MONITORING KADAR KARBONDIOKSIDA DIDALAM SUATU MODEL RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATEMGA8535

Transkripsi

1 MONITORING KADAR KARBONDIOKSIDA DIDALAM SUATU MODEL RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATEMGA8535 CARBONDIOXCIDE CONTENT MONITORING IN A MODEL ROOM WITH MICROCONTROLLER ATMEGA8535 PROYEK AKHIR Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Oleh : Faisal Ahmad Taufik PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Manusia ketika bernapas menghembuskan gas karbon dioksida (CO 2 ) dan berbagai macam mikroorganisme yang berupa gas, partikel, maupun kumankuman. CO 2 sendiri tidak akan menimbulkan gangguan pada kesehatan hingga mencapai kadar yang tinggi dalam sebuah ruangan yang terisi orang banyak, yang mengindikasikan bahwa udara di dalam ruangan itu telah tercemar. Untuk membantu mengatasi kadar CO 2 berlebih diperlukan suatu sistem ventilasi sebagai sirkulasi udara dalam suatu ruangan. Penelitian ini merupakan prototipe dari sistem ventilasi otomatis tersebut, yang mengaplikasikan sensor gas CDM4161 sebagai pendeteksi CO 2. Sistem pendeteksi ini terintegrasi dengan LCD sebagai tampilan kadar ppm CO 2 dan kipas dan jendela sebagai ventilasi udara. Ada tiga kelompok kadar CO 2 yang diolah pada penelitian ini, yaitu kadar 400 hingga <600 ppm untuk udara normal, kadar 601 ppm hingga <800 ppm untuk udara agak kotor, dan kadar 801 ppm untuk udara kotor. LCD akan menampilkan kadar ppm CO 2 beserta keterangan kualitas udara dalam ruangan. Jika kualitas udara termasuk kotor, maka kipas akan berputar dan jendela akan membuka untuk mensirkulasikan udara agar kembali normal. Sistem pada penelitian ini masih kurang stabil, dikarenakan sensor yang digunakan tidak hanya terpengaruh oleh perubahan kadar CO 2, tetapi juga terpengaruh oleh perubahan suhu. Kata kunci: karbon dioksida, LCD, kipas, motor DC.

4 ABSTRACT Humans when breathing exhaled carbon dioxide (CO2) and various kinds of microorganisms in the form of gases, particles or germs. CO2 alone will not cause health effects due to reached high levels in a room filled with people, which indicates that indoor air was contaminated. To help cope with excessive levels of CO2 required a ventilation system for air circulation in a room. This study is a prototype of an automatic ventilation system, which apply CDM4161 gas sensor as a detector of CO2. Detection system is integrated with the LCD as a display of ppm levels of CO2 and a ventilation fan and window air. There are three levels of CO2-treated groups in this study, the levels of 400 to <600 ppm for normal air, the levels of 601 ppm to <800 ppm for air a little dirty, and levels of 801 ppm for dirty air. LCD will display the description along with the CO2 ppm levels of indoor air quality. If the air quality include dirty, then the fan will spin and the window will open for air to circulate back to normal. System in this study are less stable, because the sensor is used not only affected by changes in CO2 levels, but also affected by changes in temperature. Key words: carbon dioxide, LCD, fans, DC motors.

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT karena berkat izin dan ridho-nya laporan ini dapat diselesaikan. Laporan ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan ijazah Diploma III di Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung.Laporan yang dikerjakan ini, berjudul Monitoring Kadar Karbondioksida Didalam Suatu Model Ruangan Berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Dalam kesempatan ini, penulis menyadari bahwa untuk dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini, banyak pihak yang telah membantu. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang tulus serta penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1. Yth. Bapak Ir. Hari Purnama, M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung. 2. Yth. Ibu Ervin Masita Dewi, ST,MT Sebagai Ketua Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung. 3. Yth. Bapak Endang Sukarna, ST., MT. selaku Pembimbing I yang telah memberikan petunjuk dan pengarahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. 4. Yth. Bapak Ir. Dida Suhadi selaku Pembimbing II yang telah memberikan petunjuk dan pengarahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. 5. Seluruh Dosen Elektronika yang telah memberikan ilmu dari semester I sampai semester VI. 6. Para teknisi di laboratorium Program Studi Teknik Elektronika. 7. Kepada keluarga tercinta yang selalu mendukung dalam pengerjaan proyek akhir ini. 8. Teman teman angkatan 2009, khususnya kelas 3B EC 09, yang selalu memberikan perhatian, bantuan, dan motivasinya kepada penulis.

