BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sensor Suhu LM35 Sensor Asap MQ-2 Battery atau Power Supply ARDUINO AZCB q UNO Rev 3 LCD 16x2 Buzzer Led Indikator Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Fungsi dari tiap blok : 1. Blok Sensor Suhu LM35 : Sebagai elemen yang diukur 2. Blok Sensor Asap MQ-2 : Sebagai input/data yang diukur 3. Blok Arduino Uno R3 : Sebagai pengkonversi data dari sensor 4. Blok Display LCD 16x2 : Sebagai penampil hasil pengukuran 5. Blok Buzzer : Sebagai indikator suara 6. Blok Led Indikator : Sebagai lampu tanda 7. Power Supply :Sebagai sumber energi atau tegangan semua rangkaian elektronika yang telah dibuat agar bekerja sesuai perancangan.

2 3.2 Perancangan I/O Sistem Minimum Arduino Uno ATMega328 Sistem minimum Arduino Uno memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin I/O analog. Pin-pin tersebut dapat digunakan sebagai masukan dari push button dan keluaran menuju rangkaian Relay. Gambar 3.2. Skema Rangkaian Sistem Minimum Arduino 3.3 Perancangan Sensor Suhu LM35 Perancangan sensor Suhu dengan Pin Arduino dapat dilihat pada gambar 3.2 berikut ini. Gambar 3.3. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM3

3 3.4 Perancangan Sensor Asap MQ-2 Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang terjadi dalam udara. Sensor MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas yaitu SnO2. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka re-sistansi elektrik sensor akan turun. Gambar 3.4 Skematik Rangkaian Sensor Asap MQ Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display) Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan komunikasi 4 bit. Setelah sensor pelampung sudah melakukan pengukuran, variable resistor akan mengirimkan data ke mikrokontroler melalui Port A kemudian mikrokontroler menerima data ukuran jarak yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD. Berikut adalah skematik rangkaian LCD.

4 Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler ATmega328. Fungsi dari potensiometer (VR1) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. 3.7 Perancangan Skematik Buzzer Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai indicator dengan mengeluarkan bunyi suara sebagai pertanda Sensor mendeteksi adanya potensi kebakaran yaitu nilai suhu dan asapnya tinggi. Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar berikut: Pada gambar 3.7 kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan kaki positif buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1 (high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller mengeluarkan logika 0 atau (low).

5 3.8 Flowchart Program SISTEM AKTIF INSTALASI SENSOR PEMBACAAN SENSOR AMBIL DATA YA TIDAK SELESAI Gambar 3.8 Flowchart Sensor

6 BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN Dalam Bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu sistem yang sesuai. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem dan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum. Pengujian pertama-tama dilakukan secara terpisah, dan kemudian ke dalam dilakukan ke dalam sistem yang telah terintegrasi. Pengujian yang dilakukan pada bab ini antara lain: 1. Pengujian Rangkaian Led Indikator dengan Arduino 2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD 3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD 4. Pengujian Alat secara keseluruhan 4.1. Pengujian Rangkaian LED Indikator dengan Arduino Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi sebagai lampu penanda kondisi sensor suhu dan asap yang dibaca oleh mikrokontroler. Untuk mengetahui apakah rangkaian led indikator yang telah dibuat dapat bekerja sesuai yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian led indikator yang dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Rangkaian Led Indikator 4. Software Arduino IDE

7 Blok diagram pengujian rangkaian Led Indikator : Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno LED Indikator Gambar 4.1 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis. Pada gambar 4.2. dimulai menuliskan progam sesuai yang diinginkan. Gambar 4.2 Tampilan Skecth Arduino IDE untuk Menuliskan Program 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Led Indikator seperti pada gambar 4.3.

8 Gambar 4.3. Listing Program 4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar Gambar 4.4. Kotak Dialog menyimpan Program 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Dapat dilihat pada gambar 4.5 di bawah ; Gambar 4.5. Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino

9 Hasil dan Analisa : Pada pengujian rangkaian led indikator ini programnya cukup sederhana, yaitu dengan melakukan pengaturan output pada pin arduino yang terhubung dengan rangkaian led indikator. Rangkaian led indikator ini terhubung dengan pin 4, 5 dan 6 pada arduino. Untuk mengatur menjadi output yaitu dengan mengetikkan perintah digitalwrite(4,output); yang artinya mengatur pin 4 pada arduino menjadi output. Selanjutnya untuk menyalakan dan mematikan lampu led yaitu dengan mengetikkan program digitalwrite(4,high); untuk menyalakan lampu led, dan digitalwrite(4,low); untuk mematikan lampu led. Sedangkan delay(1000); artinya memberikan waktu tunda selama 1000 milisekon atau 1 detik. Gambar 4.6 Foto Hasil Pengujian 4.2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD Rangkaian led indikator pada penelitian ini berfungsi untuk menampilkan informasi berupa tulisan dan data sensor suhu dan asap yang dibaca oleh mikrokontroler. Untuk mengetahui apakah rangkaian LCD yang telah dibuat dapat bekerja sesuai yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian LCD yang dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Rangkaian LCD 16 x 2

10 4. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian rangkaian LCD dengan Arduino : Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno LCD 16 x 2 Gambar 4.7 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya. 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian LCD seperti pada gambar 4.8. Gambar 4.8 Listing Program 4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar

11 Gambar 4.9 Kotak Dialog menyimpan Program 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Dapat dilihat pada gambar 4.10 di bawah ; Gambar 4.10 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino Hasil dan Analisa : Pada uji coba rangkaian Arduino Uno terhubung dengan LCD, diperlukan pemanggilan library #include <LiquidCrystal.h> yang berfungsi untuk menambahkan fungsi-fungsi program menampilkan karakter pada LCD. Kemudian LiquidCrystal lcd(8,9,10,11,12,13); adalah listing program untuk pengaturan letak pin-pin kaki LCD dihubungkan ke pin-pin Arduino Uno. Penulisan pin-pin ini harus sesuai antara program dengan alat yang telah dipasang. Selanjutnya lcd_begin(16,2); yaitu pengaturan jumlah baris dan kolom sesuai LCD yang digunakan. Karena yang digunakan yaitu LCD 16x2 karakter, maka penulisan pada program ini yaitu lcd_begin(16,2);. Apabila menggunakan LCD yang berukuran 16 x 2, maka pada program seharusnya tertulis lcd_begin(16,2);.

12 4.3. Pengujian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan LCD Sensor suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 merupakan komponen utama pada pembuatan alat pendeteksi kebakaran ini. Masing-masing sensor mempunyai fungsi untuk mengukur data suhu dan asap di dalam ruangan/rumah/di sekitar sensor. Untuk mengetahui nilai dari data sensor tersebut, dibutuhkan LCD sebagai media untuk menampilkan data sensor dalam bentuk huruf dan angka. Untuk mengetahui apakah rangkaian sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 ini sudah bekerja dengan baik atau belum, maka perlu dilakukan pengujian pada tahap ini. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Rangkaian Sensor Suhu LM35 4. Rangkaian Sensor Asap MQ-2 5. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan Arduino : Sensor Suhu Sensor Asap Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno LCD 16 x 2 Gambar 4.12 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Led Indikator Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya.

13 Gambar 4.13 Pengujian Program

14 Gambar 4.14 Pengujian Program 3. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar Gambar 4.15 Kotak Dialog menyimpan Program

15 4. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Dapat dilihat pada gambar 4.15 di bawah ; Gambar 4.16 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino Library tersebut digunakan untuk akses sensor suhu karena menggunakan komunikasi 1 wire. Jadi 1 kabel data bisa akses beberapa sensor suhu. Sedangkan untuk sensor Asap MQ-2 cukup menggunakan perintah analogread(a5); untuk membaca data tegangan analog dari sensor yang nantinya akan diproses oleh arduino untuk dirubah menjadi data digital. Pada percobaan ini dilakukan pengujian ketika sensor diberikan asap dan suhu normal, kemudian diberikan asap dan suhu tinggi. Hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.xx berikut ini. Gambar 4.17 Foto Hasil Pengujian

16 4.4 Pengujian Alat Secara Keseluruhan Pada pengujian alat secara keseluruhan. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Rangkaian Led Indikator 4. Rangkaian Sensor Suhu LM35 5. Rangkaian Sensor Asap MQ-2 6. Buzzer 7. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian rangkaian Sensor Suhu LM35 dan Sensor Asap MQ-2 dengan Arduino : Sensor Suhu Sensor Asap Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno LCD 16 x 2 Buzzer Led Indikator Gambar 4.18 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Keseluruhan Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian Led Indikator : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya. 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Keseluruhan seperti pada gambar 4.19

17 4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada gambar Gambar 4.21 Kotak Dialog menyimpan Program 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Dapat dilihat pada gambar IV.16 di bawah ; Gambar 4.22 Proses Uploading Program Dari Komputer Ke Arduino Gambar 4.23 Foto Hasil Pengujian

18 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari uraian teori dan pengujian yang telah dilakukan, maka dengan ini dapat diambil beberapa kesimpulan : 1. Alat yang dirancang dapat menampilkan data informasi suhu dan asap dengan baik,dengan menggunakan perbedaan warna pada tampilan lampu LED. 2. Alat yang di rancang apabila terjadi gejala kenaikan suhu dan asap,maka buzzer akan berbunyi. 3. Arduino Uno R3 memiliki kemampuan yang memenuhi syarat untuk melakukan proses pengolahan data dalam pembuatan alat pendeteksi kebakaran. 4. Sensor suhu LM35 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan mendeteksinya. 5. Sensor asap MQ-2 ini dapat bekerja dengan baik membaca suhu dan mendeteksinya. 6. Perpaduan Arduino Uno R3 dengan sensor suhu LM35 dan sensor asap MQ-2 membuat rangkaian lebih sederhana,karena adanya Arduino Uno R3. 7. Tampilan LCD membuat alat ini lebih menarik dan teks terbaca cukup jelas. 5.2 Saran Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah: 1. Supaya rangkaian yang digunakan tidak terganggu, sebaiknya alat ini dikemas dalam bentuk yang lebih aman dan terlindungi, sehingga penggunaannya lebih efektif. 2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.

19 3. Alat yang telah dibuat sebaiknya pada ruangan yang terang, tidak disarankan pada ruangan yang gelap, agar lebih jelas. 4. Diharapkan kedepannya alat ini dapat di kembangkan dengan melalui SMS. 5. Diharapkan kedepannya desain alat pendeteksi kebakaran ini lebih praktis dan mudah untuk dibawa-bawa. 6. Diharapkan kedepannya menggunakan kabel yang sesuai dengan yang dibutuhkan.