• Tidak ada hasil yang ditemukan

Rancang Bangun Sistem Monitoring Kebocor

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Rancang Bangun Sistem Monitoring Kebocor"

Copied!
19
0
0

Teks penuh

(1)

OSN

2014

PROPOSAL PROYEK SAINS

JUDUL

Rancang Bangun Sistem Monitoring Kebocoran Pipa

Gas

LPG

Berbasis Jaringan Nirkabel

Zigbee

SP020201

Nama Peserta Tim :

1.

Bambang Herdiansyah

(Ketua)

2.

Zikri Noer

(Anggota)

3.

Khairuddin

(Anggota)

Program Studi/Departemen Fisika

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Tahun 2014

(2)
(3)

1

ABSTRAK

Liquefied Petroleum Gas (LPG) adalah salah satu hal yang sering

kita temui dalam kehidupan sehari-hari. LPG digunakan sebagai bahan

bakar dalam berbagai aplikasi termasuk peralatan memasak (kompor

gas), aplikasi industri, dalam kendaraan dan sebagai propelan (bahan

pembakar) dan refrigeran. Pipa gas merupakan bagian vital yang

berperan dalam transmisi dan distribusi gas di industri dan keperluan

rumah tangga. Akibat kebocoran pipa gas LPG, menghasilkan dampak

berbahaya bagi manusia dan juga untuk makhluk hidup lainnya serta

dapat menimbulkan bahaya kebakaran. Oleh karena itu perlu dirancang

suatu prototipe alat yang mampu mendeteksi kebocoran pipa gas LPG

dan dapat dimonitoring menggunakan jaringan nirkabel zigbee agar

lebih praktis sehingga mampu mencegah terjadinya kebakaran akibat

kebocoran pipa gas.

Alat ini di desain menggunakan teknik lokalisasi sensor yang

berdasarkan pada jarak antar sensor, dimana sensor akan tersebar

secara acak dalam suatu area tertentu pada pipa yang digunakan, range

jarak sensor inilah yang menentukan apakah sensor dapat mendeteksi

sesuatu atau tidak sehingga dapat diketahui titik kebocoran pada area

monitoring.

Alat ini mampu secara sistematis mendeteksi adanya kebocoran

gas LPG dan dapat memonitoring parameter seperti konsentrasi gas LPG

yang berbasis mikrokontroler, sensor gas LPG (DT-Sense LPG Sensor),

dan menggunakan jaringan nirkabel zigbee (Xbee Pro ZB) sebagai media

transmisi data yang dapat diakses melalui aplikasi Visual Basic (VB)

pada PC (Personal Computer) dan juga dapat ditampilkan pada LCD

untuk memberi informasi apabila pipa gas mengalami kebocoran

sehingga akan mengaktifkan sistem peringatan (Buzzer Alarm).

(4)

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Ketergantungan masyarakat terhadap alam seperti minyak bumi

sangatlah banyak untuk keperluan sehari-hari mulai dari memasak,

hingga bahan bakar minyak untuk kendaraan transportasi dan

penggunaan lainnya yang terus mengalami peningkatan, sehingga

menyebabkan bahan bakar fosil ini menjadi terbatas. Perkembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat dewasa ini

berhasil menemukan energi alternatif lain yang bisa menggantikan

minyak bumi dalam berbagai kebutuhan yaitu sering disebut sebagai

Liquefied Petroleum Gas (LPG).

Salah satu resiko penggunaan LPG adalah terjadinya kebocoran

gas yang dapat menyebabkan kebakaran jika terpicu oleh api yang

berada di sekitarnya. Dalam industri atau instalasi gas, pipa merupakan

aspek penting untuk mendistribusikan gas dari suatu tempat ke tempat

yang lain, sehingga pipa gas tidak boleh sampai bocor. Oleh karena itu,

dibutuhkan suatu perangkat sistem monitoring menggunakan jaringan

nirkabel zigbee sehingga lebih praktis dan lebih akurat sebagai bentuk

pencegahan dini dari kebakaran.

