SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD.

(1)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN

BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Fisika

Oleh

Apip Farid Mustapa 0704454

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol

Berbasis Mikrokontroller Pada

Minuman Beralkohol Dengan

Tampilan LCD

Oleh

Apip Farid Mustapa

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam

Februari 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

(4)

ABSTRAK

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.86/1977, minuman beralkohol dibedakan menjadi 3 golongan yaitu Golongan A dengan kadar alkohol 1-5%, Golongan B dengan kadar alkohol 5-20%, dan Golongan C dengan kadar alkohol 20-55%. Untuk mengetahui kadar alkohol pada minuman beralkohol perlu melakukan pengujian di laboratorium. Alat yang digunakan di laboratorium tersebut memiliki dimensi yang cukup besar dengan harga yang mahal. Karena itu perlu dirancang sebuah sistem yang memiliki dimensi kecil, harga relatif murah, dan mudah menggunakannya. Sehingga masyarakat dapat menggunakan sistem tersebut untuk mengetahui kadar alkohol pada suatu minuman beralkohol. Sistem yang akan dirancang ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu sensor gas MQ-3 untuk mendeteksi uap alkohol sampel, rangkaian buffer, mikrokontroler ATMega16, dan LCD (Liquid Crystal Display). Mikrokontroler sebagai kendali utama pada sistem ini akan mengolah data dari

output sensor berupa tegangan analog yang sebelumnya melewati rangkaian

buffer, kemudian menghasilkan persentase kadar alkohol yang ditampilkan pada LCD. Dari hasil pengujian dan kalibrasi, sistem yang dirancang dapat mengukur kadar alkohol berupa persentase dan dapat menentukan golongan sesuai peraturan

MENKES RI. Untuk golongan A dengan kadar alkohol 1-5%, error pengukuran

sistem sebesar 0,89%. Untuk golongan B dengan kadar alkohol 5-20%, error

pengukuran sistem sebesar 0,21%. Untuk golongan C dengan kadar alkohol 20-55%, error pengukuran sistem sebesar 0,11%.

(5)

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRACT

ALCOHOL LEVEL DETECTION SYSTEM BASED OF

MICROCONTROLLER ON ALCOHOL BEVERAGES WITH LCD DISPLAY

According to the Ministry of Health Regulations Republic of Indonesia No.86/1977, alcohol beverages can be divided into three groups, namely Group of A with 1-5% alcohol level, Group of B with alcohol levels of 5-20%, and Group of C with 20-55% alcohol levels. To determine levels of alcohol in alcohol beverages need to do the testing in the laboratory. The tools used in the laboratory to have a fairly large dimensions at expensive prices. Because it is need to be designed a system that has small dimensions, the price is relatively cheap, and easy to use. So that people can use the system to determine the alcohol levels a alcohol beverages. The system to be designed consists of several components, that is MQ-3 gas sensor to detect alcohol vapor samples, the buffer circuit, microcontroller ATmega16, and LCD (Liquid Crystal Display). Microcontroller as the main control on the system will process data from sensors in the form of an analog voltage output that previously passed through circuits buffers, then generate percentages alcohol levels displayed on the LCD. From the results of testing and calibration, the system is designed to measure the alcohol levels in the form of a percentage and can determine the appropriate class Indonesian Minister of Health regulations. For class A with a 1-5% alcohol levels, the system of measurement error of 0.27%. For class B with 5-20% alcohol levels, the system of measurement error of 0.21%. For category C with 20-55% alcohol levels, the system of measurement error of 0.11%.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang

senantiasa memberikan hidayah, rahmat dan izin - Nya kepada penulis

dalam menyelesaikan skripsi tentang “Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol

Berbasis Mikrokontroller Pada Minuman Beralkohol Dengan

Tampilan LCD”,. Serta Shalawat dan Salam semoga tetap terlimpah dan

tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat, serta

kita semua sebagai pengikutnya sampai akhir zaman. Skripsi ini disusun

untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh studi sarjana dalam

Program Studi Fisika di Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna dalam

kajian maupun penyajiannya. Untuk itu diharapkan saran serta masukan

yang membangun dari berbagai pihak agar penyusunan makalah

kedepannya lebih baik lagi. Dan semoga skripsi ini bisa bermanfaat

khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca.

