LAPORAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI DAN PENGAMANAN KEBOCORAN GAS LPG MENGGUNAKAN HP DAN ALARM Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikann Program Diploma 3 Program Studi Teknikk Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan oleh: ATIKA FAUZIAH NIM : 1005061004 SHABRINA SAID MAZRUK NIM: 1005061042 PROGRAM STUDI TEKNIKK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
ABSTRAK Berita kebakaran sering terdengar sebagai akibat tabung gas elpiji meledak, penyebab meledaknya tabung gas ini karena kebocoran pada selang, tabung atau pada regulatornya yang tidak terpasang dengan baik. Pada saat terjadi kebocoran akan tercium gas yang menyengat, gas inilah yang nantinya akan meledak apabila ada sulutan atau percikan listrik, atau rokok. Pada intinya ledakan dapat dihindarkan apabila terdapat penanganan dini saat gas keluar atau pada saat kebocoran gas terjadi. Pada tugas akhir ini dibuat sebuah program untuk mendeteksi kebocoran gas dengan memanfaatkan sensor gas MQ6. Hasilnya berupa sebuah alat yang mampu mengirim informasi berupa SMS ke pemilik rumah, membunyikan buzzer sebagai peringatan dini ketika ruang terakumulasi gas LPG yang berbahaya, mematikannya jika kondisi ruangan sudah aman dari gas dan akan membuka jendela yang ada di sekitar kebocoran gas LPG tersebut. Demikian alat ini dapat membuat pencegahan dan penanganan dini pada keamanan ruangan terhadap tabung gas LPG.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah, dan karunia Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan rancangan proyek dan laporan tugas akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini berjudul Perancangan dan Pembuatan Alat Pendeteksi dan Pengamanan Kebocoran Gas LPG Menggunakan HP dan Alarm ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma 3 Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Laporan tugas akhir ini akan membahas tentang perancangan alat pendeteksi dan pengamanan kebocoran gas LPG dengan menggunakan HP dan alarm. Dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan serta dorongan baik berupa material, spiritual, informasi maupun administrasi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam dalamnya kepada : 1. Bapak M.Syahruddin, S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir.Rina Anugrahwaty, M.T, sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Ir.Suhaili Alifuddin, M.Eng, sebagai Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan dan juga sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan dukungan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini dan dalam pembuatan alat kami ini.
4. Bapak Arfanda A. Siregar S.T, M.Si, selaku Dosen Wali Kelas TK 6B yang telah memberikan masukan dan nasehat kepada penulis. 5. Bapak Wiwinta Sutrisno, S.T, M.T, selaku Kepala Lab Telekomunikasi yang turut serta memberikan pengarahan kepada penulis. 6. Seluruh Dosen dan Staf Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 7. Penghargaan rasa terima kasih yang tak terhingga penulis persembahkan kepada ayahanda dan ibunda tercinta, atas doa dan pengorbanan yang tak ternilai yang telah mereka berikan, dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. 8. Kakak dan adik adik dari penulis yang telah banyak memberikan waktu dan dukungannya. 