Laporan MQ-7 Proses
September 20, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Laporan MQ-7 Proses...
Description
LAPORAN PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGUKURAN KARBON MONOKSIDA PORTABEL
DE SI GN AND MANUF MANUF ACT ACTURE URE PORTABLE PORTABLE CARBON MONOX M ONOXII D E M E A SUR E M E N T
1. 2. 3. 4. 5. 6.
KELOMPOK 1 DINDA AULIA NPT FAUZY AMRY PAMUNGKAS NPT GITA PRIYO ADITYA NPT KURNIA RUBI ANDINI NPT MUHAMMAD MUHAMM AD NAZARUDDIN NPT SHODIQ WINARKO NPT
41.13.0006 41.13.0010 41.13.0013 41.13.0019 41.13.0022 41.13.0028
INSTRUMENTASII 6A INSTRUMENTAS
SEKOLAH TINGGI METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA
TANGERANG SELATAN 2017
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Portabel
“
”
Perancangan Dan Pembuatan Pengukuran Karbon Monoksida
dengan baik dan tepat waktu. Sholawat dan salam semoga selalu
tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan kepada kita semua sebagai umatnya yang selalu mengharapkan syafaatnya. Selama penulis menyusun menyusun dan merancang tugas ini hingga terselesaikannya penelitian ini, banyak sekali mendapatkan bantuan, dorongan dan motivasi dari berbagai pihak. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan motivasi tersebut, penulis tidak dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik dan tepat waktu. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Drs. Agus Tri Sutanto, M.T selaku Kaprodi Instrumentasi. 2. Bapak Wahyu Nugroho selaku dosen pengampu mata kuliah Praktik Perancangan Sistem Instrumentasi. 3. Teman-teman kelas Instrumentasi 6A yang telah membantu penyusunan tugas ini. Semoga kebaikan yang telah diberikan semuanya mendapat balasan dari Allah SWT. Penulis menyadari banyak kesalahan dan kekurangan dalam penulisan ini, dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang penulis miliki. Maka dari itu penulis sangat sangat mengharapkan mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca pembaca dalam kesempatan lain. Semoga karya tulis ini bermanfaat bagi para pembaca dan dalam dunia ilmu pengetahuan.
Tangerang , Juli 2017
Penulis
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ......................................... .............................................................. ........................................... ................................ .......... i DAFTAR ISI......................................... .............................................................. ........................................... ............................................ ........................ii ..ii DAFTAR TABEL................................................... .......................................................................... ............................................ ......................... ....iv DAFTAR GAMBAR ........................................... ................................................................. ........................................... .............................. .........v DAFTAR LAMPIRAN............................................... ..................................................................... ........................................... .......................vi ABSTRACT..................................................... ........................................................................... ............................................ .............................. ........ viii BAB I PENDAHULUAN ......................... ............................................... ............................................ ......................................... ................... 1 1.1
LATAR BELAKANG......................................... .............................................................. ...................................... .................1
1.2
RUMUSAN MASALAH ........................................ ............................................................. .................................. ............. 2
1.3
BATASAN MASALAH ......................................... .............................................................. .................................. ............. 2
1.4 1.5
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN........................................... ............................................. .. 2 METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... ................................................................ ..... 3
1.6
SISTEMATIKA PENULISAN ...................................... ........................................................... .......................... ..... 3
BAB II LANDASAN TEORI ............................. ................................................... ............................................ ............................... ......... 5 2.1
KAJIAN PUSTAKA ........................................... ................................................................. ...................................... ................5
2.2
KARBON MONOKSIDA (CO) ........................................... .............................................................. ...................5
2.3
PERANGKAT KERAS ..................... ........................................... ............................................ .................................. ............ 6
2.3.1
Mikrokontroler .......................................... ............................................................... ......................................... ....................6
2.3.2 Sensor Gas MQ-7 ........................................... ................................................................. ......................................... ...................9 2.3.5 Real Time Clock (RTC) .................................... ......................................................... .................................... ...............11 2.3.7
Liquid Crystal Display (LCD) 16 x 2 ..................... ........................................... ......................... ... 12
2.3.7
Aktuator (Buzzer)........................................... ................................................................. .................................... ..............13
2.4
PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE).......................................... ................................................. ....... 13
2.4.1 Arduino IDE...................................................... ............................................................................ .................................... ..............13 2.3.2 Labview ........................................... ................................................................. ............................................ ................................ .......... 15 2.3.3 Proteus .......................................... ............................................................... ........................................... .................................... ..............16 ii
BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT ...... ........................... ........................ ... 18 3.1
PERANCANGAN HARDWARE.......................................... ........................................................... .................18
3.1.1
Blok Diagram Alat ........................................... ................................................................. ................................ .......... 18
3.1.2 Sistem Antar Muka Hardware .......................................... ............................................................... .....................19 3.1.3 Konsep Perancangan Hardware ........................................... ............................................................ .................20 3.1.4 3.2
Diagram Alir Perancangan dan Instalasi Hardware ......................... ......................... 20
PERANCANGAN SOFTWARE ........................................... ............................................................ ................. 2 21 1
3.2.1
Perancangan Pada Mikrokontroler ......................................... ................................................... .......... 22
3.2.2
Diagram Alir Perancangan perangkat lunak ..................... .................................... ...............22
3.3
PERANCANGAN CASING ................................... ......................................................... ................................ .......... 23
3.4
PERANCANGAN TAMPILAN ............................................ ............................................................. ................. 2 24 4
3.5
IMPLEMENTASI ALAT........................................... ................................................................. ............................. .......24
3.5.1 Tampilan Alat......................................... ............................................................... ............................................ ......................... ...25 3.5.2 Tampilan Data .................................... ......................................................... ........................................... ............................. ....... 25
iii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Range Konsentrasi CO yang Dapat Menimbulkan Dampak Dampak................ ................6
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram Dia gram Mikrokontroler......................................... ......................................................... ................7 Gambar 2.2 Struktur Pin ATMega328 dengan Menggunakan Arduino ........ ............. ..... 8 Gambar 2.3 Bentuk Fisik Fisi k Arduino UNO .......................................... ............................................................. ...................9 Gambar 2.4 Bentuk Fisik Sensor MQ-7 ............................................ ............................................................... ...................9 Gambar 2.5 Karakteristik sensor MQ-7 ..................................... .......................................................... ........................ ... 10 Gambar 2.6 Struktur sensor MQ-7 ...................... ............................................ ............................................ ......................... ... 11 Gambar 2.7 Rangkaiam sensor MQ-7 ........................................... ................................................................ .....................11 Gambar 2.8 Modul RTC IC DS1307 ....................................................... ................................................................. .......... 12 Gambar 2.9 Bentuk Fisik LCD 16x2 .................................................. ................................................................ ..............13 Gambar 2.10 Bentuk Fisik Buzzer ............................. .................................................. ....................................... ..................13 Gambar 2.11 Tampilan Arduino IDE ......................................... .............................................................. ........................ ... 14 Gambar 2.12 Tampilan Depan Labview ........................................... ............................................................ .................15 Gambar 2.13 Tampilan Depan Proteus .................................................... .............................................................. .......... 17 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ..................................... .......................................................... ................................ ........... 18 Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem ......................................... .............................................................. ............................. ........ 21 Gambar 3.3 Diagram Alir Ali r Perancangan Mikrokontroler ................................ ................................... ... 23
v
DAFTAR LAMPIRAN
vi
INTISARI
Perancangan Dan Pembuatan Pengukuran Karbon Monoksida Portabel
Pengukuran karbon monoksida (CO) bertujuan untuk mengetahui banyaknya kadar CO yang ada di udara. udara. Melalui pengukuran CO tersebut dapat diketahui kadar CO yang ada di udara dan menentukan apakah CO masih dalam tingkat aman bagi pernapasan. Melihat pentingnya pengamatan tersebut, maka diperlukan sebuah alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengukuran kadar CO di udara. Tulisan ini membahas mengenai perancangan dan pembuatan sebuah pengukur kadar CO portable. portable. Perangkat ini terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri dari Aduino UNO UNO berbasis mikrokontroler ATMega 328 sebagai mikrokontroler, modul sensor MQ-7, dan LCD 16x2 sebagai penampil data. Perangkat lunak terdiri dari Arduino IDE, Proteus dan Labview.. Hasil pengukuran prototipe pengukur kadar CO ditampilkan dan disimpan melalui PC melalui aplikasi Labview untuk mempermudah dalam proses pengolahan data.
