RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME
BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan dan Pelatihan Pelaut Diploma III
RINTO LAKSANA PUTRA
NIT.05.17.015.1.55/E
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
PROGRAM DIPLOMA III
POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA TAHUN 2020
RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME
BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan dan Pelatihan Diploma III
RINTO LAKSANA PUTRA N.I.T 05.17.015.1.55 / E
ELECTRO TECHNICAL OFFICER
PROGRAM DIPLOMA III PELAYARAN POLITEKNIK PELAYARAN SURABAYA
TAHUN 2020
i
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Rinto Laksana Putra
Nomor Induk Taruna : 05.17.015.1.55
Program Diklat : Electro Technical Officer
Menyatakan bahwa Karya Ilmiah Terapan yang saya tulis dengan judul :
RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
Merupakan karya asli dari saya dan seluruh ide yang ada dalam KIT tersebut, kecuali tema danyang saya nyatakan sebagai kutipan, merupakan ide saya sendiri.
Jika pernyataan di atas terbukti tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi yang ditetapkan oleh Politeknik Pelayaran Surabaya.
SURABAYA, ...
Rinto Laksana Putra NIT: 05.17.015.1.55
ii
PERSETUJUAN SEMINAR PROPOSAL KARYA ILMIAH TERAPAN
Judul : RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM
KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
Nama Taruna : RINTO LAKSANA PUTRA
NIT 05 17 015 1 55
Program Diklat : ELEKTRO PELAYARAN
Dengan ini dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diseminarkan
Surabaya, ... 2019
Menyetujui :
Pembimbing I
Edi Kurniawan, S.S.T, M.T.
Penata Muda Tk.I (III/b) NIP. 198312022019021001
Pembimbing II
Faris Nofandi, S.SiT,M.Sc Penata (III/c)
NIP. 198411182008121003
Ketua Jurusan Elektro
Anak Agung Istri Sri Wahyuni, S.si.T.,M.Sda Penata Tk.I (III/d)
NIP. 197812172005022001 iii
RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME BERBASIS ARDUINO MEGA
2560
Disusun Oleh:
RINTO LAKSANA PUTRA NIT : 05 17 015 1 55/E Electro Technical Officer
Telah dipertahankan didepan Panitia Ujian Karya Ilmiah Terapan Politeknik Pelayaran Surabaya
Pada tanggal ... 2019 Menyetujui :
Penguji I Penguji II Penguji III
Edi Kurniawan, S.S.T, MT. A.A Istri Wahyuni, S.SiT, M.Adm.,Sda Dany Frisca D.,SE,M.Ak Penata Muda Tk.I (III/b) Penata Tk.I (III/d) Penata (III/c) NIP.198312022019021001 NIP.197812172005022001 NIP.197902022009122002
Mengetahui:
Ketua Jurusan Elektro Pelayaran
A.A Istri Wahyuni, S.SiT, M.Adm.,Sda Penata Tk.I (III/d)
NIP.197812172005022001
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan ususlan proposal penelitian ini.
Dalam penyusunan penulisan proposal ini terdiri dari garis-garis besar tentang penerapan paralel generator dan proposal penelitian ini disusun sebagai pedoman penulis dalam melakukan penelitian yang telah di rancang dalam diagram rencana penelitian pada proposal ini. Hal-hal yang memerlukan pembuktian akan dituangkan dalam bentuk karya ilmiah berupa karya ilmiah terapan.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan proposal penelitian ini masih terdapat banyak kekurangan baik dari segi bahasa, susunan kalimat, maupun cara penulisan serta pembahasan materi akibat keterbatasan penulis dalam menguasai materi.
Untuk itu penulis senantiasa menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan usulan proposal penelitian ini.
Serta pada kesempatan ini disampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu sehingga penelitian ini dapat dilaksanakan, antara lain kepada:
1. Direktur Politeknik Pelayaran Surabaya
2. Kepala Jurusan Elektro Politeknik Pelayaran Surabaya 3. Dosen Pembimbing I / II
4. Rekan-rekan taruna semuanya.
Akhir kata penulis berharap semoga usulan proposal penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis khususnya.
