SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD.

(1)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN

BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Fisika

Oleh

Apip Farid Mustapa 0704454

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol

Berbasis Mikrokontroller Pada

Minuman Beralkohol Dengan

Tampilan LCD

Oleh

Apip Farid Mustapa

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam

Februari 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

(3)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

(4)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

ABSTRAK

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS

MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.86/1977, minuman beralkohol dibedakan menjadi 3 golongan yaitu Golongan A dengan kadar alkohol 1-5%, Golongan B dengan kadar alkohol 5-20%, dan Golongan C dengan kadar alkohol 20-55%. Untuk mengetahui kadar alkohol pada minuman beralkohol perlu melakukan pengujian di laboratorium. Alat yang digunakan di laboratorium tersebut memiliki dimensi yang cukup besar dengan harga yang mahal. Karena itu perlu dirancang sebuah sistem yang memiliki dimensi kecil, harga relatif murah, dan mudah menggunakannya. Sehingga masyarakat dapat menggunakan sistem tersebut untuk mengetahui kadar alkohol pada suatu minuman beralkohol. Sistem yang akan dirancang ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu sensor gas MQ-3 untuk mendeteksi uap alkohol sampel, rangkaian buffer, mikrokontroler ATMega16, dan LCD (Liquid Crystal Display). Mikrokontroler sebagai kendali utama pada sistem ini akan mengolah data dari

output sensor berupa tegangan analog yang sebelumnya melewati rangkaian

buffer, kemudian menghasilkan persentase kadar alkohol yang ditampilkan pada LCD. Dari hasil pengujian dan kalibrasi, sistem yang dirancang dapat mengukur kadar alkohol berupa persentase dan dapat menentukan golongan sesuai peraturan

MENKES RI. Untuk golongan A dengan kadar alkohol 1-5%, error pengukuran

sistem sebesar 0,89%. Untuk golongan B dengan kadar alkohol 5-20%, error

pengukuran sistem sebesar 0,21%. Untuk golongan C dengan kadar alkohol 20-55%, error pengukuran sistem sebesar 0,11%.

Kata Kunci : Kadar Alkohol, Sensor MQ-3, LCD Chart 20x4, Mikrokontroler ATMega16

(5)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRACT

ALCOHOL LEVEL DETECTION SYSTEM BASED OF

MICROCONTROLLER ON ALCOHOL BEVERAGES WITH LCD DISPLAY According to the Ministry of Health Regulations Republic of Indonesia No.86/1977, alcohol beverages can be divided into three groups, namely Group of A with 1-5% alcohol level, Group of B with alcohol levels of 5-20%, and Group of C with 20-55% alcohol levels. To determine levels of alcohol in alcohol beverages need to do the testing in the laboratory. The tools used in the laboratory to have a fairly large dimensions at expensive prices. Because it is need to be designed a system that has small dimensions, the price is relatively cheap, and easy to use. So that people can use the system to determine the alcohol levels a alcohol beverages. The system to be designed consists of several components, that is MQ-3 gas sensor to detect alcohol vapor samples, the buffer circuit, microcontroller ATmega16, and LCD (Liquid Crystal Display). Microcontroller as the main control on the system will process data from sensors in the form of an analog voltage output that previously passed through circuits buffers, then generate percentages alcohol levels displayed on the LCD. From the results of testing and calibration, the system is designed to measure the alcohol levels in the form of a percentage and can determine the appropriate class Indonesian Minister of Health regulations. For class A with a 1-5% alcohol levels, the system of measurement error of 0.27%. For class B with 5-20% alcohol levels, the system of measurement error of 0.21%. For category C with 20-55% alcohol levels, the system of measurement error of 0.11%.

Keywords : Levels of Alcohol, Sensor MQ-3, LCD Chart 20x4, Microcontroller ATmega16.

(6)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang senantiasa memberikan hidayah, rahmat dan izin - Nya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi tentang “Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol

Berbasis Mikrokontroller Pada Minuman Beralkohol Dengan

Tampilan LCD”,. Serta Shalawat dan Salam semoga tetap terlimpah dan

tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarga, sahabat, serta kita semua sebagai pengikutnya sampai akhir zaman. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh studi sarjana dalam Program Studi Fisika di Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna dalam kajian maupun penyajiannya. Untuk itu diharapkan saran serta masukan yang membangun dari berbagai pihak agar penyusunan makalah kedepannya lebih baik lagi. Dan semoga skripsi ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca.

