Perancang Alat Ukur Kadar Gas Karbon Monoksida (CO) Pada Emisi Gas Buang Kendaraan Berbasis Arduino

PERANCANG ALAT UKUR KADAR GAS KARBON
MONOKSIDA (CO) PADA EMISI GAS BUANG KENDARAAN
BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR

DARA ZALINA

132411038

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERANCANG ALAT UKUR KADAR GAS KARBON
MONOKSIDA (CO) PADA EMISI GAS BUANG KENDARAAN

BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya

DARA ZALINA

132411038

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN


Judul

: PERANCANGAN ALAT UKUR KADAR GAS
KARBON MONOKSIDA (CO) PADA EMISI GAS
BUANG KENDARAAN BERBASIS ARDUINO

Kategori

: Tugas Akhir

Nama

: Dara Zalina

NIM

: 132411038

Program Studi


: D-3 Metrologi Dan Instrumentasi

Departemen

: Fisika

Fakultas

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA)
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Juli 2016

Ketua Program Studi

Dosen Pembimbing

D3 Metrologi Dan Instrumentasi


Tugas Akhir

Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc

Drs. Aditia Warman, M.si

NIP: 196607291992032002

NIP: 195705031983031003

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PERANCANG ALAT UKUR KADAR GAS KARBON
MONOKSIDA (CO) PADA EMISI GAS BUANG KENDARAAN
BERBASIS ARDUINO

TUGAS AKHIR


Saya mengakui bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

DARA ZALINA
132411038

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah
melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan
serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini
sesuai waktu yang telah ditetapkan yang merupakan salah satu syarat dalam
mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi D-III Metrologi Dan

instrumentasi. Tak lupa juga sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan
kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu
menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Demi kelancaran dalam penyelasaian laporan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari bantuan berbagai pihak terutama kepada Ayahanda Darmansyah dan
Ibunda Dra. Cut Rohana beserta saudara kandung penulis Adinda Putri Adelina
dan Dinda Salsabila yang telah memberikan bantuan moril maupun materil,
semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai
gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi Dan
Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah

PERANCANG ALAT UKUR KADAR GAS KARBON MONOKSIDA
(CO) PADA EMISI GAS BUANG KENDARAAN BERBASIS ARDUINO


Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do’a,
perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan

Universitas Sumatera Utara

keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.1

Bapak Dr. Kerista Sebayang M.si, selaku Dekan Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

1.2

Bapak Dr. Marhaposan Situmorang,selaku Ketua Departemen Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

1.3


Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.sc,selaku Ketua Program Studi D-III

Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.

1.4

Bapak Junedi Ginting M.si,selaku Sekretaris Program Studi D-III

Metrologi Dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.

1.5

Bapak Drs. Aditia Warman, Msi, selaku dosen pembimbing, yang telah

banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

1.6


Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Diploma Tiga (III)

Metrologi Dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

1.7

Teman-teman seperjuangan saya Yenita, Tri, Eka, Puja, Novita, Iffa dan

Mida yang telah mendukung dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir.

1.8

Sahabat-sahabat saya Yahya, Opi, Uti, Puput ,Istari dan Iyen yang telah

member semangat dan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

1.9


Juliana dan Juliani beserta pengurusanggota UKM Robotik SIKONEK

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara

1.10

Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat

disebutkan satuper satu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran
dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.

Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi
ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Juli 2016

Hormat Saya,

Penulis

Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN ALAT UKUR KADAR KARBON
MONOKSIDA (CO) PADA EMISI GAS BUANG KENDARAAN
BERBASIS ARDUINO

Telah dilakukan "Perancangan Alat Ukur Kadar Karbon Monoksida (CO)
Pada Emisi Gas Buang Kendaraan Berbasis Arduino".Untuk mengetahui kadar
konsentrasi gas karbon monoksida (CO), dibutuhkan alat yang dapat mengukur
konsentrasi tersebut. Alat ukur emisi gas buang ini menggunakan sensor gas MQ7 sebagai sensor gas karbon monoksida (CO). Sedangkan Arduino sebagai
kontroler dan pemroses sinyal, serta Liquid Crystal Display (LCD) dengan
karakter 2x16 berfungsi untuk penampil data. Alat ini bekerja secara otomatis
dengan merespon berapa besar kadar karbon monoksida yang dideteksi oleh
sensor MQ-7, kemudian Arduino memproses kadar karbon monoksida tersebut
dan memberikan output yang telah diprogram sebelumnya. Hasil pengukuran ini
kemudian ditampilkan pada LCD.

