ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-3 BERBASIS ARDUINO UNO PROJEK AKHIR II MAULIDEA SAFITRI NST NIM :

(1)

PROJEK AKHIR II

MAULIDEA SAFITRI NST NIM : 162411033

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2019

(2)

PROJEK AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

MAULIDEA SAFITRI NST NIM : 162411033

PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2019

(3)

ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR MQ-3 BERBASIS ARDUINO UNO

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing di sebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2019

Maulidea Safitri Nst 162411033

(4)

Nama : Maulidea Safitri Nst

Judul : Alat Pendeteksi Kadar Alkohol dengan Menggunakan Sensor MQ-3 Berbasis Arduino Uno

Kategori : Tugas Akhir NIM : 162411033

Program Studi : D3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU

Disetujui di Medan, Juli 2019

Disetujui Oleh

Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU

Ketua, Pembimbing,

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Drs. Aditia Warman, M.Si

NIP. 19660729199203200 NIP. 195705031983031003

(5)

Segala puji dan syukur bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuia waktu yang telah ditetapkan. Doa dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Projek II ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-3 BERBASIS ARDUINO UNO

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua penulis dan serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Diploma Tiga Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

3. Bapak Drs.Aditia Warman, M.Si selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(6)

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Sahabat Terbaik saya Krisna Armando yang memberikan bantuan dan bimbingan untuk membuat alat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjaan Laporan Tugas Akhir yang tidak dapat disebutkan satu persatu

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifatnya membangun dalam penyempurnaan Tugas Proyek ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin

Medan, Juli 2019 Hormat kami,

MAULIDEA SAFITRI NST

(7)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian rancang bangun alat ukur kadar alkohol menggunakan sensor MQ-3 berbasis arduino uno. Tujuan nya adalah pembuatan alat ukur kadar alkohol. Alat ukur yang telah dibuat terdiri dari sensor MQ-3, Arduino uno, LCD 16 x 2, konektor USB dengan sumber tegangan 5V dan komponen lainnya.

Sampel kadar alkohol telah dibuat dengan variasi kadar. Saat ini kekawatiran masyarakat dengan minuman keras yang sudah gampang ditemukan diwarung warung dengan harga yang relatif murah, menyebabkan banyaknya terjadi kecelakaan, perkelahian, pembunuhan, perzinahan, jauh dari norma-norma akhlak dan timbul keberanian untuk melakukan tindakan negatif. Hal ini merupakan prioritas utama diperlukanya suatu tes alkohol sederhana yang dapat mengukur kadar alkohol. Sehingga dalam tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan alat untuk mengukur kadar alkohol menggunakan snsor MQ3. Proses kerja dari alat pengukur kadar alkohol melalui gas yang dikeluarkan Alkohol dan merubah datatersebut ke analog ke digital kemudian arduino un mengelolah input yang didapat dari sensor MQ3 dan ditampilkan melalui LCD.

Kata Kunci : Arduino UNO R3, Sensor MQ3

(8)

ABSTRACK

The measuring instrument the level of alcohol using gas gas sensor MQ-3 based microkontroller Arduino Uno had been research. The purpose to product measuring instrument the level of alcohol beverages and text measuring instrument the level of alcohol beverages. The measuring instrument had made of gas sensor MQ-3, Arduino Uno, LCD 16x2, USB connector with voltage input 5V and other components. The level of alcohol sample had made of level variations.

The current public concerns with the liquor that has been easily found in a stall stall at relatively low prices, causing many accidents, fights, murders, adulteries, far from the norms of morality and raised the courage to undertake negative actions. Thisis a major priority of alcohol required a simple test that can measure the level of alcohol in the human body. So in this thesis designed and realized a tool to measure the alcohol content through the use of sensors MQ3 .The working process ofthe measuring device through blowing breath alcohol content that is changing analog to digital data then microcontroller arduino uno manage the input obtained from the sensor MQ3 and displayed LCD.

Keywords : Arduino UNO, Sensor MQ3

(9)

Halaman PERNYATAAN

PENGESAHAN LAPORAN PROJECT AKHIR i

PENGHARGAAN GAAN ii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penulisan 4

1.5 Sistematika penulisan 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan mutakhir 5

2.2 Pengertian Alkohol 5

2.2.1 klasifikasi alkohol 6

2.2.2 jenis-jenis alkohol 7

2.2.3 alkohol dalam minuman 8

2.3 Sensor gas alkohol 10

2.4 Arduino uno 10

(10)

2.5.1 Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) Dot

Matrix 2×16 M1632 15

2.5.2 Penulisan Data Register Data LCD (Liquid

Cristal Display) M1632 15

2.5.3 Pembacaan Data Register Data LCD (Liquid Cristal Display) M1632

16 2.6 Susunan alamat pada LCD

17 BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Blok Diagram 19

3.2 Rangkaian LCD 20

3.3 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem 21

3.3.1 Schematic Capture 21

3.4 3.5

3.3.2 PCB Layout Prosedur Penelitian Flow Chart

22 22 23

BAB IV HASIL DAN ANALISA DATA 23

4.1 Pengujian sensor MQ-3 24

4.2 Data Percobaan 24

4.3 Analisa Data 25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 26

5.1 Kesimpulan 26

5.2 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 28

LAMPIRAN

(11)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Alkohol (alkanol) adalah senyawa kimia yang banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, alkohol merupakan campuran untuk melarutkan cairan yang lain, alkohol terbagi dari dua macam yaitu alkohol yang dapat dikonsumsi dan alkohol yang tidak dapat dikonsumsi (bersifat racun). Minuman keras di Indonesia berdasarkan pasal 3 ayat (1) peraturan presiden Republik Indonesia No.

