PERANCANGAN SISTEM DETEKSI ASAP ROKOK MENGGUNAKAN LAYANAN SHORT MESSAGE SERVIECE (SMS) ALERT BEBASIS
ARDUINO
LAPORAN TUGAS AKHIR II
JHOSUA RIDWAN SIREGAR 152411077
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
PERSETUJUAN
Nama : Jhosua Ridwan Siregar
Judul :Perancangan Sistem Deteksi Asap Rokok Menggunakan Layanan Short Message Service (SMS) Alert Berbasis Arduino
Kategori : Laporan Tugas Akhir II NIM : 152411077
Program Studi : D3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU
Disetujui di Medan, Januari 2020
Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Dosen Pembimbing, Instrumentasi FMIPA USU
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Junedi Ginting, S.Si, M.Si NIP. 19660729199203200 NIP. 197306222003121001
PERNYATAAN
Perancangan Sistem Deteksi Asap Rokok Menggunakan Layanan Short Message Service (SMS) Alert Berbasis Arduino
PROJEK AKHIR 2
Saya mengakui bahwa projek akhir 2 ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing di sebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2020
JHOSUA RIDWAN SIREGAR 152411077
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga Projek Akhir 2 ini dapat terselesaikan. Projek Akhir 2 ini buat Ayah dan Mama serta buat seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta dukungan terhadap pendidikan saya hingga bisa seperti sekarang.
Serta orang-orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan Projek Akhir 2 ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Yth.Bapak Dekan Dr. Kerista Sebayang, MS beserta jajarannya di lingkungan FMIPA USU
2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA
3. Bapak Junedi Ginting, S.Si, M.Si, selaku dosen pembimbing saya. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap bimbingan, masukan, saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir penyelesaian tugas akhir ini.
4. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku dosen penguji saya. Penulis sangat berterima kasih untuk setiap bimbingan, masukan, saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir penyelesaian tugas akhir ini.
5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika FMIPA-USU
6. Kepada Abangda Jimmy Pendapotan Sinaga dan Hena Oktaria Ginting A.Md Pendapotan Sinaga yang dengan semangat memberikan ilmunya dan sabar membantu menyelesaikan masalah rangkaian dan program yang sebegitu rumitnya sampai tuntas terimakasih atas bantuan yang sangat luar biasa.
Tak ada gading yang tak retak tak ada sesuatu yang sempurna, begitu juga dengan Tugas Akhir saya ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat konstruktif guna perbaikan di masa mendatang. Dan berharap ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan kita.
Medan,Januari 2020 Penulis,
JHOSUA RIDWAN SIREGAR
PERANCANGAN SISTEM DETEKSI ASAP ROKOK MENGGUNAKAN LAYANAN SHORT MESSAGE SERVIECE (SMS) ALERT BEBASIS ARDUINO
ABSTRAK
Telah berhasil dirancang alat pedeteksi asap menggunakan sensor MQ2 sebagai pendeteksi asap rokok didalam suatu ruangan. Alat ini terdiri dari sensor MQ-2 sebagai pendeteksi keberadaan asap rokok, Arduino sebagai pengendali input dan output, dan Buzzer sebagai suara peringatan apabila terdeteksi asap dalam ruangan. Output dari sensor gas MQ-2 akan dibandingkan dengan tegangan frekuensi oleh arduino, sehingga output dari MQ-2 menghasilkan dua keadaan, yaitu low pada saat tidak ada terdeteksi keberadaan asap rokok dan high saat terdeteksi asapa rokok. Arduino digunakan untuk memproses keadaan tersebut, sehingga pada saat terdeteksi asap rokok buzzer akan mengeluarkan suara dan menyalakan kipas.
Kata Kunci : Arduino, Buzzer , Sensor MQ-2, dan Asap Rokok
ARDUINO-BASED ARDUINO FREE SMOKE DETECTION SYSTEM DESIGN USING SHORT MESSAGE SERVICE (SMS)
ABSTRACT
A smoke detector has been successfully designed using the MQ2 sensor to detect cigarette smoke in a room. This tool consists of an MQ-2 sensor to detect the presence of cigarette smoke, Arduino as an input and output controller, and a Buzzer as a warning sound when smoke is detected in a room. The output of the MQ-2 gas sensor will be compared with the frequency voltage by Arduino, so the output of the MQ-2 produces two states, namely low when no smoke is detected and high when cigarette smoke is detected. Arduino is used to process the situation, so when cigarette smoke is detected the buzzer will make a noise and turn on the fan.
