DESAIN PENGENDALIAN RUANG TERHADAP BAHAYA KEBOCORAN GAS LPG

Oleh : Ida Bagus Putu Manik M6509 040 603

Abstrak Kebakaran pada rumah atau rumah makan gara-gara tabung gas elpiji meledak sudah banyak terdengar. Penyebab meledaknya tabung gas itu karena kebocoran pada selang atau pada regulatornya yang tidak terpasang dengan baik. Pada saat terjadi kebocoran, tercium gas yang menyengat. Gas inilah yang nantinya akan meledak apabila ada sulutan atau percikan listrik, atau rokok. Pada intinya bahaya pada ruangan dapat dihindarkan apabila terdapat penanganan dini saat gas keluar (atau pada saat kebocoran gas terjadi). Pada tugas akhir ini dibuat sebuah miniatur rumah dengan sistem pengendalian ruangnya terhadap bahaya kebocoran gas LPG pada ruang dapur. Saat sensor mendeteksi gas maka sistem mengaktifkan buzzer dan pengendalian jendela otomatis sebagai simulasi penanganan terdini. Sistem ini menggunakan display LCD untuk memberi informasi kondisi gas atau sebagai pantauan agar dapat selalu diamati oleh pengguna. Selain itu, sistem ini juga dihubungkan dengan handphone, untuk memberi informasi bahwa kondisi gas telah bocor kepada pihak terkait. Hasilnya adalah sistem ini mampu mengendalikan ruang dan memberikan informasi berupa SMS ke pihak terkait, Berdasarkan pengujian sensitifitas sensor semakin jauh letak kebocoran gas maka semakin lama pula sensor merespon gas tersebut demikian sebaliknya.

Kata kunci : Bau gas LPG, Sensor gas, mengendalikan ruang, SMS

Latar BelakangMaraknya kasus ledakan tabung gas menjadi momok menakutkan bagi masyarakat. Masih minimnya perhatian pemerintah dikhawatirkan akan membuat lebih banyak korban jiwa. Berdasarkan data Pusat Studi Kebijakan Publik (Puskepi) sejak 2008-Juli 2010 terhitung sudah terjadi 189 kasus ledakan gas. 61 kasus pada 2008, 50 kasus pada 2009 dan 79 kasus pada 2010. Belasan jiwa melayang akibat rangkaian ledakan ini. Selain itu, ada puluhan orang mengalami luka bakar berat dan ringan. Belum terhitung kerugian harta benda akibat serangkaian ledakan tersebut. Kondisi ini sangat mengkhawatirkan, gas elpji menjelma seperti bom waktu ditengah-tengah masyarakat.Pada tugas akhir ini dibuat alat pendeteksi kebocoran gas dengan fasilitas sms berbasiskan mikrokontroler. Sistem ini memiliki kelebihan dalam sistem komunikasi dalam memberikan peringatan gas berbahaya.dengan fasilitas sms, pengguna dapat memantau kondisi gas walau tidak berada di dalam rumah. Dan penanganan awal bila terdeteksi oleh sensor gas yaitu terbukanya jendela secara otomatis diikuti berderingnya suara buzzer sebagai tanda pemberitahuan kepada pemakai (user). Sistem ini menggunakan display LCD untuk memberi informasi kondisi gas atau sebagai pantauan agar dapat selalu diamati oleh pengguna. Selain itu, sistem ini juga dihubungkan pada handphone, untuk memberi informasi bahwa kondisi gas telah berbahaya kepada pihak terkait

Perumusan MasalahPermasalahan yang diulas dalam pengerjaan tugas akhir ini, dapat dikategorikan dalam 3 (tiga) bentuk yaitu :

Bagaimana cara pendeteksian kebocoran gas oleh sensor gas?Bagaimana merancang pengendalian jendela terbuka, menyalanya exhaust fan dan pengaktifan buzzer saat kondisi gas berbahaya?Bagaimana menampilkan peringatan saat kondisi gas bocor?

Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah:Merancang suatu sistem yang dapat mengendalikan ruang secara otomatis terhadap bahaya kebocoran gas elpiji.Merancang suatu sistem yang dapat menanggulangi bahaya kebocoran gas elpiji dengan cara pengaktifan jendela terbuka, menyalanya exhaust fan, dan pengaktifan buzzer. Merancang suatu sistem yang dapat menampilkan peringatan melalui SMS kepada pihak terkait apabila orang tersebut tidak ada ditempat agar bisa mengambil tindakan pengamanan selanjutnya

Batasan MasalahBatasan masalah dalam perancangan dan pembuatan system pendeteksi gas LPG ini adalah :1. sistem ini hanya sebagai simulasi bagaimana cara mengendalikan suatu ruang terhadap bahaya kebocoran gas LPGGas yang diuji merupakan gas yang mengandung propane (C3H8) (30%) dan butane (C4H10) (70%)Handphone yang digunakan untuk koneksi dengan mikrokontroler adalah Siemens C55

Tinjauan PustakaDalam bab ini dibahas mengenai teori penunjang dari peralatan yang digunakan dalam desain pengendalian ruang terhadap kebocoran gas LPG seperti apa itu LPG, gas yang terkandung di dalamnya, pencegahan dan penanggulangan bahaya kebakaran, system mikrokontroler, gas detector, power supply, Short Message Service (SMS), thyristor dan pengendalian motor servo.

Gas LPG Liquefied Petroleum Gas (LPG) atau gas petroleum cair merupakan gas hasil produksi dari kilang minyak (Kilang BBM) dan Kilang gas sebagai hasil penyulingan minyak mentah, berbentuk gas. Berwujud gas dalam keadaan normal, tapi dapat dikompresi menjadi cairan dengan menambah tekanan atau menurunkan suhu. Inilah yang kita kenal dengan bahan bakar gas cair. Komponen utamanya adalah gas propana (C3H8) dan butane (C4H10) kurang lebih 99 % dan selebihnya adalah zat pembau.

Kandungan dalam LPGPerbandingan komposisi, propana (C3H8) : butana (C4H10) = 30:70 Nilai kalori: + 21.000 BTU/lb Zat aditive ditambahkan kepada LPG untuk memberikan bau yang khas, sehingga kebocoran gas dapat dideteksi dengan cepat.Spesifikasi Elpiji PERTAMINA mengikuti Keputusan Dirjen Migas No. 25 K/36/DDJM/1990 tanggal 14 Mei 1990 tentang Spesifikasi Bahan Bakar Gas Elpiji untuk Keperluan Dalam Negeri.

Program Konversi Minyak Tanah Ke LPG Konversi Minyak tanah ke LPG (berdasar Surat Menteri ESDM, No.3249/ 26/ MEM/ 2006, tanggal 31 Agustus 2006, Perihal : Hasil rapat Koordinasi Terbatas yang dipimpin oleh Wakil Presiden mengenai diversifikasi Mitan ke Elpiji), terhadap pelaksanaan program konversi. Bahkan menurut YLKI, bahwa dari 40 juta tabung gas 3 kg sekarang yang ada ditangan konsumen, 20 juta tabung adalah ilegal.

Pencegahan dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran Dasar-dasar sistem pemadaman api adalah merusak keseimbangan reaksi api. Hal ini dilakukan dengan tiga cara, yaitu:Penguraian, yaitu dengan memisahkan atau menyingkirkan bahan-bahan yang mudah terbakar.Pendinginan, yaitu dengan menurunkan panas sehingga temperature bahan yang terbakar turun sampai dibawah titik normalnyaIsolasi, yaitu dengan menurunkan kadar oksigen sampai dibawah 12 % atau mencegah reaksi dengan oksigen

Mikrokontroler AVR ATmega 16

Mikrokontroler atau mikroprosesor adalah suatu piranti yang digunakan untuk mengolah data-data biner (digital) yang didalamnya merupakan gabungan dari rangkaian-rangkaian elektronik yang dikemas dalam bentuk suatu chip (IC). Pada umumnya mikrokontroler tediri dari bagian-bagian sebagai berikut: alamat (address), data, pengendali, memori (RAM atu ROM), dan bagian Input-Output.AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang ditingkatkan. Mempunyai susunan kaki standar 40 pin DIP mikrokontroler