Bandung, 08 Januari 2014

(7)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

(8)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam penyusunan skripsi ini dari awal hingga selesainya penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung yang telah memberikan kontribusi waktu, tenaga, pikiran, serta gagasan kepada penulis. Untuk itu dalam kesempatan yang baik ini penulis dengan tulus ikhlas mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua saya yang tercinta, Nani Sutarni, S.Pd.SD, dan Reja Suteja, S.Pd, yang telah memberikan semua bantuan berupa materi, do’a, serta dukungan yang tiada henti kepada penulis sampai skripsi ini bisa terselesaikan. Terima kasih yang sangat tulus ananda ucapkan kepada mamah dan bapa.

2. Bapak Drs. Waslaluddin, M.T, sebagai Dosen Pembimbing I dan selaku

koordinator skripsi yang telah memberikan arahan dan bimbingannya.

3. Bapak Ahmad Aminudin, M.Si, sebagai Dosen Pembimbing II yang

telah memberikan arahan dan bimbingannya.

4. Bapak DR. Dadi Rusdiana, M.Si., selaku dosen Pembimbing Akademik

yang telah membimbing penulis mulai dari perkuliahan semester satu hingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Ibu DR. Ida Kaniawati, M.Si, selaku Ketua Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI.

(9)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

7. Bapak Rudi Suyadi, S.Pd, selaku Penanggung Jawab Harian Workshop

FPMIPA UPI.

8. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Pendidikan Fisika.

9. Dewi Sartika, S.Pd, terima kasih untuk motivasi, dukungan, tenaga, dan waktu dalam membantu penulis untuk menyelesakan skripsi ini.

10.Ridwan Nurdin, yang telah memeberikan ilmu dan penagalamannya kepada penulis dalam penyususnan sksripsi ini.

11.Sahabat-sahabat tercinta dan seperjuangan, Ryan Ardiasyah, Andri Sukmana, Bayu Yudiana, Ferri Wiryawan, Asep Irvan Irvani, Sovian Nourdiana, Herni Yuniarti, Riki Ahmad, Hayyah Fauziah, Tirana Auliya, Elisa Tri Wiguna, Krisna Karyasmara, Wanda Wiasmimah Deva, Rian, yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini.

12.Teman-teman seperjuangan Fisika kelas C, Andira Muttakim, Fitra Silviani, Vivi Amelia, Agus Suprihatin Utomo, Dyah Yanti Trihartini, Enung Yanuar Rosana, Derian Wahyuni, Daniel Freddy Sidabalok, Euis Rauhillah Muhzam, dan Siti Awaliyah, yang selalu berbagi ilmu dan pengalamannya kepada penulis selama kuliah di Jurusan Fisika UPI.

13.Teman-teman Jurusan Fisika umumnya, dan khususnya teman-teman

Fisika angkatan 2007 yang selalu berbagi ilmu dan pengalamannya kepada penulis selama kuliah di Jurusan Fisika UPI.

(10)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

14.Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan makalah ini.

Semoga Allah SWT. memebalas kebaikan dan bantuannya dengan

(11)

viii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

DAFTARISI ... vi

DAFTARTABEL ... x

DAFTARGAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I : PENDAHULUAN... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 3

C. Batasan Masalah ... 3

D. Tujuan ... 4

E. Metode Penulisan ... 4

F. Manfaat ... 5

BAB II : DASAR TEORI ... 6

A. Alkohol ... 6

B. Pengenceran Larutan ... 6

(12)

1. Struktur dan Dimensi Sensor Gas MQ-3 ... 10

2. Koneksi Pin dan cara Kerja Sensor Gas MQ-3 ... 11

D. Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 12

1. Deskripsi Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 12

2. Arsitektur Mikrokontroler AVR ... 17

a. ALU (Arithmetic Logic Unit) ... 18

b. Program Memori ... 18

c. Programe Counter ... 19

d. GPR (General Purphose Register) ... 19

e. SRAM (Static Random Acceses Memory) ... 19

f. Status Register (SREG) ... 19

g. Internal Pheripheral ... 19

3. Memori Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 20

a. Memori Program (Memory Flash) ... 20

b. Memori Data (SRAM) ... 20

c. Memori Data EEPROM ... 21

4. ADC (Analog to Digital Converter) Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 21

E. LCD (Liquid Cristal Display) ... 22

(13)

