tugas akhir program studi diploma iii teknik elektrolib.unnes.ac.id/20439/1/5311311011-s.pdf ·...
Post on 07-Mar-2019
226 Views
Preview:
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN ALAT UJI EMISI PORTABEL GAS CO,
NOx, DAN HC PADA KENDARAAN BERMOTOR
TUGAS AKHIR
disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
Program Studi Diploma III Teknik Elektro
Oleh
Wahyu Hidayat
5311311011
JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015
ii
PENGESAHAN
Tugas Akhir ini telah dipertahankan di hadapan Panitia Ujian Tugas Akhir
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada tanggal 5
Januari 2015.
Panitia,Ketua Sekretaris
Tatyantoro Andrasto, S.T, M.T Riana Defi Mahadji Putri, S.T, M.TNIP. 196803161999031001 NIP. 197609182005012001
Penguji I Penguji II/Pembimbing Utama
Drs. Herdi Saputra Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.TNIP. 195705081985011001 NIP. 196605051997022001
Mengetahui,Dekan Fakultas Teknik
Drs. Muhammad Harlanu, M.PdNIP. 196602151991021001
iii
PERNYATAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa tugas akhir saya yang
berjudul “Rancang Bangun Alat Uji Emisi Portabel Gas CO, NOx, dan HC Pada
Kendaraan Bermotor” disusun berdasarkan dengan arahan dosen pembimbing.
Argumen dan temuan orang lain yang terdapat di dalamnya dikutip dan dirujuk
berdasarkan kode etik penulisan yang lazim dan ilmiah.
Penulis
Wahyu Hidayat
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto:
1. Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya di pundaklawan, tetapi pahlawan sebenarnya ialah orang yang sanggup menguasaidirinya dikala ia marah (Nabi Muhammad SAW).
2. Kepuasan terletak pada usaha, bukan hasil. Berusahalah dengan keras adalahkemenangan yang hakiki (Mahatma Gandi).
3. Tersenyumlah maka segalanya akan menjadi ringan (Hidayatcorp).
Persembahan:
Setetes peluh dan goresan tinta ini kupersembahkanuntuk:
1. Ayah dan Ibu tercinta, terimakasih atas kasih sayang,limpahan doa dan pengorbanannya
2. Adik serta keluarga besar tercinta terimaksih atassemua dukungannya
3. Sahabat-sahabat teknik elektro D3 UNNESAngkatan 2011.
4. Teman-teman yang senantiasa memberikandorongan
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan nikmat-Nya yang
senantiasa tercurah sehingga tersusunlah Tugas akhir yang berjudul “ Rancang Bangun
Alat Uji Emisi Portabel Gas CO, NOx, dan HC Pada Kendaraan Bermotor ” ini dapat
terselesaikan.
Penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak berupa
saran, bimbingan, maupun petunjuk dan bantuan dalam bentuk lain, maka penulis
menyampaikan terima kasih kepada :
1. Drs. M. Harlanu, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri
Semarang
2. Drs. Suryono, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri
Semarang
3. Riana Defi Mahadji Putri, S.T, M.T selaku Kaprodi Teknik Elektro D3 Universitas
Negeri Semarang
4. Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.T selaku dosen pembimbing
5. Bapak, Ibu dan Adik yang selalu memberikan dorongan moral dan material
6. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas akhir ini.
Dalam penyusunan Tuagas akhir ini penulis menyadari adanya kekurangan,oleh
sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Serta
Penulis berharap Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Semarang, Januari 2015
Penulis
vi
ABSTRAK
Hidayat, Wahyu, 2015. “Rancang Bangun Alat Uji Emisi Portabel Gas CO,NOx, dan HC”. Program Studi Teknik Elektro D3, Jurusan Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Ir. Ulfa Mediati Arief,M.T
Emisi gas buang kendaraan adalah sisa hasil pembakaan bahan bakar dalampembakaran mesin kendaraan bermotor. Mikrokontroler ATMega 16 merupakan ICyang dapat deprogram berulang kali dalam hal ini digunakan sebagai pengontrolanotomatis pada alat uji emisi portable.
Dalam upaya menekan tingkat polusi udara yang disebabkan oleh kendaraanbermotor, dan menanggapi upaya pemerintah yang telah mengeluarkan peraturanyang mewajibkan pemilik kendaraan untuk melakukan uji emisi. Dalam hal ini,tidak semua pemilik kendaraan bermotor memiliki kesadaran yang tinggi untukmerawat kendaraan mereka. Hal ini disebabkan enggan untuk mengeluarkan biayaperawatan yang mahal, dan untuk melakukan uji emisi pun masih menemui banyakkendala. Karena masih sedikitnya alat uji emisi yang tersedia dan juga biaya yangdikeluarkan untuk uji emisi juga cukup mahal. Berdasarkan permasalahantersebut,maka pada tugas akhir ini bertujuan membuat rancang bangun alat uji emisiportabel untuk memudahkan pengukuran emisi gas CO, NOx, dan HC pada gasbuang kendaraan bermotor.
