RANCANG BANGUN ALAT UJI EMISI PORTABEL GAS CO,

NOx, DAN HC PADA KENDARAAN BERMOTOR

TUGAS AKHIR

disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Program Studi Diploma III Teknik Elektro

Oleh

Wahyu Hidayat

5311311011

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2015

ii

PENGESAHAN

Tugas Akhir ini telah dipertahankan di hadapan Panitia Ujian Tugas Akhir

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang pada tanggal 5

Januari 2015.

Panitia,Ketua Sekretaris

Tatyantoro Andrasto, S.T, M.T Riana Defi Mahadji Putri, S.T, M.TNIP. 196803161999031001 NIP. 197609182005012001

Penguji I Penguji II/Pembimbing Utama

Drs. Herdi Saputra Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.TNIP. 195705081985011001 NIP. 196605051997022001

Mengetahui,Dekan Fakultas Teknik

Drs. Muhammad Harlanu, M.PdNIP. 196602151991021001

iii

PERNYATAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa tugas akhir saya yang

berjudul “Rancang Bangun Alat Uji Emisi Portabel Gas CO, NOx, dan HC Pada

Kendaraan Bermotor” disusun berdasarkan dengan arahan dosen pembimbing.

Argumen dan temuan orang lain yang terdapat di dalamnya dikutip dan dirujuk

berdasarkan kode etik penulisan yang lazim dan ilmiah.

Penulis

Wahyu Hidayat

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

1. Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya di pundaklawan, tetapi pahlawan sebenarnya ialah orang yang sanggup menguasaidirinya dikala ia marah (Nabi Muhammad SAW).

2. Kepuasan terletak pada usaha, bukan hasil. Berusahalah dengan keras adalahkemenangan yang hakiki (Mahatma Gandi).

3. Tersenyumlah maka segalanya akan menjadi ringan (Hidayatcorp).

Persembahan:

Setetes peluh dan goresan tinta ini kupersembahkanuntuk:

1. Ayah dan Ibu tercinta, terimakasih atas kasih sayang,limpahan doa dan pengorbanannya

2. Adik serta keluarga besar tercinta terimaksih atassemua dukungannya

3. Sahabat-sahabat teknik elektro D3 UNNESAngkatan 2011.

4. Teman-teman yang senantiasa memberikandorongan

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan nikmat-Nya yang

senantiasa tercurah sehingga tersusunlah Tugas akhir yang berjudul “ Rancang Bangun

Alat Uji Emisi Portabel Gas CO, NOx, dan HC Pada Kendaraan Bermotor ” ini dapat

terselesaikan.

Penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak berupa

saran, bimbingan, maupun petunjuk dan bantuan dalam bentuk lain, maka penulis

menyampaikan terima kasih kepada :

1. Drs. M. Harlanu, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang

2. Drs. Suryono, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri

Semarang

3. Riana Defi Mahadji Putri, S.T, M.T selaku Kaprodi Teknik Elektro D3 Universitas

Negeri Semarang

4. Ir. Ulfah Mediaty Arief, M.T selaku dosen pembimbing

5. Bapak, Ibu dan Adik yang selalu memberikan dorongan moral dan material

6. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas akhir ini.

Dalam penyusunan Tuagas akhir ini penulis menyadari adanya kekurangan,oleh

sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Serta

Penulis berharap Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Semarang, Januari 2015

Penulis

vi

ABSTRAK

Hidayat, Wahyu, 2015. “Rancang Bangun Alat Uji Emisi Portabel Gas CO,NOx, dan HC”. Program Studi Teknik Elektro D3, Jurusan Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Ir. Ulfa Mediati Arief,M.T

Emisi gas buang kendaraan adalah sisa hasil pembakaan bahan bakar dalampembakaran mesin kendaraan bermotor. Mikrokontroler ATMega 16 merupakan ICyang dapat deprogram berulang kali dalam hal ini digunakan sebagai pengontrolanotomatis pada alat uji emisi portable.

Dalam upaya menekan tingkat polusi udara yang disebabkan oleh kendaraanbermotor, dan menanggapi upaya pemerintah yang telah mengeluarkan peraturanyang mewajibkan pemilik kendaraan untuk melakukan uji emisi. Dalam hal ini,tidak semua pemilik kendaraan bermotor memiliki kesadaran yang tinggi untukmerawat kendaraan mereka. Hal ini disebabkan enggan untuk mengeluarkan biayaperawatan yang mahal, dan untuk melakukan uji emisi pun masih menemui banyakkendala. Karena masih sedikitnya alat uji emisi yang tersedia dan juga biaya yangdikeluarkan untuk uji emisi juga cukup mahal. Berdasarkan permasalahantersebut,maka pada tugas akhir ini bertujuan membuat rancang bangun alat uji emisiportabel untuk memudahkan pengukuran emisi gas CO, NOx, dan HC pada gasbuang kendaraan bermotor.

