bab iv hasil penelitian 4 - repository.unj.ac.idrepository.unj.ac.id/2186/4/bab iv.pdf4.1.1 prinsip...
Post on 23-Aug-2019
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
BAB IV
HASIL PENELITIAN
4.1 Deskripsi Hasil Penelitian
Berdasarkan rancangan penelitian yang telah dijelaskan, peneliti akan
menjelaskan hasil penelitian yang sudah dilakukan.
4.1.1 Prinsip Kerja Alat
Alat Monitoring Kadar Gas Karbon Monoksida (CO) Via Web memiliki fungsi
sebagai alat monitor kadar Gas Karbon Monoksida di udara, kemudian hasil
monitoring tersebut ditampilkan melalui LCD 16x2 dan melalui web.
Saat sistem diaktifkan maka LCD akan menampilkan teks “CO MONITOR ” di
baris pertama, dan teks “M. KAMAL KH” di baris kedua. Dengan delay selama
tiga detik. Seperti pada gambar 4.1.
Gambar 4. 1 Tampilan Awal Saat Sistem Aktif
2
Kemudian inisialisasi input dan output. Setelah input dan outputnya sesuai maka
akan ada pengambilan keputusan antara dua kondisi, kondisi pertama adalah
apabila Node MCU tidak terhubung dengan internet maka LCD akan menampilkan
teks “WIFI DISCONNECTED” dan buzzer akan berbunyi dengan delay 100 mili
detik, maka secara otomatis sistem tidak bisa dilanjutkan. Kondisi kedua adalah
apabila Node MCU terhubung dengan internet, maka LCD akan menampilkan teks
“WIFI CONNECTED”, seperti pada gambar 4.2. Apabila telah terhubung maka
sistem bisa dilanjutkan.
Gambar 4. 2 Tampilan Saat Node MCU Terhubung Dengan Internet
Setelah terhubung dengan internet sensor MQ-7 akan melakukan pemanasan
(Heating) dengan tegangan +5 V selama 90 detik dan dengan tegangan +1,4 V
selama 60 detik sebanyak dua kali siklus, setelah itu sensor akan melakukan
pembacaan (Sensing) gas CO pada lingkungan kerjanya. Setelah mendapatkan hasil
pembacaan gas CO maka akan ditampilkan ke LCD berupa besar pembacaan gas
CO dan statusnya. Apabila kadar gas CO <25 ppm maka statusnya “Aman”, apabila
ada dalam rentang 25-80 ppm maka statusnya “Tercemar”, dan apabila >100 ppm
3
maka statusnya “Berbahaya”. Apabila statusnya “Berbahaya” maka Buzzer akan
aktif sebagai alarm peringatan. Selain menampilkan hasil pembacaan di LCD, Node
MCU juga mengirim hasil pembacaan ke web yang telah tersambung, seperti pada
gambar 4.3.
Gambar 4. 3 Hasil Pembacaan Gas CO Yang Ditampilkan Di Web
Pengiriman data ke web dilakukan secara bersamaan dengan penampilan data
di LCD. Sistem tidak berhenti dan akan terus melakukan pengulangan, kecuali
apabila sistem tidak mendapatkan supply daya.
4.1.2 Langkah kerja Alat
Berikut adalah langkah-langkah kerja Alat Monitoring Kadar Gas Karbon
Monoksida (CO) di udara Via Web :
1. Sambungkan Mikrokontroller NodeMcu dengan laptop yang berisi program
Monitoring Kadar Gas Karbon Monoksida Via Web menggunakan kabel usb.
2. Upload program dari laptop ke mikrokontroller NodeMcu.
3. Nyalakan catu daya yang terdapat pada alat.
4
4. Sebelum melakukan pembacaan gas Karbon Monoksida, sensor berada dalam
mode pemanasan dengan tegangan 5V selama 90 Detik.
