Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas Dengan Menggunakan Sensor Gas

Figarro TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52

Tias Harfiansyah Akbar

Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas

Gunadarma, Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat pada akhir–

akhir ini menyebakan semakin dibutuhkannya sumber daya energi, dimana selama ini

manusia banyak bergantung pada alam. Seperti untuk memasak gas alam sering disebut

Liquefied Petroleum Gas (LPG), dan untuk kendaraan bermotor disebut Bahan Bakar Gas

(BBG). Pada alat ini menggunakan komponen-komponen elektronika seperti Mikrokontroler

AT89S52, 1 buah lcd, 3 buah led, 1 buah Speaker dan 1 buah Sensor Gas Figarro TGS 2610

sebagai inputan pada mikrokontroler. Bahasa yang digunakan dalam alat ini adalah basic

compailer. Cara kerja rangkaian ini pada saat keadaan awal alat di aktifkan adalah led yang

berwarna biru akan menyala dan lcd akan memberikan informasi kepada user berupa

tampilan untuk memasukan tabung gas kedalam kotak. Ketika kotak ditutup, maka sensor gas

akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor gas

mendeteksi bahwa kadar gas lebih banyak dibandingkan dari oksigen, maka input akan diolah

oleh mikrokontroler dan output yang akan dikeluarkan berupa speaker yang mengeluarkan

suara, led berwarna merah akan menyala dan lcd akan memberikan informasi berupa

tampilan bahwa tabung gas ada yang bocor. Tetapi ketika setelah beberapa waktu kotak di

tutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi kadar gas yang lebih banyak dari oksigen, maka led

warna putih akan menyala dan lcd akan memberikan informasi berupa tampilan bahwa

tabung gas tidak bocor.

Kata Kunci : Mikrokontroler, sensor gas, lcd, led, speaker.

Tanggal pembuatan : 17 Februari 2010

PENDAHULUAN

Perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi yang terjadi dengan cepat pada

akhir–akhir ini menyebakan semakin

dibutuhkannya sumber daya energi,

dimana selama ini manusia banyak

bergantung pada alam. Melalui kekayaan

alam yang berada didalam perut bumi

seperti minyak bumi yang berasal dari

fosil.

Manusia sangat banyak menggunakan

minyak bumi untuk keperluan sehari–hari,

seperti untuk memasak, bahan bakar

minyak untuk kendaraan bermotor. Namun

pada akhirnya manusia sadar bahwa

minyak bumi jika terus menerus diambil

maka akan habis, dan dibutuhkan waktu

yang sangat lama untuk dapat

memperbaharuinya lagi.

Maka dari itu manusia berusaha untuk

mencari alternatif lain yang bisa

menggantikan minyak bumi dalam

keperluan sehari-harinya, sehingga

ditemukanlah gas alam yang setelah di uji

didalam laboratorium bisa menggantikan

minyak bumi. Seperti untuk memasak gas

alam sering disebut Liquefied Petroleum

Gas (LPG), dan untuk kendaraan bermotor

disebut Bahan Bakar Gas (BBG).

Gas alam mempunyai kelebihan dan

kekurangan jika dibandingkan dengan

minyak bumi, seperti untuk kendaraan

bermotor. Jika menggunakan minyak bumi

polusi yang dikeluarkan oleh kendaraan

bermotor lebih banyak dibandingkan

dengan gas alam. Sedangkan untuk

memasak, minyak bumi mengeluarkan

polusi seperti asap hitam, dan gas alam

tidak mengeluarkan asap.

Kekurangan dari gas alam jika

dibandingkan dengan minyak bumi ialah

mudah terbakar jika terpicu oleh api yang

berada di sekitarnya, sedangkan minyak

bumi tidak mudah terpicu oleh api di

sekitarnya. Tempat penyimpanan gas alam

harus menggunakan tabung yang kuat dan

tidak mudah bocor. Karena jika tabung

penyimpanan gas bocor, pada saat akan

digunakan akan mudah terbakar.

Sedangkan untuk menyimpan minyak

bumi, bisa menggunakan dirigen atau

botol–botol bekas.

Maka dari itu penulis ingin memberikan

solusi atas kekurangan ini, sehingga para

pemakai tabung gas menjadi lebih nyaman

pada saat memakainya. Solusi yang

penulis berikan ialah Pendeteksi

Kebocoran Tabung Gas Dengan

Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS

2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52.

Batasan Masalah

Untuk menghindari bahasan masalah

menjadi lebih jauh, maka penulis

membatasi masalah hanya untuk

membahas bagaimana cara mengurangi

terjadinya kebakaran karena tabung gas

yang digunakan ada yang bocor. Hal itu

terjadi karena pemakai tabung gas tidak

pernah memeriksa keadaan tabung gas

pada saat membelinya.

