perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id detektor .../detektor... · gambar 4.3 skema pengujian...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

DETEKTOR KEBOCORAN GAS LPG BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA8535

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya

Program Diploma III Ilmu Komputer

Disusun oleh:

NOER CHOMISAH

M3308050

PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN


ATMEGA8535

Disusun oleh

NOER CHOMISAH

M3308050

Tugas Akhir ini disetujui untuk dipertahankan dihadapan dewan penguji

pada tanggal 8 juni 2011

Pembimbing Utama

Hartono, S.Si

NIP. 19770828 200604 1 008


commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN


ATMEGA8535

Disusun oleh:

NOER CHOMISAH

M3308050

Dibimbing oleh

Pembimbing Utama

Hartono, S.Si

NIP. 19770828 200604 1 008

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir

Program Diploma III Ilmu Komputer

pada hari ____________________

Dewan Penguji: Tanda Tangan

1. Hartono, S.Si

NIP. 19770828 200604 1 008 (..........................................)

2. Agus Purbayu, S.Si

NIDN. 0629088001

(..........................................)

3. Nanang Maulana, S.Si

(..........................................)

Surakarta, Juli 2011

Disahkan oleh :

Dekan

Fakultas MIPA UNS

Ketua

Program DIII Ilmu Komputer UNS

I

Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Hons), Ph.D

NIP. 19610223 198601 1 001

Drs. YS. Palgunadi, M.Sc

NIP. 19560407 198303 1 004


commit to user

iv

ABSTRACT

NOER CHOMISAH. M3308050. DETECTION OF LPG LEAK

BASED ON MICROCONTROLLER ATMEGA8535. Final Project, Surakarta

: Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University

Surakarta, 2011.

LPG is a gas which easy to burn. If leak happens and does not

immediately handle it will make an explosion. To prevent that, it is needed a

machine which can detect the leak of LPG. Final objective of the final project

report is to make detection of LPG leak.

Detector of LPG leak has been made. Generally detection of LPG leak has

been designed use microcontroller ATMega8535, sensor TGS2610, LCD, buzzer,

bell AC, and LED. Microcontroller receives input from sensor TGS2610, than

microcontroller proceed and gave output to LCD as display, buzzer and bell AC

as warning, and LED as indication level of dangerous leak.

This machine will detect leak of LPG and give warning and show degree

of gas based on arranged limitations. Warning will be stoped automatically after

machine does not detect the gas of LPG.

Key words: Microcontroller ATMega8535, TGS2610 sensor, LCD, LED, Buzzer,

Bel AC.


commit to user

v

ABSTRAK

NOER CHOMISAH. M3308050. DETEKTOR KEBOCORAN GAS

LPG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535. Tugas Akhir,

Surakarta : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas

Maret Surakarta, 2011.

LPG merupakan gas yang mudah terbakar. Jika terjadi kebocoran dan

tidak segera diatasi dapat memicu terjadinya ledakan. Untuk mencegah hal

tersebut, perlu dibuat alat yang bisa mendeteksi kebocoran tersebut. Tujuan akhir

dari tugas akhir ini adalah membuat alat detector kebocorang gas LPG.

Detektor kebocoran gas LPG telah dibuat. Secara umum detector

kebocoran gas LPG ini dirancang menggunakan mikrokontroler ATMega8535,

sensor TGS2610, LCD, buzzer, bel AC, dan LED. Mikrokontroler menerima

input dari sensor TGS2610, kemudian mikrokontroler memproses dan

memberikan output kepada LCD sebagai display, buzzer dan bel AC sebagai

bunyi peringatan, dan LED sebagai indikasi tingkat bahaya kebocoran.

Alat ini akan mendeteksi kebocoran gas serta memberikan peringatan dan

menampilkan kadar gas berdasarkan batasan-batasan yang telah diatur. Bunyi

peringatan akan berhenti secara otomatis setelah alat tidak mendeteksi gas LPG

lagi.

Kata kunci : Mikrokontroler ATMega8535, sensor TGS2610, LCD, LED, Buzzer,

Bel AC.


commit to user

vi

MOTTO

Bismillahirrahmanirrahim

Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan. Maka apabila kamu

telah selesai dari sesuatu urusan kerjakanlah dengan sungguh-sungguh

urusan yang lain. Dan hanya kepada Allah hendaknya kamu berharap.

(Q.S. Al-Insyirah: 6-8)

Dimana ada kemauan disana ada jalan,

dimana ada kesulitan disamping ada kelapangan.

(pepatah)

PERSEMBAHAN


commit to user

vii

The final project is dedicated to:

My beloved Bapak and Ibu

My beloved Brothers and Sisters

All of my friends

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

berkat, rahmat dan hidayah – Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir dan menyusun laporan Tugas Akhir dengan judul “DETEKTOR

KEBOCORAN GAS LPG BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA8535”.


commit to user

viii

Penyelesaian laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan,

dan bantuan dari berbagai pihak baik yang secara langsung maupun secara tidak

langsung. Atas terselesainya laporan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya.

2. Drs. YS. Palgunadi, M. Sc, selaku kepala program studi D III Ilmu

Komputer, yang telah memberi pengarahan dalam menyelesaikan

penulisan laporan.

3. Bapak Hartono, S. Si selaku dosen pembimbing, yang telah memberi

bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan.

4. Kedua orang tua dan kakak yang telah memberikan dukungan dan

do’a.

5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya tugas akhir ini.

Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Surakarta, Juni 2011

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iii

ABSTRACT ................................................................................................... iv

ABSTRAK ...................................................................................................... v


commit to user

ix

MOTTO ........................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN .......................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah..................................................................... 1

1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................. 2

1.5 Metodologi Penelitian ................................................................ 2

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................ 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................... 4

2.1 Piranti Input………………. .................................................... 4

2.1.1 Sensor TGS2610 ............................................................ 5

2.2 Piranti Pemroses........................................ ............................... 7

2.2.1 ATMega 8535 ................................................................. 7

2.3 Perangkat Output ……………….............................................. 10

2.3.1 LCD 2x16 ...................................................................... 10

2.3.1 Buzzer ............................................................................. 13

2.3.2 LED…… ......................................................................... 13

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN .................................................. 15

3.1. Analisis Kebutuhan ................................................................... 15

3.1.1 Perangkat Keras ( Hardware ) ......................................... 15

3.1.2 Perangkat Lunak ( Software ) .......................................... 16

3.1.3 Alat Pendukung ............................................................... 16

3.2 Perancangan Blok Diagram…................................................... 17

3.3. Perancangan Mekanik .............................................................. 18

3.4 Pemrograman ........................................................................... 18


commit to user

x

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA ............................................. 20

4.1 Blok Diagram Rangkaian ......................................................... 20

4.2 Pengujian Rangkaian Hardware .............................................. 21

4.2.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya .................................... 21

4.2.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535...... 22

4.2.3 Pengujian Rangkaian Sensor…. ..................................... 23

4.2.4 Pengujian LCD ...............................................................

4.2.5 Pengujian Bel AC ...........................................................

4.2.6 Pengujian Buzzer ............................................................

4.2.7 Pengujian LED ................................................................

24

26

26

26

4.3 Pemrograman Alat ................................................................... 27

4.4 Hasil Pengujian ........................................................................ 30

BAB V PENUTUP ..........................................................................................

33

A. Kesimpulan .............................................................................. 33

B. Saran ........................................................................................ 33

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 34

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Susunan pin LCD………………............................................... 13

Tabel 4.1 Pengujian Sensor………………................................................. 25

Tabel 4.2 Pengujian Alat………................................................................. 26

Tabel 4.3 Perbandingan…........................................................................... 26


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sensor TGS2610……………………….................................... 4

Gambar 2.2 Grafik TGS2620........................................................................ 5

Gambar 2.3 Pembagi Tegangan pada TGS2610…....................................... 5

Gambar 2.4 Sensor Sebelum Mendeteksi LPG............................................ 6

Gambar 2.5 Sensor Setelah Mendeteksi LPG…........................................... 7


commit to user

xii

Gambar 2.6 ATMega 8535…………….... ................................................... 8

Gambar 2.7 Pin ATMega 8535……….......................................................... 9

Gambar 2.8 Susunan alamat pada LCD…..................................................... 11

Gambar 2.9 Susunan pin LCD…................................................................... 12

Gambar 2.10 Buzzer………………………..................................................... 14

Gambar 2.11 LED………………………......................................................... 14

Gambar 3.1 Diagram Blok.............................................................................. 15

Gambar 3.2 Flowchart................................................................................... 17

Gambar 4.1 Blok Diagram Rangkaian............................…………………… 21

Gambar 4.2 Skema Pengujian Rangkaian Adaptor……………...………… 21

Gambar 4.3 Skema Pengujian Mikro…….........................………………... 22

Gambar 4.4 Skema Pengujian Rangkaian Sensor ……….………...…….... 23

Gambar 4.5 Skema Pengujian Rangkaian LCD…………………................ 27

Gambar 4.6 Test LCD ………………………………….…….…………..... 28

Gambar 4.7 Jenis Mikro……….............................………………………… 28

Gambar 4.8 Brows File ……………………….……………….................... 29

Gambar 4.9 Execute …..........................................................................…… 30

Gambar 4.10 Finish Download …….................................…………………. 30

Gambar 4.11 Rangkaian Tampak Atas...................………………………… 31

Gambar 4.12 Rangkaian Tampak Samping..................................................... 31


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pemerintah sedang mengupayakan penggantian kompor minyak ke

kompor gas. Dilanjutkan dengan program subsidi pengadaan kompor gas dan

tabung gas secara gratis. Program ini bertujuan untuk konversi dari

penggunaan minyak tanah ke gas sehingga subsidi bisa dikurangi.

Namun usaha pemerintah ini tidak bisa berjalan lancar karena tidak

efisiennya penggunaan kompor gas oleh masyarakat. Masyarakat belum

memiliki pengetahuan yang cukup dalam mengoperasikan kompor gas. Yang

lebih memprihatinkan lagi banyak terjadi kebakaran atau ledakan akibat

kebocoran gas LPG. Hal ini menimbulkan ketakutan dan trauma pada

masyarakat akan kebakaran yang dipicu oleh kebocoran gas LPG.

Berdasarkan permasalah di atas maka dibuat rancangan detektor

kebocoran gas LPG yang akan memberitahukan kepada pemilik rumah lewat

bunyi alarm, tulisan pada LCD, dan indikator LED. Pada alat yang dibuat,

sensor TGS2610 mendeteksi level berbagai macam gas di area sekitarnya.

