2012-1-01144-sk bab4001

47

BAB 4

ANALISIS PENELITIAN

4.1. Spesifikasi Sistem

4.1.1 Modul Mikrokontroler

• Mendukung varian AVR 40 pin, antara lain : ATmega8535,

ATmega8515, AT90S8515, AT90S85835.

• Memiliki jalur Input / Output hingga 35 pin.

• Konfigurasi jumper untuk melakukan pemilihan beberapa model

pengambilan tegangan referensi untuk tipe AVR dengan internal ADC.

• LED Programming Indicator.

• Frekuensi Osilator sebesar 4MHz.

• Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor RJ11.

• Tersedia Port untuk Pemrograman secara ISP.

• Tegangan input Power Supply 9 – 12 VDC dan output tegangan 5 VDC.

4.1.2 Modul Sensor Gas

• Sumber catu daya menggunakan tegangan 5 Volt.

• Kompatibel dengan sensor gas MQ-3, MQ-4, MQ-6, MQ-7, MQ-135,

dan MG-811

• Menggunakan ADC dengan resolusi 10 bit.

• Tersedia 1 jalur output kendali ON / OFF.

• Pin Input / Output kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

• Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

48

• Jika menggunakan I2C, Modul Gas Sensor dapat di-cascade hingga 8

modul.

4.1.3 Modul Display 7-Segment

• Berisi sepasang 7-Segments common cathode.

• Range tampilan : 00-99.

• Dilengkapi rangkaian decoder.

• Input data berupa BCD (Binary Coded Decimal ( 0000-1001 ) untuk

tiap 7-Segments.

• Dapat di-CASCADE (diseri) hingga 8 Modul (8×2 7-Segments) dengan

2 port kendali pada Modul 7- segment: 1 Port = Data, 1 Port = Address

Decoder.

4.1.4 Modem GSM Serial dan USB

• Casing berbahan Aluminium.

• Wireless akses ke internet (GPRS).

• Wavecom M1306B berdasarkan casing dengan Wismo Quik Q2403A

modul.

• Dual-band 900 /1800MHZ.

• 3V slot kartu SIM.

• Serial RS232 Antarmuka.

• Tone Multi Dual Frekuensi Fungsi (DTMF).

• Mengirim dan menerima suara, data, faks, e-mail, SMS, MMS.

• Maksimum kecepatan transmisi 115 kb / s.

49

• Dukungan AT perintah untuk membuat remote control (GSM07.07 dan

07.05).

• GPRS Kelas 2.

• Antena dengan kepekaan tinggi.

• Sesuai dengan ETSI GSM Phase2 + standar

• Kelas 4: 2W @ 900MHz.

• Kelas 1: 1W @ 1800MHz.

• Tegangan input: 5V-24V DC (tidak berlaku untuk antarmuka USB).

• Arus masukan: 1-2A.

• Bekerja suhu -20 sampai +55 Gelar Celcius.

• Penyimpanan suhu: -25 sampai +70 Gelar Celcius.

• Ukuran: 74 * 54 * 25mm.

4.1.5 Modul Display LCD

• Berbasis LCD karakter 16x2 dengan antarmuka antarmuka paralel 4 bit. • Tersedia pin untuk mengendalikan backlight. • Tersedia VR untuk mengatur kontras. • Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read / write. • Catu daya +5 Volt DC. • Kompatibel dengan a sistem mikrokontroler / mikroprosesor .

50

4.2 Daftar komponen dan Modul

Komponen dan modul yang digunakan untuk pembuatan sistem ini

dapat dilihat pada tabel 4.0

Tabel 4.0 Daftar komponen dan modul

Nama Komponen Modul Tipe Jumlah

Modul Sistem Minimum

AVR Mikrokontroller

1

Modul sensor gas1

AIR QUALITY SENSOR

1

Modul sensor gas2

CARBON MONOOXIDE

SENSOR

1

51

Display 7-Segment

6

Kabel ISP

USB In System

Programmer

1

Modul Sensor Gas 3

METHANE SENSOR

1

Switch

Switch tanpa lampu 220V

1

52

Modem GSM

Modem M1306B Q2403A Serial

1

Kabel Jumper

Kabel jumper 10 pin female

1

Modem GSM

Modem M1306B Q2403A USB

1

Power Suppl

Batterai Aki

1

53

Power Supply

Switching Regulator 12 V 2 A

1

LCD

/

LCD Display

1

Level Converter Eksternal

RS – 232

1

54

4.3 Blok Design Komponen

Gambar 4.0 Blok Design Komponen

Tabel 4.1 Alokasi Port

No PORT Fungsi 1 PortA Display 7-Segment 2 PortB Enable dari Modul 7-Segment 3 PortC Display LCD Charcter 16x2 4 PortD.2 Jalur I2C data (SDA) 5 PortD.3 Jalur I2C Clock (SCL) 6 PortD.0 Jalur UART TTL TX

