DESAIN DAN REALISASI SISTEM MONITORING EMISI GAS BUANG BERBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMEGA
Ilham Ananto Yuwono¹, M. Ramdhani², Sony Sumaryo. Ir³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom
Abstrak
Pencemaran udara disebabkan oleh terdapatnya zat kimia di dalam lingkungan di atas ambang batas yang ditentukan. Pada kisaran normal zat-zat kimia di udara masih baik kita hirup, akan tetapi jika melebihi ambang batas yang ditentukan udara disekitar kita akan menjadi musuh yang mematikan. Salah satu zat kimia yang banyak diudara adalah Nitrogen (N2) dan Oksigen (O2). Ambang normal zat itu akan berubah seiring dengan pertambahan penduduk, industri dan transportasi. Banyak kegiatan sehari-hari kita yang dapat menyebabkan kerusakan alam ini. Mulai dari hasil pembuangan kendaraan bermotor hingga industri besar. Berikut ini adalah berbagai macam jenis zat kimia yang dapat membuat udara tercemar: CO2, CO, NO dan NO2, SO2 dan SO3, Pb, CFC.
Dalam tugas akhir ini akan direalisasikan alat untuk memonitoring atau mendeteksi kandungan beberapa gas dalam emisi kendaraan bermotor seperti H2/ HC, CO, NO2 dan CO2 yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan dapat mencemari udara lingkungan bila melebihi ambang batas. Dalam alat ini akan menggunakan tiga buah head sensor yaitu TGS2106, TGS2104, dan TGS4161. Dari ketiga head sensor tersebut data pengukuran akan diolah oleh sebuah mikrokontroler AVR ATMega yang berfungsi sebagai slave yang diletakkan didekat bagian pembuangan asap
kendaraan lalu hasilnya dikirim dengan koneksi serial ke mikrokontroler AVR ATMega yang berfungsi sebagai master untuk ditampilkan dalam sebuah LCD. LCD akan menampilkan hasil pengukuran. Dan untuk keterangan dan analisa hasil pengukuran diolah oleh aplikasi di PC dengan menggunakan koneksi USB. Sumber catuan dari ke semua alat dapat dari batu baterai maupun aki dari kendaraan bermotor itu sendiri.
Alat ini diharapkan dapat diaplikasikan di masyarakat seperti untuk monitoring emisi kendaraan pribadi sehingga tidak harus melakukan pengecekan emisi di instansi tertentu dan bisa langsung dilakukan tindakan pencegahan. Karena pencemaran udara bukan hanya tanggung jawab
pemerintah saja tapi semua pihak diharapkan ikut berpartisipasi di dalamnya. Sehingga diharapkan dengan alat ini tiap – tiap individu dapat mengecek seberapa besar emisi yang dihasilkan oleh kendaran bermotornya.
Kata Kunci : CO2, CO, NO2, HC, USB, LCD.
Abstract
Air pollution caused by the presence of chemicals in the environment above the specified
threshold. In the normal range of chemical substances in the air we breathe is still good, but if it exceeds a specified threshold air around us will become a deadly enemy. One of the many
chemicals in the air are Nitrogen (N2) and oxygen (O2). Normal threshold of substance that will change with the growth of population, industry and transportation. Many of our daily activities that can lead to damage of this nature. Starting from the disposal of motor vehicles to large industrial. The following are various types of chemicals that can create air pollution: CO2, CO, NO and NO2, SO2 and SO3, Pb, CFCs.
In this final project will be implemented devices to monitor or detect the content of some gases in vehicle emissions such as H 2 / HC, CO, NO2 and CO2 are harmful to human health and can contaminate the environment when the air exceeds the threshold. In this tool will use three sensor head that is TGS2106, TGS2104, and TGS4161.Of the three head sensor measurement data will be processed by an AVR microcontroller that functions as a slave ATMega placed near the exhaust fumes and the results sent to the serial connection to the AVR microcontroller ATMega that serves as a master to be displayed in an LCD. LCD will display the measurement results. And for a description and analysis of measurement results processed by the application on your PC using a USB connection. Source power of the all the devices of the battery or accu of the vehicle itself.