Surabaya, ... 2020 Penulis
(RINTO LAKSANA PUTRA) NIT.05.17.015.1.55/E v
Halaman Judul ... i
Pernyataan Keaslian Kit ... ii
Persetujuan Seminar ... iii
Pengesahan Proposal Karya Ilmiah Terapan ... iv
Kata Pengantar ... v
Daftar Isi... vii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Batasan Masalah ... 2
D. Tujuan Penelitian ... 2
E. Manfaat Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Review Penelitian Sebelumnya... 4
B. Landasan Teori ... 5
1. Arduino Mega 2560 ... 5
a. Spesifikasi Arduino Mega 2560 ... 7
b. Catu Daya ... 8
c. Memory ... 9
d. Input Dan Output ... 9
e. Komunikasi ... 10
2. Infrared Flame Sensor 5 Channel ... 11
3. Modul Relay ... 13
a. Sifat – Sifat Relay ... 15
4 Pompa ... 16
5. Buzzer ... 17
C. Kerangka Penelitian ... 18
vii
BAB III METODE PENELITIAN
A. Studi Literatur ... 19
B. Rancangan Sistem ... 19
C. Rancangan Rangkaian Sensor 5 Way Flame ... 20
D. Rancangan Pompa ... 22
E. Rancangan Buzzer ... 22
F. Rancangan Mikrokontroler ... 22
G. Rancang Pengujian ... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Modul ... 24
B. Hasil Penelitian ...27
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 28
B. Saran ... 28
DAFTAR PUSTAKA ... 29
Lampiran 1. ... 30
viii
BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Kebakaran berdasarkan NFPA (National Fire Protection Association), kebakaran secara umum didefinisikan Sebagai suatu peristiwa oksidasi yang melibatkan tiga unsur yaitu bahan bakar, oksigen, dan sumber energi atau panas yang berakibat menimbulkan kerugian harta benda, cidera, bahkan kematian (Ramli, 2010). Dari data yang diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB), terlihat bahwa jumlah bencana pada 2016 mencapai 2.342 peristiwa. Jumlah ini, menurut Sutopo Purwo Nugroho selaku Kepala Pusat Data Informasi dan Humas BNPB, merupakan yang tertinggi sejak pencatatan kejadian bencana pada 2002. (Anonymous, 2016). Kebakaran juga banyak terjadi di atas kapal seperti yang terjadi pada Kapal Motor (KM) Artamina Jaya diduga kuat akibat korsleting listrik, sehingga mengakibatkan kebakaran puluhan kapal nelayan di Pelabuhan Muara Baru, Penjaringan, Jakarta Utara (Satriadi, 2019).
Tanda-tanda terjadinya kebakaran adalah munculnya api pada lokasi terjadinya kebakaran. Kebakaran dapat ditanggulangi jika diketahui secara dini, Karena kurang adanya pengawasan serta deteksi dini terhadap timbulnya asap di ruang atau lorong yang banyak di dalam kapal, mengakibatkan sering terjadi kebakaran pada kapal. Keterbatasan alat control kebakaran pada kapal juga mempengaruhi keadaan api pemicu kebakaran. Apabila api telah membesar dan asap hitam sudah mengepul keluar, maka timbulah kebakaran dan akan membuat kerugian yang cukup banyak. Kebakaran pada kapal akan
2 menimbulkan kerusakan dan membuat kerugian yang besar. Mengingat seringnya terjadi kebakaran kapal di negara kita, maka diperlukan Sistem deteksi dini cerdas untuk mencegah terjadinya kebakaran di dalam kapal yang mampu mendeteksi secara dini sehingga tidak menimbulkan kerugian material dan korban jiwa.
