98
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pertumbuhan ekonomi nasional mempercepat dan menambah konsumsi energi sehingga masalah ketersediaan energi menjadi sangat strategis. UU No 30 tahun 2007 tentang Energi menyatakan bahwa setiap orang berhak untuk memperoleh energi dan merupakan kewajiban pemerintah untuk melakukan pengelolaan sehingga ketersediaan energi dapat terjamin. Peranan energi sangat penting artinya bagi peningkatan kegiatan ekonomi dan ketahanan nasional sehingga pengelolaan energi yang meliputi penyediaan, pemanfaatan, dan pengusahaannya harus dilaksanakan secara berkeadilan, berkelanjutan, rasional, optimal, dan terpadu. Konservasi dan diversifikasi energi merupakan kunci bagi ketahan energi. Pemerintah mengambil beberapa langkah untuk ketahanan energi. Pertama, mengubah mentalitas minyak 1

Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan ekonomi nasional mempercepat dan menambah konsumsi

energi sehingga masalah ketersediaan energi menjadi sangat strategis. UU No 30

tahun 2007 tentang Energi menyatakan bahwa setiap orang berhak untuk

memperoleh energi dan merupakan kewajiban pemerintah untuk melakukan

pengelolaan sehingga ketersediaan energi dapat terjamin. Peranan energi sangat

penting artinya bagi peningkatan kegiatan ekonomi dan ketahanan nasional

sehingga pengelolaan energi yang meliputi penyediaan, pemanfaatan, dan

pengusahaannya harus dilaksanakan secara berkeadilan, berkelanjutan, rasional,

optimal, dan terpadu. Konservasi dan diversifikasi energi merupakan kunci bagi

ketahan energi.

Pemerintah mengambil beberapa langkah untuk ketahanan energi.

Pertama, mengubah mentalitas minyak bumi menjadi mentalitas energi.

Pengalihan mentalitas tersebut sudah dilakukan melalui program diversifikasi dan

konservasi energi secara nasional, sistematis, cepat, dan terukur. Maka pemerintah

mengeluarkan kebijakan mengenai konversi minyak tanah ke LPG, yang

dituangkan dalam Undang-undang No. 22 Tahun 2001 tentang Minyak dan Gas

Bumi. Dalam hal ini program konversi minyak tanah ke LPG telah dimulai sejak

tahun 2007. Realisasi konversi hingga 31 Januari 2011 mencapai 55 juta unit

paket perdana, volume LPG yang disalurkan 5,187 juta ton, dan penarikan minyak

tanah 7,624 juta kiloliter. Untuk kelanjutan pelaksanaan program konversi,

1

Page 2: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

terdapat beberapa persoalan yang harus dibenahi, terutama yang terkait dengan

keamanan konsumen saat penggunaanya. Sampai saat ini sudah terdapat banyak

warga Indonesia yang menjadi korban dari ledakan LPG. Hal ini disebabkan

karena beberapa hal, salah satu penyebabnya adalah kurangnya kesadaran akan

antisipasi awal terhadap kebocoran LPG.

Dalam penelitian ini penulis mengangkat tema untuk mengatasi masalah

diatas, yaitu Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan

Mikrokontroler . Dengan mekanisme ini kita diharapkan dapat mendeteksi lebih

awal jika terjadi kebocoran LPG.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana mendeteksi adanya kebocoran gas LPG yang terjadi ?

2. Bagaimana menentukan jarak ideal untuk meletakkan prptotype agar

dapat mendeteksi kebocoran LPG dengan maksimal?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Merancang prototype agar dapat mendeteksi kebocoran LPG.

2. Dapat mengetahui jarak ideal agar prototype dapat mendeteksi

kebocoran LPG secara maksimal

1.4 Batasan Masalah

1. Jenis mikrokontroler yang digunakan adalah jenis ATMega 16 L.

2. Sensor yang digunakan adalah sensor HS 133

3.Mengintegrasikan prototype rancangan tidak diintegrasikan pada tabung.

2

Page 3: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

1.5 Manfaat Penelitian

1. Membantu menyukseskan program pemerintah yang tertuang dalam

Undang-undang No.22 tahun 2001 tetang Minyak dan Gas.

2. Mendorong tingkat pemahaman masyarakat tentang pentingnya

mendeteksi kebocoran gas LPG.

1.6 Metode Penulisan

Metode penulisan mencakup 4 tahapan sebagai berikut:

1. Studi kasus dan studi literatur

Tahapan ini bertujuan untuk mengumpulakan data-data dan bahan

yang dibutuhkan dalam perancangan alat, seperti AVR ATMega,

sensor, dll

2. Desain

Pada tahapan ini penulis menjelaskan tetang bagaimana merancang

desain awal dari konstruksi alat dan rangkaian elektroniknya.

3. Implementasi

Tahapan implementasi merupakan tahapan yang bertujuan untuk

melakukan proses pembuatan dan pengujian alat pendeteksi gas bocor

berbasis mikrokontroler ATMega.

4. Analisa dan Penelitian

Menganalisa unjuk kerja alat, melakukan perbaikan-perbaikan yang

dianggap perlu, merupakan tujuan dari tahapan ini, sarta membuat

3

Page 4: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

kesimpulan mengenai sistem yang telah dibuat dan mengajukan saran

untuk penelitian kedepan

.

1.7 Sistematika Penulisan

Lapran tugas akhir ini disusun dengan menggunakan sistematika

sebagai berikut:

BAB I Pendahuluan

Bab ini berisi tentang penguraian secara singkat latar

belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah,

batasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika

penulisan.

BAB II Teori Penunjang

Pada bab ini akan dijelaskan tentang teori penunjang yang

digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini yaitu teori

dasar sensor, mikrokontroler ATMega, dan teori dasar alat-

alat pendukung lainnya.

BAB III Perancangan dan Pembuatan Alat

Dalam bab ini akan diuraikan tentang tahap perencanaan

serta proses pembuatan konstruksi alat dan pembuatan

rangkaian elektronik.

4

Page 5: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem

Bab ini membahas tentang pengujian alat. Serta berisi data

dan analisa dari hasil pengujian yang telah dilakukan.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari pembahasan

permasalahan dan saran-saran untuk perbaikan dan

penyempurnaan tugas akhir ini.

5

Page 6: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

BAB II

TEORI PENUNJANG

Bab ini akan membahas tentang teori-teori penunjang terkait dengan proyek ini.

Diantaranya yaitu: LPG, sensor, dan mikrokontroler ATMega16.

2.1 Liquefied Petroleum Gas ( LPG )

LPG adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari gas

alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi

cair. Komponennya didominasi Propana (C3H8) dan Butana (C4H10).

(http://www.aptogaz.com , viewed:28 Maret 2011)

Pada Peraturan Pemerintah No. 36 Tahun 2004 tentang Kegiatan Usaha Hilir

Minyak dan Gas Bumi, LPG didefinisikan sebagai gas hidrokarbon yang

dicairkan dengan tekanan untuk memudahkan penyimpanan, pengangkutan dan

penanganannya yang pada dasarnya terdiri atas Propana (C3H8) dan Butana

(C4H10) atau campuran keduanya (Mix LPG).

LPG juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya

etana (C2H6) dan pentana (C5H12). Dalam kondisi atmosfer, LPG akan

berbentuk gas. Volume LPG dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam

bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu LPG dipasarkan dalam bentuk cair

dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya

ekspansi panas (thermal expansion) dari cairan yang dikandungnya, tabung LPG

tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara

volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung

6

Page 7: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya sekitar 250:1. Tekanan di mana

LPG berbentuk cair, dinamakan tekanan uap-nya, juga bervariasi tergantung

komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa

(2.2 bar) bagi butana murni pada 20 °C (68 °F) agar mencair, dan sekitar 2.2 MPa

(22 bar) bagi propana murni pada 55 °C (131 °F). Menurut spesifikasinya, LPG

dibagi menjadi tiga jenis yaitu LPG campuran, LPG propana dan LPG butana.

Spesifikasi masing-masing LPG tercantum dalam keputusan Direktur Jendral

Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. LPG yang dipasarkan

Pertamina adalah LPG campuran.

2.2 Sensor

Sensor secara umum didefinisikan sebagai alat yang mampu menangkap

fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik

arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor

untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur, tekanan, gaya, medan

magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya. Sementara fenomena kimia dapat

berupa konsentrasi dari bahan kimia baik cairan maupun gas.

