Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis Mikrokontroler ATMega 16.
Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Design of LPG Gas Leak Detectors Based on ATMega16
Microcontroller
Disusun Oleh :
Yosefin
0822091
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,
Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri MPH no.65 Bandung, Indonesia.
Email : angel_virinaco@yahoo.com.my
ABSTRAK
Berita kebakaran sering terdengar sebagai akibat tabung gas LPG meledak,
penyebab meledaknya tabung gas ini karena kebocoran pada selang, tabung atau pada
regulatornya yang tidak terpasang dengan baik. Pada saat terjadi kebocoran akan
tercium gas yang menyengat, gas inilah yang nantinya akan meledak apabila ada
percikan api. Pada intinya ledakan dapat dihindarkan apabila terdapat penanganan
dini saat gas keluar atau pada saat kebocoran gas terjadi.
Pada penelitian ini dibuat sebuah alat untuk mendeteksi kebocoran gas dengan
memanfaatkan sensor gas MQ 6. Sistem yang dirancang dilengkapi dengan LCD
sebagai informasi konsentrasi gas bocor yang dideteksi sensor. Sistem untuk
membuka dan menutup katup pada selang diregulator yaitu dengan menggunakan
solenoid valve.
Waktu yang dibutuhkan sensor untuk mendeteksi gas bocor mempengaruhi
penutupan pada solenoid valve. Sedangkan waktu yang dibutuhkan oleh sensor untuk
membaca nilai gas PPM maksimal (10.009 PPM) sampai nilai gas PPM normal (204
PPM) ialah membutuhkan waktu respon rata-rata 300 detik.
Kata kunci : Mikrokontroler, Kebocoran gas, Sensor gas MQ6, Solenoid Valve.
i
Universitas Kristen Maranatha
Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega 16
Design Of LPG Gas Leak Detectors Based Microcontroller
ATMega16
Composed By :
Yosefin
0822091
Electrical Engineering, Maranatha Christian University
Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri MPH no.65 Bandung, Indonesia,
Email : angel_virinaco@yahoo.com.my
ABSTRACT
News fire is often heard as a result of LPG gas cylinders exploded, causing
the explosion was due to gas cylinder leak in the hose, tube or the regulator is not
installed properly. In the event of a leak will smell a pungent gas, gas that later will
explode if a spark. In essence explosion can be avoided if there is early treatment
when the gas out or when the gas leak occurred.
In this study created a tool to detect gas leaks by utilizing gas sensor MQ 6.
Designed system is equipped with a LCD as information leak is detected gas
concentration sensor. System to open and close the valve on the hose diregulator is
by using a solenoid valve.
The time required to detect a gas leak sensor affect the closing solenoid valve.
While the time required by the sensor to read the maximum value of gas PPM (10,009
PPM) PPM gas until normal values (204 PPM) is the response takes an average of
300 seconds.
Keywords: Microcontroller, gas leak, gas sensor MQ 6, Solenoid Valve.
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Abstrak....................................................................................................................... i
Abstract...................................................................................................................... ii
Kata Pengantar........................................................................................................... iii
Daftar Isi ................................................................................................................... v
Daftar Tabel............................................................................................................... viii
Daftar Gambar........................................................................................................... ix
Daftar Lampiran......................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah……………………………………………………... 1
1.2. Identifikasi Masalah......................................................................................... 1
1.3. Rumusan Masalah............................................................................................ 2
1.4. Tujuan……………………………………………………………………... … 2
1.5. Pembatasan Masalah…………………………………………………………. 2
1.6. Sistematika Penulisan....................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. LPG................................................................................................................. 4
2.1.1. Gas Propana........................................................................................... 5
2.1.2. Gas Butana............................................................................................. 6
2.2. Mikrokontroler AVR ATMega16..................................................................... 6
2.2.1. Mikrokontroler....................................................................................... 7
2.2.2. AVR....................................................................................................... 7
2.2.2.1. AVR ATMega 16 .................................................................... 8