Tugas akhir ini mengacu pada tugas akhir ASHARI ABDULLAH,

mahasiswa Teknik Komputer UNS angkatan 2007 yang berjudul “Indikator

Kebocoran Gas LPG Berbasis Mikrokontroller AT89S52”. Pada saran tugas

akhir Ashari Abdullah, sebaiknya dilakukan penggantian mikrokontroller dari

seri AT89SXX menjaji AVR(ATmega8, mega8535, mega 16 dan lain-lain),

karena seri AT89SXX tidak dapat melakukan perintah kurang dari atau lebih

besar dari. Perintah tersebut digunakan untuk mengetahui kadar gas di udara.

1.2 Perumusan Masalah

Dari latar belakang tersebut maka dicari suatu pemecahan masalah

yaitu bagaimana membuat detektor kebocoran gas LPG dengan menggunakan

mikrokontroller ATMega8535.


commit to user

2

1.3 Batasan Masalah

Sesuai dengan rumusan masalah tersebut, maka batasan masalah dalam

tugas akhir ini adalah :

1. Mikrokontroller yang dipakai adalah ATMega8538

2. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi gas LPG adalah tgs2610

3. Output yang digunakan untuk memberitahukan adanya kebocoran gas

adalah alarm, LCD, dan LED

4. Gas yang dapat dideteksi hanyalah LPG, korek gas, dan asap rokok

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dan manfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Tujuan dari penelitian ini adalah dapat membuat detektor kebocoran

gas LPG dengan menggunakan mikrokontroller ATMega8535.

2. Mencegah terjadinya kebakaran atau ledakan yang disebabkan oleh

kebocoran gas LPG dengan adanya deteksi dini dari alat yang dibuat

.

1.5 Metodologi Penelitian

Dalam pembuatan dan peyusunan tugas akhir ini, penulis menggunakan

metode sebagai berikut:

a. Metode Literatur

Metode ini merupakan metode pengumpulan data dan referensi baik dari

media cetak maupun media elektornik yang menunjang dalam

penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini.

b. Metode Observasi

Metode ini merupakan metode pengumpulan data dengan cara

pengamatan terhadap alat yang akan dibuat.


commit to user

3

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir sebagai berikut:

1. BAB I Pendahuluan

Bab ini memuat tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika

laporan.

2. BAB II Landasan Teori

Bab ini memuat tentang referensi penunjang yang menjelaskan tentang

fungsi dari perangkat-perangkat yang digunakan dalam pembuatan tugas

akhir ini. Dalam hal ini perangkat yang digunakan adalah mikrokontroler

ATMega8535, sensor TGS2610, LCD, alarm dan komponen pendukung

lainnya.

3. BAB III Analisa dan Perancangan

Bab ini memuat tentang penjelasan mengenai perancangan dari perangkat

yang akan dibuat.

4. BAB IV Hasil dan Pembahasan

Bab ini memuat tentang hasil pengujian dari perangkat yang dibuat beserta

pembahasannya.

5. BAB V Penutup

Bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran dari pembuatan tugas akhir

ini.


commit to user

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Piranti Masukan

2.1.1 Sensor TGS2610

TGS2610 adalah sensor gas dengan kepekaan yang sangat tinggi

terhadap LP gas dengan konsumsi daya rendah dan umur panjang. TGS2610

menggunakan bahan filter yang menghilangkan pengaruh dari gangguan gas

seperti alkohol, sehingga sangat selektif menanggapi LP gas. Sensor akan

mendeteksi kadar gas LPG secara terus-menerus dan selalu meng-update

keluaran tegangan analog yang kemudian diolah oleh mikrokontroler

(https://fahmizaleeits.wordpress.com).

Berikut adalah gambar dari sensor TGS2610:

Gambar 2.1 Sensor TGS2610

(https://fahmizaleeits.wordpress.com, 2011)

Spesifikasi dari sensor ini dapat mendeteksi gas Butana dan LPG dalam

range 500 – 10.000 ppm. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan gas

terhadap resistansi dari sensor tersebut. Semakin besar kandungan dari gas

LPG maka semakin kecil resistansinya dan semakin kecil kandungan dari gas


commit to user

5

LPG yang diterimanya maka resistansinya akan semakin besar, berikut

gambar grafiknya:

Gambar 2.2 Grafik TGS2610


Perubahan resistansi ini kemudian diubah menjadi perubahan tegangan

dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan seperti pada gambar

berikut:

Gambar 2.3 Pembagi Tegangan pada TGS2610



commit to user

6

Prinsip kerja dari sensor TGS2610 adalah sebagai berikut, Sensor gas

TGS 2610 hanya terdiri dari sebuah lapisan silikon dan dua buah elektroda

pada masing-masing sisi silikon. Hal ini akan menghasilkan perbedaan

tegangan pada outputnya ketika lapisan silikon ini dialiri oleh arus listrik.

Tanpa adanya gas LPG yang terdeteksi, arus yang mengalir pada silikon akan

tepat berada ditengah-tengah silikon dan menghasilkan tegangan yang sama

antara elektrode sebelah kiri dan elektrode sebelah kanan, sehingga beda

tegangan yang dihasilkan pada output adalah sebesar 0 volt.

Gambar 2.4 Sensor sebelum mendeteksi LPG

(http://www.scribd.com /Skripsi-Lengkap-Sensor-Gas-LPG)

Ketika terdapat gas LPG yang mempengaruhi sensor ini, arus yang

mengalir akan berbelok mendekati atau menjauhi salah satu sisi silicon.