7 PortD.1 Jalur UART TTL RX 8 Jumper J11 Jalur data Serial

55

4.4 Implementasi

4.4.1 Prosedur Pemasangan

4.4.1.1 Modul Mikrokontroler AVR

Gambar 4.1 Port yang ada di Modul AVR

Untuk pemasangan alat maka Port-port yang digunakan sebagai berikut :

Gambar 4.2 Fungsi Port dari modul AVR

PortD

PortC

PortB

PortA

Port ISP

Serial Input Output

Input dan Output 5V

UART : RX TTL = PortD.1 TX TTL = PortD.0

I2C : SDA = PortD.2 SCL = PortD.3

Port Data 7-Segment

Port Enable 7-Segment

Power Supply

Port C untuk LCD display

56

Untuk pemasangan pengguna hanya perlu menghubungkan supply ke input

power supply dari modul, kemudian PortA dihubungkan ke modul 7-segment

dan masing - masing modul 7-segment dihubungkan semuanya selanjutnya

untuk membuat modul 7-segment tersebut berfungsi maka pin enablenya

harus dihubungkan ke PortB dimana 2 modul 7-segment paling atas pin

enablenya dihubungkan dengan PB.0 dan PB.1, kemudian 2 modul 7-segment

yang tengah pin enablenya dihubungkan dengan PB.2 dan PB.3, terakhir

modul 7-segment paling bawah pin enablenya dihubungkan dengan PB.4 dan

PB.5 jika sudah terhubung, maka alat bisa berfungsi untuk menampilkan

angka.

4.4.1.2 Modul Sensor Gas

Berikut ini fungsi dari port pada modul Sensor yang terhubung ke AVR

Gambar 4.3 Port AVR terhubung dengan modul sensor

Input : GND,VCC

PD.1 = RX TTL PD.0 = TX TTL PD.2 = SDA PD.3 = SCL VCC GND

57

4.4.1.3 Modul Display 7-Segment

Gambar 4.4 Port AVR yang terhubung dengan Modul 7-Segment

Setiap modul 7-Segment harus dicascade terlebih dulu seperti gambar

dibawah

Gambar 4.5 Port yang dicascade antar modul 7-segment

PortA akan membaca hasil sensor dan datanya akan ditampilkan ke

modul 7-Segment dan untuk mengaktifkan sebuah modul 7-Segment maka

PortD = Untuk baca data dari Sensor lewat I2C atau UART TTL

PortB = Untuk Menyala kan modul 7-Segment

PortA = Untuk Baca data dari Sensor lalu ditampilkan ke 7-Segment

58

pin enablenya harus di beri pulsa atau logic 01 dengan delay yang cepat

sehingga segmentnya menyala terus menerus.

4.4.1.4 Modul LCD Display

Gambar 4.6 Port AVR terhubung dengan display LCD

PortC digunakan untuk display LCD. Pada display ini akan

menampilkan tulisan awal saat alat dihidupkan setelah sensor stabil dan mulai

mendeteksi maka LCD akan menampilkan tulisan “Kualitas udara” beserta

status gas nya apakah ”Baik”, ”Sedang”, ”Tidak sehat”, ”Berbahaya”, dan

seterusnya

Gambar 4.7 Contoh tampilan LCD

PortC untuk LCD

59

4.4.1.5 Saklar power supply (Aki / switch regulator) dan Modem

Gambar 4.7 Tombol input dan saklar on/off

Gambar 4.8 Saklar Power Supply

Untuk mengaktifkan alat hanya perlu menekan saklar power agar

On hal ini digunakan untuk mengaktifkan alat secara keseluruhan baik

menggunakan input switch regulator ataupun menggunakan batterai aki, serta

saklar on / off digunakan bila data hasil deteksi sensor ini ingin dikirimkan

secara real time, sehingga bila sudah tidak ingin mengirim Modem GSM bisa

dimatikan.

4.4.1.6 Port Serial untuk komunikasi Mikrokontroller dengan Modem GSM

Gambar 4.9 Port Serial mikrokontroller dan Modem GSM

60

Port serial mikrokontroler akan digunakan untuk berkomunikasi

dengan Modem GSM. Pada modul AVR belum mempunyai level konverter

RS-232 internal oleh karena itu diperlukan level converter eksternal RS-232

dihubungkan Tx-Rx modul ini dengan Tx-Rx modul AVR lalu output dari

level converter RS-232 ini dihubungkan ke Modem GSM untuk

berkomunikasi.