2.3. LCD.................................................................................................................. 12
v
Universitas Kristen Maranatha
2.5. LED.................................................................................................................. 15
2.4. Sensor MQ 6..................................................................................................... 15
2.4.1. Prinsip Operasi Sensor MQ 6..........……….................……………….. 17
2.4.2. Spesifikasi Sensor.........................................………...………………... 18
2.5. Solenoid Valve…………………………………..………………………….... 20
2.5.1 Spesifikasi Solenoid Valve.……………………………………………. 21
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
3.1. Perangkat Lunak................................................................................................. 26
3.1.1 Code Vision AVR………………..………………………………........... 26
3.2. Perangkat Keras.................................................................................................. 29
3.3. Perancangan Sistem Uji Alat............................................................................. 31
3.3.1. Ruang Uji................................................................................................. 31
3.3.2. Selang Regulator...................................................................................... 31
3.3.3. Driver Solenoid Valve.............................................................................. 32
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA
4.1. Pengujian Parameter - Parameter………………..……………………......….....34
4.1.1. Uji Selektifitas..............................…………………………………...... 34
4.1.2. Uji Sensitifitas ………………………………………………….......… 34
4.1.3. Uji Resolusi.... ………………………………………………….......… 35
4.1.4. Uji Ukur.......... ………………………………………………….......… 35
4.2. Data Pengamatan…………………………………………………………....... 35
4.2.1. Pengambilan Sampel Uji Selektifitas………......……………….......… 35
4.2.2. Pengambilan Sampel Uji Sensitifitas..………………………….......… 36
4.2.3. Pengambilan Sampel Uji Resolusi..... ………………………….......… 37
4.2.4. Pengambilan Sampel Uji Ukur.......... ……………………….….......… 39
4.3. Analisis Data Keseluruhan..................................................................................40
vi
Universitas Kristen Maranatha
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan......................................................................................................... 41
2.2. Saran................................................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ ..... 43
vii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR……...……,,,,.……………………..................7
Tabel 2.2.1 Fungsi Khusus PORT B .....……………...……………...........................9
Tabel 2.2.2 Fungsi Khusus PORT C...........................................................................10
Tabel 2.2.3 Fungsi Khusus PORT D .....…........………………….............................10
Tabel 2.3 Fungsi Pin-Pin LCD...................................................................................13
Tabel 2.3 Tabel Spesifikasi Sensor.............................................................................18
Tabel 4.1 Uji Selektifitas……………........................................................................35
Tabel 4.2 Uji Sensitifitas............................………………………………………....36
Tabel 4.3 Waktu valve menutup dengan jarak sensor berbeda....….....……….........37
Tabel 4.4 Jumlah PPM maksimum dengan batasan jarak sensor dan waktu............38
Tabel 4.5 Uji Ukur..........................................………………………………….......39
Tabel 4.6 maksimum 10.009 PPM kembali normal 204 PPM..................................40
viii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Kaki ATMega16 .........…………………...…...…........... 8
Gambar 2.2 LCD...........................................................................……………...…. 12
Gambar 2.3 Tampilan LCD (2X16)................................................................….…. 14
Gambar 2.4 LED........................................................................................................ 15
Gambar 2.5 Sensor MQ 6………........………………………………...……........... 16
Gambar 2.6 Rangkaian MQ 6.......……….....……………………………………... 16
Gambar 2.7 Model of inter-grain potential barrier…....................………………... 17
Gambar 2.8 Sensitivity Characteristik.............................………………………….. 19
Gambar 2.9 Solenoid Valve DC 24V…………………………................................. 20
Gambar 2.10 Rangkaian dalam Solenoid Valve……………………………….….. 22
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem.......................………………………………….. 23
Gambar 3.2 Flow Chart Program...........………..……………………………….… 25
Gambar 3.3 Sensitivity Characteristik MQ 6….......………………………………. 27
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Alat Ukur Konsentrasi LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega16.........…………......……………………... 30
Gambar 3.5 Ruang Uji.......………………….……………………………………... 31
