15
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Dalam tugas akhir ini mempunyai beberapa tinjauan pustaka, sebagai data pendukung teori-teori dalam pengerjaan tugas akhir. Data-data ini berupa penunjang teori terjadinya kebakaran dan komponen-komponen yang akan digunakan untuk pembuatan sistem waspada kebakaran rumah .
2.1 Kebakaran
Kebakaran adalah bencana yang terjadi karena adanya sumber api. Bencana kebakaran ini pastinyaa bersifat merugikan.Api pada dasarya merupakan reaksi kimia yang terbentuk dari 3unsur , 3 unsur tersebut adalah udara,panas dan bahan bakar yang dapat mewujudkan panas ataupun cahaya.elemen-elemen yang mewujudkan terjadi kebakaran meliputi panas, oksigen dan juga bahan bakar.Tapi meskipun terdapat ke 3 elemen yang disebutkan , belum pasti kebakaran akan terjadi dan kemungkinan hanya mengeluaarkan pijar (ILO, 2018) [5].
Menurut pengertian kebakaran yang sudah dijelaskan diatas.dapat di jelaskan bahwa terjadinya kebakaran adalah saat adaya material maupun benda yang bersifat mudah terbakar ditambah dengan oksigen yang cukup ataupun bahan-bahan yang bersiat gampang teroksidasi kemudian berjumpa sumber panas lalu terjadilah reaksi kimia. Agar menghasilkan kebakaran maka dibutuhkan keberadaan unsur-unsur dimana unsur-unsur tersebut saling berkaitan dan mempengaruhi satu dan yang lainnya.Kebakaran sendiri tidak akan pernah terjadi jika salah satu unsur-unsur tersebut tidak terpenuhi.
Api dappat diartikan sebagai satu kejadian eksotermik pada reaksi kimia yang diikuti dengan kalor (panas), asap, gas serta cahaya dari benda ataupun bahan terbakar. Oksigen pada umumnya membantu terbentuknya api (pada udara tersimpan oksigen sebesar 20,9% ), benda atau bahan terbakar atau biasa disebut
combustible,dan mesin,alat listrik dan yang lain-lain yang menghasilkan nyala dan
sumber panas .Gelombang yang dipancarkan oleh api memiliki rentang dari 400 nm sampai 1100 nm .Terjadinya api dikarenakan adanya ke 3 unsur yang meliputi:
7
pertama Bahan, kedua Oksigen dan yang ketiga Energi. Ke 3 unsur tersebut jika bertemu akan mengakibatkan terjadinya api, dan hal ini disebut dengan segitiga api.Dari penjabaran tersebut dapat diketaui prinsip untuk memadamkan api yaitu dengan mengambil salah satu unsur,saat salah satu unsur ditiadakan maka saat itu juga apai akan padam.Sebagai pencegah agar tidak terjadi kebakaran maka digunakanlah prinsip segitiga api tersebut . Berdasarkan teori pada segitiga api dapat diketahui unsur ke 4 penyebab terjadinya api.Dan unsur ke 4 itu disebut dengan rantai reaksi.Di dalam teori ini diterangkan jika memberikan energi pada sutu bahan bakar yang bisa berupa hidrokarbon,maka akan mengakibatkan ikatan artar karbon akan terputus dan akan mengakibatkan radikal bebas.Energi tersebut tidak hanya memutus ikatan antar karbon tapi juga akan memutus ikatan antara rantai karbon dengan hidrogen yang mana hal ini mengakibatkan terjadinya penambahan jumlah radikal bebas . radikal oksida dapat terbentuk melalui rantai antar oksigen yang terputus.pelepasan energi terjadi pada saat proses pemutusan pada rantai [6].