Tahapan dari pembuatan alat uji emisi portabel ini yaitu melakukan studiliteratur dengan melakukan kajian bersdasarkan data yang relevan dari berbagaisumber yang ada, pembuatan alat uji emisi portabel, serta observasi di lapanganuntuk melakukan kalibrasi dan pengujian alat.

Hasil uji emisi portabel, untuk mobil Daihatsu Grand MAX, gas CO 0.42%,NOx 1.09Ppm dan HC 109Ppm. Dan untuk Daihatsu Xenia, gas CO 0.08%, NOx1.01Ppm, dan HC 21.98Ppm. Sedangkan hasil uji emisi dengan Gas Analiser milikDaihatsu, mobil Daihatsu Grand MAX, gas CO 0.43%, NOx 1.092Ppm dan HC119Pm dan untuk Daihatsu Xenia gas CO 0.07%, NOx 1.007Ppm, dan HC 22Ppm.Sehingga alat ini memiliki rata-rata tingkat error gas CO sebesar 8,3%, gas NOxsebesar 0,325%, dan gas HC sebesar 4,245%.Berdasarkan hasil data tersebut,pengujian alat uji emisi portabel untuk beberapa tipe kendaraan menunjukan tingkatpresentase error yang tidak begitu besar, lebih efisien, dan sederhana apabiladibandingkan dengan alat uji emisi yang dimilki oleh bengkel Daihatsu.

Kata kunci : Emisi, Alat Uji

vii

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN .................................................................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv

KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

ABSTRAK ........................................................................................................... vi

DAFTAR ISI ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

DAFTAR GAMBAR ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x i

DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... xii

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

1.1 Latar Belakan Belakang .......................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................2

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

1.4 Tujuan Penulisan ...................................................................................2

1.5 Manfaat..................................................................................................2

1.6 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ......................................................3

BAB II PEMBAHASAN..............................................................................................4

viii

2.1 Landasan Teori.............................................................................................4

2.1.1 Teori Emisi Gas Buang Kendaraan..................................................4

2.1.2 Sensor MQ-7 ...................................................................................7

2.1.3 Sensor TGS-2201.............................................................................9

2.1.4 Mikrokontroler ATMega 16...........................................................11

2.1.5 Bahasa Pemrograman CV AVR.....................................................13

2.1.6 LCD................................................................................................14

2.1.7 Catu Daya.......................................................................................15

2.2 Tahapan Perancangan Alat Uji Emisi ........................................................17

1. Perancangan Desain Skema Alat Uji Emisi Portabel ................17

2. Penentuan Spesifikasi Komponen Elektronik ...........................18

3. Pembuatan Hardwere dan Softwere Alat Uji Emisi Portabel ....21

2.3 Pengujian Alat Uji Emisi ...........................................................................29

2.4 Hasil Pengujian Alat Uji Emisi Portabel....................................................30

2.5 Pembahasan................................................................................................31

BAB III PENUTUP ...............................................................................................36

1. Kesimpulan ..............................................................................................36

2. Saran ........................................................................................................36

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 37

LAMPIRAN ......................................................................................................... 38

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sensor MQ-7 .......................................................................... 8

Gambar 2. Karakteristik Sensor MQ-7..................................................... 9

Gambar 3. Sensor dan Skema Rangkaian TGS-2201............................. 10

Gambar 4. Karakteristik Sensor TGS 2201............................................ 10

Gambar 5 . IC ATMega 16...................................................................... 11

Gambar 6. Konfigurasi PIN ATMeaga 16 ............................................. 12

Gambar 7 . LCD 20x4 ............................................................................. 15

Gambar 8. Baterra Lithium Polymer ...................................................... 16

Gambar 9 . Flowchart Perencanaan Desain............................................. 17

Gambar 10. Capasitor............................................................................... 18

Gambar 11. Resistor ................................................................................. 19

Gambar 12. Dioda .................................................................................... 19

Gambar 13. IC Regulator ......................................................................... 20

Gambar 14 . Cristal ................................................................................... 20

Gambar 15. LED ...................................................................................... 21

Gambar 16. Skematik Alat Uji Emisi Portabel ........................................ 22

Gambar 17. Aplikasi Eagle ...................................................................... 23

Gambar 18. Hasil Desain PCB Dengan Aplikasi Eagle ........................... 23

Gambar 19. Printout Desain PCB ............................................................ 24

x

Gambar 20. Hasil PCB yang sudah jadi ................................................... 25

Gambar 21. Desain Alat ........................................................................... 26

Gambar 22. Alat Yang Sudah Jadi ........................................................... 26

Gambar 23. Aplikasi CV AVR................................................................. 27

Gambar 24. Aplikasi Extream Burner ...................................................... 28

Gambar 25. Proses Download ke Mikrokontroler.................................... 28

Gambar 26. Layout Alat Uji Emisi Portabel ............................................ 29

