RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI ASAP ROKOK BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN MENGGUNAKAN
SMARTPHONE ANDROID
LAPORAN TUGAS AKHIR
MIRANDA LISNAENI PASARIBU 162408001
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI ASAP ROKOK BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN MENGGUNAKAN
SMARTPHONE ANDROID
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat Memperoleh gelar Ahli Madya
MIRANDA LISNAENI PASARIBU 162408001
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI ASAP ROKOK BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN MENGGUNAKAN
SMARTPHONE ANDROID
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
Miranda LisnaeniPasaribu 162408001
PENGHARGAAN
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada TYME, dengan dilimpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam penyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini yaitu Kepada:
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Fisika Fakultas MIPA Universitas Sumatra Utara .
3. Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan Kepada Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara .
5. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
6. Senior kami Ahmad Wahyudi yang telah memberikan bantuan berupa Ilmu dan Motivasi dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
7. Rekan Fisika Instrumentasi D-III yang memberikan bantuan penulisan untuk menyelesaikan Laporan.
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI ASAP ROKOK BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN MENGGUNAKAN
SMARTPHONE ANDROID
ABSTRAK
Kurangnya fasilitas ruangan untuk para perokok juga kurang memadai seperti tidak adanya pembersih udara pada ruangan khusus perokok sehingga menimbulkan asap yang mengendap pada ruangan. Oleh karena itu penulis telah merancang dan merealisasikan sebuah perangkat yang dapat mendeteksi asap rokok dan kemudian menetralisirkannya, alat ini nantinya berfungsi untuk mengeluarkan asap rokok yang terperangkap pada ruangan khusus merokok dan mengubahnya menjadi ruangan bebas asap rokok. Perancangan ini dikontrol menggunakan mikrokontroller arduino nano sebagai pusat dari seluruh pengendalian sistem yang dapat menampilkan hasil dari kadar asap yang terdeteksi oleh sensor MQ2 pada layar LCD. Kemudian mikrokontroller ini akan memerintahkan driver untuk mengaktifkan output pada alat ini berupa aktifasi fan. Alat ini diprogram memiliki dua keadaan. Keadaan pertama jika sampai 80 ppm (kadar asap) makan fan akan mati. Keadaan kedua jika sampai 200 ppm atau lebih maka fan akan menyala. Berdasarkan hasil pengujian alat ini mampu mendeteksi kadar asap rokok yang terkumpul pada suatu ruangan dengan baik, dan membutuhkan waktu beberapa saat untuk menetralisirkan ruangan yang terkontaminasi asap rokok menjadi ruangan bebas asap rokok.
Kata kunci : Asap rokok, Mikrokontroller Arduino Nano, Sensor MQ2.
BASED DESIGN OF CIGARETTE-BASED SMOKE DETECTION TOOLS ARDUINO NANO USING
SMARTPHONE ANDROID
ABSTRACT
The lack of room facilities for smokers is also inadequate, such as the absence of air purifiers in special smoker rooms, causing smoke to settle in the room. Therefore the author has designed and realized a device that can detect cigarette smoke and then neutralize it, this tool will later function to remove cigarette smoke trapped in a smoking room and turn it into a smoke-free room. This design is controlled using the Arduino Nano microcontroller as the center of all system controls that can display the results of the smoke levels detected by the MQ2 sensor on the LCD screen. Then this microcontroller will instruct the driver to activate the output on this tool in the form of fan activation. This tool is programmed to have two conditions. The first situation if up to 80 ppm (smoke content) eat the fan will die. The second situation if it reaches 200 ppm or more, the fan will turn on. Based on the results of testing this tool is able to detect the level of cigarette smoke collected in a room properly, and it takes a few moments to neutralize the room contaminated with cigarette smoke into a smoke-free room.
Key Word : Cigarette smoke, Arduino Nano Microcontroller, MQ2 Sensor.
DAFTAR ISI
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
PENGHARGAAN iii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR GAMBAR v
DAFTAR TABEL vi
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan 2
1.5 Manfaat 2
1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II LANDASAN TEORI 5
2.1 Asap Rokok
2.1.1 Tiga Bagian Rokok yang Paling Berbahaya 5 2.1.2 Bahaya Rokok Terhadap Kesehatan 7
2.2 Arduino Nano 9
2.2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano 10
2.2.2 Spesifikasi Arduino Nano 12
2.3 Sensor MQ2 12
2.4 Sensor DHT 22 14
2.5 LCD (Liquid Crystal Display) 14
2.6 Kipas (Blower) 16
2.7 Bloetooth HC-05 17
2.8 Buzzer 18
BAB III PERANCANGAN SISTEM 20
3.1 Diagram Blok 20
3.2 Flowchart Sistem 22
3.3 Gambar Rangkaian 23
3.3.1 Rangkaian Mikrokontroller 23 3.3.2 Rangkaian LCD dengan Mikrokontroller 24 3.3.3 Rangkaian Sensor MQ2 dengan Mikrokontroller 25 3.3.4 Rangkaian Sensor DHT22 dengan Mikrokontroller 26 3.3.5 Rangkaian IC Regulator 7805 dengan Mikrokontroller 27 3.3.6 Rangkaian Bloetooth HC-05 dengan Mikrokontroller 28
3.3.7 Rangkaian Keseluruhan Sistem 29
3.4 Perancangan PCB 30
3.5 Pemeriksaan dan Perbaikan PCB 30
3.6 Penyolderan Komponen 31
BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 32
4.1 Pengukuran dan Hasil Pengukuran 32
4.1.1 Sensor MQ2 32
4.1.2 Sensor DHT 22 32
4.2 Analisis dan Pembahasan 33
4.2.1 Sensor MQ2 33
4.2.2 Sensor DHT 22 35
4.2.3 Kipas 36
4.2.4 Pengujian Alat Keseluruhan 36