D. Sharon, dkk (1982) juga mendefenisikan sensor sebagai suatu peralatan yang

berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari

perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi

biologi, energi mekanik .

Sensor merupakan transducer yang digunakan untuk mendeteksi kondisi suatu

proses. Yang dimaksud transducer yaitu perangkat keras untuk mengubah

informasi suatu bentuk energi ke informasi bentuk energi yang lain secara

7

Page 8: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

proporsional. Sensor juga didefinisikan sebagai jenis tranduser yang digunakan

untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi

tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat

melakukan pengukuran atau pengendalian.

Jenis sensor secara garis besar dibagi menjadi 2 jenis yaitu sensor fisika dan dan

sensor kimia. Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran

berdasarkan hokum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika

yaitu : Sensor cahaya, Sensor suara, Sensor suhu, Sensor gaya, Sensor percepatan,

dll. Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan

cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan

beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu : Sensor

PH, Sensor Gas, Sensor oksigen, Sensor Ledakan, dll

Selain itu sensor juga dibegai atas beberapa macam yaitu: sensor perpindahan dan

posisi, sensor berat, sensor fluida, sensor monitoring lingkungan seperti COx,

NOx, SOx, Kelembaban,dll. Salah satu dari jenis sensor yaitu sensor Gas.

Ada beberapa jenis sensor gas, salah satunya yaitu sensor gas HS133. Sensor ini

merupakan sebuah sensor kimia. Sensor ini mempunyai nilai resistansi Rs yang

akan berubah bila terkena gas propana dan butana di udara. Sensor ini mempunyai

tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Secara umum

bentuk dari sensor gas HS133 dapat dilihat pada Gambar II.1.

8

Page 9: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 2.1 Sensor HS133

Keterangan pada gambar diatas dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel II.1 Keterangan Gambar Sensor HS133

HS 133 mempunyai 6 pin, 4 diantaranya digunakan untuk menangkap sinyal, dan

2 yang lain untuk pemanas. Pencium utama pada rangkaian pendeteksi gas ini

adalah sebuah sensor gas HS 133 yang di dalamnya terdapat kawat pemanas

(heater) dari bahannichrome yang berbentuk miniatur dengan nilai resistansi

nominal 33 ohm, permukaan sensor dilapisi dengan dioxide (SnO2) yang tahan

terhadap panas. HS 133 ini sangat peka terhadap LPG dan cara kerjanya

sederhana. Jika molekul gas menyentuh permukaan sensor maka satuan

9

Page 10: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

resistansinya akan mengecil sesuai dengan konsentrasi gas. Sebaliknya, jika

konsentrasi gas menurun akan diikuti dengan semakin tingginya resistansi maka

tegangan keluarannya akan menurun.

Pada gambar 2.1 diperlihatkan bahwa pada rangkaian dalam sensor HS 133

terdapat dua resistor, yakni Rs dan RL. Dimana nilai Rs yang berubah sesuai

dengan besarnya konsentrasi gas yang dideteksi, dan nilai RL yang tetap. Dengan

demikian perubahan konsentrasi gas dapat mengubah nilai resistansi sensor dan

juga akan mempengaruhi tegangan keluarannya juga, karena terjadi pembagian

tegangan pada rangkaian sensor, sehingga apabila nilai Rs mengecil maka

tegangan keluaran dari sensor akan naik begitu pula sebaliknya. Perbedaan inilah

yang dijadikan acuan bagi pendeteksi gas berbahaya ini.

2.3 Mikrokontroller AVR ATMega16

Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor dimana di dalamnya sudah

terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan Peralatan internalnya yang sudah

saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik

pembuatnya dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga kita tinggal

memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.

(Ardi Winoto., 2008, p.3)

Nilai plus bagi mikrokontroler adalah terdapatnya memori dan Port Input/Output

dalam suatu kemasan IC yang kompak. Kemampuannya yang programmable, fitur

yang lengkap dan juga harga yang terjangkau memungkinkan mikrokontroler

digunakan pada berbagai sistem elektronis, seperti pada robot, automasi industri,

sistem alarm, peralatan telekomunikasi, hingga peralatan rumah tangga.

10

Page 11: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Mikrokontroler AVR adalah mikrokontroler RISC 8 bit berdasarkan aristektur

Harvard, yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR memiliki keunggulan

dibandingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan AVR yaitu AVR memiliki

kecepatan eksekusi program yang lebih cepat, karena sebagian besar instruksi

dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan MCS51 yang

membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi. Mikrokontroler

ATMega16 memiliki fitur yang lengkap (ADC internal, EEPROM internal,

Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O, komunikasi serial, Komparator,

I2C,dll). Beberapa spesifikasi ATMega16 dapat kita lihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Spesifikasi ATMega16

NO.

Spesifikasi

1.Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16 Mhz.

2. Kapasitas flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte

3.Saluran Port I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register

5. User interupsi internal dan eksternal

6. Port USART sebagai komunikasi serial

7. Konsumsi daya rendah (DC 5V)

11

Page 12: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel II.2 (Sambungan) Spesifikasi ATMega 16

8. Fitur peripheral :

a. Tiga buah Timer/Counter dengan perbandingan

- 2 (dua) buah Timer/Counter 8 bit dengan Prescaler

terpisah dan Mode Compare

- 1 (satu) buah Timer/Counter 16 bit dengan Prescaler

terpisah, Mode Compare, dan Mode Capture

b. Real Time Counter dengan osilator tersendiri

c. 4 channel PWM

d. 8 channel, 10-bit ADC

- 8 Single-ended Channel

- 7 Differential Channel hanya pada kemasan TQFP

- 2 Differential Channel dengan Programmable Gain 1x, 10x, atau 200x

e. Byte-oriented Two-wire Serial Interface

f. Antamuka SPI

g. Watchdog Timer dengan osilator internal

h. On-chip Analog Comparator

Untuk lebih memahami arsitektur dari ATMega16, dapat kita lihat pada Gambar

2.2.

12

Page 13: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 2.2 Blok Diagram ATMega16

13

Page 14: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

2.3.1 Konfigurasi Pin ATMega16

Susunan pin mikrokontroler ATMega16 diperlihatkan pada Gambar II.3.

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega16

Konfigurasi pin ATMega16 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual In-line Package)

dapat dilihat pada Gambar 2.3. Dari gambar 2.3 dapat dijelaskan fungsi dari

masing-masing pin ATMega16 pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Fungsi Pin ATMega 16No

.

PIN Fungsi

1 VCC Marupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu

daya.

2. GND Merupakn pin Ground

3. Port A (PA0…7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan

ADC.

14

Page 15: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel 2.3 (sambungan) Fungsi Pin ATMega 16No

.

PIN Fungsi

4. Port B (PB0…7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan

fungsi khusus seperti SPI, MISO, MOSI, SS, AIN1/OC0,

AIN0/INT2, T1, T0 T1/XCK

5. Port C (PC0…7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan

fungsi khusus, seperti TOSC2, TOSC1, TDI, TD0, TMS,

TCK, SDA, SCL

6. Port D (PD0…7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan

fungsi khusus, seperti RXD, TXD, INT0, INT1, OC1B,

OC1A, ICP1

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset

mikrokontroler

8. XTAL1 dan

XTAL2

merupakan pin masukan clock eksternal

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

2.3.2 Perangkat Lunak

Bejo (2007,pp.121-126) menjelaskan bahwa CodeVision AVR merupakan salah

satu software compiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler keluarga

AVR. CodeVisionAVR sebagai media penghubung antara program yang akan

diisikan ke mikrokontroler ATMega16 yang menggunakan bahasa C.

15

Page 16: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Pemrograman mikrokontroler AVR dapat menggunakan low level language

(assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, JAVA, dll) tergantung

compiler yang digunakan. Bahasa Assembler pada mikrokontroler AVR memiliki

kesamaan instruksi, sehingga jika telah menguasai pemrograman satu jenis

mikrokontroler AVR, maka akan dengan mudah untuk memprogram

mikrokontroler AVR jenis lain, tetapi bahasa assembler relatif lebih sulit

dipelajari daripada bahasa C, untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan

memakan waktu yang lama, serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan

bahasa C memiliki keunggulan dibandingkan bahasa assembly yaitu penyusunan

program akan lebih sederhana dan mudah pada proyek yang lebih besar. Bahasa C

hampir bisa melakukan semua operasi yang dapat dikerjakan oleh bahasa mesin.

CodeVisionAVR pada dasarnya merupakan perangkat lunak pemrograman

mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting

yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini: Compiler C, IDE dan

program generator.

