prototype alat deteksi kebocoran gas lpg dengan sensor …
TRANSCRIPT
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 1
PROTOTYPE ALAT DETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
DENGAN SENSOR MQ-6 DAN BUZZER
BERBASIS ARDUINO UNO R3 (Herbert A. Tambunan1, Dudes Manalu2)
1,2AMIK Parbina Nusantara, Jl. Pane No. 34 Pematangsiantar, 0622-434084, Indonesia 1,2Teknik Informatika, AMIK Parbina Nusantara, Pematangsiantar, Indonesia
e-mail: [email protected] ,
Abstrak
Penggunaan Gas LPG sebagai bahan bakar merupakan kebutuhan vital dan berdampak
pada kegiatan manusia sehari hari, seperti memasak yang banyak dikerjakan oleh ibu rumah
tangga, pedagang, rumah makan, restoran dan lain lain. Kebutuhan akan permintaan Gas LPG
sangat tinggi karena masyarakat sangat membutuhkan barang tersebut untuk kebutuhan dan
aktifitas sehari hari.
Berangkat dari kondisi yang demikian maka diperlukan adanya alat yang dapat
mendeteksi kebocoran gas elpiji. Disini penulis ingin mengenalkan sebuah mikrokontroler
berupa sensor MQ-6. Sensor ini dapat mendeteksi gas Propana(C3H8) dan Butana(C4H10) yang
merupakan kandungan dominan gas LPG. Sensor ini diletakan dekat dengan sumber kebocoran
gas atau regulator. Sensor akan mendeteksi dan menunjukkan jika konsentrasi gas LPG
meningkat mengakibatkan resistansi sensor semakin menurun maka tegangan keluaran
meningkat selanjutnya memberikan pesan dalam bentuk suara.
Kata Kunci : Gas , Liquid Petroleum Gas, Sensor MQ- 6, Buzzer
Abstract
The use of LPG gas as fuel is a vital need and has an impact on daily human activities,
such as cooking which is mostly done by housewives, traders, restaurants, restaurants and
others. The need for LPG gas demand is very high because people are in dire need of these
items for their daily needs and activities.
Departing from such conditions, it is necessary to have a tool that can detect LPG
leaks. Here the author wants to introduce a microcontroller in the form of MQ-6 sensor. This
sensor can detect Propane (C3H8) and Butane (C4H10) gas which is the dominant content of
LPG gas. This sensor is placed close to the source of the gas leak or regulator. The sensor will
detect and show that if the concentration of LPG gas increases, the sensor resistance will
decrease, the output voltage will increase, then give a message in the form of sound.
Keywords: Gas, Liquid Petroleum Gas, MQ-6 Sensor, Buzzer
1. PENDAHULUAN
Penggunaan Gas LPG sebagai bahan bakar merupakan kebutuhan vital dan
berdampak pada kegiatan manusia sehari hari, seperti memasak yang banyak dikerjakan
oleh ibu rumah tangga, pedagang, rumah makan, restoran dan lain lain. Kebutuhan akan
permintaan Gas LPG sangat tinggi karena masyarakat sangat membutuhkan barang
tersebut untuk kebutuhan dan aktifitas sehari hari.
Jurnal Bisantara Informatika Vol. 4 No 1 Tahun 2020
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 2
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
Lapisan masyarakat yang berbeda dengan tingkat pendidikan yang beraneka
ragam menjadi salah satu hal penentu untuk memahami tentang penggunaan Gas LPG
yang benar dan aman, sehingga dapat terhindar dari akibat penggunan yang tidak benar.
Bahaya yang ditimbulkan dari penggunaan Gas yang tidak baik dan benar
ataupun terdapat kebocoran Gas maka akan dapat menyebabkan ledakan bahkan
kebakaran, karena sifat gas LPG adalah mudah terbakar ( flameable).
