Desain Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Menggunakan Sensor MQ-6 Berbasis ATmega8
(2)
45
DAFTAR PUSTAKA
https://id.wikipedia.org/wiki/Lpg_sensor Diakses pada: 5 juli 2016
https://goodarif.wordpress.com/elektronika-dasar/sensor/ Diakses pada: 7 juli 2016
https://partelektrik.wordpress.com/2012/09/27/jual-mq6-lpg-sensor-sensor-filling/ Diakses pada: 7 juli 2016
Data Sheet ATmega8 Data Sheet Sensor MQ-6
(3)
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Diagram Blok Sistem
ATmega8 Sensor MQ-6
Power Supply
LCD
Bluetooth Buzzer
(4)
27
3.1.1 Fungsi-fungsi diagram blok
1. Blok Sensor MQ-6 sebagai pendeteksi gas LPG pada ruangan 2. Blok Supply sebagai sumber tegangan ke mikrokontroler dan sensor 3. Blok LCD sebagai output tampilan konsentrasi gas LPG
4. Blok ATmega8 sebagai otak dari sistem yang memproses data dari sensor dan di kirim ke mobilephone
5. Blok Bluetooth sebagai media pengirim informasi kepada android 6. Blok Buzzer sebagai indikator terdeteksi gas LPG
3.2 Rangkaian ATmega8
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis ATmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
1. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock. 2. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
3. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset. 4. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
a. PortC.0 digunakan sebagai penerima data dari remote (receiver) b. PortA.1, PortB.1 -PortB.4 digunakan sebagai data input basis
transistor pada driver relay.
Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller dapat dilihat pada gambar berikut:
(5)
27
(6)
27
3.3 Rangkaian Sensor MQ-6
Pada sensor ini telah disediakan modul rangkaian, sehingga sangat mudah digunakan, pada modul rangkaian sensor ini tersedia dua output. Analog dan digital, tegangan analog yaitu output dari sensor dan sedangkan output digital yaitu yang telah diberikan rangkaian pembanding atau disebut dengan komparator.
Pada rangkaian ini menggunakan output analog. Output analog di hubungkan ke pin A0, dan A4, pada arduino uno, kemudia arduino akan mengubah sinyal analog menjadi digital.
Gambar 3.3 Rangkaian sensor MQ-6
3.4 Rangkaian Regulator
Mikrokontroler, sensor dan komponen komponen elektonika, kebanyakan menggunakan tegangan 5v untuk menstabilkan tegangan agar tegangan tidak naik dan tidak turun biasa menggunakan IC LM7805, IC ini dapat menstabilkan tegangan walaupun tegangan inputan naik turun. IC regulator ini banyak digunakan pada peralatan elektronika yang menggunakan tegangan 5 Volt. Contohnya seperti mikrokontroler, sensor, dan IC-IC yang telah dipasarkan banyak menggunakan tegangan 5 volt.
(7)
27
Gambar 3.4 Rangkaian Regulator 7805
3.5 Rangkaian Bluetooth HC05
Rangkaian modul Bluetooth ini menggunakan komunikasi serial sehingga sangat mudah digunakan. Untuk rangkaian rx pada Bluetooth di hubungkan ke tx arduino begitu juga dengan tx Bluetooth di hubungkan ke rx arduino.
(8)
27
3.6 Rangkaian LCD
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 10 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang
tampil. Gambar 3.6 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.
(9)
27
Start
inisialisasi
Mikrokontroler memproses output dari sensor lanujut
ke ADC
Tampil LCD
Selesai Sensor deteksi gas
LPG
Kirim ke android 3.7 Flowchat Sistem
(10)
BAB IV
PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PENGUJIAN
4.1 Pengujian Rangkaian ATmega8
Pemograman menggunakan mode ISP (In System Programming)
mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader.
Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATmega8.
Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler
Atmega8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
(11)
4.2 Pengujian Rangkaian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data.
Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat
logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur
RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika
high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD.
Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 )
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(8, 7, 6, 4, 3, 2); Void setup()
{lcd.begin(16, 2);} Void loop()
(12)
Lcd.setCursor(0,0);
Lcd.putsf(“lcd tes”);
}
Program di atas akan menampilkan kata “lcd tes” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pengujian ini untuk mengetahui LCD dapat bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian LCD dengan cara memprogram mikrokontroler sesuai dengan program diatas kemudian untuk pin pada LCD dan juga pin mikrokontoler disesuaikan didalam program.
4.3 Pengujian Sensor MQ-6
Pengujian sensor MQ-6 ini dilakukan dengan cara mengukur output sensor ketika terdeteksi gas LPG kemudian membaca tegangan pada multimeter dan juga pada mikrokontroler. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui komunikasi sensor dan mikrokontroler terhubung dengan baik atau tidak. Pengujian di lakukan dengan memprogram mikrokontroler sebagai berikut.
while (a==0) {
sensor=read_adc(0);
itoa(sensor,buff); lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("bit="); lcd_puts(buff);
(13)
}
4.4 Pengujian Bluetooth HC05
Komunikasi modul HC 05 yang digunakan dengan pengiriman serial RXD dan TXD, langsung dihubungkan ke mikrokontroler atmega8 yaitu pada PORTD.0 dan PORTD.1, pada port tesebut sudah tersedia pengiriman serial dan sudah ada librarynya user tinggal menggunakannya saja.
