PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO DENGAN SENSOR MQ-7 TUGAS AKHIR NURHAYATI FITRI 142408054 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO DENGAN SENSOR MQ-7 TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya NURHAYATI FITRI 142408054 PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
PERSETUJUAN Judul : Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang CO Pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino Dengan Sensor MQ-7 Kategori : Tugas Akhir Nama : Nurhayati Fitri Nomor Induk Mahasiswa : 142408054 Program Studi : Diploma (D-3) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, 14 Juni 2017 Disetujui Oleh Ketua Program Studi D-3 Fisika Dosen Pembimbing Drs.Takdir Tamba, M.Eng.Sc Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP: 1960060311986011002 NIP. 195903101987031002 i
PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO DENGAN SENSOR MQ-7 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 14 Juni 2017 NURHAYATI FITRI 142408054 ii
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang CO pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino dengan Sensor MQ-7. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang sangat membantu penulis dalam penyusunan laporan proyek ini sehingga dapat selesai. Terima kasih kepada: 1. Ayah dan Mama tercinta yang senantiasa memberikan dukungan do a, moril dan material serta bimbingan yang sangat membantu penulis. 2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 3. Ibu Dr. Nursahara Paribu, M.Sc selaku Pembantu Dekan I Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng, Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Dr. PerdinanSinuhaji, MS selaku Dosen Pembimbing penulis, yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis. 6. Seluruh Staff Pengajar / Pegawai program studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 7. Kakanda Juliani dan Juliana yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dalam menyelesaikan Tugas Akhir. 8. Teman-teman seperjuangan D-3 Fisika yang memberikan bantuan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir. 9. Semua pihak yang turut membantu penulis dalammenyelesaikan Tugas Akhir. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang membangun dari pembaca. iii
Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini tidak hanya sebagai tanggung jawab perkuliahan saja namun dapat bermanfaat juga bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Medan, 14 Juni 2017 Nurhayati Fitri iv
PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KADAR GAS BUANG CO PADA SEPEDA MOTOR MATIC BERBASIS ARDUINO DENGAN SENSOR MQ-7 ABSTRAK Perkembangan transportasi seperti angkutan umum, mobil dan sepeda motor mengalami suatu kemajuan yang luar biasa dari tahun ke tahun. Semakin bertambahnya jumlah transportasi khususnya sepeda motor menghasilkan gas buang kendaraan yang semakin besar, dapat meningkatkan pemanasan global dan mengganggu kesehatan penduduk sekitar. Beberapa unsur dari gas buang sepeda motor yang berbahaya seperti karbon monoksida (CO). Maka dari itu, dirancang suatu peralatan instrumentasi berupa alat pendeteksi kadar gas buang sepeda motor menggunakan sensor MQ-7 berbasis arduino uno. Sensor akan mendeteksi gas CO melalui knalpot sepeda motor dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD. Pada saat sensor mendeteksi unsur berbahaya dari gas buang kendaraan yang melebihi ambang batas secara otomatis buzzer akan berbunyi dan LED akan menyala. Kata kunci : Buzzer, CO, LCD, LED, Mikrokontroler Arduino Uno,Sensor MQ-7 v
DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL Halaman i ii iii v vi viii ix BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Tujuan Penulisan 2 1.4 Batasan Masalah 3 1.5 Metodologi Penulisan 3 1.6 Sistematika Penulisan 4 BAB 2 LANDASAN TEORI 6 2.1 Gas Buang Kendaraan 6 2.1.1 Karbon Monoksida (CO) 7 2.2 Mikrokontroller Arduino Uno 8 2.2.1 Daya (Power) 10 2.2.2 Memori 11 2.2.3 Input dan Output 11 2.2.4 Komunikasi 12 2.2.5 Programming 13 2.2.6 Bahasa Pemrograman Arduino 14 2.2.7 Reset Otomatis (Software) 16 2.2.8 Proteksi Arus Lebih USB 17 2.2.9 Karakteristik Fisik 17 2.3 Sensor 18 2.3.1 Sensor MQ 7 19 2.4 Liquid Crystal Display (LCD) 20 2.4.1 Konfigurasi LCD 2 x 16 21 2.4.2 Prinsip Kerja LCD 21 2.5 Buzzer 21 2.6 Light Emitting Diode (LED) 23 2.7 Resistor 25 2.8 Adaptor 26 BAB 3 METODE PENELITIAN 28 3.1 Waktu dan Tempat 28 3.2 Alat dan Bahan 28 3.2.1 Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian Ini 28 vi
3.2.2 Bahan Yang Digunakan 28 3.3 Flowchart System Pendeteksi Kadar Gas Buang CO 30 3.4 Spesifikasi Sistem 31 3.5 Rangkaian Keseluruhan Sistem 32 3.5.1 Rangkaian Power Supply 32 3.5.2 Rangkaian Bagian Input 33 3.5.2.1 Rangkaian Sensor MQ-7 33 3.5.3 Rangkaian Bagian Output 34 3.5.3.1 Rangkaian LCD 34 3.5.3.2 Rangkaian Buzzer 35 3.5.3.3 Rangkaian LED 36 3.6 Software pemrograman dan program pendeteksi kadar gas buang sepeda motor 37 3.6.2 Program Arduino.cc 1.6.7 37 3.6.3 Program Pendeteksi Kadar Gas BuangCO 37 3.7 Rangkaian Hubungan Keseluruhan Sistem Alat 44 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 45 4.1 Pengujian Rangkaian Sumber Daya 45 4.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno 45 4.3 Pengujian Rangkaian Sensor MQ-7 46 4.4 Pengujian Rangkaian LCD 48 4.5 Pengujian Rangkaian Buzzer 49 4.6 Pengujian Rangkaian LED 49 4.7 Gambar Pengujian Alat 50 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 51 5.1 Kesimpulan 51 5.2 Saran 52 DAFTAR PUSTAKA 53 LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Skematik Tata Letak Alat 6 2.2 Arduino Uno 8 2.3 Sensor MQ 7 19 2.4 LCD 2x16 20 2.5 Buzzer 23 2.6 Light Emitting Diode (LED) 24 2.7 Resistor 25 3.1 Flowchart Sistem Pendeteksi Kadar Gas Buang CO 30 3.2 Diagram Blok System 31 3.3 Rangkaian Sumber Tegangan 32 3.4 Hubungan Arduino dengan Sensor MQ-7 33 3.5 Hubungan Arduino dengan LCD 34 3.6 Hubungan Arduino dengan Buzzer 35 3.7 Hubungan Arduino dengan LED 36 3.8 Software Arduino.cc 37 3.9 Penulisan program pada software Arduino.cc 42 3.10 Tampilan saat proses compile dan upload 43 3.11 Tampilan saat proses compile dan upload telah selesai 43 3.12 Rangkaian hubungan keseluruhan sistem alat 44 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler Arduino Uno R3 46 4.2 Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji 47 4.3 Pengujian Alat Dalam Keadaan Bahaya 50 4.4 Pengujian Alat Dalam Keadaan Aman 50 viii
DAFTAR TABEL Halaman 2.1 Kadar CO Dan Kategori ISPU Untuk Gas Karbon Monoksida 7 2.2 Deskripsi Arduino 9 2.3 Konfigurasi LCD 21 3.1 Penjelasan Program Per Baris 40 4.1 Hasil Pengujian Kadar CO terhadap Jarak Uji 46 ix