ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO PROJEK AKHIR II JULIANA NIM :

(1)

ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO

PROJEK AKHIR II

JULIANA NIM : 132411037

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO

PROJEK AKHIR II

Diajukan untuk melengkapi tugas projek akhir II

JULIANA NIM : 132411037

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(3)

PERSETUJUAN

Judul : ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN

SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO Kategori : PROJEK AKHIR II

Nama : JULIANA

NIM : 132411037

Program Studi : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 21 Juli 2016

Komisi Pembimbing : Disetujui /Diketahui oleh

Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing, Ketua,

(Dr. Diana Alemin Barus M,Sc) (Prof.Dr.Nasruddin M M.Eng.Sc) NIP . 196607291 992032 002 NIP . 19550761 981021 002

(4)

PERSETUJUAN

Judul : ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN

SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO BLUETOOTH

Kategori : PROJEK AKHIR II

Nama : JULIANA

NIM : 132411037

Program Studi : D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA

Fakultas : FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 21 Juli 2016

Komisi Pembimbing : Disetujui /Diketahui oleh

Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing, Ketua,

(Dr. Diana Alemin Barus M,Sc) (Prof.Dr.Nasruddin M M.Eng.Sc) NIP . 196607291 992032 002 NIP . 19550761 981021 002

(5)

PERNYATAAN

ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO BLUETOOTH

PROJEK AKHIR II

Saya mengakui bahwa laporan ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing di sebutkan sumbernya.

Medan , 21 Juli 2016

Juliana

NIM. 132411037

(6)

PENGHARGAAN

Alhamdulillah puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Subhanahuwata’ala, atas segala karuniaNya yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Shalawat dan Salam kepada Nabi Muhammad SAW semoga kita mendapatkan safa’atnya di kemudian hari. Amin .Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada keluarga tercinta ALLAH SWT yang telah memberi ridhoNya kepada saya untuk menyesaikan segala sesuatunya dengan baik, terima kasih Ayah (suraji) dan Mama (riani) atas kasih sayang dan kepercayaan yang telah kalian berikan kepada anak kalian ini, serta kakakku tercinta mama lisa ,kak nurmiati , nurmawati , yana ,ani dan untuk abang tercinta suwardi dan adik lelaki supriadi terimakasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan Tugas Akhir ini serta buat seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang seperti sekarang.

serta orang- orang yang mendukung sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada :

1. Yth.Bapak Dekan Dr.Kerista Tarigan M.Eng.Sc beserta jajarannya di lingkungan FMIPA USU

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika S1 Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam .

3. Ibu Dr.Diana Alemin Barus ,Msc , selkau Ketua Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi.

4. Bapak Drs. Nasruddin M M.Eng.Sc selaku pembimbing yang atas bantuannya yang luar biasa saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan baik

5. Kepada yang teristimewa orangtua saya yang selalu memberikan dukungannya kepada saya sehingga saya dapat menyelesaikan amanah yang telah diberikan sejak awal kuliah.

6. Kepada Juliani yang sudah membantu membantu dan memotivasi saya

(7)

sehingga saya dapat menyelesaikan laporan dan projek 1 ini.

7. Kepada ( Eka, Puja,Novi, Mida , Ifa dara dan yeni) atas support dan kerjasamanya yang telah membantu mengerjakan segala sesuatunya bersama- sama sehingga kita bisa menyelesaikan lapran dan projek 1 ini dengan baik meskipun banyak halangan yang kita dapat.

8. Kepada Dolly yang dengan semangatnya meberikan ilmunya dan sabar membantu menyelesaikan masalah rangkaian yang sebegitu rumitnya sampai tuntas terimakasih atas bantuan yang sangat luar biasa dan membuat saya menyesali tidak belajar dari sebelumya.

9. Kepada “sang master” Abang Dwi Budi Prasetyo dan bang Bobby yang sudah membantu memberikan ilmunya untuk pelajaran program yang membuat kepala saya pusing dan meluangkan waktunya untuk mengerjakan tugas akhir ini. Terima kasih atas support, kesabaran, ilmu, motivasi, yang begitu luar biasa kepada abang sampai pada akhir penyelesaian tugas akhir ini.