Pengujian rangkian Bluetooth ini dengan menggunakan Bluetooth terminal pada android, berikut program yang akan diplash dimikrokontroler:
#include <mega8.h> #include <delay.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> void main(void) {
UCSRA=(0<<RXC) | (0<<TXC) | (0<<UDRE) | (0<<FE) | (0<<DOR) | (0<<UPE) | (0<<U2X) | (0<<MPCM);
UCSRB=(0<<RXCIE) | (0<<TXCIE) | (0<<UDRIE) | (1<<RXEN) | (1<<TXEN) | (0<<UCSZ2) | (0<<RXB8) | (0<<TXB8);
UCSRC=(1<<URSEL) | (0<<UMSEL) | (0<<UPM1) | (0<<UPM0) | (0<<USBS) | (1<<UCSZ1) | (1<<UCSZ0) | (0<<UCPOL);
UBRRH=0x00; UBRRL=0x33 while (1) {
(14)
Printf(“tes serial”); }
}
Setelah diflash konekan Bluetooth ke android, kemudian buka bluetooth
terminal, maka pada monitor akan terprint tulisan “tes serial”.
4.5 Pengujian Menyeluruh
Pengujian keseluruhan alat ini bertujuan untuk mengetahui sistem berjalan dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan memprogram mikrokontroler dengan program sebagai berikut.
#include <mega8.h> #include <stdlib.h> #include <delay.h> #define buzzer PORTB.5 // Alphanumeric LCD functions #include <alcd.h>
int data,persen; float gas; char buff[20];
// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>
// Voltage Reference: AREF pin
#define ADC_VREF_TYPE ((0<<REFS1) | (0<<REFS0) | (0<<ADLAR)) // Read the AD conversion result
(15)
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {
ADMUX=adc_input | ADC_VREF_TYPE;
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10);
// Start the AD conversion ADCSRA|=(1<<ADSC);
// Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & (1<<ADIF))==0); ADCSRA|=(1<<ADIF);
return ADCW; }
void main(void) {
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization // Port B initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=Out Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (1<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3) | (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (0<<DDB0);
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=0 Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTB=(0<<PORTB7) | (0<<PORTB6) | (0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) | (0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0);
(16)
// Function: Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRC=(0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2) | (0<<DDC1) | (0<<DDC0);
// State: Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTC=(0<<PORTC6) | (0<<PORTC5) | (0<<PORTC4) | (0<<PORTC3) | (0<<PORTC2) | (0<<PORTC1) | (0<<PORTC0);
// Port D initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (0<<DDD5) | (0<<DDD4) | (0<<DDD3) | (0<<DDD2) | (0<<DDD1) | (0<<DDD0);
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTD=(0<<PORTD7) | (0<<PORTD6) | (0<<PORTD5) | (0<<PORTD4) | (0<<PORTD3) | (0<<PORTD2) | (0<<PORTD1) | (0<<PORTD0);
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On
// USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600
UCSRA=(0<<RXC) | (0<<TXC) | (0<<UDRE) | (0<<FE) | (0<<DOR) | (0<<UPE) | (0<<U2X) | (0<<MPCM);
UCSRB=(0<<RXCIE) | (0<<TXCIE) | (0<<UDRIE) | (1<<RXEN) | (1<<TXEN) | (0<<UCSZ2) | (0<<RXB8) | (0<<TXB8);
(17)
UCSRC=(1<<URSEL) | (0<<UMSEL) | (0<<UPM1) | (0<<UPM0) | (0<<USBS) | (1<<UCSZ1) | (1<<UCSZ0) | (0<<UCPOL);
UBRRH=0x00; UBRRL=0x33;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 1000.000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin ADMUX=ADC_VREF_TYPE;
ADCSRA=(1<<ADEN) | (0<<ADSC) | (0<<ADFR) | (0<<ADIF) | (0<<ADIE) | (0<<ADPS2) | (1<<ADPS1) | (1<<ADPS0);
SFIOR=(0<<ACME);
// Alphanumeric LCD initialization // Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTB Bit 0
// RD - PORTD Bit 7 // EN - PORTD Bit 6 // D4 - PORTD Bit 5 // D5 - PORTB Bit 7 // D6 - PORTB Bit 6 // D7 - PORTD Bit 4 // Characters/line: 16 lcd_init(16);
(18)
while (1) {
// Place your code here if (persen > 20){buzzer=1;} else {buzzer=0;}
lcd_clear(); data=read_adc(0);
gas=((data*0.004887)*1000)*2; itoa(gas,buff);
lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("knstrs="); lcd_puts(buff); lcd_putsf(" ppm"); printf("*A"); puts(buff); printf("*");
persen=(data*0.004887)/4*100; itoa(persen,buff);
lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("GAS ="); lcd_puts(buff); lcd_putsf(" %"); printf("*B"); puts(buff);
(19)
printf("*");
delay_ms(1000); }
}
4.6 Data Percobaan
No V out sensor kadar
Volt % ppm
1 0.24 5 480
2 0.48 10 960
3 0.72 15 1440
4 0.96 20 1920
5 1.2 25 2400
6 1.44 30 2880
7 1.68 35 3360
8 1.92 40 3840
9 2.16 45 4320
10 2.4 50 4800
11 2.64 55 5280
12 2.88 60 5760
13 3.12 65 6240
14 3.36 70 6720
15 3.6 75 7200
16 3.84 80 7680
17 4.08 85 8160
18 4.32 90 8640
19 4.56 95 9120
(20)
(21)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian pendeteksian kebocoran gas LPG dengan menggunakan sensor MQ-6 berbasis ATmega8, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Pengujian sensor MQ-6 dilakukan dengan cara mengukur output sensor ketika terdeteksi gas LPG kemudian membaca tegangan pada multimeter, dan berapa tegangan yang ditunjukkan pada multimeter akan menjadi tegangan output dari sensor.
