RANCANG BANGUN ALARM KEBOCORAN GAS LPG DENGAN SENSOR MQ-2

(1)

Jurnal Sains Dan Teknologi (JSIT) Vol.02 No. 01 Juli 2022 46

RANCANG BANGUN ALARM KEBOCORAN GAS LPG DENGAN SENSOR MQ-2

Elvin Syahrin¹⁾, Rahmad Doni²⁾, Fitri Pranita Nasution³⁾, Farhan Sya'bandi Nasution⁴, Muhammad Andy Syahputra⁵

1,2,3Universitas Potensi Utama, Jl. KL Yos Sudarso Km 6,5 No 3A, Tj. Mulia Medan, Indonesiaa

[email protected]¹⁾, [email protected]²⁾, [email protected]³⁾, [email protected]⁴, [email protected]⁵

Abstract

In today's human life, both at home and in industry, it is very necessary to have LPG gas to meet daily needs. We know that gas can also have a bad impact, especially if there is no known leak from the LPG gas cylinder or storage area. The cause of this gas cylinder leak could be a leak in the hose, tube or also the regulator that is not installed properly and the gas cylinders that are distributed are of poor quality or physically damaged. This study aims to produce a tool that is an LPG gas cylinder leak alarm using the MQ-2 sensor. The way this tool works is, the Arduino UNO reads the MQ-2 sensor with analog data output, if it reads that there is gas leaking, the alarm will sound.

Keywords: LPG, arduino, sensor MQ-2, alarm Abstrak

Pada kehidupan manusia saat ini baik di rumah tangga maupun di industri sangatlah butuh kehadiran gas LPG dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari. Kita ketahui bahwasannya gas juga dapat berdampak yang tidak baik, terutama apabila tidak diketahui kebocoran dari tabung atau tempat penyimpanan gas LPG tersebut. Adapun penyebab dari kebocoran tabung gas ini bisa saja terjadi kebocoran pada selang, tabung atau juga pada regulatornya yang tidak terpasang dengan baik dan tabung gas yang didistribusikan memang kualitasnya kurang baik atau rusak fisik. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan sebuah alat yaitu alarm kebocoran tabung gas LPG dengan menggunakan sensor MQ-2. Cara kerja alat ini yaitu, aurduino UNO membaca sensor MQ-2 dengan output data analog, jika terbaca ada gas yang bocor maka alarm akan berbunyi.

Kata Kunci: LPG, arduino, sensor MQ-2, alarm

This work is licensed under Creative Commons Attribution License 4.0 CC-BY International license

(2)

Jurnal Sains Dan Teknologi (JSIT) Vol.02 No. 01 Juli 2022 47 1. PENDAHULUAN

Peranan LPG (Liquefied Petroleum Gas) pada saat ini sangatlah penting bagi kehidupan manusia baik di rumah tangga maupun di industri, dan gas LPG di samping harganya murah, cara penggunaanya lebih mudah. Namun, gas LPG dapat berdampak negatif terhadap kesehatan manusia bahkan menimbulkan kerugian yang cukup besar apabila tidak digunakan dengan hati-hati, terutama bila tidak diketahui telah terjadi kebocoran dari tabung atau tempat penyimpanan gas LPG tersebut. Kebocoran tabung atau perangkat LPG sampai saat ini masih menjadi salah satu penyebab utama kebakaran. Gas LPG yang mengalami kebocoran memang tercium baunya sehingga kebocoran normal mudah dideteksi. Akan tetapi, bila gas yang bocor meresap kedalam saluran air, instalansi listrik, atau ke bawah karpet, maka akan sulit di deteksi oleh indra penciuman manusia. Selain itu AC dan pemanas ruangan juga dapat menutupi bau gas LPG.

Gas LPG terkenal dengan sifatnya yang mudah terbakar sehingga kebocoran peralatan LPG beresiko tinggi terhadap kebakaran. Dikarenakan sifatnya yang sensitif, maka perlu adanya perhatian khusus terhadap bahan bakar jenis ini.

Sehingga diperlukan suatu sistem peringatan dini dalam menanggulangi kebocoran gas.

