MENGGUNAKAN MQ7 BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
NUKI VERA RL BR SBY 172411068
PROGRAM STUDI D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
LAPORAN TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH AHLI MADYA
NUKI VERA RL BR SBY 172411068
PROGRAM STUDI D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
PROTOTIPE ALAT PEMBERSIH ASAP PADA RUANGAN MENGGUNAKAN MQ7 BERBASIS ARDUINO UNO
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing di sebutkan sumbernya.
Medan, 04 Agustus 2020
Nuki Vera Rl Br Sby 172411068
PROTOTIPE ALAT PEMBERSIH ASAP PADA RUANGAN MENGGUNAKAN MQ7 BERBASIS ARDUINO UNO
ABSTRAK
Pemerintah Indonesia mengatur persyaratan kesehatan lingkungan kerja perkantoran dan industri lewat Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.1404/SK/XI/2020 dimana kadar kualitas fisik udara dalam ruangan untuk variabel suhu yaitu 18 – 28 ºC, variabel kelembaban relatif 40% – 60% Rh, variabel intensitas cahaya minimal 100 lux, variabel laju ventilasi 0,15 – 0,25 m/detik.
Berdasarkan keadaan di atas maka dirancang suatu alat yang dapat membantu pemerintah terhadap kualitas udara di dalam ruangan. Telah dirancang suatu alat pembersih asap pada ruangan menggunakan sensor MQ7 berbasis ARDUINO UNO.
Alat pendeteksi asap ini dirancang agar dapat membersihkan asap pada ruangan sehingga dapat terhidar dari bahaya polusi asap. Hasil keluaran yang berupas sistem pembersih asap secara otomatis pada ruangan. Sistem ini secara otomatis akan mendeteksi adanya asap kemudian membersihkannya menggunakan KIPAS DC dan memberikan persentasenya di LCD. Untuk dapat mengetahui keberadaan asap digunakan sensor MQ-7. Arduino Uno berfungsi untuk mengolah sinyal yang dikirimkan oleh sensor kemudian memberikan perintah menghidupkan display untuk menampilkan keberadaan asap pada ruangan. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan alat bekerja dengan baik pada saat kadar nilai asap pada ruangan dengan cakupan 20- 2000 ppm.
Kata kunci: Arduino uno, Kipas DC, LCD, MQ-7, Trimport.
PROTOTYPE OF CLEANING EQUIPMENT IN ROOM USING ARDUINO UNO-BASED MQ7
ABSTRACT
The Indonesian government regulates the health requirements for office and industrial work environments through the Decree of the Minister of Health of the Republic of Indonesia No.1404 / SK / XI / 2020 where the physical quality levels of indoor air for temperature variables are 18 - 28 ° C, variable relative humidity 40%
- 60% Rh, variable light intensity at least 100 lux, variable ventilation rate 0.15 - 0.25 m / sec. Based on the above conditions, a device was designed to help the government with indoor air quality. It has been designed a smoke cleaner in the room using the MQ7 sensor based on ARDUINO UNO. This smoke detector is designed to be able to clean smoke in the room so that it can avoid the dangers of smoke pollution. The output is an automatic smoke cleaning system in the room. This system will automatically detect the presence of smoke then clean it using a DC FAN and give the percentage on the LCD. To be able to determine the presence of smoke, the MQ-7 sensor is used. Arduino Uno functions to process the signal sent by the sensor then gives the command to turn on the display to display the presence of smoke in the room. From the test results, it can be concluded that the tool works well when the smoke value in the room is 20-2000 ppm.
Keywords: Arduino uno, DC fan, LCD, MQ-7, Trimport.
PENGHARGAAN
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada TYM, dengan dilimpahkan berkatNya penyusunan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan. Ucapan Terima kasih penulis sampaikan Kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini yaitu kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara sekaligus selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam perkuliahan.
2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof. Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir.
4. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program Studi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Ayahanda Rahul Sebayang, SP dan Ibunda tercinta Roose Merry Br Tarigan, SE yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moral dan material yang sangat membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
6. Adik saya Durio Jibetius Sebayang dan adik saya Ercihona Regana Br Sebayang sebagai penyemangat yang telah memberikan dukungan serta motivasi dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
7. Sahabat saya Lila, Jenita, Team Bakso Bakar (Iyus, Bunga, Santa), Team IMKA Mergasilima, Team Mayang Nguda, temanku Hotita serta seluruh teman ku yang tak dapat ku sebutkan satu persatu yang telah memberikan Dorongan Semangat dan Motivasi dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir.
8. Rekan-rekan Metrologi dan Instrumentasi D-III yang memberikan bantuan penulisan untuk menyelesaikan Laporan.
Akhir kata, semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan Mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan tentang Laporan Tugas Akhir.