Tahapan dari pembuatan alat uji emisi portabel ini yaitu melakukan studiliteratur dengan melakukan kajian bersdasarkan data yang relevan dari berbagaisumber yang ada, pembuatan alat uji emisi portabel, serta observasi di lapanganuntuk melakukan kalibrasi dan pengujian alat.
Hasil uji emisi portabel, untuk mobil Daihatsu Grand MAX, gas CO 0.42%,NOx 1.09Ppm dan HC 109Ppm. Dan untuk Daihatsu Xenia, gas CO 0.08%, NOx1.01Ppm, dan HC 21.98Ppm. Sedangkan hasil uji emisi dengan Gas Analiser milikDaihatsu, mobil Daihatsu Grand MAX, gas CO 0.43%, NOx 1.092Ppm dan HC119Pm dan untuk Daihatsu Xenia gas CO 0.07%, NOx 1.007Ppm, dan HC 22Ppm.Sehingga alat ini memiliki rata-rata tingkat error gas CO sebesar 8,3%, gas NOxsebesar 0,325%, dan gas HC sebesar 4,245%.Berdasarkan hasil data tersebut,pengujian alat uji emisi portabel untuk beberapa tipe kendaraan menunjukan tingkatpresentase error yang tidak begitu besar, lebih efisien, dan sederhana apabiladibandingkan dengan alat uji emisi yang dimilki oleh bengkel Daihatsu.
Kata kunci : Emisi, Alat Uji
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN .................................................................................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
ABSTRAK ........................................................................................................... vi
DAFTAR ISI ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
DAFTAR GAMBAR ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix
DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x i
DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakan Belakang .......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................2
1.3 Batasan Masalah....................................................................................2
1.4 Tujuan Penulisan ...................................................................................2
1.5 Manfaat..................................................................................................2
1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ......................................................3
BAB II PEMBAHASAN..............................................................................................4
viii
2.1 Landasan Teori.............................................................................................4
2.1.1 Teori Emisi Gas Buang Kendaraan..................................................4
2.1.2 Sensor MQ-7 ...................................................................................7
2.1.3 Sensor TGS-2201.............................................................................9
2.1.4 Mikrokontroler ATMega 16...........................................................11
2.1.5 Bahasa Pemrograman CV AVR.....................................................13
2.1.6 LCD................................................................................................14
2.1.7 Catu Daya.......................................................................................15
2.2 Tahapan Perancangan Alat Uji Emisi ........................................................17
1. Perancangan Desain Skema Alat Uji Emisi Portabel ................17
2. Penentuan Spesifikasi Komponen Elektronik ...........................18
3. Pembuatan Hardwere dan Softwere Alat Uji Emisi Portabel ....21
2.3 Pengujian Alat Uji Emisi ...........................................................................29
2.4 Hasil Pengujian Alat Uji Emisi Portabel....................................................30
2.5 Pembahasan................................................................................................31
BAB III PENUTUP ...............................................................................................36
1. Kesimpulan ..............................................................................................36
2. Saran ........................................................................................................36
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 37
LAMPIRAN ......................................................................................................... 38
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Sensor MQ-7 .......................................................................... 8
Gambar 2. Karakteristik Sensor MQ-7..................................................... 9
Gambar 3. Sensor dan Skema Rangkaian TGS-2201............................. 10
Gambar 4. Karakteristik Sensor TGS 2201............................................ 10
Gambar 5 . IC ATMega 16...................................................................... 11
Gambar 6. Konfigurasi PIN ATMeaga 16 ............................................. 12
Gambar 7 . LCD 20x4 ............................................................................. 15
Gambar 8. Baterra Lithium Polymer ...................................................... 16
Gambar 9 . Flowchart Perencanaan Desain............................................. 17
Gambar 10. Capasitor............................................................................... 18
Gambar 11. Resistor ................................................................................. 19
Gambar 12. Dioda .................................................................................... 19
Gambar 13. IC Regulator ......................................................................... 20
Gambar 14 . Cristal ................................................................................... 20
Gambar 15. LED ...................................................................................... 21
Gambar 16. Skematik Alat Uji Emisi Portabel ........................................ 22
Gambar 17. Aplikasi Eagle ...................................................................... 23
Gambar 18. Hasil Desain PCB Dengan Aplikasi Eagle ........................... 23
Gambar 19. Printout Desain PCB ............................................................ 24