Bandung, 08 Januari 2014

(7)

(8)

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam penyusunan skripsi ini dari awal hingga selesainya penulis

mendapat bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak

langsung yang telah memberikan kontribusi waktu, tenaga, pikiran, serta

gagasan kepada penulis. Untuk itu dalam kesempatan yang baik ini penulis

dengan tulus ikhlas mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua saya yang tercinta, Nani Sutarni, S.Pd.SD, dan Reja Suteja,

S.Pd, yang telah memberikan semua bantuan berupa materi, do’a, serta

dukungan yang tiada henti kepada penulis sampai skripsi ini bisa

terselesaikan. Terima kasih yang sangat tulus ananda ucapkan kepada

mamah dan bapa.

2. Bapak Drs. Waslaluddin, M.T, sebagai Dosen Pembimbing I dan selaku

koordinator skripsi yang telah memberikan arahan dan bimbingannya.

3. Bapak Ahmad Aminudin, M.Si, sebagai Dosen Pembimbing II yang

telah memberikan arahan dan bimbingannya.

4. Bapak DR. Dadi Rusdiana, M.Si., selaku dosen Pembimbing Akademik

yang telah membimbing penulis mulai dari perkuliahan semester satu

hingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Ibu DR. Ida Kaniawati, M.Si, selaku Ketua Jurusan Pendidikan Fisika

FPMIPA UPI.

(9)

7. Bapak Rudi Suyadi, S.Pd, selaku Penanggung Jawab Harian Workshop

FPMIPA UPI.

8. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Pendidikan Fisika.

9. Dewi Sartika, S.Pd, terima kasih untuk motivasi, dukungan, tenaga, dan

waktu dalam membantu penulis untuk menyelesakan skripsi ini.

10.Ridwan Nurdin, yang telah memeberikan ilmu dan penagalamannya

kepada penulis dalam penyususnan sksripsi ini.

11.Sahabat-sahabat tercinta dan seperjuangan, Ryan Ardiasyah, Andri

Sukmana, Bayu Yudiana, Ferri Wiryawan, Asep Irvan Irvani, Sovian

Nourdiana, Herni Yuniarti, Riki Ahmad, Hayyah Fauziah, Tirana

Auliya, Elisa Tri Wiguna, Krisna Karyasmara, Wanda Wiasmimah

Deva, Rian, yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada

penulis dalam penyusunan skripsi ini.

12.Teman-teman seperjuangan Fisika kelas C, Andira Muttakim, Fitra

Silviani, Vivi Amelia, Agus Suprihatin Utomo, Dyah Yanti Trihartini,

Enung Yanuar Rosana, Derian Wahyuni, Daniel Freddy Sidabalok, Euis

Rauhillah Muhzam, dan Siti Awaliyah, yang selalu berbagi ilmu dan

pengalamannya kepada penulis selama kuliah di Jurusan Fisika UPI.

13.Teman-teman Jurusan Fisika umumnya, dan khususnya teman-teman

Fisika angkatan 2007 yang selalu berbagi ilmu dan pengalamannya

(10)

14.Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan makalah ini.

Semoga Allah SWT. memebalas kebaikan dan bantuannya dengan

(11)

viii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

DAFTARISI ... vi

DAFTARTABEL ... x

DAFTARGAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I : PENDAHULUAN... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 3

C. Batasan Masalah ... 3

D. Tujuan ... 4

E. Metode Penulisan ... 4

F. Manfaat ... 5

BAB II : DASAR TEORI ... 6

A. Alkohol ... 6

B. Pengenceran Larutan ... 6

(12)

ix

1. Struktur dan Dimensi Sensor Gas MQ-3 ... 10

2. Koneksi Pin dan cara Kerja Sensor Gas MQ-3 ... 11

D. Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 12

1. Deskripsi Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 12

2. Arsitektur Mikrokontroler AVR ... 17

a. ALU (Arithmetic Logic Unit) ... 18

3. Memori Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 20

a. Memori Program (Memory Flash) ... 20

b. Memori Data (SRAM) ... 20

c. Memori Data EEPROM ... 21

4. ADC (Analog to Digital Converter) Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 21

E. LCD (Liquid Cristal Display) ... 22

(13)