Medan, 04 Agustus 2020
Nuki Vera Rl Br Sby
DAFTAR ISI
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
PENGHARGAAN iv
DAFTAR ISI vi
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR LAMPIRAN x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan 2
1.4 Manfat 2
1.5. Sistematika Penulisan 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kipas Angin 4
2.2 Sensor MQ7 5
2.3 Arduino Uno 8
2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 11
2.5 Trimpot 14
2.6 Adaptor 15
2.7 Relay 16
2.8 Udara 19
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perencanaan Sistem 23
3.2 Diagram Blok 24
3.3 Flowchart sistem 25
3.4 Hasil Perancangan 26
3.4.1 Rangkaian Trimport dan LCD 27
3.4.2 Rangkaian Arduino Uno 28
3.4.3 Rangkaian MQ7 29
3.4.4 Rangkain Kipas DC 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Implementasi Sistem 30
4.2 Pengujian 30
4.3 Pengujian Sensor MQ-7 30
4.4 Pengujian LCD 31
4.5 Pengujian Alat Keseluruhan 32
4.6 Hasil Pengukuran Komponen 34
BAB V kesimpulan dan saran
5.1 Kesimpulan 38
5.2 Saran 38
DAFTAR PUSATAKA 39
LAMPIRAN
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1 Kipas DC 4
2.2 MQ7 5
2.3 Konfigurasi Sensor MQ7 7
2.4 Arduino Uno 8
2.5 LCD 11
2.6 Trimpot 14
2.7 Adaptor 15
2.8 Ilustrasi Cara Kerja Relay 16
2.9 Simbol Relay 18
3.1 Diagram Blok 24
3.2 Flowchart Sistem 25
3.3 Diagram Wirring 26
3.4 Hasil Rancangan 27
3.5 Rangkaian LCd 27
3.6 Rangkaian Arduino Uno 28
3.7 Rangkaian MQ7 29
3.8 Rangkaian Kipas 29
4.1 Program Pengujian Sensor MQ-7 31
4.2 Program Pengujian LCD 32
4.3 Pengukuran Arduino Uno 34
4.4 Pengukuran LCD 35
4.5 Pengukuran Sensor Terdeteksi Asap 36
4.6 Pengukuran Sensor Tidak Terdeteksi Asap 36
4.7 Pengukuran Kipas DC ON 37
4.8 Pengukuran Kipas DC OFF 37
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1 Komponen sensor MQ-7 7
2.2 Pin –pin konfigurasi pada LCD 13
4.1 Pengukuran ArduinoUno 34
4.2 Pengukuran LCD 35
4.3 Pengukuran Sensor 35
4.2 Pengukuran Kipas DC 37
Nomor
Lampiran Judul Halaman
1 Data sheet 40
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan banyaknya kasus keracunan asap karena telat penanganan di indonesia. Juga bahayanya asap rokok bagi kesehatan manusia. Disini semua karena asap dari pembakaran sesuatu yang berbahaya. Asap yang terlalu banyak dan tanpa kita sadari terhisap maka bisa menyebabkan kematian.Maka sebelum terlambat dan masuk ke dalam tubuh kita, sebaiknya hindari asap yang terlalu banyak. Pemerintah Indonesia mengatur persyaratan kesehatan lingkungan kerja perkantoran dan industri lewat Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.1404/SK/XI/2020 dimana kadar kualitas fisik udara dalam ruangan untuk variabel suhu yaitu 18 – 28 ºC, variabel kelembaban relatif 40% – 60% Rh, variabel intensitas cahaya minimal 100 lux, variabel laju ventilasi 0,15 – 0,25 m/detik (Kepmenkes, 2002). Namun fakta menyebutkan bahwa udara dalam ruangan memiliki polutan lebih tinggi di banding luar ruangan. Itu terjadi karena sering kali di dalam ruangan terjadi pembakaran tak sempurna yang menghasilkan CO2 ataupun asap yang bersumber dari asap rokok, pembakaran obat nyamuk dan lain sebagainya.
“Rejeki S, (2019) telah membuat alat yang berjudul Sistem Pendeteksi Asap Rokok Pada Ruangan Menggunakan Sensor MQ2 Berbasis Mikrokontroler Atmega328. Sensor MQ2 digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas yang mudah terbakar seperti asap, hidrogen, alkohol dan LPG. Dan pada alat sebelumnya hanya mendeteksi asap saja kemudian memberikan persentase nilai kadar asap pada LCD.
Perbedaan dengan proyek akhir ini adalah disini penulis menggunakan sensor MQ7.
Sensor MQ7 digunakan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari hari, industri, atau mobil. Sensor MQ7 juga memiliki tingkat sensitivitas yang lebih tinggi terhadap karbon monoksida, lebih stabil dan berumur panjang. Pada alat ini terdapat kipas DC yang digunakan untuk menukar udara yang di dalam ruangan dengan udara yang di luar ruangan. Alat ini juga dibuat dengan konsep yang sederhana, hingga para pengguna mudah menggunakanya. Dengan sistem ini, kita tidak perlu khawatir terhadap kualitas udara yang ada diruang tersebut. Ketika sistem diaktifkan, dimana dalam hal ini pembersih udara akan aktif,
maka secara otomatis pengontrolan terhadap udara di ruang itu dimulai, ketika sensor mendeteksi kadar asap di dalam ruangan dengan otomatis sensor akan mengirim kan sinyal dan memerintahkan pengaktifan kipas dc yang berfungsi untuk mengeluarkan udara dan kipas DC akan aktif sampai dengan kondisi udara normal. Sehingga ketika sensor tidak mendeteksi asap lagi maka secara otomatis kipas akan berhenti.
Oleh karena itu penulis membuat alat dengan judul “Prototipe Alat Pembersih Asap Pada Ruangan Menggunakan MQ7 Berbasis Arduino Uno”. Disini penulis memilih alat pendeteksi tersebut sebagai alat yang di kembangkan karena sangat mempermudah dan membantu pekerjaan pengguna.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan dari latar belakang tersebut maka beberapa permasalahan yang akan muncul dalam mengerjakan tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana prinsip kerja dari pendeteksi MQ7?
2. Apakah mikrokontroler bekerja sesuai program?
3. Apa fungsi LCD pada saat terdeteksi asap dan tidak terdeteksi asap?
1.3 Tujuan
Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
1. Untuk mengetahui prinsip kerja dari pendeteksi MQ7.
2. Untuk mengetahi mikrokontroler bekerja sesuai dengan program.
3. Untuk mengetahui fungsi LCD pada saat terdeteksi asap dan tidak terdeteksi asap.
1.4 Manfaat
Manfaat dari tugas akhir ini adalah:
1. Dapat membuat alat pemberih asap berbasis mikrokontroller
2. Dapat bermanfaat bagi khalayak umum dengan memanfaatkan teknologi.
3. Dapat menerapkan ilmu pemograman 4. Dapat menyelesaikan pendidikan
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat pembersih asap menggunkan kipas DC berbasis Arduinouno maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan proyek akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke Arduino.
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke Arduino.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kipas Angin
Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan. Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.
Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi. Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), kipas angin Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing. Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin juga dipasang pada alas atau tatakan Laptop untuk menghantarkan udara dan membantu kipas laptop dalam mendinginkan suhu laptop tersebut.
Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas).
(https://id.wikipedia.org/wiki/Kipas_angin)
Gambar 2.1 Kipas DC
( Sumber : Tokopedia.com/Mitra Grosir)
2.2 MQ7
Gambar 2.2 MQ7
(sumber:www jagoan elektronika.com)
„Tania, (2014) Sensor MQ-7 merupakan sensor gas karbon monoksida (CO) yang berfungsi untuk mengukur konsentrasi gas karbon monoksida (CO). Sensor ini memiliki sensitivitas tinggi dan waktu respon yang cepat. Keluaran yang dihasilkan oleh sensor ini adalah berupa sinyal analog. Sensor ini juga membutuhkan tegangan direct current (DC) sebesar 5V. Pada sensor ini terdapat nilai resistansi sensor (Rs) yang dapat berubah bila mendeteksi gas dan juga sebuah pemanas yang digunakan sebagai pembersih sensor dari kontaminasi udara dari luar. Sensor ini mampu mendeteksi kadar nilai karbon monoksida dalam udara dengan cakupan antara 20- 2000 ppm.
