bab ii tinjauan pustaka - sinta.unud.ac.id file7 pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu...

15
5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir Alat pendeteksi kadar alkohol adalah alat yang menggunakan sensor MQ-3 dan tampilan berupa LCD (Liquid Crystal Display). Sensor MQ-3 ini digunakan untuk mendapatkan persentase dari kadar alkohol pada minuman. Dari persentase tersebut kita dapat mengetahui kadar alkohol dan golongan dari alkohol tersebut. Penelitian yang menggunakan sensor MQ-3 sudah banyak dilakukan terutama berkaitan tentang kadar alkohol pada zat cair. Alat pendeteksi kadar alkohol dengan menggunakan sensor MQ-3 berbasis mikrokontroler ATmega328 diharapkan mampu mempermudah pendeteksian kadar alkohol dan golongan alkohol pada minuman yang diperjualbelikan di masyarakat. Berikut ini beberapa referensi yang bisa dijadikan acuan untuk menjelaskan penelitian tentang rancang bangun alat pendeteksi kadar alkohol pada minuman beralkohol berbasis ATmega328 1. Anggraeni Dwi Haryowati (2010) mempublikasikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun Deteksi Alkohol Pada Urine Dengan Sensor TGS 2620 Berbasis AT89s51”. Diperoleh bahwa hasil uji sistem keseluruhan menunjukkan bahwa pada saat urine terdeteksi kadar alkohol ditunjukkan dengan informasi pada komputer bahwa urine positive alkohol dengan kadar tertentu berdasarkan kenaikan tegangan keluarannya. (Jurnal Berkala Fisika, 2010) 2. Ade Vikri Satria (2013) mempublikasikan penelitian yang berjudul Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Cairan Menggunakan Sensor MQ-3 Berbasis Mikrokontroler AT89s51”. Diperoleh bahwa hasil Sensor MQ-3 dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan kadar alkohol pada cairan. (Jurnal Fisika Unand, 2013) 3. Syahrul dkk (2013) mempublikasikan penelitian yang berjudul Pengatur Kadar Alkohol Dalam Larutan”. Diperoleh bahwa hasil Alat yang dirancang dapat mengatur kadar alkohol dalam sebuah larutan, dengan nilai kadar

Upload: others

Post on 17-Aug-2019

15 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

Alat pendeteksi kadar alkohol adalah alat yang menggunakan sensor MQ-3

dan tampilan berupa LCD (Liquid Crystal Display). Sensor MQ-3 ini digunakan

untuk mendapatkan persentase dari kadar alkohol pada minuman. Dari persentase

tersebut kita dapat mengetahui kadar alkohol dan golongan dari alkohol tersebut.

Penelitian yang menggunakan sensor MQ-3 sudah banyak dilakukan terutama

berkaitan tentang kadar alkohol pada zat cair.

Alat pendeteksi kadar alkohol dengan menggunakan sensor MQ-3 berbasis

mikrokontroler ATmega328 diharapkan mampu mempermudah pendeteksian

kadar alkohol dan golongan alkohol pada minuman yang diperjualbelikan di

masyarakat. Berikut ini beberapa referensi yang bisa dijadikan acuan untuk

menjelaskan penelitian tentang rancang bangun alat pendeteksi kadar alkohol pada

minuman beralkohol berbasis ATmega328

1. Anggraeni Dwi Haryowati (2010) mempublikasikan penelitian yang berjudul

“Rancang Bangun Deteksi Alkohol Pada Urine Dengan Sensor TGS 2620

Berbasis AT89s51”. Diperoleh bahwa hasil uji sistem keseluruhan

menunjukkan bahwa pada saat urine terdeteksi kadar alkohol ditunjukkan

dengan informasi pada komputer bahwa urine positive alkohol dengan kadar

tertentu berdasarkan kenaikan tegangan keluarannya. (Jurnal Berkala Fisika,

2010)

2. Ade Vikri Satria (2013) mempublikasikan penelitian yang berjudul “Rancang

Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Cairan Menggunakan Sensor MQ-3

Berbasis Mikrokontroler AT89s51”. Diperoleh bahwa hasil Sensor MQ-3

dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan kadar alkohol pada cairan.

