PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 SKRIPSI Diajukan oleh : DANIEL ESA EFRATA TARIGAN NIM : 030801038 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 Kategori : SKRIPSI Nama : DANIEL ESA EFRATA TARIGAN Nomor Induk Mahasiswa : 030801038 Program Studi : SARJANA (SI) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diketahui/Disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing ( DR. Marhaposan Situmorang ) (DR. Marhaposan Situmorang) NIP. 130 810 771 NIP. 130 810 771
PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR TGS2610 BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S51 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya Medan, 4 Juni 2009 DANIEL ESA EFRATA TARIGAN NIM : 030801038
PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, karena dengan limpahan karunia-nya skripsi ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan. Ucapan banyak terimakasih saya sampaikan kepada Bpk DR. Marhaposan Situmorang, selaku ketua Departemen Fisika FMIPA USU sekaligus pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberi masukan, saran serta koreksi kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini, serta Dra.Yustinon, MS, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA. Ucapan terima kasih juga saya ucapkan kepada Bpk Drs.Takdir Tamba M.Eng.Sc, dan Bpk DR.Kerista Tarigan, M.Eng.Sc, dan Bpk Nasruddin M. Eng.Sc selaku dosen pembanding yang juga banyak memberikan saran dan masukan. Ucapan terima kasih juga saya ucapkan kepada Bpk DR. Timbangen Sembiring selaku dosen wali selama mengikuti perkuliahan serta kepada semua dosen dan Staf pada Departemen Fisika FMIPA USU. Tak lupa kepada teman-teman seperjuanganku Brian, Victor, Torang, Risma, Khairul, Alm. Zairul dan Noli serta seluruh teman-teman Jurusan Fisika khususnya Stambuk 03, terima kasih untuk persahabatan, dukungan, semangat dan motivasinya. Dan yang terutama dan teristimewa kepada Ayahanda Effendi Tarigan dan Ibunda Nurhayati br Sitepu, Eben dan Ruth adikku serta seluruh keluarga besarku. Dan yang terakhir kepada Yanie-ku, terima kasih atas perhatian, dukungan, semangat dan motivasinya. Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalasnya. Amin.
ABSTRAK Dirancang sebuah alat pendeteksi yang mampu mendeteksi keberadaan gas LPG di udara. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan LPG dalam penelitian ini adalah sensor gas LPG TGS2610, sementara yang menjadi pusat pengendalian dari seluruh alat yang dirancang digunakan mikrokontroller AT89S51. Secara garis besar, alat yang dirancang ini terdiri dari tiga buah blok dasar yaitu : Mikrokontroller, ADC dan Sensor. Alat yang dirancang ini mampu mendeteksi gas LPG dalam waktu 0,37 detik pada jarak minimum. Adapun kelemahan alat pendeteksi ini adalah waktu pendeteksian gas LPG oleh sensor yang digunakan tergantung pada jarak sensor terhadap sumber gas. Semakin jauh jarak sensor dengan sumber gas, maka waktu pendeteksian yang dibutuhkan semakin lama.