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Batas Emisi Kendaraan Bermotor Kategori L ................................. 6

Tabel 2. Batas Emisi Kendaaan Bermotor Kategori M, N, O........................ 6

Tabel 3. Hasil Pengukuran Daihatsu GrandMAX 1.5.................................. 30

Tabel 4. Hasil Pengukuran Daihatsu Xenia ................................................. 31

Tabel 5. Penghitungan Error Pembacaan Daihatsu Xenia ........................... 33

Tabel 6. Penghitungan Error Pembacaan Daihatsu GrandMAX ................. 33

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Teknikal Data Sensor TGS 2201 ............................................. 39

Lampiran 2. Tknikal Data Sensor MQ-7...................................................... 41

Lampiran 3. Koding Alat Uji Emisi Portabel............................................... 44

Lampiran 4. Kalibrasi................................................................................... 47

Lampiran 5. Dokumentasi............................................................................ 48

Lampiran 6. Skematik Alat Uji Emisi Portabel ........................................... 50

Lampiran 7. SK Pembimbing....................................................................... 51

Lampiran 8. Formulir Bimbingan ................................................................ 52

Lampiran 9. Surat Pengantar Penelitian....................................................... 54

Lampiran 10. Surat Selesai Bimbingan........................................................ 55

Lampiran 11. SK Penguji ............................................................................. 56

Lampiran 12. Surat Selesai Revisi ............................................................... 57

1

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin pesat, tingkat

polusi yang di sebabkan oleh pembakaran mesin kendaraan bermotor juga

semakin buruk. Hal tersebut telah mendorong upaya untuk menekan tingkat

polusi yang disebabkan oleh kendaraan bermotor tersebut.

Salah satu upaya pemerintah daerah adalah dengan mengeluarkan

peraturan yang mewajibkan pemilik kendaraan untuk melakukan uji emisi

sudah dilakukan. Contohnya Pemerintah DKI Jakarta sudah mengeluarkan

peraturan daerah (PERDA) nomor 2 tahun 2005 tentang pengendalian

pencemaran udara. D a n Bab VI Pasal 19 perda propinsi DKI Jakarta

nomor 95 tahun 2000 semua pemilik kendaraan bermotor diwajibkan

melakukan uji emisi kendaraannya, dan dijadikan sebagai salah satu syarat

untuk perpanjangan pajak kendaraan bermotor tersebut.

Uji emisi bertujuan untuk mengukur tingkat polusi yang disebabkan

pembakaran mesin kendaan bermotor. Apakah layak atau tidaknya

kendaraan bermotor di operasikan tergantung dari batasan tingkat emisi yang

ditetapkan untuk tingkat kendaraan tersebut. Namun demikian tidak semua

pemilik kendaraan bermotor memiliki kesadaran yang tinggi untuk merawat

kendaraan mereka, disamping enggan untuk mengeluarkan biaya perawatan

yang mahal. Untuk melakukan uji emisi pun masih menemui banyak kendala

karena masih sedikitnya alat uji emisi yang tersedia, dan juga biaya yang

dikelurkan juga cukup mahal. Di kota semarang alat uji emisi hanya ada di

bengkel bengkel resmi, itupun tidak semua bengkel menggunakannya

dikarenakan harga Gas Analyzer sekitar 45 jutaan, dan alat ini juga mudah

rusak.

Untuk mencoba mengatasi permasalahan ini, pada tugas akhir ini

dicoba untuk dibuat alat uji emisi dengan kualitas yang baik, yaitu

merancang suatu perangkat detektor yang akan menampilkan 3 (tiga) kadar

2

2

polutan emisi gas buang (yaitu NOx, CO, dan HC) yang dihasilkan

pembakaran mesin kendaraan. Alat ini juga akan didesain untuk siap

digunakan dimana saja dikarenakan menggunakan baterai sebagai sumber

energinya atau dapat dikatakan portabel.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah di uraikan di atas, terdapat beberapa

permasalahan yang dapat di jelaskan dan dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana menciptakan alat uji emisi yang portabel

2. Bagaimana mengukur emisi gas buang dengan menggunakan alat uji emisi

portable

3. Mengetahui kadar emisi gas CO, NOx, dan HC pada hasil pembakaran

mesin kendaraan bermotor

1.3. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang akan di bahas dalam pembuatan tugas akhir ini

diberikan batasan-batasan dalam pembahasan,antara lain:

1. Alat ini digunakan untuk mengukur gas buang kendaraan bermesin

…...bensin dan disel

2. Pembuatan alat ini digunakan untuk mengukur konsentrasi kadar gas

……CO, NOx, dan HC

1.4. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk :

1. Rancang bangun alat uji emisi portabel gas CO, NOx, dan HC

2. Mengukur konsentrasi gas buang hasil pembakaran mesin kendaraan

bermotor

1.5. Manfaat

Adapun manfaat dari pembuatan alat uji emisi portabel gas NOx, CO, dan HC

ini adalah :

1. Memudahkan pengukuran kadar emisi gas buang pada mesin mobil

ataupun kendaaan bermotor

3

3

2. Dapat mengukur konsentrasi gas NOx, CO, dan HC dengan mudah dan

dapat digunakan di manapun

1.6. Sistematika Penulisan Tugas Akhir

Tugas Akhir ini secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian yaitu :

1. Bagian Awal

Bagian ini terdiri halaman judul, halaman pengesahan, pernyataan, motto dan

persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar

dan daftar lampiran.