4.4.2 Prosedur Pengoperasian

1. Apabila sudah dipastikan semua port sudah terhubung, maka pengguna

bisa menggunakan sistem ini dengan menekan saklar on / off

2. Tunggu beberapa detik untuk inisialisasi sensor sampai modul sensor

stabil ditandai dengan lampu led hijau tidak berkedip lagi atau menyala

terus,

3. Bila lampu led hijau sudah menyala maka sensor akan melakukan

deteksi gas,

4. Data yang dideteksi akan ditampilkan di display 7-segment berupa

jumlah konsentrasi gas dalam satuan ppm,

5. Modem dihubungkan dengan AVR maka datanya akan dikirimkan

dengan komunikasi data SMS ke PC yang terhubung dengan Modem

USB,

6. Kemudian di komputer untuk menerima data SMS menggunakan

sebuah aplikasi C# untuk baca SMS, saat di klik “Read” maka isi data

/ SMS akan ditampilkan pada aplikasi selanjutnya datanya disimpan di

Ms Acces menjadi database.

61

4.5 Tahapan Pengujian

4.5.1 Pengujian Modul AVR untuk baca sensor dengan display LCD

Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah modul AVR

bisa membaca data I2C yang dikirim dari modul sensor,kemudian untuk

pengecekan akan ditampilkan ke PortC yang terhubung dengan LCD, karena

akan lebih mudah ditampilkan ke LCD, sehingga bila data sudah bisa

ditampilkan ke LCD maka bisa dilanjutkan dengan menampilkannya ke

modul 7-segments

Tabel 4.2 Baca sensor dengan display LCD

Uji Pendeteksian Jenis Alamat Tulis Data I2C yang terbaca

1 0xE2 0038

2 0xE0 0313

3 0xE4 5535(alamat sensor tidak ada)

Gambar 4.10 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE2 dengan display LCD

62

Gambar 4.11 Hasil Pengujian ubah alamat 0xE0 dan 0xE4 paralel dengan

display LCD

Pada uji pendeteksian 1 alamat modul sensor yang tadinya 0xE0 telah

diubah melalui jalur UART TTL dengan program ubah alamat yang ada pada

pedoman modul sensor gas menjadi alamat 0xE2. Pada uji pendeteksian 3

diatas alamat modul yang dibaca adalah 0xE4 lalu hasilnya data I2C yang

terbaca 5535 hal ini karena alamat 0xE4 yang dilakukan perintah baca sensor

dimodulnya tidak diinisialisasi. Dalam perancangan ini hanya memerlukan 3

modul sensor dengan kata lain hanya 3 tambahan alamat tulis modul sensor

yakni 0xE2,0xE0,dan 0xE6.

4.5.2 Pengujian tampilan display LCD dan 7-Segment untuk menunjukan

kualitas udara

Pengujian ini dilakukan dengan memberikan sedikit gas dengan

menggunakan korek api gas kepada sensor MQ-135 (Air Quality Sensor)

sehingga bila angka berubah sampai mencapai nilai tertentu LCD akan

menampilkan tulisan “Baik”,”Sedang”,”Tidak Sehat”,”Berbahaya”, dan

63

seterusnya yang merupakan status kualitas udara LCD perubahan akan

mengikuti sensor pertama yakni sensor MQ-135 atau Air Quality Sensor

dimana target gas nya adalah NOx, CO2, asap. Tingkatan kualitas udara sesuai

dengan aturan dari ISPU (Indeks Standart Pencemaran Udara)

Gambar 4.12 Hasil Uji Coba menampilkan hasil sensor di 7-Segment display

serta LCD display untuk menampilkan status kualitas udara pengujian sensor

dengan korek gas

64

Gambar 4.13 Hasil Pengujian display 7-Segment dan LCD menampilkan status

kualitas udara pengujian sensor dengan korek gas

4.5.3 Pengujian kirim terima data SMS dengan komunikasi serial

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah data dari

mikrokontroler melalui Modem GSM bisa dikirim, maka akan dilakukan uji

coba dengan mengirim SMS ke handphone, jika di handphone bisa diterima

data / SMS, maka bisa dilakukan pengiriman dengan mikrokontroler melalui

Modem GSM.