Gambar 3.6 Selang LPG...............................……………………..………..………. 31
Gambar 3.7 Driver Solenoid Valve..............……………………..………..………. 33
ix
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A
PROGRAM CODE VISION AVR...........................................................................A-1
LAMPIRAN B
TAMPILAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16...................................................B-1
x
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN A
PROGRAM CODE VISION AVR
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V1.25.3 Standard
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project
: TA
Version
:
Date
: 04/03/2013
Author
: F4CG
Company : F4CG
Chip type
: ATmega16
Program type
: Application
Clock frequency
: 11,059200 MHz
Memory model
: Small
External SRAM size
:0
Data Stack size
: 256
A-1
Universitas Kristen Maranatha
*****************************************************/
#include
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include
#include
#include
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0); //Menunggu konversi selesai
ADCSRA|=0x10;
A-2
Universitas Kristen Maranatha
return ADCW;
// 10 bit
}
// Declare your global variables here
unsigned int temp;
float vin ;
int output,A;
char s[33];
void main(void)
{
A=0;
PORTB=0x00;
// Keluaran Port B sebagai logik low (0)
DDRB=0xFF;
// Port B sebagai output (LCD)
PORTC=0xFF;
//Aktifi pull up resistor Port C
DDRC=0xFF;
//Port C sebagai output (Solenoid Valve)
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x87;
lcd_init(16);
A-3
Universitas Kristen Maranatha
while (1)
{
//program Nilai PPM
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("== Sensor LPG ==");
temp=read_adc(0);//port A.0
//y1,2 = (1,01V , 3,59V)
//x1,2=(200PPM , 10.000 PPM)
//y1=mx1+c
//dari batas bawah y1=1,01 dan x1=200 PPM
//ppm=( vin - C ) / m
vin=temp*0.00489;
// per 1 bit = (5v) :1024 =0.00489 V / bit
output=( vin - 0.959 ) / 0.00026 ;
// m = (3,59 – 1,01 ) / 9800 PPM =0.00026
// C = y1 - ( m*x1 ) untuk y1 = 1,01 V dan x1= 200PPM maka C= 0.959
// output= ( vin – C ) / m )
A-4
Universitas Kristen Maranatha
lcd_gotoxy(2,1);
sprintf(s, " PPM :% d",output);
lcd_puts(s);
delay_ms(1000);
// Program solenoid dan LED
If ( output >= 3000 )
{ PORTC = 0;
A=A+1;
}
If ( A>0 )
{ PORTC = 0;
PORTD = 255;
}
};
}
A-5
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN B
TAMPILAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI
KEBOCORAN GAS BERBASIS ATMEGA16
Universitas Kristen Maranatha
(a)
(b)
B-1 (a) / (b) Driver Solenoid Valve
B-1
Universitas Kristen Maranatha
B-2 Solenoid Valve
B-2
Universitas Kristen Maranatha
(a)
(b)
B-3 (a) Tampilan LCD dan (b) Rangkaian Sensor
B-3
Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai Latar Belakang, Identifikasi Masalah,
Perumusan Masalah, Tujuan, Pembatasan Masalah, Metodologi, dan Sistematika
Penulisan.
1.1
Latar Belakang Masalah
Saat ini banyak orang yang memakai kompor LPG(Liquefied Petroleum
Gas) disebabkan karena pengaruh dari program pemerintah yang mengkonversi
dari minyak tanah ke LPG sebagai bahan bakar kompor. Walaupun LPG lebih
praktis penggunaannya dari pada minyak tanah, tetapi masih memiliki kekurangan
yaitu bahaya yang dapat ditimbulkan LPG jika terjadi kebocoran.
Untuk dapat mengurangi bahaya kebocoran ini masyarakat perlu
mengetahui tanda-tanda kebocoran seperti tercium bau gas menyengat, terdapat
bunyi mendesis dari area LPG, dll. Berdasarkan bahaya tersebut maka diperlukan
suatu alat yang dapat mendeteksi kebocoran serta menanggulanginya secara tepat.
Sensor LPG MQ 6 berfungsi mendeteksi kebocoran gas LPG , kebocoran
gas LPG berada di ruang yang berbeda dengan tabung LPG. Untuk menghentikan
aliran gas LPG yang bocor maka didesain Solenoid Valve pada selang regulator
dengan tambahan Driver Solenoid Valve yang berfungsi untuk menutup atau
membuka katup di selang regulator tersebut.
1.2
Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, masalah utama pada Tugas Akhir ini
adalah merancang suatu Alat Pendekteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega16.
1
Universitas Kristen Maranatha
2
1.3
Perumusan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, terdapat beberapa perumusan masalah guna
mendukung kelancaran dari Tugas Akhir ini, yaitu :
1.
Bagaimana merancang dan merealisasikan alat yang dapat mendeteksi
kebocoran LPG ?
2.
Bagaimana Mikrokontroler dapat membaca data dari sensor MQ 6 lalu
mengontrol Solenoid Valve agar menutup jika terjadi kebocoran gas ?
1.4
Tujuan
1.
Merancang dan merealisasikan alat yang dapat mendeteksi kebocoran
LPG dengan memakai sensor LPG MQ 6.
2.
Menanggulangi kebocoran LPG dengan cara menghentikan aliran gas
pada selang dengan solenoid valve yang telah didesain di selang
regulator.
1.5
Pembatasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal
sebagai berikut :
1.
Perangkat
keras
yang
digunakan
menggunakan
Mikrokontroler
ATMega16.
2.
Gas yang diuji merupakan gas yang mengandung propana (C3H8) dan
butana (C4H10).