10. Kepada saudara-saudara seperguruan, Abang dan Adik-Adik UKM Robotik SIKONEK USU, Teman–teman seperjuangan yang telah banyak membantu dalam proses pengerjaan tugas akhir ini (Bg Oyen ,Bg Kevin ,Bg Jepri,Bg Faqih ,Bg Nuril ,Bg Hardi ,Intan ,Samuel , Donny, Dewi , Nurul , Tari , Hafni Long ,Siti, Rani, Dan anak Elektro lainnya yang tidak bisa dituliskan semuanya .dan kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kehidupan penulis yang tidak mampu saya tuliskan satu persatu. Jazakumullah khairan katsiran

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhr ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Juli 2016 Penulis,

Juliana

(8)

MEASURING INSTRUMENTS OF ALCOHOL USE THE MQ3 SENSOR BASED ARDUINO UNO

Abstrack

The current public concerns with the liquor that has been easily found in a stall stall at relatively low prices, causing many accidents, fights, murders, adulteries, far from the norms of morality and raised the courage to undertake negative actions. Thisis a major priority of alcohol required a simple test that can measure the level of alcohol in the human body. So in this thesis designed and realized a tool to measure the alcohol content through the use of sensors MQ3 . The working process ofthe measuring device through blowing breath alcohol content that is changing analog to digital data then microcontroller arduino uno manage the input obtained from the sensor MQ3 and displayed android by bluetooth In the measurement results beverage alcohol content of class A, B, and C showed errors which different

Keywords : Arduino UNO R3, Sensor

(9)

ALAT UKUR KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO

Abstrak

Saat ini kekawatiran masyarakat dengan minuman keras yang sudah gampang ditemukan diwarung warung dengan harga yang relatif murah, menyebabkan banyaknya terjadi kecelakaan, perkelahian, pembunuhan, perzinahan, jauh dari norma-norma akhlak dan timbul keberanian untuk melakukan tindakan negatif. Hal ini merupakan prioritas utama diperlukanya suatu tes alkohol sederhana yang dapat mengukur kadar alkohol. Sehingga dalam tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan alat untuk mengukur kadar alkohol menggunakan snsor MQ3. Proses kerja dari alat pengukur kadar alkohol melalui gas yang dikeluarka Alkohol dan merubah datatersebut ke analog ke digital kemudian arduino un mengelolah input yang didapat dari sensor MQ3 dan ditampilkan melalui android melalui bluetooth Dalam hasil pengukuran minuman kadar alkohol golongan A,B, dan C didapatkan hasil error yang berbedabeda.

Kata Kunci : Arduino UNO R3, Sensor

(10)

8 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Kesehatan merupakan suatu hal yang sangat penting dalam kelangsungan hidup manusia. Apabila tubuh sehat maka segala aktifitas tidak akan terhambat sehingga kita bisa melakukan apapun yang kita mau. Untuk bisa sehat selain dengan berolah raga dan pola hidup tentunya tubuh kita memerlukan asupan gizi baik dari makanan maupun minuman. Makanan dan minuman yang kita butuhkan tentunya juga hendaknya sehat dan mengandung berbagai zat – zat yang berguna untuk tubuh. Apabila makanan dan minuman tersebut tidak sehat maka tentunya akan mengganggu tubuh kita. Salah satu Faktor yang menyebabkan Makanan dan minuman menjadi tidak sehat yaitu kandungan zat yang ada didalamnya yang tidak bermanfaat dan bahkan membahayakan bila dikonsumsi. Diantara zat – zat itu adalah bahan pengawet, pewarna,alkohol , dan masih banyak lagi.

Beberapajenis minuman yang disinyalir mengandung kadar alkohol yang banyak beredar di Masyarakat. Karena selain merugikan kesehatan bila dikonsumsi dalam jumlah yang banyak dan terus menerus minuman yang mengandung alkohol juga masuk dalam minuman yang haram dan dilarang oleh agama.Untuk itu saya mengembangkan suatu alat untuk mendeteksi kadar Alkohol , dengan uraian diatas disusulah sebuah tugas akhir “ ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO “

1.1. Rumusan masalah

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam bentuk Tugas Akhir sebagai Tugas Akhir dengan judul ALAT PENDETEKSI KADAR ALKOHOL MENGGUNAKAN SENSOR MQ3 BERBASIS ARDUINO UNO”

Laporan tugas akhhir ini membahas tentang bagaimana cara kerja sistem untuk mendeteksi alkohol yang terdiri dari sensor MQ3, Arduino UNO sebagai pusat kendalinya beserta software pemrogramannnya dan LCD sebagai tampilannya.

