UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
TULISAN ILMIAH
Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam Mencapai
Gelar Setara Sarjana Muda
Depok
2020
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN TABUNG GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-2
NAMA NPM JURUSAN PEMBIMBING
: ALDI RAYI PAMUNGKAS : 18416188
: TEKNIK ELEKTRO
PERNYATAAN ORIGINALITAS DAN PUBLIKASI
Saya yang bertanda tangan dibawah ini,
Nama : ALDI RAYI PAMUNGKAS NPM : 18416188
Judul :
Tanggal Sidang : Tanggal Lulus :
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN TABUNG GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-2
Menyatakan bahwa tulisan ini adalah merupakan hasil karya saya sendiri dan dapat dipublikasikan sepenuhnya oleh Universitas Gunadarma. Segala kutipan dalam bentuk apapun telah mengikuti kaidah etika yang berlaku. Mengenai isi dan tulisan adalah merupakan tanggung jawab Penulis, bukan Universitas Gunadarma.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya dan dengan penuh kesadaran.
Depok, 12 Maret 2020
Aldi Rayi Pamungkas
LEMBAR PENGESAHAN
Judul PI : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN TABUNG GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-2
Nama : Aldi Rayi Pamungkas NPM : 18416188
Tanggal Sidang : Tanggal Lulus :
Menyetujui,
Pembimbing Kasubag. Sidang PI
(Bambang Dwinanto, ST.,MT) ( Dr. Achmad Fahrurozi, S.Si., M.Si.)
Ketua Jurusan Teknik Elektro
(Dr. Ir. Hartono Siswono, MT)
ABSTRAK
Aldi Rayi Pamungkas 18416188
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN TABUNG GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-2
Penulisan Ilmiah Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, 2019
Kata Kunci: Sensor Mq-2, NodeMCU ESP8266, Gas Methana, LED
(xi+ 24+ lampiran)
Kecelakaan kerja pada saat ini makin banyak terjadi, salah satu nya adalah kebakaran pada suatu ruangan dan bisa merambat kemana saja yang disebabkan oleh bocornya tabung gas pada suatu ruangan. Tidak hanya dalam perusahaan ataupun dalam restaurant saja, bahkan rumah pemukiman bisa juga terjadi kebakaran yang disebabkan oleh bocornya tabung gas dalam suatu ruangan . Maka dari itu, dibuatlah sebuah alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPG. Komponen utama dari alat ini adalah sumber tegangan 3V dan Gas methana, Sensor Mq-2 dan NodeMCU ESP8266 sebagai pusat kontrol dari alat ini, dan menggunakan aplikasi Blynk sebagai Output. Penelitian ini dilakukan dengan membuat perancangan, pembuatan alat serta pengujian dan analisa terhadap sistem. Ketika Sensor Mq-2 mendeteksi adanya Gas Methana dalam suatu Ruangan, maka sensor Mq-2 akan mengirimkan data ke NodeMCU ESP8266 dan akan langsung di proses sesuai dengan Program yang sudah di masukan dalam NodeMCU ESP8266. Berdasarkan hasil pengujian Perancangan alat pendeteksi kebocoran gas methana pada tabung LPG ini dapat bekerja dengan baik.
Daftar Pustaka (2010-2017)
KATA PENGANTAR
Puji serta syukur atas kehadirat Allah subhanahu wa ta’ala yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini. Shalawat serta salam yang senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi besar kita yaitu Nabi Muhammad Shalallahu ‘alaihi Wa Salam, serta para keluarga, sahabat dan umatnya yang tetap istiqomah dijalannya.
Dalam penyelesaian Penulisan Ilmiah, penulis juga selalu mendapat bantuan, semangat, saran serta kritik dari berbagai pihak. Maka dari itu penulis ingi mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang sangat banyak membantu dalam proses pembuatan laporan ini, antara lain :
1. Prof. DR. Hj. E. S. Margianti, SE, MM, selaku Rektor Universitas Gunadarma.
2. Prof. Dr. Ing Adang Suhendra, SSi., SKom., MSc., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.
3. Dr. Ir. Hartono Siswono, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Gunadarma.
4. Bapak Bambang Dwinanto, ST.,MT selaku dosen pembimbing kerja praktek yang telah memberikan waktu, saran, pentunjuk dan berbagi banyak ilmu sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini.
5. Kepada orang tua saya yang tiada hentinya berdoa untuk kelancaran Penulisan Ilmiah ini dan memberikan dorongan dan semangat yang penuh dalam membantu saya.
6. Kepada rekan saya di Kosan Onan Said yang telah membantu dalam penyelesaian pembuatan alat ini.
7. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dan menyemangati penulis untuk menyelesaikan laporan ini. Penulis hanya bisa berdoa agar semua pihak yang membantu mendapatkan karunia yang tak terhingga dari Allah SWT.
Penulis berharap Penulisan Ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan berharap agar pembaca mendapatkan apa yang diinginkan di penulisan ini serta mengapresiasi baik berupa saran maupun kritik. untuk itu penulis mengucapkan terima kasih.