Sensor ini digunakan untuk mendeteksi keberadaan gas CO (karbon monoksida) yang merupakan hasil pembakaran pada kendaraan. Sensor ini terdiri dari keramik Al2O2, lapisan tipis SnO2, elektroda serta heater yang digabungkan dalam suatu lapisan kerak yang terbuat dari plastik dan stainless. Apabila terdeteksi gas CO maka tegangan output pada sensor akan naik, sehingga konsentrasi gas akan menurun dan terjadi proses deoksidasi. Akibatnya permukaan dari muatan negatif oksigen akan berkurang, ketinggian permukaan sambungan penghalang pun akan ikut terjadi. Hal ini mengakibatkan penurunan resistansi sensor yang juga memiliki sebuah heater sebagai pembersih udara.
Sensor ini memerlukan tegangan pemanas (power heater) sebesar 5V, resistansi beban (load resistance), dan keluaran sensor dihubungkan ke pin ADC (pengubah nilai analog ke digital), sehingga keluaran dapat ditampilkan dalam
bentuk sinyal digital. Maka nilai digital yang berupa keluaran sensor ini dapat ditampilkan pada penampil cairan kristal penampil.
MQ-7 digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan catu daya heater: 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian: 5V DC, jarak pengukuran: 20 - 2000ppm untuk ampu mengukur gas karbon monoksida.
Bentuk sensor ini mirip dengan sensor MQ-3 yang digunakan untuk mendeteksi alkohol. Kemasan sensor MQ-7 tersedia dalam dua macam yaitu dari bahan metal dan plastic. Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat. Output sensor berupa resistansi analog. Rangkaian driver pun sangat sederhana, yang dibutuhkan hanya suplai daya 5V untuk heater coil, menambahkan resistansi beban (RL), dan menghubungkan output ke ADC. Struktur dan konfigurasi sensor gas MQ-7 pertama adalah material sensor yaitu tin dioxide (SnO2). MQ7 memiliki 6 pin, 4 pin yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 pin digunakan untuk memberikan pemanasan material sensor.
Hambatan permukaan sensor Rs diperoleh melalui dipengaruhi sinyal output tegangan dari resistansi beban RL yang seri. Lapisan sensitif dari MQ-7 komponen gas sensitif terbuat dari SnO2 dengan stabilitas. Jadi ia memiliki stabilitas jangka panjang yang sangat baik. Nilai resistansi MQ-7 adalah perbedaan untuk berbagai jenis dan berbagai gas.
Jadi, Bila menggunakan komponen ini, penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan. Penulis sarankan pembaca mengkalibrasi detektor untuk CO 200 ppm di udara dan menggunakan nilai resistansi beban itu (RL) sekitar 10 KΩ (5KΩ sampai 47 KΩ).
a. Ketika secara akurat mengukur, titik alarm yang tepat untuk detektor gas harus ditentukan setelah mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembaban.
b. Sensitivitas program menyesuaikan hubungan sensor ke rangkaian aplikasi c. Menghidupkan daya, terus pemanasan melalui listrik lebih dari 48 jam.
d. Sesuaikan beban perlawanan RL sampai Anda mendapatkan nilai sinyal yang
menanggapi konsentrasi karbon monoksida tertentu pada titik akhir dari 90 detik.
e. Sesuaikan lain beban resistansi RL sampai Anda mendapatkan nilai sinyal yang menanggapi konsentrasi CO di titik akhir dari 60 detik
Tabel 2.1. Komponen sensor MQ-7
No Parts Materials
1 Gas sensing layer SnO2
2 Electrode Au
3 Electrode line Pt
4 Heater coil Ni-cralloy
5 Tubular ceramic Al2O3
6 Anti-explosion network Stainless steel gauze (sus316 100-mesh)
7 Clamp ring Clamp ring Copper plating Ni
8 Resin bane Bakelite
9 Tube pin Copper plating Ni
MQ-7 sensor gas disusun oleh mikro Al2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi kerak yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. MQ-7 dibuat dengan 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan arus pemanasan.
Gambar 2.3. Konfigurasi MQ-7
(sumber:https://jagoanelektronika.blogspot.com)
2.3 Arduino Uno
Gambar 2.4 Arduino Uno (sumber:www jogja robotika.com)
„Tania, (2014) Arduino adalah pengendali mikrosingle-board yang bersifat open source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemograman sendiri. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Bahasa yang digunakan dalam Arduino bukan assambler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino.
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Pada gambar dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian komponen didalamnya.
Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:
a. 14 pin IO Digital (pin 0–13) Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.
b. 6 pin Input Analog (pin 0–5) Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka antara 0 dan 1023.
c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11) Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada IDE.
Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada komputer dengan menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil daya dengan menggunakan suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika tidak terdapat power supply yang melalui AC adapter, maka papan Arduino akan mengambil daya dari USB port. Tetapi apabila diberikan daya melalui AC adapter secara bersamaan dengan USB port maka papan Arduino akan mengambil daya melalui AC adapter secara otomatis.
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan arduino. IDE atau Integrated Development Environment suatu program khusus untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan Arduino. IDE arduino merupakan software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan java.
IDE arduino terdiri dari:
1. Editor Program
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing
2. Compiler
Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing.
3. Uploader
Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memori di dalam papan Arduino
Dalam bahasa pemrograman arduino ada tiga bagian utama yaitu : a. Struktur Program Arduino
1) Kerangka Program Kerangka program arduino sangat sederhana, yaitu terdiri atas dua blok. Blok pertama adalah void setup() dan blok kedua adalah void loop. Blok Void setup () : Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat setelah arduino dihidupkan atau di-reset. Merupakan bagian persiapan atau instalasi program. Blok void loop() : Berisi kode program yang akan dijalankan terus menerus. Merupakan tempat untuk program utama.
2) Sintaks Program Baik blok void setup loop () maupun blok function harus diberi tanda kurung kurawal buka “{“ sebagai tanda awal program di blok itu dan kurung kurawal tutup “}” sebagai tanda akhir program.
b. Variabel : Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas dengan menggunakan sebuah varibel.
c. Fungsi :Pada bagian ini meliputi fungsi input output digital, input output analog, advanced I/O, fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi komunikasi.
Pada proses Uploader dimana pada proses ini mengubah bahasa pemrograman yang nantinya dicompile oleh avr-gcc (avr-gcc compiler) yang hasilnya akan disimpan kedalam papan arduino. Avr-gcc compiler merupakan suatu bagian penting untuk software bersifat open source. Dengan adanya avr-gcc compiler, maka akan membuat bahasa pemrogaman dapat dimengerti oleh mikrokontroler. Proses terakhir ini sangat penting, karena dengan adanya proses ini maka akan membuat proses pemrogaman mikrokontroler menjadi sangat mudah.
