Perancangan Alat Pendeteksi Kebakaran Berdasarkan Suhu Dan Asap Berbasis Arduino

DAFTAR PUSTAKA

Kadir Abdul.2012.”Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontoler dan Pemograman Menggunakan Arduino”.Yogyakarta: Penerbit Andi.

Agfianto Eko Putra.2002. ”Teknik antar muka computer : konsep & aplikasi”. Yogyakarta: Penerbit Graha Ilmu.

Diakses pada : 15 Juli 2016 Pukul : 08.00 WIB

Diakses pada : 15 Juli 2016 Pukul : 08.15 WIB

Diakses pada : 16 Juli 2016

Pukul : 10.00 WIB

BAB III

PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

AZCB q

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.

ARDUINO UNO Rev 3

LCD 16x2

Buzzer

Led Indikator Sensor Suhu

LM35

Sensor Asap MQ-2

Battery atau Power Supply

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.

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.

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).

3.8 Flowchart Program

Gambar 3.8 Flowchart Sensor SISTEM AKTIF

INSTALASI SENSOR

PEMBACAAN SENSOR

AMBIL DATA

YA

TIDAK

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

Blok diagram pengujian rangkaian 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.

Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno

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 ;

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

4. Software Arduino IDE

Blok diagram pengujian rangkaian LCD dengan Arduino :

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

Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno

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 <LiquidCrystal.h>” 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);”.

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 :

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.

Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno

LCD 16 x 2

Sensor Asap Sensor Suhu

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

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.

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 :

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

Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno

Sensor Asap Sensor Suhu

Led Indikator LCD 16 x 2 Buzzer

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

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

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.

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.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sensor

variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. peralatan. Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain

Dari tersebut menjadi alat yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik. Salah satu pabrikan yang tengah gencar menggunakan sensor pada produk mereka adalah pabrikan handphone dengan model touch screen. Sensor tekanan pada berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya dukungan dari sensor tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor tekanan juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator serta remot. Adanya tekanan pada tombol-tombol pada kalkulator ataupun remot bekerja dengan mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.

Dengan pengertian sensor beserta kinerja dari sensor tekanan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa sensor memiliki banyak andil pada berbagai teknologi. Pada sensor suhu sendiri terdapat empat jenis sensor yang sering dipakai yaitu thermocouple, resistance temperature detectore, IC sensor dan termistor. Pada komponen thermocouple terdapat dua komponen transduser panas dan juga dingin. Kedua transedur tersebut berfungsi untuk membandingkan objek serta untuk mendapatkan hasil akan suhu dari objek. Platina menjadi pilihan utama pada komponen resistence temperature detectore karena memiliki tahanan suhu,

stabilitas, kelinearan, reproduktifitas, serta stabilitas. Termistor merupakan resistor yang tahan terhadap panas, serta IC sensor sensor suhu dengan rangkaian yang menggunakan chipsilikon guna mendeteksi tingkat suhu yang terdapat pada objek.

2.2 Sensor Suhu LM35

LM35 adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor (TO-92). Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100° Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad Celcius, maka komponen ini sangat cocok untuk digunakan sebagai teman eksperimen kita, atau bahkan untuk aplikasi-aplikasi seperti termometer digital, kontrol suhu mesin pasteurisasi, kontrol suhu mesin penetas telur atau kontrol fan radiator mobil.

Untuk lebih detil mengenai karakteristik sensor suhu LM35, maka Anda bisa download datasheet menggunakan link berikut ini.

Gambar 2.1 Pin LM35

samping kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad

Celcius. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan), maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perberubah-ubahan, maka alat ukur yang demikian ini tidak dapat digunakan.

Untuk memperbaiki kinerja rangkaian dasar di atas, maka ditambahkan beberapa komponen pasif dan penguat seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Dua buah resistor 150K yang diparalel membentuk resistor 75K dan diseri dengan kapasitor 1uF merupakan rangkaian RC-Seri rekomendasi dari pabrik pembuat LM35. Sedangkan resistor 1K5 dan kapasitor 1nF membentuk rangkaian passive low-pass filter dengan frekuensi 1 kHz. Tegangan keluaran filter kemudian diumpankan ke penguat tegangan tak-membalik dengan faktor penguatan yang dapat diatur menggunakan resistor variabel.

