58146231 Skripsi Sistem Deteksi Kebocoran Gas Elpiji

SkripsiUntukmemenuhi

SkripsiUntukmemenuhisebagianpersyaratanMesebagianpersyaratanMencapaiderajatSarjanaS-ncapaiderajatSarjanaS-11 ProgramStudiFisika

ProgramStudiFisika

Diajukanoleh:FURKONUDIN06620010 Diajukanoleh:FURKONUDIN06620010 KepadaPROGRAMSTUDIF

KepadaPROGRAMSTUDIFISIKAFAKULTASSAINSDANISIKAFAKULTASSAINSDANTEKNOLOGIUNIVERSITASISTEKNOLOGIUNIVERSITASISLAMNEGERLAMNEGER ISUNANKALIJAGAYOGYAKARTA2011

PERNYATAAN PERNYATAAN

Denganinisayamenyat

Denganinisayamenyatakanbahwaskripsiinitakanbahwaskripsiinitidakterdapatkaryayangidakterdapatkaryayangpernahdipernahdi ajukanuntukmemperole

ajukanuntukmemperolehgelarkesarjanaandisuhgelarkesarjanaandisuatuPerguruanTinggi,danatuPerguruanTinggi,dansepanjansepanjan gpengetahuansayajug

gpengetahuansayajugatidakterdapatkaryaaatidakterdapatkaryaataupendapatyangpernahtaupendapatyangpernahditulisaditulisa tauditerbitkanoleho

tauditerbitkanolehoranglain,kecualiyangranglain,kecualiyangsecaratertulisdiacudalsecaratertulisdiacudalamnaskahamnaskah inidandisebutkandalamdaftarpustaka. inidandisebutkandalamdaftarpustaka. Yogyakarta,16Februari2011 Yogyakarta,16Februari2011 Furkonudin Furkonudin ii ii

Assalamu’alaikumWr.WbAlhamdulillahirobbil‘alamin,penulisbersyukurkehadiratAll ahSWTyangMahaPengasihdanPenyayangsertasenantiasamencurahkanRahmatdan Hidayahkepadahamba-NyasehinggapenulisanSkripsiinidapatterselesaikan.Sem ogakeselamatandankesejahteraansenantiasaterlimpahkepadaNabiMuhammadSAW, yangtelahmemandumanusiamenujujalankebenarandiduniadanakhirat.Dalamp enyusunanSkripsiini,penulisbanyakmendapatkanbantuandariberbagaipihak,m ulaidaripersiapanhinggaSkripsiiniselesaidikerjakan.Untukitudalamkesem pataninipenulismengucapkanterimakasihkepada:1.BapakProf.Dr.MusaAsyari e,selakuRektorUINSunanKalijagaYogyakarta.2.Prof.Drs.H.Akh.Minhaji,M .A.,Ph.DselakuDekanFakultasSainsdanTeknologiUINSunanKalijagaYogyakarta .3.BapakThaqibulFikriNiyartama,M.SiselakuKepalaJurusanProgramStudiFi sika,sekaligussebagaiDosenPenasehatAkademikPenulis.4.IbuWidayanti,M.Si selakuDosenPembimbingIpenulisanskripsipenulis,terimakasihataswaktudan saranyangtelahdiberikan.5.IbuRetnoRahmawati,M.SiselakuDosenPembimbin gIIpenulisanskripsipenulis,terimakasihatasmotivasiuntuksegeralulus,sa randankoreksiyangtelahdiberikan. iii

6.DosenProgramStudiFisikaFakultasSainsdanTeknologiUINSunanKalijagaYo gyakartayangtelahmengajarkandanmembagikanilmunya.7.Seluruhstafdankary awandibagianTataUsahaFakultasSainsdanTeknologiUINSunanKalijagaYogyaka rta.8.Ayahdanibundatercintayangselalumemberidukungan,do’adannasihatke padapenulis,nasihatayahdanibukankuingatdankukerjakan.9.KangAmiryan gmenjadimotivatorbagikuuntukdapatterusmenuntutilmu.10.AdikkuI’ingdanA mymengingatmumembuatkumalutukberlama-lamadudukdibangkukuliah.11.Chayan gRoikyangsetiamenemaniwalaubagaimanapunkeadaanku.12.Seluruhteman-teman Fisikaangkatan2006,YamyamSuriba,JhengTom2,Say,Mumun,PakDanang,Muse, Fuad,Dyas,Madeceng,semogakebersamaankitaselamainiakanterusterjalin.De ngansegalaketerbatasanpenulismenyadaribahwamasihbanyakkekurangandalamp enyusunanskripsiini.UntukituSarandankritikyangkonstruktifdarisemuapi haksangatpenulisharapkandemiperbaikandanpeningkatanskripsiini.Akhirnya ,penulishanyabisamendoakansemogaAllahmembalassemuakebaikan-kebaikanmer ekaselamaini.Aamiin….Yogyakarta,16Februari2011 Penulis iv

Motto: 1.“Jadikanlahsabardansholatsebagaipenolongmu.Dansesungguhnyayangdemikian itusungguhberat,kecualibagiorang-orangyangkhusyu”.(Qs.Al-Baqarah:45). 2.“Allahtidakmembebaniseseorangmelainkansesuaidengankesanggupannya,diame ndapatpahaladarikebaikanyangdilakukannyadanmendapatsiksadarikejahatan yangdiperbuatnya”(QSAl-Baqarah:286)3.Sebelumtidur,maafkanseluruhmanusia ,cucihatidenganpemaafansebanyaktujuhkali,danuntukyangkedelapankaliny alumurilahdenganampunan,niscayaakanmendapatkankedamaianhati.4.Ilmuitu temanakrabdalamkesepian,sahabatdalamketerasingan,pengawasdalamkesendir ian,penunjukjalankearahyangbenar,penolongdisaatsulitdansimpanansetela hkematian Skripsiinikupersembahkanuntuk1.Ayahdanibundatercinta2.KangAmirdanke duaadikku“Amy”n“I’ing”3.ChayangRoikyangsetiamenemanibagaimanapunkeadaanku4.S eluruhUmmatmanusiayangpedulidaninginmajudenganpendidikan v

DAFTARISI HALAMANJUDULHALAMANPENGESAHAN... ...HALAMANPERNYATAANKEASLIAN... ...KATAPENGANTAR... ...PERSEMBAHAN... ...DAFTAR ISI... ...DAFTARTABEL... ...DAFTARGAMBAR... ...DAFTAR LAMPIRAN... ...INTISARI... ...iiiiiivviviiiixxxi BABIPENDAHULUANI.1LatarBelakangMasalah... ...I.2RumusanMasalah... ...I.3Batas anMasalah... ...I.4TujuanPenelitian... ...I.5ManfaatPenelitian... ... .I.6KeaslianPenelitian... ...133444 BABIITINJAUANPUSTAKAII.1TinjauanPustaka... ...II.2LandasanTeori... ... ....II.2.1LiquifiedPetroleumGas(LPG)... ...II.2.2MikrokontrolerATmega8... ...II.2.2.1CPU(CentralProcessingUnit)... ...II.2.2.2BagianMasukan/Keluaran(I/O)... ...II.2.2.3SpecialFunctionRegister(SFR)... ...II.2.3Sensor... ...566813131 414 vi

... 1521 BABIIIMETODEPENELITIANIII.1AlatdanBahan... ...III.2DesainBlok... ... ...III.3ProsedurKerjaPenelitian... ...III.4RangkaianPowerSupplyAdaptor(PSA)... ...III.5RangkaianMinimumMikrokontr olerATmega8...III.6RangkaianBuzzer/Alarm ...III.7 RangkaianInterfaceLCD... ...III.8KonversiTeganganOutputMenjadiSatuanppm(partpermil lion)...III.9LangkahPengujianSistemDeteksiGasElpiji... ...III.10CaraKerjaSistem... ...252628292930313234 35 BABIVHASILDANPEMBAHASANIV.1HasilPengujian... ...36 IV.1.1PengujianDeteksiStimulusPadaHasilPerancanganSistemSensor36IV.1.2 KarakterisasiSistemSensor... ...IV.2Pembahasan... ...3843 BABVKESIMPULANV.1Kesimpulan... ...V.2Saran... ... ....4747 DAFTARPUSTAKA... ...LAMPIRAN... ... 4951 vii