Ketika arus yang melalui lapisan silikon tersebut mendekati sisi silikon

sebelah kiri maka terjadi ketidakseimbangan tegangan output dan hal ini akan

menghasilkan beda tegangan di outputnya. Begitu pula bila arus yang melalui

lapisan silikon tersebut mendekati sisi silicon sebelah kanan.

Semakin besar konsentrasi gas yang mempengaruhi sensor ini,

pembelokan arus di dalam lapisan silikon juga semakin besar, sehingga

ketidakseimbangan tegangan antara kedua sisi lapisan silikon pada sensor

semakin besar pula. Semakin besar ketidakseimbangan tegangan ini, beda

tegangan padaoutput sensor juga semakin besar


commit to user

7

Gambar 2.5 Sensor setelah mendeteksi LPG

(http://www.scribd.com /Skripsi-Lengkap-Sensor-Gas-LPG)

2.2 Piranti Pemroses

2.2.1 ATMega 8535

AVR termasuk kedalam jenis mikrokontroler RISC (Reduced Instruction

Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler keluarga MCS-51 yang

berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Pada

mikrokontroler dengan teknologi RISC semua instruksi dikemas dalam kode

16 bit (16 bits words) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 clock,

sedangkan pada teknologi CISC seperti yang diterapkan pada mikrokontroler

MCS-51, untuk menjalankan sebuah instruksi dibutuhkan waktu sebanyak 12

siklus clock (http://insansainsprojects.wordpress.com).

AVR atau sebuah kependekan dari Alf and Vegard’s Risc Processor

merupakan chip mikrokontroler yang diproduksi oleh Atmel, yang secara

umum dapat dikelompokkan ke dalam 4 kelas :

a. ATtiny

b. ATMega

c. AT90Sxx

d. AT86RFxx

Perbedaan yang terdapat pada masing-masing kelas adalah kapasitas

memori, peripheral, dan fungsinya. Dalam hal arsitektur maupun

instruksinya, hampir idak ada perbedaan sama sekali. Dalam hal ini

ATMEGA8535 dapat beroperasi pada kecepatan maksimal 16MHz serta

memiliki 6 pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.


commit to user

8

Berikut adalah gambar dari ATMega 8535:

Gambar 2.6 ATMega 8535

(http://insansainsprojects.wordpress.com/2007/12/31)

a. Arsitektur ATMega 8535

Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler ATMEGA8535 terdiri dari :

a) 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D)

b) 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter)

c) 4 channel PWM

d) 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down,

Standby and Extended Standby

e) 3 buah timer/counter

f) Analog comparator

g) Watchdog timer dengan osilator internal

h) 512 byte SRAM

i) 512 byte EEPROM

j) 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write

k) Unit interupsi (internal & eksternal)

l) Port antarmuka SPI8535 “memory map”

m) Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal

2,5Mbps

n) 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MHz


commit to user

9

b. Konfigurasi pin ATMega8535

Berikut adalah gambar ic beserta pin-pinnya:

Gambar 2.7 Pin ATMega 8535

(http://insansainsprojects.wordpress.com/2007/12/31)

a) VCC = pin masukan catu daya

b) GND = pin ground

c) Port A (PA0 – PA7) = pin I/O (bidirectional), pin ADC

d) Port B (PB0 – PB7) = pin I/O (bidirectional), pin timer/counter, analog

comparator, SPI

e) Port C (PC0 – PC7) = pin I/O (bidirectional), TWI, analog comparator,

Timer Oscilator

f) Port D (PD0 – PD7) = pin I/O (bidirectional), analog comparator,

interupsi eksternal, USART

g) RESET = pin untuk me-reset mikrokontroler

h) XTAL1 & XTAL2 = pin untuk clock eksternal

i) AVCC = pin input tegangan ADC

j) AREF = pin input tegangan referensi ADC


commit to user

10

c. Fitur ADC

Beberapa fitur ADC adalah sebagai berikut:

a) Resolusi mencapai 10 bit

b) 8 saluran ADC yang dapat digunakan secara bergantian

c) 0 – 5 VCC Range input ADC

d. Rangkaian Sistem Minimum Mikro

Rangkaian sistem minimum mikro adalah rangkaian di mana chip

mikrokontroller dapat bekerja (running). Chip AVR Atmega8535 dilengkapi

dengan oscillator internal sehingga, untuk menghemat biaya (cost), tidak perlu

menggunakan Kristal/resonator eksternal untuk sumber clock CPU.

Sistem minimum AVR sangat sederhana di mana hanya menghubungkan

VCC dan AVCC ke +5V dan GND dan AGND ke ground tanpa memakai Kristal,

dan pin reset diambangkan (tidak dihubungkan apa-apa) chip sudah siap bekerja

normal (Ardi Winoto, 2010).

2.3 Piranti Output

2.3.1 LCD 2x16

LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak

digunakan karena tampilannya menarik. 2x16 merupakan alat display yang

dibuat pabrik yang sudah standar yang dapat menampilkan karakter dua baris,

dengan tiap baris 16 karakter. LCD dilengkapi dengan 8 bit data bus (DB0-

DB7) yang digunakan untuk menyalurkan data American Standard Code for

Information Interchange (ASCII) maupun perintah pengatur kerjanya. Modul

LCD sendiri terdiri dari display dan chipset, dimana chipset ini sendiri

sebenarnya merupakan mikrokontroler. Chipset ini berfungsi untuk mengatur

tampilan informasi serta berfungsi mengatur komunikasi dengan

mikrokontroler yang memakai tampilan LCD itu. Sehingga pada dasarnya


commit to user

11

interface yang akan dibuat merupakan komunikasi dua buah mikrokontroler

(http://irdaloves.blogspot.com).

LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan

4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat

penyimpanan karakter tersebut. Alamat awal karakter adalah 00H dan alamat

akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika akan

meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset

pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau

bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja.

Gambar 2.8 Susunan alamat pada LCD

(http://iddhien.com, 2009)

Sebelum merancang suatu interface, harus diketahui dahulu susunan pin

dari LCD tersebut. Adapun susunan pin serta bentuk dari standard LCD 16

pin beserta fungsi dari masing-masing pin adalah seperti pada gambar berikut

ini:

Gambar 2.9 Susunan pin LCD

(http://irdaloves.blogspot.com/2009/03)

Pada saat terhubung dengan LCD, mikrokontroler dapat mengirimkan

instruksi yang harus dilaksanakan ataupun data yang harus ditampilkan.

Pengiriman instruksi dan data ke LCD diatur oleh RS (Register Select).

Pengiriman perintah (instruksi) dilakukan dengan memberikan logika rendah


commit to user

12

pada pin RS LCD. Sedangkan jika yang dikirim adalah kode ASCII yang

akan ditampilkan, maka pin RS LCD diberikan logika tinggi.

Untuk menandakan akan diadakan pengiriman data ke modul LCD

dilakukan dengan memberikan logika rendah pada pin RW LCD. Setelah itu

data disiapkan di DB0-DB7, sesaat kemudian pin EN ditinggalkan sesaat.

Pada saat pin EN berubah dari tinggi ke rendah, data di DB0-DB7 diterima

oleh LCD. Tabel 2.1 dibawah ini menerangkan susunan pin standard LCD 16

pin:

Tabel 2.1 Susunan pin LCD

Susunan Pin LCD

No Simbol Level

1 Vss - power supply 0 volt (GND)

2 Vcc - power supply 5 volt ± 10%

3 Vcc - kontras LCD

4 Rs I/O 1=data; 0=instruksi

5 R/W I/O 1=baca; 0=tulis

6 EN 1 ke 0 penyerempak (clock)

7 DB0 I/O Bus Data 0








15 A - back light 4 - 42 v 50-200mA

16 K - back light 0 v (GND)


commit to user

13

2.3.2 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja

buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari

kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut

dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke

dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena

kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan

menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara

bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai

indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah

alat (http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/04/buzzer.html).

Berikut adalah gambar dari buzzer:

Gambar 2.10 Buzzer

(http://delta-electronic.com)

2.3.2 LED

Light Emitting Diode (LED) adalah dioda yang memancarkan cahaya

ketika diberikan tegangan forward dan tersedia dalam sejumlah warna. LED

biasanya berfungsi sebagai lampu indikator atau lampu isyarat, dan bisa juga

digunakan untuk lampu-lampu hias. Kaki anoda pada LED lebih panjang dari

kaki katoda (http://christiantotjahyadi.wordpress.com).


commit to user

14

Gambar 2.11 LED

(http://www.mediajogjaku.co.cc, 2010)


commit to user

15

BAB III

DESAIN DAN PERANCANGAN

3.1 Analisis Kebutuhan

Dalam Pembuatan Detektor Kebocoran Gas ini membutuhkan beberapa

perangkat keras ( hardware ), perangkat lunak ( software ) dan alat-alat

pendukung antara lain:

3.1.1 Perangkat Keras ( Hardware )

a. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian ini terdiri dari tansformator yang berfungsi mengubah

tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat baterai sebagai pengganti

catu daya jika listrik mati. Regulator LM7805 berfungsi untuk

menurunkan tegangan dari 220 V AC ke 5 V DC, dan 9 volt DC menjadi

5V DC. Jadi secara garis besar fungsi rangkaian catu daya adalah

untuk menurunkan tegangan menjadi 5V DC.

b. Rangkaian Mikrokontroler

Rangkaian ini menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535.

Rangkaian ini berfungsi sebagai otak yang mengatur jalannya

rangkaian secara keseluruhan.

c. Rangkaian Sensor

Sensor digunakan untuk memberikan input yang nantinya akan

dibaca oleh mikrokontroler. Sensor yag dipakai adalah TGS2610.

Sensor ini terdiri dari empat kaki. Kaki pertama terhubung dengan

ground, kaki kedua terhubung mikrokontroler, sedangkan kaki 3,4

terhubung VCC. Sensor inilah yang digunakan untuk mendeteksi adanya

kebocoran gas LPG.


commit to user

16

d. Rangkaian Alarm

Rangkaian alarm terdiri dari 1 bel AC dan 1 buzer DC. Alarm

digunakan untuk memberikan pertanda saat terjadi kebocoran LPG. bel

AC digunakan sebagai alarm pokok, sedangkan buzer DC digunakan

sebagai cadangan saat listrik mati.

e. Rangkaian LCD

Rangkaian ini digunakan sebagai display saat terjadi kebocoran gas

LPG. baris pertama digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya LPG,

sedangkan baris kedua digunakan untuk menunjukkan voltase yang

dihasilkan sensor setelah mendeteksi keberadaan LPG.

f. Rangkaian LED

Rangkaian ini digunakan sebagai indikator tingkat bahaya. LED

hijau menyala saat situasi aman. LED biru menyala saat situasi harap

berhati-hati, dan LED merah sebagai indikator tingkat kebocoran gas

adalah bahaya.