9. Teman teman terbaik penulis dan teman satu bimbingan Khaira Nisa, Isniati Sari Dewi, Nanda Syahputra, Randa Firmansyah, Reni Kartika Ginting dan Winni Pupita Siregar yang selalu memberikan dukungan, semangat, dan warna selama perkuliahan di Politeknik Negeri Medan. 10. Teman terdekat penulis Budi Rizki Pasaribu dan Indra Zusfika yang telah memberikan inspirasi, dukungan dan semangat yang sangat besar bagi penulis dalam penyelesaian TA ini. 11. Seluruh teman teman seperjuangan TK 6A, TK 6B, TK 6C dan TK 6D. 12. Serta semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari adanya kekurangan dalam pembuatan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dan bermanfaat dalam penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya dan penulis khususnya. Medan, Agustus 2013 Penulis
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiv BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penulisan... 2 1.4. Manfaat Penulisan... 3 1.5. Metodologi Pembuatan Sistem... 3 BAB 2 DASAR TEORI... 5 2.1.Gas LPG... 5 2.1.1. Gas Golongan Alkana... 6 2.2. Sensor Gas MQ-6... 9 2.2.1. Data Teknikal Sensor Gas MQ-6... 10
2.2.2. Karakteristik Sensitivitas... 11 2.3. Mikrokontroller ATMEGA16... 12 2.3.1. Arsitektur ATMEGA16... 12 2.3.2. Konfigurasi Mikrokontroller ATMEGA16... 15 2.4. LCD (Liquid Crystal Display)... 19 2.5. Modem GSM Wavecom Fastrack M1306B... 20 2.5.1. Spesifikasi Modem Wavecom Fastrack... 21 2.6. Handphone... 22 2.7. Buzzer... 23 2.8. Adaptor... 24 2.9. IC MAX232... 25 2.9.1. Konfigurasi Pin MAX232... 26 2.9.2. Driver RS-232... 27 2.9.3. Receiver RS-232... 27 2.10. Motor DC... 28 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN... 31 3.1. Diagram Blok Sistem... 31 3.2. Diagram Blok Cara Kerja Rangkaian Keseluruhan 33 3.3. Rangkaian Sensor Gas MQ-6... 36 3.4. Sumber Daya... 37 3.5. Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA16... 38 3.6. Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)... 39 3.7. Sistem Switching... 40
3.8. Rangkaian Pembalik Putaran Motor DC... 41 3.8.1. Kondisi Motor DC Diam (Tidak Berputar)... 41 3.8.2. Kondisi Motor DC Berputar ke Bawah... 42 3.8.3. Kondisi Motor DC Berputar ke Atas... 43 3.9. Rangkaian Modem GSM... 45 3.10. Rangkaian Driver MAX232... 46 3.11. HP (User)... 47 3.12. Buzzer... 47 3.13. Diagram Alir (Flowchart)... 48 3.14. Diagram Rangkaian Keseluruhan... 49 3.15. Perancangan PCB... 50 3.15.1. Pembuatan Jalur PCB... 50 3.15.2. Pemeriksaan dan Perbaikan Jalur PCB... 51 3.15.3. Layout PCB... 51 3.15.4. Penyolderan Komponen... 52 3.15.5. Pemasangan Alat... 52 BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA... 54 4.1. Pengujian Hardware... 54 4.1.1. Pengujian Mikrokontroler ATMEGA16... 54 4.1.2. Pengujian Sensor Gas MQ-6... 56 4.1.3. Pengujian Motor DC... 57 4.2. Pengujian Software... 59 4.2.1. Pengujian Modem Menggunakan Hyperterminal... 60
4.2.2. Pengujian LED... 64 4.2.3. Pengujian LCD... 65 4.2.4. Pengujian Sensor Gas MQ-6... 66 4.2.5. Pengujian Buzzer... 67 4.2.6. Pengujian Motor DC... 68 4.2.7. Pengujian Alat Secara Keseluruhan... 70 BAB 5 PENUTUP... 77 5.1. Simpulan... 77 5.2. Saran... 78 BAB 6 DAFTAR PUSTAKA... 79 LAMPIRAN... 81
