Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas Dengan Menggunakan Sensor

Pendeteksi Kebocoran Tabung Gas Dengan Menggunakan Sensor Gas
Figarro TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52
Tias Harfiansyah Akbar
Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas
Gunadarma, Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terjadi dengan cepat pada akhir–
akhir ini menyebakan semakin dibutuhkannya sumber daya energi, dimana selama ini
manusia banyak bergantung pada alam. Seperti untuk memasak gas alam sering disebut
Liquefied Petroleum Gas (LPG), dan untuk kendaraan bermotor disebut Bahan Bakar Gas
(BBG). Pada alat ini menggunakan komponen-komponen elektronika seperti Mikrokontroler
AT89S52, 1 buah lcd, 3 buah led, 1 buah Speaker dan 1 buah Sensor Gas Figarro TGS 2610
sebagai inputan pada mikrokontroler. Bahasa yang digunakan dalam alat ini adalah basic
compailer. Cara kerja rangkaian ini pada saat keadaan awal alat di aktifkan adalah led yang
berwarna biru akan menyala dan lcd akan memberikan informasi kepada user berupa
tampilan untuk memasukan tabung gas kedalam kotak. Ketika kotak ditutup, maka sensor gas
akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor gas
mendeteksi bahwa kadar gas lebih banyak dibandingkan dari oksigen, maka input akan diolah
oleh mikrokontroler dan output yang akan dikeluarkan berupa speaker yang mengeluarkan
suara, led berwarna merah akan menyala dan lcd akan memberikan informasi berupa
tampilan bahwa tabung gas ada yang bocor. Tetapi ketika setelah beberapa waktu kotak di
tutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi kadar gas yang lebih banyak dari oksigen, maka led
warna putih akan menyala dan lcd akan memberikan informasi berupa tampilan bahwa
tabung gas tidak bocor.
Kata Kunci : Mikrokontroler, sensor gas, lcd, led, speaker.
Tanggal pembuatan : 17 Februari 2010
PENDAHULUAN
Perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi yang terjadi dengan cepat pada
akhir–akhir ini menyebakan semakin
dibutuhkannya sumber daya energi,
dimana selama ini manusia banyak
bergantung pada alam. Melalui kekayaan
alam yang berada didalam perut bumi
seperti minyak bumi yang berasal dari
fosil.
Manusia sangat banyak menggunakan
minyak bumi untuk keperluan sehari–hari,
seperti untuk memasak, bahan bakar
minyak untuk kendaraan bermotor. Namun
pada akhirnya manusia sadar bahwa
minyak bumi jika terus menerus diambil
maka akan habis, dan dibutuhkan waktu
yang
sangat
lama
untuk
dapat
memperbaharuinya lagi.
Maka dari itu manusia berusaha untuk
mencari alternatif lain yang bisa
menggantikan minyak bumi dalam
keperluan
sehari-harinya,
sehingga
ditemukanlah gas alam yang setelah di uji
didalam laboratorium bisa menggantikan
minyak bumi. Seperti untuk memasak gas
alam sering disebut Liquefied Petroleum
Gas (LPG), dan untuk kendaraan bermotor
disebut Bahan Bakar Gas (BBG).
Gas alam mempunyai kelebihan dan
kekurangan jika dibandingkan dengan
minyak bumi, seperti untuk kendaraan
bermotor. Jika menggunakan minyak bumi
polusi yang dikeluarkan oleh kendaraan
bermotor lebih banyak dibandingkan
dengan gas alam. Sedangkan untuk
memasak, minyak bumi mengeluarkan
polusi seperti asap hitam, dan gas alam
tidak mengeluarkan asap.
Kekurangan
dari
gas
alam
jika
dibandingkan dengan minyak bumi ialah
mudah terbakar jika terpicu oleh api yang
berada di sekitarnya, sedangkan minyak
bumi tidak mudah terpicu oleh api di
sekitarnya. Tempat penyimpanan gas alam
harus menggunakan tabung yang kuat dan
tidak mudah bocor. Karena jika tabung
penyimpanan gas bocor, pada saat akan
digunakan
akan
mudah
terbakar.
Sedangkan untuk menyimpan minyak
bumi, bisa menggunakan dirigen atau
botol–botol bekas.
Maka dari itu penulis ingin memberikan
solusi atas kekurangan ini, sehingga para
pemakai tabung gas menjadi lebih nyaman
pada saat memakainya. Solusi yang
penulis
berikan
ialah
Pendeteksi
Kebocoran
Tabung
Gas
Dengan
Menggunakan Sensor Gas Figarro TGS
2610 Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
Batasan Masalah
Untuk menghindari bahasan masalah
menjadi lebih jauh, maka penulis
membatasi
masalah
hanya
untuk
membahas bagaimana cara mengurangi
terjadinya kebakaran karena tabung gas
yang digunakan ada yang bocor. Hal itu
terjadi karena pemakai tabung gas tidak
pernah memeriksa keadaan tabung gas
pada saat membelinya.