Sensor Gas TGS 2612 Figaro TGS 2612 adalah transducer utama yang digunakan dalam rangkaian ini, yang merupakan sebuah sensor kimia atau gas sensor. TGS 2612 mempunyai sensivitas yang tinggi untuk methane, propane, dan iso-butane, membuat sensor ini ideal untuk monitoring LNG dan LPG. Karena itu sensor ini ideal untuk konsumen alarm gas di pasaran. Struktur dari sensor terdapat pada Gambar di bawah ini : Pin connection : 1 : Heater 2 : Sensor electrode () 3 : Sensor electrode (+) 4 : Heater

Power Supply

Dalam pembuatan rangkaian (rangkaian DC) tentunya sangat diperlukan sebuah rangkaian yang berfungsi untuk memberikan sumber tegangan DC. Dalam rangkaian power supply terdapat rectifier (penyearah), filter (membuat sinyal keluaran dari rangkaian penyearah agar lebih lurus dan halus), dan regulator (gabungan rectifier dan filter)yang dapat meregulasi tegangan yang diinginkan.

Short Message Service (SMS)SMS adalah fasilitas yang dimiliki oleh jaringan GSM (Global System for Mobile Communication) yang memungkinkan pelanggan untuk mengirim dan menerima pesan-pesan singkat sepanjang 160 karakter. SMS ditangani oleh jaringan melalui suatu pusat layanan atau SMS Service Center (SMS SC) yang berfungsi menyimpan dan meneruskan pesan dari sisi pengirim ke sisi penerima. Format SMS yang dipakai oleh produsen MS (Mobile Station) adalah Protocol Description Unit (PDU). Format PDU akan mengubah septet kode ASCII (7bit) menjadi bentuk byte PDU (8 bit) pada saat pengiriman data dan akan diubah kembali menjadi kode ASCII pada saat diterima oleh MS.

Konfigurasi Konektor Siemens C55Untuk dapat berkomunikasi antara HP dengan mikrokontroler, diperlukan kabel konektor yang menghubungkan antara HP dengan mikrokontroler. Ketika ada input dari sensor gas, mikrokontroler akan mengolah dan memerintahkan HP server untuk mengirim pesan ke HP user. Kabel konektor antara HP dengan mikrokontroler dapat dibuat sendiri. Rangkaiannya sangat sederhana, hanya membutuhkan konektor default Siemens C55, kabel dan header.

Pengaruh Arah Putaran Motor ServoMotor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper

Thyristor Thyristor berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti pintu'. Dinamakan demikian barangkali karena sifat dari komponen ini yang mirip dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup untuk melewatkan arus listrik. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain PUT (programmable uni-junction transistor), UJT (uni-junction transistor ), GTO (gate turn off switch), photo SCR dan sebagainya. Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan TRIAC dan DIAC.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Pada bab ketiga ini akan dibahas perancangan sistem baik pada perancangan miniatur rumah, perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras meliputi :

Power SupplySistem minimum & downloaderRangkaian buzzer, sensor gasRangkaian Driver Tegangan ACUntuk perancangan perangkat lunak meliputi jalannya program AVR berbasis bahasa C yang disuntikkan ke mikrokontroler Atmega 16 untuk mengaktifkan sensor gas, buzzer, kipas, LCD, handphone, dan motor servo.

Perancangan Miniatur Rumah

Rumah ini terdiri dari tiga ruangan yaitu yaitu ruang tamu, ruang keluarga dan ruang dapur. Ruang tempat rangkaian elektronik terletak pada ruang dapur dengan atap yang dapat dibuka, untuk memudahkan pengecekan rangkaian elektronik atau memperbaiki pada saat terjadi kerusakan pada rangkaian elektronik serta untuk memasukkan gas ke dalam ruangan tersebut.