Depok, Juni 2019
Aldi Rayi Pamungkas
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN ORIGINALITAS DAN PUBLIKASI ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAKSI ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... x
1. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Batasan Masalah ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ... 2 1.4 Metode Penelitian ... 2 1.5 Sistematika Penulisan ... 2 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 4 2.1 NodeMCU ... 4 2.1.1 ESP8266 ... 7 2.2 Sensor MQ-2 ... 8 2.3 Aplikasi Blynk... 11 2.4 Teori Gas LPG ... 12 2.4.1 Karakteristik Propana ... 12 2.4 Karakteristik Butana ... 13
3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT... 14
3.1 Blok Diagram ... 14
3.1.1 Blok Input ... 14
3.1.2 Blok Proses ... 15
3.1.3 Blok Output ... 15
3.2 Flowchart ... 16
3.3 Perancangan Keseluruhan Alat ... 17
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 19
4.1Pengujian dan Analisa ... 19
4.1.1 Pengujian dan Analisa Tegangan ... 19
4.1.1.1 LED ... 19
4.1.1.2 Pengujian Tegangan pada Sensor MQ-2 ... 20
4.1.1.3 Faktor Kesalahan ... 21
4.2 Uji Coba Alat ... 21
5. KESIMPULAN ... 22 5.1 Kesimpulan ... 22 5.2 Saran ... 22 DAFTAR PUSTAKA ... 24 LAMPIRAN ... 25 viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 NodeMCu ... 5
Gambar 2.2 ESP8266 ... 8
Gambar 2.3 Sensor MQ-2... 11
Gambar 2.4 Aplikasi Blynk ... 12
Gambar 3.1 Gambar Blok Diagram ... 14
Gambar 3.2 Flowchart Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPG dengan menggunakan Sensor Mq-2 ... 16
Gambar 3.3 Skematik Perancangan Keseluruhan Alat ... 17
Gambar 3.4 Rangkaian Pendeteksi Kebocoran Gas ... 19
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Blok diagram perancangan alat pendeteksi kebocoran tabung
gas LPG dengan menggunakan sensor Mq-2 ... 13
Tabel 4.1 Hasil pengukuran pada LED ... 19
Tabel 4.4 Data Pengujian Tegangan Sensor Mq-2 ... 20
Tabel 4.5 Pengukuran faktor kesalahan ... 21
BAB I
PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masalah
Keamanan adalah salah satu aspek penting dalam sebuah sistem ataupun lingkungan, baik lingkungan perumahan, perkantoran, kampus, tempat wisata pedesaan ataupun perkotaan, pusat perbelanjaan ataupun tempat-tempat lain terutama tempat-tempat yang rawan terjadi kebakaran. Kebakaran seringkali terjadi akibat kelalaian manusia yang disebabkan karena beberapa faktor seperti kebocoran tabung gas LPG (Liquid Petroleum Gas) berukuran kecil ataupun besar, akibat puntung rokok yang dibuang sembarangan, hubungan pendek arus listrik yang menimbulkan api dan merambat kebagian lainya.
Kebakaran tentunya merugikan banyak pihak baik moril maupun materil, dan tidak sedikit juga menimbulkan kematian. Kita dapat mengurangi terjadinya kebakaran tersebut, salah satunya dengan memberikan alat yang berfungsi untuk keamanan pada penggunaan tabung gas LPG karena sangat banyak digunakan oleh masyarakat untuk kebutuhan sehari-hari mengolah makanan dan minuman. LPG saat ini bukan merupakan barang mewah yang hanya dimiliki oleh kalangan atas tetapi sampai pelosok desa pun saat ini telah beralih menggunakan gas LPG. Tidak jarang kita menemukan tabung gas yang bocor akhirnya meledak karena kurang paham dalam penggunaannya.
Alat yang akan dirancang adalah sebuah alat yang efisien dan terjangkau untuk mencegah sebuah kerugian yang diakibatkan oleh kebakaran dengan cara mendeteksi kebocoran gas dan asap. Sistem pendeteksi adalah sebuah sistem keamanan terintegrasi secara otomatis. Memberikan informasi keadaan dari suatu peristiwa atau kondisi yang dapat diaplikasikan pada perumahan, perkantoran, kampus atau instansi yang membutuhkan. Sistem pendeteksi ini dirancang dengan menggunakan sensor Mq-2. Sensor Mq-2 berfungsi untuk mendeteksi kebocoran gas. Gas tersebut diantaranya gas metana, sensor Mq-2 hanya digunakan sebagai pendeteksi saja.
2
1.2 Batasan Masalah
Hanya membahas perancangan alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPJ dengan menggunakan sensor Mq-2.
1.3 Tujuan Penelitian
Untuk mengurangi kecelakaan dan meningkatkan keamanan dalam bekerja maupun beraktifitas dalam menggunakan gas LPJ.