LANDASAN TEORI

Elpiji

Elpiji, dari pelafalan singkatan bahasa

Inggris; LPG (liquified petroleum gas,

harafiah: "gas minyak bumi yang

dicairkan"), 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).

Elpiji juga mengandung hidrokarbon

ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya

etana (C2H6) dan pentana (C5H12).

Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan

berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk

cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk

gas untuk berat yang sama. Karena itu

elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam

tabung-tabung logam bertekanan. Untuk

memungkinkan terjadinya ekspansi panas

(thermal expansion) dari cairan yang

dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi

secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari

kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila

menguap dengan gas dalam keadaan cair

bervariasi tergantung komposisi, tekanan

dan temperatur, tetapi biasaya sekitar

250:1.

Tekanan di mana elpiji 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, elpiji dibagi

menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran,

elpiji propana dan elpiji butana.

Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum

dalam keputusan Direktur Jendral Minyak

dan Gas Bumi Nomor:

25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang

dipasarkan Pertamina adalah elpiji

campuran.

Bahaya elpiji

Salah satu risiko penggunaan elpiji adalah

terjadinya kebocoran pada tabung atau

instalasi gas sehingga bila terkena api

dapat menyebabkan kebakaran. Pada

awalnya, gas elpiji tidak berbau, tapi bila

demikian akan sulit dideteksi apabila

terjadi kebocoran pada tabung gas.

Menyadari itu Pertamina menambahkan

gas mercaptan, yang baunya khas dan

menusuk hidung. Langkah itu sangat

berguna untuk mendeteksi bila terjadi

kebocoran tabung gas. Tekanan elpiji

cukup besar (tekanan uap sekitar 120

psig), sehingga kebocoran elpiji akan

membentuk gas secara cepat dan merubah

volumenya menjadi lebih besar.

Sensor TGS 2610

Sensor TGS 2610 dalah suatu jenis

semikonduktor oksida logam film tebal

yang menawarkan biaya rendah, daya

tahan yang lama, sensitifitas yang bagus

terhadap gas (target) yang disensor dengan

menggunakan rangkaian elektronik yang

sederhana. Sensor ini terutama sesuai

untuk aplikasi dalam mendeteksi

kebocoran gas untuk jenis gas beracun dan

gas yang muah meledak.

Gambar 1. Sensor TGS 2610

Elemen yang digunakan untuk sensor gas

TGS 2610 adalah semikonduktor dari

dioksida timah (SnO2) yang mempunyai

konduktifitas yang rendah pada udara

bersih. Jika terdapat gas yang dideteksi,

maka konduktifitas dari sensor akan

meningkat tergantung pada konsentrasi gas

tersebut di udara. Rangkaian elektronik

yang sederhana bisa digunakan untuk

merubah konduktifitas sensor menjadi

sinyal output yang sesuai dengan

konsentrasi gas tersebut.

Elemen yang digunakan untuk sensor gas

pada sensor gas Figaro adalah

semikonduktor dan dioksida timah (SnO2)

yang mempunyai konduktifitas yang

rendah pada udara bersih. Jika terdapat gas

yang dideteksi, maka konduktifitas dari

sensor akan meningkat tergantung pada

konsentrasi gas tersebut di udara.

Rangkaian elektronik yang sederhana bisa

digunakan untuk merubah konduktifitas

menjadi tegangan adalah dengan

menambahkan tahana beban RL pada

sensor.

Gambar 2. Rangkaian TGS 2610

Perinsip kerja dari rangkaian sensor di atas

dalam kaitannya dengan pengukuran

tingkat konsentrasi gas dalam udara akan

dijelaskan secara singkat sebagai berikut.

Pada saat sensor gas Figaro TGS 2610

diberi tegangan input (vc) dan tegangan

heater (Vh) dan diletakan pada udara

bersih, maka resistansi sensor Rs akan

turun secara cepat sehingga tegangan yang

melintasi tahanan beban (Rl) akan naik

secara cepat pula kemudian turun sesuai

dengan naiknya nilai Rs kembali sampai

mencapai nilai yang stabil, kondisi ini

disebut “ Initial Action”.

Prinsip Operasi Sensor Figaro TGS

Bahan yang digunakan untuk sensor gas

TGS 2610 adalah oksida logam, secara

umum kebanyakan menggunakan SnO2.

Pada saat suatu Kristal oksida logam

seperti SnO2 dipanaskan pada temperature

yang tinggi di udara, oksigen di absorbs

pada permukaan Kristal dengan muatan

negative. Electron pendonor pada

permukaan Kristal pada oksigen yang di

absobsi, hasilnya meninggalkan muatan

positif pada lapisan ruang muatan.

Kemudian potensial permukaan dibentuk

sebagai potensial barrier terhadap aliran

electron.