2. Sensor MQ6 adalah jenis sensor yang dapat mendeteksi keberadaan gas LPG yaitu propane dan butane.
3. Rangkaian desain alat pendeteksi gas LPG menggunakan sensor MQ6 ini, akan membunyikan buzzer dimulai dari 10% gas LPG yang dideteksinya sehingga itu adalah kondisi yang berbahaya yang bisa dilihat melalui LCD
5.2 Saran
Pada perancangan dan realisasi alat ini masih mempunyai banyak kekurangan sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Adapun saran-saran yang diharapkan pada penelitian selanjutnya adalah :
(22)
44
1. Jarak yang dapat dideteksi sensor MQ-6 terbatas, sehingga penempatannya dekat dengan sumber gas LPG.
2. Pendeteksian gas LPG masih hanya dilakukan di ruangan tertutup dengan batas ruang yang sangat terbatas.
3. Pemberitahuan keberadaan kebocoran gas LPG hanya diketahui jika alarm berbunyi dan itu setelah mencapai tinggkat kebocoran gas yang di deteksi sebesar 50 %
(23)
BAB II DASAR TEORI 2.1 Sensor MQ-6
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Atau dengan kata lain Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. MQ-6 adalah Sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi lpg, Iso-butane, Propane dengan
sensitivitas yang tinggi.
Sensor gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap lpg (Liquid Petroleum Gas), stabil dan tahan lama serta
dapat digunakan dalam rangkaian drive yang sederhana. Sensor gas MQ-6 biasa digunakan didalam perlengkapan mendeteksi kebocoran gas dalam kegiatan rumah tangga dan industri, yang cocok untuk mendeteksi lpg, iso-butane,
propane, lng, serta menghindari gangguan dari pendeteksian zat Alkohol, asap
masakan, dan rokok untuk mengurangi kesalahan pendeteksian.
(24)
5
2.1.1 Konfigurasi sensor MQ-6
Struktur dan konfigurasi MQ-6 sensor gas ditunjukkan pada gambar dibawah (Konfigurasi A atau B), sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi lapisan kulit yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Pemanas
menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk kerja komponen sensitif. MQ-6 memiliki 6 pin, 4 dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan 2 lainnya digunakan untuk menyediakan pemanasan saat ini.
(Gambar 2.2 Sensor LPG MQ-6 Konfigurasi A dan B)
2.1.2 Spesifikasi Sensor MQ-6
A. Kondisi Standar Bekerja
1. Tegangan Sirkuit(Vc) : 5V ± 0.1 AC atau DC
2. Tegangan Pemanasan(Vh) : 5V ± 0.1 AC atau DC
3. Resistansi Load(PL) : 20kΩ
(25)
6
B. Kondisi Lingkungan
1. Suhu Penggunaan : -10℃ hingga 50℃ 2. Suhu Penyimpanan : -20℃ hingga 70℃ 3. Kelembapan Terkait : Kurang dari 95% Rh
4. Konsentrasi Oksigen : 21%(Kondisi Standar) konsentrasi oksigen dapat mempengaruhi sensitivitas
C. Karakteristik Sensitivitas
1. Resistansi Pengindraan(Rs) : 10KΩ- 60KΩ (1000ppm LPG )
2. Kondisi Standar Deteksi : Temp: 20℃±2℃ Vc:5V±0.1 Humidity: 65%±5% Vh: 5V±0.1
3. Jangkauan Deteksi : 200-10000ppm LPG , iso-butane,propane,LNG
(26)
7
(Gambar 2.4 Kurva Karakteristik Sensitivitas MQ-6 dengan gas)
Kurva ini menunjukkan kesensitivitas dari sensor MQ-6 terhadap gas LPG, H2, CH4, CO, Alkohol, air. Pada Suhu: 20 ℃, Kelembaban: 65%, Konsentrasi O2 21%, RL = 20kΩ, Ro: resistansi sensor pada 1000 ppm LPG di udara bersih. Rs: resistansi sensor pada berbagai konsentrasi gas.
(27)
8
R0 : Resistansi sensor pada 1000 ppm dari LPG di udara pada kelembapan 33%
RH dan suhu 20°C.
Rs : Resistansi sensor pada 1000 ppm dari gas LPG di udara pada kelembapan dan suhu yang berbeda.
Nilai resistansi MQ-6 adalah perbedaan untuk berbagai jenis dan berbagai konsentrasi gas. Jadi, Bila menggunakan komponen ini, penyesuaian sensitivitas sangat diperlukan. Disarankan untuk mengkalibrasi detektor untuk 1000ppm konsentrasi LPG di udara dan menggunakan nilai resistansi beban (RL) sekitar
20KΩ (10KΩ sampai 47KΩ). Ketika akurat mengukur, titik alarm yang tepat
untuk detektor gas harus ditentukan setelah mempertimbangkan pengaruh suhu dan kelembaban.
2.2 Mikrokontroller
Mikrokontroller merupakan alat pengolahan data digital dan analog (fitur ADC pada seri AVR) dalam level tegangan maksimum 5V. Keunggulan mikrokontroller dibanding microprocessor yaitu lebih murah dan didukung
dengan software compiler yang sangat beragam seperti software compailer
C/C++, basic, pascal, bahkan assembler. Sehingga penggunaan dapatmemilih
program yang sesuai dengan kemampuannya. Dalam hal penggunaan, mikrokontroller dapat dibedakan jenis dan tipenya, seperti mikrokontroller aTmega8, aTmega8535, aTmega16 dan lain-lain.