3.
Area yang dideteksi kebocoran gas berada di ruang (ukuran 3x3m) yang
berbeda dengan lokasi tabung gas, karena kalau lokasinya sama dengan
peralatan elektronik akan terjadi percikan api.
4.
Sensor yang digunakan adalah sensor LPG MQ 6.
5.
LCD hanya sebagai display untuk menampilkan konsentrasi gas LPG.
6.
Solenoid Valve menutup saat nilai konsentrasi PPM ≥3000 PPM.
Universitas Kristen Maranatha
3
1.6
Sistematika Penulisan
Penyusunan laporan Tugas Akhir terdiri dari 5 bab sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai Latar Belakang, Perumusan Masalah,
Identifikasi Masalah, Tujuan, Pembatasan Masalah, Metodologi dan
Sistematika Penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas teori-teori yang akan digunakan untuk
Perancangan
Alat
Pendeteksi
Kebocoran
Gas
LPG
Berbasis
Mikrokontroler ATMega16 meliputi LPG, Mikrokontroler, LCD, LED,
Sensor MQ 6, dan Solenoid Valve.
BAB III. PERANCANGAN DAN REALISASI
Pada bab ini dijelaskan mengenai diagram blok, dan flow chart program
serta perangkat keras maupun perangkat lunak yang dipakai.
BAB IV. DATA PENGAMATAN DAN ANALISA
Pada bab ini berisi tentang hasil pengamatan yang telah dilakukan
terhadap sensor pendeteksi kebocoran LPG serta Solenoid Valve.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang
perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari hasil penelitian
dan analisis dari Tugas Akhir ini serta saran bagi pihak yang terkait berkenaan
dengan pembuatan “ Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis Mikrokontroler
ATMega 16 ”.
5.1
Kesimpulan
Pada Tugas akhir ini dititikberatkan pada pendeteksian kebocoran LPG dan
antisipasi yang dilakukan oleh Solenoid Valve yang diimplementasikan pada
Mikrokontroler Atmega16. Setelah dilakukan perancangan alat dan pengujian sistem
maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa:
1. Alat pendeteksi kebocoran gas LPG telah berhasil direalisasikan dan dapat
bekerja sesuai dengan tujuan awal yaitu mendeteksi kebocoran gas LPG dan
melakukan penutupan katup pada Solenoid untuk menghentikan kebocoran
pada aliran gas.
2. Waktu menutup Solenoid Valve ketika terjadi kebocoran gas dipengaruhi oleh
jarak sensor terhadap sumber kebocoran , semakin dekat jarak kebocoran
dengan sensor maka Solenoid Valve akan cepat menutup dan sebaliknya.
Serta waktu nilai gas PPM maksimum ke PPM minimum rata-rata 300 detik
5.2
Saran
Dengan memperhatikan beberapa kelemahan dan kekurangan dari Tugas
Akhir ini secara keseluruhan diberikan saran untuk sekiranya Tugas Akhir ini dapat
dikembangkan pada masa yang akan datang agar lebih sempurna dan dapat langsung
diaplikasikan ke masyarakat pengguna kompor LPG. Adapun beberapa saran tersebut
yaitu:
41
Universitas Kristen Maranatha
42
1. Persamaan untuk konsentrasi nilai gas dalam PPM sebaiknya menggunakan
pendekatan regresi linier, untuk memperkecil nilai error pada pembacaan nilai
gas PPM.
2. Diperlukan tempat yang khusus untuk sensor MQ6, supaya tidak dipengaruhi
oleh temperatur .
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, Heri.2008, Mikrokontroler AVR ATMega 16, Informatika
Bandung.
2. Sears, Zemansky, FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika, Panas,dan Bunyi,
Binacipta, Jakarta.
3. Raharjo, Budi, Pemrograman C++, Informatika, Bandung.
4. Tiurma, Rosida, Teknik Penulisan Karya Ilmiah, IKAPI, Bandung.
5. Bird, Torry, KIMIA FISIK UNTUK UNIVERSITAS, Gramedia, Jakarta.
6. http://yuniorsamanta.wordpress.com/arif-iv/ Maret 2013
7. http://wiring.org.co/learning/basics/airqualitymq135.html Maret 2013
8. http://www.rhydolabz.com/index.php?main_page=product_info&products_id
=317 Maret 2013
9. http://en.wikipedia.org/wiki/Solenoid_valve Maret 2013
43
Universitas Kristen Maranatha
Mikrokontroler ATMega16
Design of LPG Gas Leak Detectors Based on ATMega16
Microcontroller
Disusun Oleh :
Yosefin
0822091
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,
Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri MPH no.65 Bandung, Indonesia.