Kata kunci : Karbon monoksida, LCD 16x2, Mikrokontroler Arduino UNO
ATMega328.
vii
AB A B STR ST R A CT
D esig si g n And A nd Manufa Manufactur cture e P or ta table ble C ar bon Mo M onoxide noxi de M easure sur ement
Measurements of carbon monoxide (CO) aims to determine the amount of CO content in the air. air. Through these CO measurements can be known levels of CO in the air and determine whether the CO is still in a safe level for breathing. Given the importance of these observations, a tool that can be used to measure CO levels in the air is required. re quired. This paper discusses the design and manufacture of a portable CO measurement meter. This device consists of hardware and software. The hardware consists of Aduino UNO based microcontroller ATMega 328 as microcontroller, MQ-7 sensor module, and 16x2 LCD as data viewer. The software consists of Arduino IDE and Labviews. The measurement results of the measurement prototype CO is displayed and stored via PC via Labview application to simplify the data processing. processing.
K eyw ywo or ds : Carbon monoxide, 16x2 LCD, Arduino Microcontroller UNO ATMega328, Labview. Labview.
viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Seiring dengan perkembangan zaman dan perkembangan teknologi yang semakin pesat. Kebutuhan masyarakat akan perangkat-perangkat rumah tangga kini semakin meningkat, maka terciptalah begitu banyak perangkat dengan teknologi yang begitu inovatif sebagai penunjang kebutuhan masyarakat itu sendiri.Salah satu penunjang kebutuhan masyarakat adalah kendaraan bermotor. Bertambahnya jumlah kendaraan bermotor mengakibatkan pencemaran udara juga semakin meningkat. Hal ini menyebabkan kondisi udara tercemar, karena gas buang hasil dari pembakaran kendaraan mengandung racun yang berbahaya bagi lingkungan, terutama karbon monoksida (CO). Seperti diketahui bahwa proses pembakaran bahan bakar dari motor bakar menghasilkan gas buang yang secara teoritis mengandung unsur CO. Dalam mendukung usaha pelestarian lingkungan hidup, negara-negara di dunia mulai menyadari bahwa gas buang kendaraan merupakan salah satu polutan atau sumber pencemaran udara terbesar, oleh karena itu gas buang kendaraan harus dibuat sebersih mungkin agar tidak mencemari udara. Untuk bisa mengetahui kondisi gas buang pada kendaraan bisa di tes dengan alat uji emisi untuk mengetahui tingkat emisi pada gas buang kendaraan. Namun kebanyakan alat yang ada sangatlah tidak efisien dalam penggunaan karena bentuknya yang besar dan juga dalam penggunaannya, alat uji emisi tidak bisa digunakan dalam kondisi kendaraan sedang beroperasi. Oleh sebab itu dirancang suatu alat ukur kadar karbon monoksida (CO) pada gas buang kendaraan bermotor, agar dapat mengetahui tingkat penataan terhadap nilai ambang batas emisi gas buang, sedangkan melalui perawatan kendaraan bermotor dapat diupayakan untuk menurunkan emisi gas buang kendaraaan bermotor, memperpanjang usia kendaraaan dan menghemat penggunaan bahan bakar, yang pada akhirnya dapat dapat mengendalikan pencemaraan udara. Penulis melihat bahwa kadar CO di udara merupakan factor yang berperan cukup besar terhadap kerusakan kesehatan, maka penulis mencoba untuk merancang sebuah prototipe alat ukur kadar CO di udara atau CO analyzer melalui 1
sebuah
tulisan
dengan
judul
“PERANCANGAN “PERANCANGAN
DAN
PEMBUATAN
PENGUKURAN KARBON MONOKSIDA PORTABEL”. PORTABEL”. Penulis berharap dengan perancangan prototipe CO analyzer ini dapat membantu Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG) sebagai sarana praktek peralatan geofisika dan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). ( BMKG).
1.2 RUMUSAN MASALAH
Dalam tulisan ini, penulis merumuskan beberapa masalah diantaranya adalah 1. Bagaimana cara merancang dan membuat alat ukur kadar CO di udara dengan menggunakan komponen komponen yang dapat diperoleh di pasaran? 2. Bagaimana cara membuat program pada mikrokontroler agar dapat mengeluarkan output hasil pengukuran kadar CO yang selanjutnya dapat (LCD) dan Pesonal Computer (PC). ditampilkan pada Liquid pada Liquid Crystal Display Display (LCD) 3. Bagaimana membuat sistem akuisisi dalam PC menggunakan program Labview. Labview.
1.3 BATASAN MASALAH
Agar dalam penulisan ini lebih sistematis dan pembahasan tidak melenceng dari topik pembahasan, maka penulis membatasi penulisan pada: 1. Menggunakan software Arduino untuk akuisisi dan software Labview untuk tampilan. 2. Tidak membahas mengenai kandungan lain yang ada di udara. 3. Metode pengujian dan analisa yang digunakan untuk mengetahui kualitas data adalah dengan metode membandingkan hasil pengukuran dan range yang telah ditentukan oleh KABAPEDDAL. 4. Pengukuran menggunakan ppm gas CO dengan mengubah nilai resistansi sensor
1.4 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN PENELITIAN
Tujuan yang ingin ingin dicapai oleh penulis adalah sebagai berikut: 1. Merancang dan membuat prototipe CO analyzer anal yzer dengan menggunakan sensor MQ-7 dan mikrokontroler ATMega328.
2
2. Merancang dan membuat program akuisisi, tampilan dan penyimpanan dari hasil pengukuran menggunakan software Arduino dan Labview. 3. Mengetahui prinsip kerja dan metode pengujian pengujian dari alat yang dirancang. dirancang. Manfaat yang diharapkan dari penelitian adalah sebagai berikut:
1. Membantu STMKG dalam penyediaan sarana praktikum kualitas udara untuk taruna. 2. Dapat dijadikan alat pengukur kualitas udara yang memiliki data akurat dalam perkembangan selanjutnya setelah melalui perbaikan dan pengujian. pengujian.