Berangkat dari kondisi yang demikian maka diperlukan adanya alat yang dapat
mendeteksi kebocoran gas elpiji. Disini penulis ingin mengenalkan sebuah
mikrokontroler berupa sensor MQ-6. Sensor ini dapat mendeteksi gas Propana(C3H8)
dan Butana(C4H10) yang merupakan kandungan dominan gas LPG. Sensor ini diletakan
dekat dengan sumber kebocoran gas atau regulator. Sensor akan mendeteksi dan
menunjukkan jika konsentrasi gas LPG meningkat mengakibatkan resistansi sensor
semakin menurun maka tegangan keluaran meningkat selanjutnya memberikan pesan
dalam bentuk suara
2. METODE PENELITIAN
2.1 Liquefied Petroleum Gas (LPG)
Liquefied Petroleum Gas (LPG) adalah percampuran 2 (dua) gas yang mudah
terbakar (flameable) dan gas yang tidak beracun. gas tersebut diberi nama propana
b(C3H8) dan butana (C4H10). Saat awal adanya gas LPG ditemukan tidak mengandung
bau, sehingga hal ini membuat orang kesulitan untuk mencium, menandai, bahkan
mendeteksi jika terjadi kebocoran. Berdampak dari masalah tersebut, maka gas LPG
diberi sedikit campuran gas yang menyengat seperti Ethanethiol agar membantu orang
dapat mencium bau dari kebocoran gas sehingga meminimalisir potensi bahaya.
2.1.1 Gas Propana
Propana5 merupakan senyawa dalam bentuk gas dalam keadaan normal dan
dapat dirubah bentuk menjadi cairan, sehingga mudah dipindahkan kedalam kontainer.
Senyawa ini diturunkan dari pemrosesan minyak bumi atau gas alam. Penggunaan
Propana secara umum digunakan untuk bahan bakar mesin, pemanggang, bahkan
kebutuhan di rumah tangga. Bahan bakar ini dikenal juga sebagai LPG (liquified
petroleum Gas) bersifat cair yang dapat berupa campuran dengan sedikit propena,
butana, dan butena.
2.1.2 Gas Butana
Butana6, juga disebut n-butana, adalah alkana rantai lurus dengan empat
atom karbon CH3CH2CH2CH3. Butana juga digunakan sebagai istilah kolektif untuk
n-butana dan satu-satunya isomernya, isobutana (disebut juga metil propana),
CH(CH3)3. Butana memiliki karakteristik tidak berwarna, sangat mudah terbakar,
dan mudah dibuat dalam bentuk cairan.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 3
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
2.2 Prototype
Menurut McLeod dalam Purwanto dan Abdul (2014:62), “prototype adalah
permulaan alat yang memberikan ide bagi pembuat (developer ) dan pemakai (user)
tentang bagaimana alat berfungsi dalam bentuk lengkapnya. dan proses untuk
menghasilkan prototype disebut prototyping.
Menurut Ami dalam Riyadi dan Abdul (2014:62) Prototyping adalah sebuah
proses pembuatan software dengan model sederhana, dengan tujuan agar pengguna
memiliki gambaran awal (dasar) program agar dapat melakukan pengujian awal.
2.3 Definisi Mikrokontroller
Menurut Beni Santoso et al (2013:17) Mikrokontroler adalah komponen
pendukung minimal dari sistem mikroprosesor yang terdiri dari pemrograman Input-
Output dan memori. sistem ini lengkap dan terkandung pada sebuah chip
mikrokontroler.
Menurut Steven Jendri et al (2016:13) Mikrokontroler (bahasa Inggris:
Microcontroller) merupakan sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam
sebuah chip.
2.4 Definisi Arduino
Menurut Ichwan et al (2013:16), dalam jurnal Infromatika, “Arduino adalah
Mikrokontroler berbasis Atmega328 yang dikemas dalam bentuk papan (board) dengan
tujuan dapat memuat semua kebutuhan penunjang Mikrokontroler dan mudah
dikoneksikan melalui komputer.”