2.2.1 Mikrokontroller ATMega8
ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit dengan daya rendah berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing). Dengan mengeksekusi
(28)
9
instruksi kuat dalam satu siklus clock tunggal, ATmega8 mencapai throughput
mendekati 1MIPS per MHz, yang memungkinkan perancang sistem untuk mengoptimalkan konsumsi daya dibandingkan kecepatan pemrosesan. ATmega8 menggabungkan banyak set instruksi dengan 32 register. Semua register yang berjumlah 32 secara langsung terhubung ke Logic Unit Aritmatika (ALU), yang
memungkinkan dua register independen untuk diakses dalam satu instruksi tunggal dan dieksekusi dalam satu siklus clock.
2.2.2 Konfigurasi Pin ATMega
ATMega8 memiliki 28 pin yang masing-masing pin-nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port ataupun sebagai fungsi yang lain. Berikut akan dijelaskan tentang kegunaan dari masing-masing kaki pada ATMega8.
Berikut penjelasan konfigurasi Pin ATmega 8: 1. VCC
Merupakan supply tegangan untuk digital. 2. GND
Merupakan ground untuk smua komponen yang membutuhkan grounding. 3. Port B
Adalah 8 buah pin mulai dari pin B.0 sampai dengan pin B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input dan juga output. Port B merupakan sebuah 8-bit bit directional I/O port dengan inernal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Jika ingin
(29)
10
kristal ke kaki pada pin port B. Namun jika tidak digunakan, maka cukup untuk dibiarkan saja. Pengguna kegunaan dari masing-masing kaki ditentukan dari clock fuse setting-nya.
(Tabel 2.1 Konfigurasi pin port B ATmega8) 4. Port C
Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O yang di dalam masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin-nya hanya 7 buah mulai dari C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran / output, port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal kemampuan menyarap arus ( sink ) ataupun
mengeluarkan arus ( source).
Pin Keterangan
PC.7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)
PC.6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)
PC.1
SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line)
PC.0 SCL (Two-Wire Serial Bus Clock Line)
(30)
11
5. Reset / PC6
Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Untuk diperhatikan juga bahwa pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang tedapat pada port C. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak deprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level 10 tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum, makan akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak berkerja.
6. Port D
Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up
resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.
(Tabel 2.3 Konfigurasi Pin Port D ATmega8) 7. AVCC
Pada pin ini memiliki fungsi sebagai power supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena
(31)
12
pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ACD pada AVR tidak digunakan, tetap saja disarankan untuk menghubungkan secara terpisah dengan VCC. Cara menghubungkan AVCC adalah melewati low-pass filter setelah itu dihubungkan dengan VCC.
8. AREF
Merupakan pin referensi analog jika menggunakan ADC. Pada AVR status Register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi intruksi aritmatik. Informasi ini dapat digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Perlu diketahui bahwa register ini di-update setelah semua operasi ALU ( Arithmetic Logic Unit ). Hal tersebut seperti yang telah
tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Intruction Set Reference. Dalam hal ini 11 untuk beberapa kasus dapat membuang kebutuhan penggunaan instruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal iini harus dilakukan melalui software.
9. Bit 7 (1)
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set supaya semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk fungsi interupsi individual akan dijelaskan pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang secara individual maupun yang
(32)
13
secara umum akan diabaikan. Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi dijalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui aplikasi dengan instruksi SEI dan CLI.
10. Bit 6 (T)
Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instruction BLD ( Bit Load) dan BST ( Bit Store ) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dan Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan intruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat disalin ke dalam sebuah bit di register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.
11. Bit 5 (H)
Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatik BCD.
12. Bit 4 (S)
Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif di antara
Negative Flag (N) dan Two’s Complement Overflow Flag (V).
13. Bit 3 (V)
Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan
fungsi aritmatika dua komplemen. 14. Bit 2 (N)
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini menyediakan sebuah hasil negative di dalam sebuah fugnsi logika atau aritmatika.
(33)
14
Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “ 0 ” dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
16. Bit 0 (C)
Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sisa dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
Berikut gambar konfigurasi pin
(Gambar 2.6 Konfigurasi Pin)
2.2.3 Arsitektur Mikrokontroller ATMega 8
Mikrokontroller AVR merupakan bagian dari mikrokontroller RISC (Reduced Instruction Set Computing) keluaran Atmel. Penggunaan mikrokontroller ATMega8 ada dua pilihan ,dengan menggunakan board ATMega8 develompment
(34)
15
board yang sudah ada dipasaran atau dengan membuat rangkaian sendiri. Chip yang dijelaskan di sini menggunakan kemasan PDIP, untuk kemasan yang lain ( TQPF, QFN / MLF ) tidak jauh berbeda.
(35)
16
Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMega8 :
1. Memori Flash8 Kbytes dalam programmable flash
2. Memori EEPROM 512 bytes untuk data yang dapat diprogram saat operasi 3. Memori SRAM 1 bytes untuk data
4. Dua buahTimer / Counter18 bit dengan kemampuan pembandingan 5. Watchdog Timer dengan osilator internal
6. 6 channel ADC, Empat Saluran 10-bit Akurasi dan Dua Saluran 8-bit Akurasi
7. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, dan Siaga
8. Antar muka komparator analog
9. Saluran I/O sebanyak 23 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 10. Unit interupsi internal dan eksternal
11. Programmable Serial USART 12. Master / Slave SPI Serial Interface
13. Power-on reset dan Deteksi Programmable Brown-out 14. Internal dikalibrasi RC Oscillator
2.2.4 Peta Memori ATMega8
ATMega8 memiliki dua ruang memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain dua memori utama, ATMega8 juga memiliki fitur EEPROM yang dapat digunakan sebagai penyimpan data.