Berdasarkan uraian tersebut, penulis tertarik untuk membuat suatu alat pendeteksi yaitu alarm kebocoran gas dengan sensor MQ-2. Cara kerja alat ini yaitu, aurduino UNO membaca sensor MQ-2 dengan output data analog, jika terbaca ada gas yang bocor maka alarm akan berbunyi.

2. METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Perancangan Perangkat Keras

Karena sering kebocoran gas LPG ini, maka sangat perlu untuk memasang alat ini pada tempat-tempat tertentu yang menggunakan LPG dalam jumlah banyak seperti pada pabrik yang menggunakan LPG, rumah-makan besar, gudang LPG dll.

Cara kerja alat ini dapat dijelaskan secara sederhana yaitu, Pertama tunggu sampai sensor MQ-2 siap, LED berkedip menyala dan mati dengan jeda 100mS. Jika sensor sudah siap maka LED indikator padam lebih lama dari pada saat LED menyala. Jika ingin mencoba Anda bisa memberi gas LPG pada permukaan sensor.

Namun apabila terjadi kebocoran gas, maka sensor gas LPG akan mendeteksi adanya kebocoran gas tersebut dan kemudian akan membuat keluaran sensor memiliki nilai tegangan tertentu (tegangan analog). Bila tegangan keluaran dari sensor tersebut telah melebihi nilai batas yang telah ditetapkan (seting) maka kondisi ini akan memacu mikrokontroler Arduino untuk mengaktifkan alarm agar berbunyi untuk memberikan tanda kepada orang-orang terdekat di tempat tersebut.

Dengan adanya tanda berupa alarm, maka ruangan tersebut setidaknya akan aman dari bahaya kebakaran. Jika terdengar suara dari alarm, maka seseorang harus segera datang untuk memeriksa kondisi tabung LPG. Untuk dapat membuat alat pendeteksi kebocoran gas LPG, maka diperlukan beberapa komponen yang saling mendukung. Adapun komponen-komponen yang diperlukan untuk membuat alat pendeteksi kebocoran gas LPG adalah sebagai berikut.

• Modul Sensor MQ-2

• Relay +5V

• Alarm AC

• Modul Arduino UNO

• Power supply +9Volt 2.1.1 Sensor LPG

Komponen utama dalam alat pendeteksi kebocoran gas LPG adalah sensor LPG itu sendiri. Sensor ini berbasis MQ-2 yang peka terhadap gas LPG. Sebenarnya masih banyak tipe lainnya yang bisa mendeteksi gas-gas yang berlainan. Oleh karena itu sensor yang digunakan harus tepat sesuai gas yang ingin dideteksi.

2.1.2. Mikrokontroler Arduino Uno

Komponen ini merupakan komponen

(3)

utama pengendali alat secara keseluruhan.

Mikrokontroler merupakan suatu sistem computer kecil pada suatu chip. Sebenarnya semua jenis mikrokontroler dapat digunakan untuk membuat alat pendeteksi gas LPG ini, asalkan kita mampu memprogramnya.

Adapun dipilihnya jenis board mikrokontoler ini adalah karena kemudahan dalam memprogramnya dan saat ini sedang

“naik daun” sehingga banyak artikel yang berhubungan dengan mikrokontroler ini yang dengan mudah ditemukan di internet.

2.1.3. Sistim Power Supply

Suatu power supply adalah mutlak diperlukan. Suatu sistem apapun tidak akan bisa bekerja jika tidak ada power supply atau kondisi power supply rusak. Power supply bertanggung jawab untuk memberikan tenaga ( daya ) pada alat yang dihubungkan dengannya. Hal yang harus diperhatikan adalah bahwa tegangan keluaran dan arus yang dihasilkan adalah sesuai dengan kebutuhan rangkaian secara keseluruhan.

Secara umum, sistim berbasis mikrokontroler Arduino Uno membutuhkan catu daya 9 ~ 12 V dengan arus maksimal 1A. Pada board arduino sendiri tegangan 9 ~ 12 V akan dirubah menjadi tegangan

+5V sesuai dengan kebutuhan mikrokontrolernya jenis Atmel yang ada didalamnya.