1.4 Metode Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap untuk mempermudah dan memperjelas arah penelitian, yaitu tahap perancangan (desain) alat, pembuatan atau perakitan alat, pengujian hasil rancangan, pengamatan, dan pengolahan data.
1.5 Sitematika Penulisan
Agar penulisan ilmiah ini dapat mudah dipahami oleh setiap pembaca maka dalam penulisan dijelaskan lima bab yang membahas masalah secara singkat tanpa mengabaikan keterhubungan antara bab yang satu dengan bab selanjutnya. Adapun sistematika penulisan terdiri dari :
BAB I PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penelitian.
BAB II TINJAUAN TEORITIS
Berisikan uraian dari beberapa teori yang menjadi landasan pokok permasalahan pada penyusunan Penelitian Ilmiah.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Berisi tentang proses perancangan alat, pembuatan alat, serta penjelasan cara kerja alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPJ dengan menggunakan Sensor Mq-2.
3
Berisi tentang data pengujian pada alat pendeteksi kebocoran Gas LPJ. Kemudian hasil dari pengujian dan perhitungan tersebut dianalisa berdasarkan teori penunjang.
BAB V PENUTUP
Berisikan tentang kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran-saran yang bersifat praktis dan teoritis.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor NodeMCU
NodeMCU adalah sebuah board elektronik yang berbasis chip ESP8266 dengan kemampuan menjalankan fungsi mikrokontroler dan juga koneksi internet
(WiFi). Terdapat beberapa pin I/O sehingga dapat dikembangkan menjadi sebuah
aplikasi monitoring maupun controlling pada proyek IOT. NodeMCU ESP8266 dapat diprogram dengan compiler-nya. Bentuk fisik dari NodeMCU ESP 8266, terdapat port USB (mini USB) sehingga akan memudahkan dalam pemrograman nya. NodeMCU ESP8266 merupakan modul turunan pengembangan dari modul platform IoT (Internet of things) keluarga ESP8266 tipe ESP-12. Secara fungsi modul ini hampir menyerupai dengan platform modul arduino, tetapi yang membedakan yaitu dikhususkan untuk “Connected to Internet“. Untuk saat ini modul NodeMCU yang digunakan dalam perancangan alat adalah Sensor MQ-2. NodeMCU ESP8266 sendiri memiliki 2 bagian yaitu penggabungan antara NodeMCU ( Mikrokontroler ) dan ESP8266 ( Modul WiFi). Keuntungan dengan menggunakan NodeMCU ESP8266 ini adalah, alat ini sudah berbasis IoT, jadi alat ini dapat di jalankan dengan otomatis tidak manual.
5
Gambar 2.1 NodeMCU 1. RST : berfungsi mereset modul.
2. ADC: Analog Digital Converter. Rentang tegangan masukan 0-1v, dengan skup nilai digital 0-1024.
3. EN: Chip Enable, Active High.
4. IO16 :GPIO16, dapat digunakan untuk membangunkan chipset dari mode deep
sleep.
5. IO14 : GPIO14; HSPI_CLK. 6. IO12 : GPIO12: HSPI_MISO.
7. IO13: GPIO13; HSPI_MOSI; UART0_CTS 5. 8. VCC: Catu daya 3.3V (VDD).
9. CS0 :Chip selection.
10. MISO : Slave output, Main input. 11. IO9 : GPIO9.
6
13. MOSI: Main output slave input. 14. SCLK: Clock.
15. GND: Ground.
16. IO15: GPIO15; MTDO; HSPICS; UART0_RTS. 17. IO2 : GPIO2;UART1_TXD. 18. IO0 : GPIO0. 19. IO4 : GPIO4. 20. IO5 : GPIO5. 21. RXD : UART0_RXD; GPIO3. 22. TXD : UART0_TXD; GPIO1
NodeMCU merupakan sebuah open source platform IoT dan pengembangan kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan adruino IDE. Pengembangan kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire dan ADC
(Analog to Digital Converter) semua dalam satu board. GPIO NodeMCU
ESP8266 seperti Gambar 2.1. NodeMCU berukuran panjang 4.83cm, lebar 2.54cm, dan berat 7 gram. Board ini sudah dilengkapi dengan fitur WiFi dan
Firmwarenya yang bersifat opensource. Spesifikasi yang dimliki oleh NodeMCU
sebagai berikut :
1. Board ini berbasis ESP8266 serial WiFi SoC (Single on Chip) dengan onboard USB to TTL. Wireless yang digunakan adalah IEE 802.11b/g/n. 2.
2. tantalum capasitor 100 micro farad dan 10 micro farad. 3. 3.3v LDO regulator.
4. Blue led sebagai indikator. 5. Cp2102 usb to UART bridge.
7
7. Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel, dan pin RX TX.
8. 3 pin ground.
