PENERAPAN MIKROKONTROLER PADA ALAT PENGHISAP ASAP Yesaya Tommy Paulus 1, Annah 2 1,2 Teknik Informatika, STMIK Dipanegara Makassar 1 tasyanoah@gmail.com, 2 anna.dsndp@gmail.com Abstrak Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah untuk menghasilkan alat penghisap asap otomatis yang dibuat menggunakan mikrokontroler Arduino. Alat penghisap bekerja jika mikrokontroler arduino mendapatkan nilai kepekatan asap dari sensor melebihi 100 ppm. Adapun target khusus yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah: 1). Menganalisis kebutuhan sistem penghisap asap multifungsi. 2). Merancang perangkat keras sistem. 3). Membuat kode program untuk mengontrol perangkat keras. 4).Memasukkan kode program ke dalam perangkat keras melalui proses compiler dan downloader. 5). Menjalankan dan mengaktifkan semua komponen penghisap asap multifungsi. 6). Menguji sistem penghisap asap multifungsi yang telah dibangun secara blackbox dan mengukur tegangan dari perangkat keras sistem. Metode perancangan yang digunakan adalah eksperimental dan pengujian. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah pengumpulan data, analisis kebutuhan sistem, perancangan sistem, pengkodean, implementasi dan pengujian sistem. Hasil penelitian hingga tahap 70% menunjukkan bahwa mikrokontroler Arduino dengan sensor MQ2 dapat mendeteksi kadar asap. Kata kunci : penghisap asap, multifungsi, arduino, sensor, kipas 1. Pendahuluan Asap termasuk sesuatu yang tidak terpisahkan dengan kehidupan. Di mana-mana dapat dijumpai adanya asap. Baik di luar rumah di dalam rumah. Asap dapat berasal dari pembakaran pada kompor, kendaraan, rokok, pembakaran sampah dan lain sebagainya. Dampak yang dapat ditimbulkan oleh asap yang berlebihan adalah dalam jangka pendek asap akan mengiritasi membran mukosa tubuh, mulai dari mata, sampai saluran napas[3]. Pada mata pasti akan merah, perih, dan berair. Sedangkan pada saluran napas menyebabkan bersin-bersin dan produksi dahak meningkat. Dalam jangka panjang, rusaknya pusat pertahanan alami saluran napas ini akan mempermudah masuknya kuman[11]. Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nila F Moeloek menyebutkan sebanyak 22.535 orang menderita gangguan kesehatan yakni ISPA (infeksi saluran pernafasan atas) akibat asap [4]. Angka penderita Infeksi Saluran Pernapasan Akut (ISPA) di Sulawesi Selatan setiap tahun mengalami peningkatan sekitar 100 persen. Berdasarkan data yang dihimpun Tribun Timur di dua rumah sakit diantarannya Rumah Sakit Labuan Baji, Jl dr Ratulangi, Makassar dan RSU Haji, Jl Dg Ngepe, sejak tahun 2011 sebanyak 141 Pasien, 2012 sebanyak 261 pasien, dan awal 2013 sebanyak 74 pasien[11]. Asap di dalam rumah meskipun masih tergolong tipis namun jika dibiarkan terus menerus terhirup maka zat-zat yang terkandung di dalamnya dapat mengganggu kesehatan pula. Selain dampak terhadap kesehatan, asap juga dapat menimbulkan bau tidak sedap jika terus mengendap dalam ruangan. Dengan demikian dibutuhkan sirkulasi udara yang cukup. Namun tidak semua ruangan mempunyai sirkulasi udara yang lancar. Oleh sebab itu dengan mempertimbangkan berbagai hal dan melihat data pasien penyakit ISPA yang kian bertambah maka penulis berinisiatif untuk melakukan penelitian membangun alat penghisap asap sekaligus mengharumkan ruangan demi mengurangi resiko yang ditimbulkan oleh asap. Tujuan penelitian pembuatan alat penghisap asap multifungsi menggunakan arduino adalah untuk mendeskripsikan bahaya asap bagi kesehatan. Mengetahui cara kerja penghisap asap menggunakan mikrokontroler arduino. Mengetahui kebutuhan sistem dalam membangun alat penghisap asap. Mengetahui perangkat lunak dapat mengendalikan perangkat keras. Mengetahui cara menjalankan alat penghisap asap secara otomatis. Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana mendeskripsikan bahaya asap terhadap kesehatan, bagaimana sistem kerja alat penghisap asap multifungsi menggunakan mikrokontroler, bagaimana kebutuhan sistem alat penghisap asap multifungsi menggunakan 328