Berikut ini merupakan gambaran siklus yang terjadi dalam melakukan pemrogaman Arduino:
1. Koneksikan papan Arduino dengan komputer melalui USB port.
2. Tuliskan sketsa rancangan suatu program yang akan dimasukkan ke dalam papan Arduino.
3. Upload sketsa program ke dalam papan Arduino melalui kabel USB dan kemudian tunggu beberapa saat untuk melakukan restart pada papan Arduino.
4. Papan Arduino akan mengeksekusi rancangan sketsa program yang telah dibuat dan diupload ke papan Arduino
Arduino uno dapat diberi daya melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply eksternal. Jika arduino uno dihubungkan ke kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supplay external (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino uno. Jika menggunakan baterai, ujung kabel yang
dibubungkan ke baterai dimasukkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER.
Arduino uno dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino uno diberi tegangan di bawah 7 volt, maka pin 5V akan menyediakan tegangan di bawah 5 volt dan arduino uno munkin bekerja tidak stabil. Jika diberikan tegangan melebihi 12 volt, penstabil tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak arduino uno. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino uno berkisar antara 7 sampai 12 volt.(Kadir, 2002)
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
Gambar 2.5 LCD
(sumber: (sumber:www jogja robotika.com)
„Tania, (2014) LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.
Gambar 2.1 LCD (Liquid Crystal Display) Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube) yang sudah berpuluh- puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relatif kecil, lebih ringan,
tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.
LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah : 1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit 5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC dan Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Tabel 2.2 Pin –pin konfigurasi pada LCD
Pin Simbol dan Fungsi
1 GND
2 VCC (+5v) 3 Pengatur Kontras
4 (RS) ==>> 0 = Instruction input / 1 = Data input
5 (R/W) ==>> 0 = Write to LCD Module / 1= Read from LCD Module
6 (E) ==>>Enable Signal 7 (DB0) ==>> Data Pin 0 8 (DB1) ==>> Data Pin 1 9 (DB2) ==>> Data Pin 2 10 (DB3) ==>> Data Pin 3 11 (DB4) ==>> Data Pin 4 12 (DB5) ==>> Data Pin 5 13 (DB6) ==>> Data Pin 6 14 (DB7) ==>> Data Pin 7 15 (VB+) ==>> back light (+5v) 16 (VB-) ==>> back light (GND)
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain:
1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd 2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V
3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10 kΩ sebagai pengatur kontras.
4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).
5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.
6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.
7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 – Pin 14).
8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.
Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display) pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah paralel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu.
2.5 Trimpot
Gambar 2.6 Trimpot (sumber:www jogja robotika.com)
Trimpot adalah sebuah resistor variabel kecil yang biasanya digunakan pada rangkaian elektronika sebagai alat tuning atau bisa juga sebagai re-kalibrasi. Seperti potensio juga, Trimpot juga mempunyai 3 kaki selain kesamaan tersebut sistem kerja/cara kerjanya juga meyerupai potensio hanya saja kalau potensio mempunyai gagang atau handle untuk memutar atau menggeser sedangkan Trimpot tidak. Lalu bagaimana cara merubah nilai resistansi sebuah Trimpot? Jawabannya adalah dengan cara mengetrimnya menggunakan obeng pengetriman. Dalam rangkaian elektronika Trimpot disimbolkan dengan huruf VR.
Fungsi daripada Trimpot juga memiliki kesamaan layaknya Potensio, namun adakalanya berbeda karena Trimpot seringnya dipasang pada pcb langsung. Contoh penggunaan Trimpot sering kita temukan pada rangkaian RGB sebagai tuning warna pada televisi berwarna dan sebagai tuning subbrigth serta kontras. Trimpot dibagi menjadi dua jenis atau tipe yakni Single turn Trimpot dan Multi turn Trimpot, single turn Trimpot merupakan tipe yang sering sekali digunakan karena harganya yang
murah sedangkan Multi turn Trimpot digunakan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat pada resolusi yang tinggi. (Wahyudi, 2018)
2.6 Adaptor
Gambar 2.7 Adaptor (sumber:www jogja robotika.com)
Adaptor adalah sebuah rangkaian yang berguna untuk mengubah tegangan AC yang tinggi menjadi DC yang rendah. Adaptor merupakan sebuah alternatif pengganti dari tegangan DC (seperti; baterai, Aki) karena penggunaan tegangan AC
lebih lama dan setiap orang dapat menggunakannya asalkan ada aliran listrik di tempat tersebut. Adaptor juga banyak di gunakan dalam alat sebagai catu daya, layaknya amplifier, radio, pesawat televisi mini dan perangkat elektronik lainnya.
(Mulyanta, 2005)
2.7 Relay
„Mantili, (2014) Relay adalah saklar elektronik yang bekerja karena adanya kontrol yang digerakkan oleh listrik. Relay terdiri dari 2 bagian utama yaitu, Elektromagnet (Coil ) dan Mekanikal. Terbuka / tertupnya saklar bergantung pada coil apakah ada listrik yang melewati, sebab koil akan berubah menjadi magnet seketika ada listrik yang melewatinya, sehingga tuas mekanik akan tertarik. Relay mampu menangani daya yang lebih besar dari daya kerjanya.menurut arus listrik kerjanya, relay dibagi menjadi 2 yaitu Relay AC dan Relay DC. Untuk bisa mengetauhi apakah tegangan kerja yang dibutuhkan anda bisa melihat informasi teknis yang tertulis pada body. Relay AC bekerja pada tegangan 220 Volt, sedangkan Relay DC umumnya bekerja pada tegangan 6 Volt, 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt.
Gambar 2.8 Ilustrasi Cara Kerja Relay (sumber: https://www.otoflik.com)
Untuk menjelaskan prinsip kerja secara lebih lengkap,silahkan perhatikan kontruksi relay pada gambar berikut. Relay memiliki coil atau lilitan kawat yang berfungsi apabila lilitan tersebut diberikan tegangan kerjanya (power) maka akan berubah menjadi magnet, sehingga tuas akan tertarik menempel pada koil. Tuas yang awalnya terhubung dengan terminal output Normally Close (NC) akan berpindah ke
terminal output normally open (NO), begitu tidak ada power maka tuas akan kembali ke posisi semula.tuas dapat kembali ke posisi semula dikarenakan menggunakan plat yang memilki kelenturan baik, yang mampu menjangkau diantara kedua jarak terminal, oleh kerenanya relay memiliki rumah yang melindungi gangguan luar terhadap sistem kerjanya. Relay dengan kemapuan besar biasanaya di kemas pelindung yang transparan, sehingga masih memungkinkan kita mengetauhi bagaimana sistem mekanik di dalamnya bekerja. Jika tegangan yang di berikan berada di antara kondisi keduanya,maka akan sangat terdengar bunyi perpindahan tuasnya.
