Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang CO Pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino Dengan Sensor MQ-7
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG
CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
NURHAYATI FITRI
142408054
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
NURHAYATI FITRI
142408054
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang
CO Pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino
Dengan Sensor MQ-7
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Tugas Akhir
: Nurhayati Fitri
: 142408054
: Diploma (D-3) Fisika
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 14 Juni 2017
Disetujui Oleh
Ketua Program Studi D-3 Fisika
Dosen Pembimbing
Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
NIP. 195903101987031002
NIP: 1960060311986011002
i
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 14 Juni 2017
NURHAYATI FITRI
142408054
ii
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan
Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini dengan judul Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas
Buang CO pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino dengan Sensor MQ-7.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang sangat
membantu penulis dalam penyusunan laporan proyek ini sehingga dapat selesai.
Terima kasih kepada:
1.
Ayah dan Mama tercinta yang senantiasa memberikan dukungan do’a, moril
dan material serta bimbingan yang sangat membantu penulis.
2.
Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Nursahara Paribu, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng, Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara.
5.
Bapak Dr. PerdinanSinuhaji, MS selaku Dosen Pembimbing penulis, yang
telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
6.
Seluruh Staff Pengajar / Pegawai program studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7.
Kakanda Juliani dan Juliana yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8.
Teman-teman seperjuangan D-3 Fisika yang memberikan bantuan penulis
dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
9.
Semua pihak yang turut membantu penulis dalammenyelesaikan Tugas Akhir.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.
Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari
pembaca.
iii
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini tidak hanya sebagai tanggung
jawab perkuliahan saja namun dapat bermanfaat juga bagi pihak-pihak yang
berkepentingan.
Medan, 14 Juni 2017
Nurhayati Fitri
iv
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
ABSTRAK
Perkembangan transportasi seperti angkutan umum, mobil dan sepeda motor
mengalami suatu kemajuan yang luar biasa dari tahun ke tahun. Semakin
bertambahnya jumlah transportasi khususnya sepeda motor menghasilkan gas
buang kendaraan yang semakin besar, dapat meningkatkan pemanasan global dan
mengganggu kesehatan penduduk sekitar. Beberapa unsur dari gas buang sepeda
motor yang berbahaya seperti karbon monoksida (CO). Maka dari itu, dirancang
suatu peralatan instrumentasi berupa alat pendeteksi kadar gas buang sepeda
motor menggunakan sensor MQ-7 berbasis arduino uno. Sensor akan mendeteksi
gas CO melalui knalpot sepeda motor dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD.
Pada saat sensor mendeteksi unsur berbahaya dari gas buang kendaraan yang
melebihi ambang batas secara otomatis buzzer akan berbunyi dan LED akan
menyala.
Kata kunci : Buzzer, CO, LCD, LED, Mikrokontroler Arduino Uno,Sensor MQ-7
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vi
viii
ix
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penulisan
1.4 Batasan Masalah
1.5 Metodologi Penulisan
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
2
2
3
3
4
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Gas Buang Kendaraan
2.1.1 Karbon Monoksida (CO)
2.2 Mikrokontroller Arduino Uno
2.2.1 Daya (Power)
2.2.2 Memori
2.2.3 Input dan Output
2.2.4 Komunikasi
2.2.5 Programming
2.2.6 Bahasa Pemrograman Arduino
2.2.7 Reset Otomatis (Software)
2.2.8 Proteksi Arus Lebih USB
2.2.9 Karakteristik Fisik
2.3 Sensor
2.3.1 Sensor MQ 7
2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
2.4.1 Konfigurasi LCD 2 x 16
2.4.2 Prinsip Kerja LCD
2.5 Buzzer
2.6 Light Emitting Diode (LED)
2.7 Resistor
2.8 Adaptor
6
6
7
8
10
11
11
12
13
14
16
17
17
18
19
20
21
21
21
23
25
26
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian Ini
28
28
28
28
vi
Universitas Sumatera Utara
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.2.2 Bahan Yang Digunakan
28
Flowchart System Pendeteksi Kadar Gas Buang CO
30
Spesifikasi Sistem
31
Rangkaian Keseluruhan Sistem
32
3.5.1 Rangkaian Power Supply
32
3.5.2 Rangkaian Bagian Input
33
3.5.2.1 Rangkaian Sensor MQ-7
33
3.5.3 Rangkaian Bagian Output
34
3.5.3.1 Rangkaian LCD
34
3.5.3.2 Rangkaian Buzzer
35
3.5.3.3 Rangkaian LED
36
Software pemrograman dan program pendeteksi kadar gas buang
sepeda motor
37
3.6.2 Program Arduino.cc 1.6.7