Gambar 3. Model of inter-grain

potential barrier

Didalam sensor arus elektrik mengalir

sepanjang bagian penghubung (grain

boundary) dari Kristal mikro SnO2. Pada

batas butir, oksigen yang di adsorbs

membentuk potensial barrier yang

mencegah pembawa (carrier) bergerak

bebas. Hambatan dari sensor dihubungkan

dengan potensial barrier ini. Jika terdapat

gas deoxidizing kepadatan permukaan dari

muatan negative oksigen berkurang,

sehingga tingginya barrier pada batas

butiran dikurangi. Pengurangan tingginya

barrier menyebabkan berkurangnya

resistansi sensor.

Mikrokontroler

Mikrokontroler AT89S52 merupakan

komponen IC (Integrated Circuit) yang

dapat digunakan untuk mengolah data

perbit ataupun data 8 bit secara bersamaan.

Sebuah mikrokontroler dikemas dalam

sebuah chip yang dapat digunakan untuk

mengontrol piranti input output (I/O) yang

mana didalamnya sudah terintegrasi

memori internal yaitu RAM dan ROM,

selain itu juga terdapat Central Processing

Unit (CPU) untuk mengakses program

yang ada didalam memori ROM.

Mikrokontroler dapat bekerja bila dalam

IC tersebut terdapat program yang

berisikan insruksi-instruksi yang akan

digunakan untuk menjalankan sistem

mikrokontroler tersebut. Pada

mikrokontroler, perbandingan RAM dan

ROM sangat besar, artinya program

kontrol disimpan dalam ROM yang

ukurannya relatif lebih besar. Sedangkan

RAM digunakan sebagai tempat

penyimpanan sementara, termasuk

register-register yang digunakan pada

mikrokontroler yang bersangkutan.

Mikrokontroler ini memiliki bagian yang

salking terhubung sehingga dapat

melakukan tugas sesuai dengan program

yang ada didalamnya.

Mikrokontroler ini merupakan

mikrokontroler CMOS 8 bit yang memiliki

performa tinggi dengan konsumsi daya

rendah dan memiliki sistem pemrograman

kembali (Programable and Eraseable Read

Only Memory), dengan ketahanan 1000

kali Write/Erase. Mikrokontroler

AT89S52 memiliki beberapa fitur,

diantaranya :

a. Sebuah CPU ( Central

Processing Unit ) 8 Bit.

b. 256 byte RAM ( Random

Acces Memory ) internal.

c. Empat buah port I/O, yang

masing masing terdiri dari 8

bit

d. Osilator internal dan

rangkaian pewaktu.

e. Dua buah timer/counter 16

bit

f. Lima buah jalur interupsi (

2 buah interupsi eksternal

dan 3 interupsi internal).

g. Sebuah port serial dengan

full duplex UART

(Universal Asynchronous

Receiver Transmitter).

h. Mampu melaksanakan

proses perkalian,

pembagian, dan Boolean.

i. EPROM yang besarnya 8

KByte untuk memori

program.

Kecepatan maksimum pelaksanaan

instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada

frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi

clock mikrokontroler yang digunakan

adalah 12 MHz, maka kecepatan

pelaksanaan instruksi adalah 1 μs

Konfigurasi Pin

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40

pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke-

40 pin tersebut digambarkan sebagai

berikut :

Gambar 4. Pin – pin mikrokontroler

Fungsi dari masing-masing pin AT89S52

adalah :

1. Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port

pararel 8 bit dua arah (bidirectional)

yang dapat digunakan untuk berbagai

keperluan (general purpose).

2. Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif

jika mendapat catuan tinggi.

3. Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port

pararel 8 bit dua arah yang memiliki

fungsi pengganti sebagai berikut :

• P3.0 (10) : RXD (port serial

penerima data)

• P3.1 (11) : TXD (port serial

pengirim data)

• P3.2 (12) : INT0 (input interupsi

eksternal 0, aktif low)

• P3.3 (13) : INT1 (input interupsi

ekstrernal 1, aktif low)

• P3.4 (14) : T0 (eksternal input

timer / counter 0)

• P3.5 (15) : T1 (eksternal input

timer / counter 1)

• P3.6 (16) : WR (Write, aktif low)

Sinyal kontrol penulisan data

dari port 0 ke memori data dan

input-output eksternal.

• P3.7 (17) : RD (Read, aktif low)

Sinyal kontrol pembacaan

memori data input-output

eksternal ke port 0.

4. Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran

osilator yang terhubung pada kristal.

5. Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke

osilator berpenguatan tinggi, terhubung

pada kristal.

6. Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau

ground pada rangkaian.

7. Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port

pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim

byte alamat bila pengaksesan dilakukan

pada memori eksternal.