74 tahun 2013 tentang pengendalian dan pengawasan minuman beralkohol (“Perpres 74/2013”), alcohol yang dibolehkan terdiri tiga macam golongan, golongan A kurang dari 5%, golongan B antara 5% sampai dengan 20% dan golongan C antara 20% sampai dengan 55%, akan tetapi kebanyakan pada label minuman keras tidak mencantumkan golongan dan level kadar alkohonya, sehingga menyulitkan konsumen memilih minuman yang diinginkan dengan kadar yang diinginkanya pula. Beberapa daerah di Indonesia memiliki budaya meracik minuman berfermentasi alcohol sendiri dalam meracik suatu minuman keras tradisional, alkohol yang dihasilkan dari fermentasi tidak dapat menentu karena tidak ada suatu takaran yang membuat minuman tersebut selalu memiliki kadar alkohol yang sama, masalahnya lagi ketika minuman keras tradisional dijual tidak mencantumkan kadar dan golongan level alkohol tertentu, karena biasanya minuman keras tersebut dijual dalam bentuk plastik ataupun botol plastik bekas.

Berdasarkan peraturan kepala badan Republik Indonesia nomor 14 tahun 2016 tentang standar mutu minuman beralkohol, bahwa minuman beralkohol di

(12)

Indonesia memiliki standar mutu yang harus dipenuhi sesuai dengan jenis minuman beralkohol yang tercantum, jika tidak maka produk tersebut tidak layak untuk di perjual belikan. Berdasarkan uraian latar belakang, maka perlu dibuat alat ukur kadar alkohol . Alat ukur yang dibuat menggunakan sensor gas MQ-3 dan mikrokontroler arduino uno. Sensor gas MQ-3 menjadi pilihan karena sensor MQ-3 memiliki waktu respon yang cepat serta memiliki sensitifitas terhadap kadar alkohol yang tinggi, sedangkan penggunaan mikrokontroler arduino uno karena pemrogramannya mudah. Maka penulis merancang alat sederhana detektor kadar alkohol dengan judul “Alat Pendeteksi Kadar Alkohol menggunakan sensor MQ-3 Berbasis Arduino Uno” dengan tujuan untuk membantu dan mempermudah terhadap kepastian level kadar alkohol dalam suatu produk rumah.

1.2 Rumusan masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam bentuk Tugas Akhir sebagai Tugas Akhir dengan judul ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-3 BERBASIS ARDUINO UNO”

Laporan tugas akhhir ini membahas tentang bagaimana cara kerja sistem untuk mendeteksi alkohol yang terdiri dari sensor MQ-3, Arduino UNO sebagai pusat kendalinya beserta software pemrogramannnya dan LCD sebagai tampilannya.

(13)

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan Penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah :

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan Projek Akhir II pada program Diploma Tiga (D-III) Metrologi Dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.

3. Merancang suatu alat Pendeteksi kadar alkohol menggunakan sesnor MQ-3 dengan Arduino sebagai pengendali.

4. Mengetahui cara kerja sensor MQ3 berbasis Arduino UNO.

5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur .

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas , Rancang Bangun Alat Pendeteksi Alkohol menggunakan sensor MQ-3 bernasis Arduino UNO dengan batasan -batasan sebagai berikut:

1. Alat ini dapat mendeteksi Alkohol dengan pemanasan Awal minimal 5 menit

2. Input yang dapat digunakan mulai dari 5 sampai dengan 20 Volt.

3. Hanya menggunakan masukan sensor MQ-3 dan keluaran tampilan LCD yang dihubungkan dengan Arduino UNO.

1.5 Sistematika Penulisan

(14)

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ukur hygrometer dengan menggunakan MQ3, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :

BAB I :PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan tugas akhir ini

BAB II :LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang sensor MQ3, Arduino UNO, dan LCD.

BAB III :METODOLOGI PERCOBAAN

Membahas tentang perencanaan pengoperasian, spesifikasi dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV :HASIL DAN ANALISA

Berisi tentang data uji coba alat yang telah dibuat dan analisa data pecobaan

BAB V :KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan pengembangan alat.

(15)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

Alat pendeteksi alkohol adalah alat yang menggunakan sensor MQ-3 dan tampilan berupa Android, Sensor MQ-3 ini digunakan untuk mendapatkan kadar alkohol pada suatu benda. Penelitian yang menggunakan sensor MQ-3 sudah banyak dilakukan terutama berkaitan tentang kadar alkohol pada zat cair.

Alat pendeteksi kadar alkohol dengan menggunakan sensor MQ-3 berbasis Arduino Uno diharapkan mampu mempermudah pendeteksian kadar alkohol dan golongan alkohol pada minuman yang diperjualbelikan di masyarakat.

2.2 Pengertian Alkohol

Alkohol adalah senyawa organik yang mengandung gugus fungsi hidroksi (-OH). Alkohol bisa berasal dari Alkana, Alkena, maupun Alkuna dengan adanya pergantian gugus alkil dengan gugus hidroksi pada atom karbon jenuh. Dalam kimia, alkohol (atau alkanol) adalah istilah yang umum untuk senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon dan terikat pada atom hydrogen. (Anonim.2013 )

(16)

2.2.1 Klasifikasi Alkohol

Alkohol dapat dibagi kedalam beberapa kelompok tergantung pada bagaimana posisi gugus -OH dalam rantai atom-atom karbonnya. Masing-masing kelompok alkohol ini juga memiliki beberapa perbedaan kimiawi.

a. Alkohol Primer Pada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya terikat pada satu gugus alkil. Beberapa contoh alkohol pr imer dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Contoh Alkohol Primer ( Sumber : anonim,2013 )

Pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara gugus CH2 yang mengikat gugus -OH dengan sebuah gugus alkil.Ada pengecualian untuk metanol, CH3OH, dimana metanol ini dianggap sebagai sebuah alkohol primer meskipun tidak ada gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang membawa gugus -OH.

b. Alkohol sekunder Pada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.

c. Alkohol tersier Pada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama atau berbeda. Beberapa contoh alkohol tersier dapat dilihat pada Gambar 2.3

(17)

2.2.2 Jenis Jenis Alkohol

Beberapa jenis alkohol yang sering digunakan dalam kehidupan sehari- hari adalah sebagai berikut.

a. Metanol dan Etanol Dua alkohol paling sederhana adalah metanol dan etanol (nama umumnya metil alkohol dan etil alkohol) yang

strukturnya dapat dilihat pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Struktur Alkohol Jenis Metanol dan Etanol

Dalam peristilahan umum, "alkohol" biasanya adalah etanol atau grain alcohol. Etanol dapat dibuat dari fermentasi buah atau gandum dengan ragi, Etanol juga dapat diperoleh melalui peragian tetes (sisa pemurnian gula tebu), atau dari bahan lain yang mengandung gula alam. Etanol sangat umum digunakan, dan telah dibuat oleh manusia selama ribuan tahun. Etanol adalah alkohol biasa.