Gambar 2.1 Segitiga api dan Rantai reaksi api
2.2 Sensor api
Pada penelitian ini jenis sensor yang digunakan adalan sensor api atau biasa disebut Flame sensor KY-026. Sensor ini akan mendeteksi terjadinya kebakaran lewat munculnya ai yang menyala secara tiba-tiba. Sensor ini mampu mendeteksi nyala api yang memunyai rentang anjang gelombang dari 760 mm-1.100
8
mm.Sedangakan untuk Tranducer pada sensor ini menggunakan Infrared yang akan mendeteksi jika terdapat nyala api.
Gambar 2.2IR flame sensor
Gambar 2.2 menunjukkan bentuk dari sensor api (IR flame sensor).Sensor api yang digunakan mempunyai 4 pin yaitu pin Analog Output (AO),Digital Output (DO),VCC dan GND. Sensor api ini memiliki jangkauan untuk mendeteksi api dari 760-1100 mm(millimeter) dengan sudut yang terdeteksi 0-60°. pada pin AO dapat diprediksi letak api dikarenakan sudut pembacaannya 60°.Pemasangan sensor dirangkai secara pararel untuk mendeteksi letak ataupun posi api walaupun agak kurang akurat .Pada pin DO saat sudah sampai pada batas tertentu maka output akan mempunyai nilai 1 (high) dan 0 (Low) sesuai dengan tingkat sensifitas yang diatur pada potensiometer. Pada pin DO ini kita hanya bisa mengetahui apakah ada api atau tidak tetapi kita tidak bisa mengetahui posisi api tersebut.Pada pin analog tegangan inputnya adalah 5v sedangkan pada pin digital sebesar 3.3V. Agar sensor ini dapat digunakan kita harus menghubung VCC pada tegangan 5v dan juga GND. Sensor api pada proyek akhir ini menggunakan Sensor Api KY-026. Sensor KY-026 adalah alat optik yang digunakan untuk mendeteksi nyala api dengan menggunakan sensor optik. Sensor api digunakan untuk mendeteksi keberadaan api, bukan panas. Api akan bisa dideteksi oleh keberadaan spektrum cahaya inframerah maupun ultraungu dan 11 mikroprosessor dalam sensor api akan bekerja untuk membedakan spektrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut. Prinsip kerja dari alat ini adalah mendeteksi radiasi inframerah atau
9
ultraungu dari api yang menyala. Sensor api bekerja mendeteksi inframerah pada area yang diproteksi.
Gambar 2.3 Spektrum cahaya
Sensor ini dapat mendeteksi suhu panas 25°C-85 °C.sensor terdiri dari
phototransistor NPN YG1006 yang mampu membacadalam kecepatan tinggi dan
sangat sensiti terhadap radiasi inframerah. Apabila tegangan VCC dari sensor ini kurang dari 3.3 V maka pendeteksian api menjadi tdak stabil dan output analog akan terjadi kesalahan.Hal inilah yang sering menjadi penyebab terjadinya kesalahan pembacaaan api.
Dalam sketsa Arduino ini kita akan membaca nilai dari antarmuka digital dan analog pada KY-026, menggunakan korek api atau lilin untuk berinteraksi dengan modul detektor api.Antarmuka digital akan mengirimkan sinyal TINGGI ketika api terdeteksi oleh sensor, menyalakan LED pada Arduino (pin 13). Putar potensiometer searah jarum jam untuk meningkatkan ambang deteksi dan berlawanan arah jarum jam untuk menurunkannya.Antarmuka analog dengan mengembalikan nilai numerik tinggi ketika tidak ada api di dekat dan akan turun mendekati nol di hadapan api.