x
Gambar 20. Hasil PCB yang sudah jadi ................................................... 25
Gambar 21. Desain Alat ........................................................................... 26
Gambar 22. Alat Yang Sudah Jadi ........................................................... 26
Gambar 23. Aplikasi CV AVR................................................................. 27
Gambar 24. Aplikasi Extream Burner ...................................................... 28
Gambar 25. Proses Download ke Mikrokontroler.................................... 28
Gambar 26. Layout Alat Uji Emisi Portabel ............................................ 29
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Batas Emisi Kendaraan Bermotor Kategori L ................................. 6
Tabel 2. Batas Emisi Kendaaan Bermotor Kategori M, N, O........................ 6
Tabel 3. Hasil Pengukuran Daihatsu GrandMAX 1.5.................................. 30
Tabel 4. Hasil Pengukuran Daihatsu Xenia ................................................. 31
Tabel 5. Penghitungan Error Pembacaan Daihatsu Xenia ........................... 33
Tabel 6. Penghitungan Error Pembacaan Daihatsu GrandMAX ................. 33
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Teknikal Data Sensor TGS 2201 ............................................. 39
Lampiran 2. Tknikal Data Sensor MQ-7...................................................... 41
Lampiran 3. Koding Alat Uji Emisi Portabel............................................... 44
Lampiran 4. Kalibrasi................................................................................... 47
Lampiran 5. Dokumentasi............................................................................ 48
Lampiran 6. Skematik Alat Uji Emisi Portabel ........................................... 50
Lampiran 7. SK Pembimbing....................................................................... 51
Lampiran 8. Formulir Bimbingan ................................................................ 52
Lampiran 9. Surat Pengantar Penelitian....................................................... 54
Lampiran 10. Surat Selesai Bimbingan........................................................ 55
Lampiran 11. SK Penguji ............................................................................. 56
Lampiran 12. Surat Selesai Revisi ............................................................... 57
1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin pesat, tingkat
polusi yang di sebabkan oleh pembakaran mesin kendaraan bermotor juga
semakin buruk. Hal tersebut telah mendorong upaya untuk menekan tingkat
polusi yang disebabkan oleh kendaraan bermotor tersebut.
Salah satu upaya pemerintah daerah adalah dengan mengeluarkan
peraturan yang mewajibkan pemilik kendaraan untuk melakukan uji emisi
sudah dilakukan. Contohnya Pemerintah DKI Jakarta sudah mengeluarkan
peraturan daerah (PERDA) nomor 2 tahun 2005 tentang pengendalian
pencemaran udara. D a n Bab VI Pasal 19 perda propinsi DKI Jakarta
nomor 95 tahun 2000 semua pemilik kendaraan bermotor diwajibkan
melakukan uji emisi kendaraannya, dan dijadikan sebagai salah satu syarat
untuk perpanjangan pajak kendaraan bermotor tersebut.
Uji emisi bertujuan untuk mengukur tingkat polusi yang disebabkan
pembakaran mesin kendaan bermotor. Apakah layak atau tidaknya
kendaraan bermotor di operasikan tergantung dari batasan tingkat emisi yang
ditetapkan untuk tingkat kendaraan tersebut. Namun demikian tidak semua
pemilik kendaraan bermotor memiliki kesadaran yang tinggi untuk merawat
kendaraan mereka, disamping enggan untuk mengeluarkan biaya perawatan
yang mahal. Untuk melakukan uji emisi pun masih menemui banyak kendala
karena masih sedikitnya alat uji emisi yang tersedia, dan juga biaya yang
dikelurkan juga cukup mahal. Di kota semarang alat uji emisi hanya ada di
bengkel bengkel resmi, itupun tidak semua bengkel menggunakannya
dikarenakan harga Gas Analyzer sekitar 45 jutaan, dan alat ini juga mudah
rusak.
Untuk mencoba mengatasi permasalahan ini, pada tugas akhir ini
dicoba untuk dibuat alat uji emisi dengan kualitas yang baik, yaitu
merancang suatu perangkat detektor yang akan menampilkan 3 (tiga) kadar
2
2
polutan emisi gas buang (yaitu NOx, CO, dan HC) yang dihasilkan
pembakaran mesin kendaraan. Alat ini juga akan didesain untuk siap
digunakan dimana saja dikarenakan menggunakan baterai sebagai sumber
energinya atau dapat dikatakan portabel.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah di uraikan di atas, terdapat beberapa
permasalahan yang dapat di jelaskan dan dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana menciptakan alat uji emisi yang portabel
2. Bagaimana mengukur emisi gas buang dengan menggunakan alat uji emisi
portable
3. Mengetahui kadar emisi gas CO, NOx, dan HC pada hasil pembakaran
mesin kendaraan bermotor
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang akan di bahas dalam pembuatan tugas akhir ini
diberikan batasan-batasan dalam pembahasan,antara lain:
1. Alat ini digunakan untuk mengukur gas buang kendaraan bermesin
…...bensin dan disel
2. Pembuatan alat ini digunakan untuk mengukur konsentrasi kadar gas
……CO, NOx, dan HC
1.4. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk :
1. Rancang bangun alat uji emisi portabel gas CO, NOx, dan HC
2. Mengukur konsentrasi gas buang hasil pembakaran mesin kendaraan
bermotor
1.5. Manfaat
Adapun manfaat dari pembuatan alat uji emisi portabel gas NOx, CO, dan HC
ini adalah :
1. Memudahkan pengukuran kadar emisi gas buang pada mesin mobil
ataupun kendaaan bermotor
3
3
2. Dapat mengukur konsentrasi gas NOx, CO, dan HC dengan mudah dan
dapat digunakan di manapun
1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir
Tugas Akhir ini secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian yaitu :
1. Bagian Awal
Bagian ini terdiri halaman judul, halaman pengesahan, pernyataan, motto dan
persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar
dan daftar lampiran.