Etanol juga salah satu obat rekreasi (obat yang digunakan untuk bersenang- senang) yang paling tua dan paling banyak digunakan di dunia. Dengan meminum alkohol cukup banyak, orang bisa mabuk. Semua alkohol bersifat toksik (beracun), tetapi etanol tidak terlalu beracun karena tubuh dapat menguraikannya dengan cepat. Metanol dikenal sebagai alkohol kayu karena dapat dihasilkan melalui penyulingan destruktif kayu. Senyawa ini sangat beracun dan dapat menyebabkan buta dan kematian jika ditelan. Fungsi dari alcohol Metanol adalah

(18)

pelarut, antifreeze radiator mobil, sintesis formaldehid, metilamina, metilklorida, metilsalisilat, dll. Fungsi dari alcohol jenis Etanol adalah minuman beralkohol, larutan 70 % sebagai antiseptik, sebagai pengawet, dan sintesis eter, koloroform, dll.

b. Amil Alkohol Amil alkohol adalah salah satu dari 8 alkohol dengan rumus C 5 H 11 OH. Sebuah campuran amil alkohol (juga disebut amil alkohol) dapat diperoleh dari alkohol Fusel. Amil alkohol digunakan sebagai pelarut dan pada esterfication misalnya dalam produksi asetat amil.

2.2.3 Alkohol Dalam Minuman

Minuman beralkohol adalah minuman yang mengandung etanol. Etanol adalah bahan psikoaktif dan konsumsinya menyebabkan penurunan kesadaran. Di berbagai negara, penjualan minuman beralkohol dibatasi ke sejumlah kalangan saja, umumnya orang-orang yang telah melewati batas usia tertentu. 2.2.3.1 Efek Samping Bila dikonsumsi berlebihan, minuman beralkohol dapat menimbulkan efek samping gangguan mental organik (GMO), yaitu gangguan dalam fungsi berpikir,

merasakan, dan berperilaku. Timbulnya GMO itu disebabkan reaksi langsung alkohol pada sel-sel saraf pusat. Karena sifat adiktif alkohol itu, orang yang meminumnya lama-kelamaan tanpa sadar akan menambah takaran/dosis sampai pada dosis keracunan atau mabuk. Mereka yang terkena GMO biasanya mengalami perubahan perilaku, seperti misalnya ingin berkelahi atau melakukan tindakan kekerasan lainnya, tidak mampu menilai realitas, terganggu fungsi sosialnya, dan terganggu pekerjaannya.

(19)

Perubahan fisiologis juga terjadi, seperti cara berjalan yang tidak mantap, muka merah, atau mata juling. Perubahan psikologis yang dialami oleh konsumen misalnya mudah tersinggung, bicara ngawur, atau kehilangan konsentrasi. Efek samping terlalu banyak minuman beralkohol juga menumpulkan sistem kekebalan tubuh. Alkoholik kronis membuat jauh lebih rentan terhadap virus termasuk HIV.

(Anonim.2013). Mereka yang sudah ketagihan biasanya mengalami suatu gejala yang disebut sindrom putus alkohol, yaitu rasa takut diberhentikan minum alkohol. Mereka akan sering gemetar dan jantung berdebar-debar, cemas, gelisah, murung, dan banyak berhalusinasi. Kandungan alkohol di atas 40 gram untuk pria setiap hari atau di atas 30 gram untuk wanita setiap hari dapat berakibat kerusakan pada organ/bagian tubuh peminumnya.

Misalnya, kerusakan jaringan lunak yang ada di dalam rongga mulut, seputar tenggorokan, dan di dalam sistem pencernaan (di dalam perut). Organ tubuh manusia yang paling rawan akibat minuman keras adalah hati atau lever.

Seseorang yang sudah terbiasa meminum minuman beralkohol, apalagi dengan takaran yang melebihi batas, setahap demi setahap kadar lemak di dalam hatinya akan meningkat. Akibatnya, hati harus bekerja lebih dari semestinya untuk mengatasi kelebihan lemak yang tidak larut di dalam darah. Dampak lebih lanjut dari kelebihan timbunan lemak di dalam hati tersebut akan memakan hati sehingga selnya akan mati.

Kalau tidak cepat diobati akan terjadi sirosis (pembentukan parut) yang akan menyebabkan fungsi hati berkurang dan menghalangi aliran darah ke dalam hati. Kalau tidak segera diobati akan berkembang menjadi kanker hati.

(20)

Tidak hanya bagian lever yang akan rusak atau tidak berfungsi, bagian lain seperti otak pun bisa terganggu. Hal itu membuktikan bahwa minuman keras mengakibatkan penyakit yang bisa membawa kematian.

2.3 Sensor Gas Alkohol

Gas yang dikeluarkan melalui nafas manusia mengandung berbagai macam zat dengan satuan konsentrasi yang sangat kecil. Salah satu zat tersebut adalah ethanol. Alkohol atau ethanol merupakan zat yang mudah menguap dengan satuan konsentrasi ppm ( Part Per Million ). Oleh karena itu, diperlukan suatu sensor gas yang sangat sensitif dalam mendeteksi gas ethanol tersebut.

