Pendeteksi Asap Rokok Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535

(1)

Jurnal Penelitian Teknik Industri

Vol.1 No.1 Januari – Juni 2021; hal. 18-28 p-ISSN : 2774-3586; e-ISSN : 2774-3594

journal homepage: https://ejournal.sttmutu.ac.id/index.php/industri

Pendeteksi Asap Rokok Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535

Panji Surya¹, Achmad Fahrudin²,Partono³

Program Studi Sistem Informasi-Universitas Muhammadiyah Banten e-mail:

panjisurya@stmikmbanten.ac.id¹,achmad.fahrudin@sttmutu.ac.id²,partonosiswosuharjo@stmikmbant en.ac.id³

Abstrak

Tingginya Alat ini dapat dimanfaatkan sebagai penghisap asap otomatis, dan bisa digunakan di sebuah perusahaan berkembang. Dari upaya penggunaan pendeteksi asap, bisa dikembangkan sebagai awal pendeteksi asap yang akan mengakibatkan kebakaran.telah dilakukan dan direalisasikan pembuatan suatu alat dalam bentuk prototype dengan judul Alat Pendeteksi asap rokok menggunakan Mikrokontroler AT Mega 8535, mendeteksi adanya asap, Sistem ini telah terealisasi dapat menggerakkan blower dan ditampilkan display. Secara otomatis sensor akan bekerja mendeteksi asap rokok kemudian akan dikelola oleh mikrokontroler dan menampilkan ke display dan blower bergerak untuk menghisap asap rokok.

Kata Kunci: Mikrokontroler ATMega 8535, CodeVision AVR, Sensor MQ-2 dan Exhaus fan.

Abstract

This tool can be used as an automatic smoker, and can be used in a growing company.

From the effort to use a smoke detector, it can be developed as an initial smoke detector that will cause a fire. It has been carried out and realized the manufacture of a tool in the form of a prototype with the title Cigarette smoke detector using the AT Mega 8535 Microcontroller, detects smoke, This system has been realized to be able to move the blower and displayed display. Automatically the sensor will work to detect cigarette smoke then it will be managed by the microcontroller and display to the display and the blower moves to suck cigarette smoke.

Keywords: ATMega 8535 Microcontroller, CodeVision AVR, MQ-2 Sensor and Exhaus fan Pendahuluan

Perancangan dan realisasi sistem pendeteksi asap rokok menggunakan mikrokontroler ATMega 8535. Alat ini dapat dimanfaatkan sebagai penghisap asap otomatis, dan bisa digunakan di sebuah perusahaan berkembang. Dari upaya penggunaan pendeteksi asap, bisa dikembangkan sebagai awal pendeteksi asap yang akan mengakibatkan kebakaran.

Perangkat keras terdiri atas mikrokontroler AT Mega 8535, rangkaian PIR sensor MQ 2. Perangkat lunak mikrokontroler dalam penelitian ini dibuat dengan menggunakan bahasa c.

Sistem ini bekerja setelah PIR sensor MQ 2 mendeteksi adanya asap, kemudian PIR sensor MQ 2 akan mengirim sinyal ke mikrokontroler, kemudian sistem berjalan mikrokontroler akan menyalakan relai. Setelah relai menyala, Sistem ini telah terealisasi dapat menggerakkan blower dan ditampilkan display.

Oleh karena itu, untuk mengatasi terjadinya polusi didalam ruangan, maka bisa digunakan sistem mikrokontroler AT Mega 8535 dengan sensor MQ 2. Alat ini masih bisa

(2)

dikembangkan secara luas dengan pendeteksi asap awal terjadinya kebakaran pada ruangan tempat bekerja. Atau bisa digunakan untuk perusahaan yang memberikan aturan yang tidak memperbolehkan untuk merokok didalam area perusahaan.

Seiring dengan perkembangan zaman, semakin luasnya kebutuhan akan kemampuan seperti yang dimiliki oleh computer, sehingga menyebabkan munculnya terobosan-terobosan baru yang salah satunya adalah dibuatnya chip Mikrokontroler. Yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan tugas-tugas yang berorientasi control, yaitu dengan mikrokontroler. Seperti yang terlihat pada gambar 1 dibawah ini adalah gambar diagram blok sistem.