4.2.5 Smartphone Android 40
4.3 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem 44
BAB V PENUTUP 44
5.1 Kesimpulan 44
5.2 Saran 44
DAFTAR PUSTAKA vii
LAMPIRAN
1. Data Sheet Sensor MQ2 2. Data Sheet Sensor DHT22 3. Data Sheet LCD
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Batang Rokok 4
Gambar 2.2 Bagian Depan Arduino Nano 9
Gambar 2.3 Bagian Belakang Arduino Nano 9
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano 12
Gambar 2.5 Sensor MQ2 13
Gambar 2.6 Sensor DHT 22 14
Gambar 2.7 LCD (Liquid Crystal Display) 15
Gambar 2.8 Rangkaian Kipas 17
Gambar 2.9 Bloetooth HC-05 18
Gambar 3.1 Blok Diagram 19
Gambar 3.2 Flowchart Sistem 21
Gambar 3.3 Gambar Rangkaian 22
Gambar 3.3.1 Rangkaian Mikrokontroller 22
Gambar 3.3.2 Rangkaian LCD dengan Mikrokontroller 23 Gambar 3.3.3 Rangkaian Sensor MQ2 dengan Mikrokontroller 24 Gambar 3.3.4 Rangkaian Sensor DHT 22 dengan Mikrokontroller 25 Gambar 3.3.5 Rangkaian IC Regulator 7805 dengan Mikrokontroller 26 Gambar 3.3.6 Rangkaian Bloetooth HC-05 dengan Mikrokontroller 27
Gambar 3.3.7 Rangkaian Keseluruhan Sistem 28
Gambar 3.4 Layout PCB 29
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Parameter terhadap Waktu 33 Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Parameter terhadap Waktu 35
Gambar 4.3 Tampilan Program 38
Gambar 4.4 Tampilan Kipas Hidup di Android 39
Gambar 4.5 Tampilan Kipas Mati di Android 39
Gambar 4.6 Tampak Keseluruhan Sistem 40
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano 10
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD 16
Tabel 2.3 Hasil Pengujian LCD 26
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor MQ2 31
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Sensor DHT22 32
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Sensor MQ2 dengan % Ralat 32 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Sensor DHT22 dengan % Ralat 33
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Kipas 33
Tabel 4.6 Smartphone Android 38
Tabel 4.7 Tombol Buzzer Pada Android 41
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kondisi pencemaran udara karena asap rokok akan berpengaruh bagi kesehatan manusia. Pencemaran udara ini akan berpengaruh pada angka kesakitan (morbidity) dan angka kematian (mortality) dari berbagai jenis penyakit. Tepatnya polutan udara dapat menjadi sumber virus, bakteri, dan beberapa jenis cacing yang mendorong terjadinya penyakit polutan udara sehingga mengakibatkan seseorang menjadi alergi yang selanjutnya akan menjadi pintu masuknya bakteri.
Analisi WHO (World Health Organization) badan organisasi kesehatan dunia menunjukkan bahwa efek buruk asap rokok lebih besar bagi perokok pasif dibandingkan perokok aktif. Ketika perokok membakar sebatang rokok dan menghisapnya, asap yang dihisap oleh perokok disebut asap utama dan asap yang keluar dari ujung rokok (bagian yang terbakar) dinamakan asap sampingan. Asap sampingan ini terbukti mengandung lebih banyak hasil pembakaran tembakau dibandingkan pada asap utama. Asap ini mengandung Karbon Monoksida 5 kali lebih besar, Tar dan Nikotin 3 kali lipat, Amonia 46 kali lipat, Nikel 3 kali lipat, dan Nitrosamina (Zat penimbul kanker) yang kadarnya mencapai 50 kali lebih besar pada asap sampingan disbanding dengan kadar pada asap utama. Demikian juga zat zat racun lainnya dengan kadar yang lebih tinggi terdapat pada asap sampingan.
Di Indonesia, perokok relative bebas mengisap rokok dimana saja. Kawasan bebas rokok di negeri ini masih amat minim, itupun masih mungkin dilanggar karena sanksinya bisa dikatakan tidak ada. Sebagian perokok tidak memahami sikap toleransi pada ketidaknyamanan perokok pasif yang terpaksa mengisap asap rokok.
Perokok pasif harus mencium bau bakaran tembakau sampai merasa sesak napas.
Bahkan, sebagian perokok pasif yang sensitif akan langsung batuk batuk saat itu juga.Salah satu cara untuk mengurangi asap rokok agar tidak mengganggu orang lain yang tidak merokok, terutama dalam ruangan yang tidak memiliki area khusus untuk merokok, dibuatlah suatu alat yang dapat membantu memberihkan udara dalam ruangan terhadap polusi asap rokok. Alat ini diharapkan dapat mengatasi solusi tentang masalah polusi asap rokok yang terdapat dalam suatu ruangan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut kedalam bentuk skripsi sebagai tugas akhir sebagai judul “RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI ASAP ROKOK BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID”.
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini di berikan batasan batasan masalah sebagai berikut :
1. Perancangan dan pembuatan alat ini berbasis Arduino Nano.
2. Sensor yang digunakan adalah sensor MQ2 yang berfungsi untuk mendeteksi asap rokok, jika ada asap rokok maka sensor akan mengirimkan data yang nantinya akan diproses oleh Arduino Nano.
3. Alat ini diterapkan pada ruangan tertutup.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Memanfaatkan sensor MQ2 sebagai pendeteksi asap rokok.
2. Membuat alat pendeteksi asap rokok berbasis Arduino Nano.
3. Mengetahui dan memahami mikrokontroller Arduino Nano secara umum, sensor yang digunakan, serta komponen yang terdapat pada pembuatan alat.
1.5 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Dengan adanya alat ini maka ruangan dapat dikendalikan dari asap.
2. Adanya alat atau sistem cerdas yang dapat memberi informasi, peringatan, dan penanganan ruangan yang terdapat asap rokok.
3. Menambah pengetahuan penulis dalam bidang elektronika.
1.6 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir :
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, rumusan masalah,batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.
2. BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.
3. BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas tentang perancangan alat, pembuatan rangkaian alat, blok diagram,diagram alir, pengujian alat dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan Alat Pendeteksi Asap Rokok berbasis Arduino Nano dengan Menggunakan Smartphone Android.
4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.
5. BAB V PENUTUP
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang mendatang.
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Asap Rokok
Merokok adalah suatu aktivitas buruk yang sangat merugikan kesehatan.
Tidak ada keuntungan sedikit pun dari kegiatan merokok. Merokok dapat menimbulkan efek candu yang susah untuk dihentikan bahkan mungkin sampai tua.
Merokok adalah kebiasaan buruk yang harus dihindari, karena merokok justru akan menimbulkan penyakit-penyakit berbahaya bahkan mematikan yang tentunya setiap orang tidak ingin merasakan sakit. Akan tetapi herannya kenapa masih banyak orang yang berani merokok dan menyepelekan serta merusak dirinya sendiri dengan rokok tersebut. Asap rokok mengandung ribuan zat kimia. Zat kimia yang merupakan komponen asap yang paling luas dikenal adalah tar, nikotin, dan karbon monoksida (CO). Selain zat-zat ini, hingga saat ini lebih dari 7,000 zat kimia telah diketahui terkandung dalam asap rokok. Dinas kesehatan masyarakat telah menggolongkan sekitar 70 komponen asap sebagai kemungkinan penyebab penyakit yang terkait dengan merokok, seperti kanker paru-paru, penyakit jantung, dan emfisema.
Gambar 2.1 Batang Rokok
Komponen asap diukur menggunakan mesin laboratorium. Pada saat ini metode pengujian yang berstandar dan tervalidasi secara internasional hanya tersedia untuk beberapa komponen asap saja, yaitu tar, nikotin, dan karbon monoksida.
Ribuan komponen asap lainnya telah diketahui terkandung dalam asap rokok. Selain nikotin dan karbon monoksida, otoritas kesehatan masyarakat telah menggolongkan sekitar 70 di antaranya sebagai kemungkinan penyebab penyakit terkait-merokok.
Sebagian dari komponen ini adalah arsenik, benzena, benzoapiren, logam berat (timbel, kadmium), hidrogen sianida, dan nitrosamina khusus tembakau.
2.1.1 Tiga Bagian Rokok yang Paling Berbahaya 1. Nikotin
Nikotin dalam jumlah kecil mempunyai pengaruh menenangkan, tetapi kadang-kadang bisa meradang. Ditambahkan pula oleh Sue Armstrong (1991) bahwa nikotin merupakan bahan kimia yang tidak berwarna dan merupakan salah satu racun paling keras yang kita kenal.
Kedua pendapat ini memberikan penjelasan tentang dampak nikotin pada tubuh dan karakteristiknya. Hal ini tentunya tergantung pada jumlah dan keadaan fisiologis serta psikologis seseorang. Dalam jumlah besar, nikotin sangat berbahaya, yaitu antara 20 mg-50 mg nikotin dapat menyebabkan terhentinya pernapasan. Menghisap satu batang rokok berarti telah menghisap 2-3 mg nikotin. Jika asapnya tidak dihisap, nikotin yang terhisap hanya 1-1,5 mg saja. Bagi orang-orang yang bukan perokok atau yang tidak biasa merokok, dengan menghisap 1-2 mg nikotin saja sudah menyebabkan mereka pusing, sakit kepala, mual dan muntah. Mereka berkeringat dan terasa sakit di daerag lambung.
Nikotin menaikkan tekanan darah dan mempercepat denyut jantung hingga pekerjaan jantung menjadi lebih berat. Selanjutnya, nikotin juga menyebabkan ketagihan. Nikotin mengganggu sistem saraf simpatis dengan akibat meningkatkan kebutuhan oksigen miokard. Bahan ini, selain meningkatkan kebutuhan oksigen, juga mengganggu suplai oksigen ke otot jantung (miokard) sehingga merugikan kerja miokard. Selain menyebabkan ketagihan merokok, nikotin juga merangsang pelepasan adrenalin, meningkatkan frekuensi denyut jantung, tekanan darah, kebutuhan oksigen, serta menyebabkan gangguan irama jantung. Oleh karena itu, semakin banyak rokok dihisap, semakin hebat jantung dipacu.
Nikotin juga menggangu kerja saraf, otak, dan banyak bagian tubuh lainnya. Nikotin mengaktifkan trombosit dengan akibat timbulnya adhesi trombosit (penggumpalan) ke dinding pembuluh darah.
2. Karbon Monoksida
Karbon monoksida merupakan gas beracun yang tidak berbau sama sekali. Gas ini kita jumpai pada asap yang dikeluarkan mobil. Karbon monoksida yang terkandung dalam rokok dapat mengikat dirinya pada HB darah dengan akibat oksigen tersingkir dan tidak dapat digunakan oleh tubuh (padahal yang diperlukan tubuh adalah oksigen). Tanpa oksigen ini, baik otak maupun organ tubuh yang lain tidak dapat berfungsi. Efek dari karbon monoksida adalah bahwa jaringan pembuluh darah akan menyempit dan mengeras sehingga akhirnya dapat mengakibatkan penyumbatan. “Satu batang rokok yang dibakar mengandung 3-6% karbon monoksida dan dalam darah kadarnya mencapai 5%. Pada orang yang bukan perokok, kadarnya adalah 1%.
Perokok dengan kadar karbon monoksida 5% keatas mendapat serangan 3 kali lipat dibanding dengan bukan perokok. Gabungan karbon monoksida dengan nikotin akan mempermudah para perokok menderita penyakit penyempitan dan penutupan pembuluh darah dengan akibat-akibatnya”
(Jeanne Mandagi,1996). Seandainya saja para perokok mengetahui hal ini, tentunya mereka tidak akan memberikan kesempatan pada sebuah penyakit untuk dapat memasuki tubuh.