2. Bagian Isi
Bagian ini merupakan bagian pokok tugas akhir yang terdiri dari 3 bab, yaitu:
BAB I : Pendahuluan
Pendahuluan, berisi latar belakang, permasalahan, tujuan, manfaat, dan
sistematika penulisan Tugas Akhir.
BAB II : Pembahasan
Bab ini berisi teori-teori relevan yang melandasi pelaksanaan pembuatan
alat ini. Perencanaan, Pembuatan, dan pengujian dari alat yang dibuat,
serta pembahasan.
BAB III : Penutup
Bab ini berisi simpulan dan saran-saran.
3. Bagian Akhir
Bagian ini terdiri dari daftar pustaka dan lampiran-lampiran.
4
4
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Landasan Teori
2.1.1 Teori Emisi Gas Buang Kendaraan
Emisi gas buang kendaraan adalah sisa hasil pembakaan bahan
bakar dalam pembakaran mesin kendaraan. Seperti diketahui bahwa
proses pembakaran bahan bakar dari motor bakar menghasilkan gas buang
yang secara teoritis mengandung HC, CO, CO2, NOx, C,H2, H2O, dan N2,
dimana banyak yang bersifat mencemari lingkungan sekitar dalam bentuk
polisi udara.
Hidro karbon (HC) merupakan gas yang tidak begitu
merugikan manusia, akan tetapi merupakan penyebab terjadinya kabut
campuran asap (smog). Pancaran hidro karbon yang terdapat pada gas
buang berbentuk gasoline yang tidak terbakar. Hidrokarbon terdapat pada
proses penguapan bahan bakar pada tangki, karburator, serta kebocoran
gas yang melalui celah antara silinder engkol.
Karbon monoksida (CO) adalah gas hasil pembakaran yang
bersifat racun bagi darah manusia pada saat pernafasan, sebagai akibat
berkurangnya oksigen pada jaringan darah. Gas karbon monoksida (CO)
terdapat cukup banyak di udara, dimana gas ini terbentuk akibat
adanya suatu pembakaran yang tidak sempurna. Gas karbon monoksida
mempunyai atom C yang tidak berbau, tidak terasa, serta tidak
5
Berwarna. Kendaraan bermotor memberi andil yang besar dalam
peningkatan kadar CO yang membahayakan. Di dalam semua polutan
udara, gas CO adalah pencemar yang paling utama.
NOx merupakan senyawa nitrogen yang tidak stabil dan bila
terlepas ke udara bebas, akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk
NO2. Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan
bila terkena air akan membentuk asam nitrat atau lebih dikenal dengan
hujan asam.Gas ini dibentuk dalam mesin, khusus pada suhu tinggi.Udara
yang mengandung NO dan UCH, dengan adanya sinar matahari akan
menyebabkan terbentuknya kabut asap foto kimia. Pada keadan normal,
kandungan NOx pada saat idle tidak melebihi 100 ppm.
Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang
kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang
akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2, dan senyawa NO2
Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu
ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO,
CO2 dan O2
Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun
2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor
Lama.