mikrokontroler, bagaimana perangkat lunak dapat mengendalikan perangkat keras. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen, yaitu cara yang dilakukan dengan mengujicoba sistem yang telah dibangun dengan mengaktifkan semua fungsifungsi sistem sehingga dapat diamati sejauh mana tujuan penelitian yang telah ditetapkan telah tercapai dan metode pengujian, yaitu cara yang dilakukan untuk menguji perangkat lunak dan perangkat keras untuk menemukan kesalahan dalam rangka melakukan perbaikan sistem. Kecuali bab Pendahuluan dan bab Kesimpulan dan Saran, penulisan judul-judul bab sebaiknya eksplisit menyesuaikan isinya. Tidak harus implisit dinyatakan sebagai Dasar Teori, Perancangan, dan sebagainya. 2. Tinjauan Pustaka Penelitian tentang penghisap asap menggunakan mikrokontroler telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya diantaranya M. Aldiki Febriantono yang merancang dan membangun alat pengurai asap rokok pada smooking room menggunakan kontroler PID [9], R.F. Talumewo,dkk meneliti tentang alat pengkondisi udara pada ruangan menggunakan sensor co dan temperature yang mana dapat mengatur sirkulasi udara dalam ruangan agar terbebas dari asap rokok namun belum menggunakan sensor MQ-2 [10], Jeprianus Supriadi Silaban, dkk meneliti tentang pembuatan alat penghisap asap rokok (co) otomatis di dalam ruangan berbasis mikrokontroler ATmega 8535 [7]. 2.1 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah mikroprosessor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosessor serba guna yang digunakan dalam sebuah PCkarena mikrokontroler unumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosessor yaitu memori dan pemrograman.[1] umumnya merupakan produk samping yang tidak diinginkan dari api (termasuk kompor dan lampu) serta pendiangan, tapi dapat juga digunakan untuk pembasmian hama (fumigasi), pertahanan (layar asap, smoke-screen) atau penghirupan tembakau atau obat bius. Asap kadang digunakan sebagai agen pemberi rasa (flavoring agent), pengawet untuk bahan makanan, dan bahan baku asap cair. Namun asap dapat menyebabkan pencemaran udara[5]. Menurut keputusan Menteri Kesehatan No 289 Tahun 2013 tentang prosedur Pengendalian dampak Pencemaran Udara Akibat Kebakaran Hutan terhadap kesehatan, monitoring kualitas udara menggunakan Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU) yang dapat diperoleh dari Dinas Kesehatan atau Badan Pengendalian Lingkungan Hidup Daerah (BPLHI) atau laboratorium daerah dan stasiun pemantauan lainnnya. Parameter yang diukur adalah debu (PM-10), sulfur dioksida (SO2), Karbon Monoksida (CO2 ), Ozon (O3), dan nitrogen dioksida (NO2), Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU) adalah 0-50 kategori baik, 51-100 kategori sedang, 101-199 kategori tidak sehat, 200-299 kategori sangat tidak sehat, 300-399 kategori berbahaya, dan lebih 400 kattegori sangat berbahaya[8]. 2.4 Sensor MQ-2 Pada dasarnya prinsip kerja dari sensor MQ2 adalah mendeteksi keberadaan gas-gas yang dianggap mewakili kandungan dari asap rokok secara keseluruhan, yaitu gas Hydrogen dan Methane [6]. Sensor MQ2 mempunyai tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas tersebut. Jika sensor tersebut terdeteksi keberadaan gas-gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ2 ini, kandungan gas-gas tersebut dapat diukur. 