10
int led = 13; // define the LED pin
int digitalPin = 2; // KY-026 digital interface
int analogPin = A0; // KY-026 analog interface
int digitalVal; // digital readings
int analogVal; //analog readings
void setup() {
pinMode(led, OUTPUT); pinMode(digitalPin, INPUT);
//pinMode(analogPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600); }
void loop() {
// Read the digital interface
digitalVal = digitalRead(digitalPin);
if(digitalVal == HIGH) // if flame is detected
{
digitalWrite(led, HIGH); // turn ON Arduino's LED
} else
{
digitalWrite(led, LOW); // turn OFF Arduino's LED
}
// Read the analog interface
analogVal = analogRead(analogPin);
Serial.println(analogVal); // print analog value to serial
Gunakan Tools > Serial Plotter pada Arduino IDE untuk memvisualisasikan nilai pada antarmuka analog, dalam contoh ini kami menggunakan korek api untuk membuat api kecil setiap beberapa detik. Anda dapat melihat nilainya menurun saat api mendekati sensor dan kemudian meningkat saat api menjauh dari sensor.
11
12
2.3 LCD (Liquid Crystal Dispaly)
LCD merupakan suatu media yang biasanya digunakan sebagai tampilan yang mana sebagai penampil utama digunakan kristal cair. LCD dapat menampilkan gambar disebabkan adanya piksel (titik cahaya) yang banyak sekali, yang mana sebagai titik cahaya terbentuk dari 1 kristal cair . Meskipun kristal cair disebut sebagai titik cahaya, tetapi Kristal cair tersebut tidak dapat menghasilkan cahaya sendiri.
LCD memiliki suatu sumber cahaya yang terletak didalamnya, sumber cahaya tersebut merupakan lampu neon yang mempunyai warna putih dan terletak pada daerah belakang dari susunan kristal cair .Jumlah titik cahaya yang mencapai puluhan ribu bahkan sampai jutaan hal ini yang akan membuat tampilan citra. Kutub pada kristal cair yang dilalui arus listrik akan berubah hal ini terjadi dikarenakan pengaruh dari timbulnya polarisasi medan magnet dan oleh sebab itu akan membiarkan beberapa warna diteruskan dan untuk warna yang lain akan tersaring.
Gambar 2.5 LCD 2x16
Gambar 2.6 LCD 2x16 dilengkapi Modul I2C
Dari gambar 2.5 diatas dapat dilihat tampilan tampak depan dari sebuah LCD 2X16, sedangkan dari gambar 2.5 terlihat tampilan tampak belakang LCD 2X16 dengan menggunakan modul I2C.
13
2.3.1 Konigurasi dan Fungsi Pin dari LCD
LCD 16x2 memiliki banyak pin dan setiap pin mempunyai ungsinya masing-masing, fungsi pin dapat ketahui melalui tabel 2.1 dibawah:
Tabel 2.1 Fungsi pin pada LCD 16x2
No Simbol Level Fungsi
1 Vss 0 volt 2 Vcc 5+10 volt 3 Vee penggerak LCD 4 RS H/L H = memasukan data L = memasukan Ins 5 R/W H/L H = baca L = tulis 6 E Enable Signal 7 DB0 H/L 8 DB1 H/L 9 DB2 H/L 10 DB3 H/L 11 DB4 H/L 12 DB5 H/L Data Bus 13 DB6 H/L 14 DB7 H/L 15 V+BL Kecerahan LCD 16 V-BL
Sedangkan untuk konfigurasi pin dari LCD dapat dilihat pada gambar berikut ini:
14
2.3.2 Karakteristik
Modul LCD 16x2 mempunyai karakteristik :
• Mempunyai 16 x 2 karakter huruf yang dapat dimunculkan. • Pada masing-masing huruf mencakup 5x7 dot-matrix cursor • Memiliki 192 jenis karakter.
• Memiliki 80 x 8 bit display pada RAM yang maksimalnya sampai 80 karakter.
• Mampu melakukan penulisan dengan 8 bit ataupun 4 bit. • Dibuat menggunakan osilator lokal.
• Sumber tegangannya adalah 5 volt.