1.5 METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian yang digunakan penulis sebagai berikut : 1. Studi literatur dan diskusi Pada tahap pertama perancangan ini penulis akan mempelajari literatur yang berhubungan dengan perancangan alat ukur kadar CO dan komponen pendukung yang digunakan. Penulis juga berdiskusi dengan dosen - dosen dan teman-teman untuk memperkaya wawasan penulisan. 2. Perancangan perangkat keras Rangkaian yang akan dirancang meliputi rangkaian mikrokontroler, Real Time Clock (RTC), (RTC), sensor MQ-7, actuator (buzzer), dan display. display. 3. Perancangan perangkat lunak Perancangan perangkat lunak menggunakan Arduino Software (IDE) dan program Labview. 4. Pengujian alat Pengujian alat dilakukan dengan metode komparasi, yaitu membandingkan antara nilai ppm dari hasil hasi l pengukuran alat prototipe dengan hasil pengukuran oleh alat operasional. Pengukuran dilakukan pada tempat yang sama.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Penulis akan membagi materi menjadi lima bab pada penulisan ini. Isi dari kelima bab tersebut tersebut adalah sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN
3
Bab ini membahas mengenai mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi penelitian serta sistematika penulisan. BAB II
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai tinjauan pustaka, pengertian umum tentang CO, metode pengukuran CO, mikrokontroler, LCD 16x2, RTC, actuator dan software software berupa Labview. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT Bab ini membahas mengenai perencanaan dari perancangan alat, meliputi proses dari perancangan blok diagram, komponen (modul) yang digunakan, perancangan hardware dan software, diagram alir serta implementasi impleme ntasi alat hasil rancangan dengan tampilan data.
BAB IV PENGUJIAN DAN DAN ANALISA ANALISA Bab ini membahas mengenai alasan dilakukan pengujian, metode (atau) cara pengujian pada alat yang yang dirancang dan hasil pengujian serta dilakukan analisa dari hasil yang didapatkan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa serta saran untuk penelitian selanjutnya agar diperoleh sistem yang lebih baik.
4
BAB II LANDASAN TEORI Bab ini penulis penulis akan menjelaskan tentang tinjauan pustaka dan teor teorii secara umum serta perangkat keras maupun lunak yang digunakan dalam penelitian yang berjudul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGUKURAN KARBON MONOKSIDA PORTABEL”. PORTABEL”. 2.1
KAJIAN PUSTAKA PUSTAKA
Pengukuraan karbon monoksida (CO) yang dilaksanakan oleh BMKG menggunakan CO Analyzer. CO analyzer menggunakan metode pengukuran UV Photometry untuk menghitung kadar CO di udara. Namun CO analyzer hanya ada di stasiun pengamatan kualitas udara. Kebutuhan akan peralatan pengukur kadar CO di daerah perkotaan sangatlah dibutuhkan mengingat banyaknya kendaraan bermotor di daerah perkotaan. perkotaan. Melihat permasalahan tersebut, membuat banyak peneliti merancang sebuah alat ukur kadar CO yang memiliki harga lebih murah dan terjangkau. Penelitian ini digunakan penulis untuk melakukan sebuah penelitian yaitu membuat sebuah rancang bangun alat ukur kadar CO. Pada perancangan alat ukur CO portabel , penulis mempunyai fokus untuk merancang sebuah prototipe alat ukur kadar CO dalam da lam kaitannya dengan penelitian kualitas udara.
2.2
KARBON MONOKSIDA (CO)
Karbon monoksida (CO) adalah gas yang tak berwarna dan tak berbau, CO dihasilkan dari pembakaran tak sempurna dari senyawa karbon sering terjadi pada mesin pembakaran dalam. CO terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran. CO sangatlah beracun dan merupakan sebab utama keracunan yang paling umum terjadi. Paparan dengan CO dapat mengakibatkan keracunan sistem saraf pusat dan jantung. 5
Berdasarkan keputusan KABAPEDDAL kategori kadar CO di udara dikelompokkan menjadi 5 kategori seperti yang tabel 2.1
Tabel 2.1 Range Konsentrasi Konsentrasi CO
2.3
No
Kategori
Rentang (ppm)
1 2
Baik Sedang
0-50 51-100
3
Tidak Sehat
101-199
4
Sangat Tidak Sehat
200-299
5
Berbahaya
300-500
PERANGKAT KERAS
Perangkat keras atau atau hardware adalah komponen dari sebuah sistem yang hardware adalah mempunyai sifat bisa dilihat dan diraba secara langsung atau berbentuk nyata Di bawah ini akan dijelaskan perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini.
2.3.1
Mikrokontroler
Mikrokontroler atau pengendali mikro adalah sebuah s ebuah komputer kecil (“ special purpose purpose computers computers”) ”) di dalam sebuah Integrated sebuah Integrated Circuit (IC). (IC). IC tersusun atas beberapa komponen yaitu Central Processing Unit (CPU) , , memori, timer , saluran komunikasi serial dan parallel, port input/output , Analog to Digital Converter (ADC), dll. Mikrokontroler digunakan sebagai pengendali sistem yang mengatur semua proses.
6
Gambar 2.1 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler Mikrokontroler
(http://fmpunya.blogspot.co.id/2012/06/dasar-teori-mikrokontroller-atmega32.html)
Merancang sebuah sistem yang berbasis mikrokontroler, diperlukan perangkat keras dan perangkat lunak yaitu: a. Microcontroller minimum system system Microcontroller minimum system atau sistem minimum mikrokontroler adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram. Sistem minimum sering dihubungkan dengan beberapa komponen untuk menjadi sebuah rangkaian. Beberapa komponen yang digunakan seperti power seperti power supply, supply, osilator Internet Sevice Provider ( ISP), ISP), rangkain reset dan lain-lain. b. Software Software pemrograman pemrograman dan compiler , serta downloader Software pemrograman Software pemrograman dan compiller digunakan untuk komunikasi antara komputer dan mikrokontroler. Downloader mikrokontroler. Downloader merupakan rangkaian penghubung antara komputer danmikrokontroler yang berfungsi untuk memasukkan listing program (berupa bit-bit logika) ke dalam mikrokontroler. Listing program 7
yang dikirim oleh software oleh software dari komputer ke dalam mikrokontroler biasanya berbentuk file .hex (heksa desimal). Software yang digunakan untuk menhunduh program (file .hex) ke dalam mikrokontroler adalah ISP Programer . Mikrokontroller yang digunakan pada perancangan prototipe CO Analyzer ini adalah AVR ATMEGA 328.