x

G. Sistem Minimum VL-AB16-IO ... 27

H. Downloader VL-DT01 ... 28

I. Kalibrasi ... 29

BAB III : METODE PENELITIAN ... 30

A. Diagram Alur Penelitian ... 30

B. Diagram Blok Sistem ... 32

C. Prosedur Perancangan Sistem ... 33

D. Prinsip Kerja Sistem ... 34

E. Perancangan Sistem ... 35

1. Perancangan Perangkat Keras ... 35

a. Pembuatan Sampel Alkohol Pembanding ... 35

b. Perancangan Rangkaian Buffer ... 36

c. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Cristal Display) ... 38

d. Perancangan Desain Case Sistem ... 39

2. Perancangan Perangkat Lunak ... 41

a. Pembuatan Flowchart ... 41

(14)

xi

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ... 43

A. Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 43

B. Pengujian Rangkaian Buffer ... 49

C. Pemrograman Mikrokontroler ... 53

D. Pengujian ADC (Analog To Digital Converter) ... 64

E. Pengujian Interfacing LCD ... 67

F. Program Pengolahan Data ... 70

G. Kalibrasi Sistem ... 75

H. Penggunaan Wadah Sampel Berbentuk Tabung Sebagai Metode Baru Dalam Pengukuran ... 77

BAB V : SIMPULAN DAN SARAN ... 79

A. Simpulan ... 79

B. Saran ... 79

DAFTAR PUSTAKA ... 82

(15)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Volume Alkohol yang Diambil ... 36

Tabel 3.2 Daftar Alat dan Bahan Untuk Pembuatan Case ... 49

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 45

Tabel 4.2 Hasil Vrata-rata dari Pengujian Sensor ... 47

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Buffer IC LM324N ... 51

Tabel 4.4 Nilai Rata-rata Pengujian Rangkaian Buffer ... 51

Tabel 4.5 Hasil Pengujian ADC ... 63

Tabel 4.6 Range Nilai ADC untuk Setiap Golongan Konsentrasi Alkohol .... 71

Tabel 4.7 Hasil Kalibrasi Sistem Untuk Golongan B ... 76

Tabel 4.8Hasil Kalibrasi Sistem Untuk Golongan C ... 76

Tabel 4.9 Pengujian Sistem Pada Jenis Minuman ... 77

(16)

xiii

Gambar 2.6 Blok Diagram Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 16

Gambar 2.7 Skema Arsitektur Havard ... 17

Gambar 2.8 Arsitektur Mikrokontroler AVR RICS ... 18

Gambar 2.9 Diagram Dimensi LCD 20 x 4 ... 24

Gambar 3.5 Interfacing LCD dengan PORT.B Mikrokontroler ATMega16 .. 39

Gambar 3.5 Desain Case Sistem ... 40

Gambar 3.6 Gambar Flowchart Program ... 41

Gambar 4.1 Skema Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 44

Gambar 4.2 Proses Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 45

(17)

xiv

Gambar 4.4 Grafik K terhadap Vrata-rata ... 48

Gambar 4.5 Skema Pengujian Rangkaia Buffer ... 50

Gambar 4.6 Rangkaian Buffer IC LM324N (Tampak Atas dan Bawah) ... 50

Gambar 4.7 Proses Pengujian Rangkaian Buffer ... 50

Gambar 4.8 Grafik Vinput (Vin) terhadap Voutput (Vout) ... 52

Gambar 4.9 Skema Proses Pemrograman Mikrokontroler ... 53

Gambar 4.10 Koneksi PC, Downloader VL-DT01, dan Mikrokontroler (Sistem Minimum VL-AB16-IO) ... 54