Dengan rangkaian ini, terbukti tegangan keluaran rangkaian ini jauh lebih stabil dibandingkan tegangan keluaran rangkaian dasar di atas. Dengan demikian akurasi pengukuran telah dapat ditingkatkan. Tegangan keluaran opamp dapat langsung diumpankan ke rangkaian ADC untuk kemudian datanya diolah lebih lanjut oleh mikrokontroler.

Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronik dalam bentuk chip IC dengan 3 kaki (3 pin) yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis, berupa suhu atau temperature sekita sensor suhu LM35.

besaran elektris dalam bentuk perubahan tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1 ºC tegangan keluarannya naik sebesar 10 mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V pada suhu 150 °C. Misalnya pada perancangan menggunakan sensor suhu LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat suhu 100 °C, sehingga saat suhu 100 °C tegangan keluar

2.3 Bentuk Fisik sensor Suhu LM35

Meskipun tegangan sensor suhu LM35 ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

• Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

• Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

• Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

• Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

• Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

• Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

• Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.

2.3 Sensor Asap MQ-2

(Datasheet Sensor Gas Dan Asap MQ-2). Sensor gas asap MQ-2 ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus listrik ataupun tegangan.

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.

Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ 2 ini, kandungan gas tersebut dapat diukur.

Gambar 2.2 sensor asap MQ2

2.4 Arduino Uno R3

Arduino merupakan mikrokontroler yang memang dirancang untuk bisa digunakan dengan mudah oleh para seniman dan desainer. Dengan demikian, tanpa mengetahui bahasa pemograman, Arduino bisa digunakan untuk menghasilkan karya yang canggih. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Mike Schmidt.Menurud Massimo Banzi, salah satu pendiri atau pembuat Arduino, Arduino merupakan sebuah platform hardware open source yang mempunyai input/output (I/O) yang sederhana. Menggunakan Arduino sangatlah membantu dalam membuat suatu prototyping ataupun untuk melakukan pembuatan proyek. Arduino memberikan I/O yang sudah lengkap dan bisa digunakan dengan mudah. Arduino dapat digabungkan dengan modul elektro yang lain sehingga proses perakitan jauh lebih efisien.

Arduino merupakan salah satu pengembang yang banyak digunakan. Keistimewaan Arduino adalah hardware yang Open Source. Hal ini sangatlah memberi keleluasaan bagi orang untuk bereksprimen secara bebas dan gratis. Secara umum, Arduino terdiri atas dua bagian utama, yaitu:

1. Bagian Hardware

Gambar 2.3 Board Arduino 2. Bagian Software

Berupa Sofware Arduino yang meliputi Integrated Depelopment Enviroment (IDE) untuk menulis program. Arduino memerlukan instlasi driver untuk menghubungkan dengan komputer. Pada IDE terdapat contoh program dan library untuk pengembangan program. IDE software Arduino yang digunakan diberi nama Sketch. Seperti Gambar 2.4 dibawah ini

Gambar 2.4 IDE Arduino Versi 1.6.5

2.5 Mikrokontroler

2.5.1 Gambaran Mikrokontroler

Menurut Hermawan Sutanto, (1998). Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata,

pengolah angka dan lain sebagainya), Mikrokontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar dan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artiRAM-nya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan ATMEGA32.

2.5.2 Mikrokontroler Arduino Uno ATMega328

Arduino Uno adalah salah satu produk berlabel arduino yang sebenarnya adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroler ATMega328 (sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Peranti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks.

Pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat di implementasikan dengan menggunakan papan yang berukuran relatif kecil ini. Arduino uno mengandung mikroprosesor (berupa atmel AVR) dan dilengkapi dengan oscillator 16 MHZ (yang memungkinkan operasi berbasis waktu dilaksanakan dengan tepat), dan regulator (pembangkit tegangan) 5 volt. Sejumlah pin tersedia di papan. Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya bernilai 0 atau 1. Pin A0-A5 digunakan untuk isyarat analog. Arduino Uno dilengkapi dengan static random acces memory (SRAM) berukuran 1 KB untuk memegang data, flash memory berukuran 32KB, dan erasable programmable read-only memory (EEPROM) untuk menyimpan perintah.

2.5.3. Arsitektur ATMega 328

Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah mikrokontroler, pada gambar dibawah ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari mikrokontroler ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno) seperti gambar blok diagram sederhana dibawah ini:

Gambar 2.5 Arsitektur ATMega 328 Keterangan Gambar 2.5 diatas sebagai berikut:

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.

2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

3. 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader.

4. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah boatloader selesai dijalankan, berikutnya program ini akan dijalankan di dalam RAM akan dieksekusi. 5. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data

yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.

6. Central Processing Unit (CPU), bagian dari mikrokontroler untuk menjalankan setiap instruksi dari program.

7. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

2.6 Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat

UART (antar muka serial) 2KB RAM (Memory kerja) 32KB RAM Flash Memory (program) 1KB RAM

EEPROM CPU

tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin.

Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin. Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program.

Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI ( American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.

Kelebihan Bahasa C:

- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.

- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.

- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci.

- Proses executable program bahasa C lebih cepat - Dukungan pustaka yang banyak.

- C adalah bahasa yang terstruktur

Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.

Kekurangan Bahasa C:

- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai.

- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.

2.7 Software Arduino IDE

IDE (Integrated Development Environment) Arduino merupakan aplikasi yang mencakup editor, compiler, dan uploader dapat menggunakan semua seri modul keluarga arduino, seperti Arduino Duemilanove, Uno, Bluetooth, Mega. Kecuali beberapa tipe board produksi arduino yang memakai mikrokontroler diluar seri AVR, seperti mikroprosesor ARM. Editor sketch pada IDE arduino juga mendukung fungsi penomoran baris, mendukung fungsi penomoran baris, syntax highlighthing, yaitu pengecekan sintaksis kode sketch. Arduino yang di pakai adalah arduino versi 1.6.5 yang terlihat pada gambar 2.4.

2.8 LCD (Liquid Crystal Display)

Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang dapat menampilkan tulisan. Salah satu jenisnya memiliki dua baris dengan setiap baris terdiri atas enam belas karakter. LCD seperti itu biasa disebut LCD 16x2. [11]

LCD memiliki 16 pin dengan fungsi pin masing-masing seperti yang terlihat pada table II.1 dibawah.

Tabel 2.1. pin-pin LCD

No.Pin Nama Pin I/O Keterangan

1 VSS Power Catu daya, ground (0v)

2 VDD Power Catu daya positif

3

V0 Power

Pengatur kontras, menurut datasheet, pin iniperlu dihubungkan dengan pin vss melalui resistor 5kΩ. namun, dalam praktik, resistor yang digunakan sekitar2,2kΩ

4 RS Input

Register Select

• RS = HIGH : untuk mengirim data

• RS = LOW : untuk mengirim

instruksi

5 R/W Input

Read/Write control bus

• R/W = HIGH : mode untuk membaca

data di LCD

2.8.1 Cara kerja LCD

Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.Bus data terdiri dari 4bit atau 8 bit. Jika jalur data 4 bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dalam hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8bit dikirim ke LCD secara 4bit atau 8bit pada satu waktu

Jika mode 4bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4bit MSB lalu 4bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur control EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroler mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur

control lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat, dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur control R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query data dari LCD

Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status, lainnya merupakan instruksi penulisan, Jadi hamper setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu di set ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur.Mengirimkan data secara parallel baik 4bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting

Mode 8bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/0 (3pin untuk control, 8pin untuk data).Sedangkan mode 4bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3pin untuk control, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroler dan LCD. Jika bit ini diset (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca

2.9 LED (Light Emiting Dioda)

Led adalah jenis dioda yang memancarkan cahaya. Komponen ini biasa digunakan pada lampu senter atau lampu emergensi. Seperti hal nya dioda yang hanya mengalirkan arus listrik dari satu arah, led juga demikian. Itulah sebab nya, pemasangan led dirangkaian elektronika harus tidak terbalik. Dengan kata lain, led tidak berfungsi jika dipasang terbalik.

