ALARM KEBOCORAN LPG DENGAN MQ7 MELALUI SMS BERRBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328P
LAPORAN TUGAS AKHIR
SUMIANTI SITINJAK 152411081
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
ALARM KEBOCORAN LPG DENGAN MQ7 MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328P
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
SUMIANTI SITINJAK 152411081
PROGRAM STUDI D3METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul : Alarm Kebocoran Elpiji dengan MQ7 melalui sms berbasis Mikrokontroller Atmega 328p
Kategori : Laporan Tugas Akhir Nama : Sumianti Sitinjak
NIM : 152411081
Program Studi : D-III Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU
Disetujui di, Medan, Juli 2018
Ketua Prodi D-III Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing FMIPA USU
Dr. Diana A. Barus, M.Sc Drs. Herli Ginting, MS NIP. 19660729 199203 2 002 NIP.195511291987032001
i PERNYATAAN
ALARM KEBOCORAN LPG DENGAN MQ7 MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328p
TUGAS AKHIR
Saya mennyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2018
Sumianti Sitinjak 152411081
ii PENGHARGAAN
Segala puji dan hormat serta syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih, berkat dan segala anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian D3 metrologi & Instrumentasi Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Alarm Kebocoran Elpiji dengan MQ7 melalui sms berbasis Mikrokontroller Atmega 328p”. Penulis menyadari bahwa terlaksananya tugas akhir ini tidak terlepas dari dukungan berbagai pihak. Karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir ini :
1. Bapak Dr.Kerista Sebayang,MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
2. Bapak Drs.Herli Ginting,MS, selaku dosen pembimbing saya yang telah memberikan kemudahan kepada penulis,menyediakan waktu untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan masukan berupa saran hingga selesainya tugas akhir ini
3. Ibu Dr.Diana Alemin Barus,MSc,selaku ketua DepartemenD3 Metrologi &
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara.
4. Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si, selaku sekretaris Departemen D3 Metrologi &
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Teristimewa kedua orang tuaku, ayahanda S. Sitinjak dan ibunda tercinta N.
Banjarnahor atas setiap doa dan pengorbanannya yang tidak terhingga kepada penulis.
iii 6. Kakak-kakak, abang-abang dan adik-adikku Jusniati Sitinjak, Sugiano Sitinjak, Suryawati Sitinjak,Suyono Sitinjak,SulastriSitinjak, Suyanti Sitinjak,Suprianti Sitinjak dan Sujar Sitinjak.
7. Sahabat-Sahabat terbaikku, Hena, Ester, Inri, Putri, Ulfa, Yusuf,Gregorius, Hamzah, Fadli, Michael, Joshua dan Kepada semua teman-teman yang lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
8. Semuapihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan sat upersatu.
Penulis berharap, semoga Tuhan membalas kebaikan mereka dengan berkat yang besar dan semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli 2018
Sumianti Sitinjak
iv
ALARM KEBOCORAN LPG DENGAN MQ7 MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 328p
ABSTRAK
Keterbatasan sumber daya alam membuat manusia menggunakan bahan bakar gas.Akan tetapi bahan bakar dengan wujud gas ini mempunyai efek negatif yaitu sering terjadi kebakaran yang diakibatkan oleh ledakan gas. Pada umumnya kebakaran sering terjadi dirumah warga akibat ledakan gas LPG yang tidak dapat diantipasi dengan baik. Oleh karena itu untuk mengantisipasi hal ini, dibutuhkan sebuah alat yang dapat mendeteksi kebocoran gas, sehingga ledakan yang diakibatkan oleh kebocoran gas dapat segera diantipasi agar kebakaran tidak meluas. Alat pendeteksi kebocoran gas yang akan dibuat dapat mendeteksi kebocoran gas dan memberikan informasi apabila terjadi kebocoran gas. Alat alarm kebocoran gas berbasis Mikrokontroller Atmega 328p menggunakan sensor MO-7, buzzer,SIM 800-Lsebagai notifikasi, mampu mendeteksi apabila terjadi kebocoran gas dan memberikan informasi kepada pemilik sehingga kebakaran dapat diantisipasi sedini mungkin. Informasi yang dihasilkan dari alat ini berupa bunyi alarm dan pesan yang dikirimkan melalui modul GSM SIM 800L yang dikirimkan kepada pemilik bila telah terdeteksi kebocoran gas, sehingga kebakaran akibat ledakan gas dapat ditangani dengan baik.