9. S3 dan S2 sebagai pin GPIO 4
10. S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan masuk ke dalam slave, sc cmd/sc.
11. S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master.
12. SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock.
13. Pin Vin sebagai masukan tegangan.
14. Built in 32-bit MCU. Gambar 2.1, GPIO NodeMCU ESP8266 v3
2.1.1 ESP8266
ESP 8266 adalah sebuah chip yang sudah lengkap dimana didalamnya sudah termasuk processor, memori dan juga akses ke GPIO. Hal ini menyebabkan ESP8266 dapat secara langsung menggantikan Arduino dan ditambah lagi dengan kemampuannya untuk mensupport koneksi WiFi secara langsung. IoT (Internet of
things) semakin berkembang seiring dengan perkembangan mikrokontroler,
module yang berbasiskan Ethernet maupun WiFi semakin banyak dan beragam dimulai dari Wiznet, Ethernet shield hingga yang terbaru adalah Wifi module yang dikenal dengan ESP8266.
Ada beberapa jenis ESP8266 yang dapat ditemui dipasaran, namun yang paling mudah didapatkan di Indonesia adalah type ESP-01,07,dan 12 dengan fungsi yang sama perbedaannya terletak pada GPIO pin yang disediakan. Berikut beberapa tipe ESP8266. Tegangan kerja ESP-8266 adalah sebesar 3.3V, sehingga untuk penggunaan mikrokontroler tambahannya dapat menggunakan board arduino yang memiliki fasilitas tengangan sumber 3.3V, akan tetapi akan lebih baik jika
8
membuat secara terpisah level shifter untuk komunikasi dan sumber tegangan untuk wifi module ini. Karena wifi module ini dilengkapi dengan Mikrokontroler dan GPIO sehingga banyak orang yang mengembangkan firmware untuk dapat mengunakan module ini tanpa perangkat mikrokontroler tambahan.Firmware yang digunakan agar wifi module ini dapat bekerja standalone
Gambar 2.2 ESP8266
2.2 Sensor MQ-2
Sensor gas merupakan jenis sensor yang bertujuan untuk mengukur kandungan senyawa gas polutan tertentu yang berada pada udara bebas, seperti karbon-dioksida (CO2), karbon-monosikda (CO), hidrokarbon (LPG, LNG) , dan lain-lain. Sudah semakin banyak dipasaran telah beredar sensor pengindra gas semikonduktor dalam bentuk modul yang terpackage dengan PCB. Semakin beragam tipe – tipe sensor gas yang ada dipasaran, yang dimana tentunya ini dibedakan oleh jenis objektivitas gas yang akan disensing di udara bebas. Pada sensor gas terdapat heater yang berfungsi untuk memicu sensor dapat bekerja mendeteksi objektivas tipe gas yang akan disensing. Pada sensor juga terdapat nilai resistansi yang berubah – ubah sesuai dengan nilai kepekatan gas yang akan disensing. Semakin tinggi nilai kepekatan gas yang tersensing di udara bebas,
9
semakin rendah nilai resistansi. Dan apabila semakin rendah nilai kepekatan gas yang tersensing di udara bebas, semakin tinggi nilai resistansi.
Berikut ini merupakan beberapa karakteristik dari Sensor Mq-2.
Dapat mendeteksi gas LPG, i-butana, propana, metana, alkohol, hidrogen dan asap
Memiliki dual signal output (analog output, and TTL level output) Range tegangan analog keluaran antara 0~5Vdc
mempunyai kestabilan pembacaan yang bagus dan stabil Respon cepat dan sensitivitas tinggi
Output dari sensor berupa Analog dan Digital Trigger Level configuration
Terdapat Potentiometer Dimensi module 32 x 20 mm
Gambar 2.3 Internal Sensor MQ-2 2.1.2 Konfigurasi Sensor MQ-2 Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan tegangan sumber serta memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S : 1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground. 2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC. 3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC. 4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog. 9 Politeknik Negeri Sriwijaya Laporan Akhir Gambar 2.4 Konfigurasi Sensor MQ-2 2.1.3 Prinsip Kerja Sensor MQ-2 Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya. Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang
10
terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut
Sensor gas dan asap yang mudah terbakar ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara dan ouputs pembacaannya sebagai voltase analog. Sensor tersebut dapat mengukur konsentrasi gas yang mudah terbakar 300 sampai 10.000 ppm. Sensor ini dapat beroperasi pada suhu dari -20 sampai 50 ° C dan Mengkomsumsi kurang dari 150 mA pada V. Gambar 2.3: Sensor MQ-6 Menghubungkan lima volt melintasi pin pemanas (H) membuat sensor cukup panas agar berfungsi dengan benar. Menghubungkan lima volt pada pin A atau B menyebabkan sensor memancarkan voltase analog pada pin lainnya. Sebuah beban resistif antara pin output dan ground menentukan sensitivitas detektor. Perlu diketahui bahwa gambar di datasheet untuk konfigurasi atas salah. Kedua konfigurasi memiliki pinout yang sama dengan konfigurasi dasar.
