akhir ini adalah: 1. Menggunakan alat yang standar sebagai alat
pembanding, supaya alat ini dapat ber-kembang tidak hanya dapat mendeteksi ke-beradaan gas tapi juga dapat mengukur kadar konsentrasi gas.
2. Sebaiknya digunakan komponen-komponen yang jauh lebih murah agar biaya pembuatan dapat ditekan.
3. Sebaiknya bekerjasama dengan pihak-pihak terkait, seperti Dinas peternakan, Pertamina, Prodi Kimia, instansi swasta dan negeri lain-nya agar alat pendeteksi gas ini dapat
ber-21 kembang sesuai dengan kebutuhan
masyara-kat.
Daftar Pustaka
[1] Istadi, D., 2013, Chemical Engineering, http://tekim.undip.ac.
id/staf/istadi/files/2013/09/01-introduction-natural-gas-processing .pdf, diakses tanggal 1 Oktober 2013.
[2] Yudiastuti, U, 2011, Anasilis Kapasitas Slug Catcher di Stasiun Bojonegoro pada Proyek South Sumatra-West Java Gas Pipeline, UAJY, Hal 7.
[3] Bony M. Farid, 2009, Pendeteksi dan
Pengaman Kebocoran Gas LPG (Butana) Berbasis Mikrokontroler Melalui
SMS Sebagai Media Informasi, EEPIS, Hal. 3.
[4] Yunilas, 2011, Eliminasi Gas Metana (CH4) Asal Ternak Melalui Ekstrak Tanaman, ROAR, hal 1.
[5] Lindawati, 2012, Sensor Ultrasonik Sebagai Pengontrol Jarak Aman Pada Kendaraan Roda Empat, TEKNOMATIKA, nomor 1, vol 2, hal 18.
[6] Sumardi, 2013, Mikrokontroler, Graha Ilmu, Yogyakarta.
[7] Astari, S., 2014, Kran Air Wudhu’ Otomatis berbasis Arduino Atmega328,
UMRAH.
[8] Nasrullah, E., 2012, Rancang Bangun Sistem Penyiraman Tanaman Secara Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler Atmega-8535, ELECTRICIAN.