6
1) Kendaraan Bermotor Kategori L
Tabel 1 Batas emisi kendaraan bermotor kategori L
Kategori TahunPembuatan
ParameterMetodeUjiCO (%) HC (Ppm)
Sepedamotor2 langkah
< 2010 4.5 12000 Idle
Sepedamotor4 Langkah
< 2010 5.5 2400 Idle
Sepedamotor(2 langkahdan 4langkah)
≥ 2010 4.5 2000 Idle
2) Kendaraan Bermotor Kategori M, N, dan O
Tabel 2 Batas emisi kendaraan bermotor kategori M, N, dan O
Kategori TahunPembuatan
Parameter
MetodeUjiCO (%) HC
(Ppm)Opasitas
(%HSU)
MesinBensin
< 2007 4.5 1200 Idle
≥ 2007 1.5 200 Idle
MesinDisel
-GW ≤ 3.5ton
< 2010 70
PercepatanBebas
≥ 2010 40
-GW ≥ 3.5ton
< 2010 70
≥ 2010 50
7
Istilah dan definisi
1 . Kategori L
Kendaraan bermotor beroda dua atau tiga untuk angkutan
orang
2. Kategori M
Kendaraan bermotor Beroda empat atau lebih untuk
angkutan orang
3. Kategori N
Kendaraan bermotor beroda empat atau lebih untuk
angkutan barang
4. Kategori O
Kendaraan bermotor penarik untuk gandeng atau tempel
Alat ini dibuat hanya untuk mengukur kosentrasi gas CO,NOx,
dan HC pada emisi kendaraan bermotor. Pada tabel I dan 2 dipaparkan
standar emisi yang ada di Indonesia berdasarkan Peraturan Menteri
Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas
Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama Kementerian Negara
Lingkungan Hidup 2006
8
2.1.2 Sensor MQ-7
MQ 7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk
mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari hari,
industry atau otomotif. Sensr MQ 7 ini adalah mempunyai sensitifitas
tinggi terhadap karbon monoksida stabil dan berumur panjang. Sensor ini
menggunakan catu daya heater 5Volt DC dan menggunakan rangkaian 5
Volt DC, jarak pengukuran : 20 – 2000ppm untuk mampu mengukur gas
karbon monoksida.
Gambar 1 Sensor MQ-7
Prinsip keja dari sensor ini yaitu hambatan dalam sensor akan
berubah bila terdapatgas CO yang melewati sensor tersebut dan
mengakibatkan tegangan analog yang keluar dari sensor ini berubah. Besar
kecilnya perubahan hambatan sesnsor tergantung dari tinggi rendahnya
konsentrasi gas CO yang tersaring oleh sensor.
9
Gambar 2 Karakteristik sensor MQ-7
2.1.3 Sensor TGS-2201
Sensor TGS2201 adalah sebuah sensor yang dapat mendeteksi dua
elemen gas pembuangan, yaitu gas pembuangn mesin diesel dan gas
pembuangan bensin. Konduktifitas dari sensor ini tergantung dari
perubahan konsentrasi gas di udara. TGS2201 dapat mendeteksi 2
kandungan pada 1 substrate dan menghasilkan 2 keluaran secara terpisah
untuk merespon kandungan gas pembuangan diesel dan gas pembuangan
bensin.
10
Gambar 3 Sensor TGS 2201 dan skema rangkaian TGS 2201
Prinsip kerja dari sensor ini juga sama seperti MQ-7 yaitu hambatan
dalam sensor akan berubah jika terkena gas yang menjadi target sensor itu.
Bedanya adalah sensor ini memiliki dua buah keluaran terpisah yang
masing masing memiliki target gas yang berbeda yaitu NOx dan HC.
Gambar 4 Karakteristik Sessor TGS 2201
11
2.1.4 Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik
ditulis atau dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya digunakan untuk
pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.
Gambar 5 IC ATmega 16
Mikrokontroler AVR ATmega16/8535 memiliki fitur yang cukup
lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega16/8535 telah dilengkapi dengan
ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog
comparator,dl. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan
kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien,
serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler
ATmega16/8535.
12
Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMega 16/8535
Mikrokontroler ATMega16/8535 memiliki 40 pin untuk model
PDIP, dan 44 pin untuk model TQFP dan PLCC. Nama-nama pin pada
mikrokontroler ini adalah
Gambar 6 Knfigurasi PIN ATmega 16
1) VCC untuk tegangan pencatu daya positif.
2) GND untuk tegangan pencatu daya negatif.
3) PortA (PA0 - PA7) sebagai port Input/Output dan memiliki
kemampuan lain yaitu sebagai input untuk ADC
4) PortB (PB0 – PB7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki
kemampuan yang lain.
5) PortC (PC0 – PC7) sebagai port Input/Output untuk
ATMega8535.
6) PortD (PD0 – PD7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki
kemampuan yang lain.
13
7) RESET untuk melakukan reset program dalam mikrokontroler.
8) XTAL1 dan XTAL2 untuk input pembangkit sinyal clock.
9) AVCC untuk pin masukan tegangan pencatu daya untuk ADC.
10) AREF untuk pin tegangan referensi ADC.
2.1.5 Bahasa Pemrograman CV AVR
Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer untuk
pemograman mikrokontroler. Dalam melakukan pemograman
mikrokontroler diperlukan suatu software pemograman, salah satunya
yang mendukung bahasa C adalah Code Vision AVR (CV AVR). CV AVR
hanya dapat digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR.CV AVR
selain dapat digunakan sebagai software pemogramanan juga dapat
digunakan sebagai software downloader. Sofware downloader akan men-
download-kan file berektensi “.hex” ke mikrokontroler. (Averroes, 2009).