G. Sistem Minimum VL-AB16-IO ... 27

H. Downloader VL-DT01 ... 28

I. Kalibrasi ... 29

BAB III : METODE PENELITIAN ... 30

A. Diagram Alur Penelitian ... 30

B. Diagram Blok Sistem ... 32

C. Prosedur Perancangan Sistem ... 33

D. Prinsip Kerja Sistem ... 34

E. Perancangan Sistem ... 35

1. Perancangan Perangkat Keras ... 35

a. Pembuatan Sampel Alkohol Pembanding ... 35

b. Perancangan Rangkaian Buffer ... 36

c. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Cristal Display) ... 38

d. Perancangan Desain Case Sistem ... 39

2. Perancangan Perangkat Lunak ... 41

a. Pembuatan Flowchart ... 41

(14)

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ... 43

A. Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 43

B. Pengujian Rangkaian Buffer ... 49

C. Pemrograman Mikrokontroler ... 53

D. Pengujian ADC (Analog To Digital Converter) ... 64

E. Pengujian Interfacing LCD ... 67

F. Program Pengolahan Data ... 70

G. Kalibrasi Sistem ... 75

H. Penggunaan Wadah Sampel Berbentuk Tabung Sebagai Metode Baru Dalam Pengukuran ... 77

BAB V : SIMPULAN DAN SARAN ... 79

A. Simpulan ... 79

B. Saran ... 79

DAFTAR PUSTAKA ... 82

(15)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Volume Alkohol yang Diambil ... 36

Tabel 3.2 Daftar Alat dan Bahan Untuk Pembuatan Case ... 49

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 45

Tabel 4.2 Hasil Vrata-rata dari Pengujian Sensor ... 47

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Buffer IC LM324N ... 51

Tabel 4.4 Nilai Rata-rata Pengujian Rangkaian Buffer ... 51

Tabel 4.5 Hasil Pengujian ADC ... 63

Tabel 4.6 Range Nilai ADC untuk Setiap Golongan Konsentrasi Alkohol .... 71

Tabel 4.7 Hasil Kalibrasi Sistem Untuk Golongan B ... 76

Tabel 4.8Hasil Kalibrasi Sistem Untuk Golongan C ... 76

Tabel 4.9 Pengujian Sistem Pada Jenis Minuman ... 77

(16)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rantai Karbon Etanol ... 6

Gambar 2.2 Modul Sensor Gas MQ-3 ... 9

Gambar 2.3 Konfigurasi Sensor Gas MQ-3 ... 10

Gambar 2.4 Rangkaian Sensor Gas MQ-3 ... 11

Gambar 2.5 Pin Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 14

Gambar 2.6 Blok Diagram Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 16

Gambar 2.7 Skema Arsitektur Havard ... 17

Gambar 2.8 Arsitektur Mikrokontroler AVR RICS ... 18

Gambar 2.9 Diagram Dimensi LCD 20 x 4 ... 24

Gambar 2.10 Gambar Kit Sistem Minimum VL-AB16-IO ... 28

Gambar 2.11 Gambar Downloader VL-DT01 ... 29

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian ... 31

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem ... 32

Gambar 3.3 Rangkaian Buffer ... 37

Gambar 3.4 Konfigurasi Pin IC LM324N ... 38

Gambar 3.5 Interfacing LCD dengan PORT.B Mikrokontroler ATMega16 .. 39

Gambar 3.5 Desain Case Sistem ... 40

Gambar 3.6 Gambar Flowchart Program ... 41

Gambar 4.1 Skema Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 44

Gambar 4.2 Proses Pengujian Sensor Gas MQ-3 ... 45

(17)

xiv

Gambar 4.4 Grafik K terhadap Vrata-rata ... 48

Gambar 4.5 Skema Pengujian Rangkaia Buffer ... 50

Gambar 4.6 Rangkaian Buffer IC LM324N (Tampak Atas dan Bawah) ... 50

Gambar 4.7 Proses Pengujian Rangkaian Buffer ... 50

Gambar 4.8 Grafik Vinput (Vin) terhadap Voutput (Vout) ... 52

Gambar 4.9 Skema Proses Pemrograman Mikrokontroler ... 53

Gambar 4.10 Koneksi PC, Downloader VL-DT01, dan Mikrokontroler (Sistem Minimum VL-AB16-IO) ... 54