65

4.5.3.1 Pengujian Modem GSM kirim terima data SMS dengan hyperterminal

Langkah – langkah kirim terima SMS melalui Modem menggunakan

hyperterminal sebagai berikut :

1. Buka aplikasi hyperterminal lalu tentukan Port, untuk mengetahui port

mana yang terhubung bisa dengan melihatnya di device manager

Gambar 4.14 Tampilan hyperterminal untuk pemilihan Port yang terhubung dengan Modem GSM

2. Setting port yg digunakan seperti Baudrate, data bit, parity, stop bit yg

akan dipakai

Gambar 4.15 Tampilan hyperterminal untuk mengatur Baudrate dengan Modem GSM

66

3. Dengan AT- Command seperti dibawah ini menggunakan aplikasi

hyperterminal

Gambar 4.16 Tampilan hyperterminal untuk kirim SMS

4. Bila sudah muncul ‘OK’ menandakan data SMS telah dikirim atau di

terima

5. Untuk terima SMS dengan hyperterminal maka dipakai AT+CMGR

seperti dibawah ini!

Gambar 4.17 Tampilan hyperterminal untuk terima SMS

6. Bisa juga digunakan AT-Command untuk cek pulsa dan isi pulsa kartu

GSM yang digunakan dengan hyperterminal maka contoh AT-

Commmand seperti dibawah ini!

67

Gambar 4.18 Tampilan hyperterminal untuk cek pulsa

• Penggunaan hyperterminal untuk kirim dan terima SMS

Gambar 4.19 Tampilan hyperterminal untuk kirim dan terima SMS

68

• Tampilan dari handphone

Gambar 4.20 Tampilan handphone terima SMS dari hyperterminal

4.5.3.2 Pengujian kirim data SMS dengan Mikrokontroler melalui Modem

GSM

Setelah pengujian dengan hyperterminal,maka diuji coba dengan

menggunakan AVR mikrokontroller melalui Modem GSM untuk kirim data /

SMS.

• Dengan contoh program dibawah ini untuk kirim SMS

Gambar 4.21 Program untuk uji coba kirim SMS ke handphone

69

Gambar 4.22 Tampilan handphone hasil dari pengiriman data SMS dengan

mikrokontroller melalui Modem GSM

4.5.3.3 Pengujian kirim data SMS hasil baca sensor

Pengujian ini untuk mengetahui apakah hasil deteksi sensor bisa

dikirimkan menjadi bentuk data teks atau SMS. Untuk uji coba menggunakan

contoh program berikut ini.

`

Gambar 4.23 Program untuk kirim data SMS hasil baca sensor ke handphone

70

Gambar 4.24 Lanjutan program untuk kirim data SMS dari mikrokontroler

hasil baca sensor ke handphone

Hasilnya bisa dikirim ke handphone dari mikrokontroler lewat Modem GSM

Gambar 4.25 Tampilan handphone hasil dari pengiriman SMS dari hasil baca

sensor

71

4.5.3.3 Pengujian penerima data SMS dengan aplikasi dan database

Gambar 4.26 Tampilan aplikasi C#

Gambar 4.27 Contoh tampilan database Ms Acces

Agar bisa ditampilkan di database maka format pesan pengirim

harus xxxx; xxxx; xxxx; xxxx; atau diakhiri tanda “ ; “. Tipe data dari

ketujuh field yang dibuat pada Ms Access ini dibuat bertipe text / string,

dikarenakan format dari SMS pengirim ini bertipe string juga.

Cara kerjanya yaitu:

• Ketika ada SMS yang masuk, SMS disimpan didalam SIM Card user

klik tombol “Read” pada Gambar 4.27 maka program akan membaca

dan menampilkan SMS. Perintah untuk membaca / menampilkan

72

semua SMS yang belum pernah dibaca adalah AT+CMGL= ”REC

UNREAD“.

• Setelah itu data / SMS tersebut disimpan ke dalam Ms Access.

Informasi yang tersimpan antara lain waktu kirim, nomor pengirim,

serta isi dari pesan SMS seperti hasil pengukuran Air Quality (NO,

CO2, Asap), CO, Metana (CH4, O3), kategori kualitas udara, dan

lokasi tempat pengambilan data.

4.5.4 Pengujian Sensor 4.5.4.1 Inisialisasi Sensor

Pada saat inisialisasi yang dilakukan modul adalah memberi tegangan

pada pin heater sensor ditandai dengan nyala berkelip cepat LED hijau

dimodul sensor agar sensor bisa bekerja mendeteksi kemudian setelah stabil

maka LED hijau tidak akan berkedip dan menyala stabil, setelah itu sensor

dapat bekerja mendeteksi gas, kemudian bila ada perubahan gas di modul

sensor, LED hijau akan berkedip sebentar sesuai deteksi gas lalu LED

menyala stabil kembali.

