Perancangan Alat Pendeteksi Kebakaran Berdasarkan Suhu Dan Asap Berbasis Arduino Chapter III V

(1)

BAB III

PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

AZCB q

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Fungsi dari tiap blok :

1. Blok Sensor Suhu LM35 : Sebagai elemen yang diukur

2. Blok Sensor Asap MQ-2 : Sebagai input/data yang diukur

3. Blok Arduino Uno R3 : Sebagai pengkonversi data dari sensor

4. Blok Display LCD 16x2 : Sebagai penampil hasil pengukuran

5. Blok Buzzer : Sebagai indikator suara

6. Blok Led Indikator : Sebagai lampu tanda

7. Power Supply :Sebagai sumber energi atau tegangan semua

rangkaian elektronika yang telah dibuat agar bekerja sesuai perancangan.

(2)

3.2 Perancangan I/O Sistem Minimum Arduino Uno ATMega328

Sistem minimum Arduino Uno memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin I/O

analog. Pin-pin tersebut dapat digunakan sebagai masukan dari push button dan

keluaran menuju rangkaian Relay.

Gambar 3.2. Skema Rangkaian Sistem Minimum Arduino 3.3 Perancangan Sensor Suhu LM35

Perancangan sensor Suhu dengan Pin Arduino dapat dilihat pada gambar

3.2 berikut ini.

(3)

3.4 Perancangan Sensor Asap MQ-2

Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk

mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang terjadi dalam

udara. Sensor MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas yaitu SnO2. Jika sensor

tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi

tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika

sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka re-sistansi elektrik sensor

akan turun.

Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Sensor Asap MQ-2

3.5 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)

Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan

komunikasi 4 bit. Setelah sensor pelampung sudah melakukan pengukuran,

variable resistor akan mengirimkan data ke mikrokontroler melalui Port A

kemudian mikrokontroler menerima data ukuran jarak yang terbaca dan

(4)

Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter

Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16

dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast

dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W

(Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable,

R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega328. Fungsi dari

potensiometer (VR1) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang

ditampilkan pada LCD.

3.7 Perancangan Skematik Buzzer

Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai indicator dengan mengeluarkan

bunyi suara sebagai pertanda Sensor mendeteksi adanya potensi kebakaran yaitu

nilai suhu dan asapnya tinggi. Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar

berikut:

Pada gambar 3.7 kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan

kaki positif buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan

buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1

(high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller

(5)

3.8 Flowchart Program

Gambar 3.8 Flowchart Sensor

SISTEM AKTIF

INSTALASI

SENSOR

PEMBACAAN

SENSOR

AMBIL

DATA

YA

TIDAK

(6)

BAB IV

ANALISIS DAN PENGUJIAN

Dalam Bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan

dari sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu sistem yang

sesuai. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem dan

untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum.

Pengujian pertama-tama dilakukan secara terpisah, dan kemudian ke dalam

dilakukan ke dalam sistem yang telah terintegrasi.

Pengujian yang dilakukan pada bab ini antara lain:

1. Pengujian Rangkaian Led Indikator dengan Arduino

2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD

3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD

4. Pengujian Alat secara keseluruhan

4.1. Pengujian Rangkaian LED Indikator dengan Arduino

Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi sebagai lampu

penanda kondisi sensor suhu dan asap yang dibaca oleh mikrokontroler. Untuk

mengetahui apakah rangkaian led indikator yang telah dibuat dapat bekerja sesuai

yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian led indikator yang

dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3.

Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :

1. Minimum Sistem Arduino Uno R3

2. Kabel data Arduino Uno R3

3. Rangkaian Led Indikator

(7)

Blok diagram pengujian rangkaian Led Indikator :

Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator

Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator :

1. Buka aplikasi Arduino IDE

2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis.

Pada gambar 4.2. dimulai menuliskan progam sesuai yang diinginkan.

Gambar 4.2 Tampilan Skecth Arduino IDE untuk Menuliskan Program

3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Led Indikator

seperti pada gambar 4.3.

Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno

(8)

Gambar 4.3. Listing Program

4. Klik Sketch  Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk

menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar

Gambar 4.4. Kotak Dialog menyimpan Program

5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon  Upload atau Ctrl + U.

Dapat dilihat pada gambar 4.5 di bawah ;

(9)

Hasil dan Analisa :

Pada pengujian rangkaian led indikator ini programnya cukup sederhana,

yaitu dengan melakukan pengaturan output pada pin arduino yang terhubung

dengan rangkaian led indikator. Rangkaian led indikator ini terhubung dengan pin

4, 5 dan 6 pada arduino. Untuk mengatur menjadi output yaitu dengan

mengetikkan perintah “digitalWrite(4,OUTPUT);” yang artinya mengatur pin 4

pada arduino menjadi output. Selanjutnya untuk menyalakan dan mematikan

lampu led yaitu dengan mengetikkan program “digitalWrite(4,HIGH);” untuk

menyalakan lampu led, dan “digitalWrite(4,LOW);” untuk mematikan lampu led.

Sedangkan “delay(1000);” artinya memberikan waktu tunda selama 1000

milisekon atau 1 detik.