Menurut Guntoro et al (2013:40), bahwa Arduino merupakan board yang
memiliki 14 Pin input dari output digital. Board ini terdiri atas 6 Pin input digunakan
untuk output PWM (Pulse Width Modulation) dan 6 pin untuk input analog, 16 MHz,
koneksi USB, jack Power, ICSP header dan tombol reset. Pin tersebut digunakan untuk
memudahkan menghubungkan Arduino ke komputer dengan kabel USB dan AC
adapter.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 4
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
Gambar 1: Mikrokontroler Arduino
2.4 Sensor MQ 6
Sensor adalah alat yang berfungsi mengubah suatu besaran tertentu kedalam
satuan analog sehingga terbaca oleh rangkaian elektronik. Sensor gas MQ-6 dapat
diterapkan penggunannya dalam mendeteksi kebocoran gas dirumah tangga dan
industri, juga dapat mendeteks iso-butane, propane, lng, bahkan lpg. Sensor ini mampu
menghindari gangguan dari pendeteksian zat Alkohol, asap masakan, dan rokok
sehingga mengurangi kesalahan pendeteksian.
Gambar 2 Sensor MQ-6
2.5. Konfigurasi Sensor MQ-6
Sensor disusun oleh mikro AL2O3 tabung keramik, Tin Dioksida (SnO2) lapisan
sensitif, elektroda pengukuran dan pemanas menjadi lapisan kulit yang terbuat dari
plastik dan stainless steel bersih. Struktur dan konfigurasi MQ-6 sensor gas ditunjukkan
pada gambar dibawah (Konfigurasi A atau B). MQ-6 memiliki 6 pin, 4 dari pin tersebut
berguna untuk mengambil sinyal, dan 2 yg lain berfungsi sebagai penyedia pemanasan
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 5
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
Gambar 3: Konfigurasi Sensor MQ-6 untuk LPG
2.6 Spesifikasi Sensor MQ-6
Spesifikasi dan cara kerja sensor MQ-6 sebagai sensor untuk deteksi kebocoran Gas
1. Kondisi Standar Bekerja
a. Tegangan Sirkuit(Vc) : 5V ± 0.1 AC atau DC
b. Tegangan Pemanasan(Vh) : 5V ± 0.1 AC atau DC
c. Resistansi Load(PL) : 20kΩ
d. Konsumsi Pemanasan(Ph) : kurang dari 750mw
2. Kondisi Lingkungan
a. Suhu Penggunaan : -10℃ hingga 50℃
b. Suhu Penyimpanan : -20℃ hingga 70℃
c. Kelembapan Terkait : Kurang dari 95% Rh
d. Konsentrasi Oksigen : 21%(Kondisi Standar) konsentrasi oksigen dapat
mempengaruhi sensitivitas
3. Karakteristik Sensitivitas
a. Resistansi Pengindraan(Rs) : 10KΩ- 60KΩ (1000ppm LPG )
b. Kondisi Standar Deteksi : Temp: 20℃±2℃ Vc:5V±0.1 Humidity:
65%±5% Vh: 5V±0.1
c. Jangkauan Deteksi : 200-10000 ppm LPG , iso-butane,propane, LNG
Gambar 4: Rangkaian Pengguna Sensor LPG MQ-6
Gambar 5 dibawah menunjukkan bahwa sensor MQ-6 sangat sensitif terhadap
gas LPG, H2, CH4, CO, Alkohol, air. Pada Suhu: 20℃, Kelembaban: 65%, Konsentrasi
O2 21%, RL = 20kΩ, Ro: resistansi sensor pada 1000 ppm LPG di udara bersih. Rs:
resistansi sensor pada berbagai konsentrasi gas.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 6
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
Gambar 5 : Kurva Sensitivitas MQ-6 terhadap gas
2.7 Buzzer
Buzzer merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai alat pengubah
getaran listrik menjadi suara. Buzzer terbuat dari kumparan pada diafragma dan dialiri
arus listrik sehingga menjadi elektromagnet. Karena kumparan terpasang pada
diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak
balik sehingga membuat udara bergetar dan akhirnya menghasilkan suara. Secara
umum buzzer digunakan sebagai indikator untuk menunjukkan proses telah berakhir .