Keywords: Arduino, Buzzer, MQ-2 Sensor, and Cigarette Smoke
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN ... i
PERNYATAAN ... ii
PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK... iv
ABSTRACT ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penulisan ... 3
1.5. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Asap Rokok ... 4
2.2 Sensor Asap MQ-2 ... 5
2.3 Hardware Arduino ... 6
2.4 Software Arduino ... 7
2.5 Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino ... 8
2.6 Power ... 9
2.7 Buzzer ... 9
2.8 Internet of Things (IoT) ... 9
2.9 GSM SIM800L ... 9
2.10 Adaptor…………... 10
2.11 LM2596 DC-DC Step Down Converter ...11
2.12 Pengenal Bahasa C ... 11
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1. Umum ... 14
3.2. Tujuan Perancangan ... 14
3.3. Diagram Block ... 14
3.4. Flowchard Pendeteksi Asap Rokok ... 17
BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL RANGKAIAN 4.1 Implementasi Sistem... 18
4.2 Pengujian ... 19
4.3 Pengujian Sensor Asap MQ-2 ... 19
4.4 Pengujian Rangkaian Relay ... 21
4.5 Pengujian Alat Keseluruhan ... 22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 23
5.2 Saran ... 23
Daftar Pustaka... 24
Lampiran ... 25
DAFTAR TABEL
No. JUDUL HALAMAN
2.1 Tipe Data Pada Bahasa C 12
DAFTAR GAMBAR
No. JUDUL HALAMAN
2.1 Sensor MQ-2 5
2.2 Hardware Arduino 6
2.3 GSM SLM800L 10
2.4 Adaptor 10
3.1 Diagram Blok Rangkaian 15
4.1 Miniatur Ruang dari Aklirik 18
4.2 Rangkaian Koneksi 18
4.3 Pengujian Sensor Asap MQ-2 20
4.3.1 Program Pengujian Sensor Asap MQ-2 20
4.3.2 Desain Alat 21
4.4 Rangkaian Relay pada Arduino 21
4.5 Pengujian Alat Keseluruhan 22
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Setiap mahluk hidup di bumi membutuhkan udara untuk hidup, terutama udara yang sehat dan bersih. Dengan udara yang bersih, mahluk hidup yang ada di bumi terutama manusia, dapat hidup lebih lama. Tanpa udara yang bersih, manusia akan terkena penyakit yang disebabkan oleh polusi udara. Saat ini, ada banyak jenis polusi udara. Salah satunya polusi udara yang disebabkan oleh asap rokok. Selain itu, asap rokok dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti penyakit kanker paru-paru, jantung, dan lain-lain.
Rokok adalah salah satu zat adiktif yang bila digunakan mengakibatkan bahaya bagi kesehatan individu dan masyarakat. Kemudian ada juga yang menyebutkan bahwa rokok adalah hasil olahan tembakau terbungkus termasuk cerutu atau bahan lainya yang dihasilkan dari tanamam Nicotiana Tabacum, Nicotiana Rustica dan spesies lainnya atau sintesisnya yang mengandung nikotin dan tar dengan atau tanpa bahan tambahan (Tendra, 2003). Bahkan sebagian penelitian menunjukkan bahwa para perokok pasif memiliki resiko kesehatan lebih tinggi dari pada para prokok itu sendiri. Penyakit-penyakit mulai dari menderita batuk hingga kanker paru-paru mengancam para perokok aktif maupun pasif.
Rokok adalah benda yang mengeluarkan polusi bagi kesehatan paru-paru dan jantung manusia, banyak orang beranggapan bahwa asap rokok yang dihisap akan memberikan kenikmatan tapi disisi lain satu hisapan pada rokok akan mengakibatkan ancaman yang berbahaya bagi kesehatan mereka. Tapi seakan-akan perokok aktif tidak menghiraukan bahaya atau ancaman apa yang akan ditimbulkan dari rokok yang mereka hisap terhadap kesehatan mereka. Di kalangan mahasiswapun banyak sekali yang mengkonsumsi rokok, yang seharusnya mereka sudah mempunyai pengetahuan akademik yang tinggi dan lebih paham apa arti kesehatan, lebih mengerti mengenai berbahayanya rokok, tapi merekapun masih tetap saja nekat untuk mengkonsumsi rokok. Di usia yang masih muda seharusnya para perokok di kalangan mahasiswa lebih memperhatikan betapa pentingnya kesehatan bagi hidup mereka, karena merekalah generasi penerus bangsa dimasa yang akan datang.