Gambar 4.28 Grafik waktu inisialisasi sensor sampai menjadi stabil

Grafik di atas menunjukan perbedaan waktu modul sensor gas untuk bisa

stabil, uji coba perhitungan waktu stabil ini dilakukan di tempat tertutup, hasilnya

73

sensor gas MQ – 135 atau modul sensor 1 menunjukan waktu tercepat dari ketiga

sensor yaitu memerlukan waktu stabil ± 30 detik, sensor gas MQ – 4 atau modul

sensor 2 memerlukan waktu stabil ± 50 detik, dan sensor gas MQ – 7 atau modul

sensor 3 menunjukan waktu terlama dari ketiga sensor yaitu memerlukan waktu

stabil ± 90 detik. Perbedaan ini disebabkan karena keadaan suhu lingkungan sensor

pada saat sensor di aktifkan, dan juga bahan dasar dari sensor gas yang berbeda

seperti sensor MQ – 7 terdiri dari keramik AL2O3, dan MQ – 135 terdiri dari SnO2,

MQ – 4 terdiri dari Elektroda Au.

4.5.4.2 Kalibrasi Sensor

Untuk mengetahui akurasi dari sensor gas perlu dilakukan kalibrasi

sensor, kalibrasi adalah proses membandingkan sesuatu untuk standar alat

lain yang sudah ada. Contoh adalah uji sensor terhadap sesuatu yang konstan

seperti air mendidih yang benar selalu pada 100 derajat celcius. Dan untuk

mengetahui perbedaan sebelum dan sesudah kalibrasi maka dilakukan

percobaan di jalan atau ruang terbuka dan ruang tertutup seperti gambar

berikut :

Gambar 4.29 Pengecekkan alat di ruang terbuka

74

Gambar 4.30 Pengecekkan alat diruang terbuka

Tabel 4.3 Pengecekan alat di ruang terbuka sebelum kalibrasi

NOx,CO2,Asap (Modul Sensor 1)

CO (modul sensor 2)

Metana(Modul sensor 3)

304 ppm 295 ppm 290 ppm 285 ppm 278 ppm 270 ppm 268 ppm 264 ppm 264 ppm 264 ppm 264 ppm 264 ppm 264 ppm



Dari tabel diatas sensor kualitas udara (modul sensor 1) stabil diangka hasil

deteksi 264 ppm, modul sensor 2 atau sensor CO stabil diangka 294, dan modul

sensor 3 atau sensor metana stabil diangka 30 ppm.

Setelah didapatkan hasil pengecekan sensor di ruangan terbuka maka

selanjutnya dilakukan pengecekan sensor di ruangan tertutup untuk membandingkan

hasilnya apakah perlu dikalibrasi atau tidak.

75

Gambar 4.31 Pengecekkan alat diruang tertutup sebelum dikalibrasi

Tabel 4.4 Pengecekan alat di ruang tertutup sebelum kalibrasi

NOx,CO2,Asap (Modul Sensor 1)

CO (modul sensor 2)

Metana(Modul sensor 3)

310 ppm 309 ppm 305 ppm 302 ppm 300 ppm 299 ppm 298 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm 295 ppm



Berdasarkan tabel diatas hasilnya menunjukan jumlah deteksi gas saat

di ruang tertutup sensor 1 hasil deteksi stabil di 295 ppm, sensor 2 = 411

ppm, dan modul 3 = 28 ppm hasil ini hampir sama dengan pengecekan di

ruang terbuka. Oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi agar sensor bekerja

secara akurat. Kalibrasi sensor untuk CO dan NOx(Air Quality) sedangkan

76

untuk Methane (CH4 / O3) tidak perlu dikalibrasi karena diruang terbuka dan

tertutup hasil sudah normal.

Proses kalibrasi ini dilakukan dengan cara membandingkan alat

rancangan dengan Emission Analyzer milik Bengkel GBT Laras Imbang

Srengseng Jl. Meruya Ilir No. 43 Srengseng, adapun alasan kalibrasi dengan

alat Emission Analyzer adalah karena Emission Analyzer bekerja secara real

time, sedangkan bila dikalibrasi dengan alat papan indeks standart

pencemaran udara (ISPU) yang ada di Jakarta pembacaan deteksi sensor tidak

secara real time melainkan disampaikan kepada masyarakat setiap 24 jam

dari data rata-rata sebelumnya (24 jam sebelumnya).