Gambar 4.11 Tampilan PC Mendeteksi Hardware Baru ... 54

Gambar 4.12 Tampilan PC Proses Instal Program Selesai ... 55

Gambar 4.13 Tampilan PC Pada Device Manager ... 55

Gambar 4.14 Tampilan PC Pada Setting Properties ... 56

Gambar 4.15 Tampilan PC Pada Setting Advaced ... 56

Gambar 4.16 Tampilan PC Pada Options Programmer ... 57

Gambar 4.17 Tampilan PC pada Pemilihan Programmer ... 57

Gambar 4.18 Tampilan PC Pada Pemilihan Com Port dan BAUD ... 58

Gambar 4.19 Tampilan Awal Software Bascom-AVR ... 61

Gambar 4.20 Tampilan Software BASCOM Saat Proses Pengetikan Program ... 61

Gambar 4.21 Tampilan Software BASCOM Saat Compile Program ... 62

Gambar 4.22 Tampilan Software BASCOM Saat Program Chip ... 62

(18)

xv

Gambar 4.24 Tampilan Software BASCOM Saat Proses Download Program ke

Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 63

Gambar 4.25 Skema Pengujian ADC ... 66

Gambar 4.26 Proses Pengujian ADC ... 66

Gambar 4.27 Skema Pengujian Interfacing LCD dengan Mikrokontroler .... 68

(19)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Perancangan Sistem ... 81

Lampiran 2 Datasheet Pada Sistem ... 94

(20)

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Penggunaan alkohol (Etanol) sebagai salah satu komposisi dalam

suatu minuman sudah dikenal luas. Sekarang minuman beralkohol

dapat kita temui di minimarket. Setiap orang mempunyai batas toleransi

terhadap alkohol yang dikonsumsinya. Apabila orang tersebut

mengkonsumsi secara berlebih, maka akan terjadi dampak buruk bagi

kesehatan. Diantaranya, merusak sistem kinerja otak, gangguan jantung,

penyakit kanker, keracunan, bahkan kematian. Selain berdampak buruk

bagi kesehatan, mengkonsumsi alkohol secara berlebih mengakibatkan

gangguan mental. Gangguan mental ini akan mengakibatkan perubahan

perilaku seperti bertindak kasar, mudah marah, bahkan dapat

melakukan pelanggaran atau tindakan kriminal.

Negara Republik Indonesia membuat kebijakan dalam

menggolongkan kadar alkohol. Menurut MENKES No.86/1977.

Golongan tersebut adalah:

1. Golongan A (Kadar alkohol 1-5%).

2. Golongan B (Kadar alkohol 5-20%).

(21)

Berdasarkan adanya klasifikasi kadar alkohol tersebut, maka

dibutuhkan alat ukur kadar alkohol yang bermanfaat untuk mengetahui

kadar alkohol pada minuman serta dapat mengetahui golongan

minuman beralkohol sesuai dengan peraturan MENKES.

Sekarang teknologi sudah sangat berkembang pesat. Sehingga

dengan adanya perkembangan teknologi tersebut dapat membantu

kehidupan manusia menjadi lebih efektif dan efisien. Teknologi

digunakan sebagai suatu sarana untuk memenuhi kebutuhan hidup

manusia. Sebagian teknologi sekarang ini merupakan penerapan dari

teknologi sains untuk kehidupan sehari-hari. Teknologi sains lahir dari

pemikiran manusia yang ingin selalu memberikan manfaat dan

kemudahan dalam kehidupan yang semakin kompleks. Salah satu

contoh perkembangan teknologi adalah sistem pendeteksi kadar alkohol

berbasis mikrokontroler.

Untuk mengetahui kadar alkohol pada minuman beralkohol tidak

bisa diketahui secara langsung, perlu melakukan pengujian di

laboratorium. Alat yang digunakan di laboratorium memiliki dimensi

yang cukup besar dengan harga yang mahal. Karena itu perlu dirancang

sebuah sistem yang memiliki dimensi kecil, harga relatif murah, dan

penggunaan yang mudah. Sehingga masyarakat dapat menggunakan

sistem tersebut untuk mengetahui kadar alkohol pada suatu minuman.

Sistem yang akan dirancang ini terdiri dari beberapa komponen,

(22)

buffer, mikrokontroler ATMega16, dan LCD (Liquid Crystal Display).