Gambar 2.2 Struktur Pin ATMega328 dengan Menggunakan Menggunakan Arduino
ATMega 328 memiliki spesifikasi yang cukup untuk digunakan pada perancangan prototype ini. Berikut Berikut adalah spesifikasi dari ATMega 328. Bekerja pada tegangan
5V
Tegangan input (rekomendasi)
7-12V
Tegangan input (limit) Pin I/O digital
6-20V 14 (of which 6 provide PWM output)
Pin input analog
6
Pin I/O arus DC
40 mA
Pin arus DC untuk 3,3 V
50 mA
Memori
32 KB of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM
2 KB
EEPROM
1 KB
Clock Speed
16 MHz
8
AVR ATMega 328 tersebut telah tertanam/terpasang di dalam modul Arduino UNO. Arduino UNO adalah merupakan board mikrokontroler berbasis ATMega328. Modul ini memiliki 14 digital input/output di mana 6 digunakan untuk PWM output dan 6 digunakan sebagai analog input, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, power USB, power jack , ICSP Header, dan tombol reset.
Gambar 2.3 Bentuk Fisik Arduino UNO
(http://belajar-dasar-pemrograman.blogspot.co.id/2013/03/arduino-uno.html)
2.3.2 Sensor Gas MQ-7
Sensor MQ-7 adalah sensor yang dapat mendeteksi gas CO dengan sensitivitas yang tinggi. Sensor MQ-7 merupakan sensor gas CO yang berfungsi untuk mengetahui konsentrasi gas CO, dimana sensor ini salah satunya dipakai dalam memantau gas CO. Sensor ini mempunyai sensitivitas yang tinggi dan respon yang cepat. Keluaran yang dihasilkan oleh sensor ini adalah berupa sinyal analog, sensor ini juga membutuhkan tegangan direct current (DC) (DC) sebesar 5V.
Gambar 2.4 Bentuk Fisik Sensor MQ-7
Pada sensor ini terdapat nilai resistansi resista nsi sensor (Rs) yang dapat berubah bila terkena gas dan juga sebuah pemanas yang digunakan sebagai pembersihan ruangan sensor dari kontaminasi udara luar.
9
Sensor ini membutuhkan rangkaian sederhana serta memerlukan tegangan pemanas ( Power Power heater ) sebesar 5V, resistansi beban ( Load resistance/RL), resistance/RL), dan output sensor dihubungkan ke analog digital converter (ADC), (ADC), sehingga keluaran dapat ditampilkan dalam bentuk sinyal digital. Maka nilai digital yang berupa output sensor ini dapat ditampilkan pada sebuah liquid crystal display display (LCD). Untuk karakteristik sensivitas sensor MQ-7 ada pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Karakteristik sensor MQ-7
Spesifikasi modul sensor MQ-7 adalah sebagai berikur: Dimensi
32x22x27 mm
Chip utama
LM393, MQ-7 gas sensor
Tegangan pemakaian
5V DC
Tegangan masukan
5V DC
Daya
150mA
Output digital
0 atau 5V (tingkat pemicu diatur mengunakan potensiometer onboard)
Output analog
0-5V (tergantung pada jumlah CO yang ada)
Struktur sensor MQ-7 terdiri dari lapisan sensor gas yang terbuat dari SnO2, electrode dari Au, saluran electrode dari Pt, kumparan pemanas dari alloy Ni-Cr, keramik tubular dari Al 2O3, jaringan anti ledakan dari stainless steel gauze (SUS316 100-mesh), cicin penjepit, dasar resin, dan tube pin. Untuk lebih l ebih jelasnya struktur sensor ditunjukkan pada gambar 2.6 10
Gambar 2.6 Struktur sensor MQ-7
Prinsip kerja sensor ini adalah, pada beberapa detik pertama, elemen Heater (H) akan memanaskan ruang sensor sehingga kondisi ruang sensor akan bersih dari gas, ketika sudah bersih bersi h maka sensor(lapisan pendeteksi=SnO2) akan mulai mendeteksi dan mengukur gas CO yang ada. Banyaknya gas CO yang ada(PPM) berbanding tebalik dengan nilai Rs, semakin tinggi ppm gas co, maka resistansi sensor semakin kecil, sehingga tegangan output sensor semakin besar, sebaliknya semakin kecil ppm gas co, semakin besar Rs sehingga s ehingga vout makin kecil. Rangkaian dasar sensor gas disajikan pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Rangkaiam sensor MQ-7
. 2.3.5 R eal T Tii me C lo lock ck (RTC) (RTC)
RTC adalah modul elektronik berupa IC yang dapat menghitung waktu (mulai detik, menit, jam, tanggal, bulan, serta tahun) dengan akurat dan menjaga/menyimpan data waktu tersebut secara real time. time. RTC tersebut bekerja 11
real time, time, sehingga setelah proses hitung waktu dilakukan keluaran datanya langsung disimpan atau dikirim ke peralatan lain melalui sistem antarmuka. RTC dilengkapi dengan baterai sebagai penyuplai tegangan pada IC, sehingga RTC akan tetap bekerja walaupun peralatan peralat an yang dihubungkan dengan RTC dimatikan. RTC dinilai cukup akurat sebagai pewaktu (timer (timer ) karena menggunakan osilator kristal.
Gambar 2.8 Modul RTC IC DS1307
(http://www.senith.lk/shop/item/43/ds1307-module-real-time-clock-modulertc) Modul RTC yang digunakan pada perancangan ini yaitu menggunakan IC DS1307 merupakan salah satu tipe IC RTC yang dapat bekerja dalam daya listrik rendah dengan presisi yang sangat tinggi dalam mencacah waktu. Modul ini menggunakan baterai kancing CR2032 yang dapat mengoperasikan module ini hingga 9 tahun (secara teoritis 17 tahun) tanpa bantuan external power 5 volt. RTC DS1307 ini diakses melalui protokol I2C. Modul ini juga sudah dilengkapi dengan 56 Bytes of Non-volatile memory available to user.
2.3.7
Liquid Crystal Display (LCD) 16 x 2
Liquid Crystal Display (LCD) adalah alat atau modul untuk menampilkan karakter yang diinginkan. LCD menggunakan dua buah lembaran bahan yang dapat mempolarisasikan kristal cair diantara kedua lembaran tersebut. Arus listrik yang melewati cairan menyebabkan kristal merata sehingga cahaya tidakdapat melalui setiap kristal, karenanya seperti pengaturan cahaya menentukanapakah cahaya dapat melewati atau tidak. Sehingga dapat mengubah bentukkristal cairannya membentuk tampilan angka atau huruf pada layar. l ayar. LCD telah banyak digunakan dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler sebagai penampil data.
12
Gambar 2.9 Bentuk Fisik Fisik LCD 1 16x2 6x2
(http://graemewieden.github.io/flow_sender) 2.3.7
Telemetri 433 MHz
Telemetri (sejenis dengan telematika) adalah sebuah teknologi yang memungkinkan pengukuran pengukuran jarak jauh dan pelaporan informasi kepada perancang atau operator sistem. Dalam perancangan ini, sistem telemetri yang digunakan adalah modul 3DR 433 MHz
Gambar 2.10 2.10 Bentuk Fisik Telemetri Telemetri 3DR 433 MHz
2.4
PERANGKAT LUNAK ( SOF SOF TWAR TWA R E )
Software atau perangkat lunak adalah suatu interface dari seperangkat Software instruksi
yang
disusun
menjadi
sebuah
mikrokontroler atau perangkat hardware hardware
program
untuk
memerintahkan
melakukan suatu pekerjaan. Pada
penelitian ini software yang digunakan digunakan adalah Arduino IDE, L Labview abview dan Proteus.