(36)
17
2.2.4.1 Flash Memory
ATMega8 memiliki flash memory sebesar 8 Kbytes untuk memori program. Karena semua instruksi AVR menggunakan 16 atau 32 bit, maka AVR memiliki organisasi memori 4 Kbyte x 16 bit dengan alamat dari $000 hingga $FFF. Untuk keamanan software, memori flash dibagi mejadi dua bagian, yaitu: Boot Program dan bagian Application program. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter(PC) sehingga mampu mengalamati isi flash memori.
2.2.4.2 SRAM
ATMega8 memiliki 608 alamat memori data yang terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register file, 64 buah IO register dan 512 byte internal SRAM. Peta Memori ATMega8 memiliki dua ruang memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain dua memori utama, ATMega8 juga memiliki fitur EEPROM yang dapat digunakan sebagai penyimpan data.
2.2.4.3 EEPROM
ATMega8 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8 bit sebesar 512 byte ($000-$1FF).
2.2.4.4 Status Register (SREG)
Register SREG digunakan untuk menyimpan informasi dari hasil operasi aritmatika yang terakhir. Informasi-informasi dari register SREG dapat digunakan untuk mengubah alur program yang sedang dijalankan dengan menggunakan 14 instruksi percabangan. Data SREG akan selalu akan
(37)
18
berubah setiap instruksi atau operasi pada ALU dan datanya tidak otomatis tersimpan apabila terjadi instruksi percabangan baik karena interupsi maupun lompatan. Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. Berikut ini adalah status register dari ATMega8 beserta penjelasannya.
Status Register ATMega8 : 1. Bit 7 (I)
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set supaya semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk fungsi interupsi individual akan dijelaskan pada bagian lain. Jika bit ini di-set, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun secara umum akan diabaikan. Bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi dijalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan direset melalui aplikasi dengan instruksi SEI dan CLI. 2. BIT 6 (T)
Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD (Bit Load) dan BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat disalin ke dalam sebuah bit di dalam register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.
(38)
19
Merupakan bit Half Cary Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatik BCD.
4. BIT 4 (S)
Merupakan Signbit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara Negative Flag (N) dan Two’s Complement Overflow Flag(V).
5. BIT 3 (V)
Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan
fungsi- fungsi aritmatika dua komplemen. 6. BIT 2 (N)
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika.
7. BIT 1 (Z)
Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam
sebuah fungsi arimatika atau logika. 8. BIT 0 (C)
Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah carry atau sisa dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
2.3 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. 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
(39)
20
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).
(Gambar 2.8 Buzzer)
Rangkaian buzzer yang sering disebut dengan rangkaian alarm pengingat pesan dan tanda sudah sering ditemukan di beberapa perangkat elektronik. Alarm sudah banyak sekali ditemui seperti halnya di handphone. Dan tentunya rangkaian buzzer atau rangkain alarm ini menjadi salah satu rangkaian penunjang dibeberapa perangkat elektronik. Namun tidak jarang rangkaian ini sering berdiri sendiri sebagai perangkat elektronik tunggal.
2.4 HC 05
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. HS 05 Sangat mudah digunakan dengan mikrokontroler untuk membuat aplikasi wireless. Interface yang gunakan adalah serial RXD, TXD, VCC dan GND. Built in LED sebagai indikator koneksi bluetooth.
(40)
21
Tegangan input antara 3.6 ~ 6V, jangan menghubungkan dengan sumber daya lebih dari 7V. Arus saat unpaired sekitar 30mA, dan saat paired (terhubung) sebesar 10mA. 4 pin interface 3.3V dapat langsung dihubungkan ke berbagai macam mikrokontroler (khusus Arduino, 8051, 8535, AVR, PIC, ARM, MSP430, etc.). Jarak efektif jangkauan sebesar 10 meter, meskipun dapat mencapai lebih dari 10 meter, namun kualitas koneksi makin berkurang
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut : Komunikasi harus antara master dan slave, Password harus benar (saat melakukan pairing). Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah :
Hardware :
1. Sensitivitas -80dBm (Typical)
2. Daya transmit RF sampai dengan +4dBm. 3. Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O. 4. Kontrol PIO.
5. Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram. 6. Dengan antena terintegrasi.
(41)
22
(Gambar 2.9 HC05)
2.5 LCD (Liquid Criystal Display)
LCD (Liquid Crystal Dispalay) sering diartikan dalam bahasa indonesia sebagai tampilan kristal cair merupakan suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Salah satu LCD yang sering dipergunakan adalah LCD 16x2 artinya LCD tersebut terdiri dari 16 kolom dan 2 baris. LCD ini sering digunakan karena harganya yang relatif murah dan pemakaian nya yang mudah.
LCD dapat menampilkan karakter ASCI sehingga kita bisa menampilkan campuran huruf dan angka sekaligus berwarna ataupun tidak berwarna, hal ini disebabkan karena terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya.
Sumber cahaya didalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih dibagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya
(42)
23
(Gambar 2.10 LCD 2x16) Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. 2. Setiap terdiri dari 5 x 7 dot-matrix cursor.
3. Terdapat 192 macam karakter.
4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM ( maksimal 80 karakter ).
5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit. 6. Dibangun oleh osilator lokal.
7. Satu sumber tegangan 5 Volt. 8. Bekerja pada suhu 0°C sampai 55°C.
2.5.1 Struktur Memori LCD
Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fingsi-fungsi tersendiri.
1. DDRAM
DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.
Contohnya, karakter “A” atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil
pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
(43)
24
2. CGRAM
CGRAM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karaktr akan hilang. 3. CGROM
CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power suplly tidak aktif.