• Pada saat .menghidupkan tegangan maka akan terjadi otomatis reset. • Mempunyai suhu kerja dari 0°C -55°C
15
2.3.3 Spesifikasi
Pada LCD berukuran 16x2 yang sudah jadi satu dengan modul I²C/TWI bertujuan untuk mengurangi pengunaan pin saat kita akan menggunakan display dari LCD 16x2 .Pada keadaan normal LCD 16x2 akan membutuhkan setidaknya 8 pin agar LCD ini aktif .Tapi LCD 16x2 yang sudah dilengkapi I²C hanya menbutuhkan 2 pin.Untuk spesifikasinya yaitu :
• Mempunyai I²C Address yaitu 0x27 • Back lit (Blue with char color) • Supply teganannya adalah 5 V
• Dimensi yang dimiliki yaitu 82x35x18 mm • Berat 40 gr
• I²C sebagai interface
2.4 Interface
Komunikasi I²C
dengan ArduinoI²C/TWI yang terdapat pada LCD 16x2 hanya membutuhkan sebanyak 4 kabel agar terhubung dengan pin pada arduino sebagai sistem komunikasinya.
Gambar 2.8 Komunkasi empat pin pada I²C
Pada Gambar 2.8 dapat dilihat bentuk dari modul komunikasi 4 pin I2C dari LCD. Penjelasan dari kabel modul I²C akan diuraikan sebagai berikut:
• Kabel hitam pada Ground arduino • Kabel merah pada 5V arduino
• Kabel putih menuju ke pin A4 arduino • Kabel kuning menuju kepin A5 arduino
Secara umum pada board arduino pin SDA (Serial Data) akan dihubungkan pada inputan pin analaog nomor 4 (A4) sedangkan pin SCL(Serial clock) akan
16
dihubungkan pada pin A5 di arduino.Agar memperoleh tampilan sesuai yang diinginkan modul I²C ini juga sudah dilengkapi dengan adanya potensiometer.Fungsi potensiometer ini supaya memperoleh kontras cahaya sesuai keinginan,caranya dengan memutar potensiometer ini searah jarum jam.
2.5 Modul GSM SIM800L V2
Modul GSM SIM800L V2 ini merupakan modul quad band GSM/GPRS yang cocok dengan Arduino, MCS-51, STM32, AVR, dan Mikrokontroler yang comp. Module ini sering difungsikan untuk panggilan suara, SMS dan GPRS. Modul SIM800L V2 ini sering digunakan projek mikrokontroller maupun untuk keperluan hobi. Perintah yang digunakan pada Modul GSM SIM800l v2 ini adalah AT Command .
Keberadaan Modul GSM ini sanagat membantu dikarenakan alat yang telah dibuat dapat dikontrol dari jarak yang jauh dan media aksesnya menggunakan jaringan GSM .Modul ini memiliki kelebihan dikarenakan harganya yang terbilang lebih murah jika sandingkan dengan modul GSM yang lain,selain itu versi yang lebih lama dari SIM800L vcc masih membutuhkan tegangan dari 3.7 V sampai 4.2 V,bila diberikan tegangan sebesar 5v secara langsung maka modul akan mengalami kerusakan, sehingga modul versi lama ini membutuhkan DC to DC Stepdown yang berfungsi sebagai penurun tegangan yang awalnya 5 v menjadi 3.7 sampai 4.2 V. Sedangkan Modul SIM800L V2 ini sudah mendukung untuk 5v dc ,sehingga kita dapat langsung menyambungkan ke Vcc 5v dc pada arduino sehingga tidak memerlukan penurun tegangan lagi .Agar dapat mengirim SMS Modul SIM800 V2 harus di isi Kartu sim GSM.