(11)

9 1.2. Tujuan Penulisan

Tujuan Penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah :

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan Projek Akhir I pada program Diploma Tiga (D-III) Metrologi Dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.

3. Merancang suatu alat Pendeteksi kadar alkohol menggunakan sesnor MQ3 dengan Arduino sebagai pengendali.

4. Mengetahui cara kerja sensor MQ3 berbasis Arduino UNO.

5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur .

1.3. Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas , Rancang Bangun Alat Pendeteksi kadar Alkohol menggunakan sensor MQ3 bernasis arduino UNO dengan batasan -batasan sebagai berikut:

1. Alat ini dapat mendeteksi Alkohol dengan pemanasan Awal minimal 5 menit

2. Input yang dapat digunakan mulai dari 5 sampai dengan 20 Volt.

3. Hanya menggunakan masukan sensor MQ3 dan keluaran tampilan LCD yang dihubungkan dengan Arduino UNO.

1.4. Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ukur hygrometer dengan menggunakan MQ3, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :

BAB I :PENDAHULUAN

(12)

10 Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan tugas akhir ini.

BAB II :LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang sensor MQ3, Arduino UNO, dan LCD.

BAB III :PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan pengoperasian, spesifikasi dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : HASIL DAN ANALISA

Berisi tentang data uji coba alat yang telah dibuat dan analisa data pecobaan BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Merupakan kesimpulan dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan kemungkinan pengembangan alat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

(13)

11 Alat pendeteksi kadar alkohol adalah alat yang menggunakan sensor MQ-3 dan tampilan berupa Android, Sensor MQ-3 ini digunakan untuk mendapatkan persentase dari kadar alkohol pada minuman. Dari persentase tersebut kita dapat mengetahui kadar alkohol dan golongan dari alkohol tersebut. Penelitian yang menggunakan sensor MQ-3 sudah banyak dilakukan terutama berkaitan tentang kadar alkohol pada zat cair.

Alat pendeteksi kadar alkohol dengan menggunakan sensor MQ-3 berbasis Arduino Uno diharapkan mampu mempermudah pendeteksian kadar alkohol dan golongan alkohol pada minuman yang diperjualbelikan di masyarakat.

2.2 Pengertian Alkohol

Alkohol adalah senyawa organik yang mengandung gugus fungsi hidroksi (-OH). Alkohol bisa berasal dari Alkana, Alkena, maupun Alkuna dengan adanya pergantian gugus alkil dengan gugus hidroksi pada atom karbon jenuh. Dalam kimia, alkohol (atau alkanol) adalah istilah yang umum untuk senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon dan terikat pada atom hydrogen. (Anonim.2013 )

2.2.1 Klasifikasi Alkohol

Alkohol dapat dibagi kedalam beberapa kelompok tergantung pada bagaimana posisi gugus -OH dalam rantai atom-atom karbonnya. Masing-masing kelompok alkohol ini juga memiliki beberapa perbedaan kimiawi.

a. Alkohol Primer Pada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya terikat pada satu gugus alkil. Beberapa contoh alkohol pr imer dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Contoh Alkohol Primer ( Sumber : anonim,2013 ) Pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara gugus

CH2 yang mengikat gugus -OH dengan sebuah gugus alkil.Ada pengecualian untuk metanol, CH3OH, dimana metanol ini dianggap

(14)

12 sebagai sebuah alkohol primer meskipun tidak ada gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang membawa gugus -OH.

b. Alkohol sekunder Pada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.

c. Alkohol tersier Pada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang sama atau berbeda. Beberapa contoh alkohol tersier dapat dilihat pada Gambar 2.3

2.2.2 Jenis Jenis Alkohol

Beberapa jenis alkohol yang sering digunakan dalam kehidupan sehari- hari adalah sebagai berikut.

