DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 SKRIPSI Diajukan oleh : DANIEL ESA EFRATA TARIGAN NIM : DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

2 PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 Kategori : SKRIPSI Nama : DANIEL ESA EFRATA TARIGAN Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (SI) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diketahui/Disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing ( DR. Marhaposan Situmorang ) (DR. Marhaposan Situmorang) NIP NIP

3 PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya Medan, 4 Juni 2009 DANIEL ESA EFRATA TARIGAN NIM :

4 PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, karena dengan limpahan karunia-nya skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan banyak terimakasih saya sampaikan kepada Bpk DR. Marhaposan Situmorang, selaku ketua Departemen Fisika FMIPA USU sekaligus pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberi masukan, saran serta koreksi kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini, serta Dra.Yustinon, MS, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA. Ucapan terima kasih juga saya ucapkan kepada Bpk Drs.Takdir Tamba M.Eng.Sc, dan Bpk DR.Kerista Tarigan, M.Eng.Sc, dan Bpk Nasruddin M. Eng.Sc selaku dosen pembanding yang juga banyak memberikan saran dan masukan. Ucapan terima kasih juga saya ucapkan kepada Bpk DR. Timbangen Sembiring selaku dosen wali selama mengikuti perkuliahan serta kepada semua dosen dan Staf pada Departemen Fisika FMIPA USU. Tak lupa kepada teman-teman seperjuanganku Brian, Victor, Torang, Risma, Khairul, Alm. Zairul dan Noli serta seluruh teman-teman Jurusan Fisika khususnya Stambuk 03, terima kasih untuk persahabatan, dukungan, semangat dan motivasinya. Dan yang terutama dan teristimewa kepada Ayahanda Effendi Tarigan dan Ibunda Nurhayati br Sitepu, Eben dan Ruth adikku serta seluruh keluarga besarku. Dan yang terakhir kepada Yanie-ku, terima kasih atas perhatian, dukungan, semangat dan motivasinya. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalasnya. Amin.

5 ABSTRAK Dirancang sebuah alat pendeteksi yang mampu mendeteksi keberadaan gas LPG di udara. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan LPG dalam penelitian ini adalah sensor gas LPG TGS2610, sementara yang menjadi pusat pengendalian dari seluruh alat yang dirancang digunakan mikrokontroller AT89S51. Secara garis besar, alat yang dirancang ini terdiri dari tiga buah blok dasar yaitu : Mikrokontroller, ADC dan Sensor. Alat yang dirancang ini mampu mendeteksi gas LPG dalam waktu 0,37 detik pada jarak minimum. Adapun kelemahan alat pendeteksi ini adalah waktu pendeteksian gas LPG oleh sensor yang digunakan tergantung pada jarak sensor terhadap sumber gas. Semakin jauh jarak sensor dengan sumber gas, maka waktu pendeteksian yang dibutuhkan semakin lama.

6 ABSTRACT Was design a detector instrument which can detect LP Gasses on the air. The sensor that used to detect the LP Gasses in this research is LP Gasses sensor TGS2610, while we used microcontroller AT9S51 as the controlling centre for all instrument that designed. Generally, the instrument was design contain of three basic block that is : Microcontroller, ADC ( Analog to Digital Converter ) dan Sensor. The instrument that designed could detect LP Gasses in 0,37 second at minimum distance. But there is a weakness of this instrument, that is sensor detectioning s time is depend on distance between sensor and the source of LP Gasses. If the distance between sensor and the source of LP Gasses increasing, so the sensor detectioning s time increasing too.

7 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak iv Abstract v Daftar Isi vi Daftar tabel viii Daftar gambar ix Daftar grafik x BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan BAB 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor Gas LPG TGS Gambaran Umum Spesifikasi Sensor TGS Mikrokontroller AT89S Gambaran Umum Fungsi Pin-Pin pada Mikrokontroller AT89S Karakteristik mikrokontroler AT89S ADC (Analog To Digital Converter) Gambaran umum

8 2.3.2 Karakteristik ADC Transistor Transistor Sebagai Penguat Transistor Sebagai Saklar Relay BAB 3 Perancangan Dan Cara Kerja Rangkaian Rangkaian Power Supply Adaptor ( PSA ) Rangkaian Mikrokontroler AT89S Rangkaian ADC Rangkaian Pengendali Kipas Rangkaian Buzzer BAB 4 Pengujian Alat dan Perancangan Program Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S Pengujian Rangkaian Sensor Gas LPG Pengujian Rangkaian Pengendali Kipas Pengujian Rangkaian Buzzer Diagram Blok, Program dan Flowchart Rangkaian Diagram Blok Rangkaian Program Diagram Alir ( Flowchart ) BAB 5 Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan Saran Daftar Pustaka

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel Kapasitas Memory Mikrokontroler Seri AT89X Tabel 4.1 Tabel Waktu Pendeteksian Sensor Terhadap Jarak Sumber Gas Tabel 4.2 Tabel Perbandingan Massa Gas dengan Tegangan (V in ) ADC

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Kutub Struktur dan Dimensi TGS Gambar 2.2 Bentuk Fisik Sensor TGS Gambar 2.3 Konfigurasi Pin (kaki) Pada Mikrokontroler AT89S Gambar 2.4 Diagram Blok ADC Gambar 2.5 Susunan Pin (kaki) ADC Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Polaritas Transistor Gambar 2.7 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar Gambar 2.8 Kurva Karakteristik Transistor Sebagai Saklar Gambar 2.9 Simbol Dasar Relay Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay Adaptor (PSA) Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S Gambar 3.3 Rangkaian ACD ( Analog to Digital Converter ) Gambar 3.4 Rangkaian Pengendali Kipas Gambar 3.5 Rangkaian Buzzer Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter ) Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Pengendali Kipas Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Pengendali Buzzer Gambar 4.4 Gambar Diagram Blok Rangkaian Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Gambar 4.5 Gambar Diagram Alir (Flowchart) Rangkaian Pendeteksi Kebocoran Gas LPG

11 DAFTAR GRAFIK Halaman Garfik 4.1 Jarak Sensor - Sumber Gas Vs Waktu Pendeteksian Grafik 4.2 Grafik Massa Gas LPG vs Tegangan Input (V in ) ADC