(Jurnal Fisika Unand, 2013)

3. Syahrul dkk (2013) mempublikasikan penelitian yang berjudul “Pengatur

Kadar Alkohol Dalam Larutan”. Diperoleh bahwa hasil Alat yang dirancang

dapat mengatur kadar alkohol dalam sebuah larutan, dengan nilai kadar

6

alkohol 10%, 20%, 0%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% dan 95% secara

otomatis. (Jurnal Teknik Komputer Unikom, 2013)

4. Budiastra dkk (2009) mempublikasikan penelitian yang berjudul “Rancang

Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol Pada Minuman Berbasis Mikrokontroler

AT89s51”. Diperoleh bahwa Alat penguji kadar alkohol yang dirancang telah

bisa mengukur perubahan kadar alkohol 0% - 95% dengan tingkat ketelitian

80%. (Jurnal Teknologi Elektro, 2009)

2.2 Pengertian Alkohol

Alkohol adalah senyawa organik yang mengandung gugus fungsi hidroksi

(-OH). Alkohol bisa berasal dari Alkana, Alkena, maupun Alkuna dengan adanya

pergantian gugus alkil dengan gugus hidroksi pada atom karbon jenuh. Dalam

kimia, alkohol (atau alkanol) adalah istilah yang umum untuk senyawa organik

apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon dan

terikat pada atom hydrogen. (Anonim.2013 )

2.2.1 Klasifikasi Alkohol

Alkohol dapat dibagi kedalam beberapa kelompok tergantung pada

bagaimana posisi gugus -OH dalam rantai atom-atom karbonnya. Masing-masing

kelompok alkohol ini juga memiliki beberapa perbedaan kimiawi.

a. Alkohol Primer

Pada alkohol primer(1°), atom karbon yang membawa gugus -OH hanya

terikat pada satu gugus alkil. Beberapa contoh alkohol primer dapat dilihat pada

Gambar 2.1

Gambar 2.1 Contoh Alkohol Primer

( Sumber : anonim,2013 )

7

Pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara gugus CH2

yang mengikat gugus -OH dengan sebuah gugus alkil.Ada pengecualian untuk

metanol, CH3OH, dimana metanol ini dianggap sebagai sebuah alkohol primer

meskipun tidak ada gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang membawa

gugus -OH.

b. Alkohol sekunder

Pada alkohol sekunder (2°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan

langsung dengan dua gugus alkil, kedua gugus alkil ini bisa sama atau berbeda.

Beberapa contoh alkohol sekunder dapat dilihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Contoh Alkohol Sekunder

( Sumber : anonim, 2011 )

c. Alkohol tersier

Pada alkohol tersier (3°), atom karbon yang mengikat gugus -OH berikatan

langsung dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari alkil yang

sama atau berbeda. Beberapa contoh alkohol tersier dapat dilihat pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Contoh Alkohol Tersier

( Sumber : anonim, 2011 )

8

2.2.2 Jenis Jenis Alkohol

Beberapa jenis alkohol yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-

hari adalah sebagai berikut.

a. Metanol dan Etanol

Dua alkohol paling sederhana adalah metanol dan etanol (nama umumnya

metil alkohol dan etil alkohol) yang strukturnya dapat dilihat pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Struktur Alkohol Jenis Metanol dan Etanol

( Sumber : anonim,2013 )

Dalam peristilahan umum, "alkohol" biasanya adalah etanol atau grain

alcohol. Etanol dapat dibuat dari fermentasi buah atau gandum dengan ragi,

Etanol juga dapat diperoleh melalui peragian tetes (sisa pemurnian gula tebu),

atau dari bahan lain yang mengandung gula alam. Etanol sangat umum digunakan,

dan telah dibuat oleh manusia selama ribuan tahun. Etanol adalah alkohol biasa.

Etanol juga salah satu obat rekreasi (obat yang digunakan untuk bersenang-

senang) yang paling tua dan paling banyak digunakan di dunia. Dengan meminum

alkohol cukup banyak, orang bisa mabuk. Semua alkohol bersifat toksik

(beracun), tetapi etanol tidak terlalu beracun karena tubuh dapat menguraikannya

dengan cepat.