Secara umum, keutamaan penggunaan relay adalah kemampunya bekerja pada rangkaian berdaya rendah dan mampu menangani system pensaklaran dengan daya besar. Hal inilah yang membedakan sistem pensaklaran menggunakan transistor. Sistem pada transitor menggunakan daya kecil penggunaanya pun untuk daya kecil. Relay dengan arus AC tidak lah berbeda kerjanya, hanya coil yang di design mampu bekerja pada arus jenis AC.
1. Single Pole Single Throw (SPST) : Relay kelompok ini memiliki 1 jenis kontak, dengan 2 terminal 1 terminal input dan satu terminal output.
2. Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay kelompok ini memiliki 2 jenis kontak, terdiri dari 3 terminal, satu terminal input dan 2 terminal output dengan 2 kondisi normally NO/NC.
3. Double Pole Single Throw (DPST) : Relay kelompok ini sama seperti dua relay SPST dalam satu rumah namun dikendalikan oleh hanya satu koil, satu kondisi kontak pada masing masing terminal.
4. Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay kelompok ini sama dengan relay jenis SPDT dalam satu rumah dan dikendalikan leh hanya satu koil.
Untuk mendapatkan gambaran lebih jelasnya silahkan perhatikan symbol relay pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.9 Simbol Relay (sumber: https://www.otoflik.com)
2.6.1 Jenis relay berdasarkan jumlah Pole dan Throw
Pada relay juga terdapat pole dan throw. Pole artinya yaitu banyaknya kontak yang dimiliki oleh relay, sedangkan throw artinya banyaknya kondisi yang dimiliki oleh kontak point. Jenis relay berdasarkan jumlah pole dan throw nya dibagi menjadi empat yaitu :
Relay tipe Single Pole Single Throw (SPST)
Relay tipe Single Pole Single Throw (SPST) ini memiliki empat kaki terminal, dua kaki terminal sebagai kontak point (saklar) dan dua terminal lainnya untuk kumparan elektromagnet. Dua terminal yang digunakan sebagai kontak point satu sebagai pole dan satu lagi sebagai throw.
Relay tipe Single Pole Double Throw (SPDT) Relay tipe Single Pole Double Throw (SPDT) ini memiliki lima kaki terminal, tiga kaki terminal digunakan sebagai kontak point (saklar) dan dua kaki terminal lainnya digunakan sebagai kumparan elektromagnet. Tiga terminal yang digunakan sebagai kontak point satu sebagai pole dan dua sebagai throw.
Relay tipe Double Pole Single Throw (DPST) Relay tipe Double Pole Single Throw (DPST) ini memiliki memiliki enam kaki terminal, emapat kaki sebagai terminal kontak point (saklar) dan dua kaki terminal lainnya digunakan sebagai kumparan elektromagnet. Empat terminal yang digunakan sebagai kontak point yang terdiri dari dua pasang saklar single pole double throw.
Relay tipe Double Pole Double Throw (DPDT)
Relay tipe Double Pole Double Throw (DPDT) ini memiliki delapan buah terminal, enam terminal digunakan sebagai kontak point (saklar) dan dua terminal digunakan sebagai kumparan elektromagnet. Enam terminal yang digunakan sebagai kontak point yang terdiri dari dua pasang saklar single pole double throw.
2.8 Udara
Udara adalah campuran gas yang ada pada permukaan bumi dan mengelilingi bumi. Udara terdiri dari campuran berbagai macam gas, diantaranya nitrogen 78%, oksigen 20%, argon 0,93% dan karbon dioksida 0,30%, lalu sisanya berupa gas-gas lain. Sedangkan dalam hal ini gas yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup salah satunya yaitu oksigen. Oksigen yang terdapat pada udara dihasilkan dari fotosintesis tumbuhan yang mengolah karbon dioksida menjadi oksigen. Ketinggian permukaan bumi tentunya akan mempengaruhi keadaan udara, semakin tinggi permukaan dan semakin tinggi permukaan dan semakin dekat dengan lapisan troposfer maka udara akan semakin berkurang. Lalu pada udara ada juga yang disebut dengan lapisan ozon, yang fungsinya untuk melindungi makhluk hidup dari sinar ultraviolet, uap air yang terdapat dalam udara berasal dari penguapan air laut, sungai dan lain-lain.
Sedangkan komponen yang menyusun udara adalah:
1. Helium
Helium (He) adalah unsur kimia yang tak berwarna, tak berbau, tak berasa, tak beracun, hampir inert, berupa gas monatomik, dan merupakan unsur pertama pada golongan gas mulia dalam tabel periodik dan memiliki nomor atom 2.Helium adalah unsur kedua terbanyak dan kedua teringan di jagad raya, mencakupi 24% massa keunsuran total alam semesta dan 12 kali jumlah massa keseluruhan unsur berat lainnya. Keberlimpahan helium yang sama juga dapat ditemukan pada Matahari dan Yupiter. Hal ini dikarenakan tingginya energi pengikatan inti (per nukleon) helium-4 berbanding dengan tiga unsur kimia lainnya setelah helium. Energi pengikatan helium-4 ini juga bertanggung jawab atas keberlimpahan helium-4 sebagai produk fusi nuklir maupun peluruhan radioaktif. Kebanyakan helium di alam semesta ini berupa
helium-4, yang dipercaya terbentuk semasa Ledakan Dahsyat. Beberapa helium baru juga terbentuk lewat fusi nuklir hidrogen dalam bintang semesta.
2. Nitrogen
Nitrogen atau zat lemas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya.
Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.Nitrogen mengisi 78,08 persen atmosfer Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.
3. Oksigen
Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi. Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen.
Oksigen dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan. O2 kemudian mulai berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu. Terdapat pula alotrop oksigen lainnya, yaitu ozon (O3). Lapisan ozon pada atomsfer membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet, namun pada permukaan bumi ia adalah polutan yang merupakan produk samping dari asbut.
4. Karbondioksida
Karbon dioksida (rumus kimia: CO2) atau zat asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Ia berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standar dan hadir di atmosfer bumi. Rata-rata konsentrasi karbon dioksida di atmosfer bumi kira-kira 387 ppm berdasarkan volume, walaupun jumlah ini bisa bervariasi tergantung pada lokasi dan waktu. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca yang penting karena ia menyerap gelombang inframerah dengan kuat. Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses respirasi dan digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis. Oleh karena itu, karbon dioksida merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Karbon dioksida juga dihasilkan dari hasil samping pembakaran bahan bakar fosil. Karbon dioksida anorganik dikeluarkan dari gunung berapi dan proses geotermal lainnya seperti pada mata air panas. Karbon dioksida tidak mempunyai bentuk cair pada tekanan di bawah 5,1 atm namun langsung menjadi padat pada temperatur di bawah -78 °C. Dalam bentuk padat, karbon dioksida umumnya disebut sebagai es kering.