Menurut hasil penelitian oleh King's College London, merokok bisa ''membusukkan'' otak dengan merusak memori, kemampuan belajar dan daya nalar. Subjek penelitian dilakukan terhadap 8.800 orang dengan rentan usia berkisar 50 tahun ke atas yang mengalami tekanan darah tinggi dan kelebihan berat badan. Penelitian tersebut juga menyatakan bahwa rokok juga mempengaruhi otak, meskipun dalam tingkat yang lebih rendah.
Hasil penelitian menunjukkan hampir 70% perokok Indonesia mulai merokok sebelum mereka berumur 19 tahun. Universitas Indonesia (UI) telah mencanangkan bahwa UI tahun 2012 bebas asap rokok. Selain UI, Kampus ITS, Universitas Andalas Padang, dan Universitas Negeri Medan mencanangkan hal yang serupa Berkaitan dengan upaya tersebut, salah satunya adalah wali kota Bogor juga memperlakukan Perda Nomor 12 Tahun 2009 tentang KTR(Kawasan Tanpa Rokok) dan Peraturan Wali Kota Bogor Nomor 12 Tahun 2009 tentang KTR. Di lingkungan kampus penulis yaitu Universitas Sumatera Utara, penulis ingin mencoba menerapkan KTR guna kesehatan lingkungan dan para perokok pasif. Ruangan yang bebasasap rokok atau istilahnya KTR tersebut memang sangat diperlukan guna kesehatan sebuah ruangan termasuk lingkungan dan sekitarnya.
Sebuah terobosan baru diperlukan untuk membuat pemberitahuan KTR yang lebih efektif yaitu dengan sebuah alat yang dapat mendeteksi adanya asap rokok serta tanda peringatan adanya asap rokok dan dilengkapi dengan penanganan atau pembersihan lingkungan sekitar dari asap rokok tersebut.Suatu alat yang dapat memberikan peringatan adanya asap rokok sekaligus penanganan tentu berbasis kecerdasan buatan dan mikroelektronika, karena perkembangan dunia elektronika dan komputer saat ini sudah sangat pesat.
Penemuan silicon menyebabkan bidang ini mampu memberikan sumbangan yang amat berharga bagi perkembangan teknologi modern. Berbagai peralatan telah dapat dikembangkan oleh manusia, khususnya memudahkan manusia dalam mengembangkan instrumentasi. Berdasarkan dari uraian tersebut di atas maka penulis ingin mencoba menggabungkan perkembangan teknologi yang telah maju tersebut khususnya dalam bidang mikro elektronika dan komputer untuk dapat diterapkan pada sistem umum, yaitu sebagai informasi dan peringatan pada kawasan yang bebas asap rokok. Oleh karena itu penelitian projek akhir 2 ini penulis beri judul “Perancangan Sistem Deteksi Asap Rokok Menggunakan Layanan Short Messange Serviece (SMS) Alert Berbasis Arduino ”.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka penulis mencoba merumuskan masalah sebagai berikut :
1. Apakah kondisi lingkungan dan ruangan dapat dikontrol secara keseluruhan dengan baik?
2. Bagaimana membuat sistem yang dapat Mendeteksi secara langsung seseorang yang sedang merokok pada lingkungan tersebut?
3. Bagaimana merancang sebuah sistem pendeteksi asap berbsais mikrokonteler Arduin uno?
1.3 Batasan Masalah
1. Sensor MQ-2sebagai pengontrol yang digunakan untuk alat pendeteksi asap rokok.
2. Karakteristik dari sensor MQ-2.
3. Pembahasan hanya meliputi rangkaian mikrocontroller.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan pokok dari penelitian ini yaitu untuk menerangkan fakta-fakta yang telah ditemukan, serta menerapkan berbagai teori yang telah didapatkan selama ini. Adapun tujuan lain dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Membuat Sistem pendeteksi asap rokok pada ruangan .
2. Mengaplikasikan MQ2 sebagai pendeteksi asap rokok yang terintegrasi ke SMS (Short Messange Service).
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah perancangan dan pembuatan alat maka penulis membuat sistematika penulisan projek akhir 2 seperti berikut ini :
BAB I PENDAHULUAN
Pada BAB I berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat tugas akhir dan sistematika penulisan
BAB II LANDASAN TEORI
Pada BAB II berisi tentang pengertian dan latarbelakang mikrokontroler jenis arduino uno, dan bahasa pemrograman yang digunakan yaitu arduino
BAB III PERANCANGAN ALAT
Pada BAB III berisi tentang gambaran umum sistem dan perangkat keras yang digunakan dalam rancangan.