LANDASAN TEORI
Elpiji
Elpiji, dari pelafalan singkatan bahasa
Inggris; LPG (liquified petroleum gas,
harafiah: "gas minyak bumi yang
dicairkan"), adalah campuran dari berbagai
unsur hidrokarbon yang berasal dari gas
alam. Dengan menambah tekanan dan
menurunkan suhunya, gas berubah
menjadi cair. Komponennya didominasi
propana (C3H8) dan butana (C4H10).
Elpiji juga mengandung hidrokarbon
ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya
etana (C2H6) dan pentana (C5H12).
Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan
berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk
cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk
gas untuk berat yang sama. Karena itu
elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam
tabung-tabung logam bertekanan. Untuk
memungkinkan terjadinya ekspansi panas
(thermal expansion) dari cairan yang
dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi
secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari
kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila
menguap dengan gas dalam keadaan cair
bervariasi tergantung komposisi, tekanan
dan temperatur, tetapi biasaya sekitar
250:1.
Tekanan di mana elpiji berbentuk cair,
dinamakan
tekanan
uap-nya,
juga
bervariasi tergantung komposisi dan
temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan
tekanan sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi
butana murni pada 20 °C (68 °F) agar
mencair, dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi
propana murni pada 55 °C (131 °F).
Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi
menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran,
elpiji propana dan elpiji butana.
Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum
dalam keputusan Direktur Jendral Minyak
dan
Gas
Bumi
Nomor:
25K/36/DDJM/1990.
Elpiji
yang
dipasarkan Pertamina adalah elpiji
campuran.
Bahaya elpiji
Salah satu risiko penggunaan elpiji adalah
terjadinya kebocoran pada tabung atau
instalasi gas sehingga bila terkena api
dapat menyebabkan kebakaran. Pada
awalnya, gas elpiji tidak berbau, tapi bila
demikian akan sulit dideteksi apabila
terjadi kebocoran pada tabung gas.
Menyadari itu Pertamina menambahkan
gas mercaptan, yang baunya khas dan
menusuk hidung. Langkah itu sangat
berguna untuk mendeteksi bila terjadi
kebocoran tabung gas. Tekanan elpiji
cukup besar (tekanan uap sekitar 120
psig), sehingga kebocoran elpiji akan
membentuk gas secara cepat dan merubah
volumenya menjadi lebih besar.
Sensor TGS 2610
Sensor TGS 2610 dalah suatu jenis
semikonduktor oksida logam film tebal
yang menawarkan biaya rendah, daya
tahan yang lama, sensitifitas yang bagus
terhadap gas (target) yang disensor dengan
menggunakan rangkaian elektronik yang
sederhana. Sensor ini terutama sesuai
untuk
aplikasi
dalam
mendeteksi
kebocoran gas untuk jenis gas beracun dan
gas yang muah meledak.
Gambar 1. Sensor TGS 2610
Elemen yang digunakan untuk sensor gas
TGS 2610 adalah semikonduktor dari
dioksida timah (SnO2) yang mempunyai
konduktifitas yang rendah pada udara
bersih. Jika terdapat gas yang dideteksi,
maka konduktifitas dari sensor akan
meningkat tergantung pada konsentrasi gas
tersebut di udara. Rangkaian elektronik
yang sederhana bisa digunakan untuk
merubah konduktifitas sensor menjadi
sinyal output yang sesuai dengan
konsentrasi gas tersebut.
Elemen yang digunakan untuk sensor gas
pada
sensor
gas
Figaro
adalah
semikonduktor dan dioksida timah (SnO2)
yang mempunyai konduktifitas yang
rendah pada udara bersih. Jika terdapat gas
yang dideteksi, maka konduktifitas dari
sensor akan meningkat tergantung pada
konsentrasi gas tersebut di udara.
Rangkaian elektronik yang sederhana bisa
digunakan untuk merubah konduktifitas
menjadi
tegangan
adalah
dengan
menambahkan tahana beban RL pada
sensor.
Gambar 2. Rangkaian TGS 2610
Perinsip kerja dari rangkaian sensor di atas
dalam kaitannya dengan pengukuran
tingkat konsentrasi gas dalam udara akan
dijelaskan secara singkat sebagai berikut.
Pada saat sensor gas Figaro TGS 2610
diberi tegangan input (vc) dan tegangan
heater (Vh) dan diletakan pada udara
bersih, maka resistansi sensor Rs akan
turun secara cepat sehingga tegangan yang
melintasi tahanan beban (Rl) akan naik
secara cepat pula kemudian turun sesuai
dengan naiknya nilai Rs kembali sampai
mencapai nilai yang stabil, kondisi ini
disebut “ Initial Action”.
Prinsip Operasi Sensor Figaro TGS
Bahan yang digunakan untuk sensor gas
TGS 2610 adalah oksida logam, secara
umum kebanyakan menggunakan SnO2.