DAFTARTABEL Tabel2.1BagianDalamSensorHS-133... ...Tabel4.1Datapengujianjarakdeteksiterhadapkonsentrasigase lpiji(ppm)Tabel4.2Outputtegangansensor(V)dankonsentrasigas(ppm)... ...Tabel4.3KarakteristikSistemSensorHS-133... ... 23373845 viii

Gambar2.1KonfigurasipinMikrokontrolerATmega8... ....Gambar2.2PresisidanAkurasi... ...Gambar2.3Grafikpenentuanerrorrepeatabilitysens or...Gambar2.4Grafiklinieritasdannonlinierit as...Gambar2.5Grafiksensitivi tassensorHS-133...Gambar2.6St rukturbagiandalamsensorHS-133...Gamb ar2.7.RangkaianpengukuranparameterlistrikH-133...G ambar3.1Desainbloksistemdeteksi... ...Gambar3.2DiagramAlirPenelitian... ...Gambar3.3RangkaianPowerSupplyAdaptor(P SA)...Gambar3.4RangkaianMinimumMikrokontr olerATmega8...Gambar3.5RangkaianBuzzer/Alarm... ...Gambar3.6RangkaianInte rfaceLCD...Gambar3. 7RangkaianSensorHS-133... ...Gambar3.8Diagramalircarakerjasistemperingatandinikebocorangas... ..Gambar4.1Tampilansistemsaatmendeteksigaselpiji... ...Gambar4.2Grafikhubunganjarakdeteksiterhadapkonsentrasigas(pp m).. 916172122222426282930313233353637 Gambar4.3Grafikhubungantegangansensorterhadapkonsentrasigas(ppm)39Gam bar4.4GrafikHasilkaraktersisasisistemsensor... ...43 ix

DAFTARLAMPIRAN Lampiran1SuratPersetujuanSkripsi... ...Lampiran2Perhitungankarakteristiksensordenganmetodele astsquare...Lampiran3ProsesPembuatanAlat... ...Lampiran4ListingProgramMenggunakanBahas aC...Lampiran5KodeASCIIBahasaC... ...Lampiran6LPGGasSe nsorHS-133Spesifications...Lampiran7AT MELDataSheet... ... 51525356636569 x

Furkonudin06620010 INTISARITelahberhasildibuatseperangkatsistemsensorperingatandinikebocor angaselpijidenganmenggunakansensorHS-133.Sistemsensorinimampumendetek sidanmenampilkankonsentrasigaselpijiyangterdeteksimelaluiLCDdalamsatu anppm.SistemsensoryangmenggunakansensorHS-133yangtelahdihasilkandari penelitianinikemudiandikarakterisasiagardapatdigunakansebagaialatpendet eksigaselpiji.PenelitianinimenggunakanmikrokontrolerATmega8sebagaisiste mkontroldarisinyalmasukandankeluaran.Hasilakuisisidatadaripenelitian inidianalisisdenganmenggunakanpendekatanmetodekuadratterkecil(leastsqua re).Darihasilanalisisdatadiperolehvariabelkarakterisasiantaralain:nila isensitivitassebesar0,000107Volt/ppm,galattaksiranstandarsebesar0,41933 8,errorrepeatabilitysebesar5,645%,jangkauanpengukuransampaidengan20.000 ppm,danZeroofSetsebesar0,6Volt.Katakunci:Gaselpiji,SensorHS-133,M ikrokontrolerATmega8 xi

BABIPENDAHULUAN I.1LatarBelakangMasalahMaraknyakebakarandankecelakaanyangdisebabkanole hbocordanmeledaknyatabunggaselpijiakhir-akhirini,menjadihalyangmenak utkanbagimasyarakatpenggunagastersebut.Maraknyakejadiantersebuttidakha nyamenimbulkankontroversitapijugakecamandariberbagaikalanganterhadappe merintahyangtelahmelakukankonversigas.Bagisebagiankalangan,pemerintahd ianggaptelahmengirimkanbomwaktubagirakyatnya.Elpijisudahtidaklagimenj adibarangmewah,dantelahmenjelmamenjadibarangkebutuhanrumahtanggamoder n.Meskipundemikian,kewaspadaansaatmenggunakanelpijitidakbolehdilupakan. ApalagibelakanganinitelahbanyakberedartabunggaspalsutanpalogoSNI(St andarNasionalIndonesia).Salahsaturesikopenggunaangaselpijiadalahterjad inyakebocoranpadatabungatauinstalasigastersebut.PusatLaboratoriumForen sik(Puslabfor)MabesPolrimenyatakan,kasusledakanyangdipicutabunggaselp ijiukuran3KgdiberbagaiwilayahdiIndonesiamurnidisebabkankarenafaktorh umanerror.ItoSumardi(2010)menjelaskanselainfaktorhumanerror,ditemukan laporankebocorantabunggasyangdisebabkantabungsudahmengalamikorosi.Peny ebablainnyaadalahadanyaupayapengoplosanyangmembuatrusaknyaaksesorisepe rtiselang,valve,danregulatorpadatabunggas. 1

Padaawalnya,gaselpijitidakberbau,tetapibilademikianakansulitdideteksi apabilaterjadikebocoranpadatabunggas.Menyadarihaltersebut,Pertaminame nambahkangasmercaptane,yangbaunyakhasdanmenusukhidung.Langkahitusanga tbergunauntukmendeteksibilaterjadikebocorantabunggas.Melaluigasmercap tanetersebutmasyarakatsudahdapat menghindariledakangasLPG,yaitudengancarapendeteksianbaugasdenganindra pencium/hidung.Namunkarenaketerbatasandariindrapenciumtersebut,baugas yangterciumterkadangtidakdihiraukandantidakmenjadikannyawaspada.Akibatn yakecelakaanyangdiakibatkanolehkebocorantabunggaspuntidakdapatdihinda ri.Elpijimerupakancampurandariberbagaihidrokarbon,sebagaihasilpenyuling anminyakmentahyangberbentukgas.Denganmenambahtekananataumenurunkansuh unyasehinggaelpijimenjadiberbentukcair.Gaselpijiterkenaldengansifatnya yangmudahterbakarsehinggakebocoranperalatanelpijiberesikotinggiterhada pkebakaran.Dikarenakansifatnyayangsensitif,makaperluadanyaperhatiankhu susterhadapbahanbakarjenisini.Padapenelitiansebelumnyatelahdibuatsuat ualatyangdapatmendeteksikebocorangaselpiji.Namunpadapenelitiantersebu thanyasebatasmembunyikansirinesebagaitandaperingatandanhanyamampumena mpilkanlevelkondisi(levelaman,levelwaspada,levelbahaya)padatampilandi splaynya.Padapenelitianinidibuatsistempendeteksibaugasdenganfasilitas displayLCD(LiquidCristalDisplay)yangmenampilkankonsentrasigasberbasiska nmikrokontrolerATmega8dansensorHS-133.

3 Sisteminimemilikikelebihandalamsistemkomunikasiyaitumemberikaninformasi konsentrasigas,agardapatselaludiamatiolehpengguna.Selainitusistemjug adilengkapidenganbuzzersebagaisirinedanLEDindikatorjikaterdeteksiadan yagas. I.2RumusanMasalahBerdasarkanlatarbelakangdiatasdapatdirumuskansuatuma salahyangrelevandenganjudulyangadayaitu:1.Bagaimanakahmembuatseperang katsistemperingatandinikebocorangaselpijidenganmenggunakansensorHS-133 ?2.BagaimanakahkarakteristiksensorHS-133yangdihasilkandaripenelitianin iagardapatdigunakansebagaialatpendeteksigaselpiji? I.3BatasanMasalahBerdasarkanrumusanmasalahdiatas,makapenelitianinidiba tasipadahal-halberikutini:1.Sensoryangdigunakandalampenelitianiniada lahsensorHS-133.2.SistemberbasismikrokontrollerATmega8yangbertugasuntu kmengaturseluruhkegiatansistemyangdirakit.3.Tandabahayadarikebocoran gasakanditampilkanmelaluiLCDberupanilaikonsentrasigasdengansatuanppm (partpermillion)danbuzzersebagaisistemperingatandini.

