Alat Pendeteksi Kebocoran Gas Beracun Pada Kabin Mobil Menggunakan Sensor MQ-7 Berbasis
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
TUGAS AKHIR
M. RIDHO ARIFFANDI
NIM : 132411030
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA KABIN
MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS ARDUINO
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
TUGAS AKHIR
M. RIDHO ARIFFANDI
132411030
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
: Alat Pendeteksi Kebocoran Gas Beracun Pada
Kabin Mobil Menggunakan Sensor MQ-7 Berbasis
Arduino
Kategori
: Tugas Akhir
Nomor Induk Mahasiswa
: 132411030
Program Studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 22 Juli 2016
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
Metrologi dan Instrumentasi
Tugas Akhir
Dr. Diana A. Barus, M.Sc
Dr. Kerista Sebayang, MS
NIP.19660729 199203 2 002
NIP.19580623 198601 1 001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,
kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut
sumbernya
Medan, 22 Juli 2016
M. Ridho Ariffandi
132411030
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan berkat, rahmat-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta
kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Projek Akhir
II ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
Saya menyadari bahwa tersusunnya Laporan Projek Akhir II (dua) ini dari
Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga
dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku dosen
pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Dr, Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3.
Ibu Dr. Diana A. Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4.
Yang Teristimewa Kedua Orang Tua, penulis yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada
penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi dan
Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara.
6.
Teman-Teman Seperjuangan yang selama ini telah menemani perjalanan
penulis untuk bersama-sama sampai pada titik ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan Tugas
Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 22 Juli 2016
Hormat Saya,
M. Ridho Ariffandi
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebocoran gas yang terjadi pada kendaraan khususnya mobil disebabkan oleh
kesalahan manusia yang kurang dalam melakukan perawatan kendaraan sehingga
dapat mengganggu pengemudi dan penumpang di dalamnya atau bahkan dapat
menimbulkan kematian. Kejadian-kejadian seperti ini sering diabaikan oleh
pengguna kendaraan dan biasanya hanya melakukan tindakan ala kadarnya untuk
mengurangi tingkat pencemaran dari kebocoran gas yang berupa karbon
monoksida tersebut. Penyebab kebocoran gas CO ini berasal dari beberapa sumber
yaitu kebocoran dari selang AC (Air Conditioning) dan kebocoran dari hasil gas
buang mesin dari knalpot melalui kabin (Side ventilator, ventilator AC, karetkaret pintu, karet tuas transmisi). Gas karbon monoksida (CO) memiliki efek yang
sangat berbahaya bagi kesehatan dan dapat menyebabkan kematian. Tugas akhir
ini bertujuan untuk merancang dan mengaplikasikan sebuah alat pendeteksi kadar
gas CO pada kabin mobil yang diaplikasikan pada Buzzer sebagai alarm agar
dapat bekerja secara otomatis saat kondisi dalam kabin mobil bahaya. Arduino
digunakan sebagai kendali utama sistem dan sebagai data sentral untuk
pengolahan data. Sensor MQ-7 sebagai input data yang akan membaca gas karbon
monoksida yang ada dalam kabin mobil, kemudian data tersebut yang berupa
tegangan akan diubah oleh fitur ADC pada Arduino. Data ADC tersebut
digunakan sebagai data kadar gas CO yang akan ditampilkan pada LCD.
Kata kunci : Gas Karbon Monoksida,, MQ-7 dan Karakteristik gas buang.