Gambar 4.32 Lokasi Bengkel Bengkel GBT Laras Imbang Srengseng

Jl. Meruya Ilir No. 43 Srengseng

Kalibrasi diawali dengan mengukur emisi gas buang mobil yang sama

yakni mobil Honda Jazz dengan mesin menyala tanpa digas agar nantinya

bisa diketahui perbedaan hasil pengukuran, seperti gambar dibawah ini :

77

,

Gambar 4.33 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan alat rancangan


dan alat Emission Analyzer milik bengkel

78


Gambar 4.36 Pengukuran emisi gas mobil Honda Jazz dengan Emission

Analyzer

Tabel 4.5 Perbandingan hasil deteksi alat rancangan sebelum kalibrasi dengan Emission Analyzer

Uji Pendeteksian Display Alat Rancangan (ppm) Display Alat Bengkel(ppm)

CO NOx O2 CO CO2 NOx O2

1 410 192 55 170 0.00 155 0,54 2 409 202 54 169 0.00 149 0,55 3 408 200 54 168 0.00 136 0,55 4 406 203 53 167 0.00 130 0,54 5 404 219 52 165 0.00 129 0,55 6 402 200 55 164 0.00 120 0,54 7 401 192 53 162 0.00 119 0,55 8 399 191 51 160 0.00 116 0,55 9 398 195 54 159 0.00 115 0,50 10 396 200 51 159 0.00 112 0,55 11 388 199 52 159 0.00 110 0,54 12 386 198 51 159 0.00 109 0,55 13 380 196 55 159 0.00 107 0,55

79

14 379 194 55 159 0.00 106 0,54 15 376 192 55 159 0.00 104 0,55 16 371 192 55 159 0.00 102 0,54 17 371 192 55 159 0.00 102 0,55 18 371 192 55 159 0.00 102 0,55 19 371 192 55 159 0.00 102 0,50

20 371 192 55 159 0.00 102 0,55

Dari tabel diatas hasil deteksi alat uji emisi bengkel untuk gas CO

stabil di angka 159 ppm, dan NOx stabil di angka 102 ppm, sedangkan pada

alat rancangan untuk gas CO stabil di angka 371 ppm dan NOx stabil di

angka 192 ppm

4.5.4.2.1 Kalibrasi Modul Sensor CO dengan memberikan nilai batasbawah

pada EEPROM modul lewat jalur UART

Berdasarkan pedoman dari modul sensor gas, diberikan nilai pada

EEPROM ATmega8 yang ada pada modul sensor lewat jalur UART, nilai yang

diberikan yakni berupa batas bawah maupun batas atas dari hasil deteksi sensor.

Untuk kalibrasi agar hasil deteksi sesuai dengan alat uji emisi bengkel maka

diberikan nilai batas bawah sesuai dengan perhitungan.

Gambar 4.37 Contoh grafik batas bawah dan batas atas dari sensor gas

80

Grafik di atas menunjukan Nilai hasil pembacaan sensor, batas bawah,

dan batas atas modul sensor. Jika hasil deteksi dibawah 350 ppm maka tidak

akan dibaca oleh modul karena batas bawahnya sama dengan 350, sehingga

harus diberi nilai batas bawah yang kurang dari 350, seperti perhitungan

dibawah ini :

Tabel 4.6 Nilai Stabil Alat Rancangan

Tabel 4.7 Nilai Stabil Alat bengkel

Dari tabel diatas maka margin dari gas CO = 371 – 159 ppm

CO = 212 ppm

Dari hasil perbandingan tersebut ada margin sebesar 212 ppm,

angka 212 ini digunakan pengurangan nilai batas bawah modul sensor CO

untuk diisikan nilainya ke modul sensor lewat jalur UART TTL.

Untuk mengetahui nilai batas bawah dari modul sensor CO bisa

didapatkan melalui jalur I2C dengan program berikut :

Gambar 4.38 Program baca Batas Bawah modul sensor CO

NO CO NOx Methane 1 371 ppm 192 ppm 35 ppm


81

Gambar 4.39 Grafik batasbawah sensor CO

Setelah itu nilai batasbawah dari sensor akan ditampilkan di 7-

segment hasilnya adalah 350.

Jadi nilai Batas bawah : 350 – 212 = 138

Batas bawah CO : = 138 ( 0x008A )

kemudian nilai 0x008A diisikan ke EEPROM modul sensor lewat jalur

UART TTL dengan program berikut

Gambar 4.40 Program tulis batas bawah modul sensor CO

4.5.4.2.2 Kalibrasi Modul Sensor Air Quality (Nox, CO2, Asap) memberikan

nilai batas bawah pada EEPROM modul melalui jalur UART

Selanjutnya setelah modul sensor CO dikalibrasi, modul sensor Air Quality

(NOx, CO2, asap) akan dikalibrasi dengan cara yang sama, tetapi gas yang

dibandingkan berbeda yaitu gas NOx.