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN HASIL RANGKAIAN
Pada BAB IV berisi tentang pembahasan dan analisa data dari hasil pengujian BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada BAB V berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pengujian.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Asap Rokok
Asap rokok mengandung ribuan bahan kimia beracun dan bahan-bahan yang dapat menimbulkan kanker (karsinogen). Bahan berbahaya dan racun dalam rokok tidak hanya mengakibatkan gangguan kesehatan pada orang yang merokok (perokok aktif), namun juga pada orang-orang fdisekitarnya yang tidak merokok (perokok pasif), yang sebagian besar adalah bayi, anak-anak dan ibu-ibu, yang terpaksa menjadi perokok pasif karena ayah atau suami mereka merokok di rumah.Perokok pasif mempunyai resiko lebih tinggi untuk menderita kanker paru-paru dan penyakit jantung iskhemia. Sedangkan pada janin, bayi dan anak-anak, mempunyai resiko lebih besar untuk menderita bronchitis, pneumonia, berat badan rendah,infeksi rongga telinga dan asma.
Ada dua macam asap rokok yang mengganggu kesehatan, yaitu asap utama (main stream) dan asap sampingan (side stream). Asap utama (main stream) adalah asap yang dihisap oleh si perokok. Asap sampingan (side stream) adalah asap yang merupakan pembakaran dari ujung rokok yang kemudian menyebar ke udara. Asap sampingan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi, karena tidak melalui proses penyaringan yang cukup, dengan demikian pengisap asap sampingan memiliki resiko yang lebih tinggi untuk menderita gangguan kesehatan akibat rokok. Beberapa racun utama yang terdapat pada asap rokok adalah sebagai berikut:
1. Tar
Tar adalah subtansi hidrokarbon yang bersifat lengket dan menempel pada paru-paru, yang dapat menyebabkan penyakit tenggorokkan dan pernafasan.
2. Nikotin
Nikotin adalah zat yang mempengaruhi syaraf dan peredaran darah. Zat ini mampu memicu kanker paru-paru yang mematikan.
3. Karbon monoksida (CO)
Karbon Monoksida adalah zat yang mengikat hemoglobin dalam darah membuat darah tidak mampu mengikat oksigen. Hidrogen Sianida (HCN) 25 Hidrogen sianida merupakan sejenis gas yang tidak berwarna, tidak berbaudan tidak memiliki rasa. Zat ini merupakan zat yang paling ringan, mudah terbakar dan sangat efisien untuk menghalangi pernapasan dan merusak saluran pernapasan. Sianida adalah salah satu zat yang mengandung racun yang sangat berbahaya. Sedikit saja sianida dimasukkan langsung ke dalam tubuh dapat mengakibatkan kematian.
2.2. Sensor Asap (MQ-2)
MQ-2 adalah komponen elektronika untuk mendeteksi kadar gas hidrokarbon seperti iso butana (C4H10/ isobutane), propana (C3H8/ propane), metana (CH4/ methane),etanol (ethanol alcohol, CH3CH2OH), hydrogen (H2/ hydrogen), asap (smoke), dan LPG (liquid petroleum gas). Gas sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas di rumah / pabrik, misalnya untuk membuat rangkaian elektronika pendeteksi kebocoran elpiji.
MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap rokok di udara. Sensor akan mendeteksi keberadaan gas yang terkandung dalam asap rokok seperti asap maka resistansi elektrik sensor akan turun. Memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ-2 ini, kandungan gas asap tersebut dapat terdeteksi.Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah supply power (VCC) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, VSS(Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut. Pin keluaran dari sensor dihubungkan dengan ADC 0832 pada chanel2 sebagai masukan. Tampilan sensor asap rokok MQ-2 seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.1 sensor MQ-2
Nilai RL sesuai dengan data sheet yaitu 10 KΩ. Tingkat sensitivitas sensor MQ-2 bervariasi untuk masing-masing tipe gas hidrokarbon yang dapat dideteksi sesuai tabel berikut ini:
1. LPG&propana: 200 -5000 ppm 2. i-butana: 300 -5.000 ppm
3. metana: 5.000 - 20.000 ppm (untuk sensor yang lebih sensitif terhadap methane, gunakan gas sensor MQ-4)
4. hidrogen: 300-5.000 ppm
5. etanol/alkohol:100-2.000 ppm (bila diperlukan sensor yang spesifik untuk alkohol, gunakan MQ-3Alcohol Detector Sensor)
Keluaran sensor ini berupa resistansi analog yang dengan mudah dapat dikonversi menjadi tegangan dengan menambahkan satu resistor biasa (bisa juga menggunakan potensiometer sehingga ambang batas sensitivitas deteksi dapat disetel sesuai kebutuhan).