Fasilitas menarik lainya adalah dilengkapi CodeWizardAVR
Automatic Program Generator yang membimbing kita dalam menulis
sintaks program.Fungsi-fungsi yang didukung oleh CodeWizardAVR ini
adalah :
1) Setup memori eksternal,
2) Identifikasi sumber reset pada chip,
3) Inisialisasi port input/output,
4) Inisialisasi interrupt eksternal,
5) Inisialisasi timer/counter, dan
6) Inisialisasi watchdog timer.
14
7) Inisialisasi UART dan interrupt Serial
8) Inisialisasi komparator analog
9) Inisialisasi ADC
10) Inisialisasi interfacing SPI
11) Inisialisasi bus 12C
12) Inisialisasi bus 1Wire dan sensor suhu DS1820/DS18S20
13) Inisialisasi modul LCD
Penulisan program menggunakan CVAVR harus mengikuti kaidah-
kaidah yang diterapkan oleh bahasa pemprograman C karena compiler
CVAVR dikembangkan menggunakan bahasa C.
2.1.6 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan
diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,
ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang digunakan ialah
LCD dengan jumlah karakter 20x4. LCD sangat berfungsi sebagai
penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja
alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
1) TErdiri dari 20 karakter dalam 4 baris
2) Mempunyai 192 karakter tersimpan
3) Terdapat karakter generator terprogram
15
4) Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit
5) Dilengkapi dengan LED back light
Gambar 7 LCD 20x4
2.1.7 Catu Daya
Catu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal
perancangan sebuah alat elektronik. Tanpa bagian ini robot tidak akan
berfungsi.begitu juga bila pemilihan catu daya tidak tepat,maka alat ini
tidak akan bekerja dengan baik.
Baterai yang digunakan pada alat ini adalah berjenis Lithium
polymer.Hal ini karena jenis baterai ini merupakan jenis baterai yang dapat
diisi ulang (rechargeable).Baterai ini memiliki tegangan kerja 11,1 Volt
dengan kapasitas 800mAh.dimensi 7,3 x 2,6 x 1,9 cm.
16
Gambar 8 Baterai Lithium polymer
Untuk pengisian baterai ini dapat dilakukan kapan saja, selain jenis
baterai Lythium polymer, masih banyak lagi jenis baterai yang tersedia
dipasaran dengan spesifikasi yang beragam dan dapat digunakan untuk
catu daya. Diantaranya baterai Ni-cd,Alkaline, Lithium,Lead acid dan
sebagainya, yang masing masing mempunyai kelebihan dan kekurangan.
17
2.2 Tahapan Perancangan Alat Uji Emisi Portabel
Tahapan perancangan alat dibuat melaluitiga tahapan, yaitu perancangan
desain, penentuan komponen elektronik, dan pembuatan hardwere dan
softwere.
1. Perancangan Alat Uji Emisi Portabel
Proses pembuatan desain alat uji emisi portable ini meliputi
mengumpulkan referensi referensi bertujuan untuk membantu dalam
pengumpulan bahan guna membuat alat uji emisi portable ini. Kemudian
menentukan alur pembuatan alat dengan maksud menentukan bagian
bagian apa saja yang harus dibuat dan yang harus diselesaikan terlebih
dahulu.
Gambar 9. Flowchart Perancangan Alat Uji Emisi Portabel
18
2. Penentuan Spesifikasi Komponen Elektronik
a. Capasitor
Dalam alat ini menggunakan tiga jenis kapasitor yaitu jenis
elektrolit, MKM, dan keramik.
Kapasitor elektrolit erfungsi untuk mengurangi ripple agar
gelombang DC menjadi DC murni aatau mengurangi noise. Dalam alat ini
kapasitor elektrolityang digunakan berukuran 220uF/16volt
Kapasitor MKM berfungsi sebagai pengaman saat dilakukan reset
agarn tidak langsung sort sirkuit. Dalam alat ini kapasitor MKM yang
digunakan berukuran 100nF
Kapasitor keramik berfungsi sebagai oscillator mendampingi
Cristal. Yang digunakan berukuran 22pF
Gambar 10. Capasitor MKM, Elektrolit, dan Keramik
b. Resistor
Berfungsi sebagai pembagi tegangan, di alat ini di gunakan empat buah
resistor yaitu 330ohm 10K ohm trimpot 1K ohm dan potensio 5K ohm
19
Gambar 11. Trimpot, Resistor, dan Potensio
c. Dioda
Fungsi dari diode di sini sebagai pengaman agar arus yang masuk
tidak terbalik. Dalam alat ini di gunakan diode silicon berukuran 1N4007
Gambar 12. Dioda
20
d. IC Regulator
Menggunakan IC 7805 yang berfungsi sebagai pemotong tegangan
menjadi sebesar 5 volt DC.