82

Tabel 4.8 Nilai Stabil Alat Rancangan

Tabel 4.9 Nilai Stabil Alat bengkel

Dari tabel diatas maka margin dari gas NOx = 192 – 102 ppm

NOx = 90 ppm

Dari hasil perbandingan tersebut ada margin sebesar 90 ppm,

angka 90 ini digunakan pengurangan nilai batas bawah modul sensor NOx

(Air Quality) untuk diisikan nilainya ke modul sensor Air Quality melalui

jalur UART TTL. Untuk mengetahui nilai batas bawah dari modul sensor

NOx (Air Quality) bisa didapatkan melalui jalur I2C dengan program

berikut :

Gambar 4.41 Program baca batas bawah modul sensor Air Quality (NOx, CO2, asap)



83

Gambar 4.42 Grafik batas bawah sensor NOx,CO2,Asap (Air Quality).

Setelah itu didapatkan nilai batasbawah dari sensor ditampilkan di 7-

segment hasilnya adalah 250.

Jadi nilai batas bawah : 250 – 90 = 160

Batas bawah modul NOx / Air Quality = 160 (0x00A0)

kemudian nilai 0x00A0 diisikan ke modul sensor melalui jalur UART TTL

dengan program berikut

Gambar 4.43 Program tulis batas bawah ke modul sensor Air Quality (NOx, CO2, Asap)

84

4.5.4.2.3 Pengujian setelah Kalibrasi diruang terbuka dan tertutup

Gambar 4.44 Pengujian sensor di ruang terbuka setelah kalibrasi.

Tabel 4.10 Pengujian diruang terbuka Alat Rancangan setelah kalibrasi

Pengujian di ruang terbuka tanpa adanya polusi langsung udara hal ini

bertujuan apakah ada perbedaan hasil deteksi sebelum kalibrasi dengan

setelah kalibrasi. Sensor CO mendeteksi 45 ppm setelah stabil, Air Quality

Sensor mendeteksi 33 ppm setelah stabil, Methane mendeteksi 31 ppm

setelah stabil.

Uji pendeteksian

Air Quality (ppm)

CO (ppm) Methane (ppm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

37 35 36 35 34 33 33 33 33 33

55 50 49 48 47 45 45 45 45 45

39 36 35 34 33 31 31 31 31 31

85

Pengujian sensor setelah kalibrasi di ruang tertutup Gambar 4.45 Pengujian sensor setelah kalibrasi di ruang tertutup

Tabel 4.11 Pengujian di ruang tertutup alat rancangan setelah kalibrasi

Pada tabel diatas di ruang tertutup hasil deteksi sensor setelah dikalibrasi

terbaca kecil karena alat ditempatkan didalam rumah yang tidak mengandung banyak

polusi.

Uji pendeteksian

Air Quality (ppm)

CO (ppm) Methane (ppm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20 19 18 17 15 14 14 14 14 14

39 38 37 36 35 31 31 31 31 31

19 18 17 15 14 12 11 11 11 11

86

4.5.4.2.4 Uji coba alat setelah kalibrasi dengan alat bengkel

Gambar 4.46 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi

Tabel 4.12 Hasil perbandingan alat dengan alat bengkel setelah kalibrasi

Uji Pendeteksian Display Alat Rancangan (ppm) Display Alat Bengkel(ppm) CO NOx O2 CO NOx CO2 O2

1 182 130 55 170 155 000 0,54 2 180 129 54 169 149 000 0,55 3 179 125 54 168 136 000 0,55 4 178 126 53 167 130 000 0,54 5 178 124 52 165 129 000 0,55 6 175 121 55 164 120 000 0,54 7 175 119 53 162 119 000 0,55 8 170 118 51 160 116 000 0,55 9 168 115 54 159 115 000 0,50 10 169 114 51 159 112 000 0,55 11 165 113 52 159 110 000 0,54 12 164 112 51 159 109 000 0,55 13 161 111 55 159 107 000 0,55 14 159 109 55 159 106 000 0,54 15 159 105 55 159 104 000 0,55 16 159 102 55 159 102 000 0,54 17 159 102 55 159 102 000 0,55 18 159 102 55 159 102 000 0,55 19 159 102 55 159 102 000 0,50 20 159 102 55 159 102 000 0,55

Setelah kalibrasi dilakukan pengukuran kembali mobil Honda Jazz yang sama

untuk mengetahui apakah hasil deteksi gas alat rancangan sesuai dengan alat

Emission Analyzer milik bengkel resmi uji emisi. Hasilnya berdasarkan tabel diatas

alat rancangan setelah stabil hasil deteksi sensor Air Quality (NOx, CO2, asap), dan

sensor CO sama dengan hasil deteksi alat uji emisi milik bengkel.