3. TAR
Tar adalah sebuah zat yang dihasilkan dalam pembakaran tembakau (rokok biasa) dan bahan tanaman lain (rokok herbal). Tar merupakan campuran dari beberapa zat yang bersama-sama membentuk suatu massa yang dapat melekat di paru-paru.Tar dapat hadir dalam semua rokok karena rokok dibakar, dan hisapan terakhir mengandung tar sebanyak dua kali lipat dibandingkan hisapan rokok pertama kali dibakar. Tar dalam asap rokok melumpuhkan silia di paru-paru, dan berkontribusi terhadap
penyakit paru-paru seperti emfisema, kronis bronkitis, dan kanker paru- paru. Tar adalah sejenis cairan kental berwarna coklat tua atau hitam yang merupakan substansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-paru. Kadar tar pada rokok antara 0,5-35 mg per batang. Tar merupakan suatu zat karsinogen yang dapat menimbulkan kanker pada jalan nafas dan paru-paru. Filter rokok pertama kali ditambahkan untuk rokok pada tahun 1950 ketika diketahui bahwa tar dalam rokok berpotensi pada peningkatan risiko kanker paruparu. Idenya adalah bahwa filter akan menjebak tar, tetapi hasilnya tidak sebaik sebagaimana yang diharapkan.
Racun masih terbentuk dan masuk ke paru-paru perokok. Dalam bentuk padat, tar berwarna cokelat, lengket dan mudah menempel. Penyebab gigi seorang perokok menjadi cokelat. Bayangkan noda lengket itu menetap ke jaringan merah halus dari paru-paru.
2.1.2 Bahaya Rokok terhadap Kesehatan
Merokok sudah menjadi masalah yang kompleks yang menyangkut aspek psikologi dan gejala sosial. Merokok memang menggangu kesehatan.
Kenyataan ini tidak dapat kita pungkiri, banyak penyakit telah terbukti akibat buruk dari merokok, baik secara langsung maupun tidak langsung. Kebiasaan merokok tidak hanya merugikan si perokok, tetapi juga bagi orang disekitarnya. Tidak hanya bagi kesehatan, merokok juga menimbulkan akibat buruk dibidang ekonomi. Dinegara industri maju, kini terdapat kecenderungan untuk berhenti merokok, sedangkan dinegara berkembang khususnya Indonesia justru cenderung timbul peningkatan kebiasaan merokok. Asap rokok yang dihirup seorang perokok mengandung komponen gas dan partikel. Komponen gas terdiri dari karbon monoksida, karbon dioksida, hidrogen sianida, amoniak, oksida dari nitrogen dan senyawa hidrokarbon. Adapun komponen partikel terdiri dari tar, nikotin, benzopiren, fenol, dan kadmium.
Rokok dan asapnya mempunyai dampak yang buruk bagi kesehatan.
Tidak hanya bagi perokok itu sendiri, tetapi juga bagi perokok pasif yang hanya ikut menghirup asapnya saja. Dilihat dari bahan-bahan yang berbahaya
dalam rokok, nikotin dapat menaikkan tekanan darah dan mempercepat denyut jantung hinga pekerjaan jantung menjadi lebih berat, karbon monoksida dapat menyingkirkan oksigen yang dibutuhkan tubuh dengan mengikat dirinya pada HB darah, dan tar memicu timbulnya kanker. Asap yang dihembuskan para perokok dapat dibagi atas asap utama (main stream smoke) dan asap samping (side stream smoke). Asap utama merupakan asap tembakau yang dihirup langsung oleh perokok, sedangkan asap samping merupakan asap tembakau yang disebarkan ke udara bebas, yang akan dihirup oleh orang lain atau perokok pasif. Telah ditemukan 4.000 jenis bahan kimia dalam rokok, dengan 40 jenis diantaranya bersifat karsinogenik ( dapat menyebabkan kanker), dimana bahan racun ini lebih banyak didapatkan pada asap samping, misalnya karbon monoksida (CO) 5 kali lipat lebih banyak ditemukan pada asap samping daripada asap utama, benzopiren 3 kali, dan amoniak 50 kali. Bahanbahan ini dapat bertahan sampai beberapa jam lamanya dalam ruang setelah rokok berhenti.
Asap rokok yang baru mati diasbak mengandung 3 kali lipat bahan pemicu kanker diudara dan 50 kali mengandung bahan pengiritasi mata dan pernapasan. Dari pendapat ini kita tahu bahwa asap rokok mengandung komponenkomponen dan zat-zat yang berbahaya bagi tubuh. Banyaknya komponen tersebut tergantung pada tipe tembakau, temperatur pembakaran, panjang rokok, porositas kertas pembungkus, bumbu rokok serta ada tidaknya filter. Partikel dalam asap rokok dapat menyebabkan kanker (bersifat karsinogenik). Nikotin, karbon monoksida, dan bahan-bahan lain dalam asap rokok terbukti merusak endotel (dinding dalam pembuluh darah), dan mempermudah timbulnya penggumpalan darah. Rokok merupakan faktor resiko untuk sekurang-kurang 25 jenis penyakit, diantaranya adalah kanker pundi kencing, kanker perut, kanker usus dan kanker rahim, kanker mulut, kanker esophagus, kanker tekak, kanker pancreas, kanker payudara, kanker paru, penyakit saluran pernapasan kronik, strok, osteoporosis, jantung, kemandulan, putus haid awal, melahirkan bayi yang cacat, keguguran bayi, bronchitis, penyakit mulut, dan kerusakan mata.
2.2 Arduino Nano
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.
Gambar 2.2 Bagian Depan Arduino Nano
Gambar 2.3 Bagian Belakang Arduino Nano
2.2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano.
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.
2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.
3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analog Reference.
4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino
5. Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data serial.
6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data serial.
7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
8. Output PWM 8-Bit merupakan pin yang berfungsi untuk analog Write.
9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.