Dengan mengkonversi impedansi ini menjadi tegangan, hasil bacaan sensor dapat dibaca oleh pin ADC (analogto digital converter) pada microcontroller. Nilai resistansi dari MQ-2 adalah perbedaan untuk berbagai jenis dan berbagai gas konsentrasi. Sensor ini, penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan dengan mengkalibrasi detektor untuk 1000 ppm liquified petroleum gas (LPG), atau konsentrasi 1000 ppm iso-butana (i- C4H10) nilai udara dan penggunaan Resistensi beban yang (RL) sekitar 20kΩ (5kΩ dengan 47kΩ).
Ketika akurat mengukur,titik alarm yang tepat untuk detektor gas harus ditentukan setelah mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembaban. (Datasheet Sensor Gas Dan Asap MQ-2 2011).Sensor gas asap MQ-2 ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpot. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri.
2.3. Hardware Arduino
Papan Arduino merupakan papan mikrokontroler yang berukuran kecil atau dapat diartikan juga dengan suatu rangkaian berukuran kecil yang didalamnya terdapat komputer berbentuk suatu chip yang kecil. Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang interaktif. Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia.
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.Pada Gambar dibawah dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian komponen didalamnya.
Gambar 2.2 Hardware Arduino
Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:
- 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.
- 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.
- 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.
2.4. Software Arduino
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 memory 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.
2.5. Sumber Daya dan Pin Tegangan 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 mungkin 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.
2.6. Power
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan satu daya eksternal.
Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) dapat diambil baik berasal dari AC ke adaptor DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor POWER. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam Gnd dan Vin pin header dari konektor POWER.
VIN tegangan masukan kepada board Arduino ketika itu menggunakan sumber daya eksternal (sebagai pengganti dari 5 volt koneksi USB atau sumber daya lainnya).5V.
Catu daya digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya 3v3. Sebuah pasokan 3,3 volt dihasilkan oleh regulator on-board. GND. Ground pin.
2.7. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
2.8. Internet of Things(IoT)
Internet of Things(IoT) adalah suatu konsep dimana konektifitas internet dapat bertukar informasi satu sama lainnya dengan benda-benda yang ada disekelilingnya. Teknologi Internet of Things(IoT) dimana alat-alat fisik bisa terkoneksi dengan internet. Misalnya, Kulkas, TV, Mesin Cuci dan lainnya dapat di kontrol menggunakan smartphone untuk mematikan, menghidupkan dan kegiatan lainnya. Dengan Internet of Things(IoT) akan lebih mempermudah kegiatan manusia dalam melakukan berbagai aktifitas sehari-hari.
2.9. GSM SIM800L
GSM SIM800L merupakan alat yang digunakan menerima atau mengirim SMS. Salah satu module GSM/GPS serial yang dapat digunakan, kita gunakan bersama Arduino Uno. Kegunaan dari GSM SIM800L ini untuk tugas akhir adalah Perancangan Sistem
Terdeksi Asap Rokok Menggunakan Layanan Short Message Service (SMS) Alert Berbasis Arduino.
Gambar 2.3 GSM SIM800L
2.10 Adaptor
Adaptor adalah perangkat elektronik yang dapat merubah tegangan listrik (AC) yang tinggi menjadi tegangan listrik (DC) yang rendah, tetapi ada juga adaptor yang dapat merubah tegangan listrik yang rendah menjadi tegangan listrik yang tinggi. Adaptor accumulator (AKI), dan baterai merupakan salah satu contoh penyuplai daya (power supply). Keuntungan dari adaptor dengan baterai maupun accumulator adalah sangat praktis berhubungan dengan ketersedian tegangan, karena adaptor dapat diambil dari sumber tegangan DC yang ada dirumah, dimana pada zaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik. Selain itu, Adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas jika ada tegangan DC, tegangan DC ini sudah merupakan kebutuhan primer dalam kehidupan manusia seperti yang ditunjukan pada gambar.
Gambar 2.4 Adaptor
2.11 LM2596 DC-DC Step Down Converter
LM2596 3A adjustable DC-DC step down module buck converter in 3.2V-46V. Module LM2596 dapat digunakan untuk menurunkan tegangan DC maksimal hingga 3A dengan range DC 3.2V-46V dengan selisih minimum input-output 1.5V DC.Prinsip kerja buck converter menggunakan switch yang bekerja secara terus-menerus (ON-OFF).