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman Gambar 2.1. Bentuk Fisik Sensor Gas MQ 6... 9 Gambar 2.2. Karakteristik Sensitivitas Sensor Gas MQ 6... 11 Gambar 2.3. Bentuk Fisik Mikrokontroller ATMEGA16... 12 Gambar 2.4. Blok Diagram AVR ATMEGA16... 14 Gambar 2.5. Konfigurasi Mikrokontroller ATMEGA16... 15 Gambar 2.6. Bentuk Fisik LCD... 19 Gambar 2.7. Bentuk Fisik Modem Wavecom Fastrack M1306B... 20 Gambar 2.8. Konfigurasi Modem GSM Wavecom M1306B... 21 Gambar 2.9. Bentuk Fisik Blackberry Tipe 8530... 22 Gambar 2.10. Bentuk Fisik Buzzer... 23 Gambar 2.11. Bentuk Fisik Adaptor... 24 Gambar 2.12. Bentuk Fisik IC MAX232... 25 Gambar 2.13. Konfigurasi Pin MAX232... 26 Gambar 2.14. Tipe Operasi Rangkaian MAX232... 28 Gambar 2.15. Bentuk Fisik Motor DC Magnet Permanen... 29
Gambar 2.16. Operasi Motor DC Magnet Permanen... 29 Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem... 31 Gambar 3.2. Diagram Blok Cara Kerja Rangkaian Keseluruhan... 33 Gambar 3.3. Rangkaian sensor gas MQ 6... 36 Gambar 3.4. Rangkaian Regulator IC 7805... 37 Gambar 3.5. Rangkaian Minimum ATMEGA 16... 38 Gambar 3.6. LCD terhadap Port C... 39 Gambar 3.7. Rangkaian Relay... 40 Gambar 3.8. Input 0 dan 0 Kondisi Motor diam... 42 Gambar 3.9. Input 1 dan 0 Kondisi Motor berputar ke bawah... 43 Gambar 3.10. Input 0 dan 1 Kondisi Motor berputar ke atas... 44 Gambar 3.11. Modem GSM Wavecom... 45 Gambar 3.12. Rangkaian MAX232... 46 Gambar 3.13. Diagram Alir... 48 Gambar 3.14. Diagram Rangkaian Keseluruhan... 49 Gambar 3.15. Layout PCB pada ATMega 16... 51 Gambar 3.16. Layout PCB pada Relay... 52 Gambar 4.1. ISP Downloader Untuk Menyalakan LED... 55
Gambar 4.2. ISP Downloader Untuk Menampilkan Karakter LCD... 55 Gambar 4.3. Sensor Gas MQ 6 dan Tampilan Keadaan Sensor Gas pada LCD... 56 Gambar 4.4. Tampilan LCD Untuk Mengirim SMS ke HP User... 56 Gambar 4.5. Tampilan LCD Bahwa SMS Telah Terkirim ke HP User... 57 Gambar 4.6. Tampilan Laporan Gas Bocor dari Alat di HP User... 57 Gambar 4.7. Motor DC pada Prototype... 58 Gambar 4.8. Tampilan pada HP User Untuk Membuka Jendela... 58 Gambar 4.9. Tampilan pada HP User Untuk Menutup Jendela... 59 Gambar 4.10. Membuat Koneksi Serial Menggunakan Hyperterminal... 60 Gambar 4.11. Setting Komunikasi Serial sesuai ketentuan Modem Wavecom... 61 Gambar 4.12. Tampilan Jendela Hyperterminal... 62 Gambar 4.13. Test mengirimkan SMS dari Modem Wavecom menggunakan Hyperterminal ke HP User... 62 Gambar 4.14. SMS yang diterima HP User dari Modem Wavecom menggunakan Hyperterminal... 63 Gambar 4.15. Listing Program Menghidupkan LED... 64
Gambar 4.16. Listing Program Memadamkan LED... 64 Gambar 4.17. Listing Program LCD... 65 Gambar 4.18. Listing Program Sensor Gas MQ 6... 66 Gambar 4.19. Listing Program Buzzer... 67 Gambar 4.20. Listing Program Motor DC... 69 Gambar 4.21. Setting Chip, Setting Port dan data ADC Sensor MQ 6... 71 Gambar 4.22. Listing Program Fungsi Pengiriman SMS... 71 Gambar 4.23. Listing Program Utama... 72 Gambar 4.24. Sistem menunjukkan Kondisi AMAN... 73 Gambar 4.25. SMS yang diterima HP User ketika Kondisi Gas Bocor... 74 Gambar 4.26. Tampilan HP User Untuk Membuka Jendela... 75 Gambar 4.27. Tampilan HP User Untuk Menutup Jendela... 75
DAFTAR TABEL Tabel Halaman Tabel 2.1. Unsur unsur Kimia Golongan Alkana... 7 Tabel 2.2. Data Teknikal Sensor Gas MQ 6... 10