5. Setelah melakukan pemanasan, sensor mulai melakukan pembacaan terhadap
gas Karbon Monoksida. dan dengan tegangan sebesar 1,4 V selama 60 detik.
6. Alat melakukan pembacaan gas Karbon Monoksida.
7. Setelah mendapatkan data hasil pembacaan, alat menampilkan data hasil
pembacaan di LCD dan di web.
8. Apabila hasil pembacaan melebihi angka 80 ppm, maka buzzer akan aktif
sebagai alarm.
9. Sistem akan melakukan pengulangan terus menerus, kecuali supply daya
terputus.
4.2 Analisis Hasil Penelitian
4.2.1 Hasil Desain Skematik Shield Node Mcu
Rangkaian skematik Shield Node Mcu dibuat menggunakan aplikasi eagle versi
6.1.0. shield node mcu digunakan untuk memudahkan penggunaan mikrokontroller
Node Mcu sebagai perangkat kontrol yang terhubung dengan perngkat input dan output
alat. Gambar 4. 4 merupakan hasil desain skematik shield node mcu.
5
Gambar 4. 4 Hasil Desain Skematik Shield Node MCU
4.2.2 Hasil Desain Skematik Switching Tegangan
Rangkaian skematik switching tegangan dibuat menggunakan aplikasi eagle
versi 6.1.0. Rangkaian switching tegangan digunakan untuk men switch tegangan yang
masuk ke sensor, yaitu tegangan +5V selama 60 detik, dan tegangan +1,4V selama 90
detik. Rangkaian switching tegangan menggunakan komponen transistor BD 139 dan
relay 5V sebagai kontrol switching tegangan. Tegangan 5V didapat langsung dari IC
regulator 7805 yang terdapat di rangkaian shield node mcu, sedangkan tegangan 1,4V
didapat dari hasil pengaturan trimpot sebesar 10KΩ yang terdapat pada rangkaian
switching tegangan.gambar 4.5 merupakan hasil desain skematik switching tegangan.
Gambar 4. 5 Hasil Desain Skematik Switching Tegangan.
6
4.2.3 Hasil Desain Casing Alat
Hasil desain casing alat berbahan dasar akrilik dengan tebal 3mm memiliki
ukuran 21 x 10 x 4 cm. Casing alat berfungsi untuk memudahkan penempatan dan
pengkabelan komponen pendukung sistem. Gambar 4.6 merupakan bentuk fisik casing
alat.
Gambar 4. 6 Hasil Desain Casing Alat
Pada casing alat terdapat lubang seukuran LCD 16 x 2 untuk memudahkan
proses pembacaan data hasil monitoring, dan terdapat lubang berbentuk lingkaran
dengan diameter 1,6 cm untuk tempat sensor gas co, agar memudahkan dalam proses
monitoing gas.
4.2.4 Hasil Pengujian sambungan WiFi
Pengujian Komunikasi dengan wifi dilakukan untuk mengetahui apakah alat
sudah terhubung dengan wifi atau belum, jika belum maka tidak akan bisa lanjut ke
proses monitoring gas. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1
7
Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Sambungan Wifi
No. Pengujian
Sambungan Wifi
Kriteria Pengujian Hasil
Pengujian
1. Pengiriman Data Wifi
Tersambung
Dapat Mengirim
Data Ke Web
Sesuai
4.2.5 Hasil Pengujian Switching Tegangan
Pengujian Switching tegangan bertujuan untuk menguji apakah sistem switching
bekerja dengan baik atau tidak. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4. 2 Tabel Hasil Pengujian Switching Tegangan
No. Pengujian Program
Switching
Kriteria Pengujian Hasil
Pengujian
1. Heating (Pemanasan) 60 Detik 5 V Sesuai
2. Sensing (Pembacaan) 90 Detik 1,4 V Sesuai
4.2.6 Hasil Pengukuran Analog Sensor MQ-7
Pengukuran analog sensor bertujuan untuk mendapatkan nilai dasar sebagai
formula pengali yang tepat, agar nantinya hasil pembacaan modul sensor dapat sesuai
dengan alat ukur yang sudah terkalibrasi. Pengukuran dilakukan dengan mencatat nilai
keluaran analog dari sensor dan tegangan keluaran (Vout) yang di berikan gas Karbon
Monoksida dengan rentang 0 – 100 ppm. Berikut hasil pengukuran dapat dilihat di
Tabel 4.3.