37
3.6.3 Program Pendeteksi Kadar Gas BuangCO
37
Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sistem Alat
44
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian Sumber Daya
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
4.3 Pengujian Rangkaian Sensor MQ-7
4.4 Pengujian Rangkaian LCD
4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer
4.6 Pengujian Rangkaian LED
4.7 Gambar Pengujian Alat
45
45
45
46
48
49
49
50
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
51
51
52
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
53
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
4.1
4.2
4.3
4.4
Skematik Tata Letak Alat
Arduino Uno
Sensor MQ 7
LCD 2x16
Buzzer
Light Emitting Diode (LED)
Resistor
Flowchart Sistem Pendeteksi Kadar Gas Buang CO
Diagram Blok System
Rangkaian Sumber Tegangan
Hubungan Arduino dengan Sensor MQ-7
Hubungan Arduino dengan LCD
Hubungan Arduino dengan Buzzer
Hubungan Arduino dengan LED
Software Arduino.cc
Penulisan program pada software Arduino.cc
Tampilan saat proses compile dan upload
Tampilan saat proses compile dan upload telah selesai
Rangkaian hubungan keseluruhan sistem alat
Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Uno R3
Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji
Pengujian Alat Dalam Keadaan Bahaya
Pengujian Alat Dalam Keadaan Aman
Halaman
6
8
19
20
23
24
25
30
31
32
33
34
35
36
37
42
43
43
44
46
47
50
50
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
2.1
2.2
2.3
3.1
4.1
Kadar CO Dan Kategori ISPU Untuk Gas Karbon Monoksida
Deskripsi Arduino
Konfigurasi LCD
Penjelasan Program Per Baris
Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji
Halaman
7
9
21
40
46
ix
Universitas Sumatera Utara
CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
NURHAYATI FITRI
142408054
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
NURHAYATI FITRI
142408054
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang
CO Pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino
Dengan Sensor MQ-7
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Tugas Akhir
: Nurhayati Fitri
: 142408054
: Diploma (D-3) Fisika
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 14 Juni 2017
Disetujui Oleh
Ketua Program Studi D-3 Fisika
Dosen Pembimbing
Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
NIP. 195903101987031002
NIP: 1960060311986011002
i
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 14 Juni 2017
NURHAYATI FITRI
142408054
ii
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan
Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini dengan judul Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas
Buang CO pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino dengan Sensor MQ-7.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang sangat
membantu penulis dalam penyusunan laporan proyek ini sehingga dapat selesai.
Terima kasih kepada:
1.
Ayah dan Mama tercinta yang senantiasa memberikan dukungan do’a, moril
dan material serta bimbingan yang sangat membantu penulis.
2.
Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3.
Ibu Dr. Nursahara Paribu, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng, Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara.
5.
Bapak Dr. PerdinanSinuhaji, MS selaku Dosen Pembimbing penulis, yang
telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis.
6.
Seluruh Staff Pengajar / Pegawai program studi D-3 Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7.
Kakanda Juliani dan Juliana yang telah memberikan bantuan berupa ilmu
dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8.
Teman-teman seperjuangan D-3 Fisika yang memberikan bantuan penulis
dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
9.
Semua pihak yang turut membantu penulis dalammenyelesaikan Tugas Akhir.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.
Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari
pembaca.
iii
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini tidak hanya sebagai tanggung
jawab perkuliahan saja namun dapat bermanfaat juga bagi pihak-pihak yang
berkepentingan.
Medan, 14 Juni 2017
Nurhayati Fitri
iv
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA
SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO
DENGAN SENSOR MQ-7
ABSTRAK
Perkembangan transportasi seperti angkutan umum, mobil dan sepeda motor
mengalami suatu kemajuan yang luar biasa dari tahun ke tahun. Semakin
bertambahnya jumlah transportasi khususnya sepeda motor menghasilkan gas
buang kendaraan yang semakin besar, dapat meningkatkan pemanasan global dan
mengganggu kesehatan penduduk sekitar. Beberapa unsur dari gas buang sepeda
motor yang berbahaya seperti karbon monoksida (CO). Maka dari itu, dirancang
suatu peralatan instrumentasi berupa alat pendeteksi kadar gas buang sepeda
motor menggunakan sensor MQ-7 berbasis arduino uno. Sensor akan mendeteksi
gas CO melalui knalpot sepeda motor dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD.