10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference.
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano
1 Digital Pin 1 (TX)
2 Digital Pin 0 (RX)
3 & 28 Reset
4 & 29 GND
5 Digital Pin 2
6 Digital Pin 3 (PWM)
7 Digital Pin 4
8 Digital Pin 5 (PWM)
9 Digital Pin 6 (PWM)
10 Digital Pin 7
11 Digital Pin 8
12 Digital Pin 9 (PWM)
13 Digital Pin 10 (PWM-SS)
14 Digital Pin 10 (PWM-SS)
15 Digital Pin 12 (MISO)
16 Digital Pin 13 (SCK)
18 AREF
19 Analog Input 0
20 Analog Input 1
21 Analog Input 2
22 Analog Input 3
23 Analog Input 4
24 Analog Input 5
25 Analog Input 6
26 Analog Input 7
27 VCC
30 Vin
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano
2.2.2 Spesifikasi Arduino Nano
Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano:
1. MikrokontrolerAtmel ATmega168 atau ATmega328 2. 5 V Tegangan Operasi
3. 7-12VInput Voltage (disarankan) 4. 6-20VInput Voltage (limit)
5. Pin Digital I/O14 (6 pin digunakan sebagai output PWM) 6. 8 Pin Input Analog
7. 40 mA Arus DC per pin I/O
8. Flash Memory16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader
9. 1 KbyteSRAM (ATmega168) atau 2 Kbyte(ATmega328) 10. 512 ByteEEPROM (ATmega168) atau 1Kbyte (ATmega328) 11. 16 MHz Clock Speed
12. Ukuran1.85cm x 4.3cm
2.3 Sensor MQ-2
Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor tersebut adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas hidrogen, metana.
Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut di udara dengan tingkat
konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara.
Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas- gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun yang menyebakan tegangan yang dihasilkan oleh output sensor akan semakin besar.
Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ-2 kandungan gas-gas tersebut dapat di ukur. Keluaran sensor ini berupa resistansi analog yang dengan mudah dapat dikonversi menjadi tegangan dengan menambahkan satu resistor biasa dengan mengkonversi impedansi ini menjadi tegangan, hasil bacaan sensor dapat dibaca oleh pin ADC (analog to digital converter) pada microcontroller. Tingkat sensitivitas sensor MQ-2 adalah sebagai berikut:
1. LPG dan propana : 200 - 5000 ppm
2. Iso butana dan hidrogen : 300 - 5.000 ppm 3. Metana : 5.000 - 20.000 ppm
4. Etanol / alkohol : 100 - 2.000 ppm
Sensor MQ-2 terbuat dari tabung keramik mikro Al203, Tin Dioksida (SnO2) yang merupakan lapisan sensitif, elektroda, dan pemanas yang terbuat dari plastik dan stainless steel. Sensor MQ2 memiliki 6 pin, 4 pin digunakan untuk input sinyal dan 2 pin lainnya digunakan sebagai pemanas sensor. Berikut adalah gambar dari rangkaian sensor MQ-2.
Gambar 2.5 Sensor MQ-2
2.4 Sensor DHT-22
DHT - 22 (juga disebut sebagai AM2302 ) adalah kelembaban dan suhu relatif sensor digital - output. Menggunakan sensor kelembaban kapasitif dan thermistor untuk mengukur udara di sekitarnya , dan keluar sinyal digital pada pin data. Dalam projek ini menggunakan sensor ini dengan Arduino nano . Suhu kamar
& kelembaban akan dicetak ke LCD. DHT22 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. DHT22 termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti-interference. Ukurannya yang kecil, dan dengan transmisi sinyal hingga 20 meter, membuat produk ini cocok digunakan untuk banyak aplikasi- aplikasi pengukuran suhu dan kelembaban.
Gambar 2.6 Sensor DHT-22
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, atau pun layar komputer.Pada postingan aplikasi LCD yangdugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCDsangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Gambar 2.7 LCD (Liquid Crystal Display)
Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca
program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD
Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground
2 VCC Tegangan 5V DC
3 Contrast Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 EN Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
2.6 Kipas ( Blower )
Kipas dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan. Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik. Perkembangan kipas
angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi.
Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), kipas angin Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing. Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin juga dipasang pada alas atau tatakan Laptop untuk menghantarkan udara dan membantu kipas laptop dalam mendinginkan suhu laptop tersebut. Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas).
Gambar 2.8 Rangkaian Kipas
2.7 Bluetooth HC-05
Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis industrial series yaitu HC-03 dan HC04 serta civil series yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetooth serial, yang selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth.Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan Slave.
Gambar 2.9 Bluetooth HC-05
Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomer serinya genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC-06-S. Modul BT ini akan bekerja sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah menjadi Master, demikian juga sebaliknya misalnya HC-04M. Default mode kerja untuk modul BT HC dengan seri genap adalah sebagai Slave.Sedangkan modul BT HC dengan nomer seri ganjil, misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave mode, tetapi pengguna bisa mengubahnya menjadi mode Master dengan AT Command tertentu. Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06 atau sejenisnya dan modul HC-05 dan sejenisnya. Perbedaan utama adalah modul HC06 tidak bisa mengganti mode karena sudah diset oleh pabrik, selain itu tidak banyak AT Command dan fungsi yang bisa dilakukan pada modul tersebut. Diantaranya hanya bisa mengganti nama, baud rate dan password saja. Sedangkan untuk modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa diubah mode kerjanya menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih banyak AT Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.
2.8 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari
arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.10 Buzzer
BAB III
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Diagram Blok
Untuk mempermudah dalam mempelajari dan memahami cara kerja alat ini, maka sistem perancangan alat ini dibuat berdasarkan diagram blok dimana tiap blok mempunyai fungsi dan cara kerja tertentu. Dalam tugas akhir ini sistem terdiri atas blok diagram yang terlihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Blok Diagram
Sistem yang telah dirancang mampu terkoneksi dengan smartphone berbasis Android melalui koneksi Bluetooth HC-05 dengan mengambil data melalui pembacaan sensor. Apabila terdapat asap rokok diruangan maka android inilah yang nantinya akan memonitoring ruangan dengan memerintahkan kipas untuk beroperasi.