Led yang umum dipakai berkaki dua. Salah satu kaki berkutub + (disebut anoda) dan yang lain adalah – (disebut katoda). Namun, tidak tanda + atau – secara eksplisit. Pembedanya, led mempunyai kaki dengan panjang berbeda. Kaki yang panjang adalah anoda dan yang pendek adalah katoda.Sekiranya anda menemukan kaki led yang sudah terpotong sehingga kedua panjang kaki tidak bias dibedakan, indikasi yang menyatakan anoda atau katoda masih bias dilakukan. Perhatikan gambar dibawah, bagian dasar led (yang menghubungkan kedua kaki) tidak seluruhnya membulat, tetapi ada yang datar. Nah, kaki yang dekat area yang datar tersebut adalah katoda.

Gambar 2.7 Bentuk Fisik LED

2.10 Buzzer

Buzzer berfungsi sebagai detector adanya kebocoran gas. Pada saat status normal buzzer tidak akan menyala namun pada saat status berbahaya buzzer akan menyala sebagai indikasi bahwa ada kebocoran.

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 biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebakaran merupakan suatu peristiwa yang tidak dikehendaki oleh setiap manusia. Kebakaran dapat mengakibatkan kerugian yang tidak sedikit, baik kerugian material maupun kerugian jiwa yang ditimbulkan. Setiap proses kebakaran selalu menimbulkan asap dan panas dan menyebabkan kenaikan temperatur pada suatu tempat atau ruangan yang terjadi kebakaran. Sedangkan hasil proses perubahan material suatu kebakaran adalah adanya asap gas yang berupa partikel - partikel kecil. Kemajuan teknologi elektronika sangat cocok untuk tugas penyediaan sistem alarm yang peka dan efektif.

Dalam tugas akhir satu ini direalisasikan alat pendeteksi kebakaran melalui suhu dan asap berbasis Arduino Uno yang memberikan kemudahan dalam mendeteksi adanya kebakaran. Alat itu dibuat dengan memiliki beberapa fungsi yaitu mendeteksi perubahan suhu, kepekatan asap, dan timbulnya api yang ada pada suatu ruangan, memberikan peringatan dengan buzzer. Sistem alarm kebakaran merupakan topik yang selalu menarik untuk dicoba. Hal ini karena melibatkan Arduino Uno, sensor suhu dan asap dan program penampil di LCD.

1.2 Rumusan Masalah

Untuk memfokuskan pembahasan tugas akhir ini, maka pembahasan masalah dirumuskan pada hal-hal sebagai berikut :

1. Bagaimana cara merancang alat pendeteksi kebakaran memalui suhu dan asap dengan menggunakan Arduino Uno R3

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam merancang alat pendeteksi kebakaran

3. Menganalisa rangkain alat pendeteksi kebakaran berdasarkan skematik yang ada di Arduino Uno R3

4. Diharapkan alat pendeteksi kebakaran ini dapat mempermudah dalam mendeteksi kebakaran di dalam ruangan.

1.3 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk :

1. Merancang suatu alat pendeteksi kebakaran dan kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan Arduino Uno

2. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat pendeteksi kebakaran melalui suhu dan asap menggunakan sensor suhu LM35 dan sensor asapMQ-2 berbasis Arduino Uno

1.4 Batasan Masalah

Mengacu pada hal diatas, dibuat suatu batasan-batasan dengan maksud memudahkan analisis yang dibutuhkan dalam rangka pemecahan masalah. Adapun batasannya yaitu sebagai berikut :