Gambar 1. Diagram Blok Sistem Metode

Rangkaian ini terdiri dari Transformator Step Down yang berfungsi menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 7,5 V DC. Selain itu terdapat pula regulator yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Rangkaian ini menggunakan ATMega 8535 dengan menggunakan IC ATMega 8535 yang digunakan sebagai minimum system. Rangkaian ini berfungsi sebagai otak yang mengatur jalannya rangkaian secara keseluruhan.

Exhaus fan merupakan alat pendukung alat pendeteksi asap, berfungsi sebagai pembiang asap atau tanda bergeraknya exhaus fan bertanda adanya asap. Dengan daya 5Volt.

Sensor Asap MQ 2 adalah sensor gas yang sangat ekonomis untuk mendeteksi kandungan Asap, berikut adalah gambar 3.1 tentang konfigurasi sensor asap MQ 2 :

Gambar 2 Konfigurasi sensor MQ 2

(3)

Gambar 2 menunjukkan rangkaian pembagi tegangan. Perubahan resistansi sensor akan menyebabkan tegangan keluar (Vout) berubah, maka diperoleh persamaan :

x Rl x Rl

x Rl - Rl

Dari rumus diatas akan diperoleh karakteristik sensitifitas sensor MQ 2 seperti tabel 3.1 sebagai berikut :

Gambar 3 Karakteristik Sensitifitas Sensor MQ 2

Rangkaian DI-Relay 1 adalah modul relay dengan rangkaian yang telah diperbaharui dari rangkaian modul relay sebelumnya. Prinsip kerjanya adalah SPDT (Single Pole Double Trow) yang memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap arus dan tegangan yang besar baik AC maupun DC.

Perancangan Software (Perangkat Lunak)

C Compiler, aplikasi ini digunakan untuk menuliskan program yang akan dibuat yang akan disimpan dalam ekstensi *.c. Kemudian dapat meng compile menjadi ekstensi *.hex.

Setelah itu men – download – kan file *.hex kedalam minimum system ATMega 8535.

Aplikasi ini digunakan untuk menggambar rangkaian. Dalam program terdapat beberapa gambar komponen elektronika sehingga memudahkan dalam pembuatan gambar rangkaian.

Alat Pendukung

Solder. Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan dan menyambung komponen-komponen elektronika dan Multimeter. Digunakan untuk mengecek ukuran komponen-komponen elektronika.

Perancangan Elektronik

Komponen elektronik yang digunakan dalam perancangan alat pendeteksi asap rokok, dengan keluaran led dan Exhaus fan berbasis mikrokontroler atmega 8535, dipasang sesuai dengan rangkaian yang akan dipergunakan. Bagian elektronis terbuat dari komponen- komponen elektronika yang dirangkai sedemikian rupa sehingga bisa mendukung kinerja mekanis. Komponen utama alat ini terdiri dari tiga bagian penting yaitu :

1. Sensor Gas MQ 2.

2. Mikrokontroler ATMega 8535.

(4)

3. Relay DI-1.

Serta komponen pendukung dari alat ini adalah : 1. LCD (Liquid Cristal Display).

2. Buzzer.

3. Exhaus fan.

4. Trafo Step Down 7,5 VDC.

Kemudian rangkaian tersebut di uji coba dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut sudah terhubung dengan benar, tidak akan terjadi suatu kerusakan akibat salah koneksi, sehingga keseluruhan blok dari alat dapat membentuk suatu sistem yang dapat bekerja atau difungsikan sesuai dengan perancangan.

Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik ini diawali dengan merangakai mikrokontroler dengan Relay, kemudian relay dihubungkan ke LCD, Buzzer dan Solenoid Valve sebagai output dari proses.

Pemrograman

Sebelum masuk ke tahapan pemrograman, perlu diperhatikan tentang pembuatan flowchart. Setelah flowchart dibuat, tahapan selanjutnya adalah menuliskan program. Adapun tahapannya adalah menuliskan program, meng – compile, dan men – download – kan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dengan menggunakan software CodeVisionAVR C Compiler. Berikut gambar 3.3 yang merupakan flowchart dari Alat Pendeteksi asap dan Exhaus fan dengan Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535

Gambar 4 Flow Chart Alat.

Tahap Penyelesaian

Setelah rangkaian alat selesai dibuat, kemudian dilakukan langkah –langkah penyelesaian yaitu: Menggabungkan rangkaian – rangkaian yang telah dibuat,menuliskan program kemudian di – download – kan ke mikrokontroler ATMega 8535 dan melakukan uji coba alat yang telah berisi program secara keseluruhan untuk memastikan bahwa alat telah dapat bekerja sesuai kebutuhan.

