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.