2.4.1 Arduino IDE
Arduino IDE adalah software yang digunakan untuk mengembangkan dan mengisi program ke dalam Arduino. Arduino IDE ini dapat digunakan pada OS
13
Windows, Windows, Mac OS dan Linux. Aplikasi ini digunakan untuk membuat, membuka, dan mengedit source code code arduino. Source code tersebut berisikan logika dan algoritma yang akan diupload ke dalam IC mikrokontroller yang tertanam di modul arduino.
Gambar 2.11 Tampilan Arduino IDE
Interface Arduino IDE tampak seperti gambar di atas. Dari kiri ke kanan dan atas ke bawah, bagian-bagian IDE Arduino terdiri dari: 1. Verify : pada versi sebelumnya dikenal dengan istilah Compile Compile.. Sebelum aplikasi diupload ke board Arduino, biasakan untuk memverifikasi terlebih dahulu sketch yang dibuat. Jika ada kesalahan pada sketch, nanti akan muncul error. Proses Verify/Compile Verify/Compile mengubah mengubah sketch ke binary code untuk diupload ke mikrokontroller. 2. Upload : tombol ini berfungsi untuk mengupload sketch ke board Arduino. Walaupun kita tidak mengklik tombol verify verify,, maka sketch akan di-compile, kemudian langsung diupload ke board. Berbeda dengan tombol verify verify yang hanya berfungsi untuk memverifikasi source memverifikasi source code saja. code saja. 3. New Sketch : Sketch : Membuka window window dan dan membuat sketch membuat sketch baru. baru. 4. Open Sketch : Sketch : Membuka sketch Membuka sketch yang yang sudah pernah dibuat. Sketch Sketch yang yang dibuat dengan IDE Arduino akan disimpan dengan ekstensi file .ino. 5. Save Sketch : Sketch : menyimpan sketch menyimpan sketch,, tapi tidak disertai mengcompile.
14
6. Serial Monitor : Membuka interface interface untuk untuk komunikasi serial, nanti akan kita diskusikan lebih lanjut pada bagian selanjutnya. 7. Keterangan Aplikasi : pesan-pesan yang dilakukan aplikasi akan muncul di sini, misal "Compiling " dan " Done Uploading " ketika kita mengcompile dan mengupload sketch mengupload sketch ke ke board Arduino. 8. Konsol : Pesan-pesan yang dikerjakan aplikasi dan pesan-pesan tentang sketch akan muncul pada bagian ini. Misal, ketika aplikasi mengcompile atau ketika ada kesalahan pada sketch yang kita buat, maka informasi error dan baris akan diinformasikan di bagian ini. 9. Baris Sketch : bagian ini akan menunjukkan posisi baris kursor yang sedang aktif pada sketch. pada sketch. 10. Informasi Port : bagian ini menginformasikan port yang dipakah oleh board Arduino.
2.3.2 LabView Laboratory Virtual
Instrument Engineering
Workbench
(LabVIEW)
merupakan software yang khusus digunakan untuk pemrosesan dan visualisasi data dalam bidang akusisi data, kendali dan intrumentasi, serta otomatisasi industri. Software ini pertama kali dikembangkan oleh perusahaan National Instruments (NI) pada tahun 1986.
Gambar 2.12 Tampilan Depan LabView
Beberapa kelebihan LabView dibandingkan dengan bahasa pemrograman lainnya adalah:
15
a.
Bahasa pemrograman LabVIEW jelas dan mudah dipahami, karena
berbentuk grafis, dengan instruksi berbentuk ikon-ikon, yang dihubungkan dengan garis/kawat untuk menunjukan aliran data, mirip seperti flowchart.. b.
Pembuatan program mudah, yaitu hanya dengan menarik keluar ikon
instruksi yang sudah tersedia di palet (kotak intruksi), dan menghubungkannya dengan kawat ke ikon yang lain. Kawat ini sama seperti variabel pada Bahasa pemrograman teks. Dengan cara ini, LabVIEW menyederhanakan pemrograman, karena kawat hanya akan terhubung apabila tipe t ipe datanya sesuai se suai sehingga menghilangkan kebutuhan manajemen memori dan deklarasi tipe data setiap variabel seperti dalam Bahasa pemrograman teks. c.
LabVIEW didesain sebagai sebuah bahasa pemrograman parallel
(multicore) yang mampu menangani beberapa insteruksi sekaligus sekali gus dalam waktu bersamaan. Hal ini sangat sulit dilakukan dalam bahasa pemrograman teks, karena biasanya bahasa pemrograman teks mengeksekusi instruksinya secara berurutan per baris, satu demi satu. Dengan LabVIEW, pengguna dapat membuat aplikasi eksekusi parallel ini secara mudah dengan menempatkan beberapa struktur loop secara terpisah dalam block diagram. d.
Sifat modular LabVIEW memungkinkan pengguna untuk membuat
program yang kompleks dan rumit menjadi sederhana, yaitu dengan cara membuat subprogram, atau di LabVIEW disebut subVI.
2.3.3 Proteus
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik diupgrade ke PCB sehingga dapat mengetahui PCB sudah benar atau tidak sebelum dicetak. di cetak. Proteus mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik s kematik yang dibuat. Software ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller. Proteus juga bagus untuk belajar
elektronika
seperti
dasar-dasar
elektronika
sampai
pada
aplikasi
mikrokontroller. Di dalam software ini sudah tersedia contoh aplikasi desain sehingga dapat menjadi referensi.
16
Gambar 2.13 Tampilan Depan Proteus
Fitur-fitur yang terdapat dalam Proteus adalah sebagai berikut : a. Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun m aupun analog maupun gabungan keduanya. b. Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis. c. Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC 8051 series. d. Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya. e. Mendukung
instrument-instrument
virtual
seperti
voltmeter,
ammeter,
oscciloscope, logic analyser, dan lain-lainnya. f. Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dan lain-lainnya. g. Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog. h. Mendukung open architecture sehingga bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi. i. Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
17
BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMEN IMPLEMENTASI TASI ALAT Bab ini penulis akan menjelaskan tentang pembuatan hardware hardware,, blok diagram alat, pembuatan software software,, casing, sistematika perancangan serta implementasi alat dan tampilan display prototipe alat ukur kadar CO portabel.
3.1
PERANCANGAN HARDWARE
Perancangan hardware hardware menjelaskan menjelaskan mengenai blok diagram perancangan alat secara keseluruhan yang terdiri dari mikrokontroler Arduino UNO ATMega328, RTC DS1307, sensor gas MQ-7, dan rangkaian LCD 16x2 serta sistem antarmuka yang digunakan. 3.1.1
Blok Diagram Alat
Blok diagram alat merupakan gambaran dari perancangan suatu alat, karena dari blok diagram inilah dapat diketahui cara kerja rangkaian alat secara keseluruhan, sehingga keseluruhan blok diagram rangkaian akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan dan dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan oleh perancang. RTC
DISPLAY PC
MIKON ATMega 328 LCD
SUMBER ARUS
INPUT
PROSES
OUTPUT
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Fungsi dari setiap komponen pada perancangan alat adalah sebagai berikut:
18
1.
Gas CO
:
Merupakan partikulat yang diukur dalam sistem perancangan.
2.
Modul Sensor MQ-7
:
Berfungsi sebagai masukan dan pendeteksi gas CO.
3.
Mikrokontroler
:
Sebagai penerima pengolah data output dari sensor. Selain itu mikrokontroler berfungsi juga
untuk
mengatur
menampilakan
dan hasil
pengukuran ke LCD, buzzer dan PC. 4.
RTC (DS1307)
:
Sebagai tanda waktu tanggal yang akan ditampilkan pada
5.
Catudaya/Sumber arus
:
LCD dan display pada PC. Sebagai sumber listrik untuk menjalankan sistem.
6.
LCD 16x2
:
Sebagai
output
menampilkan
data
untuk hasil
pengukuran dari sensor yang telah
diperoses
dalam
mikrokontroler. 7.
Display PC
:
Sebagai
output
menampilkan pengukuran menggunakan
pada
untuk hasil PC program
Labview.
3.1.2 Sistem Antar Muka Hardware
Sistem antarmuka yang digunakan pada alat ini adalah sebagai berikut: a. Antarmuka sensor ke mikrokontroler
19
RTC dan LCD 16x2 menggunakan menggunakan antarmuka komunikasi komunikasi I2C, dimana Pin SCL sebagai sumber clock dan Pin SDA sebagai jalur untuk mengirim dan menerima data melauli PORT SCL dan SDA pada Arduino UNO ATMega328. Sensor MQ-7 tersambung pada port A0 sebagai input. b. Antarmuka mikrokontroler ke komputer Alat ini menggunakan komunikasi USB to serial yang telah terdapat pada Ardunio UNO ATMega328 sehingga bisa berkomunikasi dengan komputer dan menampilkan data pada program Labview. Labview.
3.1.3 Konsep Perancangan Hardware
Konsep dasar perancangan alat ini adalah dengan mengacu pada metode pengukuran menggunakan menggunakan CO analyzer. Penulis ingin membuat prototype ini agar dapat mengukur kadar CO pada udara di area perkotaan yang lebih banya mengandung gas emisi dari kendaraan bermotor. Alat yang telah dirancang dan dibuat akan digunakan sebagai pengukur kadar CO disuatu tempat atau lokasi. Arus yang bersumber dari catudaya disambungkan ke seluruh rangkaian yang ada. Port A0 digunakan sebagai input dari sensor MQ-7 sedangkan port D2D7 digunakan untuk tampilan ke LCD. Semua port yang ada pada ATMega328 memilki internal pullup, pullup, jadi tidak memerlukan eksternal pull-up. pull-up. Semua port dapat di set sebagai input atau output, karena semua port dapat memilki internal pull-up pull-up sebagai input digital yang dapat berupa masukan tanpa pull-up pull-up atau flating . Contohnya Port A sebagai input ADC, dapat juga diset sebagai output dengan keluaran active-low active-low atau atau active-high active-high..
3.1.4 Diagram Alir Perancangan Perancangan dan Instalasi Hardware mulai
20 Menyambungkan
catudaya
Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem
Penjelasan diagram alir pada gambar 3.2 sebagai berikut: 1. Langkah pertama yang dilakukan untuk instalasi adalah pemasangan catu daya untuk menghidupkan alat. 2. Pengukuran dapat dilakukan apabila semua koneksi telah terhubung dengan bagus. 3. LCD dan PC akan menampilkan data-data pengukuran sehingga user dapat melakukan monitoring.
3.2
PERANCANGAN SOFTWARE
Software atau perangkat lunak yang digunakan adalah pemrograman Arduino
IDE
dan
Labview.
Dengan
menggunakan
program
ini
maka
mikrokontroler dapat membaca, mengolah dan menampilkan data hasil pengukuran kadar CO di udara ke LCD 16x2 dan PC secara real time. time. Perancangan software 21
terdiri dari perancangan program mikrokontroler AVR ATMega 328 dan Perancangan aplikasi Labview.
3.2.1
Perancangan Pada Mikrokontrol Mikrokontroler er
Perancangan program mikrokontroler menggunakan software arduino IDE. Software tersebut digunakan untuk membuat coding, logika dan algoritma yang akan digunakan pada mikrokontroler. Pembuatan coding, logika dan algoritma pada pemrograman pemrograman di mikrokontroler dapat dibantu dengan menggunakan program proteus. Program proteus ini bisa membantu dalam perancangan khusunya untuk pengkabelan sehingga mudah untuk untuk dibayangkan.
3.2.2
Diagram Alir Perancangan perangkat lunak
Perancangan perangkat lunak secara umum dapat dilihat melalui diagram alir yang ditunjukan pada gambar 3.3. Diagram alir tersebut menggambarkan proses bagaimana data-data yang berkaitan dengan gas CO, mulai dari awal proses pengukuran hingga hingga bisa diperoleh nilai CO dan dapat tampil di LCD mau maupun pun PC.
22
Gambar 3.3 Diagram Alir Perancangan Mikrokontroler
3.3
PERANCANGAN CASING
Perancangan casing dibuat untuk memberikan gambaran fisik dari prototipe CO Analyzer. Casing perlu dibuat agar komponen elektronik yang ada di dalamnya dapat terlindung dari gangguan dari luar. Rancangan casing untuk prototipe CO Analyzer yang dibuat dapat dilihat pada gambar 3.5 di bawah ini
23
CO Analyzer
Gambar 3.5 Rancangan Casing Prototipe CO Analyzer 3.4
PERANCANGAN TAMPILAN
Berikut adalah tampilan software akuisisi data dari CO Analyzer yang dirancang menggunakan software Labview
3.5
IMPLEMENTASI ALAT
Implementasi alat menjelaskan mengenai tampilan alat yang dirancang, cara kerja alat serta penjelasan dari setiap data yang ditampilkan.
24
3.5.1 Tampilan Alat
Hasi perancangan alat ukur kadar CO dapat dilihat pada gambar 3.4. Alat tersebut terdiri dari beberapa komponen yang memiliki fungsi masing-masing. Alat ukur ini terdiri dari data logger yang berada di dalam box berukuran 16cm x 13cm x 4cm yang berfungsi sebagai pemroses sinyal. Data yang telah diolah selanjutnya ditampilkan melalui LCD 16x2 yang berada di sisi depan alat serta sert a akan mengirimkan data ke PC melalui 3DR Telemetri 433 MHz.
Gambar 3.7 Tampilan alat ukur kadar CO
Komponen lain dalam alat ukur ini adalah sensor MQ-7 untuk mendeteksi kadar CO yang diletakkan di bagian atas alat.
Gambar 3.8 Letak sensor MQ-7 3.5.2 Tampilan Data
Tampilan data merupakan tampilan yang akan menunjukan nilai ataupun indikator dari data agar dapat dilihat langsung dalam bentuk numerik, grafik maupun tabel. Media yang digunakan sebagai penampil data dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan 2 (dua) macam tampilan yaitu LCD 16x2 dan program aplikasi menggunakan Labview. 1. Tampilan LCD Data yang ditampilkan pada LCD 16x2 adalah sebagai berikut : 25
2. Tampilan PC Berikut adalah tampilan data hasil akuisisi melalui software akuisisi :
26
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini akan dijelaskan mengenai hasil pegujian dari prototipe CO Analyzer menggunakan metode mengambil data langsung di lapangan dengan mengacu peraturan KABAPEDDA no (____) untuk selanjutnya akan dilakukan analisa data hasil pengujian
4.1 PENGUJIAN ALAT
Pengujian alat dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kebenaran hasil dari pengukuran kadar CO menggunakan prototipe CO Analyzer. Pengambilan data dilkaukan sebanya 5 kali dengan rincian sebagai berikut: 1. Pengambilan data pertama dilakukan di lokasi dan kondisi seperti data berikut: a. Waktu
: 25 Juli 2017
b. Lokasi
: Ruangan
c. Kondisi
: Suhu ruang kelembapan normal. Selama pengambilan data,
sensor diberika trigger beberapa kali berupa gas dari korek api dengan jarak 4cm
dalam kurun waktu bervariasi antara lain 5, 10 dan 20 detik.
d. Data
:
PPM 300 200 100 0
4.1.1 Alat dan Bahan
2 3 9 5 1 7 3 9 5 1 7 3 9 5 1 8 4 0 7 3 9 6 4 3 6 7 3 2 9 3 8 2 : : : : : 5 3 2 1 5 4 2 1 4 3 1 5 3 2 1 5 4 2 1 5 4 3 3 4 4 1 2 0 : : : : : : : : 6 : : : 3 : : : : : : : : 9 : : : : : : : : 8 0 1 3 5 7 8 0 2 4 1 7 9 1 2 4 6 8 0 1 3 5 7 3 0 2 4 6 8 0 3 5 5 : : : : : 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 2 : : : : : : : : 2 : : : 2 : : : : : : : : 2 : : : : : : : : 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2. Pengambilan Data Kedua a. Waktu
: 26 Juli 2017
b. Lokasi
: Ruangan
27
c. Kondisi
: Suhu ruang dengan kelembapan normal. Selama pengambilan
data, sensor diberika trigger beberapa kali berupa gas dari korek api dengan jarak 4cm dalam kurun waktu bervariasi antara lain 5, 10 dan 20 detik. d. Data
:
Chart Title 600 400 200 0 8 7 9 1 3 5 7 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 3 5 7 9 3 8 2 3 6 4 9 1 5 4 : : : : : : 3 2 5 3 1 5 4 2 4 2 1 5 3 1 5 4 2 1 4 2 1 5 4 3 2 1 : : 7 : : : : : : 9 : : : : : : : : : 6 : : : : : : : : 2 4 6 : 3 5 1 8 0 2 3 5 7 2 0 2 4 5 7 9 0 2 4 4 7 9 1 2 4 6 8 0 0 0 0 8 : : : : : : 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 0 4 4 5 5 5 5 5 0 : : 1 : : : : : : 1 : : : : : : : : : 1 : : : : : : : : 2 2 2 : 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 2 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3. Pengambilan Data Ketiga a. Waktu
: 28 Juli 2017
b. Lokasi c. Kondisi
: Luar ruangan : Suhu normal dengan kelembapan normal. Sensor berada dekat dengan knalpot sepeda motor.
d. Data
:
Kadar CO(PPM) Yamaha Mio Soul jarak 10-20 cm 300
Kadar CO(PPM) Yamaha Mio Soul jarak 50 cm 100
200 50 100 0 12:38:18 12:38:27 12:38:36 12:38:44 12:38:53
0 12:36:4312:36:5212:37:0 12:37:912:37:18
Kadar CO(PPM) Yamaha Mio Soul jarak 100 cm 60
Kadar CO(PPM) Yamaha Vega ZR jarak 10 cm 200
40 100 20 0 12:35:34 12:35:43 12:35:51 12:36: 12: 36:0 0 12: 36:9 12:36: 9
0 12:32: 12:3 2:24 24 12 12:3 :32: 2:33 33 12 12:3 :32: 2:41 41 12 12:3 :32: 2:50 50
Kadar CO(PPM) Yamaha Vega ZR jarak 50 cm 100 50
Kadar CO(PPM) Yamaha Vega ZR jarak 100 cm 60
28 40 20
0 12:28:13 12:28:22 12:28:31 12:28:39 12:28:48
0 12:26:47 12:2 6:4712:2 12:26:5612:2 6:5612:27:412:27 7:412:27:13 :1312: 12:27:2 27:22 2
Kadar CO(PPM) Motor Tiger Jarak 10cm
Kadar CO(PPM) Motor Tiger Jarak 50cm
600
400
400 200
200 0 12:44:56 12:45:4 12:45:13 12:45:22 12:45:30
0 12: 43:21 12:43: 2112: 12:43: 43:29 2912: 12:43: 43:38 3812: 12:43: 43:47 4712: 12:43: 43:55 55
Kadar CO(PPM) Motor Tiger Jarak 100cm 300 200 100 0 12:42:5512:43: 12:4 2:5512:43:3 312: 12:43:1 43:12 212:4 12:43:21 3:2112:4 12:43:29 3:29
4. Pengambilan Data Keempat a. Waktu
: 30 Juli 2017
b. Lokasi
: Luar Ruangan
c. Kondisi
: Suhu normal dan kelembapan normal. Pengambilan data setelah hujan
d. Data
:
DATA RATA-RATA PER MENIT (30 Juli 17) 90 80 70 60 50 40 30 20
29
10 0 17:02:24
17:09:36
17:16:48
17:24:0
17:31:12
17:38:24
17:45:36
5. Pengambilan Data Kelima a. Waktu
: 12 Agustus 2017
b. Lokasi c. Kondisi
: Luar Ruangan : Suhu dan kelembapan normal
d. Data
:
DATA RATA-RATA PER MENIT (12 Agst 17) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 17:02:24
17:09:36
17:16:48
17:24:0
17:31:12
17:38:24
17:45:36
4.2 ANALISA
1. Pengambilan Data di Ruangan Berdasarkan hasil pengujian data yang dilakukan di ruangan didapatkan hasil untuk menentukan waktu yang diperlukan sensor untuk kembali ke kondisi awal. Berikut data yang dihasilkan:
Waktu Stabil Sensor 1 100 50 0
… : … … … : … : … : … : … : … … : … : … : … : … : … … : … : … : : : : : 0 2 4 : 5 : 6 6 7 7 8 8 : 9 9 0 0 1 1 : 2 2 3 4 4 8 1 1 5 1 6 1 1 1 1 1 1 9 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 : : : 1 : : : : : : 1 : : : : : : 2 : : : : 2 : 2 2 2 2 2 2 : 2 2 2 2 2 2 : 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
300 200
2
2
2
Waktu Stabil Sensor 2 30
100 0 2 6 4 8 2 2 7 2 8 6 5 2 1 0 0 7 7 5 3 5 4 5 : : : : : : 3 5 2 4 1 5 1 4 3 3 3 3 : 3 3 3 : : : : : : : : 9 : 0 : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 5 5 6 6 7 7 8 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 : : : : : : : 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 : : : : : : : : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2 2
2
2
2
2
2
2
2
Waktu Stabil Sensor 3 80 60 40 20 0 6 2 8 5 2 0 0 8 4 2 0 0 9 0 0 2 3 5 6 7 8 9 : 3 5 2 5 2 5 1 4 1 4 1 3 1 4 1 4 1 4 1 4 1 9 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5 9 9 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 : 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 0 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Waktu Stabil Sensor 4 500 400 300 200 100 0 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 : : : : 4 1 4 1 4 1 4 1 3 : 3 3 3 3 3 5 2 5 : : : : : : : : : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : : : : 7 8 8 9 9 0 0 1 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 6 7 7 : : : : : 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 : : : : : : : : : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : : : : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Waktu Stabil Sensor 5 500 400 300 200 100 0 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 : : : : : : : : : : : 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 : 0 : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : 7 : 8 : 9 : 0 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 : : : : : : : : : : : 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Berdasarkan grafik di atas, waktu yang dibutuhkan sensor untuk kembali stabil setelah mengukur kadar CO dengan kadar CO berapapun adalah ± 10 menit. 2. Pengukuran Konsentrasi gas CO yang dihasilkan oleh motor dimana dalam pengujian ini motor dianggap sebagai salah satu sumber polutan (penghasil CO). 31
Metode yang dipakai dalam pengambilan data menggunakan jarak yang berbeda dan kemudian hasilnya dirata-rata seperti tabel berikut.
No
Jenis Motor
Konsentrasi
Jarak 0,5m
Jarak 0,1m
Jarak 1m 1 2
Vega ZR Mio Soul
43,44 32,09
71,57 69,12
162,91 178,00
3
Tiger
165,72
271,41
375,06
Berdasarkan data yang sudah dirata-rata maka dapat disimpulkan bahwa jarak, sensor dengan hasil pengukuran. Semakin dekat sensor dengan sumber polutan maka semakin bagus hasil pengukuran kadar CO. Sebaliknnya, semakin jauh sensor dengan sumber polutan maka semakin kurang bagus bagus hasil pengukurannya.
3. Pengambilan Data di Luar Ruangan Pengambilan data yang ketiga dilakukan sebanyak dua kali dilakukan pada jam yang sama dan tempat yang sama. Yang membedakan pengukuran adalah kondisi lingkungan. Pada pengambilan data yang pertama kondisi pengambilan dilakukan setelah hujan. Pengambilan data yang kedua dilakukan dengan kondisi cuaca cerah. c erah. Perbandingan Data 30 Juli 2017 (Setelah Hujan) dan 12 Agustus Agustus 2017 (Normal) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 17:02:24
17:09:36
17:16:48
17:24:0
12 Agustus 2017
17:31:12
17:38:24
17:45:36
30 Juli 2017
Dari tabel di atas didapatkan nilai rata-rata kadar CO pada tanggal 12 Agustus 2017 adalah 71.286 ppm dan nilai rata-rata pada tanggal 30 Juli 2017 adalah 70.716 ppm. Perbedaan nilai rata-rata disebabkan karena kondisi pengukuran pada tanggal 30 Juli 32
2017 dilakukan setelah hujan. Dari hal tersebut dapat disimpulkan bahwa kadar CO dipengaruhi oleh kelembapan. Semakin tinggi nilai kelembapan maka nilai CO akan semakin rendah dan semakin rendah nilai kelembapan maka nilai CO akan semakin rendah. Selain itu juga didapat bahwa setiap ada sepeda motor yang melintas didekat sensor, nilai CO akan meningkat 2-3 ppm dan kembali stabil melakukan pengukuran setelah menjauh dari sensor (3-4 meter). Nilai CO juga akan meningkat 4-5 ppm ketika mobil melintas didekat sensor dan kembali stabil melakukan pengukuran setelah mobil menjauh (3-4 meter). Data berikutnya yang didapat dari hasil pengukuran tanggal 12 Agustus 2017 adalah data yang menunjukkan waktu yang diperlukan sensor untuk mencapai keadaan stabil setelah alat dioperasikan. Data ditampilkan pada grafik berikut
Waktu untuk mencapai steady state 140 120 100 80 60 40 20 0 17:0 17 :02: 2:2 24 17 17:0 :02 2:4 :41 1 17: 7:02 02:5 :59 9 17 17:0 :03: 3:16 16 17 17:0 :03 3:3 :33 3 17: 7:03 03:5 :50 0 17: 7:04 04:8 :8 17 17:0 :04: 4:2 25 17: 7:04 04:4 :42 2 17: 7:05 05:0 :0 17 17:0 :05: 5:1 17
Dari grafik di atas didapat bahwa sensor tidak bisa langsung digunakan untuk pengukuran pengukuran karena sensor belum stabil dan membutuhkan waktu untuk mencapai nilai stabil selama 3-5
menit.
33
BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN
Setelah melakukan perancangan dan pengujian alat serta analisa didapat kesimpulan sebagai berikut: 1. Sensor membutuhkan waktu 3-5 menit untuk mencapai titik stabil sebelum dapat digunakan untuk pengukuran. 2. Respon time sensor terhadap gas yang dideteksi adalah 1 sekon. 3. Terdapat beberapa factor yang mempengaruhi hasil pengukuran gas CO yaitu: a. Jarak sensor dengan sumber polutan Semakin dekat jarak sensor dengan sumber polutan maka hasil pengukuran semakin bagus. Semakin jauh jarak sensor dengan sumber polutan makan hasil pengukuran semakin kurang bagus karena angin mempengaruhi hasil pengukuran. b. Volume kendaraan Semakin banyak jumlah kendaraan yang melintas dekat sensor maka nilai pengukuran CO akan semakin tinggi. tinggi. Dan sebaliknya semakin sedikit jumlah kendaraan yang melintas maka nilai pengukuran CO akan semakin rendah. c. Kelembaban Semakin tinggi nilai kelembapan maka nilai CO yang terukur akan semakin rendah, dan semakin rendah nilai kelembapan maka nilai CO yang terukur akan semakin tinggi. 4. Sensor membutuhkan waktu
10
menit untuk mencapai nilai stabil setelah
pengukuran. 5. Kategori udara di lokasi pengukuran (Pondo Betung) yang mengacu pada Peraturan KABAPEDAL no (----) masuk kategori BAIK. 5.2 SARAN
Alat yang telah dibuat masih memiliki banyak kekurangan, maka perlu dilakukan perbaikan, pengembangan, dan penyempurnaan agar alat dapat bekerja dengan baik. 34
Perbaikan, pengembangan, dan penyempurnaan tersebut memperlukan beberapa hal, diantaranya adalah : 1. Perlu dilakukan komparasi dengan alat pengukur kadar CO yang lain. Hal tersebut dilakukan untuk lebih meyakinkan bahwa data yang dihasilkan oleh rancangan penulis sudah mendekati nilai benar dan akurat. akurat. 2. Alat ini belum dilengkapi Micro SD sehingga Perlu ditambahkan micro SD untuk menyimpan hasil pengukuran langsung karena untuk sementara pengambilan data hanya bisa melalui PC. 3. Alat ini belum dilengkapi actuator yang berguna sebagai warning apabila nilai CO yang terukur mencapai batas yang berbahaya bagi manusia.
35
View more...
Comments