5. Argon (Ar)
Argon adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ar dan nomor atom 18. Gas mulia ke-3, di periode 8, argon membentuk 1%
dari atmosfer bumi.
6. Karbon monoksida (CO)
Gas ini sangat berbahaya, tidak berwarna dan tidak berbau, CO berbahaya karena bereaksi dengan hemoglobin darah membentuk Carboxy hemoglobin (CO-Hb). Akibatnya fungsi Hb membawa oksigen ke sel-sel tubuh terhalangi, sehingga gejala keracunan, sesak nafas dan penderita pucat.
7. Gas lain dalam udara
Kripton (Kr), neon (Ne), atau xenon (Xe) merupakan gas-gas yang sulit bereaksi dengan unsur-unsur lain. Neon dan argon banyak digunakan untuk mengisi bohlam (lampu pijar). Gas Helium (He) dan hidrogen (H2) merupakan gas yang sangat ringan. Gas-gas tersebut sering digunakan
sebagai pengisi balon. Di matahari, terjadi reaksi fusi (penggabungan) gas- gas hidrogen menjadi helium. Dari reaksi tersebut dihasilkan energi yang sangat besar. Energi inilah yang merupakan sumber energi bagi kehidupan di bumi. Ozon (O3) merupakan salah satu bentuk molekul oksigen. Gas ozon terletak di bagian adalah cahaya matahari yang mempunyai energi sangat tinggi. Sinar ini sangat berbahaya jika yang sampai di bumi terlalu banyak.(
https://www.dosenpendidikan.co.id/pengertian-udara/)
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1. Perancangan Sistem
Perancangan sistem adalah merancang atau mendesain suatu system yang baik yang isinya adalah langkah-langkah operasi dalam proses pengolahan data dan proses prosedur-prosedur untuk mendukung operasi sistem. Tujuan dari perancangan sistem adalah untuk memenuhi kebutuhan para pemakai sistem serta memberikan gambaran yang jelas dan rancang bangun yang lengkap. Suatu sistem terdiri dari sistem-sistem bagian (subsystems). Masing- masing subsistem terdiri dari subsistem- subsistem yang lebih kecil lagi atau terdiri dari komponen-komponen. Interaksi dari subsistem-subsistem sedemikian rupa, sehingga dicapai suatu kesatuan yang terpadu atau terintegrasi (integrated).
Keterpaduan sistem ini memungkinkan terciptanya kerjasama untuk menghasilkan informasi yang cepat, tepat dan akurat. Elemen Sistem Semua sistem meliputi tiga elemen utama yaitu input, transformasi dan output. Sebagian sistem dapat mengendalikan operasi mereka sendiri yang disebut sebagai sistem lingkaran tertutup (closed-loop system). Sistem lingkaran tertutup mencakup suatu mekanisme kontrol, tujuan dan lingkaran umpan balik (feedback loop) disamping tiga elemen utama. Sifat-sifat Sistem itu terdiri untuk menjalankan fungsi tertentu dan mempunyai sistem yang lain secara keseluruhan.Penghubung (Interface) Sistem Merupakan media penghubung antara suatu subsistem dengan subsistem lainya.
Masukkan sistem (Input) adalah energi yang dimasukkan kedalam sistem, masukan dapat berupa masukkan perawatan (Maintenace Input), dan masukkan sinyal (Signal Input), maintenance input adalah energi yang dimasukkan supaya sistem tersebut dapat beroperasi. Sedangkan signal input adalah energi yang di proses untuk mendapatkan keluaran. Keluaran sistem (Output) adalah hasil energi yang diolah dan di klasifikasikan menjadi keluaran. Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu bagaimana cara merancang sistem yang akan diimplementasikan pada alat. Dalam perancangan sistem terlebih dahulu dibuat flowchart dari sistem tersebut.
POWER SUPPLY 3.2 Diagram Blok
Diagram blok sangat efektif untuk menyederhanakan sistem yang rumit agar mudah dimengerti. Dalam tugas akhir ini sistem terdiri atas blok diagram yang terlihat pada gambar 3.1 .
Gambar 3.1 Diagram Blok
Adapun fungsi masing masing blok diagram pada gambar 3.1 adalah sebagai berikut:
a) Blok Sensor MQ 7
Berfungsi sebagai inputan data ke mikrokontroler yang kemudian akan diproses untuk melakukan kerja tertentu.
b) Blok Arduino Uno
Berfungsi sebagai pemroses sinyal sensor dan pengontrol yang memiliki tujuan tertentu yang terdiri atas mikrokontroler dan sistem minimum.
c) Blok Power Supply
Berfungsi sebagai Power Supply untuk menyuplai tegangan ke mikrokontroler.
d) Blok LCD
Berfungsi sebagai penampil daripada informasi On/Off fan ataupun kipas DC.
e) Blok Relay
Berfungsi sebagai saklar otomatis untuk mematikan dan menghidupkan kipas Dc.
f) Blok Fan / Kipas DC
Berfungsi sebagai alat penetralisir atau pembersih asap pada ruangan yang akan dikendalikan.
FAN/
KIPAS DC RELAY
LCD ARDUINO UNO
SENSOR MQ7
START
Baca Sensor MQ7
Tidak ASAP
Terdeteksi
Ya
Kipas DC ON Inisialisasi
Tampilkan Info Di LCD 3.3 Flowchart
Gambar 3.2 Flowchart Sistem END
Kipas DC OFF
Flowchart menggambarkan cara kerja sistem pembersih asap pada ruangan.
Inisialisasi program arduino uno meliputi nilai awal variabel, fungsi serta pengaturan.
Sensor MQ7 mendeteksi asap di ruangan kemudian di kirim ke mikrokontroler untuk di proses.
Kemudian Mikrokontroler akan memeriksa hasil pembacaan dari sensor MQ7. Jika terdeteksi asap maka maka Fan/kipas Dc akan hidup. Jika tidak terdeteksi asap maka Fan/kipas Dc tetap mati.
Kemudian informasi akan ditampilkan pada LCD (Liquid Cristal Display).