B. Rumusan Masalah
Dari penulisan di atas yang telah dipaparkan, penulis merumuskan beberapa masalah yang akan diuraikan pada bab-bab berikutnya:
1. Bagaimana cara kerja sensor 5 way flame mengirim data cahaya ke mikrokontroler ?
2. Bagaimana mikrokontroler dapat mengontrol pompa air untuk menyemprotkan air ketika terjadi kebakaran ?
C. Batasan Masalah
Pada penelitian ini diberikan batasan batasan masalah agar penelitian ini dapat terselesaikan, yaitu :
1. Kontroler menggunakan mikrokontroler Arduino mega 2560.
2. Aktuator menggunakan 5 motor dengan tipe.
3. Sensor menggunakan 5 way flame sensor.
4. Penelitian ini diterapkan pada prototype.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan pada penelitian ini, yaitu :
1. Sensor 5 way flame dapat mengirimkan data ke mikrokontroler.
2. Dapat mengontrol cara kerja pompa air menggunakan mikrokontroler.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat ini diharapkan jika terjadi kebakaran tidak meluas dan dapat mengefisiensikan penggunaan air untuk memadamkan api.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Review Penelitian Sebelumnya
Berdasakan proposal penelitian dari Bima Sakti (2018). Energi listrik merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, dengan kata lain, listrik telah menjadi kebutuhan pokok demi menunjang aktifitas kehidupan manusia. Tidak jarang dalam perkembangannya listrik menimbulkan beberapa permasalahan yang menimbulkan kerugian harta benda dan korban jiwa.
Salah satu faktor penyebab terjadinya kebakaran dikarenakan kerusakan pada kabel isolasi. Oleh karna itu, pembuatan Finer (Fire Point Detector On Isolation Cable) nantinya dapat digunakan sebagai alat untuk mencegah terjadinya kebakaran pada rumah tinggal. Finer akan dipasang pada jalur instalasi listrik gedung maupun perumahan. Sistem akan mengirimkan informasi secara otomatis kepada pemilik bangunan (user) melalui pesan singkat dari modul GSM dan bunyi alarm jika terjadi kebakaran kabel instalasi. Alat ini juga dilengkapi sensor arus yang terkoneksi dengan relay, sehingga apabila terjadi arus berlebih, maka hubungan listrik dari PLN ke rumah tinggal akan terputus.
Tujuan dari penelitian ini adalah mencegah terjadinya kebakaran pada bangunan yang disebabkan karenan terbakarnya kabel instalasi. Alat ini memiliki potensi yang baik untuk perkembangan teknologi Indonesia dimasa depan dalam penanganan permasalah kebakaran.
Pada penelitian ini adalah untuk mendeteksi sistem kebakaran di atas kapal dengan sensor 5 way flame berbasis arduino mega 2560. Sensor 5 way flame ini
ialah sensor api yang digunakan untuk mendeteksi adanya titik api dengan memanfaatkan 5 buah Infrared (IR) receiver yang terdapat pada modul sensor tersebut. Sensor ini memiliki 5 indikator LED (Light Emitting Diode) yang berguna sebagai indikator pendeteksian.
B. Landasan Teori
Pada landasan teori ini tentang sumber teori yang kemudian akan menjadi dasar dari pada penelitian. Hal ini penting karena pembaca akan dapat memahami mengapa masalah atau tema yang diangkat dalam penelitiannya. Disamping itu, landasan teori juga bermaksud untuk menunjukkan bagaimana masalah tersebut dapat dikaitkan dengan hasil penelitian dengan pengetahuan yang lebih luas. Pada landasan teori ini penulis memaparkan tentang pengertian dan prinsip kerja rancang bangun pendeteksi sistem kebakaran di atas kapal dengan sensor 5 Way Flame berbasis Arduino Mega 2560.
1. Arduino Mega 2560
Arduino adalah board berbasis mikrokontroler atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel (Yuhardiansyah, 2016). Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai otak yang mengendalikan proses input, dan output sebuah rangkaian elektronik. Pada gambar 2.1 merupakan jenis Arduino Mega type 2560, Arduino Mega 2560 adalah papan pengembangan
6 mikrokontroler yang berbasis Arduino dengan menggunakan chip ATmega 2560.
Board ini memiliki pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin UART (serial port hardware). Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, power jack DC, ICSP header, dan tombol reset. Board ini sudah sangat lengkap, sudah memiliki segala sesuatu yang dibutuhkan untuk sebuah mikrokontroler.