1. Menjelaskann bagaimana prinsip kerja Sensor Suhu LM35 2. Menjelaskann bagaimana prinsip kerja Sensor Asap MQ-2 3. Menjelaskan Prinsip dan perangkat dari board Arduino Uno R3 4. Pengujian dilakukan didalam ruangan tertutup

1.5 Metodologi Pembahasan

Untuk dapat mengimplementasikan sistem di atas, maka secara garis besar digunakan beberapa metode sebagai berikut:

1. Studi Literatur, dengan cara mempelajari buku-buku acuan dan literatur yang berhubungan dengan materi dalam penulisan projek.

2. Pengumpulan data, yaitu mengumpulkan informasi dan mempelajari tentang sistem cara kerja alat dan penggunaan Arduino, Sensor Suhu LM35, Sensor Asap MQ-2, LCD , Buzzer dan komponen pendukung lainnya.

3. Analisa permasalahan, untuk mengetahui dan menentukan batasan-batasan sistem sehingga dapat menentukan cara yang paling efektif dalam penyelesaian permasalahan.

4. Perancangan alat, setelah menganalisa permasalahan, selanjutnya dilakukan pengumpulan data dan perancangan alat dengan menggunakan model perancangan alat yang telah ditetapkan.

5. Implementasi alat, membuat alat berdasarkan rancangan alat yang telah dibuat sesuai dengan data yang ada.

6. Uji coba alat, menguji alat yang telah dibuat, untuk mengetahui apakah alat sudah bekerja sesuai dengan prosedur, serta melacak kesalahan dan memperbaikinya.

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini, pembahasan mengenai system alat yang dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan laporan ini

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari Arduino Uno R3 teori pendukung itu antara lain tentang sensor suhu LM35, sensor asap MQ-2, Buzzer dan prinsip kerjanya, software pendukung dan bahasa program yang digunakan

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan system secara keseluruhan

BAB IV : ANALISIS DAN PENGUJIAN

Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

2 ini dan saran-saran untuk pengembangannya

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literature yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir.

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO UNO

ABSTRAK

Pada Projek 1 ini telah dibuat alat pendeteksi kebakaran yang dilengkapi dengan unit mikrokontroler Arduino Uno R3 sebagai sarana untuk menyimpan program, DS18B20 sebagai sensor suhu, MQ-2 sebagai sensor asap. Alat ini juga mempunyai buzzer (alarm) peringatan sebagai tanda terdeteksinya kebakaran. Alat ini dirancang untuk meningkatkan fasilitas deteksi dan pencegahan kebakaran ruangan dan sebagai sarana untuk mendeteksi adanya kebakaran sehingga dengan ini akan lebih mudah dalam memantau kondisi ruangan.

Kata Kunci : Arduino Uno R3, Sensor Suhu DS18B20, Sensor Asap MQ-2, Buzzer, LCD.

DESIGN TOOLS FIRE DETECTION BASED ON

TEMPERATURE AND SMOKE ARDUINO UNO

ABSTRACT

At first this project has been made flame detectors equipped with a microcontroller Arduino Uno R3 as a means to save the program, DS18B20 as a temperature sensor, MQ-2 as a smoke sensor. The tool also has a buzzer (alarm) as a sign of warning fire detection. This tool is designed to improve the detection and fire prevention facilities of the room and as a means to detect the presence of fire so that it will be easier to monitor the condition of the room.

Keywords: Arduino Uno R3, DS18B20 Temperature Sensor, Smoke Sensor MQ-2, Buzzer, LCD.

