RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI KEBAKARAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP MQ 2 DAN SENSOR SUHU LM 35 BERBASIS ARDUINO UNO R3 LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3 oleh : ANDRE SIMANGUNSONG NIM : 1205062060 NOVELITA SARI NIM : 1205061028 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan segala rahmat dan berkatnya sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul RANCANG BANGUN SISTEM PENDETEKSI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ASAP MQ2 DAN SENSOR SUHU LM 35 BERBASIS ARDUINO UNO R3 Laporan tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini penulis banyak mengalami kesulitan, tetapi berkat bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual maupun informasi sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, ST. MT, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Rina Anugrahwaty, MT, selaku Dosen Pembimbing. 3. Bapak Junaidi, ST. MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 4. Bapak Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi, Politeknik Negeri Medan. 5. Ibu Ir. Elferida Hutajulu, MT, selaku Kepala Laboratorium Teknik Telekomunikasi dan selaku Koordinator Sidang. 6. Bapak Waldemar Banurea, ST. MT, selaku Wali Kelas TK-6C 7. Bapak Wiwinta Sutrisno, ST. MT, selaku Wali Kelas TK-6B 8. Bapak Ir. Morlan Pardede, MT, selaku Dosen Penguji I. 9. Bapak Budi Harianto, ST, selaku Dosen Penguji 2. 10. Segenap Dosen dan Staff Pengajar serta civitas akademik di Program Studi Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan, atas bimbingan dan bantuannya yang telah diberikan kepada kami selama menjalani masa perkuliahan. iii
11. Kedua Orang Tua Penulis yang tercinta, atas segala doa dan pengorbanannya yang telah memberikan nasehat dan membiayai kami, sampai kami dapat menyelesaikan pendidikan Diploma-III di Politeknik Negeri Medan. 12. Teman-teman seperjuangan penulis TK-6A/6B/6C/6D atas kekompakannya. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh sekali dari sempurna, untuk itu penulis mohon kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang. Medan, 28 Agustus 2015 Hormat Kami, Penulis iv
ABSTRAK Perancangan dan pembuatan tugas akhir ini merupakan system pendeteksi kebakaran dengan menggunakan sensor suhu LM 35 dan sensor asap MQ2 berbasisarduino Uno R3. Tujuan dari alat pendeteksi kebakaran ini adalah merancang dan membuat alat pendeteksi kebakaran yang menggunakan sensor asap MQ2 dan sensor suhu LM35 dengan alarm sebagai peringatan terjadinya kebakaran dan pompa sebagai alat pemadam kebakaran tersebut. Alat pendeteksi kebakaran menggunakan Arduino Uno R3 sebagai pengendali, sensor suhu LM 35 yang digunakan untuk mendeteksi suhu, sensor asap MQ 2 yang digunakan untuk mendeteksi asap. Asap yang digunakan menggunakan 2 sample yaitu asap dari asap kertas dan gas. Alarm digunakan sebagai peringatan dan pompa sebagai pemadam. Prinsip kerja alat pendeteksi kebakaran ini adalah sensor MQ2 akan mendeteksi adanya asap dan sensor suhu LM35 akan mendeteksi apakah ada terjadi peningkatan suhu ruangan sampai batas ±40 C sebagai indicator adanya kebakaran dan alarm akan berbunyi sebagai peringatan kebakaran disertai solusi untuk memadamkan kebakaran tersebut yaitu dengan cara pompa akan otomatis menyemprotkan air. Kata kunci :Arduino Uno R3, Sensor Suhu LM35, Sensor Asap MQ2, Alarm, Pompa v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTRA TABEL... i ii iii v vi viii ix BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Tugas Akhir... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Mikrokontroler... 4 2.2 Mikrokontroler Atmega328... 7 2.2.1 Pengenalan Atmega328... 7 2.2.2 Intruksi Pemograman Bahasa Bascom AVR... 10 2.2.3 Fitur Atmega328... 19 2.3 Arduino Uno R3... 20 2.4 Bahasa C... 26 2.4.1 Sejarah dan Ruang Lingkup... 26 2.4.2 Versi Bahasa C... 27 2.4.3 C K&R... 27 2.4.4 Intruksi Masukan dan Keluaran Bahasa C... 28 2.5 Sensor Suhu LM35.... 41 2.6 Sensor Asap MQ2... 42 2.7 Buzzer.... 45 2.8 Pompa Air... 46 vi