Berdasarkan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pengembangnya,

Compiler C yang digunakan hampir mengimplementasikan semua komponen

standar yang ada pada bahasa C standar ANSI (seperti struktur program, jenis tipe

data, jenis operator, dan library fungsi standar berikut penamaannya). Tetapi

walaupun demikian, dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C

untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan

arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan (embedded).

16

Page 17: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Khusus untuk library fungsi, disamping library standar (seperti fungsi-fungsi

matematik, manipulasi string, pengaksesan memori dan sebagainya),

CodeVisionAVR juga menyediakan fungsi-fungsi tambahan yang sangat

bermanfaat dalam pemrograman antarmuka AVR dengan perangkat luar yang

umum digunakan dalam aplikasi kontrol. Beberapa fungsi library yang penting

diantaranya adalah fungsi-fungsi untuk pengaksesan LCD, komunikasi I2C, IC

RTC (Real time Clock), sensor suhu, SPI (Serial Peripheral Interface) dan lain

sebagainya.

Untuk memudahkan pengembangan program aplikasi, CodeVisionAVR juga

dilengkapi IDE yang sangat user friendly. Selain menu-menu pilihan yang umum

dijumpai pada setiap perangkat lunak berbasis Windows, CodeVisionAVR ini

telah mengintegrasikan perangkat lunak downloader yang bersifat In System

Programmer yang dapat digunakan untuk mentransfer kode mesin hasil kompilasi

ke dalam sistem memori mikrokontroler AVR yang sedang diprogram.

Selain itu, CodeVisionAVR juga menyediakan sebuah fitur yang dinamakan

dengan Code Generator atau CodeWizardAVR. Secara praktis, fitur ini sangat

bermanfaat membentuk sebuah kerangka program (template), dan juga memberi

kemudahan bagi programmer dalam peng-inisialisasian register-register yang

terdapat pada mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Dinamakan Code

Generator, karena perangkat lunak CodeVision ini akan membangkitkan kode-

kode program secara otomatis setelah fase inisialisasi pada jendela

CodeWizardAVR selesai dilakukan. Penggunaan fitur ini pada dasarnya hampir

17

Page 18: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

sama dengan application wizard pada bahasa-bahasa pemrograman visual untuk

komputer. (Andrianto,Heri. 2008, pp 5-27)

2.3.3 USART

Universal Synchrobous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter

(USART) merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh

ATMega 16. Komunikasi data adalah perpindahan data antara dua atau lebih

peranti, baik yang berjauhan maupun yang berdekatan. Perpindahan data antara

dua atau lebih peranti dapat dilaksanakan secara paralel atau seri. Komunikasi seri

dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu komunikasi dara seri sinkron dan

komunikasi data asinkron. Dikatakan sinkron jika sisi pengirim dan sisi penerima

ditabuh (clocked) oleh penabuh (clock) yang sama, satu sumber penabuh; data

dikirim beserta penabuh. Dikatakan asinkron jika sisi pengirim dan sisi penerima

ditabuh oleh penabuh yang terpisah dengan frekuensi yang hampir sama, data

dikirim disertai informasi sinkronisasi. Pada proses inisialisasi ini setiap perangkat

yang terhubung harus memiliki baudrate yang sama. Beberapa fasilitas yang

disediakan USART AVR adalah sebagai berikut:

- Operasi full duplex (mempunyai register receive dan transmit yang

terpisah)

- Mendukung kecepatan multiprosesor

- Mode kecepatan berode Mbps

- Operasi asinkron atau sinkron

- Operasi master atau slave clock sinkron

18

Page 19: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

- Dapat menghasilkan baud-rate (laju data) dengan resolusi tinggi

- Modus komunikasi kecepatan ganda pada asinkron

2.4 Display LCD Character 2x16

Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai kuat induksi medan

elektromagnetik yang terukur oleh alat, dapat terlihat pada Gambar 2.4 . LCD

yang digunakan pada alat ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau

biasa disebut sebagai LCD Character 2x16 dengan 16 pin konektor yang

fungsinya dapat kita lihat pada Tabel 2. 4.

Tabel 2.4 Fungsi pin LCD character 2x16

19

Page 20: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 2.4 LCD character 2x16

Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua

teks yang kita tuliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memory ini, dan

modul LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke

modul LCD itu sendiri.

Gambar 2.5 Peta memory LCD character 2x16

Pada Gambar 2.5, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40 s/d 4F ) adalah

display yang tampak. jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris.

Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi

dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada

posisi baris pertama menempati alamat 00h. dan karakter kedua yang berada pada

posisi baris kedua menempati alamat 40h Agar dapat menampilkan karakter pada

display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor

adalah 80h. dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat

pada memory harus ditambahkan dengan 80h.Sebagai contoh, jika kita ingin

menampilkan huruf “B” pada baris kedua pada posisi kolom kesepuluh.maka

sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua

mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita menampilkan huruf “B” pada 20

Page 21: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi

ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah =0Cah. Sehingga dengan

mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan

kolom ke 11.

2.5 Alarm 220 Volt

Alarm adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja alarm hampir

sama dengan loud speaker, jadi alarm 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. Alarm biasa

digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu

kesalahan pada sebuah alat (alarm). (http://elektronika-elektronika.blogspot.com,

viewed : 23 Mei 2011) . Salah satu dari jenis alarm terdapat pada Gambar 2.6

berikut ini:

Gambar 2.6 Alarm

21

Page 22: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Jadi dapat disimpulkan bahwa buzzer ialah sebuah komponen elektronika yang

berfungsi untuk merubah gelombang listrik menjadi gelombang suara atau bunyi,

di dalam buzzer terdapat suatu magnet yang berfungsi menangkap sinyal-sinyal

yang masuk berupa gelombang listrik. Sinyal gelombang listrik inilah yang

membuat fibra buzzer bergetar dan menghasilkan suara bunyi.

22

Page 23: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

RelayMikrokontroller

Catu Daya

LCD

Alarm

LED

Sensor HS 133

BAB III

PERANCANGAN DAN DESIAN

Bab ini akan menjelaskan perancangan sistem pendeteksi kebocoran LPG

menggunakan sensor HS 133 berbasis mikrokontroler. Tahapan-tahapan dan

desain tugas akhir ini disusun berdasarkan teori-teori penunjang yang telah

dibahas pada bab sebelumnya.

3. 1 Usulan Desain Sistem Secara Umum

Adapun usulan desain sistem pendeteksi kebocoran LPG secara umum

diperlihatkan pada pada blok diagram pada Gambar III.1

Gambar 3.1 Blok Diagram Desain Secara Umum

Sistem ini terdiri atas sensor HS 133 yang mendeteksi bila terjadi kebocoran LPG,

catu daya, sistem mikrokontroller, relay, LCD, Alarm, dan LED. Seluruh

23

Page 24: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

peralatan ini akan terintegrasi untuk melakukan fungsi mendeteksi kebocoran

LPG dan memberikan peringatan bila terjadi kebocoran LPG.

Mikrokontroller sistem pada tugas akhir digunakan tipe AVR, ATMega16L.

Fungsi blok ini adalah menerima data dari blok sensor HS 133 yang mendeteksi

bila terjadi kebocoran LPG dan kemudian menggerakkan mikrokontroller untuk

mengaktifkan indikator. Indikator ini yang akan memberikan isyarat atau tanda

bahwa terjadi kebocoran LPG.

Indikator yang digunakan pada sistem ini adalah LED, LCD, dan alarm.

Berdasarkan desain, terdapat keadaan yang berbeda pada masing- masing LED

yang diikuti dengan tampilan pada LCD serta bunyi pada alarm. Untuk lebih

jelasnya dapat diperlihatkan pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Indikator yang digunakan pada sistem

LED LCD Alarm

Hijau Tegangan 0 – 1,22 Kondisi LPG

Normal

Tidak berbunyi

Kuning Tegangan keluaran

dari sensor 1,23V-

2,35V

Kondisi LPG

Waspada

Berbunyi panjang

selama 2 detik

Merah Tegangan keluaran

dari sensor 2,36V-

5V

Kondisi LPG

Bahaya

Terjadi

Kebocoran

Berbunyi panjang

selama 2 detik

3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

24

Page 25: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Perancangan perangkat keras (hardware) ini meliputi perancangan box rangkaian

dan perancangan elektronika.