I.4TujuanPenelitianAdapuntujuanpenelitianiniadalahsebagaiberikut:1.Me rancangdanmengimplementasikansuatusistemyangdapatmemantaudanmendeteksi adanyakebocorangaselpijidenganmenggunakansensorHS-1332.Mengkarakterisas isistemsensorHS-133yangdihasilkandaripenelitianiniagardapatdigunakan sebagaialatpendeteksigaselpiji. I.5ManfaatPenelitianManfaatdaripenelitianiniantaralainsebagaiberikut: 1.Menanggulangikebakaranyangdiakibatkanolehkebocorangaselpiji.2.Menghi ndarikecelakaanakibatkebocorandanmeledaknyatabunggaselpiji3.Mengurangi humanerrorakibatsalahdalammelakukanpengukurankonsentrasigas. I.6KeaslianPenelitianDenganinisayamenyatakanbahwaskripsiinitidakterda patkaryayangpernahdiajukanuntukmemperolehgelarkesarjanaandisuatuPergu ruanTinggi,dansepanjangpengetahuansayajugatidakterdapatkaryaataupenda patyangpernahditulisatauditerbitkanolehoranglain,kecualiyangsecarate rtulisdiacudalamnaskahinidandisebutkandalamdaftarpustaka.

BABIITINJAUANPUSTAKA II.1TinjauanPustakaRisdiantoYuliHermansyah,(2006):SistemPemantauKeadaan RumahdanKantordariBahayaKebakarandanPenyusup,SkripsiJurusanFisikaEle ktronikadanInstrumentasi,FMIPAUGM.Penelitianiniberlatarbelakangmaraknya kebakaranyangterjadiakhir-akhirini.Sensoryangdigunakandalampenelitian iniadalahsensorsuhuyaituLM35.SMSdapatdigunakanuntukdapatmenyampaikan informasitandabahayakebakarankepadapemilikdenganmemasangsensorLM35pada sistem.SisteminidilengkapifitureSMS,sehinggainformasikeadaanrumahdari bahayakebakarandanpenyusupdapatsecaralangsungdiketahuipemilikrumahmel aluipesanSMS.Kesimpulandariskripsiiniadalahtelahberhasildibuatsuatus istem/alatyangdapatmemantaukeadaanrumahdaribahayakebakarandanpenyusup berbasismikrokontrollerdanSMS.FitoWigunantoHerminawan,(2009):PrototypeS istemPeringatanDiniKebocoranLiquifiedPetroleumGasMenggunakanSensorGasT GS2610,SkripsiJurusanFisikaElektronikadanInstrumentasi,FMIPAUGM.Sistem tersebutdibuatdengantujuanuntukmendeteksikebocorangasLPG(LiquidPetrol eumGas)denganmenggunakanmikrokontrolersebagaipusatpengendaliyangmenghas ilkankeluaranberupalevelkondisi.Sisteminitidakdapatmenampilkankonsentr asigassecarakuantitatif,tapidalambentuklevel 5

konsentrasigas.Levelaman,waspadadanbahayadisajikanmelaluiLCD,buzzer/si rine,danlampuperingatan.Penelitianyangakandilakukanolehpenulisberbeda denganpenelitiansebelumnya.Penulisakanmembuatseperangkatsistemperingatan diniyangdapatmendeteksiapabilaadakebocorangasLPGdenganmenggunakansen sorgasHS-133.Sisteminimemilikikelebihandalamsistemkomunikasiyaitumemb erikaninformasikonsentrasigasagardapatselaludiamatiolehpengguna.Selain itusistemjugadilengkapidenganbuzzersebagaisirinedanLEDindikatorjika terdeteksiadanyagas. II.2LandasanTeoriII.2.1LiquifiedPetroleumGas(LPG)LiquifiedPetroleumGas (LPG),merupakangashasilproduksidarikilangminyakataukilanggas,yangko mponenutamanyaadalahgaspropane(C3H8)danbutane(C4H10)kuranglebih97%da nselebihnyaadalahgaspentane(C5H12)yangdicairkan.PertaminamemasarkanLPG sejaktahun1969denganmerkdagangELPIJI.Perbandingankomposisi,propane(C3 H8)danbutane(C4H10)adalahsebesar30:70.Zatmercaptanebiasaditambahkanke padaLPGuntukmemberikanbauyangkhas,sehinggakebocorangasdapatdideteksi dengancepat.Elpijilebihberatdariudaradenganberatjenissekitar2.01(dib andingkandenganudara),tekananuapElpijicairdalamtabungsekitar5.0–6.2Kg /cm2. 1 1 BukuPintarPetunjukAmanPenggunaanElpiji3KgPertamina,halaman2.

7 Berdasarkankomposisipropanedanbutane,LPGdapatdibedakanmenjaditigamacam ,yaitu:•••LPGpropane,yangsebagianbesarterdiridariC3LPGbutane,yangsebag ianbesarterdiridariC4MixLPG,yangmerupakancampurandaripropanedanbuta ne. Berdasarkancarapencairannya,LPGdibedakanmenjadiduamacam,yaitu:1.LPGRe frigeratedLPGRefrigeratedadalahLPGyangdicairkandengancaradidinginkan(t itikcairPropanaadalah+-42°C,dantitikcairButanaadalah+-0.5°C).LPGjenisin iumumdigunakanuntukmendistribusikanLPGdalamjumlahbesar(misalnya,mengir imLPGdarinegaraArabkeIndonesia).Dibutuhkantangkipenyimpanankhususyang harusdidinginkanagarLPGtetapdapatberbentukcairsertadibutuhkanprosesk hususuntukmengubahLPGRefrigeratedmenjadiLPGPressurized.2.LPGPressurize dLPGPressurizedadalahLPGyangdicairkandengancaraditekan(45kg/cm2).LPG jenisinidisimpandalamtabungatautangkikhususyangbertekanan.LPGjenisi nilahyangbanyakdigunakandalamberbagaiaplikasidirumahtanggadanindustri ,karenapenyimpanan

danpenggunaannyatidakmemerlukanhandlingkhusussepertiLPGRefrigerate.Elpi jimemilikisifatyangkhasantaralainsebagaiberikut:1.Sensitifterhadapap i2.Bersifatflammable(mudahterbakar)3.Tidakberwarnadantidakberbau4.T ekanangasLPGcukupbesar,sehinggabilaterjadikebocoranLPGakanmembentukg assecaracepat,danmemuai5.LPGmenghamburdiudarasecaraperlahansehingga sukarmengetahuinyasecaradini6.BeratjenisLPGlebihbesardaripadaudaras ehinggacenderungbergerakkebawah7.Dayapemanasannyacukuptinggi,namuntida kmeninggalkandebudanabu(sisapembakaran).2 II.2.2MikrokontrolerATmega8ATmega8merupakanserimikrokontroler8-bitbuatan Atmel,berbasisarsitekturRISC(ReducedInstructionSetComputer).Hampirsemu ainstruksidieksekusidalamsatusiklusclock.AVRmempunyai32registergenera l-purpose,timer/counter,fleksibeldenganmodecompare,interruptinternaldan eksternal,serialUART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter),PWT(Progr ammableWatchdogTimer),dan 2 PT.AptogazIndonesia.www.aptogaz.com

9 modepowersaving,ADC(AnalogtoDigitalConverter)danPWM(Pulse-widthmodula tion)internal.KeluargaAVRjugamempunyaiInSystemProgrammableFlashon-chip yangmengijinkanmemoriprogramuntukdiprogramulangdalamsistemmenggunakan hubunganserialSPI(SerialProgrammableInterface).MikrokontrolerAtmega8memi liki28PindenganinternalADC(AnalogtoDigitalConverter)3.KonfigurasiPIN ATmega8dapatdiperlihatkanpadagambar2.1berikutini: Gambar2.1KonfigurasipinMikrokontrolerATmega8(Sumber:DataSheetATMELNo. Rev.2486V–AVR–05/09) Mikrokontroler ATmega8 sebagaimana diperlihatkan pada gambar2.1memilikifeaturesebagaiberikut4:•Kecepatanberoperasimulaidari0 Hz-16MHz 34 DataSheetATMELNo.Rev.2486V–AVR–05/09,halaman3-4DataSheetATMELNo.Rev.2486V–A VR–05/09,halaman1

• Memori:8Kbflashmemory,512bytesEEPROM(ElectricallyErasableProgrammable Read-OnlyMemory),1KbinternalSRAM(StaticRandom-AccessMemory) • Time/CounterDuabuah8bittimer/counter,Satubuah16bittimer/counter, • ADC(AnalogtoDigitalConverter)internaldenganspesifikasi:Delapankanalyan gdapatdigunakansecarabergantian,Resolusimencapai10bit,Tersedia2,56Vt eganganreferensiinternal. • Teganganoperasimulai4.5voltsampai5.5volt Deskripsidanfungsidasardaripin-pinmikrokontrolerATmega8adalahsebagaibe rikut:1.VCC(Common-CollectorVoltage)Berfungsisebagaipenyuplaitegangandi gital.Besarnyateganganberkisarantara4,5V–5,5V2.GNDGround,sebagairefere nsinolsuplaitegangandigital.3.PORTB(PB7sampaidenganPB0)PORTBadalah portI/Odua-arah(bidirectional)8-bitdenganresistorpull-upinternalyangda patdipilih.Bufferkeluaranportinimemilikikarakteristikyangsimetrikketik adigunakansebagaisourceataupun