Mikrokontroler sebagai kendali utama pada sistem ini akan mengolah

data dari output sensor berupa tegangan analog yang sebelumnya

melewati rangkaian buffer, kemudian menghasilkan persentase kadar

alkohol yang ditampilkan pada LCD.

B. RUMUSAN MASALAH

Dari penjelasan sebelumnya terdapat permasalahan yang akan

menjadi kajian, yaitu :

1. Berapa range konsentrasi kadar alkohol yang dapat diukur oleh

sensor gas alkohol MQ-3?

2. Bagaimana rancangan sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis

mikrokontroler dengan tampilan LCD?

3. Berapa akurasi pengukuran dari sistem pendeteksi kadar alkohol

yang dirancang?

C. BATASAN MASALAH

Untuk mencapai hasil yang optimal dalam perancangan sistem ini,

maka terdapat beberapa batasan masalah. Di antaranya sebagai berikut:

1. Sistem hanya akan menentukan kadar alkohol yang terkandung pada

minuman beralkohol.

2. Sensor gas MQ-3 dapat mendeteksi kadar alkohol pada range 0% -

(23)

3. Mikrokontroler AVR ATMega16 menjadi kendali utama pada sistem

ini.

4. Kadar alkohol yang terdeteksi akan ditampilkan pada LCD (Liquid

Cristal Display) berupa persentase.

D. TUJUAN

Adapun tujuan yang akan dicapai adalah:

1. Merancang dan membuat sistem pendeteksi kadar alkohol dengan

menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega16 dan sensor gas

alkohol MQ-3 dengan tampilan LCD (Liquid Cristal Display).

2. Menampilkan persentase kadar alkohol pada range 0% - 55% hasil

dari pengukuran sistem.

3. Menjadikan alat alternatif detektor kadar alkohol pada minuman

beralkohol yang efektif dan efisien dibandingkan dengan uji

laboratorium.

E. METODE PENELITIAN

Metode penelitian diawali dengan studi literatur sebagai dasar teori

dalam penelitian. Setelah dasar teori dianggap menunjang, kemudian

melakukan perancangan pembuatan sistem pendeteksi kadar alkohol

berbasis mikrokontroler dengan tampilan LCD.

Dalam proses perancangan sistem terbagi menjadi 2 bagian.

(24)

pembuatan sampel alkohol, perancangan rangkaian buffer, perancangan

interfacing LCD dengan mikrokontroler, dan perancangan case / wadah

sistem. Kedua, perancangan perangkat lunak (software), yang meliputi

pembuatan flowchart dan pembuatan program.

Setelah perancangan sistem, kemudian melakukan pengujian sistem

tersebut. Hasil dari pengujian sistem akan didapatkan data yang akan

dibahas sehingga menghasilkan kesimpulan.

Dengan uraian metode penelitian yang dilakukan, maka metode

penelitian ini termasuk metode eksperimen. Karena untuk mendapatkan

data dan hasilnya harus melakukan percobaan terlebih dahulu.

F. MANFAAT

Adapun manfaat dari pembuatan sistem ini adalah dapat

mendeteksi kadar alkohol pada minuman secara efektif dan efisien

(25)

BAB III

METODE PENELITIAN

A. DIAGRAM ALUR PENELITIAN

Metode penelitian merupakan sebuah langkah yang tersusun

secara sistematis dan menjadi pedoman untuk menyelesaikan masalah.

Metode penelitian merupakan cara ilmiah untuk mendapatkan data

tertentu.

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen.

Dengan metode eksperimen, data hasil penelitian akan didapatkan

dengan cara melakukan percobaan.

Dalam penelitian ini dibutuhkan alur penelitian supaya penelitian

dapat berjalan secara sistematis. Gambar 3.1 merupakan Gambaran

(26)

(27)

B. DIAGRAM BLOK SISTEM

Secara keseluruhan sistem yang akan dibuat dapat dilihat dari

diagram blok pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem

Fungsi dari masing-masing unit pada diagram blok sebagai berikut:

1. Sampel minuman beralkohol sebagai objek yang akan diukur

konsentrasi persentase alkohol yang terkandung.