Model sensor yang digunakan adalah MQ 3 yang diproduksi oleh Hanwai Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi kadar alkohol secara langsung, misal pada nafas. Rangkaian driver untuk sensor MQ 3 sangat sederhana, hanya perlu 1 buah variabel resistor. Output dari sensor berupa teganggan analog yang sebanding dengan alkohol yang diterima. Antarmuka yang digunakan cukup sederhana, bisa menggunakan ADC yang dapat merespon teganggan 0 volt – 3,3 volt saja. Nilai resistor yang dipasang harus dibedakan untuk berbagai jenis konsentrasi gas. Jadi perlu dikalibrasi untuk 0,04 mg/L (sekitar 200 ppm) konsentrasi alkohol di udara dan resistansi pada output sekitar 200KΩ (100KΩ-470KΩ).

2.4 Arduino Uno

2.4.1 MENGENAL ARDUINO

Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan

(21)

software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desain- desain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya.

Gambar 2.1 Arduino Uno

Pembuatan prototype atau prototyping adalah kegiatan yang sangat penting di dalam proses physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis komponen, ukuran, parameter, program komputer dan sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat karena ada banyak faktor eksternal yang turut berperan, sehingga proses mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu

(22)

melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta. Prototyping adalah gabungan antara akurasi perhitungan dan seni.

Proses prototyping bisa menjadi sebuah kegiatan yang menyenangkan atau menyebalkan, itu tergantung bagaimana kita melakukannya. Misalnya jika untuk mengganti sebuah komponen, merubah ukurannya atau merombak kerja sebuah prototype dibutuhkan usaha yang besar dan waktu yang lama, mungkin prototyping akan sangat melelahkan karena pekerjaan ini dapat dilakukan berulang-ulang sampai puluhan kali – bayangkan betapa frustasinya perancang yang harus melakukan itu. Idealnya sebuah prototype adalah sebuah sistem yang fleksibel dimana perancang bisa dengan mudah dan cepat melakukan perubahan- perubahan dan mencobanya lagi sehingga tenaga dan waktu tidak menjadi kendala berarti. Dengan demikian harus ada sebuah alat pengembangan yang membuat proses prototyping menjadi mudah. Pada masa lalu (dan masih terjadi hingga hari ini) bekerja dengan hardware berarti membuat rangkaian menggunakan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor dan sebagainya. Setiap komponen disambungkan secara fisik dengan kabel atau jalur tembaga yang disebut dengan istilah “ hard wired ” sehingga untuk merubah rangkaian maka sambungan- sambungan itu harus diputuskan dan disambung kembali. Dengan hadirnya teknologi digital dan microprocessor fungsi yang sebelumnya dilakukan dengan hired wired digantikan dengan program-program software. Ini adalah sebuah revolusi di dalam proses prototyping. Software lebih mudah diubah dibandingkan hardware, dengan beberapa penekanan tombol kita dapat merubah logika alat secara radikal dan mencoba versi ke-dua, ke-tiga dan seterusnya dengan cepat tanpa harus mengubah pengkabelan dari rangkaian. Dengan begitu

(23)

beragamnya papan Arduino yang ada di pasaran wajar jika seorang pemula akan kebingungan untuk menentukan tipe papan apa yang sebaiknya digunakan.

Sebagai sama-sama pemula yang ingin berbagi pengalaman, saya akan menganjurkan untuk memulai dengan tipe Duemilanove atau Uno mengingat kedua tipe papan ini yang paling banyak digunakan oleh para aktivis Arduino saat ini. Arduino Uno adalah generasi yang terakhir setelah Duemilanove dan dari sisi harganya sedikit lebih mahal karena memiliki spesifikasi yang lebih tinggi (microcontroller: Atmega328 dan flash memory: 32 KB).

2.4. SOFTWARE ARDUINO

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino.

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. Compiler , sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing.

Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

(24)

2.5 LCD (Liquid Cristal Display)

berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD tersebut. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2×16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.

2.5.1 Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632

1. DB0 – DB7 adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.

2. RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.

3. R/W adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan logika high (1) untuk mode write.

4. Enable (E), berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.

(25)

2.5.2 Penulisan Data Register Perintah LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data.

Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock.Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi. Untuk mode 8 bit interface, proses penulisan dapat langsung dilakukan secara 8 bit (bit 7 … bit 0) dan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

2.5.3 Pembacaan Data Register Perintah LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Proses pembacaan data pada register perintah biasa digunakan untuk melihat status busy dari LCD atau membaca Address Counter. RS diatur pada logika 0 untuk akses ke Register Perintah, R/W diatur pada logika 1 yang menunjukkan proses pembacaan data.

4 bit nibble tinggi dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock dan kemudian 4 bit nibble rendah dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock.

Untuk Mode 8 bit interface, pembacaan 8 bit (nibble tinggi dan rendah) dilakukan sekaligus dengan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

(26)

2.5.4 Penulisan Data Register Data LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Penulisan data pada Register Data dilakukan untuk mengirimkan data yang akan ditampilkan pada LCD. Proses diawali dengan adanya logika 1 pada RS yang menunjukkan akses ke Register Data, kondisi R/W diatur pada logika 0 yang menunjukkan proses penulisan data.

Data 4 bit nibble tinggi (bit 7 hingga bit 4) dikirim dengan diawali pulsa logika 1 pada sinyal E Clock dan kemudian diikuti 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang juga diawali pulsa logika 1 pada sinyal E Clock.

2.5.5 Pembacaan Data Register Data LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Pembacaan data dari Register Data dilakukan untuk membaca kembali data yang tampil pada LCD. Proses dilakukan dengan mengatur RS pada logika 1 yang menunjukkan adanya akses ke Register Data. Kondisi R/W diatur pada logika tinggi yang menunjukkan adanya proses pembacaan data. Data 4 bit nibble tinggi (bit 7 hingga bit 4) dibaca dengan diawali adanya pulsa logika 1 pada E Clock dan dilanjutkan dengan data 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang juga diawali dengan pulsa logika 1 pada E Clock.

LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2×40 dan 4×40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut.

(27)

2.5 Gambar Baris LCD

2.6 Susunan alamat pada LCD

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2×16 atau 2×24, atau bahkan 2×40, maka penulisan programnya sama saja.

CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Berikut tabel pin untuk LCD M1632. Perbedaannya dengan LCD

standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar.