Pada saat sensor mendeteksi unsur berbahaya dari gas buang kendaraan yang
melebihi ambang batas secara otomatis buzzer akan berbunyi dan LED akan
menyala.
Kata kunci : Buzzer, CO, LCD, LED, Mikrokontroler Arduino Uno,Sensor MQ-7
v
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vi
viii
ix
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penulisan
1.4 Batasan Masalah
1.5 Metodologi Penulisan
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
2
2
3
3
4
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Gas Buang Kendaraan
2.1.1 Karbon Monoksida (CO)
2.2 Mikrokontroller Arduino Uno
2.2.1 Daya (Power)
2.2.2 Memori
2.2.3 Input dan Output
2.2.4 Komunikasi
2.2.5 Programming
2.2.6 Bahasa Pemrograman Arduino
2.2.7 Reset Otomatis (Software)
2.2.8 Proteksi Arus Lebih USB
2.2.9 Karakteristik Fisik
2.3 Sensor
2.3.1 Sensor MQ 7
2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
2.4.1 Konfigurasi LCD 2 x 16
2.4.2 Prinsip Kerja LCD
2.5 Buzzer
2.6 Light Emitting Diode (LED)
2.7 Resistor
2.8 Adaptor
6
6
7
8
10
11
11
12
13
14
16
17
17
18
19
20
21
21
21
23
25
26
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian Ini
28
28
28
28
vi
Universitas Sumatera Utara
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.2.2 Bahan Yang Digunakan
28
Flowchart System Pendeteksi Kadar Gas Buang CO
30
Spesifikasi Sistem
31
Rangkaian Keseluruhan Sistem
32
3.5.1 Rangkaian Power Supply
32
3.5.2 Rangkaian Bagian Input
33
3.5.2.1 Rangkaian Sensor MQ-7
33
3.5.3 Rangkaian Bagian Output
34
3.5.3.1 Rangkaian LCD
34
3.5.3.2 Rangkaian Buzzer
35
3.5.3.3 Rangkaian LED
36
Software pemrograman dan program pendeteksi kadar gas buang
sepeda motor
37
3.6.2 Program Arduino.cc 1.6.7
37
3.6.3 Program Pendeteksi Kadar Gas BuangCO
37
Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sistem Alat
44
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Rangkaian Sumber Daya
4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno
4.3 Pengujian Rangkaian Sensor MQ-7
4.4 Pengujian Rangkaian LCD
4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer
4.6 Pengujian Rangkaian LED
4.7 Gambar Pengujian Alat
45
45
45
46
48
49
49
50
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
51
51
52
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
53
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
4.1
4.2
4.3
4.4
Skematik Tata Letak Alat
Arduino Uno
Sensor MQ 7
LCD 2x16
Buzzer
Light Emitting Diode (LED)
Resistor
Flowchart Sistem Pendeteksi Kadar Gas Buang CO
Diagram Blok System
Rangkaian Sumber Tegangan
Hubungan Arduino dengan Sensor MQ-7
Hubungan Arduino dengan LCD
Hubungan Arduino dengan Buzzer
Hubungan Arduino dengan LED
Software Arduino.cc
Penulisan program pada software Arduino.cc
Tampilan saat proses compile dan upload
Tampilan saat proses compile dan upload telah selesai
Rangkaian hubungan keseluruhan sistem alat
Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Uno R3
Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji
Pengujian Alat Dalam Keadaan Bahaya
Pengujian Alat Dalam Keadaan Aman
Halaman
6
8
19
20
23
24
25
30
31
32
33
34
35
36
37
42
43
43
44
46
47
50
50
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
2.1
2.2
2.3
3.1
4.1
Kadar CO Dan Kategori ISPU Untuk Gas Karbon Monoksida
Deskripsi Arduino
Konfigurasi LCD
Penjelasan Program Per Baris
Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji
Halaman
7
9
21
40
46
ix
Universitas Sumatera Utara