2. Sensor gas MQ-3 berfungsi sebagai pendeteksi konsentrasi

alkohol yang terkandung pada minuman dari uap alkohol, dan juga

sebagai input ke mikrokontroler.

3. Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk menstabilkan

tegangan dari sensor gas MQ-3 dengan menggunakan IC LM324.

4. Mikrokontroler AVR ATMega16 adalah komponen utama yang

berfungsi sebagai pusat kendali dalam sistem ini. Komponen ini

juga berfungsi sebagai tempat pengolahan data yang akan diproses

(28)

5. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data

yang diperoleh dari sensor agar kita langsung dapat melihat

hasilnya secara visual.

C. PROSEDUR PERANCANGAN SISTEM

Dalam pembuatan sistem ini, dibuat prosedur perancangan sistem

sebagai tahapan dalam proses pembuatannya. Prosedur perancangan

sistem dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pembuatan rangkaian sensor gas MQ-3. Dalam pembuatan

rangkaian ini, terdapat dua tegangan yang dibutuhkan sensor gas

MQ-3. Tegangan kerja sensor dan tegangan heater. Tegangan harus

sebesar 5 volt DC.

2. Pembuatan sampel cairan alkohol dengan persentase konsentrasi

alkohol yang berbeda.

3. Melakukan pengujian sensor, dengan cara mengukur persentase

konsentrasi alkohol yang berbeda dari sampel cairan beralkohol.

Kemudian mencatat tegangan output sensor. Setelah data diperoleh,

kemudian pembuatan program untuk pengolahan data pada

mikrokontroler AVR ATMega16.

4. Pembuatan dan pengujian rangkaian pengkondisi sinyal, bertujuan

untuk menstabilkan tegangan output sensor gas MQ-3.

5. Pengujian ADC (Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler

(29)

6. Output sensor dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal

terlebih dahulu sebelum dihubungkan dengan mikrokontroler AVR

ATMega16.

7. LCD (Liquid Crystal Display) dihubungkan ke Port B

mikrokontroler AVR ATMega16.

8. Pengujian sistem secara keseluruhan. Caranya dengan mengukur

sampel alkohol dan membandingkan hasil pengukuran dari alat.

Sehingga dapat menghitung nilai error pada alat.

9. Pembuatan case sebagai wadah sistem.

D. PRINSIP KERJA SISTEM

Sensor gas MQ-3 akan mendeteksi konsentrasi alkohol yang

terkandung dalam zat cair berdasarkan uapnya. Ketika zat cair yang

akan diukur konsentrasi alkoholnya telah berada pada wadah

pengukuran, maka sensor MQ-3 mulai bekerja untuk mendeteksi

konsentrasi alkohol yang terkandung. Apabila terdapat konsentrasi

alkohol pada zat cair tersebut maka uap alkohol akan mengaktifkan

sistem kerja sensor MQ-3 yang kemudian mengirimkan sinyal input

kepada mikrokontroler AVR ATMega16. Data input tersebut berupa

data analog yang kemudian akan diproses oleh ADC yang terdapat pada

mikrokontroler AVR ATMega16 sehingga didapatkan hasil data berupa

(30)

E. PERANCANGAN SISTEM

Perancangan sistem terdiri dari dua tahapan. Perancangan

Perangkat Keras (Hardware) dan Perancangan Perangkat Lunak

(Software). Kedua tahapan tersebut harus diperhatikan dengan baik,

agar sistem dapat bekerja dengan baik sesuai yang diharapkan.

1. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras meliputi, Pembuatan sampel

alkohol, perancangan rangkaian buffer, perancangan LCD (Liquid

Cristal Display), dan Case.

a. Pembuatan Sampel Alkohol

Pembuatan sampel alkohol pembanding bertujuan untuk

menguji sensor gas MQ-3. Untuk mendapatkan nilai

kandungan alkohol yang baik dibutuhkan perhitungan larutan

alkohol yang tepat. Pembuatan sampel alkohol ini

menggunakan rumus reaksi pengenceran. Rumus reaksi

pengenceran menggunakan persamaan 2.6.

Dalam proses ini dibuat 50 mL larutan alkohol dengan

konsentrasi 7%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70%.