8. Pin 29 sebagai PSEN (Program Store

Enable) adalah sinyal yang digunakan

untuk membaca, memindahkan program

memori eksternal (ROM / EPROM) ke

mikrokontroler (aktif low).

9. Pin 30 sebagai ALE (Address Latch

Enable) untuk menahan alamat bawah

selama mengakses memori eksternal.

Pin ini juga berfungsi sebagai PROG

(aktif low) yang diaktifkan saat

memprogram internal flash memori

pada mikrokontroler (on chip).

10. Pin 31 sebagai EA (External Accesss)

untuk memilih memori yang akan

digunakan, memori program internal

(EA = Vcc) atau memori program

eksternal (EA = Vss), juga berfungsi

sebagai Vpp (programming supply

voltage) pada saat memprogram

internal flash memori pada

mikrokontroler.

11. Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan

port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi

sebagai alamat bawah yang

dimultipleks dengan data untuk

mengakses program dan data memori

eksternal.

12. Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5

V sebagai catuan untuk mikrokontroler.

LCD (Liquid Cristal Display)

Lcd adalah suatu layar bagian dari modul

peraga yang menampilkan karakter yang

diinginkan. Layar lcd menggunakan dua

buah lembaran bahan yang dapat

mempolarisasikan dan Kristal cair diantara

kedua lembaran tersebut. Arus listrik yang

melewati cairan menyebabkan Kristal

merata sehingga cahaya tidak dapat

melalui setiap Kristal, karenanya seperti

pengaturan cahaya menentukan apakah

cahaya dapat melewati atau tidak.

Sehingga dapat mengubah bentuk Kristal

cairannya membentuk tampilan angka atau

huruf pada layar.

Kegunaan lcd banyak sekali dalam

perancangan suatu system dengan

menggunakan mikrokontroler. Lcd dapat

berfungsi untuk menampilkan suatu nilai

hasil skor, menampilkan tweks, atau

menampilkan menu padda alikasi

mikrokontroler. Pada alat ini ukuran tipe

lcd yang digunakan adalah lcd 2 x 16

seperti gambar Dibawah ini.

Gambar 5. LCD (Liquid Cristal

Display)

Speaker

Dalam rangkaian ini, speaker digunakan

sebagai indicator bahwa telah terjadi

kebocoran pada tabung gas. Pada saat

sensor gas mendeteksi kebocoran pada

tabung gas, maka sensor akan memberikan

tegangan pada mikrokontroler pada port

yang sudah tersedia. Setelah

mikrokontroler menerima input dari sensor

maka akan langsung diolah sesuai dengan

program yang sudah ada di dalam

mikrokontroler tersebut, kemudian

mikrokontroler akan mengeluarkan output

melalui port yang digunakan oleh speaker.

Speaker sendiri ialah sebuah komponen

elektronika yang berfungsi untuk merubah

gelombang listrik menjadi gelombang

suara atau bunyi, di dalam speaker terdapat

suatu magnet yang berfungsi menangkap

sinyal-sinyal yang masuk berupa

gelombang listrik. Sinyal gelombang

listrik inilah yang membuat fibra speaker

bergetar dan menghasilkan suara tau

bunyi.

Gambar 6. Speaker

LED

Di dalam rangkaian ini led berfungsi

sebagai indicator bahwa alat sudah dalam

keadaan menyala dan sensor mendeteksi

kebocoran pada tabung gas. Pada saat alat

dihidupkan, maka led yang berwarna biru

akan menyala bersamaan dengan

tampilnya kalimat pada lcd. Ketika tabung

gas dimasukan, kemudian sensor gas

mendeteksi bahwa terjadi kebocoran pada

tabung gas maka led yang berwarna merah

akan menyala bersamaan dengan kalimat

yang tampil dari lcd dan suara alarm dari

speaker. Tetapi jika sensor gas tidak

mendeteksi kebocoran pada tabung gas,

maka led yang berwarna putih akan

menyala bersamaan dengan kalimat yang

tampil dari lcd.

Led (Light Emitting Diode) merupakan

piranti yang vital dalam teknologi

electroluminescent seperti untuk aplikasi

teknologi display (tampilan), sensor, dan

lain-lainnya. Teknologi electroluminescent

didasarkan pada konsep pancaran cahaya

yang dihasilkan oleh suatu piranti sebagai

akibat dari adanya medan listrik yang

diberikan kepadanya.

Led adalah sejenis dioda semikonduktor

istimewa. Di dalam led terdapat sejumlah

zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya

jika elektron-elektron melewatinya.

Seperti sebuah dioda normal, led terdiri

dari sebuah chip bahan semikonduktor

yang diisi penuh, dengan ketidakmurnian

untuk menciptakan sebuah struktur yang

disebut p-n junction. Pembawa muatan

elektron dan lubang mengalir ke junction

dari elektroda dengan voltase berbeda.