Gambar 13. IC 7805
e. Cristall
Berfungsi sebagai clock detak jantung untuk menghidupkan IC ATMega
16/8535. Cristal yang dignakan disini berukuran 11,0592MHz
Gambar 14. Crystal
f. LED
Led adalah light emiting diode berfungsi sebagai indikator power.
21
Gambar 15. LED
3. Pembuatan Hardwere dan Software Alat Uji Emisi Portabel
a. Pembuatan Hardwere
Langkah pertama yaitu pembuatan skematik dai system
mikrokontroler untuk menentukan rangkaian yang akan dibuat, dengan
maksud memudahkan dalam pembuatan skema PCB.
22
Gambar 16 : Skematik Alat Uji Emisi Portabel
IC1 = ATMega 16
IC2 = Regulator 7805
Q1 = 11,0592MHz
C1,C2 = 22pF
C3 = 100nF
C4 = 220uF/16V
R1,R2 = 330ohm
R3,R4,R5 = 10K ohm
D1 = 1N4148
LCD = 20x4
J2 = DC Jack
LED1 = Biru 5mm
S1 = Tuts Switch
23
Langkah kedua dalam pembuatan hardwere ini adalah membuat
PCB atau mainboard, sebelum membuat PCB terlebih dahulu merancang
skema rangkaian layout PCB dengan komputer menggunakan aplikasi
Eagle.
Gambar 17 : Aplikasi Eagle
Gambar 18 : Hasil desain PCB dengan aplikasi Eagle
24
Langkah ke tiga yaitu pencetakan PCB. Desain PCB dari Eagle
dicetak ke plastic mika transparan menggunakan printer laser, kemudian
distrika agar bubuk karbon karbon berpindah dari mika ke PCB. Lalu PCB
tadi dilarutkan kedalam larutan HCL yang bertujuan untuk membentuk
jalur jalur PCB, dilanjutkan melubangi letak komponen elektronik dengan
cara di bor.
Gambar 19 : Printout Desain PCB
25
Gambar 20 : Hasil PCB yang sudah jadi
Langkah ke empat yaitu pemasangan komponen pada PCB dan
perakitan keseluruhan. Hal ini bertujuan untuk menggabungkan semua
komponen komponen yang dibutuhkan sehingga dapat bekerja sesuai apa
yang diharapkan.
Langkah terakhir yaitu pembuatan Box atau wadah. Proses ini
berawal dari pendesainan box dengan cara di gambar lalu direalisasikan
dengan membuat wadah tersebut sesuai dengan desain dari gambar.
26
Gambar 21 : Desain Alat
Gambar 22 : Alat yang sudah jadi
b. Pembuatan Softwere atau program
Langkah pertama yaitu pembuatan program, langkah ini dilakukan
dengan menggunakan program CV-AVR. Pembuatan program ini sangat
penting karena akan menjadi pengaturan utama pada perhitungan kadar
gas dan tampilan LCD.
27
Gambar 23 Aplikasi CV AVR
Langkah ke dua yaitu memasukkan program kedalam
mikrokontroler dilakukan mengguakan PC melalui aplikasi Extream
Burner melalui hubungan dengan port USB pada computer maupun laptop.
Sebelum memasukkan program kedalam mikrokontroler, pastikan
mikrokontroler mendapat catu daya yang memadai. Karena jika
mikrokontroler tidak mendapat catu daya yang memadai maka program
tidak mengisi ke mikrokontroler.
28
Gambar 24 Aplikasi Extream Burner
Pada saat mendownload program ke dalam mikrokontroler di
lakukan secara berulang ulang guna mendapatkan hasil yang maksimal.
Pada saat pendownloadat ini terkadang banyak terjadi error, baik dari
masalah hardwere ataupun softwere.
Gambar 25 Proses Pendownloadat program ke dalam
mikrokontroler
29
2.3 Pengujian Alat Uji Emisi Portabel
Pengujian alat ini bertujuan untuk mencoba keseluruhan fungsi kerja dari
alat tersebut, apakah bekerja dengan baik atau tidak. Selain itu pengujian
dilakukan juga untuk mendapatkan data data dari alat tersebut. Data yang diambil
antara lain adalah tingkat perbandingan error pembacaan pengukuran oleh sensor
sensor gas CO, NOx, dan HC, dibandingkan dengan tecnotest type 488 milik
Daihatsu.