2.1.4. Alarm

Alarm adalah alat yang dapat mengeluarkan suara yang nyaring bila dalam kondisi aktif. Umumnya alarm digunakan untuk memberikan sinyal untuk menunjukkan kondisi tertentu. Dalam rangkaian ini, alarm dipakai untuk menunjukkan kondisi alat pendeteksi kebocoran gas LPG menunjukkan bahwa terjadi kebororan gas.

2.1.5. Relay ( Optional )

Relay adalah suatu komponen electrik- mekanik yang dipakai untuk menghubungkan atau memutus arus. Relay

ini dapat dikontrol oleh mikrokontroler dengan suatu antarmuka ( interface ) tertentu. Umumnya digunakan transistor untuk men- drive relay. Relay tidak boleh dihubungkan secara langsung ( tanpa antarmuka ) ke sistem mikrokontroler. Hal ini karena output mikrokontroler tidak akan kuat untuk men-drive relay secara langsung.

Jadi harus menggunakan transistor sebagai penguat sekaligus sebagai saklarnya.

2.1.6. Rangkaian Alat Pendeteksi Kebocoran

Setelah kita mengetahui seluruh komponen yang dipakai untuk membuat Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG dan gunanya, maka kini saatnya untuk membahas tentang rangkaian secara keseluruhan alat pendeteksi kebocoran gas LPG tersebut. Untuk membahas rangkaian alat pendeteksi kebocoran gas LPG ini, saya akan membaginya menjadi 3 bagian yaitu bagian alat masukan, bagian alat keluaran dan sistim catu daya.

2.1.7. Bagian Alat Masukan

Alat pendeteksi kebocoran gas LPG ( tipe MQ-2) ini memiliki masukan berupa sensor LPG. Pada sensor ini terdapat 4 buah terminal yaitu :

a. Terminal +5V b. Terminal Ground

c. Terminal keluaran (Digital) d. Terminal keluaran (Analog) 2.2. Perancangan Perangkat Lunak

Suatu alat yang berbasis mikrokontroler tidak akan dapat bekerja tanpa bagian software ( perangkat lunak ). Oleh karena mikrokontroler sendiri termasuk komponen yang harus diprogram agar dapat bekerja, maka kita harus terlebih dahulu untuk memprogam / mengisi mikrokontroler tersebut.

Pada rangkaian alat pendeteksi kebocoran gas LPG ini menggunakan mikrokontroler Arduino Uno.

Mikrokontroler Arduino ini bebasis pada mikrokontroler AVR buatan Atmel Corp.

(4)

sebuah perusahaan yang berbasis di Amerika Serikat.

Arduino ini dikembangkan oleh para ahli di Italia. Saat ini kita bisa merasakan hasil kerja keras mereka tanpa perlu membayar lebih. Bahkan gratis karena memang Arduino ini merupakan proyek open source.

IDE ( Integrated Development Environment ) yang dipakai juga dapat didownload secara Cuma-Cuma dari website Arduino.

Untuk memprogram Arduino tidak diperlukan alat programmer mahal. Yang diperlukan hanya sambungan USB dari computer ke Arduino saja. Kabel USB ini selain untuk menyalurkan data ( data program ke arduino ) juga dapat memberikan daya listrik 5 Volt seperti yang diperlukan arduino untuk beroperasi.

Namun untuk dapat meprogram mikrokontroler Arduino tersebut maka anda harus sudah mendownload IDE tersebut dan menuliskan program untuk mikrokontroler Arduino Adapun contoh tampilan IDE dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 1. Contoh tampilan IDE Adapun cara kerja software pada arduino

untuk mengontrol alat pendeteksi kebocoran gas LPG adalah sebagai berikut.

1. Pada saat awal dinyalakan, mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada LCD.

2. Selanjutnya mikrokontroler akan mendeteksi keluaran dari sensor kebocoran gas LPG. Jika keluaran tinggi, maka akan ditampilkan tulisan yang menyatakan bahwa tidak ada kebocoran gas.

3. Bila kemudian mikrokontroler

mendeteksi adanya perubahan logika pada output sensor kebocoran gas, dari tinggi menjadi rendah, maka mikrokontroler akan menuliskan pada LCD bahwa telah terjadi kebocoran dan selanjutnya buzzer akan berbunyi dan sebuah FAN akan berputar untuk membuang udara didalam ruang tersebut.