Ketika elektron bertemu dengan lubang,

dia jatuh ke tingkat energi yang lebih

rendah, dan melepas energi dalam bentuk

photon.

Basic Compailer (BASCOM 8051)

Basic Compailer (BASCOM 8051) adalah

program berbasis windows untuk

mikrokontroler keluarga 8051 seperti

AT89C51/52, AT89S51/52, dan

mikrokontroler yang lainnya. BASCOM-

8051 merupakan software compailer

dengan menggunakan bahasa basic yang

dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS

Elektronik. BASCOM-8051 dibuat untuk

melakukan pemrograman pada

mikrokontroler AT89S52.

Bagian-bagian BASCOM-8051

Ketika program BASCOM-8051

dijalankan, maka jendela program

BASCOM-8051 akan tampil. Seperti pada

gambar dibawah ini.

Gambar 7. Jendela Program

BASCOM-8051

Fungsi-fungsi pada menu jendela program

BASCOM-8051 dapat dilihat pada tabel

dibawah ini.

Tabel 1. Daftar Fungsi Menu

BASCOM-8051

METODOLOGI PENELITIAN

Perancangan Rangkaian

Pada alat ini menggunakan baterai kering

12V sebagai pemberi tegangan. Di dalam

alat ini penulis menggunakan tabung gas

yang berukuran kecil sebagai inputannya.

Sedangkan untuk pendeteksinya,

menggunakan sensor gas fogaro tgs 2610.

selain menggunakan sensor gas sebagai

pendeteksi, penulis juga menggunakan tiga

buah led, lcd dan buzzer sebagai output

dari kerja sistem alat ini yang

menggunakan mikrokontroler AT89S52

sebagai pengolah data yang didukung oleh

bahasa pemrograman bascom-8051 yang

sudah ditanamkan di dalam mikrokontroler

tersebut. Seperti gambar di lampiran.

Diagram Blok

Dalam pembuatan makalah ini, penulis

akan membuat blok diagram menjadi tiga

bagian, yaitu blok sensor, blok control dan

blok output. Kemudian membuat analisa

secara perblok diagram, dan flowchart dari

program.

Gambar 8. Diagram Blok

Blok Sensor

Rangkaian blok sensor ini digunakan

untuk mendeteksi kebocoran pada tabung

gas. Input dari sensor gas ini ialah gas

butane yang terdapat di dalam lpg, sensor

gas yang menggunakan elemen

semikonduktor dan dioksida timah (SnO2)

ini mempunyai konduktifitas yang rendah

pada udara bersih. Jadi jika terdapat gas

yang terdeteksi, maka konduktifitas dari

sensor akan meningkat tergantung dari

konsentrasi gas tersebut di udara. Setelah

sensor mendeteksi keberadaan gas maka

akan memberikan inputan kepada

mikrokontroler melalui port yang ada pada

mikrokontroler tersebut.

Gambar 9. Blok Sensor

Blok Control

Dalam blok ini yang berperan adalah

mikrokontroler dalam memproses /

mengolah data. Mikrokontroler yang

digunakan adalah mikrokontroler

AT89S52, mikrokontroler ini dicatu

dengan tegangan 5V yang berada pada pin

40 (Vcc), pin 20 (gnd), pin 9(RST) yang

dihubungkan dengan power On reset yang

akan me-reset mikrokontroler saat dicatu

dengan tegangan 12V.

Gambar 10. Blok Mikrokontroler

Berikut ini port-port pada mikrokontroler

yang digunakan rancang bangun alat ini :

Tabel 2. Penggunaan Port pada

Mikrokontroler

Dalam blok ini mikrokontroler akan

melakukan pemrosesan terhadap

masukan/inputan yang didapat dari sensor

gas tgs 2610, kemudian mengolahnya dan

memberikan output berupa tampilan pada

layer lcd, led dan buzzer.

Pada saat alat dinyalakan maka

mikrokontroler akan melakukan inisialisasi

kepada lcd, setelah itu akan menampilkan

kalimat pada layer lcd dan menyalakan led

pertama (biru). Ketika sensor gas

mendeteksi atau tidak mendeteksi

keberadaan gas, maka mikrokontroler akan

memprosesnya dengan cara menyimpan

data yang diterima dalam memori,

kemudian membandingkannya dengan

data yang telah di inputkan ke dalam

sistem mikrokontroler. Setelah memproses

inputan dari sensor maka mikrokontroler

akan mengeluarkan output berupa lcd, led

dan buzzer.

Blok Output

Dalam blok output ini terdapat tiga

rangkaian yang berfungsi sebagai output

sistem dan penghubung antar user dengan

alat.

