Perancangan Alat Pendeteksi Kebakaran Berdasarkan Suhu Dan Asap Berbasis Arduino Chapter III V

BAB III
PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

LCD 16x2

Sensor Suhu
LM35

Buzzer

AZCB q
ARDUINO

Sensor Asap
MQ-2

UNO
Rev 3


Battery atau
Power Supply

Led Indikator

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Fungsi dari tiap blok :
1. Blok Sensor Suhu LM35

: Sebagai elemen yang diukur

2. Blok Sensor Asap MQ-2

: Sebagai input/data yang diukur

3. Blok Arduino Uno R3

: Sebagai pengkonversi data dari sensor


4. Blok Display LCD 16x2

: Sebagai penampil hasil pengukuran

5. Blok Buzzer

: Sebagai indikator suara

6. Blok Led Indikator

: Sebagai lampu tanda

7. Power Supply

:Sebagai sumber energi atau tegangan semua

rangkaian elektronika yang telah dibuat agar bekerja sesuai perancangan.

Universitas Sumatera Utara


3.2 Perancangan I/O Sistem Minimum Arduino Uno ATMega328
Sistem minimum Arduino Uno memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin I/O
analog. Pin-pin tersebut dapat digunakan sebagai masukan dari push button dan
keluaran menuju rangkaian Relay.

Gambar 3.2. Skema Rangkaian Sistem Minimum Arduino
3.3 Perancangan Sensor Suhu LM35
Perancangan sensor Suhu dengan Pin Arduino dapat dilihat pada gambar
3.2 berikut ini.

Gambar 3.3. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM3

Universitas Sumatera Utara

3.4 Perancangan Sensor Asap MQ-2
Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk
mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang terjadi dalam
udara. Sensor MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas yaitu SnO2. Jika sensor
tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi
tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika

sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka re-sistansi elektrik sensor
akan turun.

Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Sensor Asap MQ-2

3.5 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)
Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan
komunikasi 4 bit. Setelah sensor pelampung sudah melakukan pengukuran,
variable resistor akan mengirimkan data ke mikrokontroler melalui Port A
kemudian mikrokontroler menerima data ukuran jarak yang terbaca dan
ditampilkan oleh LCD. Berikut adalah skematik rangkaian LCD.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter

Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V),

pin 2 dan 16


dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast
dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W
(Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable,
R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega328. Fungsi dari
potensiometer (VR1) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang
ditampilkan pada LCD.

3.7 Perancangan Skematik Buzzer
Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai indicator dengan mengeluarkan
bunyi suara sebagai pertanda Sensor mendeteksi adanya potensi kebakaran yaitu
nilai suhu dan asapnya tinggi. Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar
berikut:
Pada gambar 3.7 kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan
kaki positif buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan
buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1
(high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller
mengeluarkan logika 0 atau (low).

Universitas Sumatera Utara


3.8 Flowchart Program
SISTEM AKTIF

INSTALASI
SENSOR

PEMBACAAN
SENSOR

AMBIL
DATA
YA

TIDAK

SELESAI

Gambar 3.8 Flowchart Sensor

Universitas Sumatera Utara


BAB IV
ANALISIS DAN PENGUJIAN

Dalam Bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan
dari sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu sistem yang
sesuai. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem dan
untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum.
Pengujian pertama-tama dilakukan secara terpisah, dan kemudian ke dalam
dilakukan ke dalam sistem yang telah terintegrasi.

Pengujian yang dilakukan pada bab ini antara lain:
1. Pengujian Rangkaian Led Indikator dengan Arduino
2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD
3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD
4. Pengujian Alat secara keseluruhan

4.1. Pengujian Rangkaian LED Indikator dengan Arduino
Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi sebagai lampu
penanda kondisi sensor suhu dan asap yang dibaca oleh mikrokontroler. Untuk

mengetahui apakah rangkaian led indikator yang telah dibuat dapat bekerja sesuai
yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian led indikator yang
dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3.

Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Minimum Sistem Arduino Uno R3
2. Kabel data Arduino Uno R3
3. Rangkaian Led Indikator
4. Software Arduino IDE

Universitas Sumatera Utara

Blok diagram pengujian rangkaian Led Indikator :
Laptop

Kabel Data Arduino

Arduino Uno

LED Indikator


Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator

Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator :

1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis.
Pada gambar 4.2. dimulai menuliskan progam sesuai yang diinginkan.