3.1.2 Perangkat Lunak ( Software )

a. Bascom-AVR

Aplikasi ini digunakan untuk menuliskan program yang akan

disimpan dalam ekstensi *.BAS. Kemudian di-compile menjadi ekstensi

*.hex.

b. AVR dude

Aplikasi ini digunakan untuk mendownload program ke dalam

mikrokontroler ATMega 8535.

3.1.3 Alat Pendukukng

a. Solder

Alat pendukung yang digunakan untuk memanaskan dan

menyambung komponen-komponen elektronika.


commit to user

17

b. Multimeter

Digunakan untuk mengecek ukuran komponen-komponen

elektronika.

c. Cutter

Alat yang digunakan untuk memotong aklirik.

d. Bor

Alat yang digunakan untuk membuat lubang pada papan.

e. Atractor

Alat yang digunakan untuk menghisap tenol.

3.2 Perancangan Blok Diagram

Diagram blok dari detector kebocoran gas LPG adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Blok

Gambar 3.1 menunjukkan prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian yang

dibuat. Berikut penjelasan dari tiap blok:

a. Blok Sensor TGS2610

Mendeteksi kebocoran gas dalam ruangan yang akan dikirim ke ADC internal

mikrokontroler yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler itu sendiri.

b. Blok Mikrokontroler ATMega8535

Memproses data yang diperoleh dari sensor TGS2610 dan mengaktifkan bel

AC, buzzer, dan juga LCD.

Sensor

TGS2610

Mikrokontroler

ATMega8535

Bel AC

LCD

Buzzer

LED


commit to user

18

c. Blok Bel AC

Peringatan untuk menandakan adanya kebocoran gas pada ruangan.

d. Blok Buzzer

Peringatan untuk menandakakan adanya kebocoran gas pada ruangan saat

listrik padam.

e. Blok LCD

Menampilkan ada atau tidaknya gas yang terdeteksi.

f. Blok LED

Peringatan tingkat bahaya kebocoran gas. Yaitu hijau untuk situasi aman,

biru untuk berhati-hati, dan merah untuk bahaya.

3.3 Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik yang dilakukan adalah memilih alas dan rangka

pada alat. Bahan yang digunakan meliputi alumunium, akrilik, dan triplek.

Bahan-bahan tersebut dipotong dan dirangkai sesuai dengan desain yang

diinginkan.

3.4 Pemrograman

Sebelum masuk ke tahapan pemrograman, perlu diperhatikan tentang

pembuatan flowchart terlebih dahulu. Berikut flowchart yang telah dibuat

adalah sebagai berikut:


commit to user

19

Gambar 3.2 flowchart

Setelah flowchart dibuat, tahapan selanjutnya adalah menuliskan

program. Adapun tahapannya adalah menuliskan program dan meng – compile

pada software Bascom-AVR. dan men – download – kan ke dalam

mikrokontroler ATMega 8535 dengan menggunakan software AVR dude.


commit to user

20

BAB IV

IMPLEMENTASI DAN ANALISA

Tugas akhir ini menghasilkan dua bagian, yang pertama adalah perangkat

keras (hardware) yang berupa hasil susunan dari beberapa komponen elektronika

yang membentuk alat detektor kebocoran gas LPG. Bagian kedua adalah

perangkat lunak (software) yang berupa program yang digunakan untuk

menjalankan alat.

4.1 Blok Diagram Rangkaian

Alat ini terdiri dari lima rangkaian. Rangkaian yang pertama adalah

rangkaian mikrokontroller minimum ATMega 8535 yang merupakan otak dari

alat ini. Rangkaian kedua adalah rangkaian sensor TGS2610, rangkaian inilah

yang mendeteksi keberadaan gas LPG disekitarnya. Rangkaian ketiga adalah

rangkaian alarm, rangkaian ini terdiri dari satu bel AC dan satu buzzer. Rangkaian

ini berfungsi sebagai peringatan ketika terdeteksi gas LPG di daerah sekitar.

Rangkaian keempat adalah rangkaian LCD. Rangkaian ini berfungsi sebagai

display saat terdeteksi gas LPG, dan yang terakhir adalah rangkaian LED.

Rangkaian ini menunjukkan tingkat bahaya dari kebocoran gas LPG.

Gambar 4.1 Blok Diagram Rangkaian


commit to user

21

1. Sensor TGS 2610 mendeteksi gas LPG disekitarnya dan memberikan

input ke mikrokontroller. Salah satu kaki TGS2610, yaitu kaki kedua

dihubungkan ke PORTA.0 mikrokontroller.

2. Input dari sensor TGS2610 akan dibaca oleh mikrokontroller dan

disambungkan ke beberapa output. Output Bel AC melalui port B.0,

output buzzer melalui port B.2, output LCD melalui port C.2 – C.7,

output LED hijau, melalui port B.5, LED biru melalui Port B.6, dan

LED merah melalui port B.7.

4.2 Pengujian Rangkaian Hardware

4.2.1 Pengujian Rangkaian Sumber Daya dan Pemindah Sumber Catu

Daya

Rangkaian Catu Daya terdiri dari tansformator yang berfungsi

mengubah tegangan dari AC ke DC. Selain itu terdapat baterai sebagai

pengganti catu daya jika listrik mati. Trafo berfungsi untuk menurunkan

tegangan dari 220 V AC ke 12 V DC, sedangkan regulator 7805 berfungsi

menstabilkan tegangan menjadi 5V.