2. Bagian Isi

Bagian ini merupakan bagian pokok tugas akhir yang terdiri dari 3 bab, yaitu:

BAB I : Pendahuluan

Pendahuluan, berisi latar belakang, permasalahan, tujuan, manfaat, dan

sistematika penulisan Tugas Akhir.

BAB II : Pembahasan

Bab ini berisi teori-teori relevan yang melandasi pelaksanaan pembuatan

alat ini. Perencanaan, Pembuatan, dan pengujian dari alat yang dibuat,

serta pembahasan.

BAB III : Penutup

Bab ini berisi simpulan dan saran-saran.

3. Bagian Akhir

Bagian ini terdiri dari daftar pustaka dan lampiran-lampiran.

4

4

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Landasan Teori

2.1.1 Teori Emisi Gas Buang Kendaraan

Emisi gas buang kendaraan adalah sisa hasil pembakaan bahan

bakar dalam pembakaran mesin kendaraan. Seperti diketahui bahwa

proses pembakaran bahan bakar dari motor bakar menghasilkan gas buang

yang secara teoritis mengandung HC, CO, CO2, NOx, C,H2, H2O, dan N2,

dimana banyak yang bersifat mencemari lingkungan sekitar dalam bentuk

polisi udara.

Hidro karbon (HC) merupakan gas yang tidak begitu

merugikan manusia, akan tetapi merupakan penyebab terjadinya kabut

campuran asap (smog). Pancaran hidro karbon yang terdapat pada gas

buang berbentuk gasoline yang tidak terbakar. Hidrokarbon terdapat pada

proses penguapan bahan bakar pada tangki, karburator, serta kebocoran

gas yang melalui celah antara silinder engkol.

Karbon monoksida (CO) adalah gas hasil pembakaran yang

bersifat racun bagi darah manusia pada saat pernafasan, sebagai akibat

berkurangnya oksigen pada jaringan darah. Gas karbon monoksida (CO)

terdapat cukup banyak di udara, dimana gas ini terbentuk akibat

adanya suatu pembakaran yang tidak sempurna. Gas karbon monoksida

mempunyai atom C yang tidak berbau, tidak terasa, serta tidak

5

Berwarna. Kendaraan bermotor memberi andil yang besar dalam

peningkatan kadar CO yang membahayakan. Di dalam semua polutan

udara, gas CO adalah pencemar yang paling utama.

NOx merupakan senyawa nitrogen yang tidak stabil dan bila

terlepas ke udara bebas, akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk

NO2. Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan

bila terkena air akan membentuk asam nitrat atau lebih dikenal dengan

hujan asam.Gas ini dibentuk dalam mesin, khusus pada suhu tinggi.Udara

yang mengandung NO dan UCH, dengan adanya sinar matahari akan

menyebabkan terbentuknya kabut asap foto kimia. Pada keadan normal,

kandungan NOx pada saat idle tidak melebihi 100 ppm.

Pada negara-negara yang memiliki standar emisi gas buang

kendaraan yang ketat, ada 5 unsur dalam gas buang kendaraan yang

akan diukur yaitu senyawa HC, CO, CO2, O2, dan senyawa NO2

Sedangkan pada negara-negara yang standar emisinya tidak terlalu

ketat, hanya mengukur 4 unsur dalam gas buang yaitu senyawa HC, CO,

CO2 dan O2

Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun

2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor

Lama.

6

1) Kendaraan Bermotor Kategori L

Tabel 1 Batas emisi kendaraan bermotor kategori L

Kategori TahunPembuatan

ParameterMetodeUjiCO (%) HC (Ppm)

Sepedamotor2 langkah

< 2010 4.5 12000 Idle

Sepedamotor4 Langkah

< 2010 5.5 2400 Idle

Sepedamotor(2 langkahdan 4langkah)

≥ 2010 4.5 2000 Idle

2) Kendaraan Bermotor Kategori M, N, dan O

Tabel 2 Batas emisi kendaraan bermotor kategori M, N, dan O

Kategori TahunPembuatan

Parameter

MetodeUjiCO (%) HC

(Ppm)Opasitas

(%HSU)