Kata Kunci : Buzzer,Mikrokontroller Atmega 328p, sensor MO-7, SIM 800-L.
v
LPG LEAKAGE ALARM BY VIA SHORT MESSAGE SERVICE BASED ON ATMEGA 328P MICROCONTROLLER
ABSTRACT
The limitation of natural resources makse people the gas fuel. However, fuel with this gas form has a negative effect that this often a fire caused by gas explosion. In general, fires often occur at home residents due to LPG gas explosion that can not be anticipated soon.
Therefore, to anticipate this, a device that can detect gas leakage is neeked, so thst the explosion caused by gas leak can be anticipated so that the fire is not widespread. The gas leak detector that will be made can detect gas leakage and provide information what if there is a gas leak. Mikrokontroller Atmega 328p gas leakage detection apparatus uses MQ-7 sensor and SIM 800-L and buzzer as notification, Able to detects in any case of gas leak and gives infomation to the owner so fire can be anticipated as early as possible.
Information generated from this tool is the sound of alarms and messages sent via GSM SIM 800L module sent to the owner when a gas leak has been detected, so that a fire caused by a gas explosion can be handled properly.
Keywords: Mikrokontroller atmega 328-p,Buzzer, sensor MQ-7, SIM800-L.
vi DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL
HALAMAN SAMPUL DALAM
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
LEMBAR PENGHARGAAN ... iii
ABSTRAK ... x
ABSTRACT ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN...1
1.1 Latar Belakang ... 2
1.2 Rumusan Masalah... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI4 2.1 Gas LPG ... 4
2.1.1 Jenis-jenis LPG ... 5
2.2 Mikrokontroller ... 5
2.2.1 ATMega 328p ... 7
2.3 Sensor MQ-7 ... 9
2.4 LCD(Liquid Crystal Display ) ... 9
2.4.1 Cara kerja LCD ... 10
2.5 Modul SIM 800-L ... 11
2.6 Buzzer ... 12
vii
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM ... 13
3.1 Umum ... 13
3.2 Tujuan Perancangan ... 13
3.3 Perancangan Sistem ... 14
3.3.1 Diagram Blok ... 14
3.3.2 Flow Chart ... 15
3.4 Perancangan Rangkaian Catu Daya ... 15
3.5 Rangkaian Mikrokontroller ATMega 328p ... 16
3.6 Rangkaian LCD ... 17
3.7 Perancangan Rangkaian Sistem ... 17
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN ... 19
4.1 Pengujian Mikrokontroller ... 19
4.2 Pengujian LCD ... 20
4.3 Pengujian Sensor ... 21
4.4 Pengujian Rangkaian Keseluruhan ... 22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN23 5.1 Kesimpulan ... 23
5.2 Saran ... 23
DAFTAR PUSTAKA ... 24 LAMPIRAN
viii DAFTAR TABEL
Tabel4.1 Data Sensor dengan Gas...………21 Tabel 4.2 Data Sensor tanpa Gas..……….21 Tabel4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem……….….22
ix DAFTAR GAMBAR
Gambar2.1 Sistem Minimum...7
Gambar 2.2 Rangkaian Sistem Minimum...7
Gambar 2.3 Pin map ATMefa 328P...9
Gambar 2.4 Rangkaian LCD ...10
Gambar 2.5 SIM 800-L ...12
Gambar 2.6 Buzzer...12
Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan ...14
Gambar 3.2 Flow chart...15
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya...15
Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroller ATMEGA 328p...…...16
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD 16x2 karakter………....17
Gambar 3.6 Rangkaian Skematik sistem alarm kebocoran Gas LPG………...18
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian mikrokontroller Atmega 328p ...19
Gambar 4.2 Hasil pengujian LCD display...21
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi informasi yang begitu cepat membawa perubahan dalam berbagai bidang kehidupan manusia. Kemajuan Teknologi dewasa ini menuntut manusia untuk lebih meningkatkan efektifitas dan efisiensi dalam berbagai hal. Oleh karena itu, manusia diharapkan untuk dapat beraktifitas dengan efisien waktu yang relatif singkat apalagi jika menyangkut pengaman. Dalam kehidupan sehari – hari dan bahkan sampai saat ini, manusia masih cenderung menggunakan cara manual ataupun sederhana dalam mengantisipasi terjadinya bahaya. Diantaranya adalah bahaya kebocoran gas LPG yang jika tidak segera diantisipasi akan berakibat sangat fatal.