Konsentrasi larutan alkohol yang tersedia adalah 70%. Dengan

menggunakan persamaan 2.6 didapatkan hasil pada Tabel

(31)

Tabel 3.1 Volume Alkohol yang Diambil

No Vi (mL) Va (mL) Ni (%) Na (%)

Rangkaian buffer merupakan rangkaian yang dapat

menghasilkan nilai tegangan output sama dengan nilai

tegangan input. Karena itu rangkaian ini akan memiliki

penguatan satu kali. Fungsi dari rangkaian buffer sebagai

penyangga, karena pada dasarnya prinsip yang digunakan

adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan.

Rangkaian buffer yang dibuat seperti pada Gambar 3.3.

Dengan menghubungkan jalur input inverting ke jalur output

(32)

Gambar 3.3 Rangkaian Buffer

Dengan metode tersebut, maka diperoleh perhitungan

matematis sebagai berikut:

... (4.1)

Sehingga diperoleh nilai penguatan tegangan (Av)

sebagai berikut:

... (4.2)

Dari persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa

rangkaian tersebut tidak terjadi penguatan tegangan.

Rangkaian buffer pada sistem ini menggunakan IC

LM324N. IC LM324N memiliki Vcc antara 5 volt – 15 volt.

Untuk penjelasan masing-masing pin dapat dijelaskan sebagai

berikut:

- Pin 1,7,8,14 (Output), merupakan sinyal output.

- Pin 2,6,9,13 (Inverting Input), merupakan pin yang dapat

(33)

- Pin 3,5,10,12 (Non-Inverting Input), merupakan pin yang

menghasilkan sinyal output sama dengan sinyal input.

- Pin 4 (+Vcc), merupakan pin yang beroperasi pada tegangan

antara +1,5 Volt sampai +15 Volt.

- Pin 11 (-Vcc), merupakan pin yang beroperasi pada tegangan

antara -1,5 Volt sampai -15 Volt.

Gambar 3.4KonfigurasiPin IC LM324N (ST, 2011)

c. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Cristal Display)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang

menggunakan dot matriks dalam sistem kerjanya. LCD

digunakan sebagai display dari sistem pendeteksi konsentrasi

alkohol berupa persentase. Untuk melakukan interfacing LCD

dengan mikrokontroler AVR ATMega16, perlu diketahui

fungsi dari setiap pin. Dari konfigurasi pada Gambar 3.5, pin

(34)

Gambar 3.5 Interfacing LCD dengan PORT.B Mikrokontroler

ATMega16

d. Perancangan Desain Case Sistem

Perancangan desain untuk case sistem pendeteksi

konsentrasi alkohol memiliki ukuran yang kecil. Selain

menjadikan sistem mempunyai tampilan yang menarik, case

juga mempunyai tujuan agar dapat menjaga sistem tersebut

dari kerusakan. Bahan yang digunakan untuk membuat case

adalah acrylic.

Daftar bahan dan alat yang digunakan dalam membuat

(35)

Tabel 3.2Daftar alat dan bahan untuk pembuatan case

Nama Alat dan

Bahan Jumlah

Acrylic 1 (40x40 cm)

Lem Acrylic Secukupnya

Pemotong Acrylic 1

Bor Tangan 1

Ampelas Halus 1 lembar

Kikir 1

Mesin Gerinda 1

Penggaris 1

Pensil 1

Desain case sistem pendeteksi konsentrasi alkohol

berbentuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6.

(36)

(37)

2. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak meliputi, pembuatan flowchart,

pembuatan program mikrokontroler AVR ATMega16.

a. Pembuatan Flowchart

Sebelum membuat program perintah untuk sistem pada

mikrokontroler, dibutuhkan flowchart program. Flowchart

program dapat dilihat pada Gambar 3.8.

(38)

b. Pembuatan Program

Setelah membuat flowchart program dan mengetahui

variabel yang akan dikonversi yang tadinya analog menjadi

digital, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan program.

Pembuatan program ini dilakukan dengan bantuan software

BACOM. Pada program ini akan dituliskan perintah yang

sesuai dengan flowchart yang telah dibuat sebelumnya.