Email : angel_virinaco@yahoo.com.my
ABSTRAK
Berita kebakaran sering terdengar sebagai akibat tabung gas LPG meledak,
penyebab meledaknya tabung gas ini karena kebocoran pada selang, tabung atau pada
regulatornya yang tidak terpasang dengan baik. Pada saat terjadi kebocoran akan
tercium gas yang menyengat, gas inilah yang nantinya akan meledak apabila ada
percikan api. Pada intinya ledakan dapat dihindarkan apabila terdapat penanganan
dini saat gas keluar atau pada saat kebocoran gas terjadi.
Pada penelitian ini dibuat sebuah alat untuk mendeteksi kebocoran gas dengan
memanfaatkan sensor gas MQ 6. Sistem yang dirancang dilengkapi dengan LCD
sebagai informasi konsentrasi gas bocor yang dideteksi sensor. Sistem untuk
membuka dan menutup katup pada selang diregulator yaitu dengan menggunakan
solenoid valve.
Waktu yang dibutuhkan sensor untuk mendeteksi gas bocor mempengaruhi
penutupan pada solenoid valve. Sedangkan waktu yang dibutuhkan oleh sensor untuk
membaca nilai gas PPM maksimal (10.009 PPM) sampai nilai gas PPM normal (204
PPM) ialah membutuhkan waktu respon rata-rata 300 detik.
Kata kunci : Mikrokontroler, Kebocoran gas, Sensor gas MQ6, Solenoid Valve.
i
Universitas Kristen Maranatha
Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega 16
Design Of LPG Gas Leak Detectors Based Microcontroller
ATMega16
Composed By :
Yosefin
0822091
Electrical Engineering, Maranatha Christian University
Jl.Prof.Drg.Suria Sumantri MPH no.65 Bandung, Indonesia,
Email : angel_virinaco@yahoo.com.my
ABSTRACT
News fire is often heard as a result of LPG gas cylinders exploded, causing
the explosion was due to gas cylinder leak in the hose, tube or the regulator is not
installed properly. In the event of a leak will smell a pungent gas, gas that later will
explode if a spark. In essence explosion can be avoided if there is early treatment
when the gas out or when the gas leak occurred.
In this study created a tool to detect gas leaks by utilizing gas sensor MQ 6.
Designed system is equipped with a LCD as information leak is detected gas
concentration sensor. System to open and close the valve on the hose diregulator is
by using a solenoid valve.
The time required to detect a gas leak sensor affect the closing solenoid valve.
While the time required by the sensor to read the maximum value of gas PPM (10,009
PPM) PPM gas until normal values (204 PPM) is the response takes an average of
300 seconds.
Keywords: Microcontroller, gas leak, gas sensor MQ 6, Solenoid Valve.
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Abstrak....................................................................................................................... i
Abstract...................................................................................................................... ii
Kata Pengantar........................................................................................................... iii
Daftar Isi ................................................................................................................... v
Daftar Tabel............................................................................................................... viii
Daftar Gambar........................................................................................................... ix
Daftar Lampiran......................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah……………………………………………………... 1
1.2. Identifikasi Masalah......................................................................................... 1
1.3. Rumusan Masalah............................................................................................ 2
1.4. Tujuan……………………………………………………………………... … 2
1.5. Pembatasan Masalah…………………………………………………………. 2
1.6. Sistematika Penulisan....................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. LPG................................................................................................................. 4
2.1.1. Gas Propana........................................................................................... 5
2.1.2. Gas Butana............................................................................................. 6
2.2. Mikrokontroler AVR ATMega16..................................................................... 6
2.2.1. Mikrokontroler....................................................................................... 7
2.2.2. AVR....................................................................................................... 7
2.2.2.1. AVR ATMega 16 .................................................................... 8
2.3. LCD.................................................................................................................. 12
v
Universitas Kristen Maranatha
2.5. LED.................................................................................................................. 15