Rangkaian pada PCB MQ2 mempunyai 4 pin, yaitu: 1. Pin VCC = 3V
2. Pin GND = 0
3. Pin D0 Out = digital output, saat mendeteksi kebocoran gas = 1, kondisi normal = 0
4. Pin A0 Out = analog output, menghasilkan tegangan 0 sampai dengan 3V yang makin naik seiring dengan intensitas gas
11
Gambar 2.3 Sensor MQ-2
2.3 Aplikasi Blynk
Blynk adalah IoT Cloud platform untuk aplikasi iOS dan Android yang berguna untuk mengontrol Arduino, Raspberry Pi, dan board-board sejenisnya melalui internet. Blynk adalah dashboard digital dimana dapat membangun sebuah antar muka grafis untuk alat yang telah dibuat hanya dengan menarik dan menjatuhkan sebuah widget. Blynk sangat mudah dan sederhana, membuat alat siap terhubung untuk Internet of things. Blynk tidak terikat pada papan atau module tertentu. Dari platform aplikasi inilah dapat mengontrol apapun dari jarak jauh, dimanapun kita berada dan waktu kapanpun. Dengan catatan terhubung dengan internet dengan koneksi yang stabil.
12
Gambar 2.4 Aplikasi Blynk
2.4 Teori Gas LPG
LPG merupakan gas yang terbentuk dari hasil produksi kilang minyak dan kilang gas. LPG terdiri dari unsur karbon dan hidrogen yang merupakan senyawa hidrokarbon Propana (C3H8) dan Butana (C4H10) dengan komposisi 30% Propana dan 70% Butana. LPG sebagai bahan bakar memiliki sifat yang mudah terbakar jika terjadi persenyawaan di udara. Untuk mencegah terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan maka perlu diketahui karakteristik LPG diantaranya memiliki tekanan yang cukup besar, dapat menghambur secara perlahan di udara., memiliki berat jenis lebih besar dibandingkan dengan udara, tidak mengandung racun dan daya pemanasnya cukup tinggi.
2.4.1 Karakteristik Propana
Propana banyak digunakan di Amerika Utara sebagai bahan bakar untuk pemanas rumah dan juga tersedia dalam tangki portabel yang lebih kecil. Propana yang dicampur dengan sejumlah kecil zat lain seperti butilena, propilena, dan butana dapat digunakan sebagai bahan bakar mobil yang dikenal sebagai liquefied petroleum gas (LPG).
13
Gas ini tidak berbau sehingga sering dicampur dengan ethanethiol yang memiliki bau yang kuat sehingga mudah dideteksi jika terjadi kebocoran. Jika harus disimpan untuk waktu yang lama atau dalam kondisi cuaca yang berubah, propana biasanya merupakan pilihan yang lebih baik dibandingkan butana. Propana relatif mudah untuk dicairkan dan dikompres dan memiliki titik didih -42 derajat celcius. Propana dengan mudah dapat disimpan di hampir semua lingkungan karena suhu di bawah titik beku tidak akan mempengaruhi karakteristiknya.
2.4.2 Karakteristik Butana
Butana merupakan gas yang populer digunakan sebagai bahan bakar untuk berbagai keperluan, aerosol juga menggunakan butana sebagai propelan. Meskipun umumnya lebih murah daripada propana, butana relatif lebih jarang digunakan sehingga tidak semua alat kompatibel.
Gas ini memiliki titik didih di sekitar titik beku ari 0 derajat celsius sehingga tidak efektif digunakan pada kondisi suhu yang sangat rendah. Dibawah titik didihnya, butana tetap cair sehingga tidak terdapat perubahan tekanan untuk memaksa gas keluar dari wadahnya. Salah satu keuntungan butana ialah tingginya efisiensi bakarnya, apabila volume yang sam dari kedua gas “propana dan butana” dibakar pada suhu di atas titik beku, butana akan memberikan sekitar 12% lebih banyak energi.
Gambar 3 iagram Perancangan eteksi Kebocoran BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Blok Diagram
Diagram blok adalah diagram sistem di mana bagian atau fungsi utama diwakili oleh blok yang dihubungkan oleh garis yang menunjukkan hubungan blok. Mereka banyak digunakan dalam rekayasa dalam desain perangkat keras, desain elektronik, desain perangkat lunak, dan diagram alir proses. Blok Diagram pada Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPJ dengan menggunakan sensor Mq-2.
PROSES -Sensor Mq-2 -NodeMCU
.1 Blok D Alat Pend Tabung Gas
Pada Gambar 3.1 dapat dijelaskan bahwa NodeMCU mendapatkan sumber tegangan dari sumber DC 3V dan pada blok Input terdapat Gas Methana yang dapat terdeteksi oleh Sensor Mq-2. Jika Sensor Mq-2 mendeteksi adanya Gas Methana, maka akan langsung di proses oleh NodeMCU sesuai dengan yang sudah di program.
3.1.1 Blok Input
Rangkaian Input pada sensor gas ini menggunakan beberapa input salah satunya adalah Gas methana yang menjadi inti pokok pada sensor gas ini, karena tanpa adanya gas methana alat perancangan sensor gas ini tidak dapat berjalan atau bekerja sepenuhnya. Karna dengan adanya Sensor Mq-2 yang dapat mengidentifikasi ada atau tidaknya gas methana yang bisa menyebabkan bahaya dalam suatu ruangan. Sumber tegangan dari perancangan sensor menggunakan tegangan DC, oleh karena itu alat ini menggunakan Sumber tegangan DC 3V sebagai sumber tegangan dan juga salah salu inputnya.