2.6 Susunan kaki pada LCD

(28)

Perlu diketahui, driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data.

2.7 Sensor MQ 3

2.7 Gambar sensor MQ3

Gas yang dikeluarkan melalui nafas manusia mengandung berbagai macam zat dengan satuan konsentrasi yang sangat kecil. Salah satu zat tersebut adalah ethanol. Alkohol atau ethanol merupakan zat yang mudah menguap dengan satuan konsentrasi ppm ( Part Per Million ). Oleh karena itu, diperlukan suatu sensor gas yang sangat sensitif dalam mendeteksi gas ethanol tersebut.

Model sensor yang digunakan adalah MQ 3 yang diproduksi oleh Hanwai Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi kadar alkohol secara langsug.

(29)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Perancangan Blok Diagram

Diagram rancangan dari alat pendeteksi alkohol ini adalah sebagai berikut:

baterai

Regulator 5V

ARDUINO DISPLAY

Gambar 3.1 Block Diagram

Perancangan suatu alat yang akan dibuat merupakan suatu tahapan yang sangat penting dalam membuat suatu program ataupun melanjutkan kelangkah selanjutnya karena denganperencanaan tersebut diharapkan mendapatkan hasil yang baik dan maksimal, dalam perancangan sistem yang penulis buat adalah Rancang Bangun Alat Pendeteksi Kadar Alkohol Menggunakan sensor MQ3 beerbasis Arduino Uno

Semua komponen dipasang sesuai rangkaian yang digunakan. Kemudian rangkaian tersebut diuji coba dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut sudah terhubung dengan benar arduino uno r3, adalah

(30)

komponen utama yang berfungs isebagai pusat kendali berbagai macam peripheral yang terhubung dalam sistem ini yaitu sensor gas mq3 dan LCD.

Komponen ini juga berfungsi sebagai tempat pengolahan data yang akan diproses.

LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data yang diperoleh dari sensor agar kita langsung dapat melihat hasilnya secara visual.

3.2 Rangkaian LCD

Gambar 3.2 Rangkaian LCD Keterangan dari rangkaian diatas

1. SIM1 adalah Arduino UNO R3 yang berfungsi sebagai pusat sistim bekerja

2. J2 adalah soket penghubung ke LCD 3. J3 adalah soket penghubung ke LCD

(31)

4. J4 adalah soket penghubung ke GND Resistor Variabel 5. J5 adalah soket penghubung ke Resistor Variabel 6. J6 adalah soket penghubung ke VCC Resistor Variabel 3.3 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem

3.3.1 Schematic Capture

Schematic Capture, Menunjukkan Wiring atau Pengkabelan antara

perangkat atau komponen.

Gambar 3.3 Schematic Capture

3.3.2 PCB Layout

PCB Layout merupakan Implementasi rangkaian schematic dipapan PCB.

(32)

Gambar 3.4 PCB Layout

3.4 Prosedur Penelitian

Langkah – langkah dalam perancangan pendeteksi kadar gas alkohol terdapat 6 hal. Perancangan konsep pendeteksi kadar gas alkohol dengan sensor MQ3 Menyiapkan alat dan bahan dalam perancangan alat pendeteksi kadar gas alkohol dengan sensor MQ3

Merancang hardware alat pendeteksi kadar GAS dengan sensor MQ3 Merancang program (software) dan mendownload program ke arduino. Melakukan percobaan pengukuran hasil kadar alkohol yang dideteksi sensor MQ3. Membuat laporan penelitian

3.5 Flow Chart

(33)

START

INISIALISASI PORT

BACA ADC

if(hasil>0 && hasil<35)=Tidak ada if(hasil>36 && hasil<70)=31% dan <50%

if(hasil>71 && hasil<100)=51% dan <70%

if(hasil>100 )=>70%

KADAR ALKOHOL >70%

BUZZER HIDUP

BUZZER MATI DAN TAMPILKAN

PEMBACAAN SENSOR YA

TIDAK

(34)

BAB IV

HASIL DAN ANALISA DATA 4.1 Pengujian sensor MQ-3

Pada pengujian ini dilakukan pembacaan nilai dari sensor kadar alkohol MQ-3 yang akan dikonversikan ke dalam tegangan ADC. Pengujian ini dilakukan dengan membaca data dari sensor dan nilai akan ditampilkan pada LCD.

Tabel 4.1 Hasil Data Pengukuran kadar alkohol

4.2 Data Percobaan

Pengujian pengukuran dilakukan terhadap beberapa sampel, dimana hasil panjang pantulan signal digital. Nilai yang terbaca akan dikonversikan menjadi logika 0/1 dan logika ini akan di hitung menggunakan pencacah yg terdapat pada arduino. Pengujian ini dilakukan di

Tempat : Jl perjuangan

Tanggal : 25 Juli 2019

Sampel Pengujian Rata-rata

1 2 3

1 52% 51% 70 51,6%

2 43% 44% 97 43,6%

3 33% 33% 63 32%

(35)

4.3 Analisa Data

Pengujian sensor MQ3 dilakukan untuk mengetahui karakteristik sensor, mengetahui sensor membaca dalam keadaan baik atau tidak dalam mengambil data keluaran . Keterangan dari tabel diatas adalah bagimana kesensitifan sensor dalam merima sampel uji , yang dibaca dengan range nilai jauh dari keadaan normal . Dari data diatas dapat ditentukan nilai∆=nilai max-nilai minimum

∆𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 1 = 52% − 51% = 1%

∆𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 2 = 44% − 43% = 1%

∆𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 3 = 33% − 30% = 3%

Nilai ∆ yang digunakan adalah nilai yang paling tinggi yaitu 3 sedangkan nilai full scale dari semua data yang diambil adalah 52. Full scale adalah nilai terbesar dari semua data yang diambil. Jika semua sudah didapat, maka % error adalah sebagai berikut

𝛿 = ∆

𝐹𝑆100%

= 3

52100%

𝛿 = 5,76%

Presisi dinyatakan dalam Presisi= 100% -𝛿

= 100%-5,76%

= 94,2

(36)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Dalam pembuatan tugas akhir ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Semua komponen dipasang sesuai rangkaian yang digunakan.