6 9. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan Proyek Akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Dalam pembuatan laporan ini penulis menyadari masih banyak kekurangannya, untuk itu penulis sangat mengharapkan saran untuk penyempurnaan tulisan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Bandung, Juli 2012 Penulis

7 DAFTAR ISI l. Ha ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... x BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Rumusan Masalah Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 4 BAB II : LANDASAN TEORI 2.1 Udara Udara Tercemar Udara Bersih Definisi gas karbon dioksida (CO 2 ) sifat dan karasteristik CO efek fisik gas co Sensor Sensor Gas Sensor CDM4161A LCD Mikrokontroler ATmega Konstruksi ATmega Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega Buzzer Motor DC Relay Regulator Regulator IC (Integrated Circuit Pemrograman BASCOM (Basic Compiler) program GetADC BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1 Definisi perancangan Tujuan Perancangan... 29

8 3.3 Langkah-langkah Perancangan Menentukan fungsi alat dan cara kerja alat Spesifikasi Alat Diagram Blok Sistem Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat elektronik Perancangan mekanik Perancangan Perangkat Lunak Realisasi Realisasi Mekanik Realisasi Rangkaian Elektronik Realisasi Perangkat Lunak BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1 Tujuan Pengujian dan Analisa Metode Pengujian Alat yang Digunakan Pengukuran Catu Daya dan Sistem Minimum ATmega Pengujian dan Analisa Driver Motor dengan Relay Pengukuran Keseluruhan Alat BAB V : PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A (Skematik Rangkaian, Layout PCB) LAMPIRAN B (Listing Program) LAMPIRAN C (Datasheet)

9 DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1Kegiatanmanusiapenyebabpencemaranudara....6 Gambar 2.2 Fotoudara yang bersih...7 Gambar 2.3 contohasapindusti...7 Gambar 2.4 sensor cdm Gambar 2.5 gambar LCD 16x Gambar 2.6konfigurasi pin Atmega Gambar 2.7Blok diagram Atmega Gambar 2.8Simbol buzzer...20 Gambar 2.9motor D.C sederhana...21 Gambar 2.10KeadaanRelaySaatNormallyOpen...22 Gambar 2.11Konfigurasi Pin Relay...23 Gambar 2.12BentukFisikRelay 5V...23 Gambar 2.13RangkaianDasar IC Regulator...26 Gambar 2.14Susunan Kaki IC Regulator 78XX...26 Gambar 2.15Susunan Kaki IC Regulator 79XX...26 Gambar 2.16BentukFisik IC Regulator...27 Gambar 3.1 Diagrambloksistem...31 Gambar 3.2SkematikDriver Motor DenganRelay (1 ArahPutaran)...33 Gambar 3.3 SkematikDriver Motor DenganRelay (2 ArahPutaran)...34 Gambar 3.4 SkematikSistem Minimum Atmega Gambar 3.5 SkematikRangkaian Connector LCD KeMicrocontroller...36 Gambar 3.6 desainmekaniktampakdepan...37 Gambar 3.7 desainmekaniktampakatas...37 Gambar 3.8 Diagram alirsistempemutarudaraotomatis...38 Gambar 3.9 Model ruangan...40 Gambar 3.10 penempatan LCD...40 Gambar 3.11 penempatankipas DC...41 Gambar 3.12 penempatan limit switch...41 Gambar 3.13 penempatanjendela...42 Gambar 3.14 driver 1 arah...42 Gambar 3.15 driver 2 arah...43 Gambar 3.16 sisminatmega Gambar 3.17 expansi regulator...44 Gambar 4.1 Standar Level TeganganLogika TTL...49

10 DAFTAR TABEL Hal. Tabel 1.1 Keterangan Kadar Karbon Dioksida di Udara... 1 Tabel 2.1 Susunan udara bersih... 6 Tabel 2.2 konfigurasi pin modul CDM Tabel 2.3 konfigurasi pin LCD Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port B Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port C Tabel 2.6 Fungsi Khusus Port D Tabel 2.6 Nilai MIV dan MC IC Regulator Tabel 3.1 Inisialisasi Input/Output Tabel 4.1 Pengukuran tegangan komponen Tabel 4.2 Pengukuran tegangan Port A Tabel 4.3 Pengukuran tegangan Port B Tabel 4.4 pengukuran tegangan port C Tabel 4.5 hasil percobaan monitoring kadar karbon dioksida... 49

11 DAFTAR PUSTAKA Andrianto, Heri ; Agus Prijono dan Ratnadewi. Menggambar Teknik Rangkaian PCB dengan Protel (Altium). Jakarta : Modula. Setiawan, Afrie. 20 Aplikasi Mikrokontroler ATmega 8535 &ATmega 16 Menggunakan BASCOM AVR. Yogyakarta: Andi. Musbikhin.Driver Motor dengan Relay dan Optocoupler. Diunduh pada tanggal 7 Mei Yuda Isparela. Regulator Tegangan Dengan IC 78XX. Diunduh pada tanggal l8 Mei Cara kerja sensor tgs Dunduh pada tanggal 20 mei 2012 Sensor Gas Diunduh pada tanggal 1 juni 2012 mikrokontroler diunduh pada tanggal 1 juni 2012 motor dc diunduh pada tanggal 3 juni 2012