Gambar 6: Buzzer
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 7
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Perancangan Perangkat Secara skematis
Alat yang dirancang untuk mendeteksi kebocoran gas LPG dengan
menggunakan sensor MQ-6 dan buzszer berbasis arduino digambarkan sebagai berikut :
Gambar 7: Blok Diagram Perancangan Alat
3.2 Kebutuhan Alat dan Bahan
Dalam perancangan Prototype pendeteksi kebocoran gas LPG menggunakan
Sensor MQ-6 dan Buzzer berbasis arduino dibutuhkan beberapa perangkat keras
(hardware) dan perangkat lunak (software). Tabel 3.1 merupakan alat dan bahan yang
akan digunakan.
Tabel 3.1 Alat dan Bahan
Hardware Software
Arduino Uno R3
Sensor MQ-6
Adapter 12V
Kabel Jumper
Gas Cartridge GC-020
Arduino IDE
3.3 Rangkaian catu daya
Rangkaian catu daya berfungsi untuk mensuplai arus dan tegangan ke seluruh
rangkaian. Rangkaian catu daya ini memiliki keluaran tegangan 5 dan 12 volt. Keluaran
tegangan 5 volt berfungsi untuk menghidupkan seluruh rangkaian selain rangkaian
ADC, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk memberikan tegangan ke rangkaian
ADC, dengan tujuan tegangan referensinya stabil.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 8
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
Trafo stepdown akan menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt
AC. Selanjutnya 12 volt AC disearahkan dengan menggunakan dioda, dan
menghasilkan 12 volt DC, lalu diratakan menggunakan kapasitor 2200 μF. Penggunaan
Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) bertujuan untuk menjaga kestabilan tegangan
tetap 5 volt sekalipun terjadi perubahan pada tegangan masuknya. LED hanya sebagai
indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi sebagai
penguat arus saat terjadi kekurangan arus pada rangkaian. Tegangan 12 volt DC
langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.
Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya
3.4 Rangkaian Arduino Dan Sensor MQ-6 Sensor MQ-6 digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran gas disekitar
ruangan. Sensor MQ-6 ini digunakan karena sangat baik dalam mendeteksi gas propane
di udara pada kandungan 300-10000 ppm, dan membutuhkan teganan 5V untuk
operasinya.
Gambar 3.3 Rangkaian Arduino dengan Sensor MQ-6
Dalam rangkaian ini pin vcc sensor MQ-6 terhubung ke pin 5v Arduino, pin
ground sensor MQ-6 terhubung ke ground arduino dan pin DO sensor MQ-6 terhubung
ke pin 7 arduino.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 9
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
3.5 Rangkaian Buzzer Dan Arduino
Rangkaian Buzzer ini berfungsi sebagai pertanda dalam bentuk bunyi saat terjadi
kebocoran gas LPG.
Gambar 3.4 Rangkaian Arduino dengan Relay
Dalam rangkaian ini pin ground Buzzer terhubung ke pin ground arduino
sedangkan pin positif buzzer terhubung ke pin 8 arduino.
3.6 Rangkaian Keseluruhan
Setelah bagian bagian pada rangkaian telah dilakukan, tahap berikutnya adalah
menggabungkan seluruh rangkaian menjadi satu bagian. Berikut adalah rangkaian
keseluruhan dari prototype pendeteksi kebocoran gas LPG.