87

4.5.4.2.5 Penerapan dengan uji coba dilapangan

Uji coba pengambilan data dilakukan 3 lokasi dalam 1 hari, pertama

dilakukan dilokasi Jl. Kebon Jeruk Raya No. 27. Kebon Jeruk Jakarta Barat 11530.

Uji coba pengambilan data kedua dilakukan di Jl. Kebon Jeruk Raya No.

8.Binus Kemanggisan, Palmerah Jakarta Barat 11480. DKI Jakarta. Uji coba

pengambilan data ketiga di Jl. K.H Syahdan No.22 Kemanggisan (sebelah kanan

Binus Center depan mushola).

Gambar 4.47 Uji coba lapangan di Jl. Kebon Jeruk Raya No. 27. Kebon Jeruk

Jakarta Barat 11530.

Gambar 4.48 Uji coba lapangan(2) di Jl.Kebon jeruk raya no 8 (pertigaan sevel)

88

Tabel 4.13 Hasi uji coba lapangan

Dari tabel diatas untuk penentuan kualitas udara berdasarkan data pada kolom

No_CO2_Asap karena data ini berasal dari sensor kualitas udara dimana target gas

yang dideteksi ialah NOx, CO2, asap. Hasil dari deteksi tingkat pencemaran udara

terpantau rata – rata “Baik” karena sensor kualitas udara (NOx,CO2,Asap) yang

terdeteksi masih dalam rentang 0 – 50 ppm, hanya terjadi sekali perubahan “Tidak

sehat” pada jam 13.10:14, dan waktu rata - rata pengiriman data 4 - 6 detik.

Faktor berhubungan dengan keandalan, yaitu Probabilitas, bekerja sesuai dengan

fungsinya,suatu ukuran yang dapat dinyatakan secara angka dengan nilai antara 0

dan 1 atau antara 0 x 100%.

Probabilitas = Jumlah kegagalan dalam rentang waktu tertentu

Total waktu operasi

= 1 error data di jam 16.17:012

240 detik

= 1,1 %

89

Uji coba pengambilan data ketiga dilakukan di Jl. K.H Syahdan No.22

Kemanggisan (sebelah kanan Binus Center depan mushola).

Gambar 4.49 Uji coba lapangan(3) di Jl. K.H Syahdan No.22 Kemanggisan

(sebelah kanan Binus Center depan mushola)

90

Tabel 4.14 Hasil Uji Coba ketiga

Berdasarkan data yang diambil dari tabel diatas mulai pukul 16.15 wib

termonitor kualitas udara “Baik", karena hasil deteksi Air Quality Sensor (NO, CO2,

asap) tercatat masih dalam rentang 0 – 50 ppm, hingga sampai pukul 16.19 wib

mulai ada perubahan kualitas udara sampai pada “Tidak sehat”, “Sangat tidak sehat”,

hal ini karena data sensor mulai mendeteksi 132 – 287 ppm karena mulai terjadi

kepadatan kendaraan bermotor di jalan sekitar alat dipasang.

Probabilitas = Jumlah kegagalan dalam rentang waktu tertentu

Total waktu operasi

= 1 error data di jam 16.17:02

240 detik

= 0,4 %

91

4.6 Evaluasi

Dari hasil percobaan dan pengujian sistem ini mempunyai beberapa kelebihan

dan kekurangan, yaitu sebagai berikut :

Kelebihan

• Alat rancangan ini mendeteksi secara real time dan bisa menunjukan

kualitas udara dari hasil deteksi.

• Sensor gas dapat diatur / kalibrasi dengan cara memberi nilai batas

bawah EEPROM modul sensor gas melalui antarmuka UART.

• Modul sensor gas memiliki ADC internal sendiri sehingga tidak

memakai ADC mikrokontroler.

• Dapat menyimpan hasil pengukuran sensor gas ke dalam suatu

database.

Kekurangan

• Kualitas udara hanya bergantung pada 1 sensor kualitas udara,

sehingga sensor gas lain tidak berpengaruh dalam menentukan kualitas

udara.

• Pengiriman SMS pada sangat berpengaruh terhadap jumlah pulsa pada

Sim Card yang ada di Modem GSM, sehingga bila pulsa Sim Card

habis data tidak bisa dikirimkan.

• Kualitas jaringan dari provider Sim Card yang digunakan untuk

Modem GSM sangat mempengaruhi pengiriman data.

2012-1-01144-sk bab4001

Documents