Bluetooth HC-05 adalah modul yang mudah digunakan untuk komunikasi seril wireless yang mengirimkan informasi ke android pada saat ruangan terkena asap rokok. Sensor MQ2 sebagai sensor analog yang berfungsi untuk mendeteksi asap rokok, jika ada asap rokok maka sensor MQ2 akan mengirimkan data yang nantinya akan diproses oleh Arduino Nano. Mikrokontroller yang digunakan adalah Arduino Nano yang berfungsi sebagai pengolah data dimana datanya akan dikirimkan oleh
Sensor MQ2
Sensor DHT22
ARDUINO
NANO KIPAS
LCD Power
Supply ANDROID
Bluetooth HC-05
BUZZER
sensor untuk dapat mengendalikan seluruh sistem dan didalamnya terdapat unit pendukung yaitu Analog to Digital Converter (ADC). ADC inilah yang akan mengubah sinyal analog dari sensor menjadi sinyal digital. Kemudian data yang sudah diproses akan ditampilkan di LCD dan pada saat nilai asap yang dideteksi oleh sensor MQ2 lebih besar dari nilai yang ditentukan maka buzzer akan bunyi dan kipas akan hidup supaya keadaan pada ruangan kembali normal. Sensor DHT22 berfungsi untuk mengukur suhu ruangan apabila dalam kondisi normal dan saat dikenai asap yang nantinya akan diproses oleh Arduino Nano dan akan ditampilkan di LCD.
Power Supply adalah sumber tegangan yang akan mensupply proses kinerja dari sistem.
3.2 Flowchart Sistem
Diagram alir (flowchart) adalah sebuah penjelasan berupa gambar proses kerja sebuah sistem.
Tidak
Ya
Tidak
Ya
Ya
Tidak
Gambar 3.2 Flowchart Sistem
NILAI ASAP
>=140
KIPAS OFF
KIPAS ON INSIALISASI
PROGRAM
BACA DATA SENSOR MQ2 dan
SENSOR DHT22
TAMPIL NILAI KONSENTRASI ASAP
DAN NILAI SUHU PADA LCD
DETEK SI LAGI
SELESAI MULAI
KONTROL KIPAS dan BUZZER
ANDROID
3.3 Gambar Rangkaian
3.3.1 Rangkaian Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program, dan terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.
Gambar 3.3.1 Rangkaian Mikrokontroler
3.3.2 Rangkaian LCD dan Mikrokontroler
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Pengoperasian LCD dengan Arduino Nano meggunakan komunikasi 4 bit. Setelah sensor sudah melakukan pengukuran maka data akan dikirimkan ke mikrokontroller kemudian mikrokontroller menerima data nilai ADC konsentrasi asap dan kondisi yang terbaca akan ditampilkan di LCD.
Gambar 3.3.2 Rangkaian LCD dengan Mikrokontroler
3.3.3 Rangkaian Sensor MQ2 dengan Mikrokontroler
Sensor MQ2 adalah sensor yang mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas hidrogen, metana. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas- gas tersebut maka resistansi elektrik sensor akan turun yang menyebakan tegangan yang dihasilkan oleh output sensor akan semakin besar.
Gambar 3.3.3 Rangkaian Sensor MQ2 dengan Mikrokontroler
3.3.4 Rangkaian Sensor DHT22 dengan Mikrokontroler
DHT22 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Memiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi yang sangat akurat. DHT22 termasuk sensor yang memiliki kualitas terbaik, dinilai dari respon, pembacaan data yang cepat, dan kemampuan anti- interference.
Gambar 3.3.4 Rangkaian Sensor DHT22 dengan Mikrokontroler
3.3.5 Rangakaian IC Regulator 7805 dengan Mikrokontroler
Fungsi Voltage Regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan Tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, Tegangan Output (Keluaran) DC pada Voltage Regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input (Masukan), Beban pada Output dan juga Suhu. Tegangan Stabil yang bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan Elektronika terutama pada peralatan elektronika yang sifatnya digital seperti Mikro Controller ataupun Mikro Prosesor.
Gambar 3.3.5 Rangkaian IC Regulator dengan Mikrokontroler
3.3.6 Rangkaian Bluetooth HC-05 dengan Mikrokontroller
Bluetooth HC-05 adalah modul yang mudah digunakan untuk komunikasi seril wireless yang mengkonversi port serial ke Bluetooth.
Dibawah adalah gambar rangkaian modul Bluetooth HC-05:
Gambar 3.3.6 Rangkaian Bluetooth HC-05 dengan Mikrokontroller
Mikrokontroller
3.3.7 Rangkaian Keseluruhan Sistem
Gambar dibawah adalah gambar keseluruhan rangkaian sistem alat pendeteksi asap rokok dengan memanfaatkan Arduino Nano sebagai pengatur setiap komponen yang digunakan.
Gambar 3.3.7 Rangkaian Keseluruhan Sistem
3.4 Perancangan PCB
Perancangan PCB (Printed Circuit Board) dilakukan bersama dengan perancangan tata letak komponen. Proses ini sangat erat kaitannya dengan pola PCB. Dalam merancang tata letak komponen dan pembuatan jalur, perlu diperhatikan hal hal berikut ini:
a. Letakkan komponen yang rapi dan simetris.
b. Menghindari sudut atau belokan yang tajam agar jalur tidak mudah mengelupas.