2.6 Bahasa basic Menggunakan Code Vision AVR (CVAVR)
Perangkat lunak merupakan program yang meliputi bahasa pemrograman Code Vision AVR Evaluation (CVAVR) untuk pemrograman mikrokontroler Atmega8. Code Vision AVR merupakan sebuah cross-compiler C,Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem
embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan
debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio.
(44)
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus berkembang dan memberi pengaruh pada kehidupan manusia. Pengaruh yang diberikan akan memberi dampak membantu mempermudah penyelesaian pekerjaan manusia, dan dampak lain yaitu untuk meningkatkan keselamatan dan kenyamanan manusia dalam lingkungan pekerjaannya.
Alat pendeteksi kebocoran gas sering sekali ditemui di industri maupun pabrik besar. Akan tetapi disini kebocoran gas yang akan dideteksi dibatasi hanya pada gas lpg saja menggunakan sensor bukan gas di pabrik. Dengan latarbelakang tersebut maka penulis membuat suatu alat “DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR MQ6 BERBASIS ATMEGA8”. Sensor MQ-6 digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas yang terjadi, dengan sistem otomasi dibantu oleh mikrokontroller ATmega8 sebagai pusat control dan lcd sebagai display yang menunjukkan kebocoran gas yang terdeteksi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang suatu alat untuk mendeteksi keberadaan kebocoran gas LPG
2. Bagaimana sistem kerja sensor MQ-6 sebagai sensor gas LPG
3. Bagaimana cara menerapkan mikrokontroller ATMega8 sebagai pusat pengendali dalam mendeteksi kebocoran gas LPG
(45)
2
1.3 Batasan Masalah
1. Pembahasan sensor yang digunakan adalah sensor MQ-6 2. Pembahasan mikrokontroller ATMega8
3. Pembahasan rangkaian pendukung (komponen dan alat pendukung yang digunakan)
4. Gas yang akan dideteksi yaitu gas LPG
1.4Tujuan Penulisan
Berdasarkan latar belakang diatas, maka tujuan dari pembuatan alat ini untuk : 1. Merancang suatu alat untuk mendeteksi kebocoran gas LPG
2. Untuk mengetahui cara yang lebih efektif untuk mendeteksi kebocoran gas LPG
3. Mengetahui manfaat mikrokontroller ATMega8 dalam mendeteksi kebocoran gas LPG
1.5 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat yang diperoleh dari pembuatan alat Projek Akhir II ini yaitu untuk mempermudah mendeteksi keberadaan kebocoran gas yang terjadi dan membantu untuk meningkatkan keamanan dan keselamatan di lingkungan pabrik/industri dari bahaya kebocoran gas.
1.6 Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan dan sistematika penulisan.
(46)
3
BAB II : LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori dasar dan teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian .
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke Mikrokontroler ATMega 8.
BAB IV: PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PENGUJIAN
Pada bab ini dibahas tentang pengujian dan analisa sistem / rangkaian pada penelitian ini.
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari projek Akhir II.
(47)
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
ABSTRAK
Sensor MQ 6 merupakan Sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi LPG,Iso-butane, Propane dengan sensitivitas yang tinggi. Sensor gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap LPG/Liquid Petroleum Gas, stabil dan tahan lama, serta dapat digunakan dalam rangkaian drive yang sederhana. Sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi lapisan kulit yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Apa yang dideteksi sensor akan di teruskan ke ATmega8 sebagai pusat kendali yang menyebabkan buzzer berbunyi pertanda ada gas yang dideteksi dan akan diteruskan ke LCD untuk menampilakan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
(48)
GAS LEAK DETECTION TOOL DESIGN USING LPG
MQ-6-BASED SENSOR ATMEGA8
ABSTRACT
Sensor MQ 6 is a gas sensors are used to detect LPG, iso-butane, propane with high sensitivity. Gas sensor MQ-6 has a small sensitivity to a drug alcohol and cigarette smoke. Gas sensor MQ-6 is a sensor that has a rapid response to the LPG / Liquid Petroleum Gas, stable and durable, and can be used in a simple drive circuit. The sensor was developed by micro Al2O3 ceramic tube, Tin Dioxide (SnO2) sensitive layer, measuring electrode and heater are fixed into a layer of skin created by plastic and stainless steel net. What was detected sensor will be forwarded to the ATmega8 as a control center which causes the buzzer sounds a sign of gas being detected and will be forwarded to the LCD for menampilakan the measurement and display of some description. LCD is directly connected to Port B of the microcontroller serves to send the data processing results to be displayed in the form of alphabet and numeric LCD.
(49)
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
TUGAS AKHIR
HANNAYENI SIRAIT 132411004
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2016
(50)
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
HANNAYENI SIRAIT 132411004
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2016
(51)
PERSETUJUAN
Judul : Desain Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG
Menggunakan Sensor MQ-6 Berbasis ATmega8
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Hannayeni Sirait
Nomor Induk Mahasiswa : 132411004
Program Studi : D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2016
Disetujui Oleh
Program Studi D-3 Metrologi Dan Instrumentasi Pembimbing, Ketua,
Dr. Diana A. Barus, M.Sc Junedi Ginting, S.Si.,M.Si NIP. 19660729 199203 2 002 NIP. 19730622 200312 1 001
(52)
PERNYATAAN
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
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
HANNAYENI SIRAIT 132411004
(53)
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena Rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Projek Akhir iI ini dengan tepat waktu. Laporan Projek Akhir II ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Junedi Ginting, S.Si.,M.Si selaku pembimbing 1 dan Dr. Kerista Trigan, M.Eng.Sc selaku pembimbing 2 yang telah meluangkan waktu dan memberikan arahan kepada penulis selama proses penyusunan tugas akhir projek II ini. Terimakasih kepada Ibu Dr. Diana A. Barus M.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA-USU, seluruh staff dan Dosen Fisika FMIPA USU, pegawai FMIPA USU. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terimakasih kepada orang tua, keluarga dan teman-teman yang selama ini selalu memberikan bantuan dan dukungan hingga akhirnya tugas akhir Projek II dapat terselesaikan.