Rancangan Pengujian Rangkaian Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya berfungsi mengubah tegangan AC 220 ke DC 7,5, seperti pada gambar 5 berikut ini :

Sensor MQ 2 MQGas MQ 5

Mi kr on A T Me ga 85 35

^{Relay DI-1}

Buzzer

Exhaus fan LCD

(5)

Hasil dan Pembahasan

Dalam pengoperasian diperlukan suatu langkah-langkah dan perlengkapan yang diperlukan agar alat dapat bekerja dengan semestinya dan bagi pengguna tidak mengalami banyak kesulitan.Untuk melakukan pengoperasian benda keja secara umum dapat dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. ON NCB control.

2. Cek terlebih dahulu tegangan Output dari Catu daya berkisar antara 9VDC – 12VDC.

3. Tekan sakelar catu daya agar seluruh rangkaian tersuply tegangan.

4. Apabila lampu indikator pada mikrokontroler sudah menyala, maka menandakan bahwa rangkaian sudah bekerja.

5. Apabila rangkaian mikrokontroler beserta komponen pendukungnya sudah di cek (kondisi NORMAL) maka bisa langsung melakukan percobaan.

Perintah Kerja Code Vision AVR Alat Pendeteksi Asap rokok dan penghisap Dengan Exhaus Fan Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535

/*****************************************************

This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.3 Standard Automatic Program Generator

http://www.hpinfotech.com Project :

Version :

Date : 01/01/2015 Author : M. Sodikun

Company : STTM Muhammadiyah Tangerang Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 11,059200 MHz Memory model : Small

External RAM size : 0 Data Stack size : 128

*****************************************************/

Gambar 5 Rangkaian Catu daya 220 VAC ke 7,5 VDC

(6)

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

#include <alcd.h>

#include <stdio.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

#define Buzzer_On POsRTC.0=1

#define Relay_On PORTC.1=1 // Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);

// Start the AD conversion ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

}

// Declare your global variables here unsigned int adc_mq2,ppm_mq2;

float ppm_mV = 9.77517;

int batas_ppm = 1000;

void main(void) {

// Declare your local variables here unsigned char buff_lcd[16];

// Port C initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;

DDRC=0xFF;

PORTD.2 = 1;

DDRD.2 = 0;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 86,400 kHz // ADC Voltage Reference: AVCC pin // ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: Free Running ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0xA7;

SFIOR&=0x0F;

(7)

// Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTB Bit 0 // RD - PORTB Bit 1 // EN - PORTB Bit 2 // D4 - PORTB Bit 4 // D5 - PORTB Bit 5 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTB Bit 7 // Characters/line: 8 lcd_init(16);

lcd_clear();

lcd_puts("Waiting...");

delay_ms(2000);

lcd_clear();

while (1) {

adc_mq2=read_adc(0);

ppm_mq2=(int)adc_mq2*ppm_mV; // hapus hitungan *ppm_mV lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts("PPM : ");

sprintf(buff_lcd,"%05d",ppm_mq2);

lcd_gotoxy(6,0);

lcd_puts(buff_lcd);

if(ppm_mq2<batas_ppm) {

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts("Aman Asap");

} else

{

Buzzer_On;

Relay_On;

do {

adc_mq2=read_adc(0);

ppm_mq2=(int)adc_mq2*ppm_mV;

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts("PPM : ");

sprintf(buff_lcd,"%05d",ppm_mq2);

lcd_gotoxy(6,0);

lcd_puts(buff_lcd);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts("Terdeteksi Asap");

}

while(ppm_mq2>batas_ppm); // Hapus [ || PIND.2 == 1 ] untuk free runing PORTC=0x00;

lcd_clear();

(8)

} } }

Pengujian Rangkaian Hardware 1. Pengujian Rangkaian Catu Daya

Catu daya berfungsi untuk mengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC. IC 7805 merupakan IC yag dirancang khusus sebagai regulator tegangan. Masukan tegangan DC yang bervariasi maka akan didapatkan tegangan 5 v yang stabil. Berikut tabel 4.1 mengenai hasil pengujian catu daya 5 v :

Tabel 1 Hasil Pengujian catu daya 5 v Percobaan Voltage

1 5 Volt

2 5 Volt

3 5 Volt

2. Pengujian Sensor Gas MQ 2

Pengujian pembacaan sensor ADC dilakukan dengan cara membandingkan data dengan ADC, kadar asap yang ditampilkan dan kadar asap yang diperoleh melalui perhitungan rumus.