Pada saat suatu Kristal oksida logam
seperti SnO2 dipanaskan pada temperature
yang tinggi di udara, oksigen di absorbs
pada permukaan Kristal dengan muatan
negative.
Electron
pendonor
pada
permukaan Kristal pada oksigen yang di
absobsi, hasilnya meninggalkan muatan
positif pada lapisan ruang muatan.
Kemudian potensial permukaan dibentuk
sebagai potensial barrier terhadap aliran
electron.
Gambar 3. Model of inter-grain
potential barrier
Didalam sensor arus elektrik mengalir
sepanjang bagian penghubung (grain
boundary) dari Kristal mikro SnO2. Pada
batas butir, oksigen yang di adsorbs
membentuk potensial barrier yang
mencegah pembawa (carrier) bergerak
bebas. Hambatan dari sensor dihubungkan
dengan potensial barrier ini. Jika terdapat
gas deoxidizing kepadatan permukaan dari
muatan negative oksigen berkurang,
sehingga tingginya barrier pada batas
butiran dikurangi. Pengurangan tingginya
barrier
menyebabkan
resistansi sensor.
berkurangnya
Mikrokontroler
Mikrokontroler AT89S52 merupakan
komponen IC (Integrated Circuit) yang
dapat digunakan untuk mengolah data
perbit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Sebuah mikrokontroler dikemas dalam
sebuah chip yang dapat digunakan untuk
mengontrol piranti input output (I/O) yang
mana didalamnya sudah terintegrasi
memori internal yaitu RAM dan ROM,
selain itu juga terdapat Central Processing
Unit (CPU) untuk mengakses program
yang ada didalam memori ROM.
Mikrokontroler dapat bekerja bila dalam
IC tersebut terdapat program yang
berisikan insruksi-instruksi yang akan
digunakan untuk menjalankan sistem
mikrokontroler
tersebut.
Pada
mikrokontroler, perbandingan RAM dan
ROM sangat besar, artinya program
kontrol disimpan dalam ROM yang
ukurannya relatif lebih besar. Sedangkan
RAM
digunakan
sebagai
tempat
penyimpanan
sementara,
termasuk
register-register yang digunakan pada
mikrokontroler
yang
bersangkutan.
Mikrokontroler ini memiliki bagian yang
salking
terhubung
sehingga
dapat
melakukan tugas sesuai dengan program
yang ada didalamnya.
Mikrokontroler
ini
merupakan
mikrokontroler CMOS 8 bit yang memiliki
performa tinggi dengan konsumsi daya
rendah dan memiliki sistem pemrograman
kembali (Programable and Eraseable Read
Only Memory), dengan ketahanan 1000
kali
Write/Erase. Mikrokontroler
AT89S52 memiliki beberapa fitur,
diantaranya :
a. Sebuah CPU ( Central
Processing Unit ) 8 Bit.
b. 256 byte RAM ( Random
Acces Memory ) internal.
c. Empat buah port I/O, yang
masing masing terdiri dari 8
bit
d. Osilator
internal
dan
rangkaian pewaktu.
e. Dua buah timer/counter 16
bit
f. Lima buah jalur interupsi (
2 buah interupsi eksternal
dan 3 interupsi internal).
g. Sebuah port serial dengan
full
duplex
UART
(Universal Asynchronous
Receiver Transmitter).
h. Mampu
melaksanakan
proses
perkalian,
pembagian, dan Boolean.
i. EPROM yang besarnya 8
KByte
untuk
memori
program.
Kecepatan
maksimum
pelaksanaan
instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada
frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi
clock mikrokontroler yang digunakan
adalah 12 MHz, maka kecepatan
pelaksanaan instruksi adalah 1 μs
Konfigurasi Pin
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40
pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke40 pin tersebut digambarkan sebagai
berikut :
Gambar 4. Pin – pin mikrokontroler
Fungsi dari masing-masing pin AT89S52
adalah :
1. Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port
pararel 8 bit dua arah (bidirectional)
yang dapat digunakan untuk berbagai
keperluan (general purpose).
2. Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif
jika mendapat catuan tinggi.
3. Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port
pararel 8 bit dua arah yang memiliki
fungsi pengganti sebagai berikut :
• P3.0 (10) : RXD (port serial
penerima data)
• P3.1 (11) : TXD (port serial
pengirim data)
• P3.2 (12) : INT0 (input interupsi
eksternal 0, aktif low)
• P3.3 (13) : INT1 (input interupsi
ekstrernal 1, aktif low)
• P3.4 (14) : T0 (eksternal input
timer / counter 0)
• P3.5 (15) : T1 (eksternal input
timer / counter 1)
• P3.6 (16) : WR (Write, aktif low)
Sinyal kontrol penulisan data
dari port 0 ke memori data dan
input-output eksternal.
• P3.7 (17) : RD (Read, aktif low)
Sinyal
kontrol
pembacaan
memori
data
input-output
eksternal ke port 0.
4. Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran
osilator yang terhubung pada kristal.
5. Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke
osilator berpenguatan tinggi, terhubung
pada kristal.
6. Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau
ground pada rangkaian.
7. Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port
pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim
byte alamat bila pengaksesan dilakukan
pada memori eksternal.
8. Pin 29 sebagai PSEN (Program Store
Enable) adalah sinyal yang digunakan
untuk membaca, memindahkan program
memori eksternal (ROM / EPROM) ke
mikrokontroler (aktif low).
9. Pin 30 sebagai ALE (Address Latch
Enable) untuk menahan alamat bawah
selama mengakses memori eksternal.
Pin ini juga berfungsi sebagai PROG
(aktif low) yang diaktifkan saat
memprogram internal flash memori
pada mikrokontroler (on chip).
10. Pin 31 sebagai EA (External Accesss)
untuk memilih memori yang akan
digunakan, memori program internal
(EA = Vcc) atau memori program
eksternal (EA = Vss), juga berfungsi
sebagai Vpp (programming supply
voltage) pada saat memprogram
internal
flash
memori
pada
mikrokontroler.
11. Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan
port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi
sebagai
alamat
bawah
yang
dimultipleks dengan data untuk
mengakses program dan data memori
eksternal.
12. Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5
V sebagai catuan untuk mikrokontroler.
LCD (Liquid Cristal Display)
Lcd adalah suatu layar bagian dari modul
peraga yang menampilkan karakter yang
diinginkan. Layar lcd menggunakan dua
buah lembaran bahan yang dapat
mempolarisasikan dan Kristal cair diantara
kedua lembaran tersebut. Arus listrik yang
melewati cairan menyebabkan Kristal
merata sehingga cahaya tidak dapat
melalui setiap Kristal, karenanya seperti
pengaturan cahaya menentukan apakah
cahaya dapat melewati atau tidak.
Sehingga dapat mengubah bentuk Kristal
cairannya membentuk tampilan angka atau
huruf pada layar.
Kegunaan lcd banyak sekali dalam
perancangan suatu
system dengan
menggunakan mikrokontroler. Lcd dapat
berfungsi untuk menampilkan suatu nilai
hasil skor, menampilkan tweks, atau
menampilkan
menu
padda
alikasi
mikrokontroler. Pada alat ini ukuran tipe
lcd yang digunakan adalah lcd 2 x 16
seperti gambar Dibawah ini.
Gambar 5. LCD (Liquid Cristal
Display)
Speaker
Dalam rangkaian ini, speaker digunakan
sebagai indicator bahwa telah terjadi
kebocoran pada tabung gas. Pada saat
sensor gas mendeteksi kebocoran pada
tabung gas, maka sensor akan memberikan
tegangan pada mikrokontroler pada port
yang
sudah
tersedia.
Setelah
mikrokontroler menerima input dari sensor
maka akan langsung diolah sesuai dengan
program yang sudah ada di dalam
mikrokontroler
tersebut,
kemudian
mikrokontroler akan mengeluarkan output
melalui port yang digunakan oleh speaker.
Speaker sendiri ialah sebuah komponen
elektronika yang berfungsi untuk merubah
gelombang listrik menjadi gelombang
suara atau bunyi, di dalam speaker terdapat
suatu magnet yang berfungsi menangkap
sinyal-sinyal
yang
masuk
berupa
gelombang listrik. Sinyal gelombang
listrik inilah yang membuat fibra speaker
bergetar dan menghasilkan suara tau
bunyi.
tampilnya kalimat pada lcd. Ketika tabung
gas dimasukan, kemudian sensor gas
mendeteksi bahwa terjadi kebocoran pada
tabung gas maka led yang berwarna merah
akan menyala bersamaan dengan kalimat
yang tampil dari lcd dan suara alarm dari
speaker. Tetapi jika sensor gas tidak
mendeteksi kebocoran pada tabung gas,
maka led yang berwarna putih akan
menyala bersamaan dengan kalimat yang
tampil dari lcd.
Led (Light Emitting Diode) merupakan
piranti yang vital dalam teknologi
electroluminescent seperti untuk aplikasi
teknologi display (tampilan), sensor, dan
lain-lainnya. Teknologi electroluminescent
didasarkan pada konsep pancaran cahaya
yang dihasilkan oleh suatu piranti sebagai
akibat dari adanya medan listrik yang
diberikan kepadanya.
Led adalah sejenis dioda semikonduktor
istimewa. Di dalam led terdapat sejumlah
zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya
jika
elektron-elektron
melewatinya.
Seperti sebuah dioda normal, led terdiri
dari sebuah chip bahan semikonduktor
yang diisi penuh, dengan ketidakmurnian
untuk menciptakan sebuah struktur yang
disebut p-n junction. Pembawa muatan
elektron dan lubang mengalir ke junction
dari elektroda dengan voltase berbeda.
Ketika elektron bertemu dengan lubang,
dia jatuh ke tingkat energi yang lebih
rendah, dan melepas energi dalam bentuk
photon.