MesinBensin

< 2007 4.5 1200 Idle

≥ 2007 1.5 200 Idle

MesinDisel

-GW ≤ 3.5ton

< 2010 70

PercepatanBebas

≥ 2010 40

-GW ≥ 3.5ton

< 2010 70

≥ 2010 50

7

Istilah dan definisi

1 . Kategori L

Kendaraan bermotor beroda dua atau tiga untuk angkutan

orang

2. Kategori M

Kendaraan bermotor Beroda empat atau lebih untuk

angkutan orang

3. Kategori N

Kendaraan bermotor beroda empat atau lebih untuk

angkutan barang

4. Kategori O

Kendaraan bermotor penarik untuk gandeng atau tempel

Alat ini dibuat hanya untuk mengukur kosentrasi gas CO,NOx,

dan HC pada emisi kendaraan bermotor. Pada tabel I dan 2 dipaparkan

standar emisi yang ada di Indonesia berdasarkan Peraturan Menteri

Negara Lingkungan Hidup Nomor 05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas

Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Lama Kementerian Negara

Lingkungan Hidup 2006

8

2.1.2 Sensor MQ-7

MQ 7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk

mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari hari,

industry atau otomotif. Sensr MQ 7 ini adalah mempunyai sensitifitas

tinggi terhadap karbon monoksida stabil dan berumur panjang. Sensor ini

menggunakan catu daya heater 5Volt DC dan menggunakan rangkaian 5

Volt DC, jarak pengukuran : 20 – 2000ppm untuk mampu mengukur gas

karbon monoksida.

Gambar 1 Sensor MQ-7

Prinsip keja dari sensor ini yaitu hambatan dalam sensor akan

berubah bila terdapatgas CO yang melewati sensor tersebut dan

mengakibatkan tegangan analog yang keluar dari sensor ini berubah. Besar

kecilnya perubahan hambatan sesnsor tergantung dari tinggi rendahnya

konsentrasi gas CO yang tersaring oleh sensor.

9

Gambar 2 Karakteristik sensor MQ-7

2.1.3 Sensor TGS-2201

Sensor TGS2201 adalah sebuah sensor yang dapat mendeteksi dua

elemen gas pembuangan, yaitu gas pembuangn mesin diesel dan gas

pembuangan bensin. Konduktifitas dari sensor ini tergantung dari

perubahan konsentrasi gas di udara. TGS2201 dapat mendeteksi 2

kandungan pada 1 substrate dan menghasilkan 2 keluaran secara terpisah

untuk merespon kandungan gas pembuangan diesel dan gas pembuangan

bensin.

10

Gambar 3 Sensor TGS 2201 dan skema rangkaian TGS 2201

Prinsip kerja dari sensor ini juga sama seperti MQ-7 yaitu hambatan

dalam sensor akan berubah jika terkena gas yang menjadi target sensor itu.

Bedanya adalah sensor ini memiliki dua buah keluaran terpisah yang

masing masing memiliki target gas yang berbeda yaitu NOx dan HC.

Gambar 4 Karakteristik Sessor TGS 2201

11

2.1.4 Mikrokontroler ATMega 16

Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik

ditulis atau dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya digunakan untuk

pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.

Gambar 5 IC ATmega 16

Mikrokontroler AVR ATmega16/8535 memiliki fitur yang cukup

lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega16/8535 telah dilengkapi dengan

ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog

comparator,dl. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan

kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien,

serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler

ATmega16/8535.

12

Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMega 16/8535

Mikrokontroler ATMega16/8535 memiliki 40 pin untuk model

PDIP, dan 44 pin untuk model TQFP dan PLCC. Nama-nama pin pada

mikrokontroler ini adalah

Gambar 6 Knfigurasi PIN ATmega 16

1) VCC untuk tegangan pencatu daya positif.

2) GND untuk tegangan pencatu daya negatif.

3) PortA (PA0 - PA7) sebagai port Input/Output dan memiliki

kemampuan lain yaitu sebagai input untuk ADC

4) PortB (PB0 – PB7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki

kemampuan yang lain.

5) PortC (PC0 – PC7) sebagai port Input/Output untuk

ATMega8535.

6) PortD (PD0 – PD7) sebagai port Input/Output dan juga memiliki

kemampuan yang lain.

13

7) RESET untuk melakukan reset program dalam mikrokontroler.

8) XTAL1 dan XTAL2 untuk input pembangkit sinyal clock.

9) AVCC untuk pin masukan tegangan pencatu daya untuk ADC.

10) AREF untuk pin tegangan referensi ADC.

2.1.5 Bahasa Pemrograman CV AVR

Bahasa C merupakan salah satu bahasa yang cukup populer untuk

pemograman mikrokontroler. Dalam melakukan pemograman

mikrokontroler diperlukan suatu software pemograman, salah satunya

yang mendukung bahasa C adalah Code Vision AVR (CV AVR). CV AVR

hanya dapat digunakan pada mikrokontroler keluarga AVR.CV AVR

selain dapat digunakan sebagai software pemogramanan juga dapat

digunakan sebagai software downloader. Sofware downloader akan men-

download-kan file berektensi “.hex” ke mikrokontroler. (Averroes, 2009).

