APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM SIM900A

(1)

APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM SIM900A

LAPORAN AKHIR

Dibuat untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

Oleh :

FERAWATI 0612 3032 0224

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

(2)

APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM SIM900A

LAPORAN AKHIR

Dibuat untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :

Ferawati 0612 3032 0224

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. M. Nawawi, M.T. YudiWijanarko, S.T., M.T.

NIP. 19631222199103 1 006 NIP.19670511199203 1 003

Mengetahui,

Ketua Jurusan Ketua Program Studi

Teknik Elektro Teknik Elektronika

Ir. Ali Nurdin, M.T. Yudi Wijanarko, S.T., M.T.

(3)

LEMBAR PERSETUJUAN

APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM SIM900A

Laporan Akhir ini disusun oleh : Ferawati

0612-3032-0224

Telah disidangkan didepan dewan penguji Pada hari Senin, 29 Juni 2015

Susunan Dewan Penguji Ketua : Yudi Wijanarko,S.T.,M.T.

Anggota : 1. Ir. M. Nawawi,M.T.

2. Abdurrahman,S.T.,M.Kom. 3. Evelina, S.T.,M.Kom.

4. Dewi Permata Sari,S.T.,M.Kom.

Laporan Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro

Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya

Palembang, 1 Juli 2015

Ketua Program Studi Teknik Elektronika

(4)

PERSEMBAHAN DAN MOTTO Laporan Akhir ini penulis persembahkan kepada :

1. Kedua orangtuaku, Ayahanda Sunarjo dan Ibunda Yusmawati yang telah memberikan kasih sayang, doa serta dukungan baik moril maupun materi yang tak henti-hentinya.

2. Dosen Pembimbingku Bapak Ir. M. Nawawi, M.T. selaku pembimbing I dan Bapak Yudi Wijanarko, S.T.,M.T. selaku pembimbing II yang selalu membimbing, mengarahkan serta menasehati dalam menyelesaikan laporan akhir ini.

3. Kakak dan adikku.

4. Teman-teman yang didalam maupun diluar kampus.

5. Teman-teman seperjuangan dan seangkatan, terkhusus Teknik Elektronika EB’12 yang telah memberikan dukungan kepadaku.

6. Almamaterku.

MOTTO

 Berangkat dengan penuh keyakinan, berjalan dengan penuh keikhlasan dan istiqomah dalam menghadapi cobaan.

(5)

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Ferawati

NIM : 061230320224

Jurusan : Teknik Elektro Program Studi : Teknik Elektronika

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa laporan akhir yang telah saya buat dengan judul “APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER

ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM

SIM900A” adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan duplikasi serta tidak mengutip sebagian atau seluruhnya dari karya orang lain kecuali yang telah disebutkan sumbernya.

Palembang, Juli 2015 Yang membuat pernyataan,

(6)

ABSTRAK

APLIKASI SENSOR MQ-5 DENGAN PENGENDALI MIKROKONTROLER ATMEGA16 SEBAGAI PENDETEKSI KEBAKARAN BERBASIS MODUL GSM SIM900A

(2015: x + 73 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran) FERAWATI

061230320224

Jurusan Teknik Elektro

Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya

Kebakaran adalah salah satu musibah yang sulit terdeteksi oleh karena itulah penulis mencoba membuat alat pendeteksi kebakaran dengan digunakannya sensor MQ-5 sebagai pendeteksi kebakaran dan mikrokontroler ATMega 16 sebagai pengendalinya. Sensor MQ-5 mempunyai kemampuan untuk mendeteksi ada atau tidaknya asap yang terjadi pada suatu tempat. Sensor akan mendeteksi kadar asap yang ada disekitar sensor tersebut. Pada kondisi normal, resistansi yang terdapat pada sensor relatif tinggi dan akan menurun ketika sensor mendeteksi adanya kontaminasi udara oleh asap disekitar sensor. Perubahan resistansi dari besar ke kecil pada sensor akan menyebabkan kenaikan level tegangan pada output sensor. Selain itu sensor juga mempunyai sebuah pemanas (heater) yang digunakan untuk membersihkan ruangan dari kombinasi udara luar agar sensor dapat bekerja kembali secara efektif. Sensor akan bekerja ketika ada asap yang terdeteksi didalam ruangan lalu asap yang terdeteksi ini berupa data analog yang berperan sebagai output sensor. Output sensor ini dihubungkan ke mikrokontroler ATMega 16 sebagai inputan ADC yang kemudian nilai dari asap yang terdeteksi ini akan ditampilkan pada LCD. Ketika nilai asap yang terdeteksi lebih dari 95 (sesuai dengan program pada mikrokontroler ATMega 16) maka mikrokontroler ATMega 16 akan memerintahkan modul GSM SIM900A untuk mengirimkan SMS kehandphone pemilik rumah bahwa sensor MQ-5 telah mendeteksi asap yang diindikasikan akan terjadi kebakaran. Alat ini diharapkan dapat bermanfaat untuk mengurangi musibah kebakaran dengan meminimalisir keberadaan asap sejak dini.