Rangkaian-rangkaiannya yaitu :

Rangkaian Lcd 2X16

Dalam rangkaian ini, lcd yang digunakan

adalah lcd 2X16 yaitu lcd yang memiliki 2

baris dan 16 kolom. lcd ini memiliki 16

pin yang terdiri dari :

3 buah pinuntuk power

suplay (pin1-pin3)

3 buah pin control (pin4-

pin6)

Pin 4 / pin RS (Registration

Select)

Pin 5 / pin RW,

dihubungkan ke ground

karena lcd hanya di pakai

untuk fungsi write saja

sehingga w = „0‟.

Pin 6 / pin EN, yang

berfungsi untuk

memberitahukan lcd apakah

akan mengirimkan data atau

tidak. Di hubungkan

dengan P0.0

8 buah pin data (pin7-

pin14), Pin ini terhubung

dengan port 1 di

mikrokontroler, mulai dari

P1.0 sampai P1.7

2 buah pin back light

(pin15-pin16), Pin ini

berguna untuk cahaya latar

pada lcd.

Gambar 11. Blok lcd

Rangkaian Led

Di dalam rangkaian ini led berfungsi

sebagai indicator bahwa alat sudah dalam

keadaan menyala dan sensor mendeteksi

kebocoran pada tabung gas. Pada saat alat

dihidupkan, maka led yang berwarna biru

akan menyala bersamaan dengan

tampilnya kalimat pada lcd. Ketika tabung

gas dimasukan, kemudian sensor gas

mendeteksi bahwa terjadi kebocoran pada

tabung gas maka led yang berwarna merah

akan menyala bersamaan dengan kalimat

yang tampil dari lcd dan suara alarm dari

speaker. Tetapi jika sensor gas tidak

mendeteksi kebocoran pada tabung gas,

maka led yang berwarna putih akan

menyala bersamaan dengan kalimat yang

tampil dari lcd.

Led (Light Emitting Diode) merupakan

piranti yang vital dalam teknologi

electroluminescent seperti untuk aplikasi

teknologi display (tampilan), sensor, dan

lain-lainnya. Teknologi electroluminescent

didasarkan pada konsep pancaran cahaya

yang dihasilkan oleh suatu piranti sebagai

akibat dari adanya medan listrik yang

diberikan kepadanya.

Led adalah sejenis dioda semikonduktor

istimewa. Di dalam led terdapat sejumlah

zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya

jika elektron-elektron melewatinya.

Seperti sebuah dioda normal, led terdiri

dari sebuah chip bahan semikonduktor

yang diisi penuh, dengan ketidakmurnian

untuk menciptakan sebuah struktur yang

disebut p-n junction. Pembawa muatan

elektron dan lubang mengalir ke junction

dari elektroda dengan voltase berbeda.

Ketika elektron bertemu dengan lubang,

dia jatuh ke tingkat energi yang lebih

rendah, dan melepas energi dalam bentuk

photon.

Gambar 12. Blok led

Rangkaian Speaker

Dalam rangkaian ini, speaker digunakan

sebagai indicator bahwa telah terjadi

kebocoran pada tabung gas. Pada saat

sensor gas mendeteksi kebocoran pada

tabung gas, maka sensor akan memberikan

tegangan pada mikrokontroler pada port

yang sudah tersedia. Setelah

mikrokontroler menerima input dari sensor

maka akan langsung diolah sesuai dengan

program yang sudah ada di dalam

mikrokontroler tersebut, kemudian

mikrokontroler akan mengeluarkan output

melalui port yang digunakan oleh speaker.

Speaker sendiri ialah sebuah komponen

elektronika yang berfungsi untuk merubah

gelombang listrik menjadi gelombang

suara atau bunyi, di dalam speaker terdapat

suatu magnet yang berfungsi menangkap

sinyal-sinyal yang masuk berupa

gelombang listrik. Sinyal gelombang

listrik inilah yang membuat fibra speaker

bergetar dan menghasilkansuara atau

bunyi.

Gambar 13. Blok Buzzer

Perancangan Perangkat Lunak Sistem

Pemrograman yang digunakan dalam alat

ini adalah Basic Compiler (BASCOM-

8051) versi 2.0.14.0, yaitu compiler yang

menggunakan bahasa basic. Compiler ini

cukup lengkap karena telah dilengkapi

dengan simulator untul led, lcd dan

monitor untuk komunikasi serial.

Program yang dibuat dalam bahasa basic

akan di kompilasi menjadi machin code.

Untuk kemudian dimasukan kedalam

mikrokontroler melalui sebuah

downloader.

Mikrokontroler AT89S52 sudah

dilengkapi dengan system pemrograman

serial (ISP- In Sistem Programing).