Tabel 4. 3 Tabel Hasil Pengukuran Analog Sensor MQ-7
No. Gas CO Standar
(ppm)
ADC
Sensor
Vout (v) RS (kΩ) Rs/Ro
1. 10 315 1.53 22.6 3,28
2. 20 337.2 1.65 20.3 2,90
3. 30 369.6 1.81 17.62 2,52
4. 40 416.6 2.03 14.51 2,22
5. 50 467 2.28 11.93 1,69
6. 60 494.8 2.42 10.66 1,52
7. 70 525.4 2.57 9.46 1,35
8
8. 80 564.4 2.76 8.12 1,2
9. 90 577.4 2.82 7.73 1,12
10. 100 606.6 2.96 6.89 1
Keterangan :
a) ADC Sensor : Sinyal Analog dari sensor
b) Vout : Tegangan yang dikonversi dari ADC dengan
rumus, Vout = 1023/5 * ADC
c) Rs : Hambatan dalam sensor dari perubhan konsentrasi
sensor.
d) Rs :
e) Rs/Ro : Nilai acuan ketika 100 ppm CO = Rs/Ro = 1
Dari hasil pengukuran nilai adc sensor diperoleh grafik yang menunjukkan
hubungan antara PPM dengan RS/RO. Kemudian di cari rumus atau model
matematisnya menggunakan aplikasi MS.EXCEL, dengan menggunakan regresi
(trendline) power maka diperoleh persamaan (y = 114,54x-1,683
). Dari persamaan
tersebut penggunaan model matematis sensor MQ-7 yang digunakan pada kode
Node Mcu dengan menggunakan fungsi pow adalah
R = Rs/Ro;
P = -1,683;
z = pow(R,P);
ppm = 114,54*z;
9
Gambar 4. 7 Grafik perbandingan RS/RO dengan PPM
4.2.7 Hasil Perbandingan Pembacaan Sensor MQ-7
Perbandingan pembacaan sensor bertujuan untuk menguji apakah hasil
pembacaan sensor sudah sesuai dengan alat yang terkalibrasi atau belum. Dan juga
untuk mengetahui berapa persen nilai selisih pembacaan alat. Pengujian dilakukan
dengan memberikan gas CO sebanyak 5 kali. Hasil perbandingan pembacaan
sensor MQ-7 dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Tabel 4. 4 Tabel Hasil Perbandingan Pembacaan Sensor MQ-7
Pengulangan Gas CO Standar 100
ppm
Pembacaan Alat yang
Di Uji
1. 100 92.7
2. 100 95.21
3. 100 97.11
4. 100 99.13
5. 100 100.3
Rata-Rata 100 96,89
Nilai Selisih (%) 3.11 %
10
4.2.8 Hasil Pengujian Buzzer dan LCD
Pengujian Buzzer dan LCD bertujuan untuk mengetahui apakah kedua
komponen tersebut bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan
memberikan input tegangan sebesar 5 V kepada tiap komponen. Hasil uji coba
ditulis pada Tabel 4.5.