LPG (Liquefied Petroleum Gas) sudah tidak lagi menjadi barang langka saat ini, mulai dari perindustrian, rumah tangga, bahkan sampai pedagang keliling juga menggunakannya. Oleh karena itu, kewaspadaan pada saat menggunakan LPG tetap tidak boleh dilupakan. Salah satu resiko penggunaan LPG adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas. Kementrian ESDM (2010) Gas LPG apabila tidak berbau, pasti akan sulit dideteksi jika terjadi kebocoran pada tabung gas.
Menyadari akan hal tersebut diatas, maka Perusahaan Tambang Minyak Indonesia (PERTAMINA) menambahkan zat pembau (mercaptane) yang baunya khas dan menusuk hidung. Langkah itu sangat berguna untuk mendeteksi bila terjadi kebocoran tabung gas. Dengan tersedianya zat mercaptane dapat menghindari ledakan gas LPG, yaitu dengan cara pendeteksian bau gas dan penanganan awal agar gas yang terakumulasi di ruangan bisa keluar. Namun dengan adanya zat pembau tersebut dianggap masih belum cukup untuk mengatasi semakin maraknya kebakaran akibat yang dikibatkan oleh adanya kebocoran gas LPG. Untuk mengantisipasi akan permasahan tersebut maka saya bermaksud merancang sebuah sistem yang dituangkan kedalam sebuah judul yaitu “Alarm Kebocoran LPG dengan mq7 Berbasis Mikrokontroler ATMega 328p”
2 Sensor mq7 tergolong pada keluarga sensor gas analog. Dimana untuk mq7 ini sering digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas di perumahan maupun industri.
Sensor mq7 adalah sensor yang dapat mendeteksi gas : LPG, i-butane, Propana, Metana, Alkohol, Hidrogen, serta Asap. Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat. Dan sensitivitas terhadap gas yang diukur dapat disesuaikan dengan memutar potensiometer. Oleh karena itu penulis berniat untuk membuat alat pendeteksi kebocran gas mudah terbakar berbasis sensor MQ7.
1.2. Rumusan masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut ke dalam proyek ini dengan judul “ALARM KEBOCORAN LPG DENGAN MQ7 MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328p”. Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler ATMega 328p yang berfungsi untuk mengontrol dan membaca data.
1.3. Tujuan penulisan
Tujuan dilakukan Tugas akhir ini adalah sebagai berikut:.
1. Mengetahui prinsip kerja dari pendeteksian GAS mudah terbakar dengan menggunakan sensor mq7.
2. Mengetahui aplikasi sensor mq7 dalam kehidupan sehari hari.
3. Mengetahui cara merancang alat yang didesain khusus menggunakan mikrokontroler yang dapat digunakan sebagai pendeteksi dan pengamanan pada kebocoran tabung gas LPG.
1.4. Batasan Masalah
Penulis membuat pendeteksi kebocoran gas dengan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Penempatan tabung gas LPG didalam sebuah wadah yang dirancang khusus sehingga sensor gas didalamnya dapat mendeteksi dengan baik adanya unsur gas LPG di udara.
2. Sensor yang digunakan adalah mq7.
3. Indicator kebocoran gas adalah lampu LED dan Buzzer
3 1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alarm kebocoran LPG dengan mq7 berbasis mikrokontroler ATMega 328p, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang , rumusan masalah, Tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan proyek akhir II, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari proyek akhir II ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
4 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 GAS LPG
Menurut Kementrian ESDM (2010) LPG (Liquefied Petroleum Gas) adalah gas hidrokarbon yang dicairkan dengan tekanan untuk memudahkan penyimpanan, pengangkutan, dan penanganannya yang pada dasarnya terdiri atas propana (C3H8), butana (C4H10), atau campuran keduanya. LPG digunakan sebagai pengganti freon, aerosol, bahan pendingin (refrigerant/cooling agent), kosmetika, dan bahan bakar.