Gambar 4.11 Tampilan PC Mendeteksi Hardware Baru ... 54

Gambar 4.12 Tampilan PC Proses Instal Program Selesai ... 55

Gambar 4.13 Tampilan PC Pada Device Manager ... 55

Gambar 4.14 Tampilan PC Pada Setting Properties ... 56

Gambar 4.15 Tampilan PC Pada Setting Advaced ... 56

Gambar 4.16 Tampilan PC Pada Options Programmer ... 57

Gambar 4.17 Tampilan PC pada Pemilihan Programmer ... 57

Gambar 4.18 Tampilan PC Pada Pemilihan Com Port dan BAUD ... 58

Gambar 4.19 Tampilan Awal Software Bascom-AVR ... 61

Gambar 4.20 Tampilan Software BASCOM Saat Proses Pengetikan Program ... 61

Gambar 4.21 Tampilan Software BASCOM Saat Compile Program ... 62

Gambar 4.22 Tampilan Software BASCOM Saat Program Chip ... 62

(18)

Gambar 4.24 Tampilan Software BASCOM Saat Proses Download Program ke

Mikrokontroler AVR ATMega16 ... 63 Gambar 4.25 Skema Pengujian ADC ... 66 Gambar 4.26 Proses Pengujian ADC ... 66

Gambar 4.27 Skema Pengujian Interfacing LCD dengan Mikrokontroler .... 68

(19)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Perancangan Sistem ... 81

Lampiran 2 Datasheet Pada Sistem ... 94 Lampiran 3List Program ... 106

(20)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Penggunaan alkohol (Etanol) sebagai salah satu komposisi dalam suatu minuman sudah dikenal luas. Sekarang minuman beralkohol dapat kita temui di minimarket. Setiap orang mempunyai batas toleransi terhadap alkohol yang dikonsumsinya. Apabila orang tersebut mengkonsumsi secara berlebih, maka akan terjadi dampak buruk bagi kesehatan. Diantaranya, merusak sistem kinerja otak, gangguan jantung, penyakit kanker, keracunan, bahkan kematian. Selain berdampak buruk bagi kesehatan, mengkonsumsi alkohol secara berlebih mengakibatkan gangguan mental. Gangguan mental ini akan mengakibatkan perubahan perilaku seperti bertindak kasar, mudah marah, bahkan dapat melakukan pelanggaran atau tindakan kriminal.

Negara Republik Indonesia membuat kebijakan dalam

menggolongkan kadar alkohol. Menurut MENKES No.86/1977. Golongan tersebut adalah:

1. Golongan A (Kadar alkohol 1-5%).

2. Golongan B (Kadar alkohol 5-20%).

(21)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Berdasarkan adanya klasifikasi kadar alkohol tersebut, maka dibutuhkan alat ukur kadar alkohol yang bermanfaat untuk mengetahui kadar alkohol pada minuman serta dapat mengetahui golongan minuman beralkohol sesuai dengan peraturan MENKES.

Sekarang teknologi sudah sangat berkembang pesat. Sehingga dengan adanya perkembangan teknologi tersebut dapat membantu kehidupan manusia menjadi lebih efektif dan efisien. Teknologi digunakan sebagai suatu sarana untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Sebagian teknologi sekarang ini merupakan penerapan dari teknologi sains untuk kehidupan sehari-hari. Teknologi sains lahir dari pemikiran manusia yang ingin selalu memberikan manfaat dan kemudahan dalam kehidupan yang semakin kompleks. Salah satu contoh perkembangan teknologi adalah sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis mikrokontroler.

Untuk mengetahui kadar alkohol pada minuman beralkohol tidak bisa diketahui secara langsung, perlu melakukan pengujian di laboratorium. Alat yang digunakan di laboratorium memiliki dimensi yang cukup besar dengan harga yang mahal. Karena itu perlu dirancang sebuah sistem yang memiliki dimensi kecil, harga relatif murah, dan penggunaan yang mudah. Sehingga masyarakat dapat menggunakan sistem tersebut untuk mengetahui kadar alkohol pada suatu minuman.