Fasilitas menarik lainya adalah dilengkapi CodeWizardAVR

Automatic Program Generator yang membimbing kita dalam menulis

sintaks program.Fungsi-fungsi yang didukung oleh CodeWizardAVR ini

adalah :

1) Setup memori eksternal,

2) Identifikasi sumber reset pada chip,

3) Inisialisasi port input/output,

4) Inisialisasi interrupt eksternal,

5) Inisialisasi timer/counter, dan

6) Inisialisasi watchdog timer.

14

7) Inisialisasi UART dan interrupt Serial

8) Inisialisasi komparator analog

9) Inisialisasi ADC

10) Inisialisasi interfacing SPI

11) Inisialisasi bus 12C

12) Inisialisasi bus 1Wire dan sensor suhu DS1820/DS18S20

13) Inisialisasi modul LCD

Penulisan program menggunakan CVAVR harus mengikuti kaidah-

kaidah yang diterapkan oleh bahasa pemprograman C karena compiler

CVAVR dikembangkan menggunakan bahasa C.

2.1.6 LCD

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,

ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang digunakan ialah

LCD dengan jumlah karakter 20x4. LCD sangat berfungsi sebagai

penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja

alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

1) TErdiri dari 20 karakter dalam 4 baris

2) Mempunyai 192 karakter tersimpan

3) Terdapat karakter generator terprogram

15

4) Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit

5) Dilengkapi dengan LED back light

Gambar 7 LCD 20x4

2.1.7 Catu Daya

Catu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal

perancangan sebuah alat elektronik. Tanpa bagian ini robot tidak akan

berfungsi.begitu juga bila pemilihan catu daya tidak tepat,maka alat ini

tidak akan bekerja dengan baik.

Baterai yang digunakan pada alat ini adalah berjenis Lithium

polymer.Hal ini karena jenis baterai ini merupakan jenis baterai yang dapat

diisi ulang (rechargeable).Baterai ini memiliki tegangan kerja 11,1 Volt

dengan kapasitas 800mAh.dimensi 7,3 x 2,6 x 1,9 cm.

16

Gambar 8 Baterai Lithium polymer

Untuk pengisian baterai ini dapat dilakukan kapan saja, selain jenis

baterai Lythium polymer, masih banyak lagi jenis baterai yang tersedia

dipasaran dengan spesifikasi yang beragam dan dapat digunakan untuk

catu daya. Diantaranya baterai Ni-cd,Alkaline, Lithium,Lead acid dan

sebagainya, yang masing masing mempunyai kelebihan dan kekurangan.

17

2.2 Tahapan Perancangan Alat Uji Emisi Portabel

Tahapan perancangan alat dibuat melaluitiga tahapan, yaitu perancangan

desain, penentuan komponen elektronik, dan pembuatan hardwere dan

softwere.

1. Perancangan Alat Uji Emisi Portabel

Proses pembuatan desain alat uji emisi portable ini meliputi

mengumpulkan referensi referensi bertujuan untuk membantu dalam

pengumpulan bahan guna membuat alat uji emisi portable ini. Kemudian

menentukan alur pembuatan alat dengan maksud menentukan bagian

bagian apa saja yang harus dibuat dan yang harus diselesaikan terlebih

dahulu.

Gambar 9. Flowchart Perancangan Alat Uji Emisi Portabel

18

2. Penentuan Spesifikasi Komponen Elektronik

a. Capasitor

Dalam alat ini menggunakan tiga jenis kapasitor yaitu jenis

elektrolit, MKM, dan keramik.

Kapasitor elektrolit erfungsi untuk mengurangi ripple agar

gelombang DC menjadi DC murni aatau mengurangi noise. Dalam alat ini

kapasitor elektrolityang digunakan berukuran 220uF/16volt

Kapasitor MKM berfungsi sebagai pengaman saat dilakukan reset

agarn tidak langsung sort sirkuit. Dalam alat ini kapasitor MKM yang

digunakan berukuran 100nF

Kapasitor keramik berfungsi sebagai oscillator mendampingi

Cristal. Yang digunakan berukuran 22pF

Gambar 10. Capasitor MKM, Elektrolit, dan Keramik

b. Resistor

Berfungsi sebagai pembagi tegangan, di alat ini di gunakan empat buah

resistor yaitu 330ohm 10K ohm trimpot 1K ohm dan potensio 5K ohm

19

Gambar 11. Trimpot, Resistor, dan Potensio

c. Dioda

Fungsi dari diode di sini sebagai pengaman agar arus yang masuk

tidak terbalik. Dalam alat ini di gunakan diode silicon berukuran 1N4007

Gambar 12. Dioda

20

d. IC Regulator

Menggunakan IC 7805 yang berfungsi sebagai pemotong tegangan

menjadi sebesar 5 volt DC.