Metanol dikenal sebagai alkohol kayu karena dapat dihasilkan melalui

penyulingan destruktif kayu. Senyawa ini sangat beracun dan dapat menyebabkan

buta dan kematian jika ditelan.

Fungsi dari alcohol Metanol adalah pelarut, antifreeze radiator mobil, sintesis

formaldehid, metilamina, metilklorida, metilsalisilat, dll. Fungsi dari alcohol jenis

Etanol adalah minuman beralkohol, larutan 70 % sebagai antiseptik, sebagai

pengawet, dan sintesis eter, koloroform, dll.

9

b. Amil Alkohol

Amil alkohol adalah salah satu dari 8 alkohol dengan rumus C 5 H 11 OH.

Sebuah campuran amil alkohol (juga disebut amil alkohol) dapat diperoleh dari

alkohol Fusel. Amil alkohol digunakan sebagai pelarut dan pada esterfication

misalnya dalam produksi asetat amil.

c. Gliserol

Kegunaan gliserol sangat banyak, terutama sebagai bahan baku pembuatan

resin sintetis, getah ester, obat - obatan, kosmetika, dan pasta gigi.

d. Eritritol

Erythritol sangat mirip dengan gula dalam hal penampilan dan rasa, meskipun

bukan itu sangat manis dibandingkan dengan Gula halus. Cukup seperti gula

halus, Anda dapat menemukan Eritritol dalam pasir atau bahkan dalam bentuk

bubuk. Eritritol diasumsikan gula alkohol yang mirip dengan Sorbitol dan xylitol.

e. Xylitol

Xylitol adalah pemanis alami dari golongan penitol yang dapat menggantikan

gula pada makanan atau bahan perlengkapan kebersihan mulut seperti dalam pasta

gigi untuk sikat gigi, permen karet, cairan kumur-kumur, dan lain sebagainya.

Manfaat dari xylitol adalah untuk mencegah gigi berlubang, mengembalikan

mineral gigi yang hilang dengan cepat, menghambat tumbuhnya plak atau karies

gigi, dan lain sebagainya. Gula xilitol ini pun aman dikonsumsi oleh penderita

diebetas atau kencing manis.

2.2.3 Alkohol Dalam Minuman

Minuman beralkohol adalah minuman yang mengandung etanol. Etanol

adalah bahan psikoaktif dan konsumsinya menyebabkan penurunan kesadaran. Di

berbagai negara, penjualan minuman beralkohol dibatasi ke sejumlah kalangan

saja, umumnya orang-orang yang telah melewati batas usia tertentu.

2.2.3.1 Efek Samping

Bila dikonsumsi berlebihan, minuman beralkohol dapat menimbulkan efek

samping gangguan mental organik (GMO), yaitu gangguan dalam fungsi berpikir,

10

merasakan, dan berperilaku. Timbulnya GMO itu disebabkan reaksi langsung

alkohol pada sel-sel saraf pusat. Karena sifat adiktif alkohol itu, orang yang

meminumnya lama-kelamaan tanpa sadar akan menambah takaran/dosis sampai

pada dosis keracunan atau mabuk.

Mereka yang terkena GMO biasanya mengalami perubahan perilaku,

seperti misalnya ingin berkelahi atau melakukan tindakan kekerasan lainnya, tidak

mampu menilai realitas, terganggu fungsi sosialnya, dan terganggu pekerjaannya.

Perubahan fisiologis juga terjadi, seperti cara berjalan yang tidak mantap, muka

merah, atau mata juling. Perubahan psikologis yang dialami oleh konsumen

misalnya mudah tersinggung, bicara ngawur, atau kehilangan konsentrasi.

Efek samping terlalu banyak minuman beralkohol juga menumpulkan

sistem kekebalan tubuh. Alkoholik kronis membuat jauh lebih rentan terhadap

virus termasuk HIV. (Anonim.2013).

Mereka yang sudah ketagihan biasanya mengalami suatu gejala yang

disebut sindrom putus alkohol, yaitu rasa takut diberhentikan minum alkohol.

Mereka akan sering gemetar dan jantung berdebar-debar, cemas, gelisah, murung,

dan banyak berhalusinasi.