System ISP memungkinkan

mikrokontroler deprogram dalam board

mikrokontrolernya sendiri. Sehingga tidak

perlu untuk proses cabut pasang

mikrokontroler tersebut.

Flowchart

Berdasarkan dari blok diagram rangkaian,

maka penulis membuat flowchart sebagai

panduan untuk pembuatan program.

Seperti diketahui, dalam pembuatan

program harus diperhatikan aturan logika

yang benar. Jika logika dalam suatu

program tidak benar maka akan

menyebabkan adanya kesalahan dari hasil

keluaran program tersebut dan tidak sesuai

dengan hasil keluaran yang diinginkan.

Untuk membantu melacak kebenaran

logika sebuah program diperlukan suatu

alat bantu yang disebut dengan flowchart.

Berikut ini adalah flowchart dari alat :

Gambar 14. Diagram Alir

Algoritma program dari diagram alir di

atas yaitu :

1 Langkah pertama yang dilakukan

ialah memberikan tegangan kepada

alat dengan menggunakan batrai

12V atau adaptor.

2 Setelah alat menyala, maka led

yang berwarna biru menyala, dan

lcd menampilkan kalimat

“Silahkan masukan tabung gas”.

3 Kemudian tabung gas dimasukan

ke dalam tempat yang sudah

disediakan.

4 Setelah tabung gas dimasukan ke

dalam tempatnya, maka sensor

akan mulai mendeteksi gas.

5 Kemudian pada saat sensor gas

sedang mendeteksi lalu mendeteksi

kadar gas, maka led merah nyala,

speaker bunyi dan lcd

menampilkan kalimat “Tabung gas

ada yang bocor!!!!”. Lalu setelah

beberapa waktu seperti yang sudah

dimasukan didalam program, maka

alat akan kembali ke dalam kondisi

awal.

6 Tetapi pada saat sensor gas sedang

mendeteksi dan tidak mendeteksi

kadar gas, maka led putih nyala

dan lcd menampilkan kalimat

“Tabung gas tidak ada yang

bocor!!!”. Kemudian setelah

beberapa waktu sepert yang sudah

dimasukan didalam program, maka

alat akan kembali ke dalam kondisi

awal.

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Setelah melakukan proses perancangan

alat selasai, maka langkah selanjutnya

adalah melakukan pengujian kerja pada

alat yang telah dirancang. Pengujian

dilakukan agar bisa mendapatkan data dari

suatu sistem alat tersebut, sehingga dengan

data ini penulis dapat mengetahui

spesifikasi dari alat yang telah dirancang.

Hasil pengujian dapat menjadi sumber

dalam penganalisaan rangkaian, percobaan

dilakukan sesuai dengan blok-bloknya.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui

keluaran semua blok rangkaian, baik

rangkaian power supplay maupun

rangkaian sensor gas.

Hasil Pengujian Alat

Seperti yang dijelaskan pada subbab

Pengujian, maka diperolah hasil pengujian

alat. Hasil pengujian yang lebih lengkap

dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Tabel 3. Hasil Pengujian Alat

Keadaan awal atau netral pada saat alat di

aktifkan adalah led yang berwarna biru

menyala dan lcd memberikan informasi

kepada user berupa silahkan masukan

tabung gas.

Ketika kotak ditutup, maka sensor gas

akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran

pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor

gas mendeteksi bahwa kadar gas lebih

banyak dibandingkan dari oksigen, maka

input akan diolah oleh mikrokontroler dan

output yang akan dikeluarkan berupa

speaker yang mengeluarkan suara, led

berwarna merah menyala dan lcd

memberikan informasi berupa tampilan

bahwa tabung gas ada yang bocor. Tetapi

ketika setelah beberapa waktu kotak di

tutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi

kadar gas yang lebih banyak dari oksigen,

maka led warna putih menyala dan lcd

memberikan informasi berupa tampilan

bahwa tabung gas tidak bocor

Hasil Pengambilan Data Tegangan dan

Waktu Pada Alat

Hasil pengambilan data tegangan yang

lebih lengkap bisa dilihat pada tabel 4 dan

5

Tabel 4. Hasil Pengambilan Data

pada sensor

Setelah melakukan pengambilan data

tegangan terhadap alat, maka kesimpulan

yang didapat ialah. Pada saat normal/tidak

terdeteksi gas tegangan pada sensor gas

adalah 7V, dan pada saat sensor

mendeteksi kadar gas dari jarak yang

terdekat 10cm sampai jarak yang terjauh

100cm. Data yang didapat ialah 7,1V.

Tabel 5. Perbadaan waktu antara

simulasi dengan alat

Setelah melakukan pengujian dengan

menggunakan waktu antara saat simulasi

dan saat alat digunakan, maka data yang

diperoleh ialah. Pada saat keadaan awal

atau netral, simulasi mencapai waktu

1menit 53 detik dan pada alat 7 detik.