Karena alat yang dibuat sudah berbasis IoT, oleh karena itu alat ini memerlukan WiFi agar bisa mengirimkan notifikasi ke aplikasi Blynk yang sudah
14 INPUT -Gas Methana -VCC (3 Volt) OUTPUT -Blynk -LED
15
terhubung dengan modul WiFi atau ESP8266, dan kita bisa mengetahui ada tidaknya gas methana dalam ruangan yang ingin kita tinggalkan, bila terdeteksi bahwa ada gas methana maka aplikasi Blynk akan mengirimkan notifikasi ke ponsel yang sudah di daftarkan dan terhubung pada ESP8266 yang sudah tersedia dalam NodeMCu.
3.1.2 Blok Proses
Pada bagian proses alat ini menggunakan sensor Mq-2 dan Modul NodeMCU ESP8266 sebagai pusat dari kontrol berjalanya alat, modul ini memerlukan sumber tegangan DC 3V. Dalam modul NodeMCU ESP8266 Juga sudah terdapat modul WiFi yang bisa menjadikan alat ini berbasis IoT. Sensor Mq-2 akan mengirim data ke NodeMCU ESP8266 yang kemudian akan diteruskan sesuai yang sudah di program ke dalam Modul NodeMCU ESP8266, dan akan menghasilkan sebuah output notifikasi ke aplikasi Blynk melalui Modul
WiFi.
3.1.3 Blok Output
Aplikasi Blynk menjadi satu-satunya output pada perancangan alat pendeteksi kebocoran gas ini, karna alat ini sudah berbasis IoT maka aplikasi Blynk dalam blok diagram output akan mengirimkan Notifikasi ke ponsel yang sudah ada aplikasi Blynk di dalamnya dan sudah terhubung dengan modul ESP8266. Oleh karena itu perancangan alat ini hanya memiliki satu output yaitu notifaksi dari aplikasi Blynk.
Mulai
16
Flowchart untuk alur kerja Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPJ dengan menggunakan Sensor Mq-2
Gambar 3.2 Flowchart Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPG dengan menggunakan Sensor Mq-2
Berdasarkan Flowchart pada gambar 3.2 dijelaskan bahwa Flowchart dari perancangan alat ini pertama adalah mulai dan kemudian Sumber Tegangan memberikan tegangan sebesar 3V ke NodeMCU ESP8266. Lalu sensor Mq-2 akan mendeteksi ada tidaknya gas methana dalam suatu ruangan. Jika sensor Mq-
Selesai Notifikasi Sensor Mq-2 NodeMCU ESP8266 Tidak Gas Methan Ya
17
2 mendeteksi adanya gas methana yang terdeteksi di udara, maka sensor Mq-2 akan mengirim tegangan analog ke NodeMCU, dan NodeMCU ESP8266 akan menginisialisasi Program yang sudah di upload atau dimasukan ke dalam NodeMCU ESP8266. Jika tidak adanya gas methana yang terdeteksi oleh sensor Mq-2 maka sensor tidak mengirim tegangan analog tersebut ke NodeMCU, dan NodeMCU ESP8266 tidak akan mengirim notifikasi ke aplikasi Blynk.
3.3 Perancangan Keseluruhan Alat
Gambar 3.3 Skematik Perancangan Keseluruhan Alat.
Rangkaian dari perancangan alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPJ dengan menggunakan Sensor Mq-2 memiliki komponen berupa NodeMCU ESP8266, Sensor Mq-2 dan Led.
Pada Gambar 3.3 kita dapat mengetahui bahwa Sensor Mq-2 memiliki 4 pin kaki, dimana pin yang pertama itu sebagai VCC atau sumber tegangan yang akan dihubungkan pada pin VCC (3V) yang berada pada pin NodeMCU. Pin kedua dari sensor Mq-2 yaitu pin untuk Ground yang akan dihubungkan ke pin
Ground yang ada pada pin NodeMCU. Pin ke yang ketiga pada sensor Mq-2 yaitu
pin A0 yang pada rangkaian ini dihubungkan ke pin A0 yang ada di NodeMCU. Dan pin yang keempat pada sensor Mq-2 ini yaitu D0, yang pada rangkaian ini tidak digunakan karna pada rangkaian ini Led dihubungkan langsung ke pin D0 yang ada pada NodeMCU
18
Seperti pada Bagian Input, Sumber tegangan disambungkan ke kaki Input NodeMCU ESP8266, dengan begitu NodeMCU ESP8266 sudah mendapatkan tegangan dan siap untuk digunakan. Lalu pin A0, VCC, Ground pada NodeMCU ESP8266 masing-masing dihubungkan pada pin A0, VCC, dan Ground, yang ada pada Sensor Mq-2. Sensor Mq-2 disini sudah terhubung dan mendapatkan tegangan yang dibutuhkan.