Kandungan alkohol di atas 40 gram untuk pria setiap hari atau di atas 30

gram untuk wanita setiap hari dapat berakibat kerusakan pada organ/bagian tubuh

peminumnya. Misalnya, kerusakan jaringan lunak yang ada di dalam rongga

mulut, seputar tenggorokan, dan di dalam sistem pencernaan (di dalam perut).

Organ tubuh manusia yang paling rawan akibat minuman keras adalah hati atau

lever. Seseorang yang sudah terbiasa meminum minuman beralkohol, apalagi

dengan takaran yang melebihi batas, setahap demi setahap kadar lemak di dalam

hatinya akan meningkat. Akibatnya, hati harus bekerja lebih dari semestinya

untuk mengatasi kelebihan lemak yang tidak larut di dalam darah. Dampak lebih

lanjut dari kelebihan timbunan lemak di dalam hati tersebut akan memakan hati

sehingga selnya akan mati. Kalau tidak cepat diobati akan terjadi sirosis

(pembentukan parut) yang akan menyebabkan fungsi hati berkurang dan

menghalangi aliran darah ke dalam hati. Kalau tidak segera diobati akan

berkembang menjadi kanker hati.

11

Tidak hanya bagian lever yang akan rusak atau tidak berfungsi, bagian lain

seperti otak pun bisa terganggu. Hal itu membuktikan bahwa minuman keras

mengakibatkan penyakit yang bisa membawa kematian.

2.2.4 Perizinan Minuman Beralkohol

Di Indonesia, minuman beralkohol yang diimpor diawasi peredarannya

oleh negara. Dalam hal ini diamanatkan kepada Direktorat Jenderal Bea dan

Cukai Kementerian Keuangan Indonesia (DJBC). Dalam istilah kepabeanan dan

cukai; minuman beralkohol disebut sebagai Minuman Mengandung etil alkohol

(MMEA). Impor/pemasukan MMEA dari luar negeri dilakukan oleh importir

khusus.

Di samping MMEA impor, bea cukai juga memiliki kewenangan untuk

mengontrol secara penuh pendirian pabrik MMEA dalam negeri. Setiap badan

usaha yang hendak memproduksi MMEA, maka wajib memiliki Nomor Pokok

Pengusaha Barang Kena Cukai (NPPBKC). Pengawasan MMEA di Indonesia

tidak hanya dilakukan oleh DJBC, namun juga oleh pemerintah daerah.

Mengingat dampak negatif yang ditimbulkan akibat dari mengonsumsi

MMEA tersebut. MMEA ini juga digolongkan dalam 3 golongan, yaitu golongan

A (kurang dari 5%), golongan B (5% s.d. 20%), golongan C (lebih dari 20%).

Untuk mengendalikan peredaran MMEA pemerintah melalui DJBC mengenakan

tarif cukai pada tiap liter MMEA (penggunaan tarif spesifik). (Anonim.2013).

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional yang terkandung

di dalam sebuah chip. Dengan kata lain, mikrokontroler merupakan suatu alat

elektronika digital yang mempunyai input dan output I/O yang dapat dikendalikan

dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Salah satu

mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler AVR. AVR

adalah mikrokontroler yang basis arsitektur AVR RISC (Reduced Intrution Set

Computer) 8 bit yang berdasarkan arsitektur Harvard, yang dibuat oleh Atmel

tahun 1996.

12

Mikrokontroler AVR memiliki keunggulan dibandingankan dengan

mikrokontroler lainnya. Keunggulan mikrokontroler AVR yaitu kecepatan dalam

eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51

yang memiliki arsitektur CISC (Complex Intruction Set Computer).

(Adrianto.2008). Selain itu mikrokontroler AVR memiliki fitur lengkap yaitu

(ADC Internal, PWM, EEPROM Internal, Port I/O, Komunikasi Serial, I2C,

timer/ counter, dan lain-lain.

2.3.1 Mikrokontroler ATmega328

AVR ATmega328 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur

AVR RISC yang memiliki 32Kbyte in-System Programmable Flash.

Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi

instruksi dengan kecepatan maksimum 20MIPS pada frekuensi 20MHz.