3.2.1 Perancangan Box Rangkaian

Perancangan mekanik pada sistem ini hanya meliputi pembuatan box rangakaian

yang tidak telalu rumit. Desain pembuatan box rangkaian ini menggunakan

software design graphic AutoCAD 2010. Ukuran box yang akan dibuat adalah 23

cm x 15 cm x 8 cm. Gambar 3.2 di bawah ini, memperlihatkan ilustrasi desain box

rangkaian.

Gambar 3.2 Desain Box Rangkaian

3.2.2 Perancangan Elektronika

Perancangan elektronika pada sistem ini terdiri dari beberapa blok rangkaian,

yaitu :

1. Rangkaian catu daya

25

Page 26: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

2. Rangkaian pengendali (Atmega16L)

3. Rangkaian sensor (HS 133)

4. Rangkaian Alarm

5. Rangkaian LED indikator

6. Rangkaian penampil (LCD 2X16)

Perancangan rangkaian elektronika pada sistem ini menggunakan software untuk

menghasilkan layout board PCB. Pada Gambar 3.3 diperlihatkan skema perancangan

elektronika.

Gambar 3.3 Skema Perancangan Elektronika

Berikut ini dijelaskan mengenai blok-blok rangkaian elektronika penyusun sistem

ini.

26

Page 27: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

1. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian ini menggunakan suplay tegangan yang diperoleh dari trafo, dimana

trafo yang digunakan yaitu trafo 1 Ampere. Keluaran suplay tegangan melewati

dioda bridge selanjutnya masuk pada regulator (AN 7812 dan AN7805) yang

berfungsi menghasilkan tegangan 5 Volt. Serta pada rangakaian power suplay ini

mengunakan kapasitor elko. Pada Gambar III.4 diperlihatkan skematik rangkaian

catu daya yang digunakan pada perancangan prototype ini.

Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Catu Daya

Rangkaian ini memiliki 2 jenis keluaran tegangan yakni 5 V dan 12 V. dimana

tegangan 5 V digunakan sebagai sumber tegangan catu daya Mikrokontroller

ATmega16L. Sedangkan tegangan 12 V digunakan sebagai tegangan catu daya

relay.

27

Page 28: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

2. Rangkaian Pengendali

Pada rangkaian pengendali menggunakan mikrokontroller ATmega16L yang

dirangkai sesuai sistem minimum. Skema lengkap rangkaian pengendali

perancangan sistem pendeteksi kebocoran gas berbasis mikrokontroller dapat

dilihat pada Gambar 3.5

Gambar 3.5 Rangkaian Pengendali

ATmega16L merupakan pengendali utama pada rangkaian pengendali sistem ini.

Dikarenakan oleh sistem yang dimiliki oleh ATmega ini sudah terintegrasi dengan

RAM, ROM, memory flash sehingga dapat menjadi sebuah sistem yang komplit

28

Page 29: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

untuk sebuah prosesor pengontrol. Sistem pengenadali juga mendapat suplly daya

5 volt.

Pada sistem pengendali juga terdapat beberapa komponen pendukung agar

ATmega16L yang merupakan pengendali utama dapat bekerja secara optimal

diantaranya, terlihat pada Tabel 3.2

Tabel 3.2 Kompenen-komponen pada rangkaian pengandali

Nama Komponen Fungsi

Crystal 8

Rangkaian clockKapsitor keramik 22pf

Kapasitor keramik 100nf

Resistor 0,7 kRangkaian reset

Push button

LEDIndikator power supply

Resistor 1 K

3. Rangkaian Sensor (HS 133)

Pada sistem pendeteksi kebocoran LPG menggunakan sensor HS 133, di mana

merupakan komponen utama yang mendeteksi apabila terjadi kebocoran LPG.

Rangkaian ini dicatu dengan level tegangan sebesar 5 volt. Gambar 3.6

diperlihatkan perancangan rangkaian sensor HS 133.

29

Page 30: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 3.6 Perancangan Rangkaian Sensor HS 133

Sebagaimana yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, sensor HS 133

memiliki 6 pin, diantaranya 4 pin digunakan untuk menangkap sinyal dan 2 pin

lainnya digunakan untuk pemanas.

4. Rangkaian Alarm

Alarm yang digunakan adalah jenis alarm 220 volt. Rangkaian alarm ini terdiri

dari relay 12 volt (normaly open), resistor 1 k, dan tip 122. Alarm sendiri

mendapat suplay tegangan langsung dari trafo sebesar 220 VAC, sedangkan relay

12 Volt.Rangkaian alarm ini dihubungkan pada PORT.D7 pada rangkaian

pengandali. Gambar 3.7 perancangan rangkaian sensor yang akan digunakan pada

sistem pendeteksi kebocoran gas berbasis mikrokontroller.

Gambar 3.7 Perancangan Rangkaian Alarm

5. Rangkaian LED Indikator

30

Page 31: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Rangakaian LED indikator terdiri dari 3 buah LED yang berbeda warna, yakni

hijau, kuning, dan merah. Dimana masing-masing warna LED memiliki fungsi

indikator yang berbeda. Warna hijau menandakan sistem dalam keadaan normal,

warna kuning dan merah menandakan sistem telah mendeteksi terjadinya

kebocoran gas, sebagaimana telah dipaparkan pada Tabel 3.1. Rangkaian LED

Indikator ini juga menggunakan 3 buah resistor 1 k. Berikut ini diperlihatkan

Gambar 3.8 perancangan rangkaian LED indikator yang digunakan pada sistem

Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian LED Indikator

6. Rangkaian Penampil ( LCD 2x16)

Rangkaian penampil yang digunakan dalam sistem pendeteksi kebocoran gas ini

adalah LCD 2×16. LCD berfungsi untuk menampilkan kadar dari kebocoran gas

yang terjadi dalam bentuk persentase. Penghubungan pin LCD dan alokasinya

pada mikrokontroler ATmega16 diilustrasikan pada Gambar 3.9.

31

Page 32: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 3.9 Rangkaian Schematic Penampil LCD 16x2

3.3 Perancangan Programming

Untuk mempermudah dalam perancangan software maka, digunakan pendekan

flowchart perancangan flochart sistem pendeteksi kebocoran LPG berbasis

mikrikontroller ini dapat dilihat pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Perancangan flowchart Sistem Pendeteksi Kebocoran LPG Berbasis

Mikrokontroller

32

Page 33: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

START

LED Hijau,Kuning,Merah ON

SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN LPG

Secara garis besar program pada prototipe ini terbagi atas 3 kondisi yakni kondisi

Standby, kondisi tidak terjadi kebocoran, dan kondisi terjadi kebocoran yang akan

dijelaskan sebagai berikut :

3.3.1 Kondisi Standby

Pada kondisi ini merupakan kondisi pengaktifan sistem dari kondisi off ke kondisi

on. Setelah sistem di-on-kan, Flowchart dari kondisi Standby diperlihatkan pada

gambar 3.11.

Gambar 3.11 Flowchart Kondisi Standby

3.3.2 Kondisi Sistem Tidak Terjadi Kebocoran LPG

Pada kondisi ini sistem tidak mendeteksi adanya LPG yang bocor. Kondisi ini

juga ditandai dengan menyalanya LED indikator hijau. Alarm tidak berbunyi

dalam hal ini logika alarm pada PORTC.3 berlogika 0 (low), sedangkan LCD

tetap menampilkan pembacaan berupa keadaan LPG yang normal. Gambar III.12

memperlihatkan flowchart pada kondisi ini.

33

Page 34: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Start

Cek Gas

LED Hijau ON

KONDISI LPG NORMAL

End

Tidak ada

Ada

Gambar 3.12 Flowchart Kondisi Tidak Terjadi Kebocoran LPG

3.3.3 Kondisi Sistem mendeteksi Kebocoran LPG

Terdeteksinya kebocoran LPG oleh sensor HS 133 pada sistem ini membuat

rangkaian alarm pada PORTC.3 yang awalnya berlogika 0 (low) berubah menjadi

logika 1 (high). LED indikator kuning dan merah yang nantinya akan menyala

pada kondisi ini. LED indikator kuning menyala ketika level tegangan pada ADC

berkisar antara 1,23 Volt – 2,35 Volt. Sedangkan Led indikator merah menyala

pada level tegangang diatas 2,35 volt. Sedangkan tampilan pada LCD tetap

menampilkan status kebocoran LPG. Flowchart pada sistem ini dapat dilihat pada

gambar 3.13

34

Page 35: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Start

Cek Gas

Alarm bunyi 2 detik

KONDISI LPG WASPADA

Alarm bunyi 2 detik

KONDISI LPG TERJADI KEBOCORAN

LED kuning ON LED merah ON

Vout 1,23-2,35 volt Vout >2,36 volt

Gambar 3.13 Flowchart Kondisi Terjadi Kebocoran LPG

3.4 Pabrikasi Alat

Pabrikasi alata terbagi atas pabrikasi box rangkaian dan pabrikasi rangkaian

elektronika

3.4.1 Pabrikasi Box Rangkaian

Pembuatan box rangkaian sebagaimana telah dijelaskan pada perancangan

mekanik. Pada pembuatan box rangkaian menggunakan fyberglass (acrylic). Hasil

pabrikasi dapat dilihat pada Gambar 3.14.