Pada Rangkaian Proses NodeMCU ESP8266 dan sensor Mq-2 membutuhkan masing-masing tegangan 3V untuk dapat bekerja sesuai dengan karakteristiknya.
Pada Rangkaian Output, terdapat aplikasi Blynk yang sudah dihubungkan dengan WiFi dan sudah terhubung dengan alat Pendeteksi Gas ini. Jika Sensor Mq-2 mendeteksi adanya gas methana dalam suatu ruangan maka aplikasi Blynk ini akan menunjukan seberapa banyak Gas methana yang terdeteksi, jika sudah melewati batas maksimal yang sudah ditentukan maka aplikasi Blynk akan mengirim Notifikasi. Terdapat Pin D1 pada NodeMCU ESP8266 dihubungkan ke Anoda (+) pada kaki Led, dan kaki Katoda (-) pada Led dihubungkan ke Ground, Led sudah dapat menyala sebagai indikator dari alat.
19
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian dan Analisa
Pengujian dan analisa pada pada Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas LPJ dengan menggunakan sensor Mq-2. Pengujian pertama dilakukan dengan beberapa pin dan Outputnya. Pengujian kedua dengan cara mengukur tegangan dan faktor kesalahan pada NodeMCU ESP8266, LED, dan Sensor Mq-2.
4.1.1 Pengujian dan Analisa Tegangan
Pengujian dan analisa tegangan dilakukan untuk mengetahui nilai tegangan pada Sensor Mq-2 dan tegangan pada LED. Pengukuran Tegangan juga dilakukan untuk mengetahui faktor kesalahan pada tiap Komponennya.
4.1.1.1 LED
Pengujian pada LED dilakukan dengan cara mengukur tegangan pada kaki positif (Anoda) LED yang terhubung pin D1 pada NodeMCU ESP8266 dan kaki negative (katoda) yang terhubung pada pin GND pada NodeMCU ESP8266. Tegangan yang diberikan oleh NodeMCU ESP8266 kepada LED adalah 5 Volt.
Fungsi LED pada perancangan alat pendeteksi Gas ini sebagai indikator. Jika alat berfungsi dan mendapatkan tegangan dari sumber tegangan, maka LED akan menyala dan alat sudah siap untuk digunakan. Namun jika LED tidak menyala maka alat tidak mendapat tegangan dari sumber tegangannya. Dan ketika LED menyala maupun mati menghasilkan tegangan yang berbeda.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran LED dalam kondisi menyala maupun mati
Kondisi LED Tegangan
Hidup 3,2 Volt
21
LED menghasilkan tegangan yang berbeda alat mendapat tegangan dari sumber tegangan dan LED akan mendapatkan tegangan sebesar 3,2 Volt dan LED akan menyala. Namun ketika tidak dapat dijalankan dikarenakan beberapa faktor maka LED tidak akan mendapatkan tegangan.
4.1.1.2 Pengujian Tegangan pada Sensor Mq-2
Tabel 4.2 Data Pengujian Tegangan Sensor Mq-2 Intensitas Gas/mb Tegangan pada Sensor Notifikasi
520mb 1,57V - 540mb 1,66V - 560mb 1,70V - 580mb 1,75V - 600mb 1,8V Awas 620mb 1,83V Awas 640mb 1,95V Awas 660mb 2,02V Awas
Mb (mili bar) yang tertera dalam tabel pengamatan data sensor (bilangan Digital) diatas adalah satuan dari tekanan gas yang dapat terdeteksi oleh sensor Mq-2. Jika angka semakin besar pada data sensor maka kadar gas yang terdeteksi oleh sensor semakin banyak. Begitu juga sebaliknya, jika angka pada data sensor lebih kecil maka sensor belum mendeteksi bahwa adanya gas yang terdeteksi.
Sensor MQ-2 bisa mendeteksi sumber Gas hingga jarak 25 cm. Semakin jauh jarak sumber gas dengan sensor MQ-2 maka semakin rendah kadar Gas (nilai bilangan digital) yang terbaca. Begitu juga sebaliknya, semakin dekat sumber Gas dengan sensor MQ-2 maka kadar Gas yang terbaca oleh sensor semakin tinggi.
22
Besarnya intensitas gas yang terdeteksi oleh sensor Mq-2 akan menunjukan angka digital di aplikasi Blynk seberapa kuat gas di udara yang telah terdeteksi oleh Sensor Mq-2. Pada saat gas yang terdeteksi menunjukan angka 520 aplikasi Blynk belum dapat mengirimkan notifikasi yang menandakan bahwa ruangan tersebut masih dalam kondisi aman, dan ketika angka digital sudah menunjukan 600 atau lebih maka aplikasi Blynk akan langsung mengirimkan notikasi bahwa gas yang terdeteksi oleh sensor sudah melebihi batas maksimal yang menandakan ruangan tersebut sudah dalam kondisi tidak aman.