Pada saat keadaan sensor mendeteksi gas,

waktu pada simulasi 1 menit 57 detik dan

pada alat 7 detik. Tetapi pada saat sensor

tidak mendeteksi gas, waktu pada simulasi

2 menit 4 detik, dan pada alat 7 detik.

Waktu yang dugunakan dalam percobaan

ini ialah 4 detik atau wait 4 dalam bahasa

bascom. Waktu yang didapat saat simulasi

dapat berubah lebih cepat atau lebih lama,

tergantung bagus atau tidaknya computer

yang digunakan.

Analisis Hasil Percobaan

Seperti yang sudah dijelaskan dalam

subbab sebelumnya, keadaan awal pada

saat alat di aktifkan adalah led yang

berwarna biru akan menyala dan lcd akan

memberikan informasi kepada user berupa

tampilan untuk silahkan masukan tabung

gas seperti pada gambar dibawah ini

Gambar 15. Silahkan masukan tabung

gas

Ketika kotak ditutup, maka sensor gas

akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran

pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor

gas mendeteksi bahwa kadar gas lebih

banyak dibandingkan dari oksigen, maka

input akan diolah oleh mikrokontroler dan

output yang akan dikeluarkan berupa

speaker yang mengeluarkan suara, led

berwarna merah akan menyala dan lcd

akan memberikan informasi berupa

tampilan bahwa tabung gas ada yang bocor

seperti pada gambar dibawah ini

Gambar 16. Tabung gas ada yang bocor

Tetapi ketika setelah beberapa waktu kotak

ditutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi

kadar gas yang lebih banyak dari oksigen,

maka led warna putih akan menyala dan

lcd akan memberikan informasi berupa

tampilan bahwa tabung gas tidak ada yang

bocor seperti pada gambar dibawah ini

Gambar 17. Tabung gas tidak ada yang

bocor

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan pembuatan, pengoperasian

dan pengujian alat ini bahwa alat tersebut

bekerja sesuai dengan harapan dengan

melihat hasil dari pengujian alat dan teori

yang mendukung. Maka didapatkan

beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Sensor gas mendeteksi bukan

berdasarkan jarak gas yang terdeteksi,

melainkan bergantung dari tingkat

kadar gas tersebut. Semakin pekat

kadar gas maka semakin cepat gas

tersebut dideteksi.

2. Sensor gas sangat sensitive, jika jarak

yang digunakan terlalu dekat maka

bau gas akan terus terdeteksi di

sensor. Hal ini akan menyulitkan

untuk melakukan percobaan pada

jarak yang berbeda karena bau gas

masih melekat dalam waktu yang

cukup lama.

Saran

Dari hasil pembuatan alat ini, maka

didapatkan beberapa saran untuk

penyempurnaan alat ini, yakni yang 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.

DAFTAR PUSTAKA

URL:http://www.ittelkom.ac.id/library/ind

ex.php?view=article&catid=16%3Amikro

processorkontroller&id=345%3Amikroko

ntroler-

at89s52&option=com_content&Itemid=15

Januari 2010

URL:http://docs.google.com/gview?a=v&

q=cache:eCROtHhaW1wJ:digilib.petra.ac.

id/jiunkpe/s1/elkt/2003/jiunkpe-ns-s1-

2003-23498119-8809-principal-

chapter2.pdf+tgs+2610&hl=id&gl=id&sig

=AFQjCNGw76xLxN187yg6EsR_RDPpZ

42m2w Januari 2010

URL:http://docs.google.com/gview?a=v&

q=cache:FviQYSdO-

YkJ:www.innovativeelectronics.com/inno

vative_electronics/download_files/manual/

Manual%2520DT-

IO%2520Relay%2520Board.pdf+relay&hl

=id&gl=id&sig=AFQjCNGGcQTZ3_HSE

NDWGHzKrZv-K8Xuxg Januari 2010

URL:http://digilib.polsri.ac.id/gdl.php?mo

d=browse&op=read&id=ssptpolsri-gdl-

nurulaini-1618&PHPSESSID=ggggmwat

Januari 2010

URL:http://digilib.polsri.ac.id/gdl.php?mo

d=browse&op=read&id=ssptpolsri-gdl

dianristia-1360

diyen.polisriwijaya.ac.id/My%20Files/TA

%20Fix/BAB%20IIrevisi.doc Januari 2010

URL:http://id.wikipedia.org/wiki/LPG

Januari 2010

URL:http://majarimagazine.com/2009/02/

gas-alam-habis-40-tahun-lagi/ Januari

2010

URL:http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_ala

m Januari 2010

URL:http://www.digi-

ware.com/dw.php?p=search_result&keyw

ord=tgs&method=contain&category=all

Januari 2010