35

Page 36: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 3.14 Hasil Pabrikasi Box Rangkaian

3.4.2 Pabrikasi Rangkaian Eletronika

Pembuatan rangkaian elektronika dicetak pada sebuah PCB polos. Untuk

memperoleh hasil cetakan yang presisi, digunakan teknik sablon manual.

Selanjutnya melakukan proses perendaman PCB pada larutan Ferrite Chloride

(FeCl3). PCB yang selesai direndam kemudian dibersihkan untuk melangkah ke

proses melubangi titik-titik peletakan komponen dengan menggunakan mini-drill

PCB.

Tembaga pada PCB dibersihkan dari minyak, sidik jari, ataupun oksidasi udara

dengan cara diamplas atau dengan dibersihkan menggunakan cairan lcohol/tinner.

Langkah selanjutnya dengan memasang dan menyolder komponen pada

tempatnya masing-masing. Proses penyolderan perlu ketelitian agar tidak terjadi

kesalahan (short circuit) pada jalur yang telah tercetak. Hasil pabrikasi rangkaian

elektronika diperlihatkan pada Gambar 3.15.36

Page 37: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 3.15 Hasil Pabrikasi Rangkaian Elektronika

Penggabungan pabrikasi box rangkaian dan pabrikasi rangkaian dapat

diperlihatkan pada Gambar 3.16 (a) dan (b).

Gambar 3.16 (a) Hasil Penggabungan Pabrikasi Box Dan Rangkaian Elektronika

Tampak Atas.

37

Page 38: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 3.16 (b) Hasil Penggabungan Pabrikasi Box dan Rangkaian Elektronika

Tampak Samping

38

Page 39: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

4.1 Pengukuran Rangkaian

Pada bagian ini yang akan diukur adalah besaran-besaran lisrtik pada blok-blok

rangkaian elektronika dalam kondisi standby. Blok-blok rangkaian elektronika

terdiri atas rangkaian power supply, rangkaian sensor, rangkaian LED indikator,

rangkaian alarm, dan blok rangkaian processing unit.

4.1.1 Pengukuran Rangkaian Power Supply

Pengukuran rangkaian power supply ini terdiri atas tiga buah titik pengukuran

yaitu pengukuran input dan output pada trafo, AN 7812, dan AN 7805. Gambar

4.1 memperlihatkan letak titik pengukuran (TP) dan Tabel 4.1 memperlihathatkan

hasil pengukuran rangkaian power supply.

Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Power Supply

39

Page 40: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Power Supply

Titik Pengukuran

Jenis Komponen

Input Terukur

Output Terukur

TP 1 Trafo 220 Vac 12, 2 Vac

TP 2 AN 7812 12,56 Vdc 11,55 Vdc

TP 3 AN 7805 12,31 Vdc 4,9 Vdc

Dari tabel hasil pengukuran di atas dapat dilihat bahwa input terukur dan output

terukur berada pada kondisi normal

4.1.2 Pengukuran Rangkaian Sensor

Pengukuran dilakukan pada input dan output dari rangakian sensor HS 133,

sebagaiman diperlihatkan pada Gambar 4.2 dan hasil dari pengukuran

diperlihatkan pada Tabel 4.2

Gambar 4.2 Pengukuran Sensor

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Sensor

Titik Pengukuran(TP)

KeteranganRating

Datasheet(VDC)

Tegangan Terukur

(VDC)TP 1 Input 5 - 5,2 4,9TP 2 Output 0 - 5 0,1

Dari tabel hasil pengukuran dapat dilihat bahwa tegangan sensor berada pada

rating tegangan sesuai dengan datasheet.

40

Page 41: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

4.1.3 Pengukuran Rangkaian LED Indikator

Pengukuran besaran-besaran listrik pada rangkaian ini dilakukan pada prototipe

dalam kondisi standby. Titik pengukuran pada rangkaian LED indikator

diperlihatkan pada Gambar 4.3 dan hasil pengukuran pada Tabel 4.3

Gambar 4.3 Pengukuran Rangkaian LED Indikator

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Rangkaian LED Indikator

Keterangan Titik Pengukuran Tegangan (Volt)

LED Hijau TP 1 4,8

LED Kuning TP 2 4,8

LED Merah TP3 4,8

4.1.4 Pengukuran Rangkaian Alarm

Pada rangkaian alarm terdapat sebuah relay yang berperan aktif, dimana pada saat

input dari rangkaian pengendali diberi logika 0 (low) maka relay dalam keadaan

normally open dan sebaliknya apabila diberi input logika 1 (high) maka relay

41

TP 1

TP 2

TP 3

Page 42: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

berubah keadaan menjadi normally close. Berikut ini Gambar IV.4

memperlihatkan titik pengukuran rangkaian alarm dan Tabel 4.4 hasil pengukuran

rangkain alarm.

Gambar 4.4 Pengukuran Rangkaian Alarm

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Rangkaian Alarm

Kondisi RelayKondisi

PORTC.6Tegangan

(Volt)

Normally Open 0 0Normally Close 1 12,5

4.1.5 Pengukuran processing unit.

Berikut ini hasil pengukuran tegangan dari pin-pin pada processing unit.

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Rangkaian Processing Unit

No.Keteranga

nTegangan

(Volt)No. Keterangan

Tegangan (Volt)

1. PB.0 1,7 21. PD.7 1,82. PB.1 1,7 22. PC.0 03. PB.2 1,7 23. PC.1 4,84. PB.3 1,7 24. PC.2 0

42

Page 43: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel 4.5 (Sambungan) Hasil Pengukuran Rangkaian Processing UnitNo. Keteranga

nTegangan

(Volt)No. Keterangan Tegangan

(Volt)5. PB.4 1,8 25. PC.3 06. PB.5 1,8 26. PC.4 07. PB.6 1,8 27. PC.5 08. PB.7 1,8 28. PC.6 09. RESET 4,9 29. PC.7 010. VCC 4,9 30. AVCC 4,911. GND 0 31. GND 012. XTAL 2 2,3 32. AREF 4,813. XTAL 1 2,2 33. PA.7 1,514. PD.0 2,2 34. PA.6 1,515. PD.1 2,3 35. PA.5 1,516. PD.2 3,1 36. PA.4 1,617. PD.3 1,9 37. PA.3 1,618. PD. 4 1,6 38. PA.2 1,319. PD.5 2,2 39. PA.1 020. PD.6 2,3 40. PA.0 1,3

4.2 Pengujian Sistem Kerja

Pada bagian ini akan dibahas mengenai pengujian pengukuran prototipe dalam

keadaan sedang bekerja. Pengujian dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dan

sensitifitas sensor dalam mendeteksi kebocoran LPG. Pengujian dilakukan dengan

menggunakan tiga buah sumber gas yang berbeda yaitu korek gas, tabung gas

LPG 3 Kg, dan tabung gas LPG 15 Kg. Pengukuran juga dilakukan pada tiga

keadaan yang berbeda untuk setiap sumber LPG yakni keadaan ruang tertutup,

ruang semi tertutup, dan ruang terbuka. Pengujiannya dilakukan dengan cara

membuat kebocoran pada selang gas kemudian mengukur tegangan keluaran dari

sensor selama 3 detik. Pengukuran dilakukan pada pinout sensor gas untuk

mengetahui sensitifitas sensor. Kadar kebocoran gas LPG di klasifikasikan

kedalam tiga tingkatan berdasarkan jumlah indikator yang menyala dengan

43

Page 44: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

konfigurasi seperti pada Tabel 4.6 dan gambar letak titik pengukuran seperti pada

Gambar 4.5.