Gambar 2.1 Arduino Mega 2560
(Sumber: https://images-na.ssl-images- amazon.com/images/I/61cCxvD3iLL._SL1000_.jpg)
Dengan penggunaan yang cukup sederhana, anda tinggal menghubungkan power dari USB ke PC anda atau melalui adaptor AC/DC ke jack DC.
a. Spesifikasi Arduino Mega 2560 Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Mega 2560
Keterangan Spesifikasi
Chip mikrokontroler Atmega2560
Tegangan operasi 5V
Tegangan input (yang
direkomendasikan, via jack DC)
7V – 12V
Tegangan input (limit, via jack DC) 6V – 20V
Digital I/O pin 54 buah, diantaranya menyediakan
PWM
Analog input pin 16 buah
Arus DC per pin I/O 20 Ma
Arus DC pin 3.3V 50 mA
Memori Flash 256 KB, 8 KB telah digunakan untuk
bootloader
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Clock speed 16 Mhz
Dimensi 101.5 mm x 53.4 mm
Berat 37
8
b. Catu Daya
Arduino Mega dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan Catu daya Eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (nonUSB) daya dapat dating baik dari AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat-positif 2.1 mm ke dalam board penghubung listrik. Lead dari beterai dapat dimasukkan ke dalam header pin GND dan Vin dari konektor Power.
Bord dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6-20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 Volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 Volt, regulator tegangan bias panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7-12 Volt. Pin catu daya adalah sebagai berikut :
1. VIN. Tegangan input ke papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai lawan 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya diatur lainnya). Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika memasok tegangan melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.
2. 5V. Catu daya yan diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lain di papan tulis. Hal ini dapat datang baik dari VIN melalui regulator on-board, atau disediakan oleh USB atau suplai 5V diatur lain.
3. 3V3. Sebuah pasokan 3,3 volt yang dihasilkan oleh regulator on-board.
Menarik arus maksimum sebesar 50 mA.
4. GND. Ground pins.
c. Memory
Atmega 2560 memiliki 256 KB dari memori flash untuk menyimpan kode (8 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB dari SRAM dan 4 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM).
d. Input Dan Output
Masing-masing dari 54 pin digital pada Mega dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead () fungsi.
Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang (terputus secara default) dari 20-50 Kohms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus : Serial: 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) dan 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan data serial (TX) TTL. Pin 0 dan 1 juga terhubung ke pin dari
ATmega8U2 USB-to-TTL Chip Serial.
1. Interupsi Eksternal: 2 (mengganggu 0), 3 (mengganggu 1), 18 (interrupt 5), 19 (interrupt 4), 20 (interrupt 3), dan 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attachInterrupt () fungsi untuk rincian.
2. PWM: 0 13. Memberikan output PWM 8-bit dengan fungsi analog Write ().
3. SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. Pin SPI juga pecah pada header ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Uno, Duemilanove dan Diecimila.
10 4. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin tinggi
nilai, LED menyala, ketika pin rendah, itu off.
5. I2C: 20 (SDA) dan 21 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan perpustakaan Kawat (dokumentasi di website Wiring).
Perhatikan bahwa pin ini tidak di lokasi yang sama dengan pin I2C pada Duemilanove atau Diecimila.
Arduino Mega 2560 memiliki 16 input analog, yang masing-masing menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default mereka mengukur dari tanah ke 5 volt, meskipun adalah mungkin untuk mengubah batas atas dari kisaran mereka menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference ().
Ada beberapa pin lainnya di papan:
1. AREF. tegangan referensi untuk input analog. Digunakan dengan analogReference ().
2. Reset. Bawa garis LOW ini untuk me-reset mikrokontroler. Biasanya
digunakan untuk menambahkan tombol reset untuk perisai yang menghalangi satu di papan tulis.
e. Komunikasi
Arduino Mega 2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. Atmega 2560 menyediakan tempat UART hardware untuk TTL (5V) komunikasi serial. Sebuah Atmega 8U2 pada saluran salah satu papan atas USB dan menyediakan port com virtual untuk perangkat lunak pada komputer (mesin Windows akan
membutuhkan file .inf, tapi OSX dan Linux mesin akan mengenali papan sebagai port COM secara otomatis.
Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan. The RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui Atmega 8U2. Chip dan USB koneksi ke komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).
Berikut pada gambar 2.2 adalah pemetaan pin ATMega 2560.
Gambar 2.2 Pemetaan pin ATMega 2560.
(Sumber : http://forum.arduino.cc/index.)
Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Mega2560 ini. ATmega 2560 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C; lihat dokumentasi di website Wiring untuk rincian. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.
12 2. Infrared Flame Sensor 5 Channel
Infrared flame sensor 5 channel adalah suatu sensor api yang digunakan untuk mendeteksi adanya titik api dengan memanfaatkan 5 buah Infrared (IR) receiver yang terdapat pada modul sensor tersebut(Urip Mudjiono, 2017). Sensor ini memiliki 5 indikator LED (Light Emitting Diode) yang berguna sebagai indikator pendeteksian.
Infrared flame sensor 5 channel disebut juga suatu sensor yang mampu mendeteksi api dan mengubah representasinya menjadi besaran analog. Sensor ini berbeda dengan sensor panas. Parameter yang diukur oleh sensor api adalah temperaturnya, sedangkan temperatur yang diukur oleh infrared flame sensor 5 channel adalah panjang gelombang cahayanya.
Infrared flame sensor 5 channel mendeteksi nyala api dengan menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang antara 760 nm sampai dengan 1100 nm. Sehingga memungkinkan untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya benda lain. Sensor ini memiliki output analog dan digital, serta potensiometer on board seperti pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Infrared flame sensor 5 channel ( Sumber : https://leobot.net/viewproduct.aspx?id=2693 )
Dengan desain sensor tersebut, memungkinkan sensor mendeteksi titik api sebesar 120˚. Sensor ini juga dilengkapi dengan resistor 1 % sehigga keluaran sinyal yang dihasilkan semakin akurat.
Gambar 2.4 menampilkan range pembacaan panjang gelombang cahaya yang dapat ditangkap oleh infrared flame sensor 5 channel.
Gambar 2.4 Panjang gelombang cahaya (Sumber:extension://ngpampappnmepgilojfohadhhmbhlaek/) 3. Modul Relay
Modul relay dapat digunakan sebagai switch untuk menjalankan berbagai peralatan elektronik(Daniel, 2015). Misalnya Lampu listrik, Motor listrik, dan berbagai peralatan elektronik lainnya. Kendali ON / OFF switch (relay), sepenuhnya ditentukan oleh nilai output sensor, yang diprogram menggunakan mikrokontroler untuk menghasilkan perintah kepada modul relay agar melakukan fungsi ON / OFF.
14 Modul Relay bekerja dengan cara merubah arus listrik yang mengalir dalam kumparan menjadi medan magnet sehingga inti yang berada ditengah kumparan berubah menjadi magnet yang dapat menari pelat logam yang ada pada relay, kemudian terminal-terminal saklar yang semula bersifat normally open akan berubah menutup, dan sebaliknya terminal-terminal yang semula bersifat normally close akan membuka.
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan-rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup ke kontak normal-terbuka.
Relay dibutuhkan dalam rangkaian elektronika sebagai eksekutor sekaligus interface antara beban dan sistem kendali elektronik yang berbeda sistem power supplynya. Secara fisik antara saklar atau kontaktor dengan elektromagnet relay terpisah sehingga antara beban dan sistem kontrol terpisah. Bagian utama relay elektro mekanik adalah sebagai berikut. Kumparan elektromagnet Saklar atau kontaktor Swing Armatur Spring (Pegas). Tampilan modul relay dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Modul Relay 4 channel
(Sumber: http://wiki.sunfounder.cc/images/c/c2/6_zpsilyctpb7.jpg) a. Sifat – Sifat Relay
1. Impedansi kumparan, biasanya impedansi ditentukan oleh tebal kawat yang digunakan serta banyaknya lilitan. Biasanya impedansi berharga 1 – 50 KΩ Guna memperoleh daya hantar yang baik.
2. Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan dikalikan arus.
3. Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus tergantung pada kontak dan jenis relay. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang diizinkan antara kontak tersebut.