11 sink.Ketikadigunakansebagaiinput,pinyangdipull-lowsecaraeksternalakan memancarkanarusjikaresistorpull-up-nyadiaktifkan.Pin-pinPORTBakanberada padakondisitri-stateketikaRESETaktif,meskipunclocktidakrunning.4.POR TC(PC5sampaidenganPC0)PORTCadalahportI/Odua-arah(bidirectional)7-bit denganresistorpull-upinternalyangdapatdipilih.Bufferkeluaranportinim emilikikarakteristikyangsimetrikketikadigunakansebagaisourceataupunsink .Ketikadigunakansebagaiinput,pinyangdipull-lowsecaraeksternalakanmema ncarkanarusjikaresistorpull-up-nyadiaktifkan.Pin-pinPORTCakanberadapad akondisitri-stateketikaRESETaktif,meskipunclocktidakrunning.5.PC6/R ESETJikaFuseRSTDISBL(ResetDisable)diprogram,makaPC6berfungsisebagaipi nI/OakantetapidengankarakteristikyangberbedadenganPC5sampaidenganPC0 .JikafuseRSTDISBL(ResetDisable)tidakdiprogram,makaPC6berfungsisebagai masukanreset.Sinyallowpadapininidenganlebarminimum1,5mikrodetikakan membawamikrokontrolerkekondisireset,meskipunclocktidakrunning.6.PORT D(PD7sampaidenganPD0)PORTDadalahportI/Odua-arah(bidirectional)8-bitd enganresistorpull-upinternalyangdapatdipilih.Bufferkeluaranportinimem iliki

karakteristikyangsimetrikketikadigunakansebagaisourceataupunsink.Ketika digunakansebagaiinput,pinyangdipull-lowsecaraeksternalakanmemancarkan arusjikaresistorpull-up-nyadiaktifkan.Pin-pinPORTDakanberadapadakondis itri-stateketikaRESETaktif,meskipunclocktidakrunning.7.RESETBerfungsi sebagaipinmasukanreset.Sinyallowpadapininidenganlebarminimum1,5mik rodetikakanmembawamikrokontrolerkekondisireset,meskipunclocktidakrunni ng.Sinyaldenganlebarkurangdari1,5mikrodetiktidakmenjaminterjadinyakon disireset.8.AVCC(AnalogCommon-CollectorVoltage)AVCCadalahpinsuplaiteg anganuntukADC,PC3,PC0,danADC7sampaidenganADC6.Pininiharusdihubungka ndenganVCC,meskipunADCtidakdigunakan.JikaADCdigunakan,VCCharusdihubu ngkankeAVCCmelaluilow-passfilteruntukmenguranginoise.9.AREF(AnalogRe ference)BerfungsisebagaipinanalogreferenceuntukADC.10.ADC7sampaidenga nADC6BerfungsisebagaianaloginputADC.

13 II.2.2.1CPU(CentralProcessingUnit)Bagianiniberfungsimengendalikanseluru hoperasipadamikrokontroler.Unitiniterbagiatasduabagian,yaituunitpeng endaliatauCU(ControlUnit)danunitaritmatikadanlogikaatauALU(Aritmetic LogicUnit)Fungsiutamaunitpengendaliadalahmengambilinstruksidarimemori (fetch)kemudianmenterjemahkansusunaninstruksitersebutmenjadikumpulanpro seskerjasederhana(decode),danmelaksanakanurutaninstruksisesuaidenganla ngkah-langkahyangtelahditentukanprogram(execute).Unitaritmatikadanlogik amerupakanbagianyangberurusandenganoperasiaritmatikasepertipenjumlahan, pengurangan,sertamanipulasidatasecaralogikasepertioperasiAND,OR,danp erbandingan5. II.2.2.2BagianMasukan/Keluaran(I/O)Bagianiniberfungsisebagaialatkomunik asiserpihtunggaldenganperantidiluarsistem.AdaduamacamperantiI/Oyang digunakan,yaituperantiuntukhubunganserialUART(UniversalAsynchronousRec eiverTransmitter)danperantiuntukhubunganparalelyangdisebutdenganPIO(P aralelInputOutput)6. 56 DataSheetATMELNo.Rev.2486V–AVR–05/09,halaman11DataSheetATMELNo.Rev.2486V–AV R–05/09,halaman51-52

II.2.2.3SpecialFunctionRegister(SFR)Mikrokontrolermempunyaisebuahpetame moriyangdisebutsebagaiSpecialFunctionRegister(SFR).Port0beradadiala mat80h,port190h,port2A0hdanP3dialamatB0h.SedangkanSBUF(SerialBuf fer)untukkomunikasiserialberadapadaalamat99h. II.2.3SensorPadasistemelektronis,sensordipandangsebagaisebuahperangkat ataudeviceyangberfungsiuntukmengubahsuatubesaranfisikmenjadibesaranli strik,sehinggakeluarannyadapatdiolahdenganrangkaianlistrikatausistemdi gital.Terkaitdenganperkembanganteknologiyangbegituluarbiasa,padasaati nibanyaksensortelahdifabrikasidenganukuransangatkecilsampaiordenanome tersehinggamenjadikansensorsangatmudahdigunakandandihematenerginya.7Fr aden(2003)mendefinisikansensorsebagai“Perantiyangmenerimasebuahstimulusd anmeresponnyadengansebuahsinyallistrik”.LebihjauhFradenmendefinisikansti mulus,ataurangsangan,sebagaikuantitas,sifat,ataukondisitertentuyangdap atdirasakandandiubahmenjadisinyallistrik.Tujuandarisebuahsensoradalah meresponsejenismasukandanmengubahmasukantersebutmenjadisinyallistrik. Keluaran(output)darisensordapatberupaarusataubedapotensial. IwanSetiawan,S.T,M.T.2009.BukuAjarSensordanTransduser,FakultasTeknik UniversitasDiponegoro.Semarang.halaman1. 7

15 Setiapsensorpadaprinsipnyaadalahpengubahenergi(energyconverter). II.2.3.1KarakteristikStatikSensorKarakterisasisensordilakukanadalahuntuk mengetahui”performance”darisensoryangtelahdirancang.Dalamhalinisensordia nggapsebagai”blackbox”yangkarakteristiknyaditentukanolehhubunganantarasiny alkeluarandansinyalmasukan.Karakteristikstatissebuahsensordapatdicirik ansebagaiberikut:a.Akurasi(Accuracy)Akurasimenyatakankedekatannilaihas ilpengukurandengannilaisesungguhnya(truevalue)ataunilaiyangdianggapbe nar(acceptedvalue).Akurasibisadiekspresikandalaminakurasi(Inaccuracy).b .Presisi(Precision)Presisidapatdiartikandenganketepatandansangaterath ubungannyadenganakurasi,ataudefinisilainnyayaitukedekatannilaihasilpen gukuranberulang.Semakindekatnilai-nilaihasilpengulangannyamakasemakinpr esisinilaipengukurantersebut.Jikahasilpengukuransaling berdekatan(mengumpul)makadikatakanmempunyaipresisitinggidansebaliknyaji kahasilpengukuranmenyebarmaka

dikatakanmempunyaipresisirendah.Presisidiindikasikandenganpenyebarandist ribusiprobabilitas.Distribusiyangsempitmempunyaipresisitinggidansebalik nya.Ukuranpresisidapatdinyatakansebagaistandardeviasi(σ).Presisitinggim empunyainilaistandardeviasikecildansebaliknya.Presisidanakurasidapatd iperlihatkanpadagambar2.2dibawahini: Gambar2.2(a).Presisidanakurasitinggi,(b).Presisirendah,akurasitinggi, (c).Presisitinggiakurasirendah,(d).Presisidanakurasirendah.8 8 AlanS.Morris.2001.MeasurementandInstrumentationPrinciples,ThirdEdition. PlantATree.Britain.halaman18