Gambar 6. Speaker
LED
Di dalam rangkaian ini led berfungsi
sebagai indicator bahwa alat sudah dalam
keadaan menyala dan sensor mendeteksi
kebocoran pada tabung gas. Pada saat alat
dihidupkan, maka led yang berwarna biru
akan
menyala
bersamaan
dengan
Basic Compailer (BASCOM 8051)
Basic Compailer (BASCOM 8051) adalah
program
berbasis
windows
untuk
mikrokontroler keluarga 8051 seperti
AT89C51/52,
AT89S51/52,
dan
mikrokontroler yang lainnya. BASCOM8051 merupakan software compailer
dengan menggunakan bahasa basic yang
dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS
Elektronik. BASCOM-8051 dibuat untuk
melakukan
pemrograman
pada
mikrokontroler AT89S52.
Bagian-bagian BASCOM-8051
Ketika
program
BASCOM-8051
dijalankan, maka jendela program
BASCOM-8051 akan tampil. Seperti pada
gambar dibawah ini.
Gambar 7. Jendela Program
BASCOM-8051
Fungsi-fungsi pada menu jendela program
BASCOM-8051 dapat dilihat pada tabel
dibawah ini.
Tabel 1. Daftar Fungsi Menu
BASCOM-8051
METODOLOGI PENELITIAN
Perancangan Rangkaian
Pada alat ini menggunakan baterai kering
12V sebagai pemberi tegangan. Di dalam
alat ini penulis menggunakan tabung gas
yang berukuran kecil sebagai inputannya.
Sedangkan
untuk
pendeteksinya,
menggunakan sensor gas fogaro tgs 2610.
selain menggunakan sensor gas sebagai
pendeteksi, penulis juga menggunakan tiga
buah led, lcd dan buzzer sebagai output
dari kerja sistem alat ini yang
menggunakan mikrokontroler AT89S52
sebagai pengolah data yang didukung oleh
bahasa pemrograman bascom-8051 yang
sudah ditanamkan di dalam mikrokontroler
tersebut. Seperti gambar di lampiran.
Diagram Blok
Dalam pembuatan makalah ini, penulis
akan membuat blok diagram menjadi tiga
bagian, yaitu blok sensor, blok control dan
blok output. Kemudian membuat analisa
secara perblok diagram, dan flowchart dari
program.
Gambar 8. Diagram Blok
Blok Sensor
Rangkaian blok sensor ini digunakan
untuk mendeteksi kebocoran pada tabung
gas. Input dari sensor gas ini ialah gas
butane yang terdapat di dalam lpg, sensor
gas
yang
menggunakan
elemen
semikonduktor dan dioksida timah (SnO2)
ini mempunyai konduktifitas yang rendah
pada udara bersih. Jadi jika terdapat gas
yang terdeteksi, maka konduktifitas dari
sensor akan meningkat tergantung dari
konsentrasi gas tersebut di udara. Setelah
sensor mendeteksi keberadaan gas maka
akan
memberikan
inputan
kepada
mikrokontroler melalui port yang ada pada
mikrokontroler tersebut.
Gambar 10. Blok Mikrokontroler
Berikut ini port-port pada mikrokontroler
yang digunakan rancang bangun alat ini :
Tabel 2. Penggunaan Port pada
Mikrokontroler
Gambar 9. Blok Sensor
Blok Control
Dalam blok ini yang berperan adalah
mikrokontroler dalam memproses /
mengolah data. Mikrokontroler yang
digunakan
adalah
mikrokontroler
AT89S52, mikrokontroler ini dicatu
dengan tegangan 5V yang berada pada pin
40 (Vcc), pin 20 (gnd), pin 9(RST) yang
dihubungkan dengan power On reset yang
akan me-reset mikrokontroler saat dicatu
dengan tegangan 12V.
Dalam blok ini mikrokontroler akan
melakukan
pemrosesan
terhadap
masukan/inputan yang didapat dari sensor
gas tgs 2610, kemudian mengolahnya dan
memberikan output berupa tampilan pada
layer lcd, led dan buzzer.
Pada saat alat dinyalakan maka
mikrokontroler akan melakukan inisialisasi
kepada lcd, setelah itu akan menampilkan
kalimat pada layer lcd dan menyalakan led
pertama (biru). Ketika sensor gas
mendeteksi
atau
tidak
mendeteksi
keberadaan gas, maka mikrokontroler akan
memprosesnya dengan cara menyimpan
data yang diterima dalam memori,
kemudian membandingkannya dengan
data yang telah di inputkan ke dalam
sistem mikrokontroler. Setelah memproses
inputan dari sensor maka mikrokontroler
akan mengeluarkan output berupa lcd, led
dan buzzer.
Blok Output
Dalam blok output ini terdapat tiga
rangkaian yang berfungsi sebagai output
sistem dan penghubung antar user dengan
alat.