(7)

ABSTRACT

THE APPLICATION OF SENSOR MQ-5 CONTROLLED BY ATMEGA16 AS FIRE DETECTOR BASED ON GSM SIM900A MODUL

(2015: x + 73 Pages + List of Pictures + List of Tables + Attachments)

FERAWATI 061230320224

Department Of Electrical Engineering Electronics Engineering Program State Polytechnic Of Sriwijaya

Fire is an accident that is difficult to detect, so the author tries to make a fire detector using MQ-5 sensor as fire detector and microcontroller ATMega 16 as a controller. MQ-5 sensor has a ability to detect if there’s or not a smoke that happens to somewhere. Sensor will detect the smoke’s content that is around MQ-5 sensor. On normal condition, the resistance in sensor is high and it will be low when sensor detects smoke’s content around sensor. The change of resistance from high to low on sensor will be caused a rising voltage level at output sensor.Besides that sensor also has a heater is used to clean the room from a combination of outside air and sensor can detect effectively. Sensor will work when there’s smoke that is detected in the room and the smoke was detected in the form of analog data that acts as the output sensor. The output sensor is connected to the microcontroller ATMega 16 as an input ADC then the value of the smoke is detected will be displayed on the LCD. When smoke is detected over 95 (according to the program in microcontroller ATMega 16), the microcontroller ATMega 16 will instruct to GSM SIM900A module to sending a short message service to handphone owner home that the sensor MQ-5 has detected the smoke that indicated a fire will occur. This device hopes can harness to relive the fire accident to minimalize the smoke soon.

(8)

Politeknik Negeri Sriwijaya

i

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan akhir ini.

Laporan akhir ini merupakan salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya. Tujuan laporan akhir ini adalah untuk melihat kesiapan penyusun dalam menyelesaikan pembuatan suatu alat yang menjadi tugas dalam laporan akhir.

Hasil dari laporan akhir adalah diperolehnya sebuah bahasan yang berjudul ”Aplikasi sensor MQ-5 dengan pengendalian mikrokontroler ATMega16 sebagai pendeteksi kebakaran berbasis

modulGSM SIM900A”.

Penyusun dapat menyusun laporan akhir ini berkat bantuan, bimbingan, pengarahan dan nasihat yang tak ternilai harganya yang telah diberikan oleh Dosen Pembimbing. Pada kesempatan ini, dan dengan selesainya laporan akhir ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

•Bapak Ir. M. Nawawi, M.T, selaku dosen pembimbing I.

•Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T, selaku dosen pembimbing II.

Penyusun juga mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam kegiatan laporan akhir ini, yaitu :

1. Bapak R.D. Kusumanto, S.T.,M.M, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Bapak Ir. Siswandi, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Sriwijaya.

(9)

ii

Akhirnya penyusun berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua rekan-rekan mahasiswa Elektro khususnya, serta para pembaca pada umumnya.

Palembang, Juni 2015

(10)

Politeknik Negeri Sriwijaya iii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERSETUJUAN

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ABSTRAK

KATA PENGANTAR...i

DAFTAR ISI... iii

DAFTAR TABEL... vi

DAFTAR GAMBAR... vii

DAFTAR LAMPIRAN... ix

BAB I PENDAHULUAN……… 1

1.1 Latar Belakang……… 1

1.2 Tujuan………. 2

1.3 Manfaat………... 2

1.4 Perumusan Masalah………... 2

1.5 Batasan Masalah……… 2

1.6 Metodologi Penelitian……….…3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……….4

2.1 Sensor………... 4

2.1.1 Pengertian Sensor……….….4

2.1.2 Jenis-Jenis Sensor……....……….. 4

2.1.3 Sensor Asap……….………..7

2.1.4 Jenis-jenis Sensor Asap……….…8

2.1.5 Sensor MQ-5……….……….……8

2.1.6 Karakteristik Sensor MQ-5………..……..10

2.1.7 Cara Kerja Sensor MQ-5………... 11

2.2 Mikrokontroler ATMega16……….………11

2.2.1 DefinisiMikrokontroler…………... 11

2.2.2 Mikrokontroler ATMega16... 12

2.2.3 Pengenalan ADC (Analog Digital Converter) ... 15

2.3 Modul GSM SIM900A... 18

2.3.1 Cara Kerja Modul GSM SIM900A... 20

2.4 Bahasa Pemrograman Mikrokontroler ATMega16 ... 20

2.4.1 Bascom AVR... 20

2.4.2 Tipe Data pada Bascom AVR... 22

2.5 Bluetooth HC-06...24

2.6 Sistem Operasi Android...26

(11)

iv

2.6.2 Perkembangan Android... 27

2.7 Bahasa Pemrograman Basic4android... 30

2.7.1 Definisi Basic4android... 30

2.7.2 Android SDK... 31

2.7.3 Aplikasi Voice Command...33

2.8 Motor DC (Direct Current)... 34

2.8.1 Definisi Motor DC (Direct Current)... 34

2.8.2 Bagian atau komponen utama Motor DC (Direct Current)... 35

2.9 Relay... 36

2.9.1 Pengertian Relay... 36

2.9.2 Jenis-jenis Relay... 37

2.10 Lampu Listrik...39

2.10.1 Pengertian Lampu Listrik... 39

2.10.2 Jenis-jenis Lampu Listrik...40

2.11 Liquid Crystal isplay (LCD) 16x2... 40

2.11.1 Pengertian LCD ... 40

2.11.2 Prinsip Kerja LCD 16x2... 41

2.11.3 Deskripsi Pin LCD 16x2...42

BAB III RANCANG BANGUN ALAT...43

3.1 Umum……….…….. 43

3.2 Tujuan Perancangan……….... 43

3.3 Blok Diagram……….…..44

3.4 Flowchart………...46

3.5 Langkah-langkah Perancangan………. 47

3.5.1 Perancangan Elektronik………. 47

3.5.2 Perancangan Mekanik………52

3.6 Prinsip Kerja Alat………. 53

BAB IV PEMBAHASAN... 55

4.1 Pengukuran Alat………...55

4.2 Tujuan Pengukuran………...55

4.3 Alat-alat yang digunakan………...….. 55

4.4 Langkah-langkah Pengukuran……….55

4.5 Titik Uji Pengukuran………56

4.5.1 Titik Uji Pengukuran pada power supply………..56

4.5.2 Titik Uji Pengukuran pada Sistem minimum ATMEGA16………..57

4.5.3 Titik Uji Pengukuran pada driver relay……….57

4.5.4 Titik Uji Pengukuran pada Modul Sensor MQ-5………..58

4.5.5 Titik Uji Pengukuran pada Modul GSM SIM900A……….. ………...58

4.6 Hasil Pengukuran……… 59

4.6.1 Hasil Pengukuran pada power supply………59

(12)

v

4.6.3 Hasil Pengukuran pada driver relay……….. 60

4.6.4 Hasil Pengukuran pada Modul Sensor MQ-5………60

4.6.5 Hasil Pengukuran pada Modul GSM SIM900A………61

4.7 Analisa KerjaRangkaian……….………63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...71

5.1 Kesimpulan………... 71

5.2 Saran……….………. 71

(13)

vi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Sensor MQ-5………..………....…9

Tabel 2.2 Instruksi Dasar Bascom AVR……….……….21

Tabel 2.3 Tipe Data pada Bascom AVR………..………....22

Tabel 2.4 Konfigurasi Pin Bluetooth HC-06………..………. 25

Tabel 2.5 Deskripsi Pin pada LCD………..………...….42

Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran pada Rangkaian Power Supply……..………59

Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran pada Rangkaian Sistem MinimumATMega16……….59

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran pada Driver Relay……….. 60

Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran pada Modul Sensor MQ-5………...…….60

Tabel 4.5 Data Hasil Pengukuran dan Perhitungan ADC saat Sensor MQ-5 Aktif………60

Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran pada Modul GSM SIM900A ………...…61

(14)

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Gambar Sensor MQ-5……….8

Gambar 2.2 Struktur Sensor MQ-5………...………..………9

Gambar 2.3 Karakteristik Sensor MQ-5.………..……….……….10

Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMega 16………..……….……….13

Gambar 2.5Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 16……...………….……….13