Cara untuk mengoprasikan alat ini adalah sebagai berikut :
Gambar 26 : Layout Alat Uji Emisi Portabel
1) Pilih sumber daya yang akan digunakan dengan menggeser saklar, jika
arah atas untuk sumber dari PLN sedangkan arah ke bawah sumber dari
baterai (1)
30
2) Tekan tombol power on untuk menghidupkan dan mematikan alat ini, (2)
3) Atur tampilan LCD, kecerahan dan ketajaman tulisan diatur dengan
memutar potensio (3)
4) Masukkan pipa sensor ke dalam saluran gas buang kendaraan. (4)
5) Tunggu sampai pembacaan pada LCD stabil. (5)
6) Tombol Reset berfungsi untuk merestart alat uji emisi portable (7)
2.4 Hasil Pengujian Alat Uji Emisi Portabel
Tabel 3. Hasil Pengukuran Daihatsu GrandMAX 1.5
M TipeKendaraan
Data Pengujian Gas Analyzer
CO % NOx HC CO % NOx HC
1 GrandMAX1.5 2011 Van
0.40 1.07 106.86 0,43 1,092 119
2 0.40 1.07 105.63
3 0.44 1.10 104.53
4 0.43 1.07 106.86
5 0.44 1.10 109.33
6 0.42 1.10 112.48
7 0.40 1.10 114.40
8 0.43 1.13 109.33
9 0.42 1.10 112.48
10 0.43 1.10 108.10
Rata Rata 0.42 1.09 109.00 0,43 1,092 119
36
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Simpulan
1) Hasil uji emisi portabel, gas CO, NOx, dan HC untuk mobil Daihatsu Xenia
dan Grand MAX memiliki rata-rata tingkat error gas CO sebesar 8,3%, gas
NOx sebesar 0,325%, dan gas HC sebesar 4,245%.
2) Besar kecilnya data yang masuk dipengaruhi oleh konsentrasi gas pada saat
itu juga, atau dapat dikatakan data yang terbaca adalah real time,
3) Uap air yang dihasilkan pada proses pembakaran dapat mempengaruhi
resistan sensor sehingga konsentrasi yang terbaca tidak akurat.
3.2 Saran
Berdasarkan pembahasan di atas penulis menyarankan kepada piha-pihak
sebagai berikut:
1. Pengujian dilakukan pada saat kondisi mesin idle atau stasioner (750-850
RPM)
2. Untuk Penelitian selanjutnya sebaiknya ditambahkan saringan uap air agar
udara dapat tersaring dengan baik
3. Bagi lembaga terkait untuk dapat mengembangkan alat uji emisi portabel gas
CO, NOx, dan HC karena dapat membantu perkembangan alat pendukung
tranportasi.
37
DAFTAR PUSTAKA
Admin, , 2005. Forum Otomotif. tersedia di : http://www.saft7.com/
E-book Mikrokontroler Atmega8535 Dengan Codevision AVR, Politeknik
Caltex Riau
Figaro USA, Product Information TGS 2201 – for detection of Gasoline and
Diesel Exhoust Gas, Rev: 10/06. Tersedia di
http://www.figarousa@figarosensor.com
Hanwey Electronics, Technical Data MQ-7 Gas Sensor. Tersedia di :
http://www.hwsensor.com
Heryanto, M Ari dkk. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler
ATMega 8535. Yogyakarta : C.V Andi Offset
Kosegeran, Victor V dkk. 2013. Perancangan Lat Ukur Kadar Karbon
Monoksida Karbon Dioksida dan Hidrokarbon Pada Gas Buang
Kendaraan Bermotor, Manado : e-jurnal FATEK UNSRAT
Kementrian Lingkungan Hidup, Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor
05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan
Bermotor Lama Kememntrian Negara Lingkungan Hidup 2006
Sasongko, Bayu, 2013. Blog Elektronika. Etekno. tersedia di :
http://etekno.blogspot.com/
38
LAMPIRAN
39
Lampiran 1. Tehnikal Data Sensor TGS 2201
40
40
41
Lampiran 2. Tehnikal Data Sensor MQ-7
42
42
43
43
44
Lampiran 3. Koding Alat Uji Emisi Portabel
45
45
46
46
47
Lampiran 4. KALIBRASI
No Alat Uji Emisi Portabel DaihatsuCO NOx HC CO NOx HC
1 40 473 527 0 1,020 582 68 456 544 0,02 1,017 653 42 467 507 0 1,021 364 770 447 557 0,5 1,024 435 449 428 719 0,24 1,041 70
48
Lampiran 5. Dokumentasi
Proses Pengambilan Data Dibantu Oleh Salah Satu Mekanik
Contoh Hasil Rekaman Data Oleh Astra Daihatsu
49
Contoh Hasil Pembacaan kadar Gas dengan Alat Uji Emisi Portabel
49
50
Lam
pian
6.S
kem
atik
Ala
t U
ji E
mis
i Por
tabe
l
50
51
Lampiran 7. SK Pembimbing
52
Lampiran 8. Formulir Bimbingan
53
53
54
Lampiran 9. Surat Pengantar Penelitian
55
Lampiran 10. Laporan Selesai Bimbingan
56
Lampiran 11. SK Penguji
57
Lampiran 12. Surat Selesai Revisi
top related