BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Setelah dilakukan perancangan alat deteksi kebocoran gas hidrogen dengan
komponen utama Mikrokontroler Arduino Uno R3, Sensor gas MQ-8 dan LCD 16x2 serta komponen tambahan modem sms SIM900A dapat disimpulkan bahwa
alat masih perlu perbaikan lebih lanjut, karena hasil penghitungan yang didapat
dari proses pengukuran masih memiliki kekurangan.
2. Pada alat deteksi kebocoran gas hidrogen ini menggunakan sensor MQ-8
karena memiliki sensivitas yang tinggi terhadap gas hidrogen.
3. Prinsip kerja dari sensor MQ-8 ini adalah jika molekul gas H
2
mengenai permukaan sensor maka resistansinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi
gas, dan hal itu berlaku sebaliknya. 5.2. Saran
1. Sebaiknya pengukuran dilakukan teliti karena mencari konsentrasi dari gas H
2
sedikit sulit pada saat proses elektrolisasi.
2. Penggunaan komponen yang tepat seperti Mikrokonroller, Sensor MQ-8, LCD
dan modem sms Sim900A, karena komponen dari suatu rangkaian alat yang baik
sangat berpengaruh untuk menentukan keefesienan suatu hasil yang didapatkan.
3. Gunakan sensor MQ-8 pada perancangan ini, dikarenakan sensor jenis MQ lain
terbagi beberapa tipe, beda MQ beda konsentrasi gas. Jadi MQ-8 tepat dijadikan
sebagai sensor gas hidrogen.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
LANDASAN TEORI
Dalam Bab ini penulis akan membahas tentang komponen - komponen yang digunakan dalam seluruh unit alat ini. Agar pembahasan tidak melebar dan
menyimpang dari topik utama laporan ini, maka setiap komponen akan dibahas sesuai fungsinya pada masing- masing unit.
2.1. Mikrokontroler Arduino Uno R3
Arduino Uno sebenarnya adalah salah satu kit mikrokontroler
yang berbasis pada Atmega328.Boardini memiliki 14 digital input ouput pin, dimana 6 pin
dapat digunakan sebagai ouput PWM, 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik dan tombol reset. Pin– pin ini berisi semua yang
diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tekanan bisa didapat dari adaptor AC– DC atau
baterai untuk menggunakannya. Arduino Uno R3 berbeda dengan semua board
sebelumnya karena Arduino Uno R3 ini tidak menggunakan chipdriver FTDI USB-to-serial.Sebagaimana kita ketahui dengan mikrokontroler kita dapat
membuat program untuk mengendalikan berbagai komponen elektronika
. Program yang kita buat dengan bahasa pemrograman di download ke
mikrokontroler, yang kemudian mikrokontroler akan bekerja sesuai dengan program yang kita buat.
Gambar 2.1. Arduino Uno R3
Universitas Sumatera Utara
Dengan Arduino itu sendiri lebih memudahan penggunanya untuk membuat berbagai hal yang berkaitan dengan mikrokontroler, karena didalamnya sudah
tersedia yang dibutuhkan oleh mikrokontroler. Contohnya yang dapat dibuat dengan Arduino antara lain, untuk membuat robot, mengontrol motor stepper,
pengatur suhu, mesin gate turnstile, display LCD, dan masih banyak lagi pengaplikasian lainnya, seperti pembuatan alat deteksi kebocoran gas hidrogen
yang penulis kerjakan pada saat ini yang menggunakan mikrokontroler arduino versi uno r3 dengan rincian spesifikasi :
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Uno R3 Mikrokontroler
ATmega328 Operasi tegangan
5Volt Input tegangan
disarankan 7-11Volt Input batas tegangan
6-20Volt Pin IO digital
14 6 bisa untuk PWM Pin Analog
6 Arus DC tiap pin IO
50mA Arus DC ketika 3.3V
50mA Memori flash
32 KB ATmega328 dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM 2 KB ATmega328
EEPROM 1 KB ATmega328
Kecepatan clock 16
Hz
2.1.1. Arsitektur Mikrokontroler Arduino Uno R3
Arsitektur pada boardarduino rev 3memiliki fitur barusebagai berikut: a.
Pertama adalah pinout: ada penambahan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET,
IOREF yang memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari papan board. Di masa depan, shield akan kompatibel dengan
kedua papan yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan
Universitas Sumatera Utara
Arduino yang beroperasi 3.3V. Kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan untuk tujuan masa depan.
b. Reset sirkuit yang sangat kuat.
c. Atmega16U2 menggantikan Atmega8U2 yang digunakan sebagai konverter
usb-to-serial.
Gambar 2.2. Arsitektur Arduino Uno R3 Arduino
Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal, sumber listrik dipilih secara otomatis.Eksternal non-usb daya dapat
berupa baik ac-dc adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkan plug pusatpositif 2.1mm ke dalam board colokan listrik.