Sistem yang akan dirancang ini terdiri dari beberapa komponen, yaitu sensor gas MQ-3 untuk mendeteksi uap alkohol sampel, rangkaian

(22)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

buffer, mikrokontroler ATMega16, dan LCD (Liquid Crystal Display). Mikrokontroler sebagai kendali utama pada sistem ini akan mengolah data dari output sensor berupa tegangan analog yang sebelumnya melewati rangkaian buffer, kemudian menghasilkan persentase kadar alkohol yang ditampilkan pada LCD.

B. RUMUSAN MASALAH

Dari penjelasan sebelumnya terdapat permasalahan yang akan menjadi kajian, yaitu :

1. Berapa range konsentrasi kadar alkohol yang dapat diukur oleh sensor gas alkohol MQ-3?

2. Bagaimana rancangan sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis mikrokontroler dengan tampilan LCD?

3. Berapa akurasi pengukuran dari sistem pendeteksi kadar alkohol yang dirancang?

C. BATASAN MASALAH

Untuk mencapai hasil yang optimal dalam perancangan sistem ini, maka terdapat beberapa batasan masalah. Di antaranya sebagai berikut:

1. Sistem hanya akan menentukan kadar alkohol yang terkandung pada

minuman beralkohol.

2. Sensor gas MQ-3 dapat mendeteksi kadar alkohol pada range 0% - 55%.

(23)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

3. Mikrokontroler AVR ATMega16 menjadi kendali utama pada sistem

ini.

4. Kadar alkohol yang terdeteksi akan ditampilkan pada LCD (Liquid Cristal Display) berupa persentase.

D. TUJUAN

Adapun tujuan yang akan dicapai adalah:

1. Merancang dan membuat sistem pendeteksi kadar alkohol dengan menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega16 dan sensor gas alkohol MQ-3 dengan tampilan LCD (Liquid Cristal Display). 2. Menampilkan persentase kadar alkohol pada range 0% - 55% hasil

dari pengukuran sistem.

3. Menjadikan alat alternatif detektor kadar alkohol pada minuman beralkohol yang efektif dan efisien dibandingkan dengan uji laboratorium.

E. METODE PENELITIAN

Metode penelitian diawali dengan studi literatur sebagai dasar teori dalam penelitian. Setelah dasar teori dianggap menunjang, kemudian melakukan perancangan pembuatan sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis mikrokontroler dengan tampilan LCD.

Dalam proses perancangan sistem terbagi menjadi 2 bagian. Pertama, perancangan perangkat keras (Hardware) yang meliputi

(24)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pembuatan sampel alkohol, perancangan rangkaian buffer, perancangan

interfacing LCD dengan mikrokontroler, dan perancangan case / wadah sistem. Kedua, perancangan perangkat lunak (software), yang meliputi pembuatan flowchart dan pembuatan program.

Setelah perancangan sistem, kemudian melakukan pengujian sistem tersebut. Hasil dari pengujian sistem akan didapatkan data yang akan dibahas sehingga menghasilkan kesimpulan.

Dengan uraian metode penelitian yang dilakukan, maka metode penelitian ini termasuk metode eksperimen. Karena untuk mendapatkan data dan hasilnya harus melakukan percobaan terlebih dahulu.

F. MANFAAT

Adapun manfaat dari pembuatan sistem ini adalah dapat mendeteksi kadar alkohol pada minuman secara efektif dan efisien dibandingkan dengan menggunakan uji laboratorium.

(25)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODE PENELITIAN

A. DIAGRAM ALUR PENELITIAN

Metode penelitian merupakan sebuah langkah yang tersusun secara sistematis dan menjadi pedoman untuk menyelesaikan masalah. Metode penelitian merupakan cara ilmiah untuk mendapatkan data tertentu.

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Dengan metode eksperimen, data hasil penelitian akan didapatkan dengan cara melakukan percobaan.

Dalam penelitian ini dibutuhkan alur penelitian supaya penelitian dapat berjalan secara sistematis. Gambar 3.1 merupakan Gambaran mengenai diagram alur penelitian yang akan dilakukan.

(26)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

(27)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

B. DIAGRAM BLOK SISTEM

Secara keseluruhan sistem yang akan dibuat dapat dilihat dari diagram blok pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem

Fungsi dari masing-masing unit pada diagram blok sebagai berikut: 1. Sampel minuman beralkohol sebagai objek yang akan diukur

konsentrasi persentase alkohol yang terkandung.