a. Metanol dan Etanol Dua alkohol paling sederhana adalah metanol dan etanol (nama umumnya metil alkohol dan etil alkohol) yang

strukturnya dapat dilihat pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Struktur Alkohol Jenis Metanol dan Etanol

Dalam peristilahan umum, "alkohol" biasanya adalah etanol atau grain alcohol. Etanol dapat dibuat dari fermentasi buah atau gandum dengan ragi, Etanol juga dapat diperoleh melalui peragian tetes (sisa pemurnian gula tebu), atau dari bahan lain yang mengandung gula alam. Etanol sangat umum digunakan, dan telah dibuat oleh manusia selama ribuan tahun. Etanol adalah alkohol biasa.

Etanol juga salah satu obat rekreasi (obat yang digunakan untuk bersenang- senang) yang paling tua dan paling banyak digunakan di dunia. Dengan meminum alkohol cukup banyak, orang bisa mabuk. Semua alkohol bersifat toksik (beracun), tetapi etanol tidak terlalu beracun karena tubuh dapat menguraikannya

(15)

13 dengan cepat. Metanol dikenal sebagai alkohol kayu karena dapat dihasilkan melalui penyulingan destruktif kayu. Senyawa ini sangat beracun dan dapat menyebabkan buta dan kematian jika ditelan. Fungsi dari alcohol Metanol adalah pelarut, antifreeze radiator mobil, sintesis formaldehid, metilamina, metilklorida, metilsalisilat, dll. Fungsi dari alcohol jenis Etanol adalah minuman beralkohol, larutan 70 % sebagai antiseptik, sebagai pengawet, dan sintesis eter, koloroform, dll.

b. Amil Alkohol Amil alkohol adalah salah satu dari 8 alkohol dengan rumus C 5 H 11 OH. Sebuah campuran amil alkohol (juga disebut amil alkohol) dapat diperoleh dari alkohol Fusel. Amil alkohol digunakan sebagai pelarut dan pada esterfication misalnya dalam produksi asetat amil.

2.2.3 Alkohol Dalam Minuman

Minuman beralkohol adalah minuman yang mengandung etanol. Etanol adalah bahan psikoaktif dan konsumsinya menyebabkan penurunan kesadaran. Di berbagai negara, penjualan minuman beralkohol dibatasi ke sejumlah kalangan saja, umumnya orang-orang yang telah melewati batas usia tertentu. 2.2.3.1 Efek Samping Bila dikonsumsi berlebihan, minuman beralkohol dapat menimbulkan efek samping gangguan mental organik (GMO), yaitu gangguan dalam fungsi berpikir,

merasakan, dan berperilaku. Timbulnya GMO itu disebabkan reaksi langsung alkohol pada sel-sel saraf pusat. Karena sifat adiktif alkohol itu, orang yang meminumnya lama-kelamaan tanpa sadar akan menambah takaran/dosis sampai pada dosis keracunan atau mabuk. Mereka yang terkena GMO biasanya mengalami perubahan perilaku, seperti misalnya ingin berkelahi atau melakukan tindakan kekerasan lainnya, tidak mampu menilai realitas, terganggu fungsi sosialnya, dan terganggu pekerjaannya.

Perubahan fisiologis juga terjadi, seperti cara berjalan yang tidak mantap, muka merah, atau mata juling. Perubahan psikologis yang dialami oleh konsumen misalnya mudah tersinggung, bicara ngawur, atau kehilangan konsentrasi. Efek samping terlalu banyak minuman beralkohol juga menumpulkan sistem kekebalan

(16)

14 tubuh. Alkoholik kronis membuat jauh lebih rentan terhadap virus termasuk HIV.

(Anonim.2013). Mereka yang sudah ketagihan biasanya mengalami suatu gejala yang disebut sindrom putus alkohol, yaitu rasa takut diberhentikan minum alkohol. Mereka akan sering gemetar dan jantung berdebar-debar, cemas, gelisah, murung, dan banyak berhalusinasi. Kandungan alkohol di atas 40 gram untuk pria setiap hari atau di atas 30 gram untuk wanita setiap hari dapat berakibat kerusakan pada organ/bagian tubuh peminumnya.