ABSTRACT Was design a detector instrument which can detect LP Gasses on the air. The sensor that used to detect the LP Gasses in this research is LP Gasses sensor TGS2610, while we used microcontroller AT9S51 as the controlling centre for all instrument that designed. Generally, the instrument was design contain of three basic block that is : Microcontroller, ADC ( Analog to Digital Converter ) dan Sensor. The instrument that designed could detect LP Gasses in 0,37 second at minimum distance. But there is a weakness of this instrument, that is sensor detectioning s time is depend on distance between sensor and the source of LP Gasses. If the distance between sensor and the source of LP Gasses increasing, so the sensor detectioning s time increasing too.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan......................................................... i Pernyataan......................................................... ii Penghargaan........................................................ iii Abstrak............................................................ iv Abstract........................................................... v Daftar Isi.......................................................... vi Daftar tabel.....................................................viii Daftar gambar...................................................... ix Daftar grafik....................................................... x BAB 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah.................................... 1 1.2 Tujuan Penelitian.......................................... 3 1.3 Batasan Masalah.......................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian......................................... 3 1.5 Sistematika Penulisan...................................... 4 BAB 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor Gas LPG TGS2610.................................. 6 2.1.1 Gambaran Umum.................................. 6 2.1.2 Spesifikasi Sensor TGS2610.......................... 7 2.2 Mikrokontroller AT89S51................................. 9 2.2.1 Gambaran Umum.................................. 9 2.2.2 Fungsi Pin-Pin pada Mikrokontroller AT89S51.......... 10 2.2.3 Karakteristik mikrokontroler AT89S51.................. 13 2.3 ADC (Analog To Digital Converter) 0804.................... 14 2.3.1 Gambaran umum.................................. 14
2.3.2 Karakteristik ADC 0804............................. 15 2.4 Transistor................................................... 16 2.4.1 Transistor Sebagai Penguat........................... 16 2.4.2 Transistor Sebagai Saklar............................. 18 2.5 Relay.................................................. 19 BAB 3 Perancangan Dan Cara Kerja Rangkaian......................... 21 3.1 Rangkaian Power Supply Adaptor ( PSA )..................... 21 3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51......................... 22 3.3 Rangkaian ADC......................................... 23 3.4 Rangkaian Pengendali Kipas............................... 25 3.5 Rangkaian Buzzer....................................... 26 BAB 4 Pengujian Alat dan Perancangan Program........................ 28 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller AT89S51................ 28 4.2 Pengujian Rangkaian Sensor Gas LPG........................ 30 4.3 Pengujian Rangkaian Pengendali Kipas........................ 33 4.4 Pengujian Rangkaian Buzzer............................... 34 4.5 Diagram Blok, Program dan Flowchart Rangkaian............. 35 4.5.1 Diagram Blok Rangkaian............................ 35 4.5.2 Program.......................................... 37 4.5.3 Diagram Alir ( Flowchart )........................... 44 BAB 5 Kesimpulan Dan Saran....................................... 46 5.1 Kesimpulan.............................................. 46 5.2 Saran................................................... 46 Daftar Pustaka.....................................................47
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel Kapasitas Memory Mikrokontroler Seri AT89X.............. 9 Tabel 4.1 Tabel Waktu Pendeteksian Sensor Terhadap Jarak Sumber Gas................................................ 31 Tabel 4.2 Tabel Perbandingan Massa Gas dengan Tegangan (V in ) ADC........ 32
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Kutub Struktur dan Dimensi TGS 2610......................... 7 Gambar 2.2 Bentuk Fisik Sensor TGS610................................ 8 Gambar 2.3 Konfigurasi Pin (kaki) Pada Mikrokontroler AT89S51............ 13 Gambar 2.4 Diagram Blok ADC 0804.................................. 14 Gambar 2.5 Susunan Pin (kaki) ADC 0804.............................. 16 Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Polaritas Transistor.......................... 17 Gambar 2.7 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar.......................... 18 Gambar 2.8 Kurva Karakteristik Transistor Sebagai Saklar................... 19 Gambar 2.9 Simbol Dasar Relay........................................ 20 Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay Adaptor (PSA)..................... 21 Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51........................ 22 Gambar 3.3 Rangkaian ACD ( Analog to Digital Converter )................. 24 Gambar 3.4 Rangkaian Pengendali Kipas................................ 25 Gambar 3.5 Rangkaian Buzzer......................................... 26 Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter )......... 30 Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Pengendali Kipas....................... 33 Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Pengendali Buzzer...................... 34 Gambar 4.4 Gambar Diagram Blok Rangkaian Pendeteksi Kebocoran Gas LPG................................................. 36 Gambar 4.5 Gambar Diagram Alir (Flowchart) Rangkaian Pendeteksi Kebocoran Gas LPG............................ 44
DAFTAR GRAFIK Halaman Garfik 4.1 Jarak Sensor - Sumber Gas Vs Waktu Pendeteksian.............. 32 Grafik 4.2 Grafik Massa Gas LPG vs Tegangan Input (V in ) ADC.............. 33