Tabel 4. 5 Tabel Hasil Pengujian Buzzer dan LCD
No. Komponen yang Di Uji Kondisi Komponen
1. Buzzer Aktif
2. LCD Aktif
4.2.9 Hasil Pengujian Sistem
Pengujian Alat monitoring kadar gas karbon monoksida via web dilakukan
dengan memberikan gas Karbon Monoksida kedalam lingkup kerja sensor gas yang
telah dibuat. Kemudian sensor akan mengukur kadar gas yang ada. Sistem akan
bekerja sesuai dengan ketentuan yang telah dibuat yakni membaca kadar gas CO
dan mengelompokkannya, kemudian ditentukan tingkat ancaman bahayanya bagi
kehidupan manusia. Tabel hasil pengujian sistem dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4. 6 Tabel Hasil Pengujian Sistem
Karbon
Monoksida
Terukur (ppm)
Pengujian Subsistem
Nilai ppm di LCD Nilai ppm di Web Buzzer (Alarm)
0-25 20 20 Off
25-80 55 55 On
80-100 87 87 On
11
4.3 Pembahasan
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, peneliti akan membahas
subsistem dari keseluruhan sistem alat monitoring kadar gas karbon monoksida di udara
via web. Subsistem yang dibahas meliputi pengujian sambungan dengan web, pengujian
switching tegangan, pengukuran analog sensor, Kalibrasi sensor, pengujian buzzer dan
LCD, sampai ke pengujian sistem secara keseluruhan.
Pengujian pertama adalah pengujian sambungan dengan web. Dari hasil pengujian
yang dilakukan sistem dapat tersambung ke web dengan baik. Sambungan dengan web
merupakan syarat awal sistem dapat dimulai, apabila sistem tidak tersambung dengan
web maka sistem tidak akan masuk ke langkah berikutnya untuk melakukan pembacaan
kadar gas karbon monoksida dan menampilkannya di web.
Pengujian selanjutnya adalah pengujian switching tegangan, switching tegangan
dilakukan sesuai sifat dari sensor gas MQ-7 yang memerlukan tegangan berbeda pada
saat pemanasan dan pembacaan kadar gas karbon monoksida. Berdasarkan hasil
pengujian yang dilakukan, sistem dapat melakukan switching tegangan dengan baik.
Sehingga sensor MQ-7 dapat bekerja dengan baik.
Selanjutnya adalah pengukuran analog sensor bertujuan untuk mendapatkan
formula pengali yang tepat, agar nantinya hasil pembacaan modul sensor dapat
mengukur kadar gas CO sesuai dengan standart alat ukur yang sudah terkalibrasi. Dari
hasil pengukuran yang dilakukan diapatkan nilai analog dari rentang 0-100 ppm.
Sehingga bisa didapatkan formula pengali untuk menjadi acuan perhitungan nilai ppm
sensor.
12
Setelah didapatkan formula pengali yang tepat barulah hasil pembacaan alat dapat
dikalibrasi dengan alat pabrikan yang sudah teruji. Tujuan kalibrasi adalah untuk
membandingkan hasil pembacaan, sehingga peneliti dapat mengetahui nilai error nya.
Pengujian terakhir adalah pengujian fungsi buzzer dan LCD. Berdasarkan hasil
pengujian buzzer dan LCD dapat bekerja dengan baik. LCD dapat menampilkan nilai
hasil pembacaan sensor gas MQ-7 dengan tepat. Dan buzzer dapat bekerja dengan baik
sebagai penanda, apabila kadar gas CO melebihi nilai 80 ppm.
Berdasarkan hasil pengukuran dan pengujian subsistem yang sudah dilakukan,
mulai dari pengujian sambungan dengan web, pengujian switching tegangan,
pengukuran analog sensor, Kalibrasi sensor, pengujian buzzer dan LCD, sampai ke
pengujian sistem secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa sistem dapat berfungsi
sesuai dengan perancangan yang dilakukan.
4.4 Aplikasi Hasil Penelitian
Alat monitoring kadar gas karbon monoksida (CO) di udara via web dapat
diaplikasikan dalam kehidupan sehari – hari baik untuk keperluan industri maupun
keperluan keluarga. Sebagai salah satu alat yang mampu menjaga kesehatan manusia,
serta menjaga keberlangsungan hidup manusia.
top related