16
4. Pompa
Pompa adalah salah satu peralatan yang dipakai untuk mangubah energi mekanik (dari mesin pengerak pompa) menjadi energi tekan pada cairan yang dipompa. Pada umumnya pompa digunakan untuk memindahkan air dari suatu tempat ke tempat yang lain yang lebih tinggi tempatnya, ataupun tekananya(M.
Irwansyah, 2013).
Pompa disebut juga mesin atau peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisi keluar atau discharge dari pompa.
Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan- peralatan berat. Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, Sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan dan pada penggunaan pompa pada saat ini adalah pompa Air Aquarium yang di gunakan untuk daerah indor saja.
Gambar 2.6 Pompa Aquarium 220V
(Sumber: https://sea-m.banggood.com/id/220V-2W8W10W-Submersible-Water-Pump- Powerhead-for-Aquarium-Fish-Tank-Fountain-Pond-p-1310317.html?rmmds=detail-
bottom-alsolike)
5. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara(Widya, 2017). 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 ini digunakan sebagai indikator (alarm).
Gambar 2.7 Buzzer
(Sumber: https://3bn82z33ols32bjthc3grk4d-wpengine.netdna-ssl.com/wp- content/uploads/2015/01/IMG_1361-768x560.jpg)
18
Alat Sesuai
Pengambilan Data Pembuatan
Alat Perancangan
Alat Start
Studi Literatur
Analisa
Selesai Kesimpulan
C. Kerangka Penelitian
Kerangka penelitian adalah narasi (uraian) atau pernyataan (proposisi) tentang kerangka konsep pemecahan masalah yang telah diidentifikasi atau dirumuskan sebagai berikut :
T
Y
Gambar 2.8 Flowchart Kerangka Penelitian
BAB III
METODE PENELITIAN
Metode penelitian “RANCANG BANGUN PENDETEKSI SISTEM KEBAKARAN DI ATAS KAPAL DENGAN SENSOR 5 WAY FLAME BERBASIS ARDUINO MEGA 2560” diimplementasikan dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno untuk membaca sensor suhu 5 way flame yang kemudian dikirimkan ke mikrokontroler melalui ARDUINO MEGA 2560.
Langkah – langkah yang dilakukan untuk menyelesaikan penelitian adalah dengan melakukan studi literatur, membuat perancangan sistem, membuat perancangan rangkaian sensor 5 way flame, membuat perancangan ARDUINO MEGA 2560, dan perancangan prototype.
A. Studi Literatur
Studi literatur merupakan mempelajari dari materi – materi pendukung untuk menyelesaikan penelitian ini baik berupa buku, paper dari penelitian – penelitian sebelumnya, maupun dari internet. Materi – materi pendukung yang digunakan untuk menyelesaikan buku ini adalah pengetahuan mengenai mikrokontroler arduino uno, pembacaan sensor, dan membuat tampilan antarmuka.
B. Rancangan Sistem
Perancangan sistem adalah membangun model sistem berdasarkan rumusan masalah dan batasan masalah agar tujuan dari penelitian dapat tercapai. Model sistem yang akan dibangun seperti pada Gambar 3.1.
20
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Cara kerja dari sistem adalah pompa yang bekerja sesuai dengan sensor 5 way flame akan mendeteksi adanya titik api yang kemudian di kirim ke mikrokontroler. Data cahaya tersebut di terima oleh mikrokontroler.
Kemudian oleh mikrokontroler diolah, jika ada kebakaran di salah satu titik sensor tersebut maka minimal 1 pompa terdekat dari titik kebakaran akan aktif.