Secara umum LPG bersifat :
- Berat jenis gas LPG lebih besar dari udara sehingga cenderung bergerak ke bawah.
Butana mempunyai berat jenis dua kali berat jenis udara. Propana mempunyai berat jenis satu setengah kali berat udara. Tidak mempunyai sifat pelumasan terhadap metal.
- Merupakan solvent yang baik terhadap karet, sehingga perlu diperhatikan terhadap kemasan atau tabung yang dipakai. Tidak berwarna baik berupa cairan maupun dalam bentuk gas.
- Tidak berbau, sehingga untuk kesalamatan, LPG komersial perlu ditambah zat odor, yaitu Ethyl Mercaptane yang berbau menyengat seperti petai. Tidak mengandung racun.
- Tekanan gas LPG cukup besar, sehingga bila terjadi kebocoran LPG akan membentuk gas secara cepat, memuai dan sangat mudah terbakar.
- Bila menguap di udara bebas akan menbentuk lapisan karena kondensasi sehingga adanya aliran gas.
- Setiap kilogram LPG cair dapat berubah menjadi kurang lebih 500 liter gas LPG.
- Daya pemanasannya cukup tinggi, namun tidak meninggalkan debu dan abu (sisa pembakaran).
5 2.1.1 Jenis-Jenis LPG
Berdasarkan komposisi propane dan butane, LPG dapat dibedakan menjadi tiga macam:
1. LPG propane, yang sebagian besar terdiri dari C3 2. LPG butane , yang sebagian besar terdiri dari C4
3. Mix LPG, yang merupakan campuran dari propana dan butana.
LPG butana dan LPG mix biasanya dipergunakan oleh masyarakat untuk bahan bakar memasak, sedangkan LPG propana biasanyadipergunakan di industri-industri sebagai pendingin, bahan bakar pemotong,untuk menyemprotkan cat dan yang lainnya. Pada suhu kamar, LPG akanberbentuk gas. Pengubahan bentuk LPG menjadi cair digunakan untuk mempermudah pendistribusiannya.Berdasarkan cara pencairannya, LPG dibedakan menjadi dua, yaitu LPGefrigerated dan LPG pressurize. LPG pressurized adalah LPG yang dicairkan dengan cara ditekan (4-5kg/cm2). LPG jenis inilah yang banyak dipergunakan dalam berbagai aplikasi rumah tangga dan industri, karena penyimpanan dan pengunaannya tidak memerlukan handling khusus seperti LPG refrigerated. LPG refrigerated adalah LPG yang dicairkan dengan cara didinginkan (titik cair Propana ± -42 oC, dan titik cair Butana ± -0.5 oC). LPG yang dipasarkan PERTAMINA dalam kemasan tabung adalah LPG pressurized. LPG Pressurizze,dipasarkan dalam kemasanga tabung (3 kg, 6 kg, 12kg, 50 kg) dan juga merupakan LPG MIX, dengan komposisi 30% dan 70% butana.
2.2 MIKROKONTROLLER
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumnya dapat menyimpan program di dalamnya. Microkontroler umumnya terdiri dari CPU ( Central Processing Unit ), Memory, Input atau Output tertentu dan unit pendukung seperti analog – to – digital converter ( ADC ) yang telah terintegrasi didalamnya. Sudjadi (2005)
Pada sumber lain menyebutkan Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan
6 output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan.
Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Sutanto (1998) kelebihan dari sistem dengan Mikrokontroler adalah sebagai berikut : Penggerak pada Mikrokontroler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah di kerjaka sesuai dengan logika system (bahasa Assembly ini mudah di mengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bias di akses tanpa menggunakan banyak perintah).
Microkontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memory, input/output terintegrasi menjadi satu kesatuan control system sehingga Microkontroler dapat di katakana sebagai computer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.