Kata Kunci : Sensor MQ-7, Arduino, Buzzer, dan LCD

Universitas Sumatera Utara

DESIGN TOOLS TO MEASURE THE LEVELS OF CARBON
MONOXIDE (CO) ON EMISSION VEHICLE EXHAUST-BASED
ARDUINO

ABSTRACT

It has been done "Designing Measuring Levels of Carbon Monoxide (CO) On
Exhaust Emissions-Based Vehicle Arduino”. To determine levels of gas
concentrations of carbon monoxide (CO), needed a tool that can measure the
concentration. Tool measuring exhaust emissions using gas sensor MQ-7 as a gas
sensor carbon monoxide (CO). While the Arduino as a controller and signal
processing, as well as Liquid Crystal Display (LCD) with 2x16 characters
function to the data viewer. This tool works automatically to respond to how
much carbon monoxide is detected by the sensor MQ-7, then Arduino process the
carbon monoxide levels and provide output that has been programmed before. The
measurement results are then displayed on the LCD.

Keywords: Sensor MQ-7, Arduino, Buzzer, and LCD

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ................................................................................................ i
Pernyataan ................................................................................................. ii
Penghargaan .............................................................................................. iii
Abstrak ....................................................................................................... iv
Abstract ...................................................................................................... v
Daftar isi ..................................................................................................... vi
Daftar Tabel ............................................................................................... viii
Daftar Gambar .......................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ................................................................................. 2
1.3. Tujuan Penulis ...................................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ................................................................................... 3
1.5. Metodologi Pembahasan ....................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Sensor MQ-7......................................................................................... 6
2.2. Arduino Uno R3.................................................................................... 8
2.3. Mikrokontroller ..................................................................................... 9
2.3.1. Gambaran Mikrokontoler ............................................................... 9
2.3.2. Mikrokontoler Arduino Uno ATMega328 ...................................... 10
2.3.3. Arsitektur ATMega328 .................................................................. 10

Universitas Sumatera Utara

2.4. Bahasa C ............................................................................................... 12
2.5. Sofware Arduino IDE............................................................................ 14
2.6. LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................... 14
2.6.1. Cara Kerja LCD ............................................................................. 15
2.7. LED (Light Emiting Dioda) ................................................................. 17
2.7. Buzzer .................................................................................................. 18
BAB III PERANCANG ALAT DAN PEMBUAT SISTEM
3.1. Perancang Sistem .................................................................................. 19
3.1.1. Prinsip Kerja .................................................................................. 19
3.1.2. Cara Kerja Alat .............................................................................. 21
3.2. Perancangan Rangkaian Minimum Sistem............................................ 21
3.2.1. Sensor MQ-7 ................................................................................. 21
3.3 Rangkaian LCD ..................................................................................... 22
3.4 Perancang Rangkaian Keseluruhan......................................................... 23
3.5 PCB Layout ........................................................................................... 23
3.6 Flowchart Sistem ................................................................................... 24
BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT
4.1 Data Pengujian ....................................................................................... 25
4.2 Analisa Data .......................................................................................... 26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 27
5.2 Saran...................................................................................................... 27
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi Sensor MQ-7 ............................................................. 7
Tabel 2.2. Pin-Pin LCD ................................................................................ 15
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran jarak 30 cm dari sumber pencemaran ........ 25

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sensor MQ-7 ........................................................................... 6
Gambar 2.2. Board Arduino ......................................................................... 8
Gambar 2.3. IDE Arduino Versi 1.6.6 .......................................................... 9
Gambar 2.4. bagianh Mikrokontroler ........................................................... 7
Gambar 2.5. LCD 16x2 ................................................................................ 14
Gambar 2.6. Bentuk Fisik LED .................................................................... 17
Gambar 2.7. Bentuk Fisik Buzzer................................................................. 18
Gambar 3.1. Konsep Dasar Sistem ............................................................... 19
Gambar 3.2. Blok Diagram .......................................................................... 20
Gambar 3.3. Struktur Sensor MQ-7 .............................................................. 21
Gambar 3.4. Skematik rangkaian LCD 16x2 Karakter .................................. 22
Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Keseluruhan ............................................ 23
Gambar 3.5. Gambar PCB Layout ................................................................ 24
Gambar 3.5. Flowchart cara kerja sistem ...................................................... 24

Universitas Sumatera Utara