Pengujian pada rangkaian catu daya dilakukan dengan cara

mengukur voltase yang keluar baik dari rangkaian power supply maupun

rangkaian baterai. Pengujian dilakukan 2 kali, yaitu pada saat listrik

menyala dan pada saat listrik padam. Pada saat listrik menyala, tegangan

yang keluar dari regulator power supply sebesar 4,96 Volt, dan tegangan

pada regulator baterai sebesar 0 Volt. Sedangkan pada saat listrik padam,

tegangan yang keluar dari regulator power supply sebesar 0 volt, dan

tegangan yang keluar dari regulator baterai sebesar 4,93 Volt.


commit to user

22

Gambar 4.2 Skema Pengujian Rangkaian Adaptor

4.2.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Pengujian pada mikrokontroler ATMega8535 ini dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian minimum mikrokontroler ATMega8535 dengan 8

buah LED di port A.0 – A.7. Setelah itu dimasukkan program sebagai

berikut:

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 1000000

Config Porta = Output

Port_led Alias Porta

Do

Port_led = 255

Waitms 2000

Port_led = 0

Waitms 2000

Loop


commit to user

23

Program diatas bertujuan untuk menyalakan dan mematikan lampu

secara bergantian selama 2 detik secara berulang. Setelah program di –

download – kan pada mikrokontroler dan diadakan pengujian, mikrokontroler

dapat berjalan sesuai dengan program yang telah diisikan. Maka rangkaian

minimum mikrokontroler ATMega8535 tersebut telah bekerja dengan baik.

Gambar 4.3 Skema Pengujian Mikro

4.2.3 Pengujian Rangkaian Sensor

Pada pengujian sensor, dilakukan dua kali pengujian. Pengujian

pertama yaitu dengan menggunakan multimeter. Pengujian dilakukan dengan

cara menghubungkan kaki ketiga sensor dengan kutub positif multimeter, dan

kaki kedua sensor dengan kutub negative multimeter. Sedangkan pengujian

kedua dilakukan dengan menghubungkan sensor ke Port A.0 mikrokontroler,

dan memasukkan program yang hasilnya akan ditampilkan melalui LCD.

Berikut ini tabel hasil pengujian sensor:


commit to user

24

Tabel 4.1 Pengujian Sensor

No Tegangan Keluar Sensor

TGS2610 (mV)

Tampilan di LCD

(mV)

1 1510 1510

2 2540 2540

3 3040 3040

4 3415 3415

Menurut data tersebut, pengujian pada multimeter dan tampilan pada

LCD bernilai sama. Hal ini berarti sensor berjalan dengan baik, dan program

yang dipakai sudah benar.

Gambar 4.4 Skema Pengujian Rangkaian Sensor

4.2.4 Pengujian LCD

Pengujian ini terdiri dari sebuah LCD karakter 2x16 yang berfungsi

sebagai display level beberapa macam gas disekitarnya. LCD dihubungkan


commit to user

25

pada port C mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil

pengolahan.

Gambar 4.5 Skema Pengujian Rangkaian LCD

Pada pengujian LCD ini dimasukkan program ke dalam mikrokontroler

ATMega8535 sebagai berikut:

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 1000000

Config Lcd = 16 * 2

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.5 , Db5 =

Portc.4 , Db6 = Portc.3 , Db7 = Portc.2 , E =

Portc.6 , Rs = Portc.7


commit to user

26

Do

Locate 1 , 2

Lcd "TEST LCD"

Locate 2 , 1

Lcd "NOER TEKKOMP 08"

Loop

Gambar 4.6 Test LCD

4.2.5 Pengujian Bel AC

Pengujian Bel AC dilakukan dengan menggabungkan kabel langsung ke

listrik AC. Bila bel berbunyi maka Bel AC dalam keadaan baik dan siap

digunakan.

4.2.6 Pengujian Buzzer

Pengujian buzzer dilakukan dengan menghubungkan kutub positif buzzer

dengan kutub positif power supply, dan kutub negatif buzzer dengan kutub negatif

power supply. Apabila buzzer berbunyi, maka buzzer dalam keadaan baik dan

siap digunakan.

4.2.7 Pengujian LED

Pengujian LED dilakukan dengan menghubungkan kutub positif LED

dengan kutub positif power supply, dan kutub negatif LED dengan kutub negatif

power supply. Apabila LED menyala, maka LED dalam keadaan baik dan siap

digunakan.


commit to user

27

4.3 Pemrograman Alat

Setelah alat selesai dibuat, dilakukan proses pemrograman. Pada kali ini

program yang dibuat menggunakan bahasa BASCOM. Program di –

download menggunakan software AVR dude. Downloader dihubungkan ke

computer atau laptop melalui port USB. Berikut langkah-langkahnya:

1. Buka program AVR dude

2. Pilih menu configuration, lalu pilih jenis mikrokontroler yang

digunakan, yaitu ATMega8535

Gambar 4.7 Jenis Mikro


commit to user

28

3. Pilih menu files, lalu buka program yang ingin di – download – kan.

Gambar 4.8 Brows File

4. Tekan button execute

Gambar 4.9 Execute


commit to user

29

5. Program selesai di – download.

Gambar 4.10 Finish Download

Pada pemrograman detektor kebocoran LPG, digunakan perhitungan

ADC. Voltase yang terdeteksi pada LCD didapatkan dari perhitungan ADC.