Rangkaian-rangkaiannya yaitu :
Rangkaian Lcd 2X16
Dalam rangkaian ini, lcd yang digunakan
adalah lcd 2X16 yaitu lcd yang memiliki 2
baris dan 16 kolom. lcd ini memiliki 16
pin yang terdiri dari :
3 buah pinuntuk power
suplay (pin1-pin3)
3 buah pin control (pin4pin6)
Pin 4 / pin RS (Registration
Select)
Pin
5
/
pin
RW,
dihubungkan ke ground
karena lcd hanya di pakai
untuk fungsi write saja
sehingga w = „0‟.
Pin 6 / pin EN, yang
berfungsi
untuk
memberitahukan lcd apakah
akan mengirimkan data atau
tidak.
Di
hubungkan
dengan P0.0
8 buah pin data (pin7pin14), Pin ini terhubung
dengan
port
1
di
mikrokontroler, mulai dari
P1.0 sampai P1.7
2 buah pin back light
(pin15-pin16),
Pin
ini
berguna untuk cahaya latar
pada lcd.
Gambar 11. Blok lcd
Rangkaian Led
Di dalam rangkaian ini led berfungsi
sebagai indicator bahwa alat sudah dalam
keadaan menyala dan sensor mendeteksi
kebocoran pada tabung gas. Pada saat alat
dihidupkan, maka led yang berwarna biru
akan
menyala
bersamaan
dengan
tampilnya kalimat pada lcd. Ketika tabung
gas dimasukan, kemudian sensor gas
mendeteksi bahwa terjadi kebocoran pada
tabung gas maka led yang berwarna merah
akan menyala bersamaan dengan kalimat
yang tampil dari lcd dan suara alarm dari
speaker. Tetapi jika sensor gas tidak
mendeteksi kebocoran pada tabung gas,
maka led yang berwarna putih akan
menyala bersamaan dengan kalimat yang
tampil dari lcd.
Led (Light Emitting Diode) merupakan
piranti yang vital dalam teknologi
electroluminescent seperti untuk aplikasi
teknologi display (tampilan), sensor, dan
lain-lainnya. Teknologi electroluminescent
didasarkan pada konsep pancaran cahaya
yang dihasilkan oleh suatu piranti sebagai
akibat dari adanya medan listrik yang
diberikan kepadanya.
Led adalah sejenis dioda semikonduktor
istimewa. Di dalam led terdapat sejumlah
zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya
jika
elektron-elektron
melewatinya.
Seperti sebuah dioda normal, led terdiri
dari sebuah chip bahan semikonduktor
yang diisi penuh, dengan ketidakmurnian
untuk menciptakan sebuah struktur yang
disebut p-n junction. Pembawa muatan
elektron dan lubang mengalir ke junction
dari elektroda dengan voltase berbeda.
Ketika elektron bertemu dengan lubang,
dia jatuh ke tingkat energi yang lebih
rendah, dan melepas energi dalam bentuk
photon.
gelombang listrik menjadi gelombang
suara atau bunyi, di dalam speaker terdapat
suatu magnet yang berfungsi menangkap
sinyal-sinyal
yang
masuk
berupa
gelombang listrik. Sinyal gelombang
listrik inilah yang membuat fibra speaker
bergetar dan menghasilkansuara atau
bunyi.
Gambar 13. Blok Buzzer
Gambar 12. Blok led
Rangkaian Speaker
Dalam rangkaian ini, speaker digunakan
sebagai indicator bahwa telah terjadi
kebocoran pada tabung gas. Pada saat
sensor gas mendeteksi kebocoran pada
tabung gas, maka sensor akan memberikan
tegangan pada mikrokontroler pada port
yang
sudah
tersedia.
Setelah
mikrokontroler menerima input dari sensor
maka akan langsung diolah sesuai dengan
program yang sudah ada di dalam
mikrokontroler
tersebut,
kemudian
mikrokontroler akan mengeluarkan output
melalui port yang digunakan oleh speaker.
Speaker sendiri ialah sebuah komponen
elektronika yang berfungsi untuk merubah
Perancangan Perangkat Lunak Sistem
Pemrograman yang digunakan dalam alat
ini adalah Basic Compiler (BASCOM8051) versi 2.0.14.0, yaitu compiler yang
menggunakan bahasa basic. Compiler ini
cukup lengkap karena telah dilengkapi
dengan simulator untul led, lcd dan
monitor untuk komunikasi serial.
Program yang dibuat dalam bahasa basic
akan di kompilasi menjadi machin code.
Untuk kemudian dimasukan kedalam
mikrokontroler
melalui
sebuah
downloader.
Mikrokontroler
AT89S52
sudah
dilengkapi dengan system pemrograman
serial (ISP- In Sistem Programing).
System
ISP
memungkinkan
mikrokontroler deprogram dalam board
mikrokontrolernya sendiri. Sehingga tidak
perlu untuk proses cabut pasang
mikrokontroler tersebut.