Kemudian rangkaian tersebut diuji coba dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut sudah terhubung dengan benar arduino uno r3, adalah komponen utama yang berfungsi sebagai pusat kendali berbagai macam peripheral yang terhubung dalam sistem ini yaitu sensor gas mq3 dan LCD. LCD sebagai penampil data atau karakter yang telah diprogram. Komponen ini juga berfungsi sebagai tempat pengolahan data yang akan diproses.

PC/ laptop berfungsi sebagai penampil data yang diperoleh dari sensor agar kita langsung dapat melihat hasilnya secara visual.

2. Sensor MQ3 bekerja membaca nilai inputan yang akan diolah oleh arduino dan ditampilkan ke LCD sebagai output pengukuran. Sensor MQ-3 dapat bekerja dengan bagus untuk mendeteeksi alkohol setelah dipanaskan minimal 1 menit untuk mendapatkan hasil pengambilan data yang akurat. Hasil pengukuran Kadar alkohol belum pada minuman menggunakan sensor gas MQ3 mendapatkan nila stabil jika dipanaskan terlebih dahulu.

3. Dari hasil data yang didapatkan setelah alcohol dicampur dengan air maka alat yang digunakan tidak dapat mendeteksi kadar alcohol yang terlalu rendah.

(37)

5.2 Saran

1. Penempatan sensor alkohol harus tepat di atas alkohol, sehingga alkohol dapat terdeteksi dengan akurat.

2. Sensor alkohol yang digunakan di ganti dengan senor yang memiliki sensitivitasnya lebh tinggi seperti TGS 2620, sehingga hasilnya lebih

akurat.

3. Untuk pengunaan yang lebih lanjut sebaiknya dilakukan pengujian secara berulang didalam ruangan tertutup.

(38)

DAFTAR PUSATAKA

Tarigan, Pernantin. 2011. Sistem Tertanam (Embedded System). Graha Ilmu.Yogyakarta.

http://Applikasi_Sensordan kegunaansensorpirdalamkehidupan.html Diakses pada tanggal 18 juli 2019

http://ramadhanarika91.blogspot.com/2010/12/pengenalanappinventor2.html Diakses pada tanggal 18 juli 2019

http://alatkadarair.blogspot.com/2013/08/koneksibluetoothkearduino.html

Diakses pada tanggal 18 juli 2019

http://electronic7.wordpress.com/2011/06/03/alatpenghitungpengunjung.html

http://library.um.ac.id/free-contents/index.php/pub/detail/sensorpirapilikasi.html

(39)

LAMPIRAN

(40)

LCD Display datasheet

e

^blockslcd ^TM 5V 0V

Contents

1. About this document 2. General information 3. Board Layout 4. Getting Started 5. Users Guide Appendix

1 Circuit Diagram

(41)

1 About this document

This document concerns the Matrix LCD Display code EB-005-00-1.

Trademarks and Copyright

PIC, PICmicro are registered trademarks of Arizona Microchip Inc.

E-blocks is a trademark of Matrix Multimedia Limited.

Other sources of information

There are various other documents and sources that you may find useful:

Getting started with E-Blocks.pdf

This describes the E-blocks system and how it can be used to develop complete systems for learning electronics and for PICmicro programming.

PPP Help file

This describes the PPP software and its functionality. PPP software is used for transferring hex code to a PICmicro microcontroller.

Disclaimer

The information in this document is correct at the time of going to press. Matrix Multimedia reserves the right to change specifications from time to time.

Technical support

If you have any problems operating this product then please refer to the troubleshooting section of this document first. You will find the latest software updates, FAQs and other information on our web site:

www.matrixmultimedia.co.uk. If you still have problems please email us at:

support@matrixmultimedia.co.uk. When emailing please state the operating system, the version of PPP you are using.

(42)

2 General information

Description

This is an LCD Display designed for E-blocks. It is a 16 character, 2-line alphanumeric LCD display connected to a single 9-way D-type connector. This allows the device to be connected to most E-Block I/O ports.

The LCD display requires data in a serial format, which is detailed in the user guide below. The display also requires a 5V power supply. Please take care not to exceed 5V, as this will cause damage to the device. The 5V is best generated from the E-blocks Multipogrammer or a 5V fixed regulated power supply.

The potentiometer RV1 is a contrast control that should be used to adjust the contrast of the display for the environment it is being used in.

Features

• E-blocks compatible

• Low cost

• Compatible with most I/O ports in the E-Block range (requires 5 I/O lines via 9 way D-type connector)

• Ease to develop programming code using Flowcode icons.

3 LCD Board Layout

e

^blockslcd ^TM 5V 0V

1

2 3

4

1) 9 Way D-type Plug

2) 16 character, 2-line alphanumeric LCD display 3) 9 Screw terminal

4) Contrast Control

(43)

4 Getting Started

As can be seen the circuit diagram (Appendix 1) consists of a simple LCD circuit. To test this board you will need to apply 5V to the LCD Board via the screw terminal and then set the appropriate bits using the 9- Way D-type connector. The details off the LCD configuration are stated in the Chapter 4 Users’ guide.

Testing the LED Board – LCD.hex

The following instructions explain the steps to test and use your LCD Board. The instructions assume that PPP is installed and functional. It also assumes that you are confident in sending a program to the PIC via the multiprogrammer.

The LCD.hex program will place a counter on to the LCD Board 1) Ensure power is supplied to all the necessary boards.

2) Insert the LCD board into Port B of the Multiprogrammer 3) Ensure that the Multiprogrammer is in correct configuration

- Fast mode (SW1 towards the centre of the board)

- Ensure that a 19.6608MHz crystal is inserted in the Multiprogrammer board SW2 is not used when in Xtal mode so it doesn’t matter it’s position 4) Program the a PIC16F88 with the test program LCD.hex

5) Press the reset button on the Multiprogrammer.

6) Adjust contrast accordingly.

This should satisfy that the LCD Board is fully functional!