Tabel 4.6. Konfigurasi Tingkatan Kebocoran

Indikator Interval Tegangan (V) KeteranganHijau 0 - 1,22 Normal

Kuning 1,23 - 2,35 LowMerah 2,36 - 5 High

Gambar 4.5 Titik Pengukuran Kebocoran

LPG

4.2.1 Pengujian Alat Dengan Menggunakan Korek Gas

Sebagaimana telah dipaparkan sebelumnya bahwa pengujian dilakukan dilakukan

terhadap tiga kondisi ruang yakni ruang tertutup, ruang semi terbuka, dan ruang

tertutup.

4.2.1.1 Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Tertutup

Pengujian dilakukan pada ruang yang dibuat sedekap mungkin dari udara. Cara

pengujian dilakukan dengan membandingkan kadar gas yang terdeteksi pada 20

jarak yang berbeda. Titik pengukuran dilakukan pada pin output dari sensor.

44

Page 45: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.7, dan gambar pengujian pada

Gambar 4.6

Gambar 4.6 Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang tertutup

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Tertutup

NO.

Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi Kebocoran

1. 3 3,8 High2. 6 1,8 Low3. 9 1,023 -4. 12 1,01 -5. 15 0,9 -6. 18 0,8 -7. 21 0,183 -8. 24 0,172 -9. 27 0,161 -10. 30 0,160 -11. 33 0,156 -12. 36 0,148 -13. 39 0,145 -14. 42 0,144 -15. 45 0,139 -16. 48 0,139 -17. 51 0,139 -18. 54 0,139 -19. 57 0,139 -20. 60 0,139 -

45

Page 46: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Dari tabel 4.7 di atas maka dapat diperoleh grafik seperti Gambar IV.7.

Gambar 4.7 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan Korek Api Pada Ruang Tertutup

Dari grafik hasil pengujian dapat diamati bahwa tegangan terbesar terdapat pada

jarak 3 cm yaitu 3,8 Volt, hal ini dipengaruhi oleh jarak dari sumber gas dengan

sensor yang masih dekat sehinggan intensitas gas yang terbaca oleh sensor masih

maksimal dengan kontaminasi dengan oksigen yang masih kecil. Kemudian pada

jarak 6 cm tegangan turun menjadi 1,8 Volt. Seiring bertambahnya jarak antara

sensor dengan sumber gas maka tegangan yang terbaca pada pin out sensor

semakin menurun, misalnya pada jarak cm tengangan turun menjadi 0,144 Volt.

Dan pada jarak 45 cm sampai 60 cm tegangan yang terukur konstan 0,139 Volt.

4.2.1.2 Pengujian Mengunakan Korek Gas Pada Ruang Semi Terbuka

Metode pengujian kali ini dilakukan dengan kondisi ruang yang semi terbuka

yakni dilakukan pada ruangan yang jendela dan pintunya dibuka. Pengukuran

tegangan pada pinout dilakukan 20 kali dengan jarak yang berbeda. Hasil

46

Page 47: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.8 dan Gambar 4.8 pengujian pada ruang

semi terbuka.

Gambar 4.8 Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Semi Terbuka

Tabel 4.8 Hasil Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Semi Terbuka

NO.

Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi Kebocoran

1. 3 3,6 High2. 6 1,32 Low 3. 9 0,69 -4. 12 0,47 -5. 15 0,39 -6. 18 0,26 -7. 21 0,207 -8. 24 0,166 -9. 27 0,159 -10. 30 0,152 -11. 33 0,143 -12. 36 0,125 -13. 39 0,122 -14. 42 0,127 -15. 45 0,117 -16. 48 0,109 -17. 51 0,108 -18. 54 0,106 -19. 57 0,105 -20. 60 0,104 -

47

Page 48: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Grafik hasil pengujian sensor pada ruang semi terbuka terlihat pada Gambar 4.9

Gambar 4.9 Grafik Hasil Pengujian Mengunakan Korek Gas Pada Ruang Semi Terbuka

Dari grafik dapat terlihat bahwa pengujian pada ruang semi terbuka tegangan yang

terbaca pada jarak 3 cm adalah 3,6 Volt. Pada jarak 9 cm tegangan turun menjadi

0,69 Volt kondisi ini indikator berada pada keadaan normal, meski tetap terjadi

pembacaan pada sensor. Sebagaimana telah dijelaskan pada bab sebelumnya

bahwa indikator Alarm akan bekerja jika tegangan pada pin out sensor diatas 1,23

volt. Penurunan pembacaa tegangan pada pin out sensor disebabkan oleh jarak

dan kadar oksigen yang besar sehingga mengkontaminasi kadar gas.

4.2.1.3 Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Terbuka

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dan sensitifitas sensor jika

berada pada ruang terbuka. Pengujian dilakukan pada 20 jarak yang berbeda.

Berikut ini hasil dan gambar pengujian sensor diperlihatkan pada Gambar IV.10

dan Tabel 4.9.

48

Page 49: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.10 Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Terbuka

Tabel 4.9 Hasil Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Terbuka

NO. Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi Kebocoran

1. 3 2,09 High 2. 6 0,8 -3. 9 0,29 -4. 12 0,27 -5. 15 0,27 -6. 18 0,20 -7. 21 0,144 -8. 24 0,143 -9. 27 0,14 -10. 30 0,125 -11. 33 0,121 -12. 36 0,119 -13. 39 0,117 -14. 42 0,117 -15. 45 0,115 -16. 48 0,114 -17. 51 0,114 -18. 54 0,113 -19. 57 0,113 -20. 60 0,113 -

Berdasarkan data hasil pengujian yang dilakukan pada ruang terbuka maka dapat

diperoleh grafik seperti pada Gambar 4.11.

49

Page 50: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.11 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan Korek Gas Pada Ruang Terbuka

Dari grafik hasil pengujian dapat dilihat bahwa pada jarak 3 cm besarnya

tegangan yang terukur adalah 2,09 volt, terjadi penurunan yang signifikan pada

jarak 6 cm yaitu 0,8 Volt. Hal ini disebabkan oleh kontaminasi gas dengan

oksigen yang besar mengingat pengambilan data dilakukan pada ruang yang

terbuka. Penurunan tegangan terus menurun seiring bertambah jauhnya jarak

sumber kebocoran dengan sensor. Terlihat pada jarak 60 cm tegangan yang

terbaca pada pinout sensor sebesar 0,113 Volt.

4.2.2 Pengujian Alat Menggunakan Gas LPG 3 Kg

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kesensitifan pembacaan sensor dengan

menggunakan gas LPG 3 KG dalam tiga kondisi berbeda yakni tertutup, Semi

terbuka dan Terbuka. Pengujian dilakuakan pada pinout yang sama seperti

pengujian-pengujian sebelumnya yakni pada pinout sensor

50

Page 51: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

4.2.2.1 Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Tertutup

Pengukuran ini dilakukan di sebuah ruangan yang dibuat sekedap mungkin

dengan udara. Cara pengukuran dilakukan dengan membandingkan kadar gas

yang terbaca dalam 20 jarak yang berbeda menggunakan gas LPG. Titik

pengukuran dilakukan pada pinout sensor. Hasil pengukuran dapat dilihat pada

Tabel 4.10, gambar pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.12, dan Grafik hasil

pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Gambar 4.12 Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Tertutup

Tabel 4.10 Hasil Pengujian Menggunakan Gas LPG 3 Kg Pada Ruang Tertutup

NO.

Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi Kebocoran

1. 3 4,56 High 2. 6 2,46 High 3. 9 2,20 Low4. 12 1,70 Low5. 15 1,50 Low6. 18 1,43 Low7. 21 1,37 Low8. 24 1,22 -9. 27 1,18 -10. 30 1,17 - 11. 33 1,12 -

51

Page 52: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel 4.10 (Sambungan) Hasil Pengujian Menggunakan Gas LPG 3 Kg Pada Ruang Tertutup

NO.

Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi Kebocoran

12. 36 1,10 -13. 39 0,97 -14. 42 0,95 -15. 45 0,81 -16. 48 0,76 -17. 51 0,66 -18. 54 0,35 -19. 57 0,32 -20. 60 0,22 -

Gambar 4.13 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan LPG Pada Ruang Tertutup

Pada grafik kali ini dapat kita lihat beberapa perbedaan yakni semakin banyak

titik pembacaan yang dihasilkan dan juga penuruanan yang kurang signifikan.

4.2.2.2 Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Semi Terbuka

Pengujian kali ini dilakukan di ruangan yang jendela dan pintunya terbuka (semi

terbuka) dengan cara melakukan pengukuran pada pinout sensor. Hasil pengujian

52

Page 53: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

dapat dilihat pada Tabel 4.11, Gambar pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.14

dan Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.15.