Konfigurasi pin dari ATmega328 ditunjukkan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega328

( Sumber : anonim,2011)

Dalam perancangan dan pembuatan hardware rancang bangun alat pendeteksi

kadar alkohol pada minuman beralkoholmenggunakan sensor MQ-3 berbasis

ATmega328.Mikrokontroler AVR ATmega328 memiliki kapasitas memory flash

sebesar 32Kbyte, memory EEPROM sebesar 1Kbyte, kapasitas memory SRAM

13

2Kbyte dan dapat menjalankan 131 instruksi dalam satu clock.. Tabel 2.1 adalah

penjelasan dari masing-masing port mikrokontroler ATmega328.

Tabel 2.1 Fungsi-Fungsi Port Pada Mikrokontroler ATmega328

Port

Mikrokontroller Fungsi Port

Port.B

(PB7…PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2.

Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai

dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun

output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O

dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang

terdapat pada portB yang secara eksternal diturunkan, maka

akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan.

Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting

oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal,

bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk

memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat

digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier)

bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk

memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari

oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O

atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6

dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran

input timer.

Port.C

(PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di

dalam masing-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin

nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6.

Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang

sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan

arus (source).

14

Tabel 2.1 Lanjutan

RESET (PC6)

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi

sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda

dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika

RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi

sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke

pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa

minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset

meskipun clock-nya tidak bekerja.

Port.D

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-

up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain.

Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang

lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan

keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

2.3.2 Mikrokontroler ATmega 328 Dengan Rangkaian Arduino UNO

Dalam penelitian ini, mikrokontroler yang digunakan adalah

mikrokontroler ATmega 328 dengan rangkaian arduino UNO. Terdapat beberapa

perbedaan nama dan fungsi port I/O ketika ATmega 328 digunakan pada

rangkaian arduino UNO. Perbedaan dan fungsi dari masing masing port I/O

ATmega 328 pada rangkaian arduino dapat dilihat pada tabel 2.2

Tabel 2.2 Fungsi Port I/O ATmega328 Pada Rangkaian Arduino uno

Port I/O ATmega 328 Port I/O ATmega328

Arduino Fungsi

PortC.0…PortC.5 PINA.1…PINA.6 Sebagai PIN input-output analog

PortB.0…PortB.5

PortD.0…PortD.7 PIN.0…PIN.13 Sebagai PIN input-output digital

PortB.3, PortB.2,

PortB.1, PortD.5,

PortD.6, PortD.3

PIN.11, PIN.10, PIN.9,

PIN.5, PIN.6, PIN.3,

Sebagai Output digital yang

memiliki fasilitas Pulse Width

Modulation (PWM)

15

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD Display Module M1632 buatan Seiko Instrument Inc. yaitu terdiri dari

dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil

informasi dalam bentuk huruf/angka, yang dapat menampung 16 huruf atau angka

di setiap baris. Bagian kedua merupakan sistem pengontrol panel LCD, yang

berfungsi mengatur tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi

M1632 dengan mikrokontroler yang memakai tampilan LCD. Dengan demikian

pemakaian LCD modul M1632 menjadi lebih sederhana. Untuk gambar LCD

modul dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 LCD 16x2 Display

( Sumber : anonim,2014 )

Agar LCD dapat berhubungan dengan mikrokontroler, M1632 sudah

dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0..DB7) yang dipakai untuk menyalurkan kode

ASCII maupun perintah pengatur kerjanya M1632. Selain itu dilengkapi pula

dengan E, R/W dan RS seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan

mikroprosesor. Kombinasi sinyal E dan R/W merupakan sinyal standard pada

komponen buatan Motorolla. Sebaliknya sinyal-sinyal dari Mikrontroler

merupakan sinyal khas Intel dengan kombinasi sinyal WR dan RD.

RS singkatan dari Register Select, yang dipakai untuk membedakan jenis

data yang dikirim ke M1632, kalau RS=0 data yang dikirim adalah perintah untuk

mengatur kerja M1632, sebaliknya kalau RS=1 data yang dikirim adalah kode

ASCII yang ditampilkan. Demikian pula saat pengambilan data, saat RS=0 data

yang diambil dari M1632 merupakan data status yang mewakili aktivitas M1632,

dan saat RS=1 maka data yang diambil merupakan kode ASCII dari data yang

ditampilkan. (Surya.2011)

16

2.5 Prinsip Kerja Sensor Gas Tipe Semikonduktor

Sensor gas terdiri dari elemen sensor, dasar sensor dan tudung sensor.