2.5 Alur Kerja Implementasi Mikrokontroler pada Penghisap Asap 2.2 Arduino Uno Arduino Uno adalah suatu papan elektronik yang mengandung mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno mengandung mikroprosessor berupa Atmel AVR dan dilengkapi dengan oscillator 16 MHz dan regulator 5 volt[1]. Oleh sebab itu arduino uno dianggap sebagai mikrokontroler yang lebih efektif karena komponen lebih lengkap. 2.3 Asap Asap adalah suspensi partikel kecil di udara (aerosol) yang berasal dari pembakaran tak sempurna dari suatu bahan bakar [2]. Asap 329 Gambar 1 Alur Kerja Implementasi Mikrokontroler pada Penghisap Asap
3. Hasil dan Pembahasan a. Rangkaian Perangkat Keras 6. Jika kondisi yang diharapkan sudah sesuai, maka perangkat elektronika sudah bisa dipasangkan pada simulasi mekaniknya. Pengujian rangkaian mikrokontroler untuk lebih jelas hasil pengujian dapat di lihat pada tabel 1 berikut : Tabel 1 Hasil Pengujian Alat Vin Rangkaian Keterangan Gambar 2 Rangkaian Mikrokontroler pengisap asap multifungsi Gambar 2 menunjukkan rangkaian yang dibangun dengan menggunakan mikrokontroler Arduino yang dapat digunakan untuk mendeteksi asap. Jika kadar asap melebihi kondisi normal maka penghisap asap bekerja dalam hal ini kipas yang bertujuan untuk mengeluarkan asap dari ruangan. Kipas akan bekerja secara terus menerus sampai kondisi pembacaan sensor asap menghasilkan nilai normal. Jika kondisi udara di dalam ruangan sudah dinyatakan normal maka kipas akan berhenti secara otomatis. b. Pengujian perangkat keras dan perangkat lunak Pengujian perangkat keras dilakukan apabila rangkaian elektronika telah selesai. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran dari rangkaian. Pengujian ini sangat penting untuk mengetahui apakah rangkaian yang dirancang dapat bekerja sesuai kehendak. Selain itu juga untuk mengetahui ada tidaknya salah satu komponen yang rusak. Pengujian dilakukan dengan Avometer (Multimeter). Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut : 1. Semua komponen dialiri tegangan yang sesuai dengan kebutuhannya untuk rangkaian mikrokontroler menggunakan tegangan inputan sebesar 3.7 Vdc. 2. Jika kondisi lampu indikator menyala dipastikan semua tegangan yang menuju rangkaian normal. Sementara untuk menguji mikrokontroler harus dilakukan upload program dengan menggunakan program compiler (arduino uno) yang sudah ada. 3. Saat sensor mendeteksi adanya objek maka fan bekerja. 4. Lakukan pengujian hingga kondisi yang diharapkan sesuai. 5. Lakukan pengujian hingga kondisi yang diharapkan sesuai. 330 < 3.5 Vdc Tidak berfungsi dengan baik 3.7 Vdc Berfungsi maksimal > 5 Vdc Dapat merusak mikro Keterangan : 1. Vin kurang dari 3.5 Vdc adalah tegangan kecil yang masuk ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler tidak berfungsi dengan baik. 2. Vin 3.7 Vdc adalah tegangan sandar yang masuk ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler berfungsi maksimal. 3. Vin lebih dari 5 Vdc adalah tegangan yang cukup besar untuk dikonsumsi oleh mikro sehingga dapat merusak mikro. Pengujian sensor asap untuk lebih jelas hasil pengujian dapat di lihat pada tabel 2: Asap Hasil Obat Nyamuk Rokok Uap Air Tidak Kertas Tabel 2 Hasil Pengujian Sensor Asap Tampilan Pembacaan Sensor Gambar 3 Pengujian asap obat nyamuk Gambar 3 merupakan tampilan serial monitor aplikasi arduino yang menunjukan hasil nilai kadar asap yang berada di dalam prototype pada saat pengujian kadar asap yang terkandung dalam obat nyamuk.