C. Rancangan Rangkaian Sensor 5 Way Flame
Rancangan sensor pendeteksi api yang digunakan pada penelitian ini adalah rangkaian sensor 5 way flame yang dihubungkan dengan mikrokontroler. Sensor 5 way flame adalah suatu sensor api yang digunakan
Pompa 5
Buzzer Mikrokontroller
Arduino Uno
Pompa 4 Pompa 3 Pompa 2 Pompa 1
Sensor 5 way flame
untuk mendeteksi adanya titik api dengan memanfaatkan 5 buah Infrared (IR) receiver. Sensor ini memiliki 5 indikator LED (Light Emitting Diode) yang berguna sebagai indikator pendeteksian.. Rangkaian dari sensor 5 way flame dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Rangkaian Sensor 5 Way Flame dengan Arduino Uno (Sumber:http://www.ardumotive.com/uploads/1/2/7/2/12726513/screenshot-
2_15_orig.png)
Tabel 3.1 Koneksi sensor 5 Way Flame dengan Mikrokontroler
Sensor 5 way flame Mikrokontroler
Sensor flame 1 Pin A0
Sensor flame 2 Pin A1
Sensor flame 3 Pin A2
Sensor flame 4 Pin A3
Sensor flame 5 Pin A4
22
D. Rancangan Pompa
Pompa disebut juga mesin atau peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan. Pemasangan pompa pada penelitian ini terlihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Koneksi pompa dengan Mikrokontroler
Pompa Mikrokontroler
Pompa 1 Pin 2
Pompa 2 Pin 3
Pompa 3 Pin 4
Pompa 4 Pin 5
Pompa 5 Pin 6
E. Rancangan Buzzer
Rancangan buzzer pada penelitian kali ini berfungsi untuk memberikan sinyal peringatan jika terjadi kebakaran. Pemasangan buzzer pada penelitian ini terlihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Koneksi Buzzer dengan Mikrokontroler
Buzzer Mikrokontroler
Buzzer 1 Pin 7
F. Rancangan Mikrokontroler
Rancangan mikrokontroler pada penelitian ini menggunakan Arduino Mega 2560. Arduino Mega 2560 berfungsi untuk mengontrol pompa untuk memadamkan titik api. Dimana pengontrolan pompa tersebut berdasarkan data dari sensor 5 way flame. Pemasangan Arduino Mega 2560 pada penelitian ini terlihat pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Koneksi Mikrokontroler dengan Hardware
Mikrokontroler Hardware
Pin A0 Sensor Flame 1
Pin A1 Sensor Flame 2
Pin A2 Sensor Flame 3
Pin A3 Sensor Flame 4
Pin A4 Sensor Flame 5
Pin 2 Pompa 1
Pin 3 Pompa 2
Pin 4 Pompa 3
Pin 5 Pompa 4
Pin 6 Pompa 5
Pin 7 Buzzer 1
G. Rancang Pengujian
Rancang pengujian pada penelitian ini adalah dengan mendeteksi sistem kebakaran di atas kapal dengan sensor 5 way flame berbasis arduino mega 2560.
Sensor 5 way flame ini ialah sensor api yang digunakan untuk mendeteksi adanya titik api dengan memanfaatkan 5 buah Infrared (IR) receiver yang terdapat pada modul sensor tersebut. Sensor ini memiliki 5 indikator LED (Light Emitting Diode) yang berguna sebagai indikator pendeteksian.
24
DAFTAR PUSTAKA
Yuhardiansyah, 2016. ARDUINO MEGA 2560.
https://yuhardiansyahblog.wordpress.com/2016/06/25/arduino-mega-2560-rev-3/. Diakses pada tanggal 09 Mei 2019.
Urip Mudjiono, 2017. FIRE SPOT DETECTOR untuk Deteksi Dini Terjadinya Kebakaran di Kapal. http://docplayer.info/68361949-Fire-spot-detector-untuk-deteksi-dini-terjadinya- kebakaran-di-kapal.html. Diakses pada tanggal 11 Mei 2019.
Daniel, 2015. Pengembangan Sistem RELAY Pengendalian Dan Penghematan Pemakaian Lampu Berbasis MOBILE. http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/semnasif/article/view/1368.
Diakses pada tanggal 14 Mei 2019.
M. Irwansyah, 2013. Pompa Air Aquarium Menggunakan Solar Panel.
https://repository.polibatam.ac.id/uploads/215207-20170814010837.pdf. Diakses pada tanggal 16 Mei 2019.
Widya, 2017. Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Sensor Getaran Dengan OUTPUT Suara Berbasis PC. http://e-jurnal.pelitanusantara.ac.id/index.php/mantik/article/viewFile/190/107.
Diakses pada tanggal 18 Mei 2019.