Sedangkan untuk baterai dapat dihubungkan kedalam headerpin gnd dan vin dari konektor power.Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 volt.Jika
menggunakan tegangan kurang dari 6 volt mungkin tidak akan stabil.Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak
papan.Rentang yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 volt. Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut
:
• Vin. Input tegangan ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya
eksternal. Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika Anda ingin memasok tegangan melalui colokan listrik, gunakan pin ini.
• 5V. Pin ini merupakan output 5V yang telah diatur oleh regulator papan
Arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya, baik dari colokan listrik DC 7 -
Universitas Sumatera Utara
12V, konektor USB 5V, atau pin VIN board 7-12V. Jika Anda memasukan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati regulator
dapat merusak papan Arduino. •
Tegangan pada pin 3.3V,3.3Volt dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus maksimum 50 mA.
• GND. Pin Ground.
• IOREF. Pin ini di papan Arduino memberikan tegangan referensi ketika
mikrokontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga dapat memilih sumber daya yang tepat
agar dapat bekerja dengan 5V atau 3.3V. Arduino Uno R3
memiliki 6 input analog diberi label A0 sampai A5, masing-masing menyediakan 10-bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda.
Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 volt, meskipun mungkin untuk mengubah ujung atas rentang mengunakan pin AREF dan fungsi
analogReference. Selain itu, beberapa pinmemiliki fungsi khususyaitu :
•
TWI :A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin, mendukung komunikasi TWI.
•
AREF : Referensi tegangan untuk input analog, digunakan dengan analogReference.
•
RESET : Digunakan sebagai tombol menghidupkan kembali.
2.1.2 Konfigurasi Pin Arduino Uno R3
Dalam pasaran yang sering kita jumpai adalah arduino uno dimana didalamnya terdapat tiga port yaitu port-b, port-c, dan port-d.
Diantara ketiga port tersebut terdapat dua port yang terdiri atas 14 pin digital inputoutput yaitu port-b dan port-d sedangkan 7 pin analog InputOutput yaitu
port-c. Setiap 14 pin digital pada arduino uno r3 dapat digunakan sebagai input dan
output, menggunakan fungsi pinmode, digitalwrite, dan digitalread. Fungsi– fungsi tersebut beroperasi pada tegangan 5v, setiap pin dapat memberi atau
menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up terputus secara default 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-
fungsi spesial, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
• Serial:pin0 RX dan pin1 TX. Digunakan untuk menerima RX dan
megirimkan TX serial data TTL Transistor-Transistor Logic. Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
• External Interrupts:pin2 dan pin3. Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk
memicu interrupt pada nilai yang rendah low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai..
• PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan
fungsi analogWrite. •
SPI: Pin 10 SS, 11 MOSI, 12 MISO, 13 SCK mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan perpustakaan SPI.
• LED: Pin 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13.
Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.
Gambar 2.3. Pin-Pin Arduino Uno R3 Reset Membawa saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara
khusus, digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi sesuatu yang bisa memblock sesuatu pada board.
Universitas Sumatera Utara
2.1.3. Deskripsi Pin Pada Mikrokontroler Arduino Uno R3
Gambar 2.4. Deskripsi Pin Pada Arduino Uno R3 a.
14 Pin OutputInput Digital Pin 0 – pin 13 Pin ini dapat digunakan sebagai pin input dan output digital. Artinya pin-pin
ini hanya dapat digunakan untuk keluar data digital. Bila pin – pin ini diatur sebagai pin output, maka pin – pin hanya dapat mengeluar tegangan 0V untuk
kondisi OFF dan mengeluarkan tegangan 5V untuk kondisi ON. Dalam penulisan program sketch, 0V dinyatakan dengan kondisi LOW dan 5V dinyatakan dengan
kondisi HIGH. Jika pin-pin digital ini diatur sebagai pin input, maka pin-pin ini hanya dapat
menerima data digital. Bila pin diberi tegangan 0V, maka pin mendapat logika rendah LOW dan jika pin mendapat tegangan 5V, maka pin mendapat logika
tinggi HIGH. b.
Pin A0 – pin A5 Pin A0 – pin A5 adalah pin analog, artinya pin ini dapat menerima dan
mengeluarkan data data analog. Pin A0 – pin A5 terhubung ke ADC analog to digital converter. Board arduino uno menggunakan mikrokontroller ATMega 328
yang mempunyai 2 macam konfigurasi ADC yaitu ADC 8 bit dan ADC 12 bit. Pin analog ini dapat mengolah tegangan analog dari tegangan 0 V hingga 5 V.
Selain dapat digunakan untuk data analog, pin ini juga dapat difungsikan sebagai pin inputoutput digital.