Gambar 2.6Tampilan ADC pada Mikrokontroler ATMega 16……...…….……….16

Gambar 2.7 Tampilan Resolusi 10 bit pada Mikrokontroler ATMega 16...………..17

Gambar 2.8 Konfigurasi Pin GSM SIM900A……….…....18

Gambar 2.9Tampilan Modul GSM SIM900A………...19

Gambar 2.10 Bluetooth HC-06………... 25

Gambar 2.11 Konfigurasi Pin Bluetooth HC-06………...25

Gambar 2.12 Logo Basic4android………. 30

Gambar 2.13 Tampilan Basic4android………...30

Gambar 2.14 Designer Basic4android……….... 31

Gambar 2.15 Tampilan Tools SDK………..……….. 32

Gambar 2.16 Tampilan Android Simulator………33

Gambar 2.17 Tampilan Emulator Voice Command………...…34

Gambar 2.18Motor DC……….….……….... 34

Gambar 2.19 Motor DC (DirectCurrent)……….……..35

Gambar 2.20 Tampilan Relay Jenis SPST………..37

Gambar 2.21 Tampilan Relay Jenis SPDT………38

Gambar 2.22 Tampilan Relay Jenis DPST………38

Gambar 2.23 Tampilan Relay Jenis DPDT………38

Gambar 2.24 Rangkaian Driver Relay………39

Gambar 2.25 Simbol Lampu Listrik………...…39

Gambar 2.26 Lampu Lucutan Gas (Gas-discharge Lamp)………. 40

Gambar 2.27 BentukFisik LCD 16x2 ………...…41

Gambar 3.1 BlokDiagram Rangkaian Keseluruhan………... 44

Gambar 3.2 Flowchart Aplikasi Sensor MQ-5………...…46

(15)

viii

Gambar 3.4Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16………..….………..… 48

Gambar 3.5 Layout Rangkaian Catu Daya & Sistem Minimum Atmega 16……….…49

Gambar 3.6 Tata Letak Komponen Rangkaian Catu Daya & Rangkaian Sistem Minimum Atmega 16………...…49

Gambar 3.7 RangkaianDriver Motor DC………..…50

Gambar 3.8Layout Rangkaian Driver Motor DC……….……….…50

Gambar 3.9 Rangkaian Driver Relay..………51

Gambar 3.10 Layout Rangkaian Driver Relay………...…51

Gambar 3.11Tata Letak Komponen Rangkaian Driver Relay……….………. 52

Gambar 3.12Tampilan Perancangan Mekanik……….…..…53

Gambar 3.13 Tampilan Realisasi perancangan Mekanik………...…53

Gambar 4.1 Titik Pengukuran pada Rangkaian Power Supply………..…56

Gambar 4.2 Titik Pengukuran pada Rangkaian Sistem Minimum ATMega 16 & Bluetooth HC-06.……….…57

Gambar 4.3 Titik Pengukuran pada Rangkaian Driver Relay..……….………….57

Gambar 4.4 Titik Pengukuran pada Rangkaian Modul Sensor MQ-5.……….…..…58

Gambar 4.5 Titik Pengukuran pada Rangkaian Modul GSM SIM900A……….…...58

Gambar 4.6 Hasil Pengukuran Vcc pada Modul GSM SIM900A………..…62

Gambar 4.7 Hasil Pengukuran Transmitter (Tx) pada Modul GSM SIM900A……….62

Gambar 4.8 Hasil Pengukuran Receiver (Rx) pada Modul GSM SIM900A………..63

Gambar 4.9Timing Diagram Karakter A.……….….66

Gambar 4.10 Timing Diagram KarakterD.………66

Gambar 4.11Timing Diagram Karakter A.………..……….. 67

Gambar 4.12 Timing Diagram Karakter spasi.………...…67

Gambar 4.13 Timing Diagram Karakter A.………..……….. 67

Gambar 4.14 Timing Diagram Karakter P.……….68

Gambar 4.15Timing Diagram Karakter I.………..68

Gambar 4.16Timing Diagram Karakter !.………..…68

(16)

viii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir LAMPIRAN B Lembar Bimbingan Laporan Akhir

LAMPIRAN C Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir LAMPIRAN D Data-sheet Mikrokontroleer ATMega 16 LAMPIRAN E Data-sheet Sensor MQ-5