Alat Ukur Kualitas Udara Menggunakan Sensor Gas MQ 135 Berbasis Mikrokontroller Atmega16A

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS MQ
135 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA16A

TUGAS AKHIR

ASMER NOVRIANTO SITUMEANG
142411033

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS MQ
135 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA16A

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya

ASMER NOVRIANTO SITUMEANG
142411033

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

PERSETUJUAN

Universitas Sumatera Utara

Judul

: Alat Ukur Kualitas Udara Menggunakan Sensor Gas MQ 135

Berbasis Mikrokontroller Atmega16A

Kategori

: Tugas Akhir

Nama

: Asmer Novrianto Situmeang

Nomor Induk Mahasiswa : 142411033
Program Studi

: Diploma (D3) Metrologi dan Instrumentasi

Departemen

: Fisika

Fakultas


: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Juli 2017

Disetujui Oleh
Ketua Program Studi

Dosen Pembimbing

D3 Metrologi dan Instrumentasi

Tugas Akhir

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc

Drs. Aditia Warman,MSi


NIP. 196607291992032002

NIP. 195705031983031003

PERNYATAAN

Universitas Sumatera Utara

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS
MQ 135 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA16A

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2017

ASMER NOVRIANTO SITUMEANG
142411033


Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan barokah, rahmat,
hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan yang merupakan
salah satu syarat dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi D3 Metrologi dan
Instrumentasi.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang
sebesar- besarnya kepada keluarga tercinta kepada saya untuk menyesaikan segala sesuatunya
dengan baik, terima kasih Ayah Drs Aston Situmeang dan Ibu Rosmery Lumban Tobing atas
kasih sayang dan kepercayaan yang telah kalian berikan kepada anak kalian ini, serta Adik
Perempuan saya Silvana Evangelista Situmeang dan Adik Laki-Laki Andreas Hamonangan
Situmeang terima kasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai
perkuliahan sampai penulisan Tugas Akhir ini serta buat seluruh keluarga yang telah membantu,
mendukung dan memberikan waktu, bimbingan serta support terhadap pendidikan saya
hingga bisa berkembang seperti sekarang.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari doa, perhatian, bimbingan,

motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.

Bapak Dr. Kerista Sebayang M.S, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2.

Bapak Drs.Aditia Warman, MSi, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak
membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3.

Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc, selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara.

4.


Bapak Junedi Ginting M.Si, selaku Sekretaris Program Studi D3 Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara.

5.

Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi
Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara

6.

Teman-teman kuliah terutama para teman seperjuangan saya di D3 Metrologi dan
Instrumentasi khususnya Metro A (Armin, Maykel, William, Dimas, Lita, Monika,
Miftah, dan Jasmine) terima kasih atas ide, saran, dukungan, dan kerja samanya selama
ini.

7.


Untuk abangda Fathur yang telah membantu mengerjakan Tugas Akhir ini.

8.

Teman kost saya Syafitri Silalahi dan Suly Sigiro yang telah memberi semangat dan
dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang
bermanfaat bagi pembaca.

Medan, Juli 2017
Hormat Saya,

Penulis

Universitas Sumatera Utara


ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN
SENSOR GAS MQ 135 BERBASIS MIKROKONTROLLER
ATMEGA16A

ABSTRAK

Polusi udara menjadi masalah penting yang dapat mengancam kehidupan manusia. Banyak
aktifitas-aktifitas manusia yang menyebabkan terjadinya polusi udara. Oleh sebab itu, diperlukan
suatu monitoring tingkat polusi udara untuk mengetahui indeks polusi udara di kawasan tersebut
dalam rangka mempertahankan kadar polutan di bawah nilai ambang batasnya. Untuk
mengetahui kadar gas polutan dengan menggunakan sensor gas MQ-135 yang peka terhadap
kualitas udara. Dan untuk tampilan indeks menggunakan LCD dan secara software dengan
komunikasi serial yang sebelumnya di proses oleh mikrokontroller. Sistem ini diharapkan
mampu memberikan solusi terhadap masalah pencemaran udara karena biaya yang diperlukan
terjangkau dibanding dengan alat dari badan lingkungan hidup. Project Akhir 2 ini dilakukan
perancangan dan pembuatan alat monitoring polusi udara dengan sensor MQ-135
diimplementasikan pada sebuah miniplant berbasis mikrokontroller.
Kata Kunci : Sensor gas MQ-135, Mikrokontroler ATMega16, LCD.