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Kata pengantar iii
Abstrak
v
Daftar Isi
vi
BAB 1
BAB 2
BAB 3
PENDAHULUAN......................................................................... 1
1.1
Latar Belakang Masalah ...................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................ 2
1.3
Tujuan Penulisan ................................................................. 2
1.4
Batasan Masalah .................................................................. 2
1.5
Sistematika Penulisan .......................................................... 2
LANDASAN TEORI.................................................................... 4
2.1
Karakteristik Gas berbahaya ................................................ 4
2.2
Hardware Arduino ……. ................................................. 5
2.3
ATMega 328 ........................................................................ 7
2.4
Software Arduino................................................................. 8
2.5
Masing-masing Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino . 10
2.6
Sensor MQ-7 ........................................................................ 11
2.7
Buzzer ………...................................................................... 12
2.8
LCD (Liquid Crystal Display) ............................................. 13
METODOLOGI PENELITIAN ................................................. 17
3.1
Gambaran Umum Sistem ..................................................... 17
3.2
Flowchart Perancangan Sistem ........................................... 18
3.3
Rangkaian pada Software Proteus ....................................... 19
3.4
Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display) ........... 20
3.5
Perancangan Power Supply (PSA) ....................................... 20
3.6
Perancangan Skematik Buzzer ............................................ 21
v
Universitas Sumatera Utara
3.7
BAB 4
BAB 5
Perancangan Perangkat Lunak ............................................. 22
ANALISIS PENGUJIAN……… ................................................ 26
4.1
Pengujian Program Arduino ................................................ 26
4.2
Nilai Hasil Pengujian Sensor ............................................... 27
4.3
Kelebihan dan Kekurangan.................................................. 30
KESIMPULAN DAN SARAN……… ........................................ 31
5.1
Kesimpulan .......................................................................... 31
5.2
Saran .................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA……… ......................................................................... 33
LAMPIRAN
Lampiran 1 : Gambar Alat
Lampiran 2 : Datasheet MQ-2
Lampiran 3 : Program Code Arduino
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hardware Arduino
6
Gambar 2.2 Arsitektur ATmega328
8
Gambar 2.3 Bentuk fisik sensor MQ-7
11
Gambar 2.4 Karakteristik sensitifitas sensor MQ-7
12
Gambar 2.5 Buzzer
13
Gambar 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
14
Gambar 2.7 Peta Memory LCD character 16x2
16
Gambar 3.1 Diagram Blog Sistem
17
Gambar 3.2 Flowchart Sistem
18
Gambar 3.3 Rangkaian pada ARES
19
Gambar 3.4 Rangkaian pada ISIS
19
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik LCD 16x2 dihubungkan pada Arduino
20
Gambar 3.6 Power Supply (PSA) terletak bagian Power pada pin 5V
21
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply dengan menggunakan adaptor
21
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Buzzer
22
Gambar 3.9 Membuka Software Arduino 1.0.5-r2
23
Gambar 3.10 Layer Penulisan Program Projek
23
Gambar 3.11 Mengecek Listing Program
24
Gambar 3.12 Layer Penulisan Projek
24
Gambar 3.13 Pemilihan Board
25
Gambar 3.14 Upload Program
25
Gambar 4.1 Pendeteksi pada kabin mobil
28
Gambar 4.2 Blower belakang mengambil udara dari lubang seat
belt kanan belakang (kiri) dan Saluran udara segar
Innova ada di bawah kaca depan(kanan).
29
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Deskripsi Pin pada LCD
14
Tabel 2 Data pengujian pada saat dibandingkan dengan kecepatan mobil
27
viii
Universitas Sumatera Utara
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
TUGAS AKHIR
M. RIDHO ARIFFANDI
NIM : 132411030
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA KABIN
MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS ARDUINO
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
TUGAS AKHIR
M. RIDHO ARIFFANDI
132411030
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul
: Alat Pendeteksi Kebocoran Gas Beracun Pada
Kabin Mobil Menggunakan Sensor MQ-7 Berbasis
Arduino
Kategori
: Tugas Akhir
Nomor Induk Mahasiswa
: 132411030
Program Studi
: D-3 Metrologi dan Instrumentasi
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, 22 Juli 2016
Ketua Program Studi
Dosen Pembimbing
Metrologi dan Instrumentasi
Tugas Akhir
Dr. Diana A. Barus, M.Sc
Dr. Kerista Sebayang, MS
NIP.19660729 199203 2 002
NIP.19580623 198601 1 001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,
kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing di sebut
sumbernya
Medan, 22 Juli 2016
M. Ridho Ariffandi
132411030
i
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan berkat, rahmat-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta
kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Projek Akhir
II ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah
ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS BERACUN PADA
KABIN MOBIL MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS
ARDUINO
Saya menyadari bahwa tersusunnya Laporan Projek Akhir II (dua) ini dari
Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga
dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, selaku Dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan juga selaku dosen
pembimbing, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Dr, Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3.
Ibu Dr. Diana A. Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi dan
Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4.
Yang Teristimewa Kedua Orang Tua, penulis yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada
penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
5.
Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi dan
Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara.
6.