Gambar 4.6 Foto Hasil Pengujian

4.2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD

Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi untuk menampilkan

informasi berupa tulisan dan data sensor suhu dan asap yang dibaca oleh

mikrokontroler. Untuk mengetahui apakah rangkaian LCD yang telah dibuat dapat

bekerja sesuai yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian LCD yang

dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3.

(10)

4. Software Arduino IDE

Blok diagram pengujian rangkaian LCD dengan Arduino :

2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis

seperti pada langkah sebelumnya.

3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian LCD seperti pada

gambar 4.8.

Gambar 4.8 Listing Program

(11)

Gambar 4.9 Kotak Dialog menyimpan Program

Gambar 4.10 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

Hasil dan Analisa :

Pada uji coba rangkaian Arduino Uno terhubung dengan LCD, diperlukan

pemanggilan library “#include <LiquidCrystal.h>” yang berfungsi untuk

menambahkan fungsi-fungsi program menampilkan karakter pada LCD.

Kemudian “LiquidCrystal lcd(8,9,10,11,12,13);” adalah listing program untuk

pengaturan letak pin-pin kaki LCD dihubungkan ke pin-pin Arduino Uno.

Penulisan pin-pin ini harus sesuai antara program dengan alat yang telah dipasang.

Selanjutnya “lcd_begin(16,2);” yaitu pengaturan jumlah baris dan kolom sesuai

LCD yang digunakan. Karena yang digunakan yaitu LCD 16x2 karakter, maka

penulisan pada program ini yaitu “lcd_begin(16,2);”. Apabila menggunakan LCD

(12)

4.3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD

Sensor suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 merupakan komponen utama

pada pembuatan alat pendeteksi kebakaran ini. Masing-masing sensor mempunyai

fungsi untuk mengukur data suhu dan asap di dalam ruangan/rumah/di sekitar

sensor. Untuk mengetahui nilai dari data sensor tersebut, dibutuhkan LCD sebagai

media untuk menampilkan data sensor dalam bentuk huruf dan angka. Untuk

mengetahui apakah rangkaian sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 ini

sudah bekerja dengan baik atau belum, maka perlu dilakukan pengujian pada

tahap ini.

3. Rangkaian Sensor Suhu LM35

4. Rangkaian Sensor Asap MQ-2

Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap

MQ-2 dengan Arduino :

LCD 16 x 2

(13)

(14)

Gambar 4.14 Pengujian Program

(15)

Gambar 4.16 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

Library tersebut digunakan untuk akses sensor suhu karena menggunakan

komunikasi 1 wire. Jadi 1 kabel data bisa akses beberapa sensor suhu. Sedangkan

untuk sensor Asap MQ-2 cukup menggunakan perintah analogRead(A5); untuk

membaca data tegangan analog dari sensor yang nantinya akan diproses oleh

arduino untuk dirubah menjadi data digital.

Pada percobaan ini dilakukan pengujian ketika sensor diberikan asap dan

suhu normal, kemudian diberikan asap dan suhu tinggi. Hasil pengujian dapat

dilihat pada gambar 4.xx berikut ini.

(16)

4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan

Pada pengujian alat secara keseluruhan .

3. Rangkaian Led Indikator

4. Rangkaian Sensor Suhu LM35

5. Rangkaian Sensor Asap MQ-2

6. Buzzer

Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap

MQ-2 dengan Arduino :

Gambar 4.18 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Keseluruhan

3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Keseluruhan

seperti pada gambar 4.19

Sensor Asap Sensor Suhu

(17)

Gambar 4.21 Kotak Dialog menyimpan Program

Dapat dilihat pada gambar IV.16 di bawah ;

(18)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

Dari uraian teori dan pengujian yang telah dilakukan, maka dengan ini dapat

diambil beberapa kesimpulan :

1. Alat yang dirancang dapat menampilkan data informasi suhu dan asap

dengan baik,dengan menggunakan perbedaan warna pada tampilan

lampu LED.

2. Alat yang di rancang apabila terjadi gejala kenaikan suhu dan asap,maka

buzzer akan berbunyi.

3. Arduino Uno R3 memiliki kemampuan yang memenuhi syarat untuk

melakukan proses pengolahan data dalam pembuatan alat pendeteksi

kebakaran.

4. Sensor suhu LM35 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan

mendeteksinya.

5. Sensor asap MQ-2 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan

mendeteksinya.

6. Perpaduan Arduino Uno R3 dengan sensor suhu LM35 dan sensor asap

MQ-2 membuat rangkaian lebih sederhana,karena adanya Arduino Uno

R3.

7. Tampilan LCD membuat alat ini lebih menarik dan teks terbaca

cukup jelas.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini

adalah:

1.

Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini

dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga

penggunaannya lebih efektif.

2.

Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat

(19)

3.

Alat yang telah dibuat sebaiknya pada ruangan yang terang, tidak

disarankan pada ruangan yang gelap, agar lebih jelas.

4.

Diharapkan kedepannya alat ini dapat di kembangkan dengan melalui

SMS.

5.

Diharapkan kedepannya desain alat pendeteksi kebakaran ini lebih praktis

dan mudah untuk dibawa-bawa.

6.

Diharapkan kedepannya menggunakan kabel yang sesuai dengan yang