4. Selanjutnya mikrokontroler akan tetap memeriksa keluaran dari sensor kebocoran gas tersebut. Bila kemudian sensor tersebut memiliki keluaran yang berlogika tinggi kembali, maka mikrokontroler akan menuliskan di LCD bahwa tidak terjadi kebocoran dan buzzer akan berhenti berbunyi dan FAN akan berhenti berputar.

5. Kondisi ini akan berlangsung terus menerus (looping).

Untuk dapat menggunakan Arduino ini, maka anda harus bisa memprogram dalam bahasa C. Namun disini sudah banyak sintaks-sintak yang dipermudah sehingga sangat mudah dalam memprogramnya.

Adapun secara umum program dalam Arduino tersebut dibagi menjadi 2 bagian besar yaitu bagian yang sekali dijalankan dan bagian yang terus-menerus di jalankan ( loop ). Bagian pertama akan didahului dengan kata tercadang void setup( ) sedangkan bagian yang dijalankan berulang-ulang didahului dengan kata tercadang void loop ( ).

2.2.2. Rangan Bangun Alat

Dari kesemua komponen yang telah dijelaskan diatas, maka semua komponen tadi harus dihubungkan agar membentuk sebuah sistem yang nantinya akan menjadi alat yaitu alat pendeteksi kebocoran gas LPG.

Adapun secara skema, maka alat pendeteksi kebocoran gas LPG ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

(5)

Relay Alarm

Modul Sensor MQ-2

Ardu ino

UNO LED Indikator

Gambar 2. Diagram Blok Rangkaian Alat Alarm Kebocoran Gas LPG

Gambar 3. Skema Rangkaian Alat Alarm Kebocoran Gas LPG

2.2.1 Rancangan Sensor Gas LP

Untuk Sensor gas LPG digunakan sensor yang sudah jadi dengan 4terminal yaitu +5V, Ground, Output Analog dan Output Digital.

Adapun gambar / fotor untuk sensor gas LPG diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 4. Bentuk sensor gas LPG pada bagian belakang

Sensor gas LPG ini dapat dipasang pada depan alat sehingga saat terjadi kebocoran gas LPG, sensor ini akan dengan mudah mendeteksinya.

3. Hasil

3.1 Hasil Penelitian

Setelah alat pendeteksi kebocoran gas LPG dengan menggunakan sensor LPG dan board Mikrokontroler Arduino Uno selesai dirakit, maka selanjutnya adalah dilakukan penelitian dengan menggunakan alat tersebut.

Untuk melakukan hal ini maka harus

dilakukan penelitian tentang hubungan antara tegangan keluaran sensor dengan kondisi ada tidaknya kebocoran gas LPG. Untuk melakukan hal ini maka dilakukan langkah sebagai berikut:

1. Pertama tunggu sampai sensor MQ-2 siap, LED berkedip menyala dan mati dengan jeda 100mS.

2. Jika sensor sudah siap maka LED indikator padam lebih lama dari pada saat LED menyala.

3. Jika ingin mencoba, bisa memberi gas LPG pada permukaan sensor.

Gambar 5. Rangkaian Pemasangan Komponen

Hasil data sensor yang didapat adalah seperti pada gambar dibawah ini :

(6)

Gambar 6. Hasil Nilai dari sensor gas LPG Jadi pada saat tidak ada kebocoran gas nilai output sensor adalah sekitar 75. Apabila jika terjadi kebocoran gas LPG nilai itu akan meningkat seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 7. Nilai output sensor saat terjadi kebocoran

Dapat dilihat bahwa ada nilai output sensor yang sangat besar yaitu 808. Maka saat itu disimulasikan terjadi kebocoran gas LPG yang besar dan didapat nilai 808. Adapun cara untuk membuat simulasi kebocoran adalah dengan menggunakan “Butane Fuel Cartridge”.

Nah pada saat laptop menampilkan nilai output dari sensor gas LPG, maka kita beri simulasi kebocoran dengan cara membuat agar gas butane / LPG pada kaleng tersebut dapat dikeluarkan.