Gambar 4.14. Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Semi Terbuka

Tabel 4.11 Hasil Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Semi Terbuka

No. Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi

Kebocoran1. 3 4,9 High 2. 6 2,71 High3. 9 2,30 Low 4. 12 1,04 -5. 15 0,98 -6. 18 0,84 -7. 21 0,71 -8. 24 0,62 -9. 27 0,60 -10. 30 0,59 -11. 33 0,57 -12. 36 0,56 -13. 39 0,48 -14. 42 0,42 -15. 45 0,28 -16. 48 0,22 -17. 51 0,173 -18. 54 0,171 -19. 57 0,164 -20. 60 0,162 -

53

Page 54: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.15 Grafik Hasil Pengujian LPG 3 Kg Pada Ruang Semi Terbuka

Dari grafik hasil pengujian terlihat penurunan jumlah titik pembacaan

dibandingkan grafik sebelumnya. Hal ini diakibatkan pengaruh udara dalam

ruangan yang mengkontaminasi kandungan propane dan isobutene yang terdapat

dalam gas LPG sehingga mempengaruhi daya kesensitifan sensor untuk

mengidentifikasi gas.

4.2.2.3 Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Ruang Terbuka

Pengujian kali ini dilakukan di ruangan terbuka dengan cara yakni mengukur

tegagan keluaran sensor dengan cara memasang alat ukur pada pinout sensor.

Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.12, Gambar pengujian dapat dilihat

pada Gambar 4.16 dan Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.17

54

Page 55: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.16 Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Terbuka

Tabel 4.12 Hasil Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang Terbuka

NO.

Jarak(cm)

Vout

( selama 5 detik )Kondisi kebocoran

1. 3 3,5 High 2. 6 1,24 Low3. 9 1,09 -4. 12 1,08 -5. 15 0,93 -6. 18 0,84 -7. 21 0,73 -8. 24 0,68 -9. 27 0,60 -10. 30 0,58 -11. 33 0,49 -12. 36 0,34 -13. 39 0,30 -14. 42 0,29 -15. 45 0,21 -16. 48 0,2 -17. 51 0,17 -18. 54 0,15 -19. 57 0,14 -20. 60 0,13 -

55

Page 56: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.17 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan LPG 3 Kg Pada Ruang

Terbuka

4.2.3 Pengujian Alat Dengan Menggunakan LPG 15 Kg

Seperti yang telah dilakukan sebelumnya, pengujian ini bertujuan untuk

mengetahui kesensitifan pembacaan sensor dengan menggunakan gas LPG 15 KG

dalam tiga kondisi berbeda yakni tertutup, Semi terbuka dan Terbuka. Pengujian

dilakuakan pada pinout yang sama seperti pengujian-pengujian sebelumnya yakni

pada pinout sensor.

4.2.3.1 Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Tertutup

Pengukuran ini juga dilakukan di sebuah ruangan yang dibuat sekedap mungkin

dengan udara. Cara pengukuran dilakukan dengan membandingkan kadar gas

yang terbaca dalam 20 jarak yang berbeda menggunakan gas LPG 15 KG. Titik

pengukuran dilakukan pada pinout sensor. Hasil pengukuran dapat dilihat pada

56

Page 57: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Tabel 4.13, gambar pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.18, dan grafik hasil

pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.18.

Gambar 4.18. Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Tertutup

Tabel 4.13 Hasil Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Tertutup

NO.

Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi kebocoran

1. 3 4,9 High 2. 6 3,2 High 3. 9 2,6 High 4. 12 2,3 Low5. 15 1,5 Low6. 18 1,2 -7. 21 1,05 -8. 24 0,96 -9. 27 0,88 -10. 30 0,76 -11. 33 0,65 -12. 36 0,56 -13. 39 0,42 -14. 42 0,40 -15. 45 0,29 -16. 48 0,23 -17. 51 0,19 -18. 54 0,19 -19. 57 0,17 -20. 60 0,16 -

57

Page 58: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.19 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang

Tertutup

Tidak jauh berbeda dengan grafik pada sumber gas LPG 3 Kg pada grafik kali ini

juga tidak terjadi penurunan yang begitu signifikan untuk tiap titik

pengukurannya. Hal ini dikarenakan kandungan gas yang ada dalam gas LPG

dapat dikatakan sama karena berasal dari satu pabrikan yang sama. Namun, tetap

terdapat perbedaan meskipun kecil seperti yang terlihat pada titik pengukuran

dengan jarak 3 cm, tegangan yang terukur pada jarak 3 cm yakni sebesar 4,9 V.

Apabila dibandingkan dengan hasil pengukuran pada tabung gas LPG 3 KG, akan

dapat dilihat bahwa pada gas LPG 15 KG pembacaan tegangan maksimum untuk

pengukuran sedikit lebih besar. Hal ini bisa saja diakibatkan oleh beberapa faktor

yakni kadar oksigen, intensitas gas yang keluar dan juga pembacaan alat ukur.

Pada grafik dapat dilihat terjadi penurunan tegangan berada pada kondisi normal

sesuai dengan karakteristik dari sensor. Pada pengujian ini tidak terjadi penurunan

yang signifikan dapat terlihat pada pinout sensor dari jarak terdekat 3 cm sampai

58

Page 59: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

jarak terjauh 60 cm tegangan yang dihasilkan penurunan yang stabil. Pada

keadaaan ini dapat dikatakan sensor bekerja secara maksimal, karena pada jarak

terjauh 60 cm masih dapat mendeteksi adanya gas dengan terukurnya tegangan

sebesar 0,16 V.

4.2.3.2 Pengujian Menggunakan LPG Pada Ruang Semi Terbuka

Pengujian kali ini dilakukan di ruangan yang jendela dan pintunya terbuka (semi

tertutup) dengan cara melakukan pengukuran pada pinout sensor. Hasil pengujian

dapat dilihat pada Tabel 4.14, Gambar pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.20

dan Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.21

Gambar 4.20 Pengujian Menggunakan Lpg 15 Kg Pada ruang Semi Terbuka

Tabel 4.14 Hasil Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Semi Terbuka59

Page 60: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

NO. Jarak(cm)

Vout

(selama 5 detik)Kondisi kebocoran

1. 3 4,7 High 2. 6 3,2 High 3. 9 2,3 Low4. 12 2,0 Low5. 15 1,23 Low6. 18 1,01 -7. 21 0,97 -8. 24 0,87 -9. 27 0,72 -10. 30 0,61 -11. 33 0,58 -12. 36 0,28 -13. 39 0,23 -14. 42 0,22 -15. 45 0,20 -16. 48 0,18 -17. 51 0,17 -18. 54 0,15 -19. 57 0,14 -20. 60 0,14 -

Gambar 4.21 Grafik Hasil Pengujian LPG 15 Kg Pada Ruang Semi Terbuka

Dari grafik dapat terlihat bahwa pengukuran tegangan tertinggi berada pada jarak

terdekat antara sumber gas dan sensor. Pada jarak 3 cm pembacaan tegangan yang 60

Page 61: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

teridentifikasi oleh sensor sebesar 4,7 V. Apabila kita mengklasifikasikan kadar

kebocoran berdasar pada konfigurasi indikator maka kadar gas yang teridentifikasi

digolongkan kedalam level high karena berada pada interval 3-5 V . Namun,

tegangan berangsur- angsur turun seiring bertambahnya jarak antara sumber gas

dengan sensor. Gas kemudian terus berangsur turun hingga pada titik pembacaan

jarak 57 cm yakni sebesar 0, 14 V dan kemudian tegangan tersebut bertahan dan

tetap konstan meski jarak terus ditambah.

4.2.3.3 Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Terbuka

Pengujian kali ini dilakukan di luar ruangan (ruangan terbuka) dengan cara yakni

mengukur tegagan keluaran sensor dengan cara memasang alat ukur pada pinout

sensor. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.15, Gambar pengujian dapat

dilihat pada Gambar 4.22 dan Grafik hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar

4.23.

Gambar 4.22 Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Terbuka

Tabel 4.15 Hasil Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Pada Ruang Terbuka

NO Jarak Vout Kondisi kebocoran

61

Page 62: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

. (cm) selama 5 detik1. 3 3,7 High 2. 6 1,9 Low3. 9 1,6 Low4. 12 1,13 -5. 15 1,07 -6. 18 0,93 -7. 21 0,85 -8. 24 0,71 -9. 27 0,89 -10. 30 0,66 -11. 33 0,69 -12. 36 0,59 -13. 39 0,43 -14. 42 0,40 -15. 45 0,33 -16. 48 0,27 -17. 51 0,18 -18. 54 0,15 -19. 57 0,14 -20. 60 0,14 -

Gambar 4.23 Grafik Hasil Pengujian Menggunakan LPG 15 Kg Diruang Terbuka

Dari grafik 4.23 dapat dilihat bahwa pembacaan tegangan maksimal pada jarak 3

cm masih belum cukup banyak terkontaminasi oleh gas terbukti dengan

pembacaan tegangan yang teridentifikasi oleh sensor yaitu 3,7 V.