Universitas Sumatera Utara


TOOL MEASURE OF AIR QUALITY
WITH MQ-135 SENSOR USE MIKROKONTROLLER
ATMEGA 16A BASIS
ABSTRACT

Air pollution is an important problem that can threaten human life. Many human activities
that cause air pollution. Therefore, we need a monitoring air pollution levels to determine the
index of air pollution in the region in order to maintain the levels of pollutants below the
threshold value. To determine levels of pollutant gases by using the MQ-135 gas sensors are
sensitive to air quality. And to the LCD display using the previous index in the process by the
microcontroller. The system is expected to provide a solution to the problem of air pollution
due to the cost of the required affordable compared by means of the environmental agency.
Final Project 2 is to design and manufacture of air pollution monitoring with sensor MQ-135
is implemented in a microcontroller-based miniplant.
Keyword: Gas Sensor MQ-135, Microcontroller ATMega16, LCD.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI


Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar

Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x

Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penulisan
1.4 Batasan Masalah
1.5 Metodologi Pembahasan
1.6 Sistematika Penulisan

1
2
2
2
3
4

Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Sensor
2.2 Sensor Asap MQ-2
2.3 Arduino Uno
2.4 Mikrokontroler
2.5 Mikrokontroler Arduino Uno
2.6 Bahasa C
2.7 Software Arduino IDE
2.8 LCD (Liquid Crystal Display)
2.9 LED (Light Emiting Dioda)
2.10 Buzzer

6
7
11
13
13
14
16
17
17
18

Bab 3. Perancangan dan Sistem Kerja Rangkaian
3.1 Diagram Blok Rangkaian
3.2 Perancangan I/O Sistem Minimum Arduino Uno
3.3 Perancangan Sensor Asap MQ-2
3.4 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)
3.5 Perancangan Skematik Buzzer
3.6 Flowchart Program

20
21
22
23
24
25

Bab 4. Analisis dan Pengujian
4.1 Pengujian Rangkaian LED Indikator dengan Arduino
4.2 Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD
4.3 Pengujian Sensor Asap MQ-2 dengan LCD
4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
4.5 Hasil Data Percobaan Sensor MQ-2

26
29
32
35
39

Universitas Sumatera Utara

Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
Daftar Pustaka
Lampiran

41
41
43

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Secara Teori
Tabel 4.2 Hasil Percobaan Secara Praktek

Halaman
40
40

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Ilustrasi Penyerapan O2 Oleh Sensor
9
Gambar 2.2 Susunan Dasar Sensor Gas
9
Gambar 2.3 Model Penghalang Potensial
9
Gambar 2.4 Sensor Asap MQ-2
11
Gambar 2.5 Board Arduino
12
Gambar 2.6 IDE Arduino Versi 1.6.3
13
Gambar 2.7 LCD 16x2
17
Gambar 2.8 Bentuk Fisik LED
18
Gambar 2.9 Bentuk Fisik Buzzer
19
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
20
Gambar 3.2 Skema Rangkaian Sistem Minimum Arduino
21
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Sensor Asap MQ-2
23
Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter
23
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Buzzer
24
Gambar 3.6 Flowchart Sensor
25
Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian LED Indikator
27
Gambar 4.2 Tampilan Sketch Arduino IDE untuk Menuliskan Program 27
Gambar 4.3 Listing Program LED
28
Gambar 4.4 Proses Uploading Program dari Komputer ke Arduino
28
Gambar 4.5 Foto Hasil Pengujian LED
29
Gambar 4.6 Blok Diagram Pengujian Rangkaian LCD
30
Gambar 4.7 Listing Program LCD
31
Gambar 4.8 Proses Uploading Program dari Komputer ke Arduino
31
Gambar 4.9 Foto Hasil Pengujian LCD
32
Gambar 4.10 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Sensor MQ-2
33
Gambar 4.11 Listing Program Pengujian Sensor MQ-2
34
Gambar 4.12 Proses Uploading Program dari Komputer ke Arduino
34
Gambar 4.13 Foto Hasil Pengujian Sensor MQ-2
35
Gambar 4.14 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Keseluruhan
36
Gambar 4.15 Listing Program Pengujian Alat Secara Keseluruhan
38
Gambar 4.16 Proses Uploading Program dari Komputer ke Arduino
39
Gambar 4.17 Foto Hasil Pengujian
39

Universitas Sumatera Utara