Gambar 2.5 LM2596
2.12. Pengenal Bahasa C
Pengenal (identifier) merupakan sebuah nama yang didefenisikan oleh pemrograman untuk menunjukkan identitas dari sebuah konstanta, variable, fungsi, label atau tipe data khusus. Pemberian nama sebuah pengenal dapat ditentukan bebas sesuai keinginan pemrogram tetapi harus memenuhi aturan berikut :
• Karakter pertama tidak boleh menggunakan angka.
• Karakter kedua dapat berupa huruf, angka, atau garis bawah.
• Tidak boleh menggunakan spasi.
• Bersifat Case Sensitive, yaitu huruf capital dan huruf kecil dianggap berbeda.
• Tidak boleh mengunakan kata – kata yang merupakan sitaks maupun operator dalam pemrograman C, misalnya : Void, short, const, if, static, bit, long, case, do, switch dan lain- lain
2.12.1. Tipe Data Bahasa C
Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe
data apa yang seharusnya digunakan dalam pembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai berikut Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C :
1. Tipe Data Karakter
Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah -127 - 127. Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0 -255. Pada dasarnya setiap karakter memiliki nilai ASCII, nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe data karakter ini.
2. Tipe Data Bilangan Bulat
Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam-macam tipe data yang dapat digunakan untuk menampung. bilangan bulat. Kita dapat menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, ketika akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel c. Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika ingin melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int.
3. Tipe Data Bilangan Berkoma
Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma. Tipe data tersebut adalah float dan double. Double lebih memiliki panjang data yang lebih banyak dibandingkan float. Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar.
Tabel 2.1 Tipe Data Pada Bahasa C
TIPE DATA UKURAN JANGKAUAN NILAI
Bit 1 byte 0 atau 1
Char 1 byte -128 s/d 127
Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255
Signed Char 1 byte -128 s/d 127
Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535
Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647
Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295 Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d 2.147.483.647
Float 4 byte 1.2x10-38 s/d 3.4x10-38 Double 4 byte 1.2x10-38 s/d 3.4x10+38
2.12.2 Konstanta Dan Variabel Bahasa C
Konstanta dan variable merupakan sebuah tempat untuk menyimpan data yang berada di dalam memori. Konstanta berisi data yang nilainya tetap dan tidak dapat diubah selama program dijalankan, sedangkan variable berisi data yang bisa berubah nilainya pada saat program dijalankan.
2.12.3 Identifikasi Bahasa C
Identifier atau nama pengenal adalah nama yang ditentukan sendiri oleh pemrogram yang digunakan untuk menyimpan nilai, misalnya nama variable, nama konstanta, nama suatu elemen (misalnya : nama fungsi, nama tipe data, dll). Identifier punya ketentuan sebagai berikut :
1. Maksimum 32 karakter (bila lebih dari 32 karakter maka yang diperhatikan hanya 32 karakter pertama saja).
2. Case sensitive : membedakan huruf besar dan huruf kecilnya.
3. Karakter pertama harus karakter atau underscore (__). Selebihnya boleh angka.
4. Tidak boleh mengandung spasi atau blank.
5. Tidak boleh menggunakan kata yang sama dengan kata kunci dan fungsi. [9]
BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1 Umum
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting didalam penyelesaian pembuatan suatu alat pendeteksi asap. Pada perancangan dan pembuatan alat ini akan ditempuh beberapa langkah yang termasuk kedalam langkah perancangan antara lain pemilihan komponen yang sesuai dengan kebutuhan serta pembuatan alat. Dalam perancangan ini dibutuhkan beberapa petunjuk yang menunjang pembuatan alat seperti buku buku teori, data sheet atau buku lainnya dimana buku petunjuk tersebut memuat teori- teori perancangan maupun spesifikasi komponen yang akan digunakan dalam pembuatan alat, melakukan percobaan serta pengujian alat.
3.2 Tujuan Perancangan
Tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat adalah perancangan.Hal- hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan suatu alat meliputi prinsip kerja rangkaian, spesifikasi komponen yang terdapat pada rangkaian sehingga tidak terjadi kerusakan pada saat pemasangan komponen. Tujuan perancangan adalah untuk memudahkan dalam pembuatan suatu alat serta mendapatkan suatu alat yang baik seperti yang diharapkan dengan memperhatikan penggunaan komponen dengan harga ekonomis serta mudah didapat dipasaran. Selain itu, itu perancangan juga bertujuan untuk membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan produk yang ada.