62

Page 63: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Pada grafik terlihat pembacaan tegangan maksimal berada pada jarak 3 cm dan

terus menurun secara eksponensial hingga pada titik pengukuran 15 cm tegangan

turun hingga menjadi 1,07 V. Dari pengamatan untuk tiap jarak bahwa penurunan

pada grafik ini lebih signifikan dibandingkan dengan grafik sebelumnya hal ini

dipegaruhi oleh kondisi tekanan udara luar yang kurang stabil sehingga

menghasilkan pembacaan tegangan yang teridentifikasi kecil dan sejenak naik

pada jarak 27 dan 33. Lalu pada jarak 36 cm tegangan turun hingga 0, 59 V dan

kemudian tegangan terus turun seiring bertambahnya jarak ukur.

4.2.4 Pengujian Alat Dengan Kondisi Kompor Menyala

Pada pengujian kali ini prototipe akan dicoba dengan skenario kompor dalam

keadaan menyala. Metodologi yang digunakan pada pengujian ini adalah dengan

cara menyalakan kompor lalu mengukur tegangan pada pin out sensor apakah

terdapat tegangan atau tidak. Pola pengujian seperti yang terlihat pada Gambar

4.24.

Gambar 4.24 Pengujian Dengan Kondisi Kompor Menyala

63

Page 64: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Setelah dilakukan pengujian terhadap kompor yang sedang menyala dengan jarak

terdekat antara sensor dan nyala api pada kompor yakni sejauh 5 cm hasil yang

didapatkan adalah detektor tidak mendeteksi adanya kebocoran gas LPG. Hal ini

disebabkan kadar propane dan isobuatane yang terkandung dalam gas LPG telah

berubah unsur dan bercampur dengan oksigen(menjadi api) sehingga detektor

tidak lagi mendeteksi adanya kebocoran. Pengujian ini berfungsi untuk

mendeteksi adanya kemungkinan kesalahan pembacaan kebocoran gas LPG

ketika proses memasak berlangsung.

4.3 Analisa Grafik

Bertujuan untuk membandingkan pengaruh dari jenis sumber kebocoran gas serta

pengaruh dari jenis ruang terjadinya kebocoran terhadap pendeteksian kebocoran

LPG dari sensor. Berikut analisa dengan membandingkan tiga jenis sumber LPG

dan ruang terjadinya kebocoran.

4.3.1 Analisa Grafik Pada Ruang Tertutup

Analisa dilakukan dengan membandingkan sumber LPG yaitu korek gas, LPG 3

Kg, dan 15 Kg yang dilakukan pada ruang tertutup. Grafik dari ketiganya dapat

dilihat pada Gambar 4.25.

64

Page 65: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Gambar 4.25 Grafik Pada Ruang Tertutup

Grafik yang ditunjukkan oleh Gambar 4.25 merupakan grafik perbandingan antara

tiga buah kondisi sumber gas yang berbeda dengan 20 jarak yang berbeda. Dapat

kita lihat perbandingan penurunan pembacaan gas pada masing-masing sumber

gas. Pada sumber korek gas penurunan terjadi secara sangat signifikan dan juga

titik pembacaan yang dapat sensor identifikasi hanya sedikit yakni sebanyak 5

titik jarak pengukuran yakni 3 – 18 cm dengan tegangan maksimum 3,8 V dan

tegangan minimum 0,8 V. Berbeda dengan sumber gas LPG terjadi penurunan

yang tidak signifikan untuk tiap titik pengukurannya. Hal ini disebabkan

kandungan isobutene dan propane pada gas LPG memiliki presentase yang lebih

besar dibandingkan dengan sumber korek gas sehingga sulit bagi oksigen untuk

dapat bersenyawa dan mengkontaminasi kandungan tersebut.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah penurunan yang terjadi pada grafik gas

LPG 3 KG dan juga gas LPG 15 KG yang hampir sama hal ini diakibatkan

65

Page 66: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

kandungan senyawa isobutana dan propana yang relatiif sama karena berasal dari

campuran dan jenis yang sama.

4.3.2 Analisa Grafik Pada Ruang Semi Terbuka

Pada analisa kali ini akan dibandingkan tiga jenis sumber gas berdasarkan grafik

pada pembacaan sensor di ruang semi terbuka seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 4.26.

Gambar 4.26 Grafik Pada Ruang Semi Terbuka

Pada grafik 4.26 terlihat perbandingan tiga buah grafik pembacaan sensor

terhadap tiga buah gas dengan 20 jarak yang berbeda dalam ruangan semi terbuka.

Seperti yang terlihat bahwa pembacaan maksimal pad grafik in adalah identifikasi

sensor terhadapa sumber gas LPG 15 KG pada jarak 3 cm. Hal ini disebabkan

kandungan isobutene dan propane yang besar pada gas LPG 15 KG. berbeda

dengan sumber korek gas yang hanya mengidentifikasi adanya gas pada 2 jarak

yang berbeda yakni pada jarak 3 cm dengan tegangan sebesar 3,6 V dan 6 cm

66

Page 67: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

dengan tegangan sebesar 1,32 V. hal ini dikarenakan kandungan isobutene dan

propane pada korek gas lebih sedikit dibanding sumber gas LPG 15 KG da LPG

3 KG sehingga mudah untuk terkontaminasi dengan oksigen disekitar ruangan.

Hal ini pulalah yang menyebabkan jarak titik pengukuran hana terdeteksi pada 2

titik.

4.3.3 Analisa Grafik Pada Ruang Terbuka

Pada analisa kali ini akan dibandingkan tiga jenis sumber gas berdasarkan grafik

pada pembacaan sensor di ruang semi terbuka seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 4.27.

Gambar 4.27 Grafik Pada Ruang Terbuka

Gambar 4.27 menunjukkan antara hubungan tegangan, jarak antara sumber gas

dan juga sensor di ruang terbuka. Dapat dilihat pada grafik diatas bahwa

pembacaan sensor paling tinggi berada gas LPG 15 KG dengan penurunan

tegangan secara eksponensial namun belum berada pada level signifikan. Berbeda

dengan sumber korek gas yang hanya dapat mendeteksi hingga jarak 9 cm.

67

Page 68: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

Pada sumber gas 15 KG dan 3 KG hanya terdapat sedikit perbedaan hal ini

dikarenakan sumber gas dan juga campuran dari senyawa propane dan isobutene

yang dikandungnya hampir sama. Hal inilah yang menyebabkan kedua grafik dari

sumber gas tersebut memiliki kesamaan diantaranya jumlah titik pembacaan dan

juga jarak pembacaan.

68

Page 69: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan alat dan pengujian sistem kerja alat dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut :

1. Sistem yang dibuat pada prototype ini mampu mengidentifikasi kebocoran

dengan tegangan maksimum sebesar 4,9 V dan tegangan minimum sebesar

1,24 V.

2. Prototype bekerja secara maksimal pada jarak 3 cm dari sumber kebocoran

untuk semua data yang telah diambil, semakin dekat jarak maka semakin

maksimal prototype mendeteteksi kebocoran LPG .

5.2 Saran

Dengan memperhatikan kelemahan dan kekurangan dari prototype ini maka perlu

adanya beberapa saran sebagai berikut:

1. Prototype ini dibuat dengan sistem mikrokontroller yang dapat

dikembangkan lebih luas dan variatif sesuai dengan kebutuhan dan

dipatenkan agar dapat dipabrikasi secara massal.

2. Kondisi pengukuran agar dibuat lebih variatif untuk lebih meningkatkan

kehandalan pembacaan sensor.

69

Page 70: Merancang Pendeteksi Kebocoran LPG Dengan Menggunakan Mikrokontroler

3. Perlunya untuk membandingkan beberapa jenis sensor gas untuk dapat

mengetahui sensor yang paling handal.

4. Perlu memperhatikan jarak peletakan sensor dengan sumber gas, karena

sensor akan mendeteksi tingkat kepekatan kadar gas. Semakin dekat jarak,

maka akan semakin pekat gas akan terdeteksi karena sensor akan mencium

kadar gas yang ada di udara.

70