2. Sensor gas MQ-3 berfungsi sebagai pendeteksi konsentrasi

alkohol yang terkandung pada minuman dari uap alkohol, dan juga sebagai input ke mikrokontroler.

3. Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk menstabilkan

tegangan dari sensor gas MQ-3 dengan menggunakan IC LM324.

4. Mikrokontroler AVR ATMega16 adalah komponen utama yang

berfungsi sebagai pusat kendali dalam sistem ini. Komponen ini juga berfungsi sebagai tempat pengolahan data yang akan diproses baik dari sensor (Input) dan LCD (Output).

(28)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

5. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data yang diperoleh dari sensor agar kita langsung dapat melihat hasilnya secara visual.

C. PROSEDUR PERANCANGAN SISTEM

Dalam pembuatan sistem ini, dibuat prosedur perancangan sistem sebagai tahapan dalam proses pembuatannya. Prosedur perancangan sistem dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pembuatan rangkaian sensor gas MQ-3. Dalam pembuatan

rangkaian ini, terdapat dua tegangan yang dibutuhkan sensor gas MQ-3. Tegangan kerja sensor dan tegangan heater. Tegangan harus sebesar 5 volt DC.

2. Pembuatan sampel cairan alkohol dengan persentase konsentrasi alkohol yang berbeda.

3. Melakukan pengujian sensor, dengan cara mengukur persentase konsentrasi alkohol yang berbeda dari sampel cairan beralkohol. Kemudian mencatat tegangan output sensor. Setelah data diperoleh, kemudian pembuatan program untuk pengolahan data pada mikrokontroler AVR ATMega16.

4. Pembuatan dan pengujian rangkaian pengkondisi sinyal, bertujuan untuk menstabilkan tegangan output sensor gas MQ-3.

5. Pengujian ADC (Analog to Digital Converter) pada mikrokontroler AVR ATMega16.

(29)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

6. Output sensor dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal terlebih dahulu sebelum dihubungkan dengan mikrokontroler AVR ATMega16.

7. LCD (Liquid Crystal Display) dihubungkan ke Port B

mikrokontroler AVR ATMega16.

8. Pengujian sistem secara keseluruhan. Caranya dengan mengukur sampel alkohol dan membandingkan hasil pengukuran dari alat. Sehingga dapat menghitung nilai error pada alat.

9. Pembuatan case sebagai wadah sistem.

D. PRINSIP KERJA SISTEM

Sensor gas MQ-3 akan mendeteksi konsentrasi alkohol yang terkandung dalam zat cair berdasarkan uapnya. Ketika zat cair yang akan diukur konsentrasi alkoholnya telah berada pada wadah pengukuran, maka sensor MQ-3 mulai bekerja untuk mendeteksi konsentrasi alkohol yang terkandung. Apabila terdapat konsentrasi alkohol pada zat cair tersebut maka uap alkohol akan mengaktifkan sistem kerja sensor MQ-3 yang kemudian mengirimkan sinyal input

kepada mikrokontroler AVR ATMega16. Data input tersebut berupa data analog yang kemudian akan diproses oleh ADC yang terdapat pada mikrokontroler AVR ATMega16 sehingga didapatkan hasil data berupa tampilan persentase pada LCD.

(30)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

E. PERANCANGAN SISTEM

Perancangan sistem terdiri dari dua tahapan. Perancangan

Perangkat Keras (Hardware) dan Perancangan Perangkat Lunak

(Software). Kedua tahapan tersebut harus diperhatikan dengan baik, agar sistem dapat bekerja dengan baik sesuai yang diharapkan.

1. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras meliputi, Pembuatan sampel alkohol, perancangan rangkaian buffer, perancangan LCD (Liquid Cristal Display), dan Case.

a. Pembuatan Sampel Alkohol

Pembuatan sampel alkohol pembanding bertujuan untuk menguji sensor gas MQ-3. Untuk mendapatkan nilai kandungan alkohol yang baik dibutuhkan perhitungan larutan

alkohol yang tepat. Pembuatan sampel alkohol ini

menggunakan rumus reaksi pengenceran. Rumus reaksi pengenceran menggunakan persamaan 2.6.