2.4. Sensor MQ 6..................................................................................................... 15
2.4.1. Prinsip Operasi Sensor MQ 6..........……….................……………….. 17
2.4.2. Spesifikasi Sensor.........................................………...………………... 18
2.5. Solenoid Valve…………………………………..………………………….... 20
2.5.1 Spesifikasi Solenoid Valve.……………………………………………. 21
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
3.1. Perangkat Lunak................................................................................................. 26
3.1.1 Code Vision AVR………………..………………………………........... 26
3.2. Perangkat Keras.................................................................................................. 29
3.3. Perancangan Sistem Uji Alat............................................................................. 31
3.3.1. Ruang Uji................................................................................................. 31
3.3.2. Selang Regulator...................................................................................... 31
3.3.3. Driver Solenoid Valve.............................................................................. 32
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA
4.1. Pengujian Parameter - Parameter………………..……………………......….....34
4.1.1. Uji Selektifitas..............................…………………………………...... 34
4.1.2. Uji Sensitifitas ………………………………………………….......… 34
4.1.3. Uji Resolusi.... ………………………………………………….......… 35
4.1.4. Uji Ukur.......... ………………………………………………….......… 35
4.2. Data Pengamatan…………………………………………………………....... 35
4.2.1. Pengambilan Sampel Uji Selektifitas………......……………….......… 35
4.2.2. Pengambilan Sampel Uji Sensitifitas..………………………….......… 36
4.2.3. Pengambilan Sampel Uji Resolusi..... ………………………….......… 37
4.2.4. Pengambilan Sampel Uji Ukur.......... ……………………….….......… 39
4.3. Analisis Data Keseluruhan..................................................................................40
vi
Universitas Kristen Maranatha
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan......................................................................................................... 41
2.2. Saran................................................................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ ..... 43
vii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR……...……,,,,.……………………..................7
Tabel 2.2.1 Fungsi Khusus PORT B .....……………...……………...........................9
Tabel 2.2.2 Fungsi Khusus PORT C...........................................................................10
Tabel 2.2.3 Fungsi Khusus PORT D .....…........………………….............................10
Tabel 2.3 Fungsi Pin-Pin LCD...................................................................................13
Tabel 2.3 Tabel Spesifikasi Sensor.............................................................................18
Tabel 4.1 Uji Selektifitas……………........................................................................35
Tabel 4.2 Uji Sensitifitas............................………………………………………....36
Tabel 4.3 Waktu valve menutup dengan jarak sensor berbeda....….....……….........37
Tabel 4.4 Jumlah PPM maksimum dengan batasan jarak sensor dan waktu............38
Tabel 4.5 Uji Ukur..........................................………………………………….......39
Tabel 4.6 maksimum 10.009 PPM kembali normal 204 PPM..................................40
viii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Kaki ATMega16 .........…………………...…...…........... 8
Gambar 2.2 LCD...........................................................................……………...…. 12
Gambar 2.3 Tampilan LCD (2X16)................................................................….…. 14
Gambar 2.4 LED........................................................................................................ 15
Gambar 2.5 Sensor MQ 6………........………………………………...……........... 16
Gambar 2.6 Rangkaian MQ 6.......……….....……………………………………... 16
Gambar 2.7 Model of inter-grain potential barrier…....................………………... 17
Gambar 2.8 Sensitivity Characteristik.............................………………………….. 19
Gambar 2.9 Solenoid Valve DC 24V…………………………................................. 20
Gambar 2.10 Rangkaian dalam Solenoid Valve……………………………….….. 22
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem.......................………………………………….. 23
Gambar 3.2 Flow Chart Program...........………..……………………………….… 25
Gambar 3.3 Sensitivity Characteristik MQ 6….......………………………………. 27
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Alat Ukur Konsentrasi LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega16.........…………......……………………... 30
Gambar 3.5 Ruang Uji.......………………….……………………………………... 31
Gambar 3.6 Selang LPG...............................……………………..………..………. 31
Gambar 3.7 Driver Solenoid Valve..............……………………..………..………. 33
ix