17
Penjelasan pin pada Modul :
• 5V adalah sumber daya listrik Vdc • GND merupakan ground
• VDD adalah pin referensi tegangan 5 Vdc
• SIM_TXD adalah Serial Transceiver atau TX (pengirim) • SIM_RXD adalah Serial Reicever atau RX (penerima) • GND adalah ground
• RST adalah reset atau reboot modul (aktif low)
Modul GSM SIM800L V2 ini memiliki beberapa fitur diantaranya : 1. Menggunakan chip utama berupa SIM800L 2. Sumber tegangan sebesar 5Vdc
3. Dapat bekerja pada frekuensi dengan quadband 850 / 900 / 1800 / 1900Mhz
4. Transmitting power
5. Class 1 (1W) pada konektivitas 1800 dan 1900 dan Class 4 (2W) pada 850 dan 900
6. Multi-slot class 12 default GPRS
7. Opeasi normal pada range suhu 40°C sampai 85° C 8. Breakboard pada modul berukuran 4 cm x 2.8 cm
18
2.6 Arduino Uno R3
Arduino merupakan perangkat keras dan juga bisa disebut sebagai perangkat lunak yang memungkinkan siapapun untuk melakukan pembuatan prototype sebuah rangkaian elektronika yang berdasarkan mikrokontroller secara gampang dan cepat. Arduino uno merupakan papan mikrokontroller yang menggunakan ATmega328 (datasheet). Pada arduino uno terdapat 14 pin digital input dan output,Arduino ini memiliki spesifikasi yaitu : 6 pin input tersebut bisa difungsikan untuk output PWM dan 6 pin input analog, osilator kristal 16 Mhz, koneksi bisa melalui USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset, arduino akan dapat bekerja dengan tengan masukan berkisar dari 7 sampai 12 Volt, dengantegangan kerjanya sebesar 5V. Arduino uno bisa dilihat melalui gambar 2.9
Gambar 2.10 Arduino uno R3
Arduino Uno mempunyai konfigurasi sebagai berikut: • 14 pin input dan output.
• 6 pin digunakan sebagai output PWM. • 6 pin inputan analog.
• Crystal osilator sebesar 16 MHz. • Bisa terkoneksi melalui USB. • Jack Power.
• 5V merupakan tegangan operasi arduino.
• Sebagai tegangan masukan direkomendasikan 7 sampai 12V. • Rentang tegangan masukan 6 sampai 20V.
19
• Pada pin 3.3V arusnya adalah 50 mA.
• Flash memory berkapasitas 32KB (ATmega 328) dimana 2KB digunakan oleh bootloader.
• SRAM sebesar 2KB (ATmega 328). • EEPROM sebesar 1KB (ATmega 328). • Kecepatan dari clock sebesar 16 MHz.
2.7 Buzzer
Buzzer merupaka suatu komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk merubah dari getaran listrik menjadi getaran suara.Prinsip kerja daribuzzer pada dasarnya memiliki kesamaan dengan loudspeaker, yang mana buzzer juga terbentuk melalui kumparan yang biasanya telah di pasang pada diafragma kemudian kumparan itu akan dialiri arus yang pada akhirnya menghasilkan elektromagnet,
Kumpaan tersebut kemudian tertarik ke dalam/keluar,hal ini bergantung pada arah arus dan juga dari polaritas magnetnya,dikarenakan pemasangan kumparan terletak pada diafragma sehingga diafragma akan bergerak bolak-balik pada setiap gerakan dari kumparan yang mana hal ini mengakibatkan udara bergetar kemudian menghasilkan suara.penggunakan dari buzzer biasanya berfungsi sebagai alarm ataupun juga tanda dari suatu proses yang telah selesai.
20
2.8 Pompa air
Pompa air ini digunakan sebagai pemadam sumber api..Pompa air ini
mempunyai spesifikasi daya 3 watt, kapasitas 500 liter/jam, tinggi maksimum 0,6 meter , tegangan kerja 220-240 v,frekuensi 50/60 Hz dan mempunyai dimensi 3cm x 2,5cm x 12,5 cm.keungulan dari pompa air ini mudah dipasang ,memiliki lubang-lubang kecil dan juga hemat energi yang dapat menyemburkan air dibawah ini merupakan gambaran pompa air yang digunakan yang terdapat pada Gambar 2.11. sebagai berikut:
