BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM. menggunakan sensor gas MQ-2 yang ditampilkan pada LCD 16x2 diperlukan

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM 3.1 Pembuatan Alat Didalam merealisasikan suatu alat universal gas detector berbasis arduino menggunakan sensor gas MQ-2 yang ditampilkan pada LCD 16x2 diperlukan beberapa langkah awal meliputi : Membuat diagram blok sistem kerja alat Menentukan spesifikasi umum rancangan alat Menentukan spesifikasi komponen Membuat design alat Membuat konsep rangkaian komponen Pembuatan program Perhitungan dan pengujian alat dan rangkaian Sehingga untuk merealisaikannya, sensor gas harus dapat bekerja saat mendeteksi adanya kebocoran gas yang kemudian sinyal akan diteruskan ke sistem arduino untuk dapat mengaktifkan bar LED dan alarm dan ditampilan pada display LCD 16x2. Maka langkah pertama dilakukan adalah membuat diagram blok yang mana setiap blok mempunyai fungsi masing-masing dan secara keseluruhan membentuk sistem dari alat ini. Pada gambar 3.1 dibawah ini menunjukkan diagram blok untuk universal gas detector MQ-2 berbasis arduino uno r3. 54

2 INPUT PROSES OUTPUT Gas LPG Sensor gas MQ 2 Rangkaianberbasis arduinodenganme ngkonversikannilai ADC ke ppm Display LCD 16x2 Buzzer Potensio meter Led bar Gambar3.1 Diagram blok pada alat universal gas detector MQ-2 berbasis arduino Dapat dijelaskan untuk diagram blok pada gamabr 3.1 sebagai berikut : Input : Untuk alat detector gas ini menggunakan inputan gas LPG dan sensor MQ-2 dimana nilai konsentrasi gas yang terdeteksi oleh sensor akan diproses ke arduino. Dan potensiometer berfungsi sebagai kalibrasi awal pada saat sistem berjalan untuk memposisikan nilai ppm menjadi nol sebelum mendeteksi kebocoran gas. Proses : Pada proses ini data yang dihasilkanoleh sensor akan diolah oleh arduino dengan bahasa program yang telah dirancang sedemikian rupa untuk dapat mengkonversi nilai ADC menjadi PPM untuk satuan suatu konsentrasi gas. Output : Pada proses output nilai konsentrasi gas yang telah dikonversikan menjadi nilai ppm akan ditampilkan pada LCD 16x2 dan secara otomatis system akan bekerja untuk menghidupkan bar LED dan buzzer. 55

3 3.2 Prosedur Kerja Alat Gambar 3.2 menunjukan diagram alir system kerja universal gas detector berbasis arduino dengan menggunakan sensor MQ2 yang ditampilkan pada LCD 16x2 dengan menggunakan bar LED dan buzzer sebagai indicator alarm jika terdeteksi suatu kebocoran gas. Gambar 3.2 Diagram alir universal gas sensor MQ-2 berbasis arduino Cara kerja dari alat tersebut adalah sebagai berikut : 1. Power masuk melalui rangkaian catu daya 5V pada posisi saklar OFF. 56

4 2. Ketika saklar ON/OFF pada capacity regulator di geser keposisi ON maka LED indicator hijau pada arduino akan menyala, dan memulai proses load program. 3. Power untuk device sensor, LCD 16x2, potensiometer, langsung dialirkan dari rangkaian catu daya sementara untuk power untuk bar LED dan buzzer dari arduino. 4. Program arduno akan langsung ditampilkan pada LCD 16x2. 5. Jika terdeteksi suatu gas maka LCD 16x2 akan menampilkan kadar gas dalam satuan ppm diikuti dengan pergerakan level bar LED. 6. Naik turunnya kadar gas yang ditampilkan pada LCD 16x2 akan terus terpantau diikuti oleh bar LED dan buzzer. Jika kadar gas semakin naik maka bar LED dan buzzer akan terus menyala dan apabila kadar gas menurun maka level bar LED akan ikut turun dan buzzer akan mati jika level bar LED sudah masuk level 0 dan kadar gas 0 ppm. Dimana hal ini merupakan kondisi udara bebas tanpa ada kebocoran gas. Sama seperti pada saat alat mulai dihidupkan. 7. Sementara potensiometer berfungsi sebagai pengkalibrasi manual nilai sensor gas. 3.3 Perangkat Keras (Hardware) Perancangan perangkat keras ini meliputi perancangan komponenkomponen yang dibutuhkan serta tata letak komponen pada masing-masing rangkaian baik secara manual maupun menggunakan software elektronika hingga menjadi rangkaian elektronika yang dipasang pada PCB. 57

5 3.3.1 Sensor Gas MQ-2 Pada Tugas Akhir ini sensor MQ-2 dapat mendeteksi jenis-jenis gas sebagai berikut : LPG, iso butana, propana dan LNG. Pada percobaan ini dapat dideteksi keberadaan gas LPG dengan menggunakan botol mini gas. Sensor akan memberikan sinyal keluaran yang kemudian diolah menjadi sinyal notifikasi kebocoran gas seperti lampu atau suara alarm. Berikut adalah interface sensor MQ-2 dengan arduino pada gambar 3.3 Gambar 3.3 Schematic Interface sensor MQ-2 dengan arduino 58

6 3.3.2 LCD (Liquid Crystal Display) Pada perancangan alat gas sensor ini digunakan LCD 16x2 (liquid crystal display) yang sudah terintegrasi dengan modul I²C dimana bertujuan meminimalkan penggunaan pin sehingga untuk pengoperasianya cukup memerlukan 2 pin saja untuk dapat bekerja. Nantinya LCD 16x2 (liquid crystal display) ini akan menampilkan secara real time kadar gas yang terdeteksi. Berikut adalah gambar untuk interface penggunaan pin LCD 16x2 (liquid crystal display) pada arduino. Gambar 3.4 Schematic Interface LCD 16x2 denganarduino 59

7 3.3.3 Bar LED Pada perancangan kali ini indikator lain yang digunakan sebagai pendeteksi level kadar gas dan kebocoran gas digunakan bar LED 10 pin. Dengan tampilan warna kuning untuk posisi kadar gas rendah, hijau untuk kandungan kadar gas sedang dan merah untuk kandungan kadar gas tinggi. Berikut ini adalah gambar schematic interface bar LED dengan arduino. Gambar 3.5 Schematic Interface bar LEDdenganarduino 60

8 3.3.4 Buzzer Sebagai indicator alarm pada saat kadar gas sudah memasuki level 10 pada bar LED. Dimana buzzer akan terus berbunyi sampai dengan kadar gas kembali normal diikuti penurunan level bar LED. Suara output yang dihasilkan berkisar >80db dengan resonansi frekuensi berkisar 4000±500Hz. Berikut ini adalah gambar interface buzzer, bar LED dengan arduino. Gambar 3.6 Schematic interface buzzer, bar LED dan arduino Dimana power untuk buzzer di pararelkan dengan pin 10 kaki bar LED yaitu pin untuk level tertinggi indikator deteksi gas, pada posisi pin 12 pada arduino. 61

9 3.3.5 Potensiometer Dalam perancangan alat ini potensiometer digunakan untuk kalibrasi sensor secara manual. Berikut gambar 3.7 untuk interface potensiometer, sensor dan arduino. Gambar 3.7 Schematic interface potensiometer sensor dan arduino Catu daya Dalam perancangan alat ini digunakan rangkaian catu daya LM7805 untuk menstabilkan tegangan catu daya agar keluaran tegangan outputnya stabil 5 volt. Serta memperkecil dan menghilangkan tegangan ripple agar komponen mikrokontroler tidak cepat rusak. 62

10 Gambar 3.8 Rangkaian capacity regulator LM Interface Hardware denganarduino Dari kesemua hardware yang di gunakan berikut ini adalah gambar keseluruhan interface koneksi hardware dengan arduino pada perancangan alat gas detector. Gambar 3.9 Schematic komponen hardware dengan arduino 63

11 3.5 Software Didalam perancangan alat ini software yang digunakan adalah program arduino dengan menggunakan bahasa pemrograman C. Setiap program arduino (biasadisebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada yaitu : void setup( ) { } Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program arduino dijalankan untuk pertama kalinya. void loop( ) { } Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan Bahasa program Arduino IDE Berikut ini adalah bahasa program untuk universal gas sensor menggunakan analog detector gas MQ-2 dan arduino uno R3 ditampilkan pada LCD 16x2. #include <Wire.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //set the LCD address to //deklarasivariabel intsensor,; strsensor,strppm; void setup() { lcd.init(); lcd.backlight(); void loop() { strppm=string(intppm) lcd.clear(); lcd.setcursor(0,0); //lcd.print(strsensor); //lcdprint(" "); lcd.print(nilai = ); lcd.print(strppm); lcd.print(" ppm"); lcd.setcursor(0,1); // initialize the lcd delay(500); } 64