System Running bersifat berdiri sendiri tidak tergantung dengan computer, sedangkan parameter computer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program.
Pada Microkontroler tersedia fasilitas tambah untuk pengembangan memory dan input output yang disesuaikan dengan kebutuhan system.
Dengan kelengkapan tersebut sebuah mikrokontroler dapat melakukan komputasi juga pegontrolan suatu sistem secara mandiri . Namun diperlukan rangkaian tambahan untuk melakukan eksekusi program yang ada di dalam mikrokontroler tersebut.
Rangkaian ini biasa disebut dengan rangkaian sistem minimum mikrokontroler.
Sistem minimum atau yang biasa disingkat sismin. Merupakan suatu rangkaian dasar pada rangkaian mikrokontroler yang merupakan syarat minimum dari suatu mikrokontroler untuk bekerja. Rangkaian sistem minimum pada dasarnya terdiri dari komponen kristal, kapasitor nonpolar dan rangkaian suplai tegangan. Perhatikan gambar :
7 Gambar 2.1 sistem minimum
Gambar 2.2 rangkaian sistem minimum
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai pengatur clock pada mikrokontroler.
Rangkaian ini sebagai rangkaian penabuh yang digunakan untuk satuan frekuensi pada mikrokontroler. Juga berfungsi sebagai rangkaian minimum untuk melakukan pemrograman mikrokontroler. Komponen yang berfungsi untuk membangkitkan frekuensi ini adalah komponen kristal. Ada berbagai tipe mikrokontroler yang beredar di pasaran, dalam tugas akhir ini digunakan mikrokontroler ATmega 328P.
2.2.1 ATMega 328p
AT-Mega 32P merupakan jenis mikrokontroler yang memiliki performa tinggi dengan konsumsi daya rendah. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler seri 8 bit yang dimiliki oleh Atmel AVR [2].ATMega328 memiliki beberapa fitur antara lain :
8 a. 1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu
siklus clock.
b. 2. 32 x 8-bit register serba guna.
c. 3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d. 4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e. 5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
f. 6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
g. 7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
h. 8. Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.
Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-
bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi,
9 ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. Pada gambar 2.3 dapat dilihat PIN MAP ATmega 328P.
Gambar 2.3 Pin Map ATmega 328P 2.3 SENSOR MQ-7
Sensor MQ-7 tergolong pada keluarga sensor gas analog. Dimana untuk mq7 ini sering digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas di perumahan maupun industri. mq7 Sensor V2 dapat mendeteksi gas : LPG, i-butane, Propana, Metana, Alkohol, Hidrogen, serta Asap. Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat . Dan sensitivitas terhadap gas yang diukur dapat disesuaikan dengan memutar potensiometer Sensor. Spesifikasi pada sensor MQ-7 adalah :
VCC: 5V
sinyal: Analog
area deteksi lebar
sangat sensitive dan respon cepat
rangkaian drive sederhana
stabil dan tahan lama
ukuran:36.4x26.6mm
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke
10 LCD.Berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke ATMEGA-328P .
Gambar 2.4 Rangkaian LCD 2.4.1 Cara Kerja LCD
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.Bus data terdiri dari 4bit atau 8 bit. Jika jalur data 4 bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7.
Sebagaimana terlihat pada table deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dalam hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8bit dikirim ke LCD secara 4bit atau 8bit pada satu waktu
Jika mode 4bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4bit MSB lalu 4bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur control EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroler mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur control lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat, dan set EN kembali ke high
“1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi
11 kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar.
Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”.
Jalur control R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query data dari LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status, lainnya merupakan instruksi penulisan, Jadi hamper setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu di set ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur.Mengirimkan data secara parallel baik 4bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer.
Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting. Mode 8bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/0 (3pin untuk control, 8pin untuk data).Sedangkan mode 4bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3pin untuk control, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroler dan LCD. Jika bit ini diset (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
2.5 MODUL SIM 800-L
Module SIM800L merupakan jenis module GSM/GPRS Serial yang terpopuler digunakan oleh para penghobis elektronika, maupun profesional elektronika yang diaplikasikan dalam berbagai aplikasi pengendalian jarak jauh via Handphone dengan simcard jenis Micro sim. Pada saat ini, terdapat beberapa tipe dari Breakout Board, tetapi yang paling banyak dijual di Indonesia yaitu versi mini dengan kartu GSM jenis Micro SIM.