Berdasarkan tabel 3 menunjukkan pengujian penghisapan asap pada saat menggunakan alat dan tanpa menggunakan alat dimana dapat disimpulkan penghisapan asap menggunakan alat jauh lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan alat. Gambar 4 Pengujian uap air panas Gambar 4 merupakan tampilan serial monitor aplikasi arduino yang menunjukan hasil nilai kadar udara yang berada di dalam prototype pada saat pengujian kadar udara uap air panas. 4. Kesimpulan dan Saran a. Kesimpulan Setelah melakukan penelitian ini hingga tahap 70% maka dapat disimpulkan bahwa mikrokontroler Arduino dapat dihubungkan dengan sensor MQ2 dan kipas untuk menghasilkan sebuah rangkaian mikrokontroler yang dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan asap. Hasil pembacaan sensor MQ2 akan diteruskan ke mikrokontroler dan menjadi inputan terhadap kipas. b. Saran Adapun saran dalam penelitian ini adalah : 1) Sebaiknya menggunakan sensor asap yang tingkat sensitifitasnya lebih tinggi. 2) Memadukan dengan metode pengambilan keputusan Daftar Pustaka: Gambar 5 Pengujian Tanpa Asap Gambar 5 merupakan tampilan serial monitor aplikasi arduino yang menunjukan nilai kadar udara yang berada di dalam prototype pada saat pengujian tanpa asap. Keterangan : 1. Jika kadar asap yang diterima oleh sensor lebih dari 150 ppm maka kipas aktif. 2. Kipas berhenti saat kadar asap yang diterima sensor antara 147 ppm hingga 149 ppm 3. Dalam kondisi stabil atau sensor tidak mendeteksi adanya asap dengan kisaran kadar udara dibawah 150 ppm maka kipas tidak akan aktif. Tabel 3 Hasil Pengujian Penghisapan Asap No Uji tanpa alat Uji dengan alat 1 45 menit 12 detik 1 menit 17 detik 2 43 menit 1 detik 1 menit 19 detik 3 45 menit 58 detik 1 menit 10 detik 4 39 menit 23 detik 1 menit 11 detik 5 45 menit 31 detik 54 detik [1] Abdul Kadir.2012.Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino.ANDI.Yogyakarya [2] Anonym.Pengertian Asap.https://id.wikipedia.org/wiki/Asap. (diakses 10 mei 2016). [3] Anonym. http://kabarimbo.com/dampakburuk-kabut-asap-bagi-kesehatan-tubuh-kita (diakses tanggal 21 mei 2016) [4] Anonym. Penderita ISPA akibat asap mungkin terus bertambah. http://www.antaranews.com/berita/518457/pen derita-ispa-akibat-asap-mungkin-terusbertambah (diakses tanggal 15 mei 2016) [5] Infodatin.Masalah Kesehatan Akibat Kabut Asap Kebakaran Hutan dan Lahan. Pusat Data dan Informasi kementerian Kesehatan RI. ISSN 2442-7659 [6] Haryoko,Sapto 2010. Karakteristik Sensor MQ2. http://elektro.unm.ac.id>jurnal (akses tanggal 8 mei 2016) [7] Jeprianus Supriadi Silaban, dkk.2013. Perancangan dan Pembuatan alat penghisap asap rokok (co) otomatis di dalam ruangan berbasis mikrokontroler ATmega 8535. Jurusan Teknik Elektro. Politeknik Negeri Medan [8] Kusumaatmadja,Sarwono.2015. http://cets- uii.org/bml/udara/ispu/ispu-indeks- Standar-Pencemar-Udara.htm (akses tanggal 9 mei 2016) [9] M. Aldiki Febriantono. Perancangan dan 331
Pembuatan Alat Pengurai Asap Rokok pada Smoking Room Menggunakan Kontroler PID. Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&e src=s&source=web&cd=3&ved=0ahukewjw 8vP3wv3MAhWDjZQKHUuWA2wQFggrM AI&url=http%3A%2F%2Felektro.studentjour nal.ub.ac.id%2findex.php%2fteub%2farticle %2Fdownload%2F263%2F221&usg=AFQjC NGKxDIlGYSNAA9qp1cLOsGO12bbmQ&si g2=lttxirznn0r3f7e_sd0oqa &bvm=bv.123325700,d.dgo [10] R.F. Talumewo,dkk. Rancang Bangun Alat Pengkondisi Udara Pada Ruangan Menggunakan Sensor CO dantemperatur. Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado. http://ejournal.unsrat.ac.id/index.php/elekdank om/article/view/603.(diakses 14 mei 2016) [11] Zhainal.2013.akibat polusi terhadap kesehatan. http://zhainal99.blogspot.co.id/2013/09/akibatpolusi-terhadap-kesehatan-tubuh.html (diakses pada 20 mei 2016) 332