3.3 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 dibawah ini:
Adapun fungsi masing masing blok diagram pada gambar 3.1 adalah sebagai berikut:
1. PSA berfungsi sebagai sumber daya tegangan.
2. LM2596 berfungsi untuk menurunkan tegangan DC maksimal hingga 3A dengan range DC 3.2V-46V dengan selisih minimum input-output 1.5V DC.
3. Arduino berfungsi sebagai pusat pengendalian, pada sistem pendeteksi asap ini yang dapat diprogram dengan menggunakan bahasa C
4. SIM 800C berfungsi digunakan untuk menggantikan fungsi handphone 5. MQ2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap rokok di udara.
Adapun perancangan sistem pada tugas akhir “Perancangan Sistem Terdeteksi Asap Rokok Menggunakan Pelayanan Short Message Service (SMS) Alert Berbasis Arduino”
yaitu:
1. Aliran listrik pada sumbel PLN on maka adaptor akan mengirim arus listrik ke arduino.
2. Arduino melanjutkan kepada GSM SIM800L.
3. GSM SIM 800L akan mengirimkan pesan kepada pengguna hp bila terdeteksi asap.
PSA
LM2596
Arduino SIM 800C MQ2
3.4 Flowchart Pendeteksi Asap Rokok
tidak
Inisialisasi port
Arduino
Delay untuk sensor 5 detik
Baca ADC
IF ( ADC>100: Terdeksi Asap
Jika tidak Buzzer Off Asap terdeteksi
Kirim Notifikasi SMS
Buzzer On Selesai
Mulai
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1 Implementasi Sistem
Implementasi merupakan lanjutan dari tahap analisis dan perancangan alat pendeteksi asap rokok pada ruangan. Pada bab ini akan dijelaskan hasil dari perancangan sistem beserta pengujian alat pendeteksi asap rokok. Pada tahap implementasi ini digunakan perangkat lunak dan perangkat keras, sehingga sistem yang dibangundapat diselesaikan dengan baik.
4.1.1 Implementasi Rangkaian Alat Pendeteksi Asap Rokok
Implementasi rangkaian alat pendeteksi asap rokok dalam ruangan di masukkan dalam box plastik
Utk kerapian dan keamanan
1. Pembuatan miniatur ruangan dari akrilik
Gambar 4.1 Miniatur Ruang dari Akrilik
2. Tahapan selanjutnya penyolderan dan pengkoneksian arduino dan sensor MQ2 dan sim800l.
Gambar 4.2 Rangkaian Koneksi Modul Arduino, Sim800L sertaBuzzer dan KIpas
4.1.2 Implementasi Program Mikrokontroler Arduino
Implementasi program mikrokontroler arduino dibuat menggunakan bahasa pemograman C. Software yang digunakan untuk membuat program adalah editor dan compiler Arduino. File program berekstensi *.ino file yang sudah dikompilasi di upload kedalam mikrokontroler arduino
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. Beberapa pengujian yang dilakukan pada alat pendeteksi asap pada ruangan bebas rokok menggunakan sensor MQ-2 dengan mikrokontroler ATmega 328 ini sebagai berikut:
1. Pengujian sensor asap MQ-2 2. Pengujian sim800l
3. Pengujian rangkaian relay 4. Pengujian alat Keseluruhan
4.3 Pengujian Sensor Asap MQ-2
Pada pengujian sensor MQ-2 digunakan asap, sumber asap yang di ambil yaitu dari pembakaran asap rokok. Pengujian rangkaian sensor asap bertujuan untuk mengetahui ketepatan sensor dalam merespon keberadaan asap rokok di dalam ruangan.
Hasil pengujian rangkaian sensor asap rokok dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu ketika kondisi ruangan normal dan kondisi adanya asap rokok. Hasil uji ruangan kondisi normal dalam ruangan dapat dilihat pada Gambar 4.3 sebagai berikut :
Gambar 4.3 Pengujian Sensor Asap MQ-2
Gambar 4.3.1 Program Pengujian Sensor Asap MQ-2
Kondisi suhu ruangan normal berada pada titik 10 ppm sampai dengan <= 70 ppm, pada kondisi ini ruangan bebas dari asap rokok. Nilai tersebut didapat dari nilai range sensor asap MQ2 yang Kondisi suhu ruangan normal berada pada titik 10 ppm sampai dengan <= 70 ppm, pada kondisi ini ruangan bebas dari asap rokok. Nilai tersebut didapatdari nilai range sensor asap MQ2 yang di set untuk mendeteksi keberadaan asap rokok, karena nilai asap rokok berada pada titik suhu >= 70 ppm.di set untuk mendeteksi keberadaan asap rokok, karena nilai asap rokok berada pada titik suhu >=
100 ppm.