4.1.1.3 Faktor Kesalahan
Berdasarkan hasil pengujian tegangan yang dilakukan pada masing-masing komponen, faktor kesalahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan. Hasil pengukuran dan perhitungan faktor kesalahan dapat dilihat pada Tabel 4.9
Tabel 4.3 Pengukuran faktor kesalahan Titik
Pengukuran
Data Persentase Error Teori Pengukuran
NodeMCU ESP8266 3 Volt 2,98 Volt 0,0099%
LED 3 Volt 2,8 Volt 0,0093% Sensor Mq-2 3 Volt 2,059 Volt 0,0068%
Hasil pengujian pada Tabel 4.3 Menyatakan bahwa faktor kesalahan paling rendah terletak pada NodeMCU ESP8266 dengan nilai 0,0099%. Dan factor kesalahan paling tinggi terletak pada Sensor Mq-2 dengan nilai 0,0068%. Persentase factor kesalahan masing-masing komponen sangat kecil dan masih dalam toleransi.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa perancangan alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPJ dengan menggunakan Sensor Mq-2 dapat bekerja dengan baik.
23
Setelah pembuatan alat selesai dan telah disusun dengan benar, tahap selanjutnya adalah menempatkan rangkaian pada posisinya untuk di uji coba. Adapun langkah-langkah pengoperasian alat adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan alat yang dibutuhkan seperti power bank sebagai sumber tegangan.
2. Menyambungkan pin pin dari NodeMCU ESP8266 ke Sensor Mq-2 dan Led
3. Menghubungkan Aplikasi Blynk dengan WiFi yang sudah didaftarkan agar terhubung antara WiFi dan aplikasi Blynk
4. Led akan menyala jika NodeMCU sudah mendapatkan tegangan yang dibutuhkan dari Power bank
5. Jika terdeteksi adanya gas methana dalam suatu ruangan maka Sensor Mq-2 akan mengirim data ke NodeMCU ESP8266 melalui pin A0 6. Setelah Gas Methana yang terdeteksi mencapai batas maksimal yang
sudah ditentukan pada aplikasi Blynk, maka akan langsung mengirim Notifikasi ke Ponsel yang sudah terhubung dengan aplikasi Blynk. 7. Jika Gas methana yang terdeteksi belum mencapai batas maksimal,
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Perancangan alat pada penelitian ini adalah mendeteksi kebocoran Tabung gas LPG dengan menggunakan Sensor Mq-2. Gas yang dapat digunakan untuk percobaan alat ini Gas Methana yang mampu terdeteksi oleh sensor Mq-2.
Hasil pengujian alat berhasil mendeteksi ada tidaknya Gas Methana dalam suatu ruangan. Terjadi kesalahan saat disuatu ruangan yang banyak angin sehingga Gas methana tidak terdeteksi jelas oleh sensor Mq-2.
5.2 Saran
Setelah dilakukan pengujian dan perancangan alat pendeteksi kebocoran tabung gas LPG dengan menggunakan sensor Mq-2 terdapat kelemahan pada sistem ini. Kekurangan dari alat ini berupa Gas Methana yang terdeteksi oleh sensor Mq-2 seringkali tidak beraturan atau menampilkan angka yang tidak sesuai.
Alat ini dapat dikembangkandengan menambahkan komponen lain seperti, Buzzer, untuk memberikan suara peringatan bahwa terdeteksi adanya Gas methana dalam suatu ruangan agar dapat diminimalisir kecelakaan, dan tingkat keamanan lebih maksimal.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Nasution Fadli, 2019 ”Alat Pendeteksi Kebocoran Gas Menggunakan
Sensor Mq-2 Berbasis Arduino Uno dan At Mega 8”,
http://repositori.usu.ac.id/bitstream/handle/123456789/13294/152411050.p df?sequence=1&isAllowed=y, Tanggal Akses : 12 Desember 2019
[2] Arafat, 2016 “ Sistem Pengaman Pintu Rumah Berbasis Internet Of
Things (IoT) Dengan ESP8266”, Technologia: Jurnal Ilmiah Fakultas
Teknik
[3] Sumarno, Irawan Beni, Brianorman Yulrio, 2013 “ Sistem Peringatan
Dini Bencana Banjir Berbasis Mikrokontroler Atmega 16 Dengan Buzzer dan Short Message Service (SMS)”, Universitas Tanjungpura: Jurnal
Coding Sistem Komputer
[4] Ulul M. Asyroful, Haryudo Subuh Isnur, 2018 “Perancangan Sistem
Monitoring Kecepatan Putar Motor DC Berbasis Internet of Things Menggunakan Aplikasi Blynk” Universitas Negri Surabaya: Jurnal Teknik
Elektro
[5] Azwardi, 2012 ”Perancangan Kontrol Dan Monitoring Kecepatan Motor
Dc Melalui Jaringan Intranet Volume” Jurnal Rekayasa dan Teknologi
Elektro
LAMPIRAN
Lampiran 1. Maket Alat