4 Users’ guide

The LCD is a 16 character x 2 lines module. Internally it is 40 characters x 2 lines. Line 1 ranges from H’00’

to H’27’ and Line 2 ranges from H’40’ to H’67’.

The LCD Module uses a Samsung KS0066U controller, which is similar to the Hitachi HD44780 controller.

The PICmicro board uses pins 1 - 6 on the 9-way D-type connector to program the LCD, as shown in the circuit diagram below. When the LCD board is turned on, data can only be sent to it after 30ms, this is the time taken for the LCD to initialize [as it clears all the RAM and sets up the Entry Mode].

(44)

Contrast control LCD Module

Pin4 Pin6 Pin1Pin2Pin3 Pin5

LCD Block Diagram To 9-way D-type Connector

5V

Enable 4k7

LCD Databus

To send a command to the LCD, data must be sent in two steps, the MSB followed by the LSB [byte is data on pins 1 - 4]. As each byte is sent to the LCD, B5 must be go high then low, for the LCD to acknowledge the byte. After the second byte has been acknowledged the LCD executes the command. The PICmicro board must wait for at least the length of the execution time for that command, before the next command can be sent. A timing diagram of this process is shown below.

LSB

MSB MSB LSB

Pin 6 Pins 1- 4 LCD Busy Timing

Diagram

The first command to be sent to the LCD must be ‘Function Set’ [to setup the LCD], this is usually followed by ‘Display Control’ and then ‘Clear Display’. According to ‘Entry Mode Set’ after each character is sent to the LCD, the position of the cursor changes [by default it is incremented].

(45)

Bit Name 0 1 I/D

SH D C B S/C R/L

Decrement cursor position Increment cursor position

Cursor blink on Cursor blink off

Move cursor Shift display

Shift left Shift right

Cursor on Cursor off

Display on Display off

Display shift No display shift

DDRAM is Display Data RAM

DDRAM address is location of cursor CGRAM is Character Generator RAM X is Don t Care

(46)

Appendix 1 – Circuit Diagram

(47)

Arduino Uno R3 Front Arduino Uno R3 Back

Arduino Uno R2 Front Arduino Uno SMD Arduino Uno Front Arduino Uno Back

Overview

The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328 (datasheet). It has 14 digital input/output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), 6 analog inputs, a 16 MHz ceramic

resonator, a USB connection, a power jack, an ICSP header, and a reset button. It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it to a computer with a USB cable or power it with a AC-to-DC adapter or battery to get started.

The Uno differs from all preceding boards in that it does not use the FTDI USB-to-serial driver chip.

Instead, it features the Atmega16U2 (Atmega8U2 up to version R2) programmed as a USB-to-serial converter.

Revision 2 of the Uno board has a resistor pulling the 8U2 HWB line to ground, making it easier to put into DFU mode.

Revision 3 of the board has the following new features:

 1.0 pinout: added SDA and SCL pins that are near to the AREF pin and two other new pins placed near to the RESET pin, the IOREF that allow the shields to adapt to the voltage provided from the board. In future, shields will be compatible both with the board that use the AVR, which operate with 5V and with the Arduino Due that operate with 3.3V. The second one is a not connected pin, that is reserved for future purposes.

 Stronger RESET circuit.

 Atmega 16U2 replace the 8U2.

"Uno" means one in Italian and is named to mark the upcoming release of Arduino 1.0. The Uno and version 1.0 will be the reference versions of Arduino, moving forward. The Uno is the latest in a series of USB Arduino boards, and the reference model for the Arduino platform; for a comparison with previous versions, see the index of Arduino boards.

Summary

(48)

DC Current per I/O Pin 40 mA DC Current for 3.3V Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

Schematic & Reference Design

EAGLE files: arduino-uno-Rev3-reference-design.zip (NOTE: works with Eagle 6.0 and newer) Schematic: arduino-uno-Rev3-schematic.pdf

Note: The Arduino reference design can use an Atmega8, 168, or 328, Current models use an

ATmega328, but an Atmega8 is shown in the schematic for reference. The pin configuration is identical on all three processors.

Power

The Arduino Uno can be powered via the USB connection or with an external power supply. The power source is selected automatically.

External (non-USB) power can come either from an AC-to-DC adapter (wall-wart) or battery. The adapter can be connected by plugging a 2.1mm center-positive plug into the board's power jack. Leads from a battery can be inserted in the Gnd and Vin pin headers of the POWER connector.

The board can operate on an external supply of 6 to 20 volts. If supplied with less than 7V, however, the 5V pin may supply less than five volts and the board may be unstable. If using more than 12V, the voltage regulator may overheat and damage the board. The recommended range is 7 to 12 volts.

The power pins are as follows:

 VIN. The input voltage to the Arduino board when it's using an external power source (as opposed to 5 volts from the USB connection or other regulated power source). You can supply voltage through this pin, or, if supplying voltage via the power jack, access it through this pin.

 5V.This pin outputs a regulated 5V from the regulator on the board. The board can be supplied with power either from the DC power jack (7 - 12V), the USB connector (5V), or the VIN pin of the board (7-12V). Supplying voltage via the 5V or 3.3V pins bypasses the regulator, and can damage your board. We don't advise it.

 3V3. A 3.3 volt supply generated by the on-board regulator. Maximum current draw is 50 mA.

 GND. Ground pins.

Memory

The ATmega328 has 32 KB (with 0.5 KB used for the bootloader). It also has 2 KB of SRAM and 1 KB of EEPROM (which can be read and written with the EEPROM library).

Input and Output

Each of the 14 digital pins on the Uno can be used as an input or output, using pinMode(),

digitalWrite(), and digitalRead() functions. They operate at 5 volts. Each pin can provide or receive a maximum of 40 mA and has an internal pull-up resistor (disconnected by default) of 20-50 kOhms. In addition, some pins have specialized functions:

 Serial: 0 (RX) and 1 (TX). Used to receive (RX) and transmit (TX) TTL serial data. These pins are connected to the corresponding pins of the ATmega8U2 USB-to-TTL Serial chip.

(49)

LED is on, when the pin is LOW, it's off.