Misalnya, kerusakan jaringan lunak yang ada di dalam rongga mulut, seputar tenggorokan, dan di dalam sistem pencernaan (di dalam perut). Organ tubuh manusia yang paling rawan akibat minuman keras adalah hati atau lever.

Seseorang yang sudah terbiasa meminum minuman beralkohol, apalagi dengan takaran yang melebihi batas, setahap demi setahap kadar lemak di dalam hatinya akan meningkat. Akibatnya, hati harus bekerja lebih dari semestinya untuk mengatasi kelebihan lemak yang tidak larut di dalam darah. Dampak lebih lanjut dari kelebihan timbunan lemak di dalam hati tersebut akan memakan hati sehingga selnya akan mati.

Kalau tidak cepat diobati akan terjadi sirosis (pembentukan parut) yang akan menyebabkan fungsi hati berkurang dan menghalangi aliran darah ke dalam hati. Kalau tidak segera diobati akan berkembang menjadi kanker hati.

Tidak hanya bagian lever yang akan rusak atau tidak berfungsi, bagian lain seperti otak pun bisa terganggu. Hal itu membuktikan bahwa minuman keras mengakibatkan penyakit yang bisa membawa kematian.

2.3 Sensor Gas Alkohol

Gas yang dikeluarkan melalui nafas manusia mengandung berbagai macam zat dengan satuan konsentrasi yang sangat kecil. Salah satu zat tersebut adalah ethanol. Alkohol atau ethanol merupakan zat yang mudah menguap dengan satuan konsentrasi ppm ( Part Per Million ). Oleh karena itu, diperlukan suatu sensor gas yang sangat sensitif dalam mendeteksi gas ethanol tersebut.

(17)

15 Model sensor yang digunakan adalah MQ 3 yang diproduksi oleh Hanwai Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi kadar alkohol secara langsung, misal pada nafas. Rangkaian driver untuk sensor MQ 3 sangat sederhana, hanya perlu 1 buah variabel resistor. Output dari sensor berupa teganggan analog yang sebanding dengan alkohol yang diterima. Antarmuka yang digunakn cukup sederhana, bisa menggunakan ADC yang dapat merespon teganggan 0 volt – 3,3 volt saja. Nilai resistor yang dipasang harus dibedakan untuk berbagai jenis konsentrasi gas. Jadi perlu dikalibrasi untuk 0,04 mg/L (sekitar 200 ppm) konsentrasi alkohol di udara dan resistansi pada output sekitar 200KΩ (100KΩ-470KΩ).

2.4 Arduino Uno

2.4.1 MENGENAL ARDUINO

Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desain- desain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat elektro-mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya.

(18)

16 Gambar 2.1

Arduino Uno

Pembuatan prototype atau prototyping adalah kegiatan yang sangat penting di dalam proses physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang melakukan eksperimen dan uji coba dari berbagai jenis komponen, ukuran, parameter, program komputer dan sebagainya berulang-ulang kali sampai diperoleh kombinasi yang paling tepat. Dalam hal ini perhitungan angka-angka dan rumus yang akurat bukanlah satu-satunya faktor yang menjadi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat karena ada banyak faktor eksternal yang turut berperan, sehingga proses mencoba dan menemukan/mengoreksi kesalahan perlu melibatkan hal-hal yang sifatnya non-eksakta. Prototyping adalah gabungan antara akurasi perhitungan dan seni.

Proses prototyping bisa menjadi sebuah kegiatan yang menyenangkan atau menyebalkan, itu tergantung bagaimana kita melakukannya. Misalnya jika untuk mengganti sebuah komponen, merubah ukurannya atau merombak kerja sebuah prototype dibutuhkan usaha yang besar dan waktu yang lama, mungkin prototyping akan sangat melelahkan karena pekerjaan ini dapat dilakukan berulang-ulang sampai puluhan kali – bayangkan betapa frustasinya perancang yang harus melakukan itu. Idealnya sebuah prototype adalah sebuah sistem yang fleksibel dimana perancang bisa dengan mudah dan cepat melakukan perubahan- perubahan dan mencobanya lagi sehingga tenaga dan waktu tidak menjadi kendala berarti. Dengan demikian harus ada sebuah alat pengembangan yang membuat proses prototyping menjadi mudah. Pada masa lalu (dan masih terjadi hingga hari ini) bekerja dengan hardware berarti membuat rangkaian menggunakan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor dan sebagainya. Setiap komponen disambungkan secara fisik dengan kabel atau jalur tembaga yang disebut dengan istilah “ hard wired ” sehingga untuk merubah rangkaian maka sambungan- sambungan itu harus diputuskan dan disambung kembali. Dengan hadirnya teknologi digital dan microprocessor fungsi yang sebelumnya dilakukan dengan hired wired digantikan dengan program-program software. Ini adalah sebuah revolusi di dalam proses prototyping. Software lebih mudah diubah dibandingkan hardware, dengan beberapa penekanan tombol kita dapat merubah