Kadar asap tertampil didapatkan dari data keluaran yang ditampilkan oleh LCD.

3. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler

Rangkaian ini merupakan otak dari seluruh rangkaian. Semua rangkaian yang ada dikendalikan input outputnya oleh rangkaian mikrokontroler ini. Mini sistem digunakan IC ATMega 8535 dengan alasan program bisa dihapus secara berulang – ulang. Port A dihubungkan ke relay.

Pemrograman Alat

Proses pemrograman dilakukan setelah hardware selesai dibuat. Seluruh hardware tersebut diuji apakah sudah sesuai dan tidak ada kesalahan dalam perangkainnya. Kemudian program dimasukkan ke dalam mikrokontroler ATMega 8535 dan alat dapat menampilkan hasilnya, maka alat dalam keadaan baik. Untuk men – download program ke mikrokontroler ATMega 8535 digunakan software CodeVisionAVR C Compiler. Downloader di hubungkan ke komputer atau laptop melalui port USB. Berikut ini langkah – langkah men – download program :

1. Buka program CodeVisionAVR C Compiler kemudian pilih File, New, Project dan akan muncul tampilan seperti di bawah ini untuk melakukan pengaturan sesuai kebutuhan.

2. Setelah diatur sesuai kebutuhan yang kita inginkan kemudian pilih File, lalu Generate, save, exit. File tersebut disimpan 3 kali yaitu berektensi *.c, *.prj, dan *.cwp dalam nama yang sama. Seperti terlihat pada gambar 4.1 mengenai pengaturan mikrokontroler ATMega 8535 dan gambar 6 mengenai penyimpanan file sebagai berikut :

(9)

Gambar 6 Pengaturan Mikrokontroler ATMega 8535

Gambar7 Penyimpanan File

3. Setelah disimpan kita bisa menuliskan program yang akan dibuat dalam lembar kerja seperti gambar 8 di bawah ini :

Gambar 8 Lembar Kerja Penulisan Program

5. Program yang sudah selesai dibuat, di compile untuk mengetahui apakah masih ada kesalahan. Juga berfungsi mengubah file*.c menjadi *.hex dengan cara pilih menu Project lalu Compile ( F9 ). Seperti pada gambar 4.4 sebagai berikut :

(10)

Gambar 9 Proses Compile

5. Setelah peng-compile-an selesai kita dapat men – download – kan ke

Gambar 10 Proses Download

Berikut ini adalah gambar 11 tentang Alat Pendeteksi Asap Dengan Exhaus fan Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 :

Gambar 11 Alat Pendeteksi Asap Dengan Exhaus Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535

(11)

Pembahasan

Alat ini dirancang menggunakan prinsip kerja sensor asap MQ 2 untuk mendeteksi tentang Asap yang kemudian dihubungkan menuju ke rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535 sebagai sinyal analog yang diberikan instruksi-instruksi kerja yang telah disusun sebelumya pada CodeVision AVR kemudian dihubungkan ke rangkaian DI-Relay 1 sebagai pembagi eksekusi ke Exhaus fan, LCD dan Buzzer. Dari hasil pengujian Exhaus fan, LCD dan Buzzer mampu bekerja sesuai instruksi yang telah diberikan.

Kesimpulan

Mikrokontroler berjalan lancar, menghasilkan tegangan keluaran 5 VDC yang stabil.

Sensor Gas MQ 2 berfungsi dengan baik untuk mendeteksi Asap yang diteruskan kepada Mikrokontroler untuk dieksekusi. Relay yang digunakan berjalan dengan lancar yaitu menghasilkan tegangan output 220v sesuai perintah-perintah yang dikirim. Exhaus fan, LCD dan Buzzer dapat berjalan dengan baik sesuai dengan instruksi-instruksi yang telah diberikan.

Daftar Pustaka

[1]. Heryanto, Ary dan Wisnu, Adi. 2008. Sejarah,Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMEGA8535. Yogyakarta: Andi Offset wardhana, Lingga. 2006.

Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 [2]. http:// www.wikipedia/gas monitoring.html

[3]. http:// www.wikipedia/instalasi listrik rumah-tangga.html [4]. http:// www.wikipedia/kapasitor.html

[5]. http:// www.wikipedia/sensor gas.html [6]. http://informasi@mikron123.com

[7]. Simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Yogyakarta: Andi Offset