12 Gambar 2.5 SIM 800-L
2.6 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).Bentuk fisik dari buzzer dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut :
13 Gambar 2.6 Buzzer
BAB III
PERANCANGAN AL AT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 UMUM
Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting didalam penyelesaian pembuatan suatu alat ukur. 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 komopnen.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
14 membuat solusi dari suatu permasalahan dengan penggabungan prinsip- prinsip elektronik dan mekanik, serta dengan literatur dengan produk yang ada.
3.3 PERANCANGAN SISTEM 3.3.1 Diagram Blok
Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang, seperti yang diperlihatkan pada gambar:
Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan
Fungsi setiap blok:
1. Catu Daya :Untuk mensupplay tegangan keseluruhan rangkaian yang ada
2. Sensor Mq7 : Untuk mendeteksi kebocoran gas
3. Pengendali :Pusat kendali dari sebuah sistem yang ada 4. Modul GSM :Pengirim SMS peringatan kepada pemilik rumah
15 3.3.2. Flow chart
Gambar 3.2 Flowchart
3.4 PERANCANGAN RANGKAIAN CATU DAYA
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada.
Rangkaian Catu daya (Power Supply Adaptor) ini terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian mikrokontroller AVR Atmega 328P ,sensor kelembaban dan LCD.Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini:
16 Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya
3.5 RANGKAIANMIKROKONTROLLER ATMEGA 328P
Rangkaian mikrokontroler ATMEGA 328P dapat dilihat pada gambar 3.3 di bawah ini :
Gambar 3.4 Rangkaian sistem minimum mikrokontrler ATMEGA 328P Dari gambar 3.4, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328P.Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 16,000 MHz dan dua buah kapasitor 22 pF.
XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega328P dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif
17 rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini
Untuk men-download file heksa desimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.6 RANGKAIAN LCD
Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan komunikasi 4bit. Berikut gambar rangkaian skematik LCD dengan ATMEGA-328P .
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter
3.7 PERANCANGAN RANGKAIAN SISTEM
Perangkaian sistem dimulai dari pemasangan pin pada output mq 7 (Vir) yang berubah sesuai dengan pembacaan sensor itu sendiri. Dapat di kategorikan dalam 2 outputan
18 yaitu logika 0 dan 1 yang nantinya akan di hubungkan pada pin digital input ATMEGA-328P promini. Pada rangkaian ini pin out dari MQ-7 di hubungkan pada pin 7 digital input. Kemudian dari ATMEGA-328P sendiri akan diteruskan pada LCD dan kemudian Lcd akan menampilkan nilai pembacaan sensor.
Gambar 3.6 Rangkaian skematik sistem alarm kebocoran Gas LPG
19 BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN 4.1 PENGUJIAN MIKROKONTROLER
Pengujian mikrokontroler dapat dilakukan dengan membuat rangkaian seperti gambar 4.1 lalu menghubungkan rangkaian ke komputer via USB dan memasukan program awal seperti berikut :
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
Gambar 4.1 Rangkaian pengujian Mikrokontroler ATmega 328P
20 Hasil yang di tampilkan pada pengujian rangkaian diatas Led akan menyala secara periodik setiap 1 detik.
4.2 PENGUJIAN LCD
Pengujian LCD dilakukan dengan memasukkan program kedalam mikrokontroler sebagai berikut :
#include <LiquidCrystal.h>
const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);
}
21 Hasil yang di tampilkan pada layar LCD adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2 Hasil Pengujian LCD display
4.3 PENGUJIAN SENSOR
Pengujian sensor adalah dengan menempatkan sensor sedemikian rupa sehingga gejala fisis yang akan diukur dapat di baca oleh sensor. Kemudian hasil pembacaan akan di catat sebagai acuan untuk dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dilakukan dengan membandingkan nilai pembacaan antara sensor dengan alat ukur sebenarnya . data hasil pembacaan sensor pada kondisi di beri GAS dapat dilihat pada tabel 4.1. dan hasil pembacaan sensor pada kondisi tanpa di beri GAS dapat dilihat pada tabel 4.2.