Gambar 13. IC 7805

e. Cristall

Berfungsi sebagai clock detak jantung untuk menghidupkan IC ATMega

16/8535. Cristal yang dignakan disini berukuran 11,0592MHz

Gambar 14. Crystal

f. LED

Led adalah light emiting diode berfungsi sebagai indikator power.

21

Gambar 15. LED

3. Pembuatan Hardwere dan Software Alat Uji Emisi Portabel

a. Pembuatan Hardwere

Langkah pertama yaitu pembuatan skematik dai system

mikrokontroler untuk menentukan rangkaian yang akan dibuat, dengan

maksud memudahkan dalam pembuatan skema PCB.

22

Gambar 16 : Skematik Alat Uji Emisi Portabel

IC1 = ATMega 16

IC2 = Regulator 7805

Q1 = 11,0592MHz

C1,C2 = 22pF

C3 = 100nF

C4 = 220uF/16V

R1,R2 = 330ohm

R3,R4,R5 = 10K ohm

D1 = 1N4148

LCD = 20x4

J2 = DC Jack

LED1 = Biru 5mm

S1 = Tuts Switch

23

Langkah kedua dalam pembuatan hardwere ini adalah membuat

PCB atau mainboard, sebelum membuat PCB terlebih dahulu merancang

skema rangkaian layout PCB dengan komputer menggunakan aplikasi

Eagle.

Gambar 17 : Aplikasi Eagle

Gambar 18 : Hasil desain PCB dengan aplikasi Eagle

24

Langkah ke tiga yaitu pencetakan PCB. Desain PCB dari Eagle

dicetak ke plastic mika transparan menggunakan printer laser, kemudian

distrika agar bubuk karbon karbon berpindah dari mika ke PCB. Lalu PCB

tadi dilarutkan kedalam larutan HCL yang bertujuan untuk membentuk

jalur jalur PCB, dilanjutkan melubangi letak komponen elektronik dengan

cara di bor.

Gambar 19 : Printout Desain PCB

25

Gambar 20 : Hasil PCB yang sudah jadi

Langkah ke empat yaitu pemasangan komponen pada PCB dan

perakitan keseluruhan. Hal ini bertujuan untuk menggabungkan semua

komponen komponen yang dibutuhkan sehingga dapat bekerja sesuai apa

yang diharapkan.

Langkah terakhir yaitu pembuatan Box atau wadah. Proses ini

berawal dari pendesainan box dengan cara di gambar lalu direalisasikan

dengan membuat wadah tersebut sesuai dengan desain dari gambar.

26

Gambar 21 : Desain Alat

Gambar 22 : Alat yang sudah jadi

b. Pembuatan Softwere atau program

Langkah pertama yaitu pembuatan program, langkah ini dilakukan

dengan menggunakan program CV-AVR. Pembuatan program ini sangat

penting karena akan menjadi pengaturan utama pada perhitungan kadar

gas dan tampilan LCD.

27

Gambar 23 Aplikasi CV AVR

Langkah ke dua yaitu memasukkan program kedalam

mikrokontroler dilakukan mengguakan PC melalui aplikasi Extream

Burner melalui hubungan dengan port USB pada computer maupun laptop.

Sebelum memasukkan program kedalam mikrokontroler, pastikan

mikrokontroler mendapat catu daya yang memadai. Karena jika

mikrokontroler tidak mendapat catu daya yang memadai maka program

tidak mengisi ke mikrokontroler.

28

Gambar 24 Aplikasi Extream Burner

Pada saat mendownload program ke dalam mikrokontroler di

lakukan secara berulang ulang guna mendapatkan hasil yang maksimal.

Pada saat pendownloadat ini terkadang banyak terjadi error, baik dari

masalah hardwere ataupun softwere.

Gambar 25 Proses Pendownloadat program ke dalam

mikrokontroler

29

2.3 Pengujian Alat Uji Emisi Portabel

Pengujian alat ini bertujuan untuk mencoba keseluruhan fungsi kerja dari

alat tersebut, apakah bekerja dengan baik atau tidak. Selain itu pengujian

dilakukan juga untuk mendapatkan data data dari alat tersebut. Data yang diambil

antara lain adalah tingkat perbandingan error pembacaan pengukuran oleh sensor

sensor gas CO, NOx, dan HC, dibandingkan dengan tecnotest type 488 milik

Daihatsu.

