RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT PENDETEKSI GAS CARBON MONOXSIDE (CO) MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS ARDUINO LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Yoan Dita Andini 0612 3033 0262 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015 viii
RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT PENDETEKSI GAS CARBON MONOXSIDE (CO) MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS ARDUINO LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Yoan Dita Andini 0612 3033 0262 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ade Silvia Handayani, ST., MT Aryanti, ST.,M.Kom NIP. 197609302000032002 NIP. 197708092002122002 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Ir. Ali Nurdin, M.T Ciksadan, ST.,M.Kom NIP. 196212071991031001 NIP. 196809071993031003 ix
MOTTO Perlu ada alasan yang kuat agar kerja keras berlangsung stabil Membahagiakan Keluarga merupakan alasan terkuat. Merry Riana Kupersembahkan untuk: Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Ayahanda dan Ibundaku Tercinta Saudaraku Okky Ramdan yang aku sayangi Saudaraku Dessy Hardianti yang aku sayangi Sahabatku tersayang mycb: Anis, Mimi, Uci My Soulmate: Depe & Fira Teman-teman seperjuangan khususnya kelas 6TA yang kubanggakan Almamaterku tercinta Politeknik Negeri Sriwijaya x
ABSTRAK RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT PENDETEKSI GAS CARBON MONOXSIDE (CO) MENGGUNAKAN SENSOR MQ-7 BERBASIS ARDUINO (2015 : xii + 44 Halaman + 7 Tabel + 24 Gambar + Daftar Pustaka + Lampiran) YOAN DITA ANDINI 0612 3033 0262 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Berbagai macam teknologi dibuat dalam sistem monitoring lingkungan yang berfungsi untuk menghindari manusia dari gas-gas berbahaya seperti gas Carbon monoxside (CO), gas ini apabila terhirup manusia secara berlebihan akan menyebabkan dampak buruk. Dalam pembuatan alat ini, robot pendeteksi gas Carbon monoxside (CO) berfungsi untuk menghindari dampak negatif pada manusia. Alat ini dikendalikan oleh Arduino Uno berjenis ATMega 328, mikrokontroler ini mengendalikan sensor jarak SRF05 dan menggunakan sensor Mq-7 sebagai sensor pendeteksi gas CO, ketika robot mendeteksi adanya kadar gas berbahaya pada jalur 1 meter gas cepat terdeteksi dengan nilai ADC 655 dengan waktu ± 2 detik. Ketika robot mendeteksi jarak tempuh yang dekat nilai gas terdeteksi akan besar sedangkan pada waktu tempuh yang jauh nilai gas yang terdeteksi akan semakin mengecil. Kata kunci: Arduino Uno, Sensor SRF05, Sensor Mq-7, Motor DC. xi
ABSTRACT DESIGN OF MOBILE ROBOT DETECTION CARBON MONOXIDE (CO) USING SENSOR MQ-7 BASED ARDUINO (2015 : xii + 44 Page + 7 List Table + 24 List Image + Appendix) YOAN DITA ANDINI MAJOR IN ELECTRICAL ENGINEERING TELECOMMUNICATION ENGINEERING COURSES SRIWIJAYA STATE OF POLYTECHNIC Various kinds of technology created in the environmental monitoring system that serves to avoid humans from harmful gases like Carbon monoxside gas (CO), this gas when inhaled human being in excess will cause adverse effects. In making this tool, robot detection Carbon monoxide gas (CO) function to avoid negative impacts on humans. This tool is controlled by an Arduino Uno manifold ATMega 328, this microcontroller controls the distance sensor SRF05 and using sensors Mq-7 as CO gas detection sensors. when the robot detects the presence of dangerous gas levels at line 1 meter of gas quickly detected by the ADC value 655 with a time of ± 2 seconds. When the robot detects the distance that close large value while the gas will be detected at a much travel time value of the detected gas will decrease. Keyword: Arduino Uno, Sensor SRF05, Sensor Mq-7, Motor DC. KATA PENGANTAR xii
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Salam dan shalawat selalu tercurah pada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul Rancang Bangun Mobile Robot Pendektesi Gas Carbon Monoxside (CO) Menggunakan Sensor Mq-7 Berbasis Arduino. Laporan akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III (D3) Politeknik Negeri Sriwijaya Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi. Dalam pembuatan Laporan Akhir ini penulis mendapatkan beberapa hambatan dan kesulitan, namun berkat dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak, segala hambatan dan kesulitan tersebut dapat terselesaikan untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada: 1. Ibu Ade Silvia Handayani, ST., MT sebagai pembimbing I yang telah memberikan pengarahan dan menjelaskan sehingga sangat membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. 2. Ibu Aryanti, ST.,M.Kom sebagai pembimbing II yang telah memberikan pengarahan dan menjelaskan sehingga sangat membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih atas bantuan dan dorongan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini, ucapan terimakasih ini penulis tunjukkan kepada: 1. Bapak RD Kusumanto, ST., M.M. selaku direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T. selaku ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Ciksadan, ST.,M.Kom. selaku Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya. xiii
5. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Seluruh staf teknisi laboratorium maupun bengkel Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. Akhir kata, penulis menyadari dalam penyelesaian laporan ini masih banyak terdapat kekurangsn, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik ataupun saran yang dapat membangun dalam hal untuk menyempurnakan laporan kerja praktek ini. Agar laporan kerja praktek ini menjadi lebih baik dan dapat bermanfaat dalam memberikan informasi bagi yang membacanya. Palembang, 2015 Penulis DAFTAR ISI xiv
Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 2 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Pembatasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Dan Manfaat... 2 1.4.1 Tujuan... 2 1.4.2 Manfaat... 3 1.5 Metode Perancangan Alat... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Robot... 5 2.2 Pengertian Karbon Monoksida (CO)... 5 2.3 Arduino Uno... 6 2.4 Mikrokontroller ATMega328... 7 2.5 Sensor MQ-7... 9 2.6 Sensor SRF05... 10 2.7 Motor DC... 11 2.7.1 Bagian-bagian motor DC... 13 2.8 Modul Xbee Series 1... 14 2.9 LCD (Liquid Crystal Display)... 16 2.9.1 Cara kerja LCD... 17 2.10 Batre LiPo... 19 2.11 Buzzer... 19 2.12 IC Regulator 7805... 20 2.12.1 Keuntungan IC Regulator 7805... 20 2.12.2 Kekurangan Regulator 7805... 21 BAB III RANCANG BANGUN ALAT... 22 3.1 Perancangan Dan Tahap-tahap perancangan... 22 3.2 Tujuan Perancangan... 22 3.3 Perancangan Sistem Elektronik... 23 3.4 Perancangan Blok Diagram... 25 3.5 Perancangan Rangkaian Robot... 25 3.5.1 Gambar Rangkaian Motor DC... 25 xv
3.5.2 Gambar Rangkaian Power Supply... 26 3.5.3 Gambar Rangkaian LCD 2x16... 26 3.5.4 Gambar Rangkaian Sensor SRF05... 26 3.5.5 Gambar Rangkaian Keseluruhan Rangkaian Robot Pendeteksi Gas Carbon Monoxside (CO)... 27 3.5.6 Prinsip Kerja Alat... 28 3.5.7 Pembuatan Dan Pencetakan PCB... 28 3.5.8 Pemaangan Dan Penyolderan Komponen... 30 3.5.9 Perancangan Kontruksi Mekanik... 30 3.6 Perancangan Tampilan Robot... 31 3.6.1 Skematik Alat... 31 3.6.2 Tampilan Robot Tampak Atas... 31 3.6. Tampilan Robot Tampak Samping... 32 3.6.4 Tampilan Robot Tampak Depan... 32 BAB IV PEMBAHASAN... 33 4.1 Pengujian Alat... 33 4.2 Alat dan Bahan Pengukuran... 33 4.2.1 Multimeter... 33 4.2.2 Langkah-langkah Pengukuran... 34 4.3 Hasil Pengukuran... 34 4.3.1 Hasil Pengukuran Motor DC... 34 4.3.2 Hasil Pengukuran Motor DC Saat Kondisi Maju Pada Osioskop... 35 4.3.3 Hasil Pengukuran Motor DC Saat Kondisi Mundur Pada Osioskop... 36 4.3.4 Hasil Pengukuran Motor DC Saat Kondisi Belok Kanan Pada Osioskop... 36 4.3.5 Hasil Pengukuran Motor DC Saat Kondisi Belok kiri Pada Osiloskop... 37 4.4 Hasil Pengukuran untuk Tegangan Sensor mq-7... 38 4.5 Hasil Pengukuran untuk Tegangan Masing-asing Kaki (pin) pada IC L293D... 38 4.6 Pengukuran Aplikasi Robot... 39 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 44 5.1 Kesimpulan... 44 5.2 Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR TABEL xvi
Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi Pin RF Module Xbee... 15 Tabel 2.2 Konfiguras Pin LCD 2x16... 17 Tabel 3.1 Klasifikasi Alat... 23 Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Motor DC... 34 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Untuk Tegangan Sensor Mq-7... 38 Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Tegangan Kaki Pada IC L293D... 38 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Aplikasi... 41 DAFTAR GAMBAR xvii
Halaman Gambar 1.1 Perancangan Alat... 3 Gambar 2.1 Arduino Uno... 6 Gambar 2.2 Arsitektur ATMega 328... 8 Gambar 2.3 Sensor Mq-7... 10 Gambar 2.4 Rangkaian Sensor Mq-7... 10 Gambar 2.5 Cara Kerja Motor DC... 12 Gambar 2.6 Pembentukkan Sebuah Motor... 13 Gambar 2.7 Rangkaian Driver Motor... 13 Gambar 2.8 Xbee S1 dan Xbee Adapter S1... 15 Gambar 2.9 LCD Tipe 2x16... 17 Gambar 2.10 Buzzer dan Penampang... 20 Gambar 2.11 IC Regulator LM7805... 20 Gambar 3.1 Blok Diagram... 25 Gambar 3.2 Rangkaian Motor DC... 25 Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply Regulator... 26 Gambar 3.4 Rangkaian LCD 2x16... 26 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor SRF05... 26 Gambar 3.6 Skema Rangkaian... 27 Gambar 3.7 Skematik Alat... 31 Gambar 3.8 Tampilan Robot Tampak Atas... 31 Gambar 3.9 Tampilan Robot Tampak Samping... 32 Gambar 3.10 Tampilan Robot Tampak Depan... 32 Gambar 4.1 Multimeter... 33 Gambar 4.2 Tampilan Kadar Gas Pada Cooltearm... 43 DAFTAR LAMPIRAN xviii
1. Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I 2. Surat Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II 3. Lembar Surat Peminjaman Alat 4. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing I 5. Lembar Konsultasi Laporan Akhir Pembimbing II 6. Lembar Rekomendasi Laporan Akhir 7. Datasheet Arduino Uno 8. Datasheet Sensor Mq-7 9. Datasheet Sensor SRF05 xix