ADC mikrokontroler ATMega8535 adalah sebesar 10 bit atau 1024 desimal.

Nilai ADC diambil dari VCC yaitu sebesar 5 Volt. Berikut Rumusannya:

1024 = 5V

0 = 0V

1 step ADC =

1 step ADC = 4,88 mV


commit to user

30

Nilai maksimal dari ADC (1024) = 5V, jadi nilai dari 1 ADC adalah 4,88

mV. Program pada alat yang dibuat, nilai 1 set ADC dibulatkan menjadi

5mV. Jadi setiap 1 set ADC bernilai 5mV.

4.4 Hasil Pengujian Keseluruhan

Alat ini dirancang menggunakan sensor TGS2610 sebagai pendeteksi

keberadaan gas LPG disekitarnya. Ketika sensor mendeteksi adanya gas,

mikrokontroler akan memroses informasi tersebut dan memberikan

peringatan melalui beberapa output, yaitu LED, alarm, dan LCD.

Pada alat ini dilakukan percobaan dengan beberapa sumber gas, yaitu

asap rokok, gas dari korek gas, dan gas dari tabung LPG mini. Berikut ini

adalah tabel dari hasil pengujian:

Tabel 4.2 Pengujian Alat

No Sumber Gas Tegangan (mV)

Min Max

1 Udara Normal 200 400

2 Asap Rokok 400 900

3 Korek Gas 900 2500

4 LPG 2500 4100

Rangkaian LED berfungsi sebagai peringatan tingkat kebocoran gas. Ada

3 buah LED yaitu hijau, biru, merah. LED hijau berarti kondisi aman, LED

biru berarti harap berhati-hati, dan LED merah berarti bahaya. Pada alat ini

LED hijau akan menyala pada range voltase < 900mV, yaitu saat udara dalam

keadaan normal maupun terdeteksi asap rokok. LED biru akan menyala pada

range voltase 900mv – 2500mV, yaitu pada saat range korek gas terdeteksi.

Sedangkan LED merah akan menyala pada range voltase diatas 2500. Yaitu

pada saat terdeteksi gas LPG.

Rangkaian alarm berfungsi sebagai peringatan adanya kebocoran gas.

Rangkaian ini menggunakan 1 buah bel AC dan 1 buah buzzer. Pada saat

kondisi aman, bel AC dan buzzer dalam keadaan diam. Saat kondisi ada pada


commit to user

31

tahap harap berhati-hati bel AC dalam keadaan diam, sedangkan buzzer akan

menyala. Pada kondisi bahaya, BEL AC dan buzzer akan menyala.

LCD berfungsi sebagai display. Saat kondisi normal, pada layar LCD

akan ditampilkan tulisan “save and clean”, dan range voltasenya yaitu sekitar

<400mV. Saat terdeteksi voltase 500mV – 900mV pada layar LCD akan

ditampilkan tulisan “save and clean”, “rokok”, dan juga akan ditampilkan

voltase yang terdeteksi. Saat terdeteksi voltase 900mV – 2500mV pada layar

LCD akan ditampilkan tulisan “hati-hati”, “korek”, dan ditampilkan

voltasenya pula. Saat terdeteksi voltase >2500, pada layar LCD akan

ditampilkan tulisan “bahaya”, “elpiji”, dan ditampilkan voltase LPG yang

terdeteksi.

Tugas akhir ini mengacu pada tugas akhir ASHARI ABDULLAH,

mahasiswa Universitas Sebelas Maret angkatan 2007. Sesuai saran yanga ada

pada tugas akhir tersebut, penulis mengembangkan beberapa bagian dari alat.

Berikut tabel perbandingannya:

Tabel 4.3 Perbandingan

No Perbedaan ASHARI

ABDULLAH

NOER

CHOMISAH

Keterangan

1 Sensor HS-133 TGS2610 Span TGS2610 lebih

lebar (mV)

2 Mikrokontroler AT89S52 ATMega8535 Mikrokontroler

ATMega8535 dapat

melakukan perintah

kurang dari atau lebih

besar dari

3 Sumber Listrik PLN PLN dan

Baterai 9V

Apabila listrik mati,

catu daya akan

dipindahkan dari PLN

ke baterai 9 V

4 Output Buzzer, LCD Buzzer, bel

AC, LCD,

LED

Buzzer dan bel AC

berfungsi sebagai

peringatan, LCD

berfungsi

menampilkan kadar

(mV), dan LED

berfungsi sebagai

indikasi tingkat

kebocoran gas LPG


commit to user

32

Gambar 4.11 Rangkaian Tampak Atas

Gambar 4.12 Rangkaian Tampak Samping


commit to user

33

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian terhadap alat dapat diambil kesimpulan yaitu :

1. Telah dibuat detektor kebocoran gas LPG dengan menggunakan

mikrokontroller ATMega8535.

2. Gas yang dapat dideteksi alat berupa asap rokok dengan menampilkan tulisan

“asap rokok” dan tulisan “save and clean”, korek gas dengan menampilkan

tulisan “korek gas” dan “hati-hati”, dan LPG dengan menampilkan tulisan

“elpiji” dan “bahaya” pada LCD.

5.2 Saran

Karena datasheet sensor TGS2610 tidak disertai informasi lengkap, maka

kadar gas yang terdeteksi masih berupa mili volt. Kedepannya diharapkan alat

dapat mendeteksi kadar dalam satuan part per million (ppm).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id detektor .../detektor... · gambar 4.3 skema pengujian...

Documents