Gambar 4.2 Tampilan Skecth Arduino IDE untuk Menuliskan Program

3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Led Indikator
seperti pada gambar 4.3.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.3. Listing Program
4. Klik Sketch  Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk
menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar


Gambar 4.4. Kotak Dialog menyimpan Program
5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon  Upload atau Ctrl + U.
Dapat dilihat pada gambar 4.5 di bawah ;

Gambar 4.5. Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

Universitas Sumatera Utara

Hasil dan Analisa :
Pada pengujian rangkaian led indikator ini programnya cukup sederhana,
yaitu dengan melakukan pengaturan output pada pin arduino yang terhubung
dengan rangkaian led indikator. Rangkaian led indikator ini terhubung dengan pin
4, 5 dan 6 pada arduino. Untuk mengatur menjadi output yaitu dengan
mengetikkan perintah “digitalWrite(4,OUTPUT);” yang artinya mengatur pin 4
pada arduino menjadi output. Selanjutnya untuk menyalakan dan mematikan
lampu led yaitu dengan mengetikkan program “digitalWrite(4,HIGH);” untuk
menyalakan lampu led, dan “digitalWrite(4,LOW);” untuk mematikan lampu led.
Sedangkan “delay(1000);” artinya memberikan waktu tunda selama 1000
milisekon atau 1 detik.


Gambar 4.6 Foto Hasil Pengujian

4.2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD
Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi untuk menampilkan
informasi berupa tulisan dan data sensor suhu dan asap yang dibaca oleh
mikrokontroler. Untuk mengetahui apakah rangkaian LCD yang telah dibuat dapat
bekerja sesuai yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian LCD yang
dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3.

Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Minimum Sistem Arduino Uno R3
2. Kabel data Arduino Uno R3
3. Rangkaian LCD 16 x 2

Universitas Sumatera Utara

4. Software Arduino IDE
Blok diagram pengujian rangkaian LCD dengan Arduino :
Laptop

Kabel Data Arduino

Arduino Uno

LCD 16 x 2

Gambar 4.7 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator

Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator :

1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis
seperti pada langkah sebelumnya.

3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian LCD seperti pada
gambar 4.8.

Gambar 4.8 Listing Program

4. Klik Sketch  Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk
menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.9 Kotak Dialog menyimpan Program
5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon  Upload atau Ctrl + U.
Dapat dilihat pada gambar 4.10 di bawah ;

Gambar 4.10 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

Hasil dan Analisa :
Pada uji coba rangkaian Arduino Uno terhubung dengan LCD, diperlukan
pemanggilan library “#include ” yang berfungsi untuk
menambahkan fungsi-fungsi program menampilkan karakter pada LCD.
Kemudian “LiquidCrystal lcd(8,9,10,11,12,13);” adalah listing program untuk
pengaturan letak pin-pin kaki LCD dihubungkan ke pin-pin Arduino Uno.
Penulisan pin-pin ini harus sesuai antara program dengan alat yang telah dipasang.
Selanjutnya “lcd_begin(16,2);” yaitu pengaturan jumlah baris dan kolom sesuai
LCD yang digunakan. Karena yang digunakan yaitu LCD 16x2 karakter, maka
penulisan pada program ini yaitu “lcd_begin(16,2);”. Apabila menggunakan LCD
yang

berukuran

16

x

2,

maka

pada

program

seharusnya

tertulis

“lcd_begin(16,2);”.

Universitas Sumatera Utara

4.3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD
Sensor suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 merupakan komponen utama
pada pembuatan alat pendeteksi kebakaran ini. Masing-masing sensor mempunyai
fungsi untuk mengukur data suhu dan asap di dalam ruangan/rumah/di sekitar
sensor. Untuk mengetahui nilai dari data sensor tersebut, dibutuhkan LCD sebagai
media untuk menampilkan data sensor dalam bentuk huruf dan angka. Untuk
mengetahui apakah rangkaian sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 ini
sudah bekerja dengan baik atau belum, maka perlu dilakukan pengujian pada
tahap ini.
Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Minimum Sistem Arduino Uno R3
2. Kabel data Arduino Uno R3
3. Rangkaian Sensor Suhu LM35
4. Rangkaian Sensor Asap MQ-2
5. Software Arduino IDE

Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap
MQ-2 dengan Arduino :
Sensor Suhu

Laptop

Kabel Data Arduino

Sensor Asap

Arduino Uno

LCD 16 x 2

Gambar 4.12 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator

Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator :

1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis

seperti pada langkah sebelumnya.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.13 Pengujian Program

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.14 Pengujian Program

3. Klik Sketch  Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk
menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar

Gambar 4.15 Kotak Dialog menyimpan Program

Universitas Sumatera Utara

4. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon  Upload atau Ctrl + U.
Dapat dilihat pada gambar 4.15 di bawah ;

Gambar 4.16 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino
Library tersebut digunakan untuk akses sensor suhu karena menggunakan
komunikasi 1 wire. Jadi 1 kabel data bisa akses beberapa sensor suhu. Sedangkan
untuk sensor Asap MQ-2 cukup menggunakan perintah analogRead(A5); untuk
membaca data tegangan analog dari sensor yang nantinya akan diproses oleh
arduino untuk dirubah menjadi data digital.
Pada percobaan ini dilakukan pengujian ketika sensor diberikan asap dan
suhu normal, kemudian diberikan asap dan suhu tinggi. Hasil pengujian dapat
dilihat pada gambar 4.xx berikut ini.

Gambar 4.17 Foto Hasil Pengujian

Universitas Sumatera Utara

4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pada pengujian alat secara keseluruhan .

Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu :
1. Minimum Sistem Arduino Uno R3
2. Kabel data Arduino Uno R3
3. Rangkaian Led Indikator
4. Rangkaian Sensor Suhu LM35
5. Rangkaian Sensor Asap MQ-2
6. Buzzer
7. Software Arduino IDE

Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap
MQ-2 dengan Arduino :

Sensor Suhu

Laptop

Kabel Data Arduino

LCD 16 x 2

Sensor Asap

Arduino Uno

Buzzer

Led Indikator

Gambar 4.18 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator :
1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal “sketch_xxxxxx” secara otomatis
seperti pada langkah sebelumnya.
3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Keseluruhan
seperti pada gambar 4.19

Universitas Sumatera Utara

4. Klik Sketch  Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk
menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar

Gambar 4.21 Kotak Dialog menyimpan Program

5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon  Upload atau Ctrl + U.
Dapat dilihat pada gambar IV.16 di bawah ;

Gambar 4.22 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

Gambar 4.23 Foto Hasil Pengujian

Universitas Sumatera Utara

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari uraian teori dan pengujian yang telah dilakukan, maka dengan ini dapat
diambil beberapa kesimpulan :
1. Alat yang dirancang dapat menampilkan data informasi suhu dan asap
dengan baik,dengan menggunakan perbedaan warna pada tampilan
lampu LED.
2. Alat yang di rancang apabila terjadi gejala kenaikan suhu dan asap,maka
buzzer akan berbunyi.
3. Arduino Uno R3 memiliki kemampuan yang memenuhi syarat untuk
melakukan proses pengolahan data dalam pembuatan alat pendeteksi
kebakaran.
4. Sensor suhu LM35 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan
mendeteksinya.
5. Sensor asap MQ-2 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan
mendeteksinya.
6. Perpaduan Arduino Uno R3 dengan sensor suhu LM35 dan sensor asap
MQ-2 membuat rangkaian lebih sederhana,karena adanya Arduino Uno
R3.
7. Tampilan LCD membuat alat ini lebih menarik dan teks terbaca
cukup jelas.

5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini
adalah:

1. Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini
dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga
penggunaannya lebih efektif.

2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat
ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

Universitas Sumatera Utara

3. Alat yang telah dibuat sebaiknya pada ruangan yang terang, tidak
disarankan pada ruangan yang gelap, agar lebih jelas.

4. Diharapkan kedepannya alat ini dapat di kembangkan dengan melalui
SMS.

5. Diharapkan kedepannya desain alat pendeteksi kebakaran ini lebih praktis
dan mudah untuk dibawa-bawa.

6. Diharapkan kedepannya menggunakan kabel yang sesuai dengan yang
dibutuhkan.

Universitas Sumatera Utara