Flowchart
Berdasarkan dari blok diagram rangkaian,
maka penulis membuat flowchart sebagai
panduan untuk pembuatan program.
Seperti diketahui, dalam pembuatan
program harus diperhatikan aturan logika
yang benar. Jika logika dalam suatu
program tidak benar maka akan
menyebabkan adanya kesalahan dari hasil
keluaran program tersebut dan tidak sesuai
dengan hasil keluaran yang diinginkan.
Untuk membantu melacak kebenaran
logika sebuah program diperlukan suatu
alat bantu yang disebut dengan flowchart.
Berikut ini adalah flowchart dari alat :
Gambar 14. Diagram Alir
Algoritma program dari diagram alir di
atas yaitu :
1 Langkah pertama yang dilakukan
ialah memberikan tegangan kepada
alat dengan menggunakan batrai
12V atau adaptor.
2 Setelah alat menyala, maka led
yang berwarna biru menyala, dan
lcd
menampilkan
kalimat
“Silahkan masukan tabung gas”.
3 Kemudian tabung gas dimasukan
ke dalam tempat yang sudah
disediakan.
4 Setelah tabung gas dimasukan ke
dalam tempatnya, maka sensor
akan mulai mendeteksi gas.
5 Kemudian pada saat sensor gas
sedang mendeteksi lalu mendeteksi
kadar gas, maka led merah nyala,
speaker
bunyi
dan
lcd
menampilkan kalimat “Tabung gas
ada yang bocor!!!!”. Lalu setelah
beberapa waktu seperti yang sudah
dimasukan didalam program, maka
alat akan kembali ke dalam kondisi
awal.
6 Tetapi pada saat sensor gas sedang
mendeteksi dan tidak mendeteksi
kadar gas, maka led putih nyala
dan lcd menampilkan kalimat
“Tabung gas tidak ada yang
bocor!!!”.
Kemudian
setelah
beberapa waktu sepert yang sudah
dimasukan didalam program, maka
alat akan kembali ke dalam kondisi
awal.
PENGUJIAN ALAT
Pengujian Alat
Setelah melakukan proses perancangan
alat selasai, maka langkah selanjutnya
adalah melakukan pengujian kerja pada
alat yang telah dirancang. Pengujian
dilakukan agar bisa mendapatkan data dari
suatu sistem alat tersebut, sehingga dengan
data ini penulis dapat mengetahui
spesifikasi dari alat yang telah dirancang.
Hasil pengujian dapat menjadi sumber
dalam penganalisaan rangkaian, percobaan
dilakukan sesuai dengan blok-bloknya.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
keluaran semua blok rangkaian, baik
rangkaian
power
supplay maupun
rangkaian sensor gas.
Hasil Pengujian Alat
Seperti yang dijelaskan pada subbab
Pengujian, maka diperolah hasil pengujian
alat. Hasil pengujian yang lebih lengkap
dapat dilihat pada tabel di bawah ini
Tabel 3. Hasil Pengujian Alat
Keadaan awal atau netral pada saat alat di
aktifkan adalah led yang berwarna biru
menyala dan lcd memberikan informasi
kepada user berupa silahkan masukan
tabung gas.
Ketika kotak ditutup, maka sensor gas
akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran
pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor
gas mendeteksi bahwa kadar gas lebih
banyak dibandingkan dari oksigen, maka
input akan diolah oleh mikrokontroler dan
output yang akan dikeluarkan berupa
speaker yang mengeluarkan suara, led
berwarna merah menyala dan lcd
memberikan informasi berupa tampilan
bahwa tabung gas ada yang bocor. Tetapi
ketika setelah beberapa waktu kotak di
tutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi
kadar gas yang lebih banyak dari oksigen,
maka led warna putih menyala dan lcd
memberikan informasi berupa tampilan
bahwa tabung gas tidak bocor
Hasil Pengambilan Data Tegangan dan
Waktu Pada Alat
Hasil pengambilan data tegangan yang
lebih lengkap bisa dilihat pada tabel 4 dan
5
Tabel 4. Hasil Pengambilan Data
pada sensor
Setelah melakukan pengambilan data
tegangan terhadap alat, maka kesimpulan
yang didapat ialah. Pada saat normal/tidak
terdeteksi gas tegangan pada sensor gas
adalah 7V, dan pada saat sensor
mendeteksi kadar gas dari jarak yang
terdekat 10cm sampai jarak yang terjauh
100cm. Data yang didapat ialah 7,1V.
Tabel 5. Perbadaan waktu antara
simulasi dengan alat
Setelah melakukan pengujian dengan
menggunakan waktu antara saat simulasi
dan saat alat digunakan, maka data yang
diperoleh ialah. Pada saat keadaan awal
atau netral, simulasi mencapai waktu
1menit 53 detik dan pada alat 7 detik.
Pada saat keadaan sensor mendeteksi gas,
waktu pada simulasi 1 menit 57 detik dan
pada alat 7 detik. Tetapi pada saat sensor
tidak mendeteksi gas, waktu pada simulasi
2 menit 4 detik, dan pada alat 7 detik.