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A
PROGRAM CODE VISION AVR...........................................................................A-1
LAMPIRAN B
TAMPILAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16...................................................B-1
x
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN A
PROGRAM CODE VISION AVR
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V1.25.3 Standard
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project
: TA
Version
:
Date
: 04/03/2013
Author
: F4CG
Company : F4CG
Chip type
: ATmega16
Program type
: Application
Clock frequency
: 11,059200 MHz
Memory model
: Small
External SRAM size
:0
Data Stack size
: 256
A-1
Universitas Kristen Maranatha
*****************************************************/
#include
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include
#include
#include
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0); //Menunggu konversi selesai
ADCSRA|=0x10;
A-2
Universitas Kristen Maranatha
return ADCW;
// 10 bit
}
// Declare your global variables here
unsigned int temp;
float vin ;
int output,A;
char s[33];
void main(void)
{
A=0;
PORTB=0x00;
// Keluaran Port B sebagai logik low (0)
DDRB=0xFF;
// Port B sebagai output (LCD)
PORTC=0xFF;
//Aktifi pull up resistor Port C
DDRC=0xFF;
//Port C sebagai output (Solenoid Valve)
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x87;
lcd_init(16);
A-3
Universitas Kristen Maranatha
while (1)
{
//program Nilai PPM
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("== Sensor LPG ==");
temp=read_adc(0);//port A.0
//y1,2 = (1,01V , 3,59V)
//x1,2=(200PPM , 10.000 PPM)
//y1=mx1+c
//dari batas bawah y1=1,01 dan x1=200 PPM
//ppm=( vin - C ) / m
vin=temp*0.00489;
// per 1 bit = (5v) :1024 =0.00489 V / bit
output=( vin - 0.959 ) / 0.00026 ;
// m = (3,59 – 1,01 ) / 9800 PPM =0.00026
// C = y1 - ( m*x1 ) untuk y1 = 1,01 V dan x1= 200PPM maka C= 0.959
// output= ( vin – C ) / m )
A-4
Universitas Kristen Maranatha
lcd_gotoxy(2,1);
sprintf(s, " PPM :% d",output);
lcd_puts(s);
delay_ms(1000);
// Program solenoid dan LED
If ( output >= 3000 )
{ PORTC = 0;
A=A+1;
}
If ( A>0 )
{ PORTC = 0;
PORTD = 255;
}
};
}
A-5
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN B
TAMPILAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI
KEBOCORAN GAS BERBASIS ATMEGA16
Universitas Kristen Maranatha
(a)
(b)
B-1 (a) / (b) Driver Solenoid Valve
B-1
Universitas Kristen Maranatha
B-2 Solenoid Valve
B-2
Universitas Kristen Maranatha
(a)
(b)
B-3 (a) Tampilan LCD dan (b) Rangkaian Sensor
B-3
Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai Latar Belakang, Identifikasi Masalah,
Perumusan Masalah, Tujuan, Pembatasan Masalah, Metodologi, dan Sistematika
Penulisan.
1.1
Latar Belakang Masalah
Saat ini banyak orang yang memakai kompor LPG(Liquefied Petroleum
Gas) disebabkan karena pengaruh dari program pemerintah yang mengkonversi
dari minyak tanah ke LPG sebagai bahan bakar kompor. Walaupun LPG lebih
praktis penggunaannya dari pada minyak tanah, tetapi masih memiliki kekurangan
yaitu bahaya yang dapat ditimbulkan LPG jika terjadi kebocoran.
Untuk dapat mengurangi bahaya kebocoran ini masyarakat perlu
mengetahui tanda-tanda kebocoran seperti tercium bau gas menyengat, terdapat
bunyi mendesis dari area LPG, dll. Berdasarkan bahaya tersebut maka diperlukan
suatu alat yang dapat mendeteksi kebocoran serta menanggulanginya secara tepat.
Sensor LPG MQ 6 berfungsi mendeteksi kebocoran gas LPG , kebocoran
gas LPG berada di ruang yang berbeda dengan tabung LPG. Untuk menghentikan
aliran gas LPG yang bocor maka didesain Solenoid Valve pada selang regulator
dengan tambahan Driver Solenoid Valve yang berfungsi untuk menutup atau
membuka katup di selang regulator tersebut.
1.2
Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, masalah utama pada Tugas Akhir ini
adalah merancang suatu Alat Pendekteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis
Mikrokontroler ATMega16.
1
Universitas Kristen Maranatha
2
1.3
Perumusan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, terdapat beberapa perumusan masalah guna
mendukung kelancaran dari Tugas Akhir ini, yaitu :
1.
Bagaimana merancang dan merealisasikan alat yang dapat mendeteksi
kebocoran LPG ?
2.
Bagaimana Mikrokontroler dapat membaca data dari sensor MQ 6 lalu
mengontrol Solenoid Valve agar menutup jika terjadi kebocoran gas ?
1.4
Tujuan
1.
Merancang dan merealisasikan alat yang dapat mendeteksi kebocoran
LPG dengan memakai sensor LPG MQ 6.
2.
Menanggulangi kebocoran LPG dengan cara menghentikan aliran gas
pada selang dengan solenoid valve yang telah didesain di selang
regulator.
1.5
Pembatasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini, sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal
sebagai berikut :
1.
Perangkat
keras
yang
digunakan
menggunakan
Mikrokontroler
ATMega16.
2.
Gas yang diuji merupakan gas yang mengandung propana (C3H8) dan
butana (C4H10).