Gambar 4.3.2 Desain Alat
Dari hasil pengujian rangkaian sensor asap 4.3.2 diatas, dapat dikatakan bahwa sensor asap akan bekerja pada tingkat sensifitas>= 100 ppm sampai dengan < 150 ppm.
Ruangan akan normal pada suhu < 70 ppm karena adanya kipas exhaust yang akan membuang keluar semua asap yang ada dalam prototipe ruangan.
4.4 Pengujian Rangakaian Relay
Pengujian rangkaian modul relay dengan cara memberi logika nol dari arduino dan relay aktif,bila di beri logika high maka modul relay tdk aktif.
Gambar 4.4. Rangkaian Relay Pada Arduino
4.5 Pengujian Alat Keseluruhan
Pengujian keseluruhan bertujuan untuk menganalisis kemampuan sistem dari alat pendeteksi asap rokok apakah alat sesuai dengan rancangan. Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari arduino dapat mengirimkan data ke hp melalui sim 800. Tampilan Output indikasi suara dan kipas exhaust pada buzzer juga sudah cukup baik sehingga dapat memberikan peringatan dan membersihkan asap didalam prototipe ruangan.
Gambar 4.5 Pengujian Alat Keseluruhan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah alat pendeteksi asap rokok terealisasi dan di uji dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada saat sensor MQ2 mendeteksi adanya asap rokok maka tegangan keluaran sensor pada posisi tinggi (lampu led menyala warna merah).
2. Rangkaian mikrokontroler Arduino uno bekerja sesuai dengan rancangan program yang di buat.
3. Pada saat terdeteksi asap rokok buzzer akan mengeluarkan suara dan kipas on serta sim800 akan mengirim sms notifikasi.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diambil dari tugas akhir ini adalah:
1. Pada pengembangan selanjutnya dapat dibuat penetralisir asap rokok yang lebih cepat sehingga kerja dari sistem 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 alternative untuk menjaga kebersihan kualitas udara yang ada didalam ruangan, dan utuk mengurangi polutan udara itu sendiri.
3. Berdasarkan data dan analisa dari alat yang telah dirancang disarankan menggunakan sensor yang lebih bagus dari MQ-2 untuk mendapatkan data perubahan kadar asap yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Djuandi, Feri. “Pengenalan Arduino”. www.tokobuku.com,.
Diakses pada tanggal 17 Januari 2020
[2] Muhammad, Panduan Mudah Simulasi dan Praktek Mikrokontroller Arduino. Penerbit Andi Yogyakarta 2013
[3] Oscar, J. 2014. Tutorial Arduino and SIM800I GSM Modules.
https://tronixstuff.com/2014/01/08/tutorial-arduino-and-sim800i-gsm-modules.
Diakses pada tanggal 17 Januari 2020
[4] Setiyo, M. 2017. Listrik & Elektronika Dasar Otomotif. Magelang: UNIMMA PRESS.
LAMPIRAN
PROGRAM ARDUINO
#include <MQ2.h>
#include <Wire.h>
#include <SoftwareSerial.h>
const int kipas = 4;
const int buzzer = 5;
SoftwareSerial SIM800L(10, 11);
int Analog_Input = A0;
int batasasap = 100;
MQ2 mq2(Analog_Input);
void setup() { Serial.begin(9600);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
digitalWrite(buzzer, LOW);
pinMode(kipas, OUTPUT);
digitalWrite(kipas, HIGH);
mq2.begin();
SIM800L.begin(9600);
while (!Serial);
SIM800L.write("AT+CMGF=1\r\n");
delay(1000);
}
void kirim_asap() { while (!Serial);
SIM800L.write("AT+CMGF=1\r\n");
SIM800L.write("AT+CMGS=\"081237029440\"\r\n");//Masukan nomor tujuan delay(500);
SIM800L.write("Asap Terdeteksi Pada Ruangan Mohon Periksa");// isi pesan sms delay(500);
SIM800L.write((char)26);
delay(500);
}
void loop() {
float* values = mq2.read(true);
smoke = mq2.readSmoke();
Serial.println("smoke=");
if (smoke > batasasap) { digitalWrite(kipas, LOW);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
kirim_asap();
}
if (smoke < batasasap) {
digitalWrite(kipas, HIGH);
digitalWrite(buzzer, LOW);
}
delay(1000);
}