PROJEK AKHIR II

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN

BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

ISRAYUDI REZA

132411020

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

PROJEK AKHIR II

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN

BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

ISRAYUDI REZA

132411020

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO Kategori : Tugas Akhir II

Nama : Israyudi Reza

NIM : 132411020

Program Studi : D-3 Metrologi Dan Instrumentasi

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Medan, Juli 2016

Mengetahui Menyetujui

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi Dan Instrumentasi

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Junedi Ginting,S.Si, MSi

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN

BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

ISRAYUDI REZA 132411020

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala 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 D-III Metrologi Dan instrumentasi. Tak lupa juga sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Demi kelancaran dalam penyelasaian laporan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak terutama kepada Ayahanda Darmansyah dan Ibunda Dra. Cut Rohana beserta saudara kandung penulis Adinda Putri Adelina dan Dinda Salsabila yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN

BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a, 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.si, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.sc,selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Junedi Ginting M.si,selaku Sekretaris Program Studi D-III Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Junedi Ginting M.si, selaku dosen pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh teman-teman D3 Metrologi dan Instrumentasi yang telah mendukung dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir.

8. Sahabat-sahabat saya Sri, Bella, Fadia, Dyah, Ridho, Syaiful, Dara yang telah member semangat dan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Juliani dan Juliana beserta pengurusanggota UKM Robotik SIKONEK Universitas Sumatera Utara.

10. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satuper satu.

Saya 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.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Juli 2016 Hormat Saya,

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO UNO

ABSTRAK

Pada Projek 1 ini telah dibuat alat pendeteksi kebakaran yang dilengkapi dengan unit mikrokontroler Arduino Uno R3 sebagai sarana untuk menyimpan program, DS18B20 sebagai sensor suhu, MQ-2 sebagai sensor asap. Alat ini juga mempunyai buzzer (alarm) peringatan sebagai tanda terdeteksinya kebakaran. Alat ini dirancang untuk meningkatkan fasilitas deteksi dan pencegahan kebakaran ruangan dan sebagai sarana untuk mendeteksi adanya kebakaran sehingga dengan ini akan lebih mudah dalam memantau kondisi ruangan.

Kata Kunci : Arduino Uno R3, Sensor Suhu DS18B20, Sensor Asap MQ-2, Buzzer, LCD.

DESIGN TOOLS FIRE DETECTION BASED ON

TEMPERATURE AND SMOKE ARDUINO UNO

ABSTRACT

At first this project has been made flame detectors equipped with a microcontroller Arduino Uno R3 as a means to save the program, DS18B20 as a temperature sensor, MQ-2 as a smoke sensor. The tool also has a buzzer (alarm) as a sign of warning fire detection. This tool is designed to improve the detection and fire prevention facilities of the room and as a means to detect the presence of fire so that it will be easier to monitor the condition of the room.

Keywords: Arduino Uno R3, DS18B20 Temperature Sensor, Smoke Sensor MQ-2, Buzzer, LCD.

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN ... ii

PENGHARGAAN ... iii

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulis ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Pembahasan ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hujan ... 4

2.2 Sensor Waterflow YF-S201 ... 4

2.3 Spesifikasi Sensor YF-S201... 5

2.4. Mikrokontroller ... 6

2.4.1. Arduino ... 8

2.4.2. Pengenalan ... 8

2.4.3. Sejarah ... 9

2.4.5. Softwere Arduino ... 12

2.4.6. Melakukan penginstalan arduino ke komputer ... 13

2.4.7. Melakukan penginstalan driver ... 13

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ... 18

2.5.1 Cara Kerja LCD ... 19

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Block ... 21

3.2 Perancangan sensor ... 21

3.3 Pengaplikasian LCD ... 22

3.4 Flowchart Sensor ... 23

3.5 Flowchart program ... 24

3.6 Cara kerja alat ... 26

BAB IV ANALISI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ... 27

4.2 Pengujian dan Kalibrasi ... 28

4.3 Pengujian rangkaian LCD ... 29

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... .30

5.2 Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi pin pada LCD ... 40 Tabel 4.2 Data Kalibrasi ... 28 Tabel 4.2 Data Pengujian ... 29

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Koneksi pengkabelan Sensor ... 4