This device is expected to be applied in the community such as for monitoring emissions of private vehicles that do not have to check emissions in certain agencies and can be done right precautions. Because air pollution is not only the responsibility of government alone but all parties are expected to participate in it. It is expected that with this device every individual can check how much the emissions produced by their vehicles.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pencemaran udara adalah masuk atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam udara dan atau berubahnya susunan udara oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Terjadinya pengurangan maupun penambahan salah satu komponen kimia yang terkandung dalam udara (perubahan dari komposisi tersebut di atas) yang secara langsung atau tidak mempengaruhi kesehatan, keamanan dan kenyamanan manusia.
Banyak kegiatan sehari-hari kita yang dapat menyebabkan kerusakan alam ini. Mulai dari hasil pembuangan kendaraan bermotor hingga industri besar. Berikut ini adalah berbagai macam jenis zat kimia yang dapat membuat udara tercemar: CO2, CO, NO dan NO2, SO2 dan SO3, Pb, CFC.
Dalam mendukung usaha pelestarian lingkungan hidup, negara-negara di dunia mulai menyadari bahwa gas buang kendaraan merupakan salah satu polutan atau sumber pencemaran udara terbesar oleh karena itu, gas buang kendaraan harus dibuat “sebersih” mungkin agar tidak mencemari udara.
Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang akan diukur yaitu
senyawa HC, CO, CO2, O2 dan senyawa NOx. Sedangkan pada negara-negara
yang standar emisinya tidak terlalu ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO, CO2 dan O2.
1.2 Perumusan Masalah
Dari uraian latar belakang tersebut dapat dirumuskan beberapa masalah antara lain :
1. Bagaiamana cara kerja dari rangkaian alat pendeteksi emisi yang akan dibuat ?
BAB I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom 2
2. Bagaimana rancangan bentuk rangkaian alat pendeteksi emisi yang akan dibuat ?
3. Komponen-komponen apa saja yang dibutuhkan dalam pembuatan rangkaian ini ?
4. Bagaimana performansi dilihat dari parameter rangkaian ?
5. Faktor - faktor apa saja yang mempengaruhi unjuk kerja dari alat pendeteksi emisiini ?
1.3Tujuan dan Manfaat
Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka dapat dirumuskan tujuan dari Tugas akhir ini adalah:
a. Menjelaskan cara kerja dari rangkaian alat pendeteksi emisi yang akan dibuat.
b. Membuat rancangan bentuk rangkaian alat pendeteksi emisi yang akan dibuat.
c. Menjelaskan komponen-komponen apa saja yang dibutuhkan dalam
pembuatan rangkaian ini.
d. Menganalisis performansi dilihat dari parameter rangkaian.
e. Menjelaskan faktor - faktor apa saja yang mempengaruhi unjuk kerja dari alat pendeteksi emisiini.
1.4Batasan Masalah
Untuk mempermudah dan membatasi cakupan pembahasan masalah pada Tugas Akhir ini maka diberikan batasan-batasan sebagai berikut:
a. Menggunakan mikrokontroller AVR ATMega dengan pemrograman
bahasa C.
b. Menggunakan 3 sensor, yaitu TGS 4161, TGS 2104 dan TGS 2106. c. Gas – gas yang di ukur adalah CO2, NOx, HC dan CO
BAB I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom 3
1.5Metodologi Penelitian
Langkah yang akan ditempuh dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini diantaranya adalah :
1. Studi Literatur
a) Pencarian dan pengumpulan literatur-literatur dan kajian-kajian yang berkaitan dengan masalah-masalah yang ada pada Tugas Akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, internet, dan sumber-sumber lain yang berhubungan dengan masalah Tugas Akhir. b) Pengumpulan data-data dan spesifikasi sistem yang diperlukan
untuk meningkatkan performansi sistem. 2. Analisa Masalah
Dengan jalan menganalisa semua permasalahan yang ada berdasarkan sumber-sumber yang ada dan berdasarkan pengamatan terhadap masalah tersebut.
3. Perancangan dan Pembuatan Rangkaian
Yaitu membuat rancangan-rancangan kemudian merealisasikan rancangan tersebut ke dalam suatu rangkaian.
4. Simulasi Sistem
Setelah tahap perancangan berdasarkan standar yang ada, tahap selanjutnya adalah melakukan simulasi sistem untuk melihat kinerja sistem tersebut.
1.6Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang digunakan pada Tugas akhir ini adalah sebagai berikut.
BAB I Pendahuluan
Berisi latar belakang permasalahan, perumusan masalah, pembatasan masalah dan asumsi yang digunakan, tujuan dan metode penelitian yang dilakukan.