Elemen sensor terdiri dari bahan sensor dan bahan pemanas untuk memanaskan

elemen. Elemen sensor menggunakan bahan-bahan seperti timah oksida SnO2,

wolfram oksida WO3, dan lain-lain, tergantung pada gas yang hendak dideteksi.

Gambar berikut menunjukkan susunan (struktur) dasar sensor gas.

Gambar 2.7 Susunan Dasar Sensor Gas

( Sumber : anonim,2014 )

Bila suatu kristal oksida logam seperti SnO2 dipanaskan pada suhu tinggi

tertentu di udara, oksigen akan teradsorpsi pada permukaan kristal dengan muatan

negatif . Elektron-elektron donor pada permukaan kristal ditransfer ke oksigen

teradsorpsi, sehingga menghasilkan suatu lapisan ruang bermuatan positip.

Akibatnya potensial permukaan terbentuk, yang akan menghambat aliran elektron.

Di dalam sensor, arus listrik mengalir melalui bagian-bagian penghubung (batas

butir) kristal-kristal mikro SnO2. Pada batas-batas antar butir, oksigen yang

teradsorpsi membentuk penghalang potensial yang menghambat muatan bebas

bergerak. Tahanan listrik sensor disebabkan oleh penghalang potensial ini.

Gambar.2.8 menunjukkan model penghalang potensial antar butir kristal

mikro SnO2 pada keadaan tanpa adanya gas yang dideteksi.

17

Gambar 2.8 Model penghalang potensial antar butir kristal mikro SnO2 pada keadaan

tanpa adanya gas yang dideteksi

( Sumber : anonim,2014 )

Dalam lingkungan adanya gas pereduksi, kerapatan oksigen teradsorpsi

bermuatan negatif pada permukaan semikonduktor sensor menjadi berkurang,

sehingga ketinggian penghalang pada batas antar butir berkurang. Ketinggian

penghalang yang berkurang menyebabkan berkurangnya tahanan sensor butir

dalam lingkungan gas. Seperti pada Gambar 2.9

Gambar 2.9 Model penghalang potensial antar butir dalam lingkungan gas

( Sumber : anonim,2014 )

18

2.6 Sensor Gas Alkohol

Gas yang dikeluarkan melalui nafas manusia mengandung berbagai

macam zat dengan satuan konsentrasi yang sangat kecil. Salah satu zat tersebut

adalah ethanol. Alkohol atau ethanol merupakan zat yang mudah menguap dengan

satuan konsentrasi ppm ( Part Per Million ). Oleh karena itu, diperlukan suatu

sensor gas yang sangat sensitif dalam mendeteksi gas ethanol tersebut.

Model sensor yang digunakan adalah MQ 3 yang diproduksi oleh Hanwai

Electronics. Sensor ini cocok digunakan untuk mendeteksi kadar alkohol secara

langsung, misal pada nafas. Rangkaian driver untuk sensor MQ 3 sangat

sederhana, hanya perlu 1 buah variabel resistor. Output dari sensor berupa

teganggan analog yang sebanding dengan alkohol yang diterima. Antarmuka yang

digunakn cukup sederhana, bisa menggunakan ADC yang dapat merespon

teganggan 0 volt – 3,3 volt saja. Nilai resistor yang dipasang harus dibedakan

untuk berbagai jenis konsentrasi gas. Jadi perlu dikalibrasi untuk 0,04 mg/L

(sekitar 200 ppm) konsentrasi alkohol di udara dan resistansi pada output sekitar

200KΩ (100KΩ-470KΩ). Gambar dari sensor MQ3 dapat dilihat pada Gambar

2.10

Gambar 2.10 Sensor Gas Alkohol MQ-3

( Sumber : anonim,2011)

19

Gambar 2.11 Spesifikasi pin Sensor Gas Alkohol MQ-3

( Sumber : anonim,2011 )