Teman-Teman Seperjuangan yang selama ini telah menemani perjalanan
penulis untuk bersama-sama sampai pada titik ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Projek Akhir II ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan Tugas
Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 22 Juli 2016
Hormat Saya,
M. Ridho Ariffandi
iii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kebocoran gas yang terjadi pada kendaraan khususnya mobil disebabkan oleh
kesalahan manusia yang kurang dalam melakukan perawatan kendaraan sehingga
dapat mengganggu pengemudi dan penumpang di dalamnya atau bahkan dapat
menimbulkan kematian. Kejadian-kejadian seperti ini sering diabaikan oleh
pengguna kendaraan dan biasanya hanya melakukan tindakan ala kadarnya untuk
mengurangi tingkat pencemaran dari kebocoran gas yang berupa karbon
monoksida tersebut. Penyebab kebocoran gas CO ini berasal dari beberapa sumber
yaitu kebocoran dari selang AC (Air Conditioning) dan kebocoran dari hasil gas
buang mesin dari knalpot melalui kabin (Side ventilator, ventilator AC, karetkaret pintu, karet tuas transmisi). Gas karbon monoksida (CO) memiliki efek yang
sangat berbahaya bagi kesehatan dan dapat menyebabkan kematian. Tugas akhir
ini bertujuan untuk merancang dan mengaplikasikan sebuah alat pendeteksi kadar
gas CO pada kabin mobil yang diaplikasikan pada Buzzer sebagai alarm agar
dapat bekerja secara otomatis saat kondisi dalam kabin mobil bahaya. Arduino
digunakan sebagai kendali utama sistem dan sebagai data sentral untuk
pengolahan data. Sensor MQ-7 sebagai input data yang akan membaca gas karbon
monoksida yang ada dalam kabin mobil, kemudian data tersebut yang berupa
tegangan akan diubah oleh fitur ADC pada Arduino. Data ADC tersebut
digunakan sebagai data kadar gas CO yang akan ditampilkan pada LCD.
Kata kunci : Gas Karbon Monoksida,, MQ-7 dan Karakteristik gas buang.
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Kata pengantar iii
Abstrak
v
Daftar Isi
vi
BAB 1
BAB 2
BAB 3
PENDAHULUAN......................................................................... 1
1.1
Latar Belakang Masalah ...................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................ 2
1.3
Tujuan Penulisan ................................................................. 2
1.4
Batasan Masalah .................................................................. 2
1.5
Sistematika Penulisan .......................................................... 2
LANDASAN TEORI.................................................................... 4
2.1
Karakteristik Gas berbahaya ................................................ 4
2.2
Hardware Arduino ……. ................................................. 5
2.3
ATMega 328 ........................................................................ 7
2.4
Software Arduino................................................................. 8
2.5
Masing-masing Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino . 10
2.6
Sensor MQ-7 ........................................................................ 11
2.7
Buzzer ………...................................................................... 12
2.8
LCD (Liquid Crystal Display) ............................................. 13
METODOLOGI PENELITIAN ................................................. 17
3.1
Gambaran Umum Sistem ..................................................... 17
3.2
Flowchart Perancangan Sistem ........................................... 18
3.3
Rangkaian pada Software Proteus ....................................... 19
3.4
Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display) ........... 20
3.5
Perancangan Power Supply (PSA) ....................................... 20
3.6
Perancangan Skematik Buzzer ............................................ 21
v
Universitas Sumatera Utara
3.7
BAB 4
BAB 5
Perancangan Perangkat Lunak ............................................. 22
ANALISIS PENGUJIAN……… ................................................ 26
4.1
Pengujian Program Arduino ................................................ 26
4.2
Nilai Hasil Pengujian Sensor ............................................... 27
4.3
Kelebihan dan Kekurangan.................................................. 30
KESIMPULAN DAN SARAN……… ........................................ 31
5.1
Kesimpulan .......................................................................... 31
5.2
Saran .................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA……… ......................................................................... 33
LAMPIRAN
Lampiran 1 : Gambar Alat
Lampiran 2 : Datasheet MQ-2
Lampiran 3 : Program Code Arduino
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hardware Arduino
6
Gambar 2.2 Arsitektur ATmega328
8
Gambar 2.3 Bentuk fisik sensor MQ-7
11
Gambar 2.4 Karakteristik sensitifitas sensor MQ-7
12
Gambar 2.5 Buzzer
13
Gambar 2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
14
Gambar 2.7 Peta Memory LCD character 16x2
16
Gambar 3.1 Diagram Blog Sistem
17
Gambar 3.2 Flowchart Sistem
18
Gambar 3.3 Rangkaian pada ARES
19
Gambar 3.4 Rangkaian pada ISIS
19
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik LCD 16x2 dihubungkan pada Arduino
20
Gambar 3.6 Power Supply (PSA) terletak bagian Power pada pin 5V
21
Gambar 3.7 Rangkaian Power Supply dengan menggunakan adaptor
21
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Buzzer
22
Gambar 3.9 Membuka Software Arduino 1.0.5-r2
23
Gambar 3.10 Layer Penulisan Program Projek
23
Gambar 3.11 Mengecek Listing Program
24
Gambar 3.12 Layer Penulisan Projek
24
Gambar 3.13 Pemilihan Board
25
Gambar 3.14 Upload Program
25
Gambar 4.1 Pendeteksi pada kabin mobil
28
Gambar 4.2 Blower belakang mengambil udara dari lubang seat
belt kanan belakang (kiri) dan Saluran udara segar
Innova ada di bawah kaca depan(kanan).
29
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Deskripsi Pin pada LCD
14
Tabel 2 Data pengujian pada saat dibandingkan dengan kecepatan mobil
27
viii
Universitas Sumatera Utara