Gambar 8. Cara Simulasi kebocoran gas LPG

Pada saat diberikan kebocoran pada sensor LPG, maka kita harus melihat layar laptop yang menunjukkan nilai output dari sensor LPG tersebut. Dari hasil percobaan didapat hasil sebagai berikut.

Berikut adalah Tabel Kondisi Hasil Kerja Alat

Tabel 1. Nilai Output Sensor LPG N

O

KONDISI NILAI OUTPUT

KETERAN GAN 1 Tidak

bocor ~

75 LED tidak menyala 2 Bocor

Kecil

100 LED menyala 3 Bocor

Sedang 300 LED

menyala 4 Bocor

Besar

800 LED menyala Tabel 2. Kondisi Hasil Kerja Alat

Kondisi Alat

Hasil Berfungsi Tidak

Berfungsi

1 Arduino 

2 Modul

Relay



3 Sensor

MQ2



4 LED 

.

Yang harus dilakukan pertama kali dari pengujian secara keseluruhan ini adalah memastikan bahwa seluruh komponen output tersambung dengan baik, mengingat banyaknya jumlah output dari sistem ini.

Sebagai deskripsi awal, pada alat ini memakai 1 buah sensor yang akan bekerja

(7)

jika mendeteksi adanya gas yang nilai tegangan keluarannya adalah melebihi 2 volt. Pemasangan sensor gas LPG diletakkan pada dinding dalam lemari tabung gas LPG 3 kg atau 12 kg, yang apabila mendeteksi adanya gas LPG akan langsung mengaktifkan selenoid valve pertama.

Penempatan solenoid valve yang pertama tersebut dipasang diantara regulator dan selang. Selain solenoid valve yang aktif, ada juga indicator lamp yang ON. Berikut adalah tabel hasil pengujian sistem secara keseluruhan :Tabel 3 Hasil Pengujian Sistem Secara Keseluruhan

Tabel 3. Kondisi Hasil Pengujian sistem Percobaan Nilai

Sensor

Waktu yang dibutuhkan MQ2 dalam mengaktifkan alarm

1 342 4s

2 251 5s

3 432 2s

4 78 Tidak aktif

5 856 1s

4. KESIMPULAN

Berdasarkan perancangan serta pembuatan alat yang telah dilakukan, penulis memiliki beberapa kesimpulan antara lain:

1. Alat pendeteksi kebocoran gas LPG dapat bekerja dengan baik. Hal ini ditunjukkan dengan berfungsinya alat saat diberikan gas LPG. Alarm berbunyi.

2. Sensor akan mendeteksi adanya kebocoran pada tabung gas, apabila di dekat sekitar regulator tabung gas benar- benar terdapat kandungan gas propana.

3. Alat ini dapat mengetahui dan memudahkan pengguna mengetahui terjadinya kebocoran pada tabung gas LPG.

5. DAFTAR PUSTAKA

[1] Muhammad Isra Triyandana, Abdul Muid, Tedy Rismawa. 2015. Pendeteksi Gas LPG Dan Metana Dengan Sensor

TGS 2610 Dan Sensor TGS 2611 Berbasis Mikrokontroler ATMEGA328P.

Pontianak: Universitas Tanjungpura Pontianak

[2] Berlilana, Agung Prasetyo, Ika Marlisa Raharjo. 2016. Alat Pendeteksi Dan Pengaman Kebocoran Gas LPG Melalui SMS Berbasis Mikrokontroler ATMEGA328. Purwokerto: STMIK AMIKOM Purwokerto.

[3] Widyanto, Deni Erlansyah. 2014.

Rancang Bangun Alat Deteksi Kebocoran Tabung Gas Elpiji Berbasis Arduino. Palembang: Universitas Bina Darma Palembang.

[4] Malik, Moh. Ibnu. 2003. Belajar Mikrokontroler PIC 16F 84. Yogyakarta:

Gava Media.

[5] Putra, Lucky Yuditia. 2013. Modul Latih Mikrokontroler Arduino Uno untuk Mengontrol Suhu Ruangan dengan Menggunakan Sensor Suhu, Kipas dan Liquid Crystal Display. Jakarta:

Universitas Mercu Buana Jakarta.