Dalam merancang PCB pada tugas akhir ini digunakan Eagle 7.1.0.
software ini digunakan untuk memberikan kemudahan dalam merancang rangkaian dan layout PCB. Langkah pertama untuk membuat PCB adalah menggambar rangkaian. Untuk menggambar rangkaian dibutuhkan ketelitian dalam menghubungkan kaki kaki dari komponen.berikut contoh layout PCB:
Gambar 3.4 Layout PCB
3.5 Pemeriksaan dan Perbaikan PCB
Tahapan tahapan dalam pemeriksaan dan perbaikan jalur PCB adalah sebagai berikut:
a. Menghubungkan jalur PCB yang putus dengan menggunakan kabel atau melapisinya dengan timah.
b. Memotong dan memisahkan jalur PCB yang mengalami hubungan singkat dengan jalur lain dengan menggunakan cutter.
3.6 Penyolderan Komponen
Menyolder adalah proses membuat sambungan logam secara listrik dan mekanis menggunakan logam tertentu (timah) dengan menggabungkannya dengan alat khusus (solder). Alat ini berfungsi untuk memanaskan sambungan pada suhu tertentu. Solder memiliki sebuah elemen pemanas yang menghasilkan panas. Hal hal yang perlu diperhatikan dalam penyolderan komponen adalah sebagai berikut:
a. Waktu dan suhu penyolderan jangan sampai merusak komponen yang akan disolder.
b. Kematangan timah pada titik sambung diusahakan sebaik mungkin sehingga tidak mempengaruhi kerja rangkaian.
BAB IV
PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengukuran dan Hasil Pengukuran 4.1.1 Sensor MQ2
Pengukuran dilakukan dengan metode langsung dengan membandingkan nilai pada alat standar dengan nilai alat yang sudah dibuat. Pengukuran dilakukan sebanyak 10 kali. Sehingga dapat diperoleh data percobaan sebagai berikut.
Tabel 4.1 Pengukuran Sensor MQ2
4.1.2 Sensor DHT22
Pengukuran dilakukan dengan metode langsung dengan membandingkan nilai pada alat standar dengan nilai alat yang sudah dibuat. Pengukuran dilakukan sebanyak 10 kali. Sehingga dapat diperoleh data percobaan sebagai berikut.
Tabel 4.2 Pengukuran Sensor DHT22
No Waktu Sensor (ppm) Alat Pembanding (ppm)
1 1 menit 95 97
2 2 menit 115 121
3 3 menit 120 127
4 4 menit 133 139
5 5 menit 149 155
6 6 menit 158 162
7 7 menit 155 157
8 8 menit 142 148
9 9 menit 139 145
10 10 menit 142 150
No Waktu Sensor (oC) Thermometer (oC)
1 1 menit 33 30,4
2 3 menit 34 33,3
4.2 Analisis dan Pembahasan 4.2.1 Sensor MQ2
Pengukuran ini dilakukan percobaan sebanyak 10 kali untuk diambil rata ratanya dalam satuan ppm. Satu kali percobaan diperlukan waktu 1 menit.
Berikut hasil pengukuran dan persentasi ralat.
Tabel 4.3 Pengukuran Sensor MQ2
Dari tabel diatas, maka hasil persentasi ralat dapat kita hitung :
%
1. % 2,06
3 5 menit 34,7 34
4 7 menit 35,1 34,6
5 10 menit 35,8 35,2
6 13 menit 36,6 36,1
7 15 menit 37 36,7
8 18 menit 37,9 37,4
9 21 menit 38,5 38
10 24 menit 39,2 38,6
No Waktu Sensor (ppm) Alat Pembanding (ppm) Ralat (%)
1 1 menit 95 97 2,06
2 2 menit 115 121 4,95
3 3 menit 120 127 5,51
4 4 menit 133 139 4,31
5 5 menit 149 155 3,87
6 6 menit 158 162 2,46
7 7 menit 155 157 1,27
8 8 menit 142 148 4,05
9 9 menit 139 145 4,13
10 10 menit 142 150 5,33
2. % 4,95 3. % 5,51 4. % 4,31 5. % 3,87 6. % 2,46 7. % 1,27 8. % 4,05 9. % 4,13 10. % 5,33
Perbandingan hasil dua variabel tersebut dapat terlihat dari hasil perhitungan diatas pada alat yang dirancang sudah mendekati linier dengan alat standar dengan rata rata % ralat sebesar 3,79 % untuk pengukur kadar asap. Hal ini menunjukkan bahwa kalibrasi sudah dapat digunakan.
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Parameter terhadap Waktu
Berdasarkan grafik diatas, semakin banyak asap maka nilai konsentrasi asap semakin meningkat.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Sensor MQ2 Alat pembanding
4.2.2 Sensor DHT22
Pengukuran ini dilakukan percobaan sebanyak 10 kali. Berikut hasil pengukuran dan persentasi ralat.
Tabel 4.4 Pengukuran Sensor DHT22
Dari tabel diatas, maka hasil persenstasi ralat dapat kita hitung : 1. % 3,44
2. % 2,10 3. % 2,05 4. % 1,44 5. % 1,70 6. % 1,38 7. % 0,81 8. % 1,33 9. % 1,31 10. % 1,55
No Waktu Sensor (oC) Thermometer (oC) Ralat (%)
1 1 menit 33 31,9 3,44
2 3 menit 34 33,3 2,10
3 5 menit 34,7 34 2,05
4 7 menit 35,1 34,6 1,44
5 10 menit 35,8 35,2 1,70
6 13 menit 36,6 36,1 1,38
7 15 menit 37 36,7 0,81
8 18 menit 37,9 37,4 1,33
9 21 menit 38,5 38 1,31
10 24 menit 39,2 38,6 1,55
Perbandingan hasil dua variabel tersebut dapat terlihat dari hasil perhitungan diatas pada alat yang dirancang sudah mendekati linier dengan alat standar dengan rata rata % ralat sebesar 1,71 % untuk pengukur suhu dalam ruangan tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa kalibrasi sudah dapat digunakan.
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Parameter terhadap Waktu
Berdasarkan grafik diatas, suhu juga semakin meningkat dengan bertambahnya waktu. Ini disebabkan oleh tingkat kepekatan asap yang semakin banyak disaat proses pengukuran.