The Uno has 6 analog inputs, labeled A0 through A5, each of which provide 10 bits of resolution (i.e.

1024 different values). By default they measure from ground to 5 volts, though is it possible to change the upper end of their range using the AREF pin and the analogReference() function. Additionally, some pins have specialized functionality:

 TWI: A4 or SDA pin and A5 or SCL pin. Support TWI communication using the Wire library.

There are a couple of other pins on the board:

 AREF. Reference voltage for the analog inputs. Used with analogReference().

 Reset. Bring this line LOW to reset the microcontroller. Typically used to add a reset button to shields which block the one on the board.

See also the mapping between Arduino pins and ATmega328 ports. The mapping for the Atmega8, 168, and 328 is identical.

Communication

The Arduino Uno has a number of facilities for communicating with a computer, another Arduino, or other microcontrollers. The ATmega328 provides UART TTL (5V) serial communication, which is available on digital pins 0 (RX) and 1 (TX). An ATmega16U2 on the board channels this serial

communication over USB and appears as a virtual com port to software on the computer. The '16U2 firmware uses the standard USB COM drivers, and no external driver is needed. However, on Windows, a .inf file is required. The Arduino software includes a serial monitor which allows simple textual data to be sent to and from the Arduino board. The RX and TX LEDs on the board will flash when data is being transmitted via the USB-to-serial chip and USB connection to the computer (but not for serial

communication on pins 0 and 1).

A SoftwareSerial library allows for serial communication on any of the Uno's digital pins.

The ATmega328 also supports I2C (TWI) and SPI communication. The Arduino software includes a Wire library to simplify use of the I2C bus; see the documentation for details. For SPI communication, use the SPI library.

Programming

The Arduino Uno can be programmed with the Arduino software (download). Select "Arduino Uno from the Tools > Board menu (according to the microcontroller on your board). For details, see the

reference and tutorials.

The ATmega328 on the Arduino Uno comes preburned with a bootloader that allows you to upload new code to it without the use of an external hardware programmer. It communicates using the original STK500 protocol (reference, C header files).

You can also bypass the bootloader and program the microcontroller through the ICSP (In-Circuit Serial Programming) header; see these instructions for details.

The ATmega16U2 (or 8U2 in the rev1 and rev2 boards) firmware source code is available . The ATmega16U2/8U2 is loaded with a DFU bootloader, which can be activated by:

 On Rev1 boards: connecting the solder jumper on the back of the board (near the map of Italy) and then resetting the 8U2.

 On Rev2 or later boards: there is a resistor that pulling the 8U2/16U2 HWB line to ground, making it easier to put into DFU mode.

You can then use Atmel's FLIP software (Windows) or the DFU programmer (Mac OS X and Linux) to load a new firmware. Or you can use the ISP header with an external programmer (overwriting the DFU bootloader). See this user-contributed tutorial for more information.

(50)

ATmega328 via a 100 nanofarad capacitor. When this line is asserted (taken low), the reset line drops long enough to reset the chip. The Arduino software uses this capability to allow you to upload code by simply pressing the upload button in the Arduino environment. This means that the bootloader can have a shorter timeout, as the lowering of DTR can be well-coordinated with the start of the upload.

This setup has other implications. When the Uno is connected to either a computer running Mac OS X or Linux, it resets each time a connection is made to it from software (via USB). For the following half- second or so, the bootloader is running on the Uno. While it is programmed to ignore malformed data (i.e. anything besides an upload of new code), it will intercept the first few bytes of data sent to the board after a connection is opened. If a sketch running on the board receives one-time configuration or other data when it first starts, make sure that the software with which it communicates waits a second after opening the connection and before sending this data.

The Uno contains a trace that can be cut to disable the auto-reset. The pads on either side of the trace can be soldered together to re-enable it. It's labeled "RESET-EN". You may also be able to disable the auto-reset by connecting a 110 ohm resistor from 5V to the reset line; see this forum thread for details.

USB Overcurrent Protection

The Arduino Uno has a resettable polyfuse that protects your computer's USB ports from shorts and overcurrent. Although most computers provide their own internal protection, the fuse provides an extra layer of protection. If more than 500 mA is applied to the USB port, the fuse will automatically break the connection until the short or overload is removed.

Physical Characteristics

The maximum length and width of the Uno PCB are 2.7 and 2.1 inches respectively, with the USB connector and power jack extending beyond the former dimension. Four screw holes allow the board to be attached to a surface or case. Note that the distance between digital pins 7 and 8 is 160 mil

(0.16"), not an even multiple of the 100 mil spacing of the other pins.

(51)

SONGLE RELAY

RELAY ISO9002

SRD

1. MAIN FEATURES

ﾷ Switching capacity available by 10A in spite of small size design for highdensity P.C. board mounting technique.

ﾷ UL,CUL,TUV recognized.

ﾷ Selection of plastic material for high temperature and better chemical solution performance.

ﾷ Sealed types available.

ﾷ Simple relay magnetic circuit to meet low cost of mass production.

2. APPLICATIONS

ﾷ Domestic appliance, office machine, audio, equipment, automobile, etc.

( Remote control TV receiver, monitor display, audio equipment high rushing current use application.)

3. ORDERING INFORMATION

SRD XX VDC S L C

Model of relay Nominal coil voltage Structure Coil Contact form

A:1 form A S:Sealed type L:0.36W

B:1 form B SRD 03ƣ05ƣ06ƣ09ƣ12ƣ24ƣ48VDC

F:Flux free type D:0.45W C:1 form C

4. RATING

CCC FILE NUMBER:CQC03001003729 7A/240VDC CCC FILE NUMBER:CQC03001003731 10A/250VDC UL /CUL FILE NUMBER: E167996 10A/125VAC 28VDC TUV FILE NUMBER: R50056114 10A/250VAC 30VDC

5. DIMENSION(unit:mm) DRILLING(unit:mm) WIRING DIAGRAM

www.DataSheet.net/

WWW.100Y.COM.TW

WW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW

WWW.100

Y.COM.TW

WWW.100Y.COM.TW