Masih banyak kekurangan yang didapati dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, oleh sebab itu penulis juga menerima saran dan kritikan. Semoga isi dari tugas akhir ini bermanfaat bagi kita dan Akhir kata penulis mengucapkan Terimakasih
(54)
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
ABSTRAK
Sensor MQ 6 merupakan Sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi LPG,Iso-butane, Propane dengan sensitivitas yang tinggi. Sensor gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap LPG/Liquid Petroleum Gas, stabil dan tahan lama, serta dapat digunakan dalam rangkaian drive yang sederhana. Sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi lapisan kulit yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Apa yang dideteksi sensor akan di teruskan ke ATmega8 sebagai pusat kendali yang menyebabkan buzzer berbunyi pertanda ada gas yang dideteksi dan akan diteruskan ke LCD untuk menampilakan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
(55)
GAS LEAK DETECTION TOOL DESIGN USING LPG
MQ-6-BASED SENSOR ATMEGA8
ABSTRACT
Sensor MQ 6 is a gas sensors are used to detect LPG, iso-butane, propane with high sensitivity. Gas sensor MQ-6 has a small sensitivity to a drug alcohol and cigarette smoke. Gas sensor MQ-6 is a sensor that has a rapid response to the LPG / Liquid Petroleum Gas, stable and durable, and can be used in a simple drive circuit. The sensor was developed by micro Al2O3 ceramic tube, Tin Dioxide (SnO2) sensitive layer, measuring electrode and heater are fixed into a layer of skin created by plastic and stainless steel net. What was detected sensor will be forwarded to the ATmega8 as a control center which causes the buzzer sounds a sign of gas being detected and will be forwarded to the LCD for menampilakan the measurement and display of some description. LCD is directly connected to Port B of the microcontroller serves to send the data processing results to be displayed in the form of alphabet and numeric LCD.
(56)
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan……….i
Pernyataan……….………ii
Penghargaan……….……iii
Abstrak……….iv
Abstract………....v
Daftar Isi………..vi
Daftar Tabel……….ix
Daftar Gambar………..…x
Daftar Lampiran……… Bab 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang………..1
1.2 Rumusan Masalah……….…1
1.3 Batasan Masalah………...2
1.4 Tujuan Penulisan………...……2
1.5 Manfaat Penulisan……….2
1.6 Sistematika Penulisan………2
Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor MQ-6……….…4
2.1.1 Konfigurasi Sensor MQ-6………5
2.1.2 Spesifikasi Sensor MQ-6……….….…5
2.2 Mikrokontroller………..…8
2.2.1 Mikrokontroller ATmega8………8
2.2.2 Konfigurasi Pin ATmega8……….9
2.2.3 Arsitektur Mikrokontroller ATmega8………..14
2.2.4 Peta Memori ATmega8………16
2.2.4.1 Flash Memory………..………17
2.2.4.2 SRAM………..…………17
2.2.4.3 EEPROM………..…………...……17
2.2.4.4 Status Register (SREG) ………..……17
2.3 Buzzer………..………..…19
2.4 HC05………..……20
2.5 LCD………..………..……22
2.6 Bahasa Basic Menggunakan Code Vision AVR (CVAVR) ……….…24
Bab 3 Perancangan dan Pembuatan 3.1 Diagram Blok Sistem……….25
3.1.1 Fungsi-Fungsi Diagram Blok………25
(57)
3.3 Rangakaian Sensor MQ-6………...…………27
3.4 Rangkaian Regulator ………27
3.5 Rangkaian Bluetooth HC05………...………28
3.6 Rangkaian LCD……….29
3.7 Flowchart Sistem………30
Bab 4 Pengujian Rangkaian Dan Analisa Pengujian 4.1 Pengujian Rangkaian ATmega8………..…32
4.2 Pengujian Rangkaian LCD………33
4.3 Pengujian Sensor MQ-6……….…34
4.4 Pengujian Bluetooth HC05………35
4.5 Pengujian Menyeluruh………..…….36
4.6 Data Percobaan……….……….41
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan………42
5.2 Saran………..43 Daftar Pustaka
(58)
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
2.1. Konfigurasi Pin Port B ATmega8 10
2.2. Konfigurasi Pin Port C ATmega8 10
2.3. Konfigurasi Pin Port D ATmega8 11
(59)
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
2.1 Sensor MQ-6 4
2.2 Sensor LPG MQ-6 Konfigurasi A dan B 5
2.3 Rangkaian Penggunaan MQ-6 LPG Sensor 6
2.4 Kurva Karakteristik Sensitifitas MQ-6 dengan gas 7
2.5 Kurva Karakteristik Sensitifitas MQ-6 dengan suhu dan kelembapan 7
2.6 Konfigurasi Pin 14
2.7 Arsitektur ATmega8 15
2.8 Buzzer 20
2.9 HC05 22
2.10 LCD 2X16 23
3.1 Diagram Blok Sistem 25
3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATmega8 27
3.3 Rangkaian Sensor MQ-6 28
3.4 Rangkaian Bluetooth HC05 29
3.5 Rangkaian Regulator 7805 29
3.6 Rangkaian LCD 30
3.7 Flowchart Sistem 31
4.1 Informasi Signature Mikrokontroller 40