3.4 Hasil Perancangan
Gambar 3.3 Diagram Wirring (sumber: Fritzing.com)
Gambar 3.4 Hasil Rancangan (sumber: Fritzing.com)
3.4.1 Rangkaian Trimport dan LCD
Gambar 3.5 Rangkaian LCd (sumber: Fritzing.com)
Hubungan pin LCD ke Arduino adalah sebagai berikut:
rs = 12, en = 11, d4 = 8, d5 = 7, d6 = 6, d7 = 5 -Trimport pin output terhubung ke V0
-input 1 di hubungkan ke GND -input 2 dihubungkan ke 5v -Pin output MQ 7 KE A0 Arduino -GND dihubungkan ke GND Arduino -VCC dihubungkan ke 5V Arduino
3.4.2 Rangkaian Arduino Uno
Modul Rangkaian Arduino Uno merupakan perangkat yang memberi perintah ke MQ7 untuk mendeteksi asap dan memberikan perintah untuk mehidupkan kupas DC.
Gambar 3.6 Rangkaian Arduino Uno (sumber: Fritzing.com)
3.4.3 Rangkaian MQ7
Sensor MQ7 digunakan untuk mendeteksi asap pada ruangan. Kemudian akan ditampilkan pada LCD.
Gambar 3.7 Rangkaian MQ7 (sumber: Fritzing.com) 3.4.4 Rangkaian Kipas DC
Pada alat ini digunakan kipas kecil, kipas ini berfungsi sebagai komponen elektronik yang akan di kendalikan oleh relay. Kipas akan otomatis menyala dan berputar pada kecepatan tertentu ketika terdeteksi asap. Kipas di simulasikan sebagai pembersih dalam sebuah ruangan.
Gambar 3.8 Rangkaian Kipas (sumber: Fritzing.com)
BAB IV
HASIL DAN ANALISA DATA
4.1 Implementasi Sistem
Implementasi merupakan lanjutan dari tahap analisis dan perancangan alat pembersih asap pada ruangan. Pada bab ini akan dijelaskan hasil dari perancangan sistem beserta pengujian alat pembersih asap. Pada tahap implementasi ini digunakan perangkat lunak dan perangkat keras, sehingga sistem yang dibangun dapat diselesaikan dengan baik.
4.2 Pengujian
Pengujian merupakan salah satu langkah penting yang harus dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang dibuat telah sesuai dengan yang direncanakan, hal tersebut dapat diketahui dengan cara mengamati hasil pengujian dan kemudian dianalisa agar dapat diketahui kekurangan dari kinerja sistem yang dibuat.
4.3 Pengujian Sensor MQ-7
Pada pengujian sensor MQ-7 digunakan asap, sumber asap yang di ambil yaitu dari pembakaran kertas yang menghasilakan asap. Pengujian rangkaian sensor asap bertujuan untuk mengetahui ketepatan sensor dalam merespon keberadaan asap di dalam ruangan. Hasil pengujian rangkaian sensor asap dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu ketika kondisi ruangan normal dan kondisi adanya asap. Hasil uji ruangan kondisi normal dalam ruangan.
Gambar 4.1 Program Pengujian Sensor MQ-7
4.4 Pengujian LCD
Pengujian LCD 16x2 karakter dilakukan untuk megetahui bahwa LCD mampu bekerja dengan baik menampilkan data, karakter yang akan ditampilkan dari mikrokontroler. Pada pengujian LCD 16x2 karakter, akan dihubungkan ke mikrokontroler dengan tampilan program sebagai berikut.
Gambar 4.2 Program Pengujian LCD
4.5 Pengujian Alat Keseluruhan
Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari arduino Uno dapat mengirimkan data ke LCD. Tampilan pada LCD dapat menampilkan nama dan keadaan kipas saat on dan off yang dikirim oleh sensor asap. Output kipas juga sudah cukup baik sehingga dapat membersihkan asap didalam prototipe ruangan.
Program Keseluruhan alat yakni sebagai berikut:
// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>
#define sensor A0
#define relay 9
// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7);
int kondisiSensor = 1;
void setup() {
pinMode(relay, OUTPUT);
digitalWrite(relay,LOW);
// set up the LCD's number of columns and rows:
lcd.begin(16, 2);
// Print a message to the LCD.
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Nuki Vera RL Sby");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("172411068");
delay(2000);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Smoke ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Detector ");
delay(1000);
lcd.clear();
}
void loop() {
// baca kondisi sensor dan simpan di variabel kondisiSensor = analogRead(sensor);
//cek kondisi sensor if(kondisiSensor <= 300){
//jika kondisi ada asap, maka fan ON digitalWrite(relay,HIGH);
// Tampilkan di LCD lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Terdeteksi Asap ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Fan On ");
delay(2000);
}else{
//jika kondisi tidak ada asap, maka fan OFF digitalWrite(relay,LOW);
// Tampilkan di LCD
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Tidak Ada Asap ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Fan Off ");
delay(500);
}
delay(1000);
}
4.6 Hasil Pengukuran Komponen
Untuk mengetahui besar tegangan yang di alirkan oleh komponen maka di ukur tegangan operasinya dengan multimeter. Hasil pengukurannya adalah sebagai berikut:
1) Pengukuran Arduino
Mengukur tegangan operasi arduino menggunakan multimeter di pin Vcc Dan Gnd. Hasilnya adalah sebagai berikut:
Tabel 4.1 Tabel Pengukuran ArduinoUno
No Jenis Pengukuran Nilai (V)
1. Tegangan Operasi 4.88
Gambar 4.3 Pengukuran Arduino Uno
2) Pengukuran LCD
Pengukuran tegangan LCD menggunakan multimeter pada pin vdd dan vss. Hasilnya adalah sebagai berikut:
Tabel 4.2 Tabel Pengukuran LCD
No Jenis Pengukuran Nilai (V)
1. Tegangan Operasi 4.88
Gambar 4.4 Pengukuran LCD 3) Pengukuran Sensor
Pengukuran tegangan operasi sensor pada saat terdeteksi asap dan tidak terdeteksi asap menggunakan multimeter di pin analog A0 arduino dan Gnd. Hasilnya adalah sebagai berikut:
Tabel 4.3 Tabel Pengukuran Sensor
No Kondisi Nilai (V)
1 Terdeteksi Asap 4.82
2 Tidak Terdeteksi Asap 0.13
Gambar 4.5 Pengukuran Sensor Terdeteksi Asap
Gambar 4.6 Pengukuran Sensor Tidak Terdeteksi Asap
4) Pengukuran Kipas DC
Pengukuran tegangan operasi kipas dc pada saat on dan off menggunakan multimeter pada kaki NO ( Normally Close) relay. Hasilnya adalah sebagai berikut:
Tabel 4.4 Tabel Pengukuran Kipas DC
No Kondisi Nilai (V)
1 ON 11.94
2 OFF 0.69
Gambar 4.7 Pengukuran Kipas DC ON
Gambar 4.8 Pengukuran Kipas DC Off
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah alat pembersih asap terealisasi dan di uji dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada saat sensor MQ7 mendeteksi adanya asap maka secara otomatis kipas DC akan hidup atau pun menyala untuk menetralisir udara di dalam ruangan.