BAB I Pendahuluan
Institut Teknologi Telkom 4
BAB II Dasar Teori
Berisi konsep dasar rangkaian pengukuran menggunakan sensor secara umum dan konsep dasar alat pendeteksi emisi. Ini akan mendukung dalam pemecahan masalah, baik yang berhubungan dengan sistem maupun dengan perangkat.
BAB III Perancangan dan Pembuatan alat pendeteksi emisi Berisi tentang perancangan dan pembuatan alat pendeteksi emisi BAB IV Pengukuran dan Analisis Hasil Pengukuran.
Berisi tentang alat-alat yang digunakan dalam pengukuran dan cara pengukuran yang dilakukan atas spesifikasi alat pendeteksi emisi dan hasilnya.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Berisi kesimpulan atas hasil kerja yang telah dilakukan beserta rekomendasi dan saran untuk pengembangan dan perbaikan selanjutnya.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian pada tugas akhir ini yang berjudul “Desain Dan Realisasi Sistem Monitoring Emisi Gas Buang Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega” maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Dari pengujian sensor yang telah dilakukan sensor TGS 4161, TGS 2104, TGS 2104 dapat bekerja dengan baik yaitu setelah di beri VH sebesar 5 volt, 6 volt, 7 volt dengan waktu respon rata-rata dibuat 2 menit.
2. Mikrokontroler AVR ATMega yang dipakai dapat berfungsi dengan baik yaitu AVR ATMega 8 (slave) sebagai ADC internal yang dapat mengkonversi tegangan kedalam bit – bit dengan tingkat ketelitian sebesar 20 mV dan AVR ATMega 8535 (master) dapat mengolah data yang diperoleh dari slave dengan perhitungan matematika yang sesuai, menampilkan pada LCD dan mengirimkan data ke PC.
3. Aplikasi Delphi yang dibuat dapat berfungsi dengan baik untuk menampilkan hasil pengukuran, menyimpan hasil pengukuran dan melakukan analisa terhadap hasil pengukuran yang dilakukan.
4. Alat monitoring emisi ini cocok untuk pengukuran pada kendaraan berbahan bakar bensin sesuai dengan perangkat yang dimiliki BPLHD Jawa Barat sedangkan pengukuran untuk kendaraan berbahan bakar solar tidak cocok karena memiliki parameter yang berbeda yaitu opasitas.
5. Faktor yang mempengaruhi unjuk kerja dari alat monitoring emisi ini adalah metode pengambilan sampel yang berbeda dengan perangkat ”EGA 2000” yang dimiliki BPLHD Jawa Barat sehingga hasilnya akan sedikit berbeda dan ada perubahan disetiap pengukuran dengan standar deviasi CO2 sebesar 89%, CO sebesar 31% dan HC sebesar 0.96%.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Institut Teknologi Telkom 59
5.2 SARAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dan hasil yang telah dicapai pada tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan pada sistem ini, maka dapat diambil beberapa saran yang dapat dikembangkan lebih lanjut diantaranya :
1. Sebaiknya perangkat dibuat lebih kecil sehingga dapat dengan mudah dipasang di mobil.
2. Pengujian sebaiknya dilakukan dalam banyak tipe kendaraan untuk melihat kompatibelnya alat.
3. Sebaiknya casing perangkat dibuat lebih baik sehingga lebih tahan terhadap kondisi lingkungan seperti jika terjadi banjir.
Daftar Pustaka
[1] Hall, Douglas V, 1992, “Microprocessors And Interfacing, Programming And Hardware”, Second Edition. The Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill Scholl Publishing company : New York.
[2] Wardhana, Lingga, 2006 ,Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi, Penerbit Andi.: Yogyakarta.
[3] Heryanto ST, M. Ary. 2008, ”Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMega8535”, Penerbit Andi : Yogyakarta.
[4] www.figarosensor.com diunduh tanggal 20 November 2010.
[5] www.id.wikipedia.org/wiki/Emisi_gas_buang diunduh tanggal 24 November 2010.
[6] www.digi-ware.com diunduh tanggal 24 November 2010.
[7] www.saft7.com/?p=102 diunduh tanggal 24 November 2010.
[8] www.lingkungan.infogue.com/bahayanya_pencemaran_udara diunduh tanggal 25
November 2010.
[9] www.cepot.wordpress.com/2006/11/04/analisa-emisi-gas-buang/ diunduh tanggal
25 November 2010.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