(19)

17 logika alat secara radikal dan mencoba versi ke-dua, ke-tiga dan seterusnya dengan cepat tanpa harus mengubah pengkabelan dari rangkaian. Dengan begitu beragamnya papan Arduino yang ada di pasaran wajar jika seorang pemula akan kebingungan untuk menentukan tipe papan apa yang sebaiknya digunakan.

Sebagai sama-sama pemula yang ingin berbagi pengalaman, saya akan menganjurkan untuk memulai dengan tipe Duemilanove atau Uno mengingat kedua tipe papan ini yang paling banyak digunakan oleh para aktivis Arduino saat ini. Arduino Uno adalah generasi yang terakhir setelah Duemilanove dan dari sisi harganya sedikit lebih mahal karena memiliki spesifikasi yang lebih tinggi (microcontroller: Atmega328 dan flash memory: 32 KB).

2.5. SOFTWARE ARDUINO

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. Compiler , sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner.

Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing.

Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

2.5 LCD (Liquid Cristal Display)

berfungsi untuk menampilkan karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik dan dengan konsumsi arus yang rendah. LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 merupakan modul LCD buatan hitachi. Modul LCD (Liquid Cristal Display) dot matrik M1632 terdiri dari bagian penampil karakter (LCD) yang berfungsi menampilkan karakter dan bagian sistem prosesor LCD dalam bentuk modul dengan mikrokontroler yang diletakan dibagian belakan LCD tersebut yang berfungsi untuk mengatur tampilan LCD serta mengatur komunikasi antara LCD dengan mikrokontroler yang menggunakan modul LCD

(20)

18 tersebut. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2×16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.

2.5.1 Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display) Dot Matrix 2×16 M1632 1. DB0 – DB7 adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur

komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontrooler ke modul LCD.

2. RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.

3. R/W adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7. Yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan logika high (1) untuk mode write.

4. Enable (E), berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.

2.5.2 Penulisan Data Register Perintah LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data.

Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock.Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi. Untuk mode 8 bit interface, proses penulisan dapat langsung dilakukan secara 8 bit (bit 7 … bit 0) dan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

2.5.3 Pembacaan Data Register Perintah LCD (Liquid Cristal Display) M1632

(21)

19 Proses pembacaan data pada register perintah biasa digunakan untuk melihat status busy dari LCD atau membaca Address Counter. RS diatur pada logika 0 untuk akses ke Register Perintah, R/W diatur pada logika 1 yang menunjukkan proses pembacaan data.

4 bit nibble tinggi dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock dan kemudian 4 bit nibble rendah dibaca dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock.

Untuk Mode 8 bit interface, pembacaan 8 bit (nibble tinggi dan rendah) dilakukan sekaligus dengan diawali sebuah pulsa logika 1 pada E Clock.

2.5.4 Penulisan Data Register Data LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Penulisan data pada Register Data dilakukan untuk mengirimkan data yang akan ditampilkan pada LCD. Proses diawali dengan adanya logika 1 pada RS yang menunjukkan akses ke Register Data, kondisi R/W diatur pada logika 0 yang menunjukkan proses penulisan data.

Data 4 bit nibble tinggi (bit 7 hingga bit 4) dikirim dengan diawali pulsa logika 1 pada sinyal E Clock dan kemudian diikuti 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang juga diawali pulsa logika 1 pada sinyal E Clock.