Gambar 2.2 Sensor Water flow YF-S201 ... 5

Gambar 2.3 Data Sheet sensor ... 6

Gambar 2.4bagianh Mikrokontroler ... 7

Gambar 2.4. Hardwere Arduino ... 10

Gambar 2.5 LCD ... 18

Gambar 3.1 Diagram Block ... 21

Gambar 3.2 Rangkaian arduino dengan Sensor ... 21

Gambar 3.3 Rangkaian scematik LCD ... 22

Gambar 3.4 Rangkaian scematik konektor lcd ... 22

Gambar 3.5 Flowchar sensor ... 23

Gambar 3.7 flow chart program ... 24

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBAKARAN

BERDASARKAN SUHU DAN ASAP BERBASIS ARDUINO UNO

ABSTRAK

Pada Projek 1 ini telah dibuat alat pendeteksi kebakaran yang dilengkapi dengan unit mikrokontroler Arduino Uno R3 sebagai sarana untuk menyimpan program, DS18B20 sebagai sensor suhu, MQ-2 sebagai sensor asap. Alat ini juga mempunyai buzzer (alarm) peringatan sebagai tanda terdeteksinya kebakaran. Alat ini dirancang untuk meningkatkan fasilitas deteksi dan pencegahan kebakaran ruangan dan sebagai sarana untuk mendeteksi adanya kebakaran sehingga dengan ini akan lebih mudah dalam memantau kondisi ruangan.

Kata Kunci : Arduino Uno R3, Sensor Suhu DS18B20, Sensor Asap MQ-2, Buzzer, LCD.

DESIGN TOOLS FIRE DETECTION BASED ON

TEMPERATURE AND SMOKE ARDUINO UNO

ABSTRACT

At first this project has been made flame detectors equipped with a microcontroller Arduino Uno R3 as a means to save the program, DS18B20 as a temperature sensor, MQ-2 as a smoke sensor. The tool also has a buzzer (alarm) as a sign of warning fire detection. This tool is designed to improve the detection and fire prevention facilities of the room and as a means to detect the presence of fire so that it will be easier to monitor the condition of the room.

Keywords: Arduino Uno R3, DS18B20 Temperature Sensor, Smoke Sensor MQ-2, Buzzer, LCD.

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN ... ii

PENGHARGAAN ... iii

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

DAFTAR ISI... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 1

1.3 Tujuan Penulis ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metodologi Pembahasan ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hujan ... 4

2.2 Sensor Waterflow YF-S201 ... 4

2.3 Spesifikasi Sensor YF-S201... 5

2.4. Mikrokontroller ... 6

2.4.5. Softwere Arduino ... 12

2.4.6. Melakukan penginstalan arduino ke komputer ... 13

2.4.7. Melakukan penginstalan driver ... 13

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ... 18

2.5.1 Cara Kerja LCD ... 19

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Block ... 21

3.2 Perancangan sensor ... 21

3.3 Pengaplikasian LCD ... 22

3.4 Flowchart Sensor ... 23

3.5 Flowchart program ... 24

3.6 Cara kerja alat ... 26

BAB IV ANALISI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ... 27

4.2 Pengujian dan Kalibrasi ... 28

4.3 Pengujian rangkaian LCD ... 29

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... .30

5.2 Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Deskripsi pin pada LCD ... 40 Tabel 4.2 Data Kalibrasi ... 28 Tabel 4.2 Data Pengujian ... 29

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Koneksi pengkabelan Sensor ... 4

Gambar 2.2 Sensor Water flow YF-S201 ... 5

Gambar 2.3 Data Sheet sensor ... 6

Gambar 2.4bagianh Mikrokontroler ... 7

Gambar 2.4. Hardwere Arduino ... 10

Gambar 2.5 LCD ... 18

Gambar 3.1 Diagram Block ... 21

Gambar 3.2 Rangkaian arduino dengan Sensor ... 21

Gambar 3.3 Rangkaian scematik LCD ... 22

Gambar 3.4 Rangkaian scematik konektor lcd ... 22

Gambar 3.5 Flowchar sensor ... 23

Gambar 3.7 flow chart program ... 24