Dalam proses ini dibuat 50 mL larutan alkohol dengan konsentrasi 7%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70%. Konsentrasi larutan alkohol yang tersedia adalah 70%. Dengan menggunakan persamaan 2.6 didapatkan hasil pada Tabel sebagai berikut:

(31)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tabel 3.1 Volume Alkohol yang Diambil

No Vi (mL) Va (mL) Ni (%) Na (%)

1 5,00 50 70 7

2 7,14 50 70 10

3 14,29 50 70 20

4 21,43 50 70 30

5 28,57 50 70 40

6 35,71 50 70 50

7 42,86 50 70 60

8 50,00 50 70 70

b. Perancangan Rangkaian Buffer

Rangkaian buffer merupakan rangkaian yang dapat

menghasilkan nilai tegangan output sama dengan nilai tegangan input. Karena itu rangkaian ini akan memiliki penguatan satu kali. Fungsi dari rangkaian buffer sebagai penyangga, karena pada dasarnya prinsip yang digunakan adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan.

Rangkaian buffer yang dibuat seperti pada Gambar 3.3. Dengan menghubungkan jalur input inverting ke jalur output operational amplifier (op-amp).

(32)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.3 Rangkaian Buffer

Dengan metode tersebut, maka diperoleh perhitungan matematis sebagai berikut:

... (4.1)

Sehingga diperoleh nilai penguatan tegangan (Av)

sebagai berikut:

... (4.2)

Dari persamaan tersebut dapat disimpulkan bahwa rangkaian tersebut tidak terjadi penguatan tegangan.

Rangkaian buffer pada sistem ini menggunakan IC LM324N. IC LM324N memiliki Vcc antara 5 volt – 15 volt. Untuk penjelasan masing-masing pin dapat dijelaskan sebagai berikut:

- Pin 1,7,8,14 (Output), merupakan sinyal output.

- Pin 2,6,9,13 (Inverting Input), merupakan pin yang dapat membalik sinyal output dari sinyal output yang masuk.

(33)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

- Pin 3,5,10,12 (Non-Inverting Input), merupakan pin yang menghasilkan sinyal output sama dengan sinyal input. - Pin 4 (+Vcc), merupakan pin yang beroperasi pada tegangan

antara +1,5 Volt sampai +15 Volt.

- Pin 11 (-Vcc), merupakan pin yang beroperasi pada tegangan antara -1,5 Volt sampai -15 Volt.

Gambar 3.4KonfigurasiPin IC LM324N (ST, 2011)

c. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Cristal Display)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang

menggunakan dot matriks dalam sistem kerjanya. LCD

digunakan sebagai display dari sistem pendeteksi konsentrasi alkohol berupa persentase. Untuk melakukan interfacing LCD dengan mikrokontroler AVR ATMega16, perlu diketahui fungsi dari setiap pin. Dari konfigurasi pada Gambar 3.5, pin

(34)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.5 Interfacing LCD dengan PORT.B Mikrokontroler

ATMega16

d. Perancangan Desain Case Sistem

Perancangan desain untuk case sistem pendeteksi

konsentrasi alkohol memiliki ukuran yang kecil. Selain menjadikan sistem mempunyai tampilan yang menarik, case

juga mempunyai tujuan agar dapat menjaga sistem tersebut dari kerusakan. Bahan yang digunakan untuk membuat case

adalah acrylic.

Daftar bahan dan alat yang digunakan dalam membuat

(35)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tabel 3.2Daftar alat dan bahan untuk pembuatan case

Nama Alat dan

Bahan Jumlah

Acrylic 1 (40x40 cm) Lem Acrylic Secukupnya

Pemotong Acrylic 1

Bor Tangan 1

Ampelas Halus 1 lembar

Kikir 1

Mesin Gerinda 1

Penggaris 1

Pensil 1

Desain case sistem pendeteksi konsentrasi alkohol berbentuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6.

(36)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

(37)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak meliputi, pembuatan flowchart, pembuatan program mikrokontroler AVR ATMega16.

a. Pembuatan Flowchart

Sebelum membuat program perintah untuk sistem pada mikrokontroler, dibutuhkan flowchart program. Flowchart

program dapat dilihat pada Gambar 3.8.

(38)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

b. Pembuatan Program

Setelah membuat flowchart program dan mengetahui variabel yang akan dikonversi yang tadinya analog menjadi digital, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan program. Pembuatan program ini dilakukan dengan bantuan software

BACOM. Pada program ini akan dituliskan perintah yang sesuai dengan flowchart yang telah dibuat sebelumnya.