2.5.5 Pembacaan Data Register Data LCD (Liquid Cristal Display) M1632

Pembacaan data dari Register Data dilakukan untuk membaca kembali data yang tampil pada LCD. Proses dilakukan dengan mengatur RS pada logika 1 yang menunjukkan adanya akses ke Register Data. Kondisi R/W diatur pada logika tinggi yang menunjukkan adanya proses pembacaan data. Data 4 bit nibble tinggi (bit 7 hingga bit 4) dibaca dengan diawali adanya pulsa logika 1 pada E Clock dan dilanjutkan dengan data 4 bit nibble rendah (bit 3 hingga bit 0) yang juga diawali dengan pulsa logika 1 pada E Clock.

(22)

20 LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2×40 dan 4×40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut.

2.5 Gambar Baris LCD 2.6 Susunan alamat pada LCD

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2×16 atau 2×24, atau bahkan 2×40, maka penulisan programnya sama saja.

CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.

Berikut tabel pin untuk LCD M1632. Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar.

(23)

21 2.6 Susunan kaki pada LCD

Perlu diketahui, driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data.

2.7 Sensor MQ 3

2.7 Gambar sensor MQ3

Gas yang dikeluarkan melalui nafas manusia mengandung berbagai macam zat dengan satuan konsentrasi yang sangat kecil. Salah satu zat tersebut adalah ethanol. Alkohol atau ethanol merupakan zat yang mudah menguap dengan satuan konsentrasi ppm ( Part Per Million ). Oleh karena itu, diperlukan suatu sensor gas yang sangat sensitif dalam mendeteksi gas ethanol tersebut.Model sensor yang digunakan adalah MQ 3 yang diproduksi oleh Hanwai Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi kadar alkohol secara langsug.

(24)

22 BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Perancangan Blok Diagram

Diagram rancangan dari alat pendeteksi alkohol ini adalah sebagai berikut:

baterai

Regulator 5V

ARDUINO DISPLAY

Gambar 3.1 Block Diagram

Perancangan suatu alat yang akan dibuat merupakan suatu tahapan yang sangat penting dalam membuat suatu program ataupun melanjutkan kelangkah selanjutnya karena denganperencanaan tersebut diharapkan mendapatkan hasil yang baik dan maksimal, dalam perancangan sistem yang penulis buat adalah Rancang Bangun Alat Pendeteksi Kadar Alkohol Menggunakan sensor MQ3 beerbasis Arduino Uno

Semua komponen dipasang sesuai rangkaian yang digunakan. Kemudian rangkaian tersebut diuji coba dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut sudah terhubung dengan benar arduino uno r3, adalah komponen utama yang berfungs isebagai pusat kendali berbagai macam peripheral yang terhubung dalam sistem ini yaitu sensor gas mq3 dan LCD.

Komponen ini juga berfungsi sebagai tempat pengolahan data yang akan diproses.

(25)

23 LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data yang diperoleh dari sensor agar kita langsung dapat melihat hasilnya secara visual.

3.2 Rangkaian LCD

Gambar 3.2 Rangkaian LCD Keterangan dari rangkaian diatas

1. SIM1 adalah Arduino UNO R3 yang berfungsi sebagai pusat sistim bekerja

2. J2 adalah soket penghubung ke LCD 3. J3 adalah soket penghubung ke LCD

4. J4 adalah soket penghubung ke GND Resistor Variabel 5. J5 adalah soket penghubung ke Resistor Variabel 6. J6 adalah soket penghubung ke VCC Resistor Variabel

(26)

24 3.3 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem

3.3.1 Schematic Capture

Schematic Capture, Menunjukkan Wiring atau Pengkabelan antara perangkat atau komponen.

Gambar 3.3 Schematic Capture

(27)

25 3.3.2 PCB Layout

PCB Layout merupakan Implementasi rangkaian schematic dipapan PCB.