Waktu yang dugunakan dalam percobaan
ini ialah 4 detik atau wait 4 dalam bahasa
bascom. Waktu yang didapat saat simulasi
dapat berubah lebih cepat atau lebih lama,
tergantung bagus atau tidaknya computer
yang digunakan.
speaker yang mengeluarkan suara, led
berwarna merah akan menyala dan lcd
akan memberikan informasi berupa
tampilan bahwa tabung gas ada yang bocor
seperti pada gambar dibawah ini
Analisis Hasil Percobaan
Seperti yang sudah dijelaskan dalam
subbab sebelumnya, keadaan awal pada
saat alat di aktifkan adalah led yang
berwarna biru akan menyala dan lcd akan
memberikan informasi kepada user berupa
tampilan untuk silahkan masukan tabung
gas seperti pada gambar dibawah ini
Gambar 16. Tabung gas ada yang bocor
Tetapi ketika setelah beberapa waktu kotak
ditutup, tapi sensor juga tidak mendeteksi
kadar gas yang lebih banyak dari oksigen,
maka led warna putih akan menyala dan
lcd akan memberikan informasi berupa
tampilan bahwa tabung gas tidak ada yang
bocor seperti pada gambar dibawah ini
Gambar 15. Silahkan masukan tabung
gas
Ketika kotak ditutup, maka sensor gas
akan bekerja untuk mendeteksi kebocoran
pada tabung gas tersebut. Pada saat sensor
gas mendeteksi bahwa kadar gas lebih
banyak dibandingkan dari oksigen, maka
input akan diolah oleh mikrokontroler dan
output yang akan dikeluarkan berupa
Gambar 17. Tabung gas tidak ada yang
bocor
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan pembuatan, pengoperasian
dan pengujian alat ini bahwa alat tersebut
bekerja sesuai dengan harapan dengan
melihat hasil dari pengujian alat dan teori
yang mendukung. Maka didapatkan
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Sensor gas mendeteksi bukan
berdasarkan jarak gas yang terdeteksi,
melainkan bergantung dari tingkat
kadar gas tersebut. Semakin pekat
kadar gas maka semakin cepat gas
tersebut dideteksi.
2. Sensor gas sangat sensitive, jika jarak
yang digunakan terlalu dekat maka
bau gas akan terus terdeteksi di
sensor. Hal ini akan menyulitkan
untuk melakukan percobaan pada
jarak yang berbeda karena bau gas
masih melekat dalam waktu yang
cukup lama.
Saran
Dari hasil pembuatan alat ini, maka
didapatkan
beberapa
saran
untuk
penyempurnaan alat ini, yakni yang perlu
memperhatikan jarak peletakan sensor
dengan sumber gas, karena sensor akan
mendeteksi tingkat kepekatan kadar gas.
Semakin dekat jarak, maka akan semakin
pekat gas akan terdeteksi karena sensor
akan mencium kadar gas yang ada di
udara.
DAFTAR PUSTAKA
URL:http://www.ittelkom.ac.id/library/ind
ex.php?view=article&catid=16%3Amikro
processorkontroller&id=345%3Amikroko
ntrolerat89s52&option=com_content&Itemid=15
Januari 2010
URL:http://docs.google.com/gview?a=v&
q=cache:eCROtHhaW1wJ:digilib.petra.ac.
id/jiunkpe/s1/elkt/2003/jiunkpe-ns-s12003-23498119-8809-principalchapter2.pdf+tgs+2610&hl=id&gl=id&sig
=AFQjCNGw76xLxN187yg6EsR_RDPpZ
42m2w Januari 2010
URL:http://docs.google.com/gview?a=v&
q=cache:FviQYSdOYkJ:www.innovativeelectronics.com/inno
vative_electronics/download_files/manual/
Manual%2520DTIO%2520Relay%2520Board.pdf+relay&hl
=id&gl=id&sig=AFQjCNGGcQTZ3_HSE
NDWGHzKrZv-K8Xuxg Januari 2010
URL:http://digilib.polsri.ac.id/gdl.php?mo
d=browse&op=read&id=ssptpolsri-gdlnurulaini-1618&PHPSESSID=ggggmwat
Januari 2010
URL:http://digilib.polsri.ac.id/gdl.php?mo
d=browse&op=read&id=ssptpolsri-gdl
dianristia-1360
diyen.polisriwijaya.ac.id/My%20Files/TA
%20Fix/BAB%20IIrevisi.doc Januari 2010
URL:http://id.wikipedia.org/wiki/LPG
Januari 2010
URL:http://majarimagazine.com/2009/02/
gas-alam-habis-40-tahun-lagi/
Januari
2010
URL:http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_ala
m Januari 2010
URL:http://www.digiware.com/dw.php?p=search_result&keyw
ord=tgs&method=contain&category=all
Januari 2010