4.2.3 Kipas
Kipas berfungsi untuk memonitoring ruangan agar ruangan yang dikenai asap kembali normal.
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Kipas
4.2.4 Pengujian Alat Keseluruhan
Berikut ini adalah program yang digunakan untuk melakukan pengujian alat.
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(2, 3, 9, 10, 11, 12);
No Nilai Asap (ppm) Keterangan
1 140 Hidup
2 90 Mati
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Sensor DHT22 Thermometer
#include <dht.h>
#define DATA_PIN 6 // Definisi Pin untuk DHT22
dht DHT; // Buat DHT object char val;
void setup() { lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
pinMode(8,OUTPUT);
pinMode(7,OUTPUT);
Serial.println("Tugas Ahir Miranda Pasaribu");
delay(1000);
}
void loop() {
int readData = DHT.read22(DATA_PIN); // baca Data dari sensor float t = DHT.temperature; // Ambil nilai Suhu
int sensorValue = analogRead(A0);
// Mencetak output ke Serial monitor Serial.print("SUHU = ");
Serial.print(t);
Serial.print(" *C ");
Serial.print(" Asap =");
Serial.println(sensorValue);
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("T:");
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(t);
lcd.setCursor(6, 0);
lcd.print("C");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Asap: ");
lcd.setCursor(5, 1);
lcd.print(sensorValue);
delay(1000);
if(sensorValue>=140){
lcd.setCursor(9, 1);
lcd.print("Kip:ON ");
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(7,HIGH);delay(1000);digitalWrite(7,LOW);delay(10);
}
else if (sensorValue <= 90) { lcd.setCursor(9, 1);
lcd.print("Kip:OFF");
digitalWrite(8, LOW);
digitalWrite(7,LOW);
}
else if (sensorValue >= 91) { lcd.setCursor(9, 1);
lcd.print("Deteksi");
digitalWrite(7,HIGH);delay(1000);digitalWrite(7,LOW);delay(10);}
if( Serial.available() >0 ) { val = Serial.read();
Serial.println(val);
}
if( val == '1' ) { // jika tombol 1 on
digitalWrite(8,HIGH);} // led hijau hidup dan led merah mati
if( val == '2' ) { // jika tombol 1 on
digitalWrite(7,HIGH);delay(1000);digitalWrite(7,LOW);delay(10);}
else if( val == 'A' ) {// jika tombol A on
digitalWrite(8,LOW);}// led hijau mati dan led merah hidup else if( val == 'B' ) {// jika tombol A on
digitalWrite(7,LOW);}// led hijau mati dan led merah hidup }
Gambar 4.3 Tampilan Program
4.2.5 Smartphone Android
Sistem yang telah dirancang mampu terkoneksi dengan smartphone berbasis Android melalui koneksi Bluetooth HC-05. Android inilah yang akan mengontrol kipas dalam sistem yang telah dirancang menggunakan aplikasi Arduino Bloetooth Controller.
Tabel 4.6 Tombol Kipas Pada Android
Gambar 4.4 Tampilan Tombol Kipas Pada Android
No Tombol Keterangan
1 Hijau Kipas Hidup
2 Merah Kipas Mati
Tabel 4.7 Tombol Buzzer Pada Android
Gambar 4.4 Tampilan Tombol Buzzer Pada Android
No Tombol Keterangan
1 Hijau Buzzer Hidup
2 Merah Buzzer Mati
Gambar 4.5 Tampilan Data Sensor pada Android
4.3 Tampak Fisik Keseluruhan Sistem
Pengujian ini akan menggabungkan semua sistem dan berjalan secara otomatis dengan program yang telah dimasukkan ke Arduino Nano. Berikut tampak fisik keseluruhan sistem.
Gambar 4.6 Tampak Keseluruhan Sistem
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan alat hingga pengujian dan pembahasan sistem maka penulis dapat menarik kesimpulan, antara lain:
1. Piranti elektronik yang dibutuhkan dalam rangkaian pengendali asap rokok ini adalah sensor MQ2 (sensor asap), sensor DHT22, Arduino Nano, LCD, dan Fan. Alat ini dibuat dengan merangkai piranti piranti elektronik yang menjadi suatu sistem yang dapat mendeteksi suhu dan mendeteksi asap rokok secara otomatis.
2. Secara keseluruhan alat yang dibuat, dapat bekerja dan berfungsi sebagaimana yang diharapkan sehingga dapat dimanfaatkan sebagai alat pengendali asap rokok.
3. Perbandingan hasil pengujian antara dua variabel dapat dilihat dalam hasil perhitungan diatas pada alat yang dirancang sudah mendekati linier dengan alat standar untuk pengukur kadar asap dan suhu ruangan. Hal ini menunjukkan bahwa kalibrasi sudah dapat digunakan.
5.2 Saran
Setelah membuat penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:
1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan pada alat ini, sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen lain, sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi.
2. Diharapkan untuk menguasai teori teori dasar komponen yang digunakan.
Hal ini sangat berguna dalam melakukan analisa kinerja alat.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul,K.(2013).Buku Pintas Pemograman Arduino . Yogyakarta: MediaKom.
Agfianto,Eko Putra.2002.Teknik Antar Muka Komputer.Yogyakarta.Penerbit Graha Ilmu
Daryanto,Drs.2000. Pengetahuan Teknik Elektronika.Yogyakarta:Cnadi Gebang http://www.bagusprehan.com/2013/12/sensor-kelembaban-DHT22.html
http://www.leselektronika.com/2014/11/cara-memprogram-lcd-karakter-16x2.html Rosari,Renati Winong.2008.”Konsep dasar Elektronika .Jakarta:Andi OffsetRodnay Zaks.1993.”Pengantar Elektronika”.Jakarta: Erlangga
Sudaryanto,Sudirham.2000: “Analisis Rangkaian Listri”.ITB, Bandung: PT.Pradnya Paramita