2. Rangkaian mikrokontroller Arduini uno bekerja sesuai dengan rancangan program yang di buat.
3. Pada saat terdeteksi asap, LCD akan menampilkan tulisan hasil dari asap yang terdeteksi dan menampilkan Fan On yang artinya kipas dalam keadaan bekerja. Pada saat tidak terdeteksi asap LCD akan menampilkan tulisan Fan Off yang artinya kipas dalam keadaan tidak bekerja.
5.2 Saran
1. Pada pengembangan selanjutnya dapat dibuat pembersih asap dengan penambahan pengharum ruangan secara otomatis yang lebih effisien, dan untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti dapat menggunakan sensor asap lebih dari satu.
2. Dengan adanya alat ini diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif untuk menjaga kebersihan kualitas udara yang ada di dalam ruangan, dan untuk mengurangi polutan udara itu sendiri.
3. Berdasarkan data dan analisa dari alat yang telah dirancang, disarankan menggunakan beberapa pengembangan dan penyempurnaan lainnya lagi agar sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi dalam penggunaannya.
DAFTAR PUSTAKA
Kadir, Abdul. 2002. Program Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrikontroler Dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Yogyakarta: CV Andi Offset.
Kemenkes, R.I., 2002. Persyaratan Kesehatan Lingkungan Kerja Perkantoran Dan Industri. No.1405/MENKES/SK/XI/2002. Jakarta. Menkes: 4-5.
Louis Djoko Prabowo, Joko Haryatno, Junartho Halomoan. 2012. Realisasi Sistem Pengaturan Kipas Penghisap Udara Otomatis Pada Ruangan Dengan Deteksi Asap Rokok Berbasis Mikrokontroler. Tugas akhir. Bandung: Fakultas Ilmu Terapan.
Mulyanta, Edy S. 2005. ”Kupas Tuntas Telepon Seluler Anda”. Yogyakarta: Andi.
Rejeki S, Indri. 2019. “Perancangan Alat Pendeteksi Asap Rokok Menggunakan Sensor MQ2 Berbasis Mikrokontroler Atmega328”. Projek Akhir. Medan:
FMIPA.
Sumardi. 2013. ”Mikrokontroler Belajar AVR Mulai Dari Nol”. Edisi pertama.
Yogyakarta: Graha Ilmu.
Tania, Mantili. 2014. ”Alat Pendeteksi Gas CO Menggunakan Sensor MQ7 Berbasis Arduino Uno”. Projek Akhir. Medan: FMIPA.
Wahyudi, Udik. 2018. “Mahir Dan Terampil Belajar Elektronika Untuk Pemula”.
Yogyakarta:CV Budi Utama.
http://dayatarduino.blogspot.co.id/2015/01/pengertian-arduino-uno.html Diakses pada tanggal 10 Januari 2020
Pukul : 16 : 00
https://www.dosenpendidikan.co.id/pengertian-udara/
Diakses pada tanggal 10 Agustus 2020 Pukul : 09: 00
https://jagoanelektronika.blogspot.com https://www.otoflik.com
www.Tokopedia.com/Mitra Grosir www. jagoan elektronika.com www. jogja robotika.com www. Fritzing.com
40
LAMPIRAN
TECHNICAL DATA MQ-7 GAS SENSOR
FEATURES
* High sensitivity to carbon monoxide
* Stable and long life APPLICATION
They are used in gas detecting equipment for carbon monoxide(CO) in family and industry or car.
SPECIFICATIONS
A. Standard work condition
Symbol Parameter name Technical condition Remark
Vc circuit voltage 5V±0.1 Ac or Dc
VH (H) Heating voltage (high) 5V±0.1 Ac or Dc VH (L) Heating voltage (low) 1.4V±0.1 Ac or Dc RL Load resistance Can adjust
RH Heating resistance 33Ω±5% Room temperature
TH (H) Heating time (high) 60±1 seconds
TH (L) Heating time (low) 90±1 seconds
PH Heating consumption About 350mW b. Environment conditions
Symbol Parameters Technical conditions Remark Tao Using temperature -20℃-50℃
Tas Storage temperature -20℃-50℃ Advice using scope RH Relative humidity Less than 95%RH
O2 Oxygen concentration 21%(stand condition) the oxygen concentration can affect the sensitivity
characteristic
Minimum value is over 2%
c. Sensitivity characteristic
symbol Parameters Technical parameters Remark Rs Surface resistance
Of sensitive body 2-20k
In 100ppm Carbon Monoxide
а(300/100ppm) Concentration slope rate Less than 0.5 Rs (300ppm)/Rs(100ppm) Standard working
condition
Temperature -20℃±2℃ relative humidity 65%±5% RL:10KΩ±5%
Vc:5V±0.1V VH:5V±0.1V VH:1.4V±0.1V Preheat time No less than 48 hours Detecting range:
20ppm-2000ppm carbon monoxide
D. Structure and configuration, basic measuring circuit
Structure and configuration of MQ-7 gas sensor is shown as Fig. 1 (Configuration A or B), sensor composed by micro AL2O3 ceramic tube, Tin Dioxide (SnO2) sensitive layer, measuring electrode and heater are fixed into a crust made by plastic and stainless steel net. The heater
6 pin ,4 of them are used to fetch signals, and other 2 are used for providing heating current.
Fig.1
Standard circuit:
As shown in Fig 2, standard measuring circuit of MQ-7 sensitive components consists of 2 parts. one is heating circuit having time control function (the high voltage and the low voltage work circularly ). The second is the signal output circuit, it can accurately respond changes of surface resistance of the sensor.
Electric parameter measurement circuit is shown as Fig.2 E. Sensitivity characteristic curve
Fig.3 is shows the typical sensitivity characteristics of the MQ-7 for several gases.
in their: Temp: 20℃、
Humidity: 65%、
O2 concentration 21%
RL=10kΩ
Ro: sensor resistance at 100ppm CO in the clean air.
Rs: sensor resistance at various concentrations of gases.
A向
Heating voltage 5v (High) 60s
VRL
RL
Heating voltage 1.4v (Low) 90s Fig.2
Vc
ppm
10000 1000
100 10
CO H2 LPG CH4
10
MQ- 7 100
VH
Parts Materials Gas sensing
layer
SnO2
Electrode Au
Electrode line Pt Heater coil Ni-Cr alloy Tubular ceramic Al2O3
Anti-explosion network
Stainless steel gauze (SUS316 100-mesh) Clamp ring Copper plating Ni Resin base Bakelite Tube Pin Copper plating Ni