Pemrograman adalah salah satu bagian yang penting

dalam pembuatan alat ini, karena pada bagian pemrograman

ini akan dilakukan pemilihan perintah untuk mengolah data

input agar dapat diolah oleh mikrokontroler sehingga menjadi

output yang diinginkan.

Setelah membuat program yang berisikan perintah untuk

di-download dari komputer (PC) ke mikrokontoler, maka tahap

selanjutnya adalah proses download. Proses ini dilakukan

dengan alat downloader VL-DT01. VL-DT01 akan

(39)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Dari hasil pengujian sistem dan analisis yang sudah dilakukan,

maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Sistem pendeteksi kadar alkohol yang sudah dibuat dapat

mendeteksi kadar alkohol pada range 0% sampai dengan 55% dari

minuman.

2. Sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis mikrokontroler dengan

tampilan LCD dirancang dari beberapa komponen rangkaian

penyusun. Yaitu, rangkaian sensor gas alkohol MQ-3, rangkaian

buffer, sistem minimum mikrokontroler, dan LCD.

3. Error dari hasil pengukuran sistem untuk Golongan A 1-5% sebesar

0,89%. Golongan B 5-20% sebesar 0,21%. Golongan C 20-55%

sebesar 0,11%.

B. SARAN

Berdasarkan dari perancangan sistem ini, terdapat beberapa saran

yang harus diperhatikan, di antaranya:

1. Sistem masih menggunakan adaptor sebagai sumber daya. Sehingga

diperlukan sumber daya seperti batu baterai agar dapat digunakan

(40)

2. Sampel yang digunakan sebagai pengukuran range persentase kadar

alkohol ditambah lagi, agar menghasilkan pengukuran yang lebih

akurat.

3. Pembuatan sampel sebagai nilai pembanding harus mempunyai

ketelitian yang sangat tinggi, agar menghasilkan perbandingan yang

lebih akurat antara kadar alkohol dan tegangan output sensor.

4. Kotak yang digunakan sebagai tempat penyimpanan sampel masih

belum kedap udara sepenuhnya, sehingga udara masih bisa masuk

ke dalam kotak dan dapat mengganggu pembacaan sensor.

5. Waktu yang dibutuhkan sensor untuk proses netralisasi dibutuhkan

waktu yang cukup lama, apalagi jika kadar alkohol yang di ukur

mencapai lebih dari 50%. Sehingga dibutuhkan blower / kipas agar

bisa membantu proses netralisasi menjadi lebih cepat. Serta dapat

mengurangi panas berlebih pada sensor, ketika digunakan dalam

(41)

DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, Heri. (2008). Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16

Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR). Bandung: Informatika

Bandung.

Budiastra, I.N., Jayamiharja, I.M., Negara, IG.A.M. (2009). “Rancang Bangun

Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Minuman Berbasis Mikrokontroler

AT89S51”. Jurnal Teknologi Elektro. 8, (1), 31-37.

Budiharto, Widodo. (2011). Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta: Graha

Ilmu.

Chandra, F. Dan Arifianto, D. (2011). Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis. Jakarta Selatan: Kawah Pustaka.

Cuswanto, Anto. (2012). Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam

Minuman Berbasis Mikrokotroller ATMega8535 Dengan Output LCD.

Naskah Publikasi pada Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan

Komputer AMIKOM Yogyakarta: Tidak diterbitkan.

Pitowarno, Endra. (2005). Mikroprosesor dan Interfacing. Yogyakarta: Andi.

Rusmadi, Dedy. (2006). Digital & Rangkaian. Bandung: Pionir Jaya.

Satria, A.V., Wildan. (2013). “Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada

Cairan Menggunakan Sensor MQ-3 Berbasis Mikrokontroler AT89S51”.

Jurnal Fisika Unand. 2, (1), 13-19.

Setiawan, Afrie. (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMega8535 dan

(42)

Umar, Achmad D.R. (2009). Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol Pada Minuman

Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Tugas Akhir Program Diploma III FT

Universitas Negeri Malang: Tidak diterbitkan.

Winoto, Ardi. (2010). Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan

Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung: Informatika