Gambar 3.5 Rangkaian Keseluruhan
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 10
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
3.7 Program Interfcace Arduino
Program arduno dijadikan sebgaia interface untuk mengaktifkan fungsi fungsi
pada setiap alat Pendeteksi kebocoran Gas LPG menggunakan sensor MQ 6 dan Buzzer
berbasis arduino uno
4. KESIMPULAN
Dari perancangan alat dan bahan, maka dilakukan pengujian untuk alat
tersebut seperti yang ditunjukkan gambar dibawah ini :
Gambar 4.1 Tampilan Alat Prototype pendeteksi kebocoran gas LPG
Gambar 4.2 Tampilan ketika terdeteksi kebocoran gas LPG
Dari pengujian yang sudah dilakukan seperti yang ditunjukkan gambar maka
didapat kesimpulan sebagai berikut :
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 11
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
1. Buzzer yang dipasang pada catu daya dan diberikan tegangan maka buzzer
berbunyi pertanda buzzer tersebut dalam kondisi baik. Seperti yang ditunjukkan tabel
pengujian buzzer dibawah ini :
Tabel 4.1Pengujian Buzzer
NO Sensor MQ-6 Buzzer
1 Tanpa Gas Tidak bunyi
2 Ada Gas Bunyi
2. Pengujian Sensor MQ-6 dilakukan untuk menguji apakah sensor mendeteksi
kebocoran Gas LPG sesuai dengan prosedur, seperti ditunjukkan pada tabel dibawah ini
:
Tabel 4.2 Pengujian Sensor MQ-6
NO Sensor MQ-6 Led Sensor
1 Tidak terdeteksi kebocoran gas LPG Tidak Menyala
2 Terdeteksi kebocoran gas LPG Menyala
5. SARAN
1. Agar bisa dikembangkan menjadi alat pendeteksian Gas yang dapat dipakai
untuk keperluan masyarakat dalam kehidupan sehari hari.
2. Jarak sensor yang dipakai agar lebih sensitif terhadap jarak, sehingga lebih
akurat dalam mendeteksi kebocoran gas.
DAFTAR PUSTAKA
[1] MCKay, Alison. (2016:237-250). Principles for the definition of design
structures.Prancis: International journal of computer integrated manufacturing
[2] Djuandi, Feri. 2011. "Pengenalan Arduino". Jakarta: Elexmedia.
[3] Journal of Informatics Engineering Vol.5 No.1 April 2017 Faculty of
Engineering Islamic University Syekh-Yusuf Tangerang. ISSN : 2252-5351
[4] Roger, S. Pressman, Ph.D. , 2012, Rekayasa Perangkat Lunak (Pendekatan
Praktisi) Edisi 7 : Buku 1 “, Yogyakarta: Andi.
[5] Jogiyanto Hartono, 2008. Analisis dan Desian Sistem Informasi Pendekatan
Terstruktur Teori dan Praktek Aplikasi Bisnis, ANDI, Yogyakarta.
[6] Muhammad Ichawan, Gustiana Husada, M. Iqbal Ar Rasyid. 2013
"Pembangunan Prototipe Sistem Pengendalian Peralatan Listrik Pada Platfrom
Android". Jurnal Informatika: Institut Teknologi Nasional Bandung, No.1,
Vol.4. ISSN: 2087-5266.
Jurnal Bisantara Informatika (JBI) 12
Vol. 4 No. 1 Tahun 2020
[7] Muhamad Ichawan, Fifin Hakiky 2011. "Pengkuran Kinerja Goodreads
Application Programmming interface (Api) Pada Aplikasi Mobile Android"
Jurnal Informatika:.Institut Teknologi Nasional Bandung, No.2 , Vol. 2, Mei –
Agustus 2011
[8] Steven Jendri Sokop, Dringhuzen J. Mamahit.,M.Eng 2016 "TrainerPeriferal
Antarmuka Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno " E-Journal Teknik Elektro
dan Komputer. Vol.5 No.3, ISSN: 2301-8402