2.8.1 Pengertian Pompa Air... 46 2.8.2 Cara Kerja Pompa Air... 46 BAB 3 PEMBUATAN DAN PERANCANGAN 3.1 Perancangan Sistem Secara Diagram Blok... 48 3.2 Perancangan Skematik Rangkaian... 50 3.2.1 Rangkaian Arduino Uno R3... 50 3.2.2 Rangkaian Sensor Asap MQ2... 52 3.2.3 Rangkaian Sensor Suhu LM35... 52 3.2.4 Rangkaian Alarm... 54 3.2.5 Rangkaian Driver Pompa... 55 3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)... 57 3.3.1 Algoritma Program... 58 3.3.2 Flowchart Sistem Pendeteksi Kebakaran... 58 BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 4.1 Pengujian Hardware... 60 4.1.1 Pengujian Sensor Asap MQ2... 60 4.1.2 Pengujian Sensor Suhu LM35... 61 4.1.3 Pengujian Buzzer... 63 4.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software)... 63 4.3 Pengujian Program... 64 4.3.1 Pengujian Keseluruhan Sistem... 64 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan... 67 5.2 Saran... 68 DAFTAR PUSTAKA... 69 LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2-1 Mikrokontroler ATmega328... 8 2-2 Arduino Uno R3 Bagian Depan... 22 2-3 Pemetaan Pin Arduino dan Port ATmega328... 24 2-4 Rangkaian Sensor Suhu LM35... 42 2-5 Rangkaian Sensor Asap MQ2... 43 2-6 Rangkaian Buzzer... 46 2-7 Rangkaian Pompa Air... 47 3-1 Diagram Blok Sistem Pendeteksi Kebakaran... 48 3-2 Rangkaian Mikrokontroler ATmega328... 50 3-3 Rangkaian Sensor Asap MQ2... 52 3-4 Rangkaian Sensor Suhu LM35... 53 3-5 Rangkaian Alarm... 55 3-6 Rangkaian On/Off Pompa Air... 56 3-7 Flowchart Sistem Pendeteksi Kebakaran... 58 4-1 Program Keseluruhan Pengujian Sistem Pendeteksi Kebakaran 66 viii
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2-1 Tabel Persamaan Pada BASCOM... 15 2-2 Tabel Operasi Logika Pada BASCOM... 15 2-3 Tabel Kode Format untuk Fungsi Printf ()... 38 2-4 Tabel Karakter Flag... 38 4-1 Tabel Pengujian Asap MQ-2..61 4-2 Tabel Pengujian Suhu LM35..62 4-3 Tabel Pengujian Buzzer..63 ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sistem pendeteksi kebakaran adalah sebuah sistem keamanan terintegrasi yang secara otomatis memberikan informasi keadaan dari suatu peristiwa atau kondisi yang dapat diaplikasikan pada perumahan, perkantoran, kampus atau instansi yang membutuhkan. Keamanan merupakan salah satu aspek penting dalam sebuah sistem informasi. Kebakaran merupakan suatu kelalaian atau kesalahan yang diakibatkan oleh manusia yang disebabkan oleh beberapa faktor misalnya akibat abu rokok, akibat gas elpiji, akibat hubungan pendek arus listrik yang menimbulkan api dan merambat ke bahan lainnya dan sebagainya. Melihat kondisi ini, maka di rancang sebuah alat yang efisien dan terjangkau untuk mencegah semua kerugian yang diakibatkan oleh kebakaran. Sensor suhu LM35 merupakan sensor temperatur yang digunakan untuk mendeteksi suhu. Keuntungan dari LM35 adalah mempunyai sensor temperatur yang linier kalibrasinya langsung, sehingga tidak diperlukan tegangan konstan yang besar dari keluran skala celcius. Sensor MQ-2 berfungsi mendeteksi kebocoran gas. Gas tersebut diantaranya gas hidrogen, LPG, metana, karbon monoksida, alkohol, propana. Sensor MQ-2 hanya akan digunakan sebagai pendeteksi asap saja. 1
2 1.2 Perumusan Masalah Topik permasalahan atau permasalahan yang akan dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini adalah : Bagaimana merancang dan membangun alat pendeteksi kebakaran dengan menggunakan sensor suhu LM35 dan sensor asap MQ2 dengan ALARM sebagai peringatan dan POMPA untuk menyemprotkan air berbasis Arduino Uno R3. 1.3 Tujuan Tugas Akhir Tujuan laporan ini adalah sebagai berikut : a. Merancang dan membuat alat pendeteksi kebakaran dengan menggunakan sensor suhu LM35 dengan suhu ±40 o C dan sensor asap MQ2 dengan ALARM sebagai peringatan. b. Mengaplikasikan Arduino Uno R3 sebagai pendeteksi kebakaran, untuk mengaktifkan pompa. 1.4 Batasan Masalah Untuk mendapatkan pembahasan semaksimal mungkin dan agar mudah dipahami serta menghidari pembahasan yang terlalu meluas maka pembatasan masalah sangat di butuhkan. Adapun batasan masalah yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah: 1. Menggunakan sensor LM35 sebagai pendeteksi suhu panas dan sensor MQ-2 sebagai pendeteksi asap, asap yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu asap kertas dan asap daun. 2. Parameter suhu yang diamati adalah ±40 C.
3 3. Perancangan dan Pembuatan Tugas Akhir ini hanya sampai kepada keberhasilan alat untuk mendeteksi adanya asap dan suhu yang disampaikan melalui bunyi alarm sebagai peringatan pada kondisi yang telah ditentukan dan kebakaran tersebut dipadamkan secara otomatis oleh pompa.