3.
Area yang dideteksi kebocoran gas berada di ruang (ukuran 3x3m) yang
berbeda dengan lokasi tabung gas, karena kalau lokasinya sama dengan
peralatan elektronik akan terjadi percikan api.
4.
Sensor yang digunakan adalah sensor LPG MQ 6.
5.
LCD hanya sebagai display untuk menampilkan konsentrasi gas LPG.
6.
Solenoid Valve menutup saat nilai konsentrasi PPM ≥3000 PPM.
Universitas Kristen Maranatha
3
1.6
Sistematika Penulisan
Penyusunan laporan Tugas Akhir terdiri dari 5 bab sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai Latar Belakang, Perumusan Masalah,
Identifikasi Masalah, Tujuan, Pembatasan Masalah, Metodologi dan
Sistematika Penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Pada bab ini akan dibahas teori-teori yang akan digunakan untuk
Perancangan
Alat
Pendeteksi
Kebocoran
Gas
LPG
Berbasis
Mikrokontroler ATMega16 meliputi LPG, Mikrokontroler, LCD, LED,
Sensor MQ 6, dan Solenoid Valve.
BAB III. PERANCANGAN DAN REALISASI
Pada bab ini dijelaskan mengenai diagram blok, dan flow chart program
serta perangkat keras maupun perangkat lunak yang dipakai.
BAB IV. DATA PENGAMATAN DAN ANALISA
Pada bab ini berisi tentang hasil pengamatan yang telah dilakukan
terhadap sensor pendeteksi kebocoran LPG serta Solenoid Valve.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang
perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab penutup yang berisi kesimpulan dari hasil penelitian
dan analisis dari Tugas Akhir ini serta saran bagi pihak yang terkait berkenaan
dengan pembuatan “ Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis Mikrokontroler
ATMega 16 ”.
5.1
Kesimpulan
Pada Tugas akhir ini dititikberatkan pada pendeteksian kebocoran LPG dan
antisipasi yang dilakukan oleh Solenoid Valve yang diimplementasikan pada
Mikrokontroler Atmega16. Setelah dilakukan perancangan alat dan pengujian sistem
maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa:
1. Alat pendeteksi kebocoran gas LPG telah berhasil direalisasikan dan dapat
bekerja sesuai dengan tujuan awal yaitu mendeteksi kebocoran gas LPG dan
melakukan penutupan katup pada Solenoid untuk menghentikan kebocoran
pada aliran gas.
2. Waktu menutup Solenoid Valve ketika terjadi kebocoran gas dipengaruhi oleh
jarak sensor terhadap sumber kebocoran , semakin dekat jarak kebocoran
dengan sensor maka Solenoid Valve akan cepat menutup dan sebaliknya.
Serta waktu nilai gas PPM maksimum ke PPM minimum rata-rata 300 detik
5.2
Saran
Dengan memperhatikan beberapa kelemahan dan kekurangan dari Tugas
Akhir ini secara keseluruhan diberikan saran untuk sekiranya Tugas Akhir ini dapat
dikembangkan pada masa yang akan datang agar lebih sempurna dan dapat langsung
diaplikasikan ke masyarakat pengguna kompor LPG. Adapun beberapa saran tersebut
yaitu:
41
Universitas Kristen Maranatha
42
1. Persamaan untuk konsentrasi nilai gas dalam PPM sebaiknya menggunakan
pendekatan regresi linier, untuk memperkecil nilai error pada pembacaan nilai
gas PPM.
2. Diperlukan tempat yang khusus untuk sensor MQ6, supaya tidak dipengaruhi
oleh temperatur .
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, Heri.2008, Mikrokontroler AVR ATMega 16, Informatika
Bandung.
2. Sears, Zemansky, FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika, Panas,dan Bunyi,
Binacipta, Jakarta.
3. Raharjo, Budi, Pemrograman C++, Informatika, Bandung.
4. Tiurma, Rosida, Teknik Penulisan Karya Ilmiah, IKAPI, Bandung.
5. Bird, Torry, KIMIA FISIK UNTUK UNIVERSITAS, Gramedia, Jakarta.
6. http://yuniorsamanta.wordpress.com/arif-iv/ Maret 2013
7. http://wiring.org.co/learning/basics/airqualitymq135.html Maret 2013
8. http://www.rhydolabz.com/index.php?main_page=product_info&products_id
=317 Maret 2013
9. http://en.wikipedia.org/wiki/Solenoid_valve Maret 2013
43
Universitas Kristen Maranatha