BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1 Perancangan Sistem Dalam bab ini akan dibahas mengenai pembuatan rangkaian dan program. Seperti pengambilan data pada pengujian emisi gas buang dengan mengukur kadar karbon monoksida yang di deteksi oleh sensor MQ-7 kemudian arduino mengolah data. Perangkat keras yang digunakan terdiri dari sensor, Arduino Uno, Buzzer, LED dan LCD. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah software arduino. 3.1.1 Prinsip Kerja Alat Sistem ini dibangun untuk mengukur emisi karbon monoksida pada kendaraan bermotor yang ada sehingga output-nya menghasilkan nilai melalui sensor MQ-7, yang nilai tersebut akan diolah dalam Arduino. Parameter yang digunakan adalah kadar karbon monoksida hasil pendeteksian dari sensor yang telah diolah sebelumnya oleh arduino. Kemudian hasil itu akan ditampilkan melalui LCD 16x2. Adapun konsep dasar sistem adalah sebagai berikut: INPUT PROSES OUTPUT Gambar 3.1 Konsep Dasar Sistem
Penjelasannya sebagai berikut: 1. Input data berupa hasil pembacaan dari sensor MQ-7 dengan mendeteksi emisi karbon monoksida. 2. Proses pengolahan data karbon monoksida dari sensor diolah kedalam program pada arduino kemudian ditampilkan ke LCD 16x2 ketika dalam kondisi karbon monoksida tertentu. 3. Output adalah hasil data yag sudah diolah Arduino akan ditampilkan pada layar LCD. Suplay Display BUZZER Arduino uno MQ-7 LED Gambar 3.2 Blok Diagram Berdasarkan blok diagram pada Gambar 3.2 di atas, terdapat beberapa komponen, adapun fungsi dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut: Blok Suplay sensor mq7 : Sebagai Sumber Tegangan : Sebagai Pembaca kadar gas CO
arduino uno : Sebagai media pengkonversi waktu, dan mengkonversi data menjadi CO. Blok display : Sebagai output tampilan instruksi dari arduino. 3.1.2 Cara Kerja Alat Cara Kerja Alat dijelaskan sebagai berikut: 1. Proses Heating (pemanasan) pada sensor MQ-7 2. Alat mendeteksi kadar karbon monoksida melalui sensor MQ-7. 3. Karbon monoksida yang telah diukur lalu diolah oleh mikrokontroler dan data yang sudah diolah akan di tampilkan pada LCD. 3.2 Perancangan Rangkaian Minimum Sistem 3.2.1 Sensor MQ-7 Ukuran sensor ini tergolong kecil,sehingga mudah dalam pengaturan tata letak sensor. Dibawah ini adalah gambar dimensi dan struktur sensor MQ-7: Gambar 3.3 Struktur Sensor MQ-7
3.3 Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 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. Gambar 3.4 Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Ground, pin dihubungkan ke vcc, pin3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11 dihubungkan ke D4, pin 12 dihubungkan ke D5, pin 13 dihubungkan ke D6 dan pin 14 dihubungkan ke D7 pada Arduino. Fungsi dari potensiometer (VR1) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD
3.4 Perancangan Rangkaian Keseluruhan Pada rangkaian ini menggambarkan keseluruhan program yang dirancang dari sensor MQ-7, Arduino dan LCD. Dari gambar dibawah menjelaskan bahwa rangkaian yang dibuat menggunakan Arduino, sensor MQ-7 dan LCD. Arduino sebagai papan board yang merupakan pemograman dari alat ini, MQ-7 sebagai sensor yang dapat menjadi pengirim sinyal dan penerima sinyal, Liquid Crystal Display (LCD) berfungsi menampilkan data yang dikirim oleh arduino. 3.5 PCB Layout Gambar 3.5 Skema Rangkaian Keseluruhan PCB Layout merupakan Implementasi rangkaian schematic dipapan PCB.
Gambar 3.6 Gambar PCB Layout 3.6 Flowchart Sistem Start Inisialisasi pin Proses pembacaan sensor Konversi ADC KE PPM Tampilan Hasil Pembacaan Dalam satuan PPM Gambar 3.7. Flowchart Cara Kerja Sistem Keterangan : Pada proses inisialisasi pin, arduino akan membaca sensor MQ-7 berupa nilai ADC. nilai ADC di konversi dalam satuan carbon monosida yaitu PPM. Nilai yang di dapat di tampilkan ke LCD. Ketika kadar CO melebihi batas maksimum alam dan led di aktifkan.
BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT Pada bab ini dilakukan pengujian alat dengan membandingkan antara emisi pada waktu dan jarak, adapun tempat pelaksanaan pengujian tersebut dilakukan di: Tempat : Pusdiklat LPPM USU Tanggal : 19 Juli 2016 Pukul : 18.00 19.00 WIB Merk Motor : Honda Beat Tahun : 2013 4.1 Data Pengujian Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran pada jarak 30 cm dari sumber pencemar udara PercobaanKe - Pembacaanalatdalamsatuan Standar Uji Waktu (menit) (ppm) (ppm) 1 150,05 155 5 2 150,50 159 10 3 150,76 154 15 4 150,45 160 20 5 150,66 158 25 Rata - rata hasilpengukuran 150,484 157,2 30
4.2 Analisa Data Persentase kesalahan pada pengukuran dalam satuan ppm pada setiap intervalnya yaitu : Pada jarak 30 cm dari sumber pencemar udara Pada Satuan ppm 1. Pada jarak 5 menit % kesalahan = 3,14 % 2. Pada jarak 10 menit % kesalahan = 5,407 % 3. Pada jarak 15 menit % kesalahan = 2,06 % 4. Pada jarak 20 menit % kesalahan = 6,07 % 5. Pada jarak 25 menit % kesalahan = 4,66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran, dapat diambil beberapa kesimpulan: 1. Berdasarkan hasil pengujian sensor dan pengujian alat ukur emisi gas buang yang dibuat, pengukuran gas karbon monoksida (CO) dapat bekerja dengan baik. 2. Berdasarkan hasil pengujian sensor dan pengujian alat ukur emisi gas buang yang dibuat memiliki presentasi kesalahan tidak lebih dri 7 %. 3. Berdasarkan hasil pengujian sensor dan pengujian alat ukur emisi gas buang yang dibuat alat uji sudah tergolong sensitif untuk mendeteksi CO. 5.2 Saran Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah: 1.Dalam segi peletakan sensor terhadap aliran gas buang. Sehingga bisa mendeteksi gas dengan baik dan tidak merusak sensor. 2. Dengan beberapa pengembangan aplikasi dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan mendapatkan hasil yang lebih baik lagi. 3. Dengan menambahkan komponen-komponen lain agar kualitas pembacaan alat semakin akurat lagi.