WAKTU (detik)
Pengukuran Sensor (PPM)
0 0
2 10
4 50
8 100
10 200
22 Tabel 4.1 Data Sensor Dengan GAS
WAKTU (detik)
Pengukuran Sensor (PPM)
0 0
2 0
4 1
8 2
10 0
Tabel 4.2 Data sensor tampa GAS 4.4 PENGUJIAN RANGKAIAN KESELURUHAN
Pengujian keseluruhan rangkaian adalah dengan memasangkan alat dengan berbagai variasi data yang kemudian dibandingkan hasil dari pembacaan dan output system sehingga dapat disimpulkan spesifikasi dari alat. Hasil data pengujian keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.2.
WAKTU (detik)
Pengukuran Sensor (PPM)
SMS PERINGATAN
0 0 TIDAK
2 10 YA
4 50 YA
8 100 YA
10 200 YA
Tabel 4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem
23 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN
Dari perancangan dan pengujian alat dapat disimpulkan hal hal sebagai berikut : 1. Sensor MQ7 dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi kebocoran gas
LPG .
2. Alat bekerja dengan baik dan mampu mengirim pesan ke HP pengguna.
3. Sensor MQ7 untyk mendeteksi gas bocor dan buzzer sebagai alat untuk menghasilkan bunyi bila terjadi kebocoran gas sudah dapat diintegrasikan.
5.2 SARAN
Untuk Pengembangan selanjutnya perlu diperhatikan hal – hal sebagai berikut :
1. Untuk hasil pengukuran kadar GAS yang lebih baik dapat digunakan sensor yang lebih peka terhadap GAS .
2. Untuk pengembangan lanjutan dapat dilakukan dengan mengirim pesan via aplikasi android.
3. Pengembangan perangkat sistem pendeteksi kebocoran gas ini dapat ditambahkan beberapa perangkat tambahan seperti batrai bila terjadinya pemadaman listrik maka otomatis beralih ke batrai sebagai tegangan yang dibutuhkan.
DAFTAR PUSTAKA
Bishop,Owen.2004.Dasar-dasar Elektronika.Jakarta:Erlangga
Syahwil,Muhammad.2013.Mikrokontroller Arduino.Yogyakarta:ANDI OFFSET Sumardy.2013.MIKROKONTROLLER belajar AVR mulai dari nol”.Edisi Pertama.Yogyakarta:Graha Ilmu
Widodo,Budiharto.2004.Elektronika Digital dan Micprosesor.Yogyakarta:ANDI OFFSET
Atmel,”Atmega328/p”.microchip,November 2016 [online].Tersedia :http://ww1.microchip.com/downloads/en/DevideDoc/Atmel-42735-8-bit-AV R-Mikrocontroller-Atmega328-328p_Summary.pdf
Minul.2017.Apa itu Mikrokontroller AIR ATMega 328p? dan bagaimana konfigurasi pinnya?http://k.Science.blogspot.com/2017/apa.itu.mikrokontroller.AVR.atme ga 238p.httml
LAMPIRAN
(TAMPILAN PROGRAM)
PROGRAM PENGUJIAN MIKROKONTROLLER
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}
PROGRAM PENGUJIAN LCD
#include <LiquidCrystal.h>
const int rs = 12, en = 11, d4 = 5, d5 = 4, d6 = 3, d7 = 2;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);
void setup() { lcd.begin(16, 2);
lcd.print("hello, world!");
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(millis() / 1000);
}
Hasil yang di tampilkan pada layar LCD adalah sebagai berikut :
GAMBAR INSTRUMENT ALARM KEBOCORAN GAS LPG.
Gambar 1: Tampilan alat dalam tampilan kondisi aman.
Gambar: Tampilan alat dalam kadar gas 7 ppm
Gambar: Tampilan alat dalam kondisi bahaya dan langsung kirim sms kepada pengguna