17 c.RepeatabilityRepeatabilityyaitukemampuansensoruntuk menghasilkannilaiyangsamapadakondisiyangberbeda.Kedekatanhasilberturut -turutdiperolehdenganmetodedankondisiyangsamadalamintervalwaktuyangs ingkat.Besarnyapersamaan:errorrepeatabilitydapatdituliskandalam δ= dengan: ∆x100%FS (2.1) δ ∆ FS :Errorrepeatability:NilaiMaximum–NilaiMininimum:FullScale Grafik untuk menentukan error repeatabilitysensor disajikandalamgambar2.3berikutini: Gambar2.3Grafikpenentuanerrorrepeatabilitysensor(Sumber:HandbookofMode rSensor,ThirdEdition(2003))

d.Sensitivitas(Sensitivity)Sensitivitasdapatdiartikansebagaikepekaansens orterhadapkuantitasyangdiukur,yaituperbandingankenaikankeluaranataures poninstrumenterhadapkenaikanmasukanatauvariabelyangdiukur.Linieritasda risensorjuga mempengaruhi sensitivitas sensor. Apabila tanggapannyalinierterhadapstimulusyangdiberikan,makasensitivitasnyaakan samauntukjangkauanpengukuransecarakeseluruhan.Untukfungsitransferyangl inear,sensitivitassensordapatdiperolehdarislopegrafik.Fungsitransferad alahkarakteristiksensoryangmenggambarkanhubungankeluaranyangdihasilkan( Yi)terhadapstimulusyangdiberikan(Xi).Fungsitersebutbisadalambentuktab el,grafikataupersamaanmatematis.Hubungandarifungsitransferdapatberhubu ngansecaralinierataunonlinier.Persamaanfungsitransferlinier(2.2)Persam aanfungsitransferlogaritmikY=a+blnXPersamaanfungsitransfereksponen sialY=aebX(2.4)(2.3) Kuantifikasigalatregresilinierdilakukandenganmenggunakanpersamaanjumlah totalkuadrat(St)dan

19 jumlahkuadratresidual(Sr),yangmasingmasingdinyatakanmelaluipersamaanbe rikutini:St=∑Sr=∑denganDeviasistandartotal:Sy=(2.7)(2.5)(2.6) Galattaksiranstandar:Sy/x:r2 = (2.8) KoefisienkorelasiKeterangan:XiYiab = (2.9) :Stimulus/rangsangan:Tanggapan/respon:Intersep:Slope e.Linieritas(Linierity)Linieritasyaitukemampuansensoruntukmembentukhubu nganantaraoutputdaninputyangdiwujudkandalampersamaangarislurus.Linier itassangatdiharapkankarenasegalaperhitungandapatdilakukandenganmudahji kasensordapatdiwujudkandalampersamaangarislurus.

Adabanyaksensoryangmenghasilkansinyalkeluaranyangberubahsecarakontinyu sebagaitanggapanterhadapmasukanyangberubahsecarakontinyu.Sebagaicontoh ,sebuahsensorpanasdapatmenghasilkantegangansesuaidenganpanasyangdiras akannya.Dalamkasussepertiini,dapatdiketahuisecaratepatbagaimanaperubah ankeluarandibandingkandenganmasukannyamelaluisebuahgrafik.Pendekatansif atlinieritassensordapatdilakukandenganmetodekuadratterkecil(leastsquar e),yaitudengancaramenentukankonstantaregresinya.Untukmenentukanslope(b )danintersep(a)dapatdigunakanpersamaansebagaiberikut:a= ∑Y∑X−∑X∑XYn∑X−(∑X) 2iii22ii ii (2.10) b=

n∑XiYi−∑Xi∑Yin∑Xi−(∑Xi)

22 (2.11)

denganabXiYin:Intersep:Slope:Stimulus:Tanggapan/respon:Jumlahdat a:Jumlahandarin.

21 Adapungrafiklinierdannonlinieritasdisajikanpadagambar2.4berikutini: (a) (b) Gambar2.4(a).Grafiklinieritas,(b)grafiknonlinieritas9(Sumber:Measuremen tandInstrumentationPrinciples,Thirdeditions(2001)) II.2.3.2SensorHS-133 SensorHS-133adalahsuatujenissemikonduktoroksidalogamfilmtebalyangmena warkanbiayacukuprendah,dayatahanyanglama,sensitivitasyangbagusterhada pgas(target)yangdisensordenganmenggunakanrangkaianelektronikyang sederhana.Sensorinisangatcocokuntukaplikasidalammendeteksikebocorangas elpiji,isobutana,propanadanmetana.10AdapungrafiksensitivitassensorHS-1 33dapatdiperlihatkanpadagambar2.6dibawahini: Jacob,Fraden.2003.HandbookOfModernSensor,ThirdEdition.AIPPress,NewYo rk.halaman2110Suprayitno,2009.Artikeltentang“PerancangandanRealisasiAla tPendeteksiKonsentrasi(kandungan)GasLPG”,PerpustakaanInstitutTeknologiTel kom.Bandung. 9

Gambar2.5GrafiksensitivitassensorHS133(Sumber:DataSheetHS-13305/09) a.StrukturdankonfigurasisensorHS-133

Strukturdankonfigurasisensordapatdiperlihatkanpadagambar2.7berikutini: Gambar2.6StrukturBagiandalamSensorHS133(Sumber:DataSheetHS-13305/09)

23 Masing-masingbagiansensorHS133tersebutdisajikandalamtabel2.1berikutin i:Tabel2.1BagiandalamSensorHS-133BagianMaterialGassensinglayerSnO2M easurementelectrodeAuMeasurementelectrodeignitedlinePtHeaterNi-Cralloy TubularceramicbasicbodyAl2O3100duallayerAnti-explosionnetworkstainle sssteel(SUS316)ClampringmaterialsvalcanizedNiBasicseatBakeliteTubefo otmaterilsvalcanizedNi Seri12345 6789 b.CaraKerjaSensorHS-133 PenciumutamapadarangkaianpendeteksigasiniadalahsebuahsensorgasHS-133 yangdidalamnyaterdapatkawatpemanas(heater)daribahannichromeyangberbent ukminiaturdengannilairesistansinominal33,permukaansensordilapisi dengandioxide(SnO2)yangtahanterhadappanas.HS-133inisangatpekaterhadap LPGdancarakerjanyasederhana.Jikamolekulgasmenyentuhpermukaansensorma kasatuanresistansinyaakanmengecilsesuaidengankonsentrasigas.Sebaliknya, jikakonsentrasigasmenurunakandiikutidengansemakintingginyaresistansim akategangankeluarannyaakanmenurun.Dengandemikianperubahankonsentrasigas dapatmengubahnilairesistansisensordanjugaakanmempengaruhitegangankelu arannyajuga,perbedaaninilah

yangdijadikanacuanbagipendeteksigaselpijiini.Rangkaianpengukuranparame terlistriksensorHS-133inidapat diperlihatkanpadagambar2.8berikutini: Gambar2.7RangkaianpengukuranparameterlistrikHS-133(Sumber:DataSheetHS-13305/09) Keterangan:VcVoutRLABf:circuitvoltage:outputvoltage:loadresistanc e:fetchsignalA:fetchsignalB:heater

BABIIIMETODEPENELITIAN III.1AlatdanBahana.AlatPeralatanyangdigunakanpadapenelitianiniadalah sebagaiberikut:•••••••••KomputerMultitesterSolderObengBorWadahpengaduk/pela SPDownloaderEaglesoftwareCodeVisionsoftware1Unit1Buah1Buah1Buah1 Buah1Buah1BuahVersi5.10Versi2.03 b.BahanSedangkanbahanutamayangdigunakanpadapenelitianiniadalahsebagai berikut:••••SensorHS-133MikrokontrolerAtmega8LCD2x16KarakterBuzzer12Volt 1Buah1Buah1Buah1Buah 25

•••••••••••••••••• PCBSinglelayerLarutanferichlorideAdaptor12VoltDCTenolKorekgasLEDme rahLEDkuningLEDhijauKapasitor4700F35VoltKapasitor470F16VoltResistor 150Resistor10.000Resistor4.300Resistor330Resistor47TransistorjenisNP NDiodaDiodabridge 1Buah 1Buah1Gulung1Buah3Buah1Buah1Buah1Buah1Buah5Buah1Buah1Buah1 Buah1Buah1Buah1Buah1Buah III.2DesainBlok Gambar3.1Desainbloksistemdeteksi

27 Keterangandarimasing-masingblokpadagambar3.1diatasadalahsebagaiberiku t:a.BlokSensorBagianiniberfungsiuntukmendeteksiadanyagaselpijisehing gadataakandikirimkankeADCdandiprosesolehMikrokontroler.Sensoryangdig unakanuntukmendeteksiadanyagaselpijiiniadalahHS-133.b.BlokPengolahMe rupakanblokpusatyangberfungsiuntukmengolahdanmemprosesdata.Blokinime rupakanblokMikrokontrolerATmega8yangdidalamnyasudahterdapatADCinternal. c.BlokPeringatanBerfungsisebagaiindikatoratauperingatanyangmenandakan adanyagaselpijiyangterdeteksidisekitarsistem.d.BlokPenampilBerfungsiu ntukmenampilkankeadaanamandanmenampilkan konsentrasigasjikaadagaselpijiyangterdeteksi.

III.3ProsedurKerjaPenelitianProsedurkerjapadapenelitianinidapatdiperli hatkanpadadiagramalirpadagambar3.2dibawahini: DesainSkematik&LayoutPCB PelarutanPCBdenganFeriChloride MerangkaidanSoldering Tesalurrangkaian DownloadprogramkeMikro PengujianAlat KarakterisasiSistemSensor Gambar3.2DiagramAlirPenelitian

29 III.4RangkaianPowerSupplyAdaptor(PSA)Rangkaianiniberfungsiuntukmemberi kansupplytegangankeseluruhrangkaianyangada.RangkaianPSAyangdibuatsat ukeluaran,yaitu5voltyangdigunakanuntukmenmensupplytegangankeseluruh rangkaian.RangkaianPSAdilengkapidenganLEDmerahsebagaiindikatorbahwaPSA menmensupplytegangan.Rangkaianpowersupplyditunjukkanpadagambar3.3beri kutiniini: Gambar3.RangkaianPowerSupplayAdaptor(PSA)3.3 III.5RangkaianMinimumMikrokontrolerATmega8RangkaianmikrokontrollerATATme ga8inimerupakansistemkontrolyangmengaturfungsikerjasistempengukuran.D alampenelitianini, mikrokontrolerdigunakansebagaisistemkontrolinputdanoutputsaja.Input(ma sukan)padarangkaiansistemkontrolinidihubungkandengansensorHS133.Sedang kanoutput(keluaran)dihubungkandenganpirantitampilanberupaLCD,danbuzzer sebagaiperingatandini.Rangkaianmikrokontroler.ditunjukkanpadagambar3.4 berikutini:

Gambar3.4RangkaianMinimumMikrokontrolerATmega8

III.6RangkaianBuzzerBuzzer/AlarmRangkaianalarmpadasisteminiberfungsiun tukmemutuskanatauataupunmenghubungkansumbertegangan12Voltdenganbuzzer. RangkaianalarminidihubungkankemikrokontrolermelaluiPORTB3.Gambarrangka ianalarmhubungkaniniditunjukkanpadagambar3.5berikutini:

31 Gambar3.5Rangkaianbuzzer/alarm III.7RangkaianInterfaceLCDRangkaianInterfaceLCDpadasisteminiberfungsi untukmenampilkankeadaangasdannilaikonsentrasigasterpantaudalamsatuanp pm(partpermillion)saatterdeteksiadanyagas.LCDyangdigunakanpadasistem iniadalahLCDberukuran2x16karakter.Rangkaianinterfaceinidihubungkanke mikrokontrolermelaluiPORTD,yaituD0,D1,D2,D4,D5,D6,danD7.Gambarrang kaianInterfaceLCDinidiperlihatkanpadagambar3.6berikutini:

Gambar3.6RangkaianInterfaceLCD III.8Konversiteganganoutputmenjadisatuanppm(partpermillion)Padaproses pendeteksianLPG,nilairesistansiRspadasensorakanberkurangsesuaidengan nilaikonsentrasiLPGyangterdeteksi.Sensor,untukmelakukanpendeteksian,mem erlukanduateganganyangsamaantaraVh(untukheater)denganVc(untukR)yait umasing-masingsebesar(5,0 0,1)Vsepertidiperlihatkanpadagambar3.7.Caram engkonversidaribesarteganganoutputVRLkedalamsatuankonsentrasigasppm( partpermillion)memerlukannilaireferensiR0sebesar3000sertaRLsebesar30 00.

33 Gambar3.7RangkaianSensorHS-133DiketahuisaatRS/R0=0,9dengankonsentrasi gassebesar2000ppm.NilaiRSdapatdihitungmenggunakanpersamaanyaitu:RS= xRL(3.1) KarenaperbandinganRS/R0berbandingterbalikdengannilaikonsentrasigas,maka : = SaatRS/R0=0,9,maka0,9=Perhitungankonversikesatuankonsentrasippmdilaku kandengancara:Jika, (3.2) (3.3) (3.4)

Denganmemasukkanpersamaan3.1kedalampersamaan3.4,diperoleh: (3.5)Berdasarkanpersamaan3.2danpersamaan3.3,maka: , (3.6) III.9LangkahPengujianSistemDeteksiGasElpijiAdapunlangkahpengujiansiste mdeteksiadalahsebagaiberikut:1.Sistemdihubungkandenganaruslistriksamp ailampuindikatorhijaumenyala.2.Setelahsistemstandbyselama 5detik,diuk urteganganawalsensorsaatsebelumterdeteksiadanyagas.3.Diberikanrangsan gangasterhadapsensorkemudianmencatattegangansensordankonsentrasigasya ngterpantaupadatampilanLCD.Langkahinidilakukanpadasuatuwadahtertutup, supayamemudahkandalampenambahankonsentrasigas.4.Jumlahkonsentrasigasd itambahkandanmencatatnilaiyangterpantaudalamtampilanLCD.5.Langkahters ebutdiatasdiulangiuntukmendapatkanbeberapadatayangdibutuhkan.

35 III.10CarakerjasistemCarakerjasistemperingatandiniinidapatdilihatmel aluidiagramalirpadagambar3.8dibawahini:Mulai InisialisasiPort LEDIndikatorHijauMenyala ApakahadaBauGas? GasTerdeteksi>3detik? Tampilkan“DetektorGas”Oleh:Furqonudin •LEDMerahNyalaKedip•HidupkanBuzzer•Tampilkan“AwasBahayaGas”Kadar:...PPM•LED KuningNyalaKedip•BuzzerOFF•Tampilkan“Waspada”Kadar:…PPM Gambar3.8DiagramKerjaSistemDetektorperingatandinikebocorangasDiagramAl irCaraalircarakerjasistemKebocoranTabungGas

IV.1HasilPenelitian

IV.1HasilPenelitianIV.1.1PengujianDeteksiIV.1.1PengujianDeteksiStimulusPadaHasilPeraStimulusPadaHasilPerancanganSncanganS istemSensorPengujian

istemSensorPengujiandeteksistimuluspadasdeteksistimuluspadasistemsensordilakukandeistemsensordilakukandengancarangancara mengujikeseluruhans

mengujikeseluruhansistemsensoryangdirancistemsensoryangdirancangsesuaidengangambarangsesuaidengangambar3.1.Peng3.1.Peng ujianinidilakukande

ujianinidilakukandenganmemberikanrangsangnganmemberikanrangsangangaselpijididekatseangaselpijididekatsensor.Halnsor.Hal inidilakukandalams

inidilakukandalamsuaturuangtertutupsebauaturuangtertutupsebagaimanadiperlihatkanpadgaimanadiperlihatkanpadalampiraalampira n3.Melaluihasilpen

n3.Melaluihasilpenelitianyangdiperoleh,elitianyangdiperoleh,bahwasistemyangdibuatbahwasistemyangdibuattelahdaptelahdap atmendeteksigaselpi

atmendeteksigaselpijidanmampumenampilkanjidanmampumenampilkankonsentrasigasyangterkonsentrasigasyangterpantaumepantaume laluiLCDdisertaitan

laluiLCDdisertaitandaperingatanberupaLEDdaperingatanberupaLEDdanbuzzer,sepertidisadanbuzzer,sepertidisajikanpadjikanpad agambar4.1berikutini: agambar4.1berikutini: Gambar4.1Tampilansistemsaatmendeteksigaselpiji Gambar4.1Tampilansistemsaatmendeteksigaselpiji 36 36

37 37

Datahasilpengujiand

Datahasilpengujiandeteksistimuluspadahaseteksistimuluspadahasilperancangansistemsenilperancangansistemsensordipersordiper lihatkanpadatabel4.

lihatkanpadatabel4.1berikutini:Tabel4.11berikutini:Tabel4.1DatapengujianjarakdetDatapengujianjarakdeteksi(cm)eksi(cm) terhadapkonsentrasi

terhadapkonsentrasigaselpiji(ppm)NoJaragaselpiji(ppm)NoJarakdeteksi(cm)Konsentraskdeteksi(cm)KonsentrasiGas(ppiGas(pp m)10198652119800 m)1019865211980032194504319000543219450431900054180006517000761650180006517000761650087160087160 0098150001091450 009815000109145001110140001212127001110140001212127001315115001420935001315115001420935015257001525700 0163049501735368218402561194510002050115 0163049501735368218402561194510002050115 Berdasarkantabel4.1

Berdasarkantabel4.1diatas,makadapatdibudiatas,makadapatdibuatgrafiknyasebagaiberiatgrafiknyasebagaiberikut:kut: Gambar4.2Grafikhubu

Gambar4.2Grafikhubunganjarakdeteksi(cm)nganjarakdeteksi(cm)terhadapkonsentrasigasterhadapkonsentrasigaselpiji(pelpiji(p pm)

Melaluigrafikpadaga

Melaluigrafikpadagambar4.2diatas,dapatmbar4.2diatas,dapatdilihatbahwagrafikyangdilihatbahwagrafikyangterbentuterbentu kberbandingterbalik

kberbandingterbalikantarajaraksensorterhantarajaraksensorterhadapgaselpijiyangterdadapgaselpijiyangterdeteksi.Seteksi.S emakindekatsistemse

emakindekatsistemsensorterhadaprangsangannsorterhadaprangsangan,makasemakintinggikon,makasemakintinggikonsentrasisentrasi yangterdeteksi.Sebal

yangterdeteksi.Sebaliknya,semakinjauhsistiknya,semakinjauhsistemterhadaprangsangan,memterhadaprangsangan,makasemakakasemak inkecilpulakonsentr

inkecilpulakonsentrasiyangterdeteksiolehasiyangterdeteksiolehsistemsensor.Halinimsistemsensor.Halinimenunjukkaenunjukka nbahwasistemsensor

nbahwasistemsensorinilebihsensitiapabilinilebihsensitiapabiladidekatkandengansumbeadidekatkandengansumberrangsanrrangsan gan.

gan.

IV.1.2KarakterisasiS

IV.1.2KarakterisasiSistemSensorSetelahsisistemSensorSetelahsistemyangdibuatsudahdaptemyangdibuatsudahdapatdigunaatdiguna kanuntukmendeteksig

kanuntukmendeteksigaselpiji,tahapanselanaselpiji,tahapanselanjutnyaadalahmenentukanjutnyaadalahmenentukankerakterikerakteri stiksistemsensor.Ka

stiksistemsensor.Karakterisasisistemsensorakterisasisistemsensordapatdilakukandenganrdapatdilakukandenganmembuatgmembuatg rafikhubunganantara

rafikhubunganantarategangansensor(Volt)ttegangansensor(Volt)terhadapkonsentrasigas(erhadapkonsentrasigas(ppm).Hasppm).Has ilakuisisidatadalam

ilakuisisidatadalampenelitianiniditampilpenelitianiniditampilkanpadatabel4.2berikukanpadatabel4.2berikutini:Tatini:Ta bel4.2Outputteganga

bel4.2Outputtegangansensor(V)dankonsentnsensor(V)dankonsentrasigas(ppm)No1234rasigas(ppm)No123456785678 910KonsentrasiGas(

910KonsentrasiGas(ppm)01222453121037ppm)012224531210371524202128815161596815242021288151615968TeganganTegangan OutputSensor(V)Peng

OutputSensor(V)Pengujian1Pengujian20.60ujian1Pengujian20.600.600.800.801.000.900.600.800.801.000.901.101.11.101.1 01.401.301.601.601.801.802.002.002.502.502.562.60

39 11121314151617181920 66947903903210000126191404815238161901809520000 2.602.672.752.802.852.882.912.932.973.01 2.652.752.802.802.862.902.922.932.943.00 Berdasarkantabel4.2diatasmakagrafikhubungantegangan(V)dengankonsentra sigas(ppm)dapatditunjukkanpadagambar4.3berikut: Gambar4.3GrafikHubunganTegangansensor(V)terhadapKonsentasiGas(ppm)

Berdasarkangrafikhubunganteganganoutputsensor(V)terhadapkonsentrasigas (ppm)padagambar4.3diatas,dapatditentukanbeberapavariabelkarakteristik sistemsensorsebagaiberikut:a.SensitivitassistemsensorPenentuansensitivi tassistemsensordilakukandengan menggunakanpendekatanlinier.Metodeyangdigunakandalampenentuansensitivita siniadalahmetodekuadratterkecil(Leastsquare).Sensitivitassistemsensor

dapatdicaridenganmenggunakanpersamaan2.11.b=n∑XiYi−∑Xi∑Yin∑Xi−(∑Xi)

22 dengan:bXiYin∑:slope:stimulus:tanggapan/respon:jumlahdata:jumlahan darin. Denganmemasukkandata-datahasilpenelitianpadatabel4.2kedalampersamaandi atas,diperolehkonstantaslopesebesar0,000107,sehinggasensitivitasdarisi stemsensoriniadalahsebesar0,000107Volt/ppm.

41 Galattaksiranstandardiperolehdenganpersamaan:Sy/x=denganSr=∑(4.2)(4.1) Keterangan:Sy/x:galattaksiranstandarSr:jumlahkuadratresidualn:jumla hdata Xi:stimulusYi:tanggapan/responab:intersep:slope Nilaia(intersep)diperolehdenganmenggunakanpersamaan: ∑Y∑X−∑X∑XYa=n∑X−(∑X) 2iii22ii ii (4.3) Denganmemasukkandataeksperimenpadatabel4.2kedalampersamaan4.3diperole hnilaia(Intersep)sebesar:1,385277danSr(jumlahkuadratresidual)adalahs ebesar:3,165191.sehinggagalattaksiranstandarnyaadalah: Sy/x=

= 3,165191 =0,419338 b.RepeatabilitasPenentuanrepeatabilitasdapatdiperolehdenganmembacagrafik yangterbentukdaripengulanganprosesanalisisdatapadawaktuyangberbeda.B esarnyaerrorrepeatabilitydapatdiperolehdenganmenggunakanpersamaanberikut : δ= dengan: ∆x100%FS (4.4) δ:errorrepeatability ∆_{:nilaimaximum–nilaimininimum} FS:fullscaledengandemikiandapatditentukanbesarnyaerrorrepeatabilityya itu: δ=δ= ∆_{x100%FS9032}−_{7903x100%20000} δ=0,05645x100%δ=5,645% sehinggasecaralengkaphasilkarakterisasisistemsensoryangtelahdihasilkan daripenelitianinidisajikanpadagambar4.4berikutini:

43 Gambar4.4Grafikhasilkarakterisasisistemsensor IV.2Pembahasan Rangkaianpenguatinstrumentasidibangundenganmenambahkankomponentransistor jenisNPN(NegativePositiveNegative)padarangkaiansensor.Fungsidaripenamb ahankomponeniniadalahsebagaipenguattegangan,aruskecilyangmemasukibasi spadaemiterdikuatkandandikeluarkanmelaluikolektor.Selainmenambahkantra nsistorjenisNPN,rangkaiansensorjugaditambahkanresistordengannilai330, namunpada saatsistemtelahjadidandinyatakantelahberhasildilakukanpengujian,sistem mengalamireset(nilaiyangterdeteksiselalukembalikembaliketitiksemula) meskipuntelahditambahkankadarkonsentrasigasnya.Resistorsebesar4700ditam bahkankembalidalamrangkaiansensor,halini dimaksudkanuntukmenyesuaikanaruslistrikyangmelaluirangkaiansensor

danmengendalikannilaiteganganlistriknya.Dalampenelitianiniteganganoffse tdiatasidenganperangkatlunakatauprogramyangdiisikankedalammikrokontro llersehinggatampilanyangmunculpadalayarLCDsesuaidengankonsentrasigas yangterpantau.Tegangananalogyangmasuk,diolahmelaluiADCinternalyangada dalammikrokontrolerATmega8yangkemudiandikonversimenjaditegangandigital 8bit.Mikrokontrolermenyimpandatauntuksementarapadaalamattertentuuntuk ditampilkankeinterfaceLCD.ProsespenampilandatakeLCDdiawalidenganprose sinisialisasiLCD.InisialisasiLCDdiperlukanuntukmenentukanmoduskerjadar iLCD.KerjadariLCDdikendalikanolehmikrokontrollerdenganmengirimkaninstr uksi-instruksikepinkontroldariLCD.Datadarimikrokontrollerdikirimkanke LCDmelaluiPORTD.Pengujiandeteksistimuluspadasistemsensordilakukandenga nmendekatkansensorpadasumbergas.Adapunsumberyangdigunakanuntukpenguji aniniadalahkorekgas,karenakandunganyangterdapatpadakorektersebutmeng gunakanhidrokarboncairsepertin-butana,isobutana,danpropanayangmempunyai tekananpada24 Cmelebihi104kPa.1Penggunaankorekgasinisudahcukupuntukm elakukanpengujiandeteksistimuluspadasistemsensoragardapatmendeteksigas elpiji.Namunkarenaketerbatasankadargasdanperubahankonsentrasiyangfluk tuatif,sehinggahasilyangdiperolehkurangmaksimal.Sumbergastersebutdapat menghasilkanjangkauanpengukuransampaidengan20.000ppmsepertiyangtelah 1 SNI19-7120-2005-ICS13.120Halaman1

45 diperlihatkanpadagambar4.4.Nilaiinimasihberadadibawahjangkauanreferen siyaitusebesar30.000ppm.Berdasarkanhasilakuisisidatapenelitianternyata diperolehgrafikyangtidaklinier,halinisudahsesuaidenganreferensi(liha tlampiran6hal.67).Hasilkarakterisasisistemsensoryangtelahdirancangda lampenelitianinimenghasilkanbeberapakarakteristiksepertiditunjukkanpada tabel4.3berikutini:Tabel4.3KarakteristiksistemsensorHS-133No12345 SensitivitasErrorrepeatabilityJangkauanpengukuranZeroofsetGalattaksira nstandarKarakteristikNilaiterukur0,000107Volt/ppm5,645%20.000ppm0,6Vo lt0,419338 Berdasarkantabel4.3dapatdilihatbahwanilaisensitivitassistemsensoradala hsebesar0,000107Volt/ppm..Halinimenunjukkanbahwasetiapkanaikankonsentr asigassebesar1ppm,menghasilkanteganganoutputpadasistemsebesar0,000107 Volt.Nilaisensitivitasinicukupkecil,dengangalattaksiranstandarcukupb esar,yaitusebesar0,419338.Halinidikarenakanperhitungansensitivitasdilak ukandenganmenggunakanmetodeLeastSquare,sedangkangrafikyangterbentukdar ihasilakuisisidatapadapenelitianinitidaklinier.Berdasarkanhasilterseb utdapatdikatakanbahwapenggunaanmetodeleastsquarekurangtepatuntukmenga nalisishasilakuisisidatapadapenelitianini.

Melaluipengukuranberulangterhadapsistemsensorinimenghasilkannilaipenguk uranyanghampirsamadenganerrorrepeatabilitysebesar5,645%.Persentaseini cukupkecil(<10%),sehinggasisteminidapatdigunakanberulang(repeatability) .Dengansifatyangdimilikiini,sistemakansecaraotomatiskembalidalamkead aannormalketikasudahtidakterdeteksiadanyagaslagi.Padasaatkondisinorm altanpaadanyagas,suhuheatersensoradalahkurangdari20oCnamunpadasaat sensormendeteksiadanyagas,sensormemanas.

BABVKESIMPULAN V.1KesimpulanBerdasarkanhasilpenelitiandanpembahasanyangtelahdiberikan padababsebelumnya,makadapatdiambilbeberapakesimpulanyaitu:1.Telahberh asildibuatseperangkatsistemperingatandinikebocorangaselpijidenganmengg unakansensorHS-133yangmampumendeteksisekaligusmenampilkannilaikonsentra sigaselpijiyangterdeteksidalamsatuanppm.2.Darihasilkarakterisasiterh adapsistemsensorpadapenelitianinidiperolehbeberapavariabelkarakteristik antaralain:nilaisensitivitassebesar0,000107Volt/ppmdangalattaksiranst andarsebesar0,419338,errorrepeatabilitysebesar5,645%,jangkauanpengukuran sampaidengan20.000ppm,danZeroofSetsebesar0,6Volt. V.2SaranBerdasarkanhasilpenelitianyangtelahdiperolehdisadaribahwasiste mdeteksikebocorangasLPGyangtelahdibuatmemilikibeberapakekurangan.Oleh sebabitu,untukmengembangkannyamenjadialatyangakuratdanpresisidisarank anuntukdilakukanbeberapahalsebagaiberikut: 47

1.SebaiknyahasilpengukurankonsentrasigasLPGdibandingkandenganalatukur yangsudahterkalibrasiagarsistemsensorinidapatdigunakansebagaialatukur konsentrasiLPG.2.Agardiperolehhasilkarakterisasisistemsensoryangbaik, sebaiknyamenggunakansumbergasyangmemilikikonsentrasidiatas30.000ppmd anperubahakonsentrasinyatidakfluktuatif.3.Disarankanuntukmenambahkansis teminformasikebocorangasmelaluismsagarkondisigasdapatselaluterpantau secararealtime.

DAFTARPUSTAKA AgusBejo.2008.”C&AVR”RahasiaKemudahanBahasaCdalamMikrokontrolerATMEGA8. Yogyakarta:GrahaIlmu.Akbar,T.H.2008.PendeteksiKebocoranTabungGasDengan MenggunakanSensorGasFigarroTGS2610BerbasisMikrokontrolerAT89S52.Jurusa nSistemKomputerUniversitasGunadharma,Depok.Atmoko,P.T.2006.SistemPende teksiGasElpiji.SkripsiFakultasTeknikUNNES,Semarang.Chandra,F.2010.Jago Elektronika,RangkaianSistemOtomatis.Surabaya:KawanPustaka.Firmansyah,M. dkk.__.RancangBangunPendeteksidanPenanggulangan KebocoranGasLPGBerbasisMikrokontroler(PerangkatLunak).JurusanTeknikElek troIndustriITS,Surabaya.Fraden,J.2003.HandbookofModernSensorsphysics, designs,andaplications.Sandiego,California:AIPPress.Hermansyah,R.Y.200 6.SistemPemantauKeadaanRumahdanKantordariBahayaKebakarandanPenyusup. SkripsiJurusanFisikaElekronikadaninstrumentasiFMIPA-UGM,Yogyakarta.Hermi nawan,FitoWigunanto.2009.PrototypeSistemPeringatanDiniKebocoranLiquifie dPetroleumGasMenggunakanSensorGasTGS2610.SkripsiJurusanFisikaElektron ikadanInstrumentasi,FMIPAUGM.Yogyakarta. 49

Hutabarat,M.T,dkk.2010.SistemMikroprocesor.Bandung:LaboratoriumDasarTek nikElektroITB.Morris,A.S.2001.MeasurementandInstrumentationPrinciples, Thirdeditions.Britain:PlantATree.Setiawan,I.2009.BukuAjarSensordanT ransduser.Semarang:ProgramStudiSistemKomputerUNDIP.Suprayitno.2009.Arti keltentang“PerancangandanRealisasiAlatPendeteksiKonsentrasi(kandungan)Gas LPG”,PerpustakaanInstitutTeknologiTelkom,Bandung.ItoSumardi,www.hukumonli ne.com[diaksespadatanggal15October2010,jam11:42:44WIB]PT.Pertamina.B ukuPintarPetunjukAmanPenggunaanElpiji3KgPertaminaPT.AptogazIndonesia. Www.aptogaz.com[diaksespadatanggal18Januari2011,jam10:02:10WIB]SNI19 -7120-2005-ICS13.120.KeselamatanKorekApiGasWww.atmel.com/dyn/resources/p rod_documents/doc2486.pdfATMELAtmega8Noseri:2486V-AVR-05/09)Www.Material.I tb.ac.Id/MTM/eminex2004/eminex-200[diaksespadatanggal22July2010,jam12:2 3:30WIB]Www.digitdude.com/2010/10/minimum-system-atmega8skematic-pcb.html[dia ksespadatanggal10November2010,jam22.23WIB]Www.labdasar.ee.itb.ac.id/lab/ EL2140/0809/modul%20baru/Apendiks.pdf[diaksespadatanggal24Desember2010,ja m15:25WIB](DataSheet