Pemrograman adalah salah satu bagian yang penting dalam pembuatan alat ini, karena pada bagian pemrograman ini akan dilakukan pemilihan perintah untuk mengolah data

input agar dapat diolah oleh mikrokontroler sehingga menjadi

output yang diinginkan.

Setelah membuat program yang berisikan perintah untuk di-download dari komputer (PC) ke mikrokontoler, maka tahap selanjutnya adalah proses download. Proses ini dilakukan

dengan alat downloader VL-DT01. VL-DT01 akan

(39)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Dari hasil pengujian sistem dan analisis yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Sistem pendeteksi kadar alkohol yang sudah dibuat dapat

mendeteksi kadar alkohol pada range 0% sampai dengan 55% dari

minuman.

2. Sistem pendeteksi kadar alkohol berbasis mikrokontroler dengan tampilan LCD dirancang dari beberapa komponen rangkaian penyusun. Yaitu, rangkaian sensor gas alkohol MQ-3, rangkaian

buffer, sistem minimum mikrokontroler, dan LCD.

3. Error dari hasil pengukuran sistem untuk Golongan A 1-5% sebesar 0,89%. Golongan B 5-20% sebesar 0,21%. Golongan C 20-55% sebesar 0,11%.

B. SARAN

Berdasarkan dari perancangan sistem ini, terdapat beberapa saran yang harus diperhatikan, di antaranya:

1. Sistem masih menggunakan adaptor sebagai sumber daya. Sehingga

diperlukan sumber daya seperti batu baterai agar dapat digunakan secara portabel.

(40)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2. Sampel yang digunakan sebagai pengukuran range persentase kadar alkohol ditambah lagi, agar menghasilkan pengukuran yang lebih akurat.

3. Pembuatan sampel sebagai nilai pembanding harus mempunyai

ketelitian yang sangat tinggi, agar menghasilkan perbandingan yang lebih akurat antara kadar alkohol dan tegangan output sensor.

4. Kotak yang digunakan sebagai tempat penyimpanan sampel masih belum kedap udara sepenuhnya, sehingga udara masih bisa masuk ke dalam kotak dan dapat mengganggu pembacaan sensor.

5. Waktu yang dibutuhkan sensor untuk proses netralisasi dibutuhkan waktu yang cukup lama, apalagi jika kadar alkohol yang di ukur mencapai lebih dari 50%. Sehingga dibutuhkan blower / kipas agar bisa membantu proses netralisasi menjadi lebih cepat. Serta dapat mengurangi panas berlebih pada sensor, ketika digunakan dalam jangka waktu yang lama.

(41)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, Heri. (2008). Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16

Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR). Bandung: Informatika Bandung.

Budiastra, I.N., Jayamiharja, I.M., Negara, IG.A.M. (2009). “Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Minuman Berbasis Mikrokontroler AT89S51”. Jurnal Teknologi Elektro. 8, (1), 31-37.

Budiharto, Widodo. (2011). Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Chandra, F. Dan Arifianto, D. (2011). Jago Elektronika Rangkaian Sistem Otomatis. Jakarta Selatan: Kawah Pustaka.

Cuswanto, Anto. (2012). Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis Mikrokotroller ATMega8535 Dengan Output LCD.

Naskah Publikasi pada Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer AMIKOM Yogyakarta: Tidak diterbitkan.

Pitowarno, Endra. (2005). Mikroprosesor dan Interfacing. Yogyakarta: Andi. Rusmadi, Dedy. (2006). Digital & Rangkaian. Bandung: Pionir Jaya.

Satria, A.V., Wildan. (2013). “Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Cairan Menggunakan Sensor MQ-3 Berbasis Mikrokontroler AT89S51”.

Jurnal Fisika Unand. 2, (1), 13-19.

Setiawan, Afrie. (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler ATMega8535 dan

(42)

Apip Farid Mustapa, 2014

SISTEM PENDETEKSI KADAR ALKOHOL BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA MINUMAN BERALKOHOL DENGAN TAMPILAN LCD

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Umar, Achmad D.R. (2009). Sistem Pendeteksi Kadar Alkohol Pada Minuman Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Tugas Akhir Program Diploma III FT Universitas Negeri Malang: Tidak diterbitkan.

Winoto, Ardi. (2010). Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan

Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung: Informatika Bandung.