Gambar 3.4 PCB Layout 3.4 Prosedur Penelitian

Langkah – langkah dalam perancangan pendeteksi kadar gas alkohol terdapat 6 hal. Perancangan konsep pendeteksi kadar gas alkohol dengan sensor MQ3 Menyiapkan alat dan bahan dalam perancangan alat pendeteksi kadar gas alkohol dengan sensor MQ3

Merancang hardware alat pendeteksi kadar GAS dengan sensor MQ3 Merancang program (software) dan mendownload program ke arduino. Melakukan percobaan pengukuran hasil kadar alkohol yang dideteksi sensor MQ3. Membuat laporan penelitian

3.4 Flow Chart

(28)

26

START

INISIALISASI PORT

BACA ADC

if(hasil>0 && hasil<35)=Tidak ada if(hasil>36 && hasil<70)=31% dan <50%

if(hasil>71 && hasil<100)=51% dan <70%

if(hasil>100 )=>70%

KADAR ALKOHOL >70%

BUZZER HIDUP

BUZZER MATI DAN TAMPILKAN

PEMBACAAN SENSOR YA

TIDAK

(29)

27 BAB IV

DATA DAN ANALISA DATA 4.1 Data

Tabel 4.1 Hasil Data Pengukuran kadar alkohol

%alkohol perulangan

1 2 3 4 5 6

21 19,78 20,26 20,55 1 21,33 22,28

25 20,36 21,42 21,70 21,70 21,80 21,80

30 19,78 19,88 20,17 20,26 20,55 20,65

35 19,88 19,88 20,17 20,26 20,74 20,65

40 17,67 18,05 18,53 20,7 20,07 20,07

45 19,02 20,36 20,65 21,32 21,32 21,51

50 18,05 18,25 19,11 19,69 19,69 20,07

4.2 Analisa Data

Pengujian sensor MQ3 dilakukan untuk mengetahui karakteristik sensor, mengetahui sensor membaca dalam keadaan baik atau tidak dalam mengambil data keluaran . Keterangan dari tabel diatas adalah bagimana kesensitifan sensor dalam merima sampel uji , yang dibaca dengan range nilai jauh dari keadaan normal . Dari data diatas dapat ditentukan nilai nilai max-nilai minimum

(30)

28 Nilai yang digunakan adalah nilai yang paling tinggi yaitu 3,94 seangkan nilai full scale dari semua data yang diambil adalah 22,86. Full scale adalah nilai terbesar dari semua data yang diambil. Jika semua sudah didapat, maka % error adalah sebagai berikut

Presisi dinyatakan dalam Presisi= 100% -

= 100%-17,32 = 86,68%

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

(31)

29 5.1 Kesimpulan

Dalam pembuatan tugas akhir ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. sensor mq3 bekerja membaca nilai inputan yang akan diolah oleh arduino dan ditampilkan ke LCD sebagai output pengukuran

2. Sensor MQ-3dapat bekerja dengan bagus untuk mendeteeksi alkohol setelah dipanaskan minimal 5 ment untuk mendapatkan hasil

pengambilan data yang akurat.

3. Hasil pengukuran kadar alkohol belum pada minuman menggunakan sensor gas MQ3 mendapatkan nila stabil jika dipanaskanterlebih dahulu , nilai akurasi pembacaan alat 73,18% dan nilai presisi 82,68%

5.2 Saran

1. Penempatan sensor alkohol harus tepat di atas alkohol, sehingga alkohol dapat terdeteksi dengan akurat.

2. Sensor alkohol yang digunakan di ganti dengan senor yang memiliki sensitivitasnya lebh tinggi seperti TGS 2620, sehingga hasilnya lebih

akurat.

3. Untuk pengunaan yang lebih lanjut sebaiknya dilakukan pengujian secara berulang didalam ruangan tertutup.

DAFTAR PUSATAKA

(32)

30 Tarigan, Pernantin. 2011. Sistem Tertanam (Embedded System). Graha

Ilmu.Yogyakarta.

http://Applikasi_Sensordan kegunaansensorpirdalamkehidupan.html

Diakses pada tanggal 18 juli 2016

http://ramadhanarika91.blogspot.com/2010/12/pengenalanappinventor2.html

http://alatkadarair.blogspot.com/2013/08/koneksibluetoothkearduino.html

http://electronic7.wordpress.com/2011/06/03/alatpenghitungpengunjung.html

http://library.um.ac.id/free-contents/index.php/pub/detail/sensorpirapilikasi.html Diakses pada tanggal 18 juli 2016