Perancangan Perangkat ElektonikaDiagram blok di bawah ini merupakan gambaran secara garis besar dari jalannya sistem yang dibuat dalam tugas akhir ini.

Diagram Alir Perangkat Lunak

TAMPILKAN AMAN

SERVO TUTUP

CEK SENSOR GAS

TIDAK

APAKAHGAS BOCOR

SERVO BUKA

STOP

YA

START

INISIALISASI

TAMPILKAN KEBOCORAN GAS

KIRIM SMS AMAN

TAMPILKAN BOCOR

KIRIM SMS GAS BOCOR

Buzzer on

kipas on

Buzzer off

kipas off

Pengujian Dan Analisa DataPengujian Sensitifitas SensorPengujian Dengan Tabung Gas Portable

Jarak Sensor Dengan Sumber Kebocoran Gas (cm)Data 1 (detik / second)Data 2(detik / second)Data 3(detik / second)Rata - rata295,85,66,25,86327,27,98,27,7624,54,54,34,94,5619,52,83,73,23,23

Grafik Pengujian Sensitifitas Sensor

Pengujian Dan Analisa DataPada pengujian keseluruhan alat, semua perangkat mekanik, perangkat elektronik, dan perangkat lunak dirangkai menjadi satu. Ketika pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan, sensor gas harus sudah terpasang dengan baik pada rangkaiannya. Bentuk fisik dari perangkat mekanik, yang merupakan rangkaian pendeteksi gas adalah sebagai berikut

Bentuk Fisik Perangkat Mekanik

Tampilan AMAN Pada LCD Tampilan LCD AMAN ini adalah indikator untuk penghuni rumah bahwa tidak ada gas berbahaya di dalam ruangannya.

Tampilan AWAS GAS BOCOR Pada LCD Tampilan AWAS GAS BOCOR adalah indikator apabila ada kebocoran gas elpiji dalam ruangan tersebut sehingga semua perangkat pengendalian bahaya kebocoran Gas LPG akan berfungsi sesuai dengan program yang telah dimasukan

Apabila sudah ada indikator bahwa ada gas bocor maka jendela yang tadinya tertutup akan membuka secara otomatis dan kipas akan berputar mengeluarkan gas hingga berkurang atau bahkan habis

Bentuk Fisik Rangkaian Secara Keseluruhan

Cara Kerja AlatApabila kadar gas menunjukkan kondisi awas gas bocor maka motor servo, kipas, Hp serial, buzzer, LCD akan aktif sebagaimana fungsinya. Motor servo akan membuka jendela secara otomatis, HP serial akan mengirimkan pesan yang berisikan kondisi gas saat itu kepada pihak terkait, buzzer akan berbunyi, LCD akan menampilkan kondisi gas saat itu, serta kipas akan berputar sampai gas terakumulasi tidak membahayakan.

Tampilan Pada HPApabila SMS dari alat sudah terkirim maka tampilan pada HP di pihak terkait adalah seperti ini

KesimpulanBerdasarkan pengujian sensitifitas sensor semakin jauh letak kebocoran gas maka semakin lama pula sensor merespon gas tersebut demikian sebaliknya.Kata kata awas digunakan agar si penerima sms langsung merespon keadaan tersebut sehingga dapat meminimalisir hal- hal yang tidak diinginkanSetelah melalui beberapa percobaan dapat disimpulkan bahwa alat ini telah berjalan dengan baik.

Saran System ini hanya mengirim informasi ke satu nomer saja, alangkah baiknya jika dapat mengirim ke dua nomer atau lebih.Alangkah baiknya jika system ini tidak hanya mengirim kadar gas melainkan juga dapat memberi informasi letak sumber kebocoran, serta dapat menjadi alat monitoring keadaan gas melalui handphone.Sebaiknya alat ini dapat di kembangkan lagi dengan menggunakan lebih dari satu sensor sehingga dapat mendeteksi berbagai macam gas.

TERIMA KASIH

*