(1)
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
MENGGUNAKAN SENSOR MQ-6 BERBASIS ATMEGA8
ABSTRAK
Sensor MQ 6 merupakan Sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi LPG,Iso-butane, Propane dengan sensitivitas yang tinggi. Sensor gas MQ-6 ini mempunyai sensitivitas yang kecil terhadap zat alkohol dan asap rokok. Sensor gas MQ-6 merupakan sensor yang mempunyai respon cepat terhadap LPG/Liquid Petroleum Gas, stabil dan tahan lama, serta dapat digunakan dalam rangkaian drive yang sederhana. Sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas adalah tetap menjadi lapisan kulit yang dibuat oleh plastik dan stainless steel bersih. Apa yang dideteksi sensor akan di teruskan ke ATmega8 sebagai pusat kendali yang menyebabkan buzzer berbunyi pertanda ada gas yang dideteksi dan akan diteruskan ke LCD untuk menampilakan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port B dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
(2)
GAS LEAK DETECTION TOOL DESIGN USING LPG
MQ-6-BASED SENSOR ATMEGA8
ABSTRACT
Sensor MQ 6 is a gas sensors are used to detect LPG, iso-butane, propane with high sensitivity. Gas sensor MQ-6 has a small sensitivity to a drug alcohol and cigarette smoke. Gas sensor MQ-6 is a sensor that has a rapid response to the LPG / Liquid Petroleum Gas, stable and durable, and can be used in a simple drive circuit. The sensor was developed by micro Al2O3 ceramic tube, Tin Dioxide (SnO2) sensitive layer, measuring electrode and heater are fixed into a layer of skin created by plastic and stainless steel net. What was detected sensor will be forwarded to the ATmega8 as a control center which causes the buzzer sounds a sign of gas being detected and will be forwarded to the LCD for menampilakan the measurement and display of some description. LCD is directly connected to Port B of the microcontroller serves to send the data processing results to be displayed in the form of alphabet and numeric LCD.
(3)
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan……….i
Pernyataan……….………ii
Penghargaan……….……iii
Abstrak……….iv
Abstract………....v
Daftar Isi………..vi
Daftar Tabel……….ix
Daftar Gambar………..…x
Daftar Lampiran……… Bab 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang………..1
1.2 Rumusan Masalah……….…1
1.3 Batasan Masalah………...2
1.4 Tujuan Penulisan………...……2
1.5 Manfaat Penulisan……….2
1.6 Sistematika Penulisan………2
Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor MQ-6……….…4
2.1.1 Konfigurasi Sensor MQ-6………5
2.1.2 Spesifikasi Sensor MQ-6……….….…5
2.2 Mikrokontroller………..…8
2.2.1 Mikrokontroller ATmega8………8
2.2.2 Konfigurasi Pin ATmega8……….9
2.2.3 Arsitektur Mikrokontroller ATmega8………..14
2.2.4 Peta Memori ATmega8………16
2.2.4.1 Flash Memory………..………17
2.2.4.2 SRAM………..…………17
2.2.4.3 EEPROM………..…………...……17
2.2.4.4 Status Register (SREG) ………..……17
2.3 Buzzer………..………..…19
2.4 HC05………..……20
2.5 LCD………..………..……22
2.6 Bahasa Basic Menggunakan Code Vision AVR (CVAVR) ……….…24
Bab 3 Perancangan dan Pembuatan 3.1 Diagram Blok Sistem……….25
3.1.1 Fungsi-Fungsi Diagram Blok………25
(4)
3.3 Rangakaian Sensor MQ-6………...…………27
3.4 Rangkaian Regulator ………27
3.5 Rangkaian Bluetooth HC05………...………28
3.6 Rangkaian LCD……….29
3.7 Flowchart Sistem………30
Bab 4 Pengujian Rangkaian Dan Analisa Pengujian 4.1 Pengujian Rangkaian ATmega8………..…32
4.2 Pengujian Rangkaian LCD………33
4.3 Pengujian Sensor MQ-6……….…34
4.4 Pengujian Bluetooth HC05………35
4.5 Pengujian Menyeluruh………..…….36
4.6 Data Percobaan……….……….41
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan………42
5.2 Saran………..43 Daftar Pustaka
(5)
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
2.1. Konfigurasi Pin Port B ATmega8 10 2.2. Konfigurasi Pin Port C ATmega8 10 2.3. Konfigurasi Pin Port D ATmega8 11
(6)
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
2.1 Sensor MQ-6 4
2.2 Sensor LPG MQ-6 Konfigurasi A dan B 5 2.3 Rangkaian Penggunaan MQ-6 LPG Sensor 6 2.4 Kurva Karakteristik Sensitifitas MQ-6 dengan gas 7 2.5 Kurva Karakteristik Sensitifitas MQ-6 dengan suhu dan kelembapan 7
2.6 Konfigurasi Pin 14
2.7 Arsitektur ATmega8 15
2.8 Buzzer 20
2.9 HC05 22
2.10 LCD 2X16 23
3.1 Diagram Blok Sistem 25
3.2 Rangkaian Mikrokontroller ATmega8 27
3.3 Rangkaian Sensor MQ-6 28
3.4 Rangkaian Bluetooth HC05 29
3.5 Rangkaian Regulator 7805 29
3.6 Rangkaian LCD 30
3.7 Flowchart Sistem 31
4.1 Informasi Signature Mikrokontroller 40 4.6 Gambar Penampilan Data Percobaan Dalam Grafik 41