Cara untuk mengoprasikan alat ini adalah sebagai berikut :

Gambar 26 : Layout Alat Uji Emisi Portabel

1) Pilih sumber daya yang akan digunakan dengan menggeser saklar, jika

arah atas untuk sumber dari PLN sedangkan arah ke bawah sumber dari

baterai (1)

30

2) Tekan tombol power on untuk menghidupkan dan mematikan alat ini, (2)

3) Atur tampilan LCD, kecerahan dan ketajaman tulisan diatur dengan

memutar potensio (3)

4) Masukkan pipa sensor ke dalam saluran gas buang kendaraan. (4)

5) Tunggu sampai pembacaan pada LCD stabil. (5)

6) Tombol Reset berfungsi untuk merestart alat uji emisi portable (7)

2.4 Hasil Pengujian Alat Uji Emisi Portabel

Tabel 3. Hasil Pengukuran Daihatsu GrandMAX 1.5

M TipeKendaraan

Data Pengujian Gas Analyzer

CO % NOx HC CO % NOx HC

1 GrandMAX1.5 2011 Van

0.40 1.07 106.86 0,43 1,092 119

2 0.40 1.07 105.63

3 0.44 1.10 104.53

4 0.43 1.07 106.86

5 0.44 1.10 109.33

6 0.42 1.10 112.48

7 0.40 1.10 114.40

8 0.43 1.13 109.33

9 0.42 1.10 112.48

10 0.43 1.10 108.10

Rata Rata 0.42 1.09 109.00 0,43 1,092 119

36

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

3.1 Simpulan

1) Hasil uji emisi portabel, gas CO, NOx, dan HC untuk mobil Daihatsu Xenia

dan Grand MAX memiliki rata-rata tingkat error gas CO sebesar 8,3%, gas

NOx sebesar 0,325%, dan gas HC sebesar 4,245%.

2) Besar kecilnya data yang masuk dipengaruhi oleh konsentrasi gas pada saat

itu juga, atau dapat dikatakan data yang terbaca adalah real time,

3) Uap air yang dihasilkan pada proses pembakaran dapat mempengaruhi

resistan sensor sehingga konsentrasi yang terbaca tidak akurat.

3.2 Saran

Berdasarkan pembahasan di atas penulis menyarankan kepada piha-pihak

sebagai berikut:

1. Pengujian dilakukan pada saat kondisi mesin idle atau stasioner (750-850

RPM)

2. Untuk Penelitian selanjutnya sebaiknya ditambahkan saringan uap air agar

udara dapat tersaring dengan baik

3. Bagi lembaga terkait untuk dapat mengembangkan alat uji emisi portabel gas

CO, NOx, dan HC karena dapat membantu perkembangan alat pendukung

tranportasi.

37

DAFTAR PUSTAKA

Admin, , 2005. Forum Otomotif. tersedia di : http://www.saft7.com/

E-book Mikrokontroler Atmega8535 Dengan Codevision AVR, Politeknik

Caltex Riau

Figaro USA, Product Information TGS 2201 – for detection of Gasoline and

Diesel Exhoust Gas, Rev: 10/06. Tersedia di

http://www.figarousa@figarosensor.com

Hanwey Electronics, Technical Data MQ-7 Gas Sensor. Tersedia di :

http://www.hwsensor.com

Heryanto, M Ari dkk. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler

ATMega 8535. Yogyakarta : C.V Andi Offset

Kosegeran, Victor V dkk. 2013. Perancangan Lat Ukur Kadar Karbon

Monoksida Karbon Dioksida dan Hidrokarbon Pada Gas Buang

Kendaraan Bermotor, Manado : e-jurnal FATEK UNSRAT

Kementrian Lingkungan Hidup, Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor

05 Tahun 2006 Tentang Ambang Batas Emisi Gas Buang Kendaraan

Bermotor Lama Kememntrian Negara Lingkungan Hidup 2006

Sasongko, Bayu, 2013. Blog Elektronika. Etekno. tersedia di :

http://etekno.blogspot.com/

38

LAMPIRAN

39

Lampiran 1. Tehnikal Data Sensor TGS 2201

40

40

41

Lampiran 2. Tehnikal Data Sensor MQ-7

42

42

43

43

44

Lampiran 3. Koding Alat Uji Emisi Portabel

45

45

46

46

47

Lampiran 4. KALIBRASI

No Alat Uji Emisi Portabel DaihatsuCO NOx HC CO NOx HC

1 40 473 527 0 1,020 582 68 456 544 0,02 1,017 653 42 467 507 0 1,021 364 770 447 557 0,5 1,024 435 449 428 719 0,24 1,041 70

48

Lampiran 5. Dokumentasi

Proses Pengambilan Data Dibantu Oleh Salah Satu Mekanik

Contoh Hasil Rekaman Data Oleh Astra Daihatsu

49

Contoh Hasil Pembacaan kadar Gas dengan Alat Uji Emisi Portabel

49

50

Lam

pian

6.S

kem

atik

Ala

t U

ji E

mis

i Por

tabe

l

50

51

Lampiran 7. SK Pembimbing

52

Lampiran 8. Formulir Bimbingan

53

53

54

Lampiran 9. Surat Pengantar Penelitian

55

Lampiran 10. Laporan Selesai Bimbingan

56

Lampiran 11. SK Penguji

57

Lampiran 12. Surat Selesai Revisi