Universitas Sumatera Utara
c. Pin Utilitas
Pin utilitas terdiri dari : •
Pin V input : untuk input tegangan DC 5 V •
Pin V output 5V : pin ini mengeluarkan tegangan 5V •
Pin V output 3,3 V: pin ini mengeluarkan tegangan 3,3 V •
Pin Ground - •
Pin Aref : pin ini untuk memberikan tegangan referensi eksternal pada ADC •
Pin reset : pin ini untuk reset mikrokontroller. d.
Q1 – Kristal quartz crystal oscillator Jika mikrokontroler dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah
jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada mikrokontroler agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini
dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik 16MHz. e.
Terminal USB Terminal USB digunakan untuk menghubungkan board arduino dengan
komputer, terminal ini digunakan untuk memprogram mikrokontroller dan juga dapat digunakan untuk komunikasi mikrokontroller dengan komputer serial
komunikasi. f.
Terminal Catu Daya Eksternal X1 Board arduino selain dapat menggunakan catudaya dari USB komputer,
juga dapat diberi catudaya eksternal melalui terminal catudaya ini.Pada board arduino telah dilengkapi dengan regulator tegangan 5V, sehingga board arduino
ini dapat diberikan tegangan eksternal berkisar dari 5 V hingga 12 VDC. g.
Terminal Header ISP Terminal Header ISP digunakan untuk pemograman boatloader
mikrokontroler.Agar mikrokontroler atmega328 dapat bekerja pada board arduino, maka atmega328 harus diisi dengan program boatloader terlebih dahulu.
Pada saat kita membeli board arduino, board telah dilengkapi dengan sebuah IC atmega328 yang telah diisi dengan program boatloader, tetapi jika kita hendak
mengganti IC atmega328 dengan yang baru, maka IC tersebut terlebih dahulu
Universitas Sumatera Utara
harus diisi dengan program boatloader dengan menggunakan terminal header ISP yang dihubungkan ke downloader lain.
h. Tombol Reset
Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perlu dipahami bahwa tombolreset ini bukan untuk menghapus program atau
mengosongkan microkontroler.
2.1.4. Peta Memory Arduino Uno R3
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Maka peta memori arduino uno sama dengan peta memori pada
mikrokontroler ATmega328.
2.1.4.1. Memori Perogram
ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory
untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar
2.5. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang
dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.
Gambar 2.5.Peta Memori Perogram ATMega328
Universitas Sumatera Utara
2.1.4.2. Memori Data
Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yaitu 32 lokasi untuk register umum, 64 lokasi untuk register IO, 160 lokasi untuk register IO
tambahan dan sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register IO
menempati 64 alamat berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register IO tambahan menempati 160 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF.
Sisa alamat berikutnya mulai dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan untuk SRAM internal.Peta memori data dari ATMega 328 dapat dilihat pada Gambar 2.6
.
Gambar 2.6.Peta Memori Data ATMega328
2.1.4.3. Memori EEPROM
Arduino uno terdiri dari 1 KByte memori data EEPROM. Pada memori EEPROM, data dapat ditulisdibaca kembali dan ketika catu daya dimatikan, data
terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM
dimulai dari 0x000 hingga 0x3FF.
Universitas Sumatera Utara
2.1.5. Register Serba Guna
Register geser memegang apa yang dapat dianggap sebagai delapan lokasi memori , masing-masing dapat menjadi 1 atau 0 .
Untuk mengatur masing-masing nilai ini atau menonaktifkan, dalam data menggunakan data dan pin jam chip.
Gambar 2.7.Register Geser
2.2. Sensor Gas MQ-8
Sensor Gas Hidrogen MQ-8 adalah salah satu sensor gas yang memiliki sensivitas tinggi terhadap gas hidrogen. Sensor ini juga memiliki kepekaan
terhadap alkohol, gas LPG dan asap masakan namun kecil kepekaannya. Sensor ini bekerja dengan stabil dan mempunyai umur yang panjang dalam
pemakaiannya.Sensor ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas pada peralatan rumah tangga maupun industri, namun sensivitasnya rendah.
Jika molekul gas H
2
mengenai permukaan sensor maka satuan resistansinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas, sebaliknya jika
konsentrasi gas menurun akan diikuti dengan semakin tingginya resistansi maka tegangan keluarannya akan menurun. Pengaruh perubahan konsentrasi gas dapat
mengubah nilai resistansi sensor dan juga akan mempengaruhi tegangan
Universitas Sumatera Utara
keluarannya, sehingga perbedaan inilah yang dijadikan acuan bagi pendeteksi gas berbahaya ini. Spesifikasi dari sensor MQ-8 ini adalah sebagai berikut:
a. Target Gas
: Gas Hidrogen H