1.2. Topik Projek

Projek ini termasuk dalam projek rancang bangun alat instrumentasi

elektronik berbasis pemrograman yang dapat mendeteksi dan

memonitoring dengan menggunakan jaringan nirkabel zigbee untuk

mencegah kebakaran akibat kebocoran gas LPG pada suatu pipa

(5)

3 1.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas maka dapat

dirumuskan beberapa permasalahan yang akan diselesaikan, yaitu

sebagai berikut:

1. Mengurangi terjadinya kebakaran karena pipa gas yang digunakan

bocor.

2. Menemukan desain alat Sistem Monitoring Kebocoran Pipa Gas LPG

yang dapat bekerja secara sistematis berbasis mikrokontroler.

3. Mendapatkan kepraktisan dalam melakukan monitoring karena alat

ini dilengkapi dengan tampilan aplikasi Visual Basic pada Personal

Computer.

1.4. Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:

1. Menciptakan alat yang mampu mencegah terjadinya kebakaran

akibat kebocoran gas.

2. Menciptakan alat yang mampu mendeteksi dan memonitoring

kebocoran pipa gas.

3. Menghasilkan prototipe alat yang dapat bekerja sesuai rancangan

pada skala industri atau instalasi gas.

1.5. Manfaat

Keberhasilan dalam projek ini dapat memberikan berbagai manfaat,

diantaranya:

1. Mempermudah pekerjaan dalam memonitoring pipa gas LPG secara

akurat dan praktis.

2. Mengurangi kemungkinan terjadinya kebakaran akibat kebocoran

pipa gas LPG.

3. Memberikan sumbangan untuk perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi yang pada akhirnya mampu mendukung dunia

(6)

4 1.6. Hipotesa

1. Alat ini mampu mendeteksi adanya kebocoran pipa gas LPG yaitu

berdasarkan konsentrasi gas (PPM) dan juga dapat memonitoring

data keluaran sensor ke dalam PC yang dapat diakses pada aplikasi

Visual Basic agar mendapatkan kepraktisan.

2. Pendeteksian yang dimaksud adalah apabila terdapat kandungan

gas LPG dalam udara, maka secara otomatis hal tersebut akan

terdeteksi oleh sensor dan akan diolah dalam mikrokontroler.

3. Alat ini di konstruksi menggunakan teknik lokalisasi sensor

berdasarkan jarak antar sensor, dimana sensor akan tersebar secara

acak di sepanjang pipa konstruksi sehingga dapat diketahui titik

(7)

5

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1. Gas LPG

LPG (Liquefied Petroleum Gas) adalah gas hidrokarbon yang

dicairkan dengan tekanan untuk memudahkan penyimpanan,

pengangkutan, dan penanganannya yang pada dasarnya terdiri atas

propana (C3H8), butana (C4H10), atau campuran keduanya. LPG

digunakan sebagai pengganti freon, aerosol, bahan pendingin

(refrigerant/cooling agent), kosmetika, dan bahan bakar.

2.2. Modul Wireless Radio Frekuensi 2,4 GHz Xbee PRO

Radio Frequency Transceiver atau pengirim dan penerima frekuensi

radio ini berfungsi untuk komunikasi secara nirkabel (wireless). Salah

satu modul komunikasi wireless dengan frekuensi 2.4Ghz adalah

Xbee-PRO ZB ZigBee/IEEE 802.15.4 2,4 GHz. Radio frequency tranciever ini

merupakan sebuah modul yang terdiri dari RF receiver dan RF

transmiter.

Gambar 2.1. Modul XBee PRO

2.3. Sensor Gas DT-Sense LPG Sensor

DT-SENSE LPG SENSOR merupakan modul sensor yang bereaksi

terhadap kadar gas LPG, iso-butana, propana dan LNG dalam udara dan

cocok digunakan untuk aplikasi pendeteksian serta penanggulangan

kebocoran gas pada lingkungan rumah tangga maupun industri.

(8)

6 2.4. Mikrokontroler ATMega32

Dalam pembuatan alat ini digunakan mikrokontroler sebagai

pengontrol dan penanaman programnya. Mikrokontroler ATMega32

adalah sebuah IC mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel.

Mikrokontroler ini memiliki clock dan kerjanya tinggi sehingga mampu

bekerja dengan baik dan cepat, sangat memadai untuk berinteraksi

dengan LCD, menunjang penggunaan bahasa pemrograman tingkat

tinggi (contohnya bahasa C), buffer untuk komunikasi data, dan stack.

Gambar 2.3. ATMega32

2.5. Bahasa Pemrograman Mikrokontroler (CodeVisionAVR)

CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated

Development Environment (IDE), dan Automatic Program Generator yang

di desain untuk mikrokontroler buatan atmel seri AVR yang

memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program ke dalam chip

mikrokontroler setelah melakukan kompilasi/assembli secara otomatis.

Gambar 2.4. CodeVisionAVR

2.6. Visual Basic

Microsoft Visual Basic (VB) merupakan sebuah bahasa

pemrograman yang menawarkan Integrated Development Environment

(IDE) visual untuk membuat program perangkat lunak dengan

menggunakan model pemrograman (COM).

(9)

7

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Jenis Penelitian

Jenis penelitian pada kali ini merupakan rancang bangun sebuah

alat instrumentasi yang mana pada tahap awal ini akan dibangun

sebuah prototipe alat yang bekerja dalam skala laboratorium terlebih

dahulu dan sehingga untuk pengembangan lebih lanjut bisa mendukung

skala industri.

3.2. Tempat Pelaksanaan

Pelaksanaan proyek ini akan dilakukan di Laboratorium Ilmu

Dasar dan Umum (LIDA) Fisika, Universitas Sumatera Utara.

3.3. Bahan dan Alat

3.3.1.Bahan

1. Mikrokontroler ATMega32

2. Xbee Pro Series 2

3. DT-Sense LPG Sensor

4. Pipa PVC

5. Gas LPG 3 kg + Regulator

6. LCD 16x4 Karakter

7. Max/RS232

8. Serial to USB Kabel

9. Connector DB9

10. Kabel Tunggal & Serabut

(10)

8

23. Kapasitor

24. Akrilik

25. Perekat akrilik

26. FeCl3

27. Timah Solder

28. Baut & mur

29. Baterai Li-Po

30. Trafo CT

3.3.2.Alat

1. Solder listrik

2. Vacum desolder

3. Cutter Akrilik

4. Mini drill

5. Penggaris

6. Multimeter

7. Bor listrik

3.4. Pendekatan Desain

Sebagai pendekatan desain prototipe alat yang akan di rancang

bangun, ditunjukkan pada Gambar 3.1

Gambar 3.1. Konsep Prototipe Alat

Seperti yang telah diterangkan pada bagian awal, alat ini memiliki

dua buah sensor gas LPG yang tersebar secara acak pada sepanjang

(11)

9 penerimaan data, LCD sebagai interface untuk menampilkan bacaan

sensor yang menyatakan kadar gas dan tanda bahaya. Buzzer berguna

sebagai tanda peringatan apabila terjadi kebocoran dan ada kadar gas

yang terdeteksi. Aplikasi Visual Basic pada PC berfungsi sebagai

penampil dan pengolah data yang memudahkan bagian kontrol untuk

melakukan monitoring.

3.5. Teknik Perancangan

Teknik perancangan untuk alat ini digambarkan dalam diagram

blok berikut ini:

Mempersiapkan Alat Komponen atau BahanMempersiapkan

Membuat skematik

Membuat form dan program dengan Visual Basic 6.0

Monitoring dengan PC

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian

3.6. Teknik Pengujian

Dalam pengujian kinerja alat, pada alat ini menggunakan 2 buah

sensor yang terletak secara acak pada pipa yang telah dialiri oleh gas

LPG. Apabila terjadi kebocoran gas pada salah satu titik di sepanjang

pipa, maka kedua sensor akan segera mendeteksi adanya gas LPG yang

akan langsung dibaca dan diolah oleh mikrokontroler dan selanjutnya

(12)

10 peringatan akan berbunyi, serta pada LCD akan ditampilkan indikator

kebocoran dan dapat juga ditampilkan hasil pengukuran konsentrasi gas

melalui konversi ADC ke ppm (part per million).

3.7. Teknik Analisa Data

Dalam menganalisa data hasil pengukuran, dapat dilihat pada PC

yang akan menampilkan data konsentrasi gas dari kedua sensor

sehingga lebih praktis dalam memonitoring. Dalam menganalisis titik

kebocoran pada pipa adalah dengan perbedaan bacaan data dari

keluaran kedua sensor. Sensor mana yang mampu mendeteksi

kebocoran dengan lebih sensitif, maka dapat disinyalir bahwa di titik

itulah terjadi kebocoran sehingga dapat segera dilakukan

(13)

11

DAFTAR PUSTAKA

Digi. 2010. ”Xbee/Xbee-Pro ZB RF Modules”. Digi International Inc : Minnetonka.

Eady, Fred. “Hands-On ZigBee Implementing 802.15.4 with

Microcontrollers”, Elsevier Ltd, 2007.

Farid, Bony M. “Pendeteksi dan Pengaman Kebocoran Gas LPG (Butana)

Berbasis Mikrokontroler Melalui SMS Sebagai Media Informasi”. PENS-ITS. Surabaya.

P.Deepthi Priya, CH.Tirupathi Rao. 2014. “Hazardous Gas Pipeline Leakage Detection Based on Wireless Technology”. International Journal of Professional Engineering Studies, India, Vol. 2, Issue 1.

Prasetia Retna, Widodo Catur E. 2007. “Teori dan Praktek Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer Dengan Visual Basic 6.0”. Penerbit Andi : Yogyakarta.

Sagar Shinde, S.B.Patil, A.J.Patil. 2012. “Development of Movable Gas Tanker Leakage Detection Using Wireless Sensor Network Based

on Embedded System”. International Journal of Engineering

Research and Applications, India, Vol. 2, Issue 6.

URL : http://www.atmel.com/products/microcontrollers/avr/

URL : http://www.beyondlogic.org/serial/

URL : http://www.id.wikipedia.org/wiki/Elpiji

(14)

12

LAMPIRAN

LAMPIRAN

Diagram blok prinsip kerja rangkaian

Sistem Minimum Mikrokontroler

ATMega 32 LCD

Power Supply

Sensor Gas LPG

1 Op-Amp

Zigbee Transmitter

Sensor Gas LPG 2 Op-Amp

Driver

Relay Buzzer

MAX 232

PC (Monitoring dengan Visual

Basic 6.0)

Zigbee Receiver Converter

DB9 to USB

(15)
(16)
(17)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Kode Peserta : SP020201

Nama (Ketua Tim) : Bambang Herdiansyah

Nomor Mahasiswa : 110801041

Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 01 September 1994

Alamat Rumah : Jl. Setia Budi Gang Tengah No. 36 C.

Tanjung Sari, Medan

No. Telp/HP : 082367699698/087768691743

Alamat Email : bambangherdyansyah@gmail.com

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/Jurusan/Prodi : Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam/Fisika S1

Semester : 7 (Tujuh)

Riwayat Pendidikan : SD Swasta Mulia Medan (1999-2005)

SMP Swasta Mulia Medan(2005-2008)

SMA Swasta Pencawan Medan (2008-2011)

S1 Fisika USU (2011-sekarang)

Karya-karya Ilmiah yang

pernah dibuat

: -

Penghargaan-penghargaan

Ilmiah yang pernah diraih

:  Instruktur pada kegiatan Training

Pembuatan Rangkaian Sensor Analog

Program Studi D-III Fisika USU (2013).

 Instruktur pada kegiatan Training

Pembuatan Rangkaian Sensor Analog

Program Studi S-2 Ilmu Fisika USU

(18)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Kode Peserta : SP020201

Nama (Anggota Tim) : Zikri Noer

Nomor Mahasiswa : 110801049

Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 21 Januari 1994

Alamat Rumah : Jl. Gatot Subroto Gang Bandung No. 30,

Medan

No. Telp/HP : 085373735194

Alamat Email : zikrinoer@gmail.com

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/Jurusan/Prodi : Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam/Fisika S1

Semester : 7 (Tujuh)

Riwayat Pendidikan : SD Negeri 060834 Medan (1999-2005)

SMP Negeri 1 Medan (2005-2008)

SMA Negeri 1 Medan (2008-2011)

S1 Fisika USU (2011-sekarang)

Karya-karya Ilmiah yang

:  Instruktur pada kegiatan Training

Pembuatan Rangkaian Sensor Analog

Program Studi D-III Fisika USU (2013).

 Instruktur pada kegiatan Training

Pembuatan Rangkaian Sensor Analog

Program Studi S-2 Ilmu Fisika USU

(19)

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Kode Peserta : SP020201

Nama (Anggota Tim) : Khairuddin

Nomor Mahasiswa : 110801017

Jenis Kelamin : Laki-laki

Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 08 November 1992

Alamat Rumah : Jl. STM/Suka Agung No. 2, Medan

No. Telp/HP : 085362989409

Alamat Email : khairuddin81192@gmail.com

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/Jurusan/Prodi : Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam/Fisika S1

Semester : 7 (Tujuh)

Riwayat Pendidikan : SD Negeri 067775 Medan (1999-2005)

SMP Swasta YPK Medan (2005-2008)

SMA Swasta ERIA Medan (2008-2011)

S1 Fisika USU (2011-sekarang)

Karya-karya Ilmiah yang

: Instruktur pada kegiatan Training

Pembuatan Rangkaian Sensor Analog

Program Studi S-2 Ilmu Fisika USU

Gambar

Gambar 3.1. Konsep Prototipe Alat
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian

Referensi

Dokumen terkait

Raya Bence Garum Blitar Hak Pakai 2/8/1992 SMAN 1 GARUM Pembelian Hak Pakai No.. Srengat Hak Pakai Blm

Temuan dalam penelitian ini adalah (1) Konsep pendidikan Ibnu Khaldun adalah pendidikan merupakan usaha untuk mengembangkan segenap potensi yang dimiliki manusia,

Pekerjaan ini mencakup pengangkutan, penghamparan dan pemadatan tanah dari lokasi galian pekerjaan yang disetujui direksi untuk konstruksi urugan yang diperlukan untuk membuat

Kemampuan anak tunarungu dalam berbahasa dan berbicara berbeda dengan anak normal pada umumnya karena kemampuan tersebut sangat erat kaitannya dengan kemampuan mendengar. Karena anak

Bank adalah badan usaha yang menghimpun dana dari masyarakat dalam1. bentuk simpanan dan menyalurkannya kepada masyarakat dalam bentuk

Perlindungan khusus bagi Anak yang menjadi korban stigmatisasi dari pelabelan terkait dengan kondisi Orang Tuanya sebagaimana dimaksud dalam Pasal 59 ayat (2)

Pendidikan dan pelatihan dalam suatu organisasi sebagai upaya untuk pengembangan sumber daya manusia, adalah suatu siklus yang harus terjadi terus menerus. Hal

− Sebagai seorang perawat perlu untuk mempelajari dan memahami berbagai faktor yang dapat